JPH11330154A

JPH11330154A - フレキシブル基板およびこれを用いたテープキャリアパッケージとそれらの実装方法

Info

Publication number: JPH11330154A
Application number: JP12454798A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】異方性導電材料を用いて回路基板等に実装す
るフレキシブル基板もしくはテープキャリアパッケージ
において、その実装部分の接続強度を向上させ、かつ、
位置合せを正確に行うためのフレキシブル基板もしくは
テープキャリアパッケージの構造と、それらの実装方法
を提供する。【解決手段】フレキシブル基板２１の電極３ａに孔２
０を設ける。これにより、実装後に異方性導電材が孔２
０に充填されることにより強度が向上する。また、ガラ
スエポキシ基板などのように、光を透過しない基板でも
位置合わせが容易になり、位置合わせに要する時間が短
縮されるとともに、位置合わせの精度も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異方性導電材料を
用いて回路基板等に実装するフレキシブル基板もしくは
テープキャリアパッケージにおいて、従来に比べて実装
部分の接続強度を向上させ、かつ、その実装部分の位置
合せを正確に行うためのフレキシブル基板もしくはテー
プキャリアパッケージの構造と、それらの実装方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】異方性導電膜（シート）による実装技術
は、液晶ディスプレイの普及とともに急速に開発され実
用化された技術である。

【０００３】基本的には、樹脂中に金属徴粉末（Ｎｉ、
はんだボール、カーボン）を分散させたシートを回路基
板の電極と接合する基板の電極との間に介在させ、加熱
・加圧すると樹脂が軟化し、電極間で分散させた微粒子
で電気的に接触するる。

【０００４】通常、液晶ディスプレイのＩＴＯ電極とＴ
ＡＢパツケージのアウタリードを接続するのに用いられ
ており、液晶ディスブレイの発展を支えた接続方法であ
る。

【０００５】以下に図面を参照して、一方が異方性導電
膜で、他方がはんだによって接合されて回路基板等に実
装されるテープキャリアパッケージの一例を説明する。

【０００６】図９（ａ）はテープキャリアパッケージの
平面図で、図８（ｂ）はその断面側面図である。すなわ
ち、テープキャリアパッケージ１９はポリイミドの絶縁
べース２に所定の銅配線３がパターニングされており、
その銅配線３上にＩＣ４がインナリードボンデイングに
より接合されている。また、銅配線３は別の回路基板と
接合する箇所に電極３ａを形成している。

【０００７】従って、この電極３ａは接合する相手の回
路基板に設けられた電極と、相互の位置合せが行われ
て、異方性導電膜５やはんだ６によって接合される。な
お接合に関与している電極３ａの長さは、異方性導電膜
５による接合の場合も、はんだ６接合の場合も共に約２
ｍｍである。

【０００８】図１０（ａ）はテープキャリアパッケージ
をガラス基板とガラスエポキシ基板に実装した例を示す
平面図で、、図１２（ｂ）はその断面図側面図である。

【０００９】ガラス基板７は、ガラス板９の上にＩＴＯ
配線１０を配線したものであり、ガラスエポキシ基板８
は、ガラスエポキシ板１１の上に銅配線１２を配線した
ものである。

【００１０】テープキャリアパッケージ１９とこれらの
基板との接続は、まず、テープキャリアパッケージ１９
の銅電極３ａを、異方性導電膜５を介して、ガラス基板
７上のＩＴＯ電極１０に接続する。一方、テープキャリ
アパッケージ１９のはんだ６で接合する銅電極３ａをは
んだ６を介して、ガラスエポキシキ基板８上の銅電極１
２に接続する。異方性導電膜５による接続部分の接続時
の位置合わせは、ガラス基板の裏側１５から、テープキ
ャリアパッケージ１９の銅電極３ａとガラス基板７のＩ
ＴＯ電極１０とを図示しないＣＣＤカメラ等によって確
認しながら位置合わせを行っている。

【００１１】第１１（ａ）図は、従来の異方性導電膜を
介して実装されるフレキシブル基板１６を示しており、
第１１（ｂ）図はその断面図を示している。フレキシブ
ル基板１６は、ポリイミド２をべースとして、銅配線３
がパターニングされている。異方性導電膜を介して実装
されるフレキシブル基板１６は、図示しない異方性導電
膜を介して他の基板と接続する電極３ａが銅配線３の一
部として形成されている。この電極３ａの長さは約２ｍ
ｍである。

【００１２】第１２（ａ）図は、フレキシブル基板１６
をガラスエポキシキ基板８に実装した例を示す平面図
で、第１２（ｂ）図にその断面側面図を示す。フレキシ
ブル基板１６の電極３ａを、異方性導電膜５を介して、
ガラスエポキシ基板８上の電極１２に接続する。フレキ
シブル基板１６の厚さは、数１０μｍと薄く、またフレ
キシブル基板１６上の電極３ａのピッチは数百μｍと広
いため、フレキシキブル基板１６の矢印方向１８側か
ら、フレキシブル基板１６上の電極３ａを確認すること
ができ、異方性導電膜との接続部分１７の位置合わせ
は、ＣＣＤカメラ等によって確認しながら、フレキシブ
ル基板１６の銅電極３ａとガラスエポキシ基板８上の銅
電極１２とを位置合わせを行っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
技術には以下に示す課題が存在した。

【００１４】すなわち、キャリアパッケージをガラスエ
ポキシ基板等の不透明な基板に接続する場合、接続強度
はガラス基板の時に比べ低くなる傾向がある。

【００１５】また、テープキャリアパッケ−ジの電極
を、ガラスエポキシ基板等の不透明な基板に接続する場
合、ガラスエポキシ基板の裏側から各基板上の電極を位
置合わせすることが困難である。

【００１６】また、テープキャリアパッケージの絶縁性
ベースであるポリイミドの厚さが厚いため、テープキャ
リアパッケージの裏側から各基板上の電極を位置合せす
ることも困難である。

【００１７】一方、テープキャリアパッケージの時と同
様に、フレキシブル基板をガラスエポキシ基板等の不透
明な基板に接続する場合、接続強度はガラス基板の時に
比べ低くなる傾向がある。

【００１８】また、フレキシブル基板上の銅電極のピッ
チが百μｍ以下になつた場合、銅電極を見るためにＣＣ
Ｄカメラ等の倍率を上げなくてはならず、それにより光
量が減り、また、焦点深度が狭くなってフレキシブル基
板の裏側から各基板上の電極を位置合わせすることが困
難になる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の手段に
よれば、絶縁性ベースに所定の導電性パターンが形成さ
れ、この導電性パターンの電極部で別の回路基板の電極
部と異方性導電材を介して電気的に接続されるフレキシ
ブル基板において、前記絶縁性ベースには前記導電性パ
ターンを横断する方向に延在する孔が穿設されているこ
とを特徴とするフレキシブル基板にある。

【００２０】請求項２の発明の手段によれば、前記孔
は、線状に形成されていることを特徴とするフレキシブ
ル基板にある。

【００２１】請求項３の発明の手段によれば、上記のフ
レキシブル基板を用いたテープキャリアパッケージにあ
る。

【００２２】請求項４の発明の手段によれば、絶縁性ベ
ースに所定の導電性パターンが形成されたフレキシブル
基板と別の回路基板とを異方性導電材を用いて相互の電
極間を接合するフレキシブル基板の実装方法において、
前記相互の電極間の位置合せは、前記フレキシブル基板
の前記導電パターンを横断して設けられた孔を用いて行
うことを特徴とするフレキシブル基板の実装方法にあ
る。

【００２３】請求項５の発明の手段によれば、前記相互
の電極を位置合せ後、前記フレキシブル基板と熱圧着具
との間に、接着剤付着防止材を挿入して熱圧着すること
を特徴とするフレキシブル基板の実装方法にある。

【００２４】請求項６の発明の手段によれば、請求項４
における前記異方性導電材は、前記フレキシブル基板の
前記孔に充填することを特徴とする実装方法にある。

【００２５】請求項７の発明の手段によれば、請求項４
における前記接着剤付着防止材は、前記異方性導電材が
硬化後に前記回路基板間から剥離することを特徴とする
フレキシブル基板の実装方法にある。

【００２６】請求項８の発明の手段によれば、請求項５
における前記孔を含めて前記異方性導電材を用いて接合
された相互の電極は、前記接着剤付着防止材が剥離され
た後に絶縁性樹脂で樹脂封止されることを特徴とするフ
レキシブル基板の実装方法にある。

【００２７】請求項９の発明の手段によれば、請求項４
〜７の全て、あるいは、いずれかに記載のフレキシブル
基板の実装方法を用いたテープキャリアパッケージの実
装方法にある。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明はこれらの課題に対し、接
続部の接続強度を向上させ、かつ、接続部の位置合わせ
を容易にしたテープキャリアパッケージやフレキシブル
基板の提供とそれらを使用した実装方法の提供すること
にある。

【００２９】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。

【００３０】図１は本発明の異方性導電膜のシートを用
いた実装プロセスの概要を液晶ディスプレイに適用した
際の示すフローチャートである。

【００３１】すなわち、まず、前処理として液晶のディ
スプレイパネル３１のＩＴＯ電極３２の表面を洗浄する
（図１、ステップＳ１参照）。それにシート状になって
いる厚さｌ５〜５０ｍｍ程度の異方性導電膜シート３３
をＩＴＯ電極３２の表面に貼り付ける（図１、ステップ
Ｓ２参照）。

【００３２】この異方性導電膜シート３３の貼り付け
は、異方性導電膜シート３３を所定長さに切断したもの
をＩＴＯ電極３２上に貼り付ける方法と、リールに巻い
た異方性導電シート３３をそのままＩＴＯ電極３２に貼
り付けた後、所定位置で切断する方法とがあるが何れを
用いてもよい。

【００３３】また、ディスプレイパネル３１のＩＴＯ電
極３２上に貼り付ける時に、異方性導電膜シート３３の
粘着力で貼り付ける場合と、ＩＴＯ電極３２上に異方性
導電膜シート３３を置いてから１００℃前後の温度と軽
い圧力をボンディング用のツールで加えることにより貼
り付ける方法とがあり、何れを用いることも可能であ
る。

【００３４】次に、ディスプレイパネル３１の下面から
ＩＴＯ電極３２と、フレキシブル基板３５のＴＣＰ（テ
ープ・キャリア・パッケージ）のアウタリード３６とを
位置合せする電極位置合せを行う（図１、ステップＳ３
参照）。その際、位置合せはフレキシブル基板３５に設
けられた線状の孔である孔３７を用いて行う。この孔３
７は透光なのでＴＣＰのアウタリード３６を容易に認識
できる。

【００３５】位置合せが終了後、図示しない接着剤付着
防止シートの挟み込みを行う（図１、ステップＳ４参
照）。これは、図示しない熱圧着具であるボンダーのヒ
ータブロックに接着剤が付着するのを防止するためで、
熱圧着具が熱圧着時に接触する異方性導電膜の上のフイ
ルムと熱圧着具の間に挟み込む。

【００３６】次に、図示しないボンダーのヒータブロッ
ク（ボンディングツール）によってアウクリード３６側
から加熱加圧（図１、ステップＳ５参照）し、所定時間
の加圧後にプレスアウトして（図１、ステップＳ６参
照）、図示しないヒータブロックを取り去る。これによ
って、分散した金属粒子を介してＩＴＯ電極３２とアウ
タリード３６とは完全に接続ができる。このとき、異方
性導電シート３３の一部は孔３７を充填し、されに反対
側にカシメ状にはみ出す。これにより、フレキシブル基
板３５のディスプレイパネル３１への接続強度が著しく
高くなる。また、加熱加圧した際に発生したガスは孔３
７から排除される。

【００３７】ついで、異方性導電膜シート３３が硬化Ｓ
７後に（図１、ステップＳ７参照）、接着剤付着防止シ
ートを剥離し（図１、ステップＳ８参照）、接合部分を
シリコン樹脂３８でシリコンコートＳ９で樹脂封止する
（図１、ステップＳ８参照）、この樹脂封止によって孔
３７も同時に封止される。

【００３８】この方法ではアウタリード３６の固定を異
方性導電膜シート３３の中の樹脂が行っているために、
電極３ａとリード材がはんだ付けできない材料でも容易
に接続できる利点がある。

【００３９】（実施の形態１）第２図は本発明のテープ
キャリアパッケージを示す平面図である。

【００４０】テープキャリアパッケージ１は、ポリイミ
ドからなる絶縁べース２の上に所定の銅配線３がパター
ニングされており、その銅配線３の上にＩＣ４がインナ
リードボンデイングにより接合されている。

【００４１】そして、異方性導電膜５と接続する各電極
３ａは銅配線３の一部にほぼ平行に等ピッチで設けら
れ、絶縁ベース２に線状の孔２０が設けられているた
め、絶縁ベース２が無く孔２０の空間を横断している。
孔２０を電極３ａが横断する幅は例えば約１ｍｍ、長さ
が例えば２０〜３０ｍｍである。

【００４２】第３図は、本発明のテープキャリアパッケ
ージ１９を、ガラスエポキシ基板等の不透明基板９に実
装した場合を示す平面図である。

【００４３】すなわち、その実装方法は、まずガラスエ
ポキシ基板等の不透明基板９の上に、異方性導電膜１３
を貼り付け、本発明のテープキャリアパッケージ１９の
上部から（紙面の表面から裏面方向）、孔２０を通し
て、ＣＣＤ等のカメラで認識しながら、本発明のテープ
キャリアパッケージ１９に設けられた孔２０内の銅電極
３と、ガラスエポキシ基板等の不透明基板９の上の電極
１０に位置合わせを行う。

【００４４】次に、テープキャリアパッケージ１９の上
部に、図示しない異方性導電膜の接着剤が硬化しても接
着剤が付着する事のない図示しない接着剤付着防止シー
トとしてテフロン製のシートあるいはテープを置き、そ
の上から加熱・加圧（熱圧着）ツールで加熱・加圧（熱
圧着）する。この熱圧着により異方性導電膜は孔２０の
内部にも充填される。それらの異方性導電膜１３が硬化
後、前述の接着剤付着防止シートを剥離する。

【００４５】その後、さらに信頼性を上けるため、実装
後の孔２０の周囲に、絶縁性の封止樹脂であるシリコン
を塗布して硬化させる。この実施の形態１において、孔
２０に異方性導電膜13がカシメ状に充填されることによ
り、テープキャリアパッケージ１９の不透明基板９に対
する接続強度が顕著に（例えば1 ．5 倍）に向上するこ
とはもとより、この孔２０を利用することにより銅電極
３と電極１０との位置決め精度が向上する。さらに、熱
圧着時に発生するガスを排出する脱ガス作用もある。

【００４６】なお、不透明基板９をガラスエポキシ基板
としたが、セラミックス基板等適宜使用する事が出来
る。

【００４７】また、電極間の接合に異方性導電膜を使用
したが、異方性導電ぺースト等も適宜使用する事が出来
る。

【００４８】また、孔２０の電極３ａに平行方向の幅は
約１ｍｍ、長さ２０〜３０ｍｍとしたが孔２０の形状及
び寸法は適宜変えることかできる。

【００４９】また、接着剤付着防止シートとして、テフ
ロン製のシートあるいはテープを使用したが、ポリイミ
ド製等適宜使用できる。

【００５０】（実施の形態２）以下、本発明の詳細を、
図面を参照して説明する。第４図は本発明のフレキシブ
ル基板２１を示している。本発明のフレキシブル基板２
１は、ポリイミド製の絶縁性べース２の上に所定の銅配
線３がパターニングされている。

【００５１】そして、図示しない異方性導電膜と接続す
る各電極３ａは銅配線３の一部にほぼ平行に等ピッチで
設けられ、絶縁ベース２に線状の孔である孔２０、大き
さは例えば幅１ｍｍ、長さが２０〜３０ｍｍが両端部に
一対設けられているため、絶縁ベース２が無く孔２０の
空間を横断している。孔２０を電極３ａが横断する幅は
約１ｍｍである。

【００５２】しかして、この図５は、フレキシブル基板
２１をガラスエポキシ基板等の不透明基板９に実装した
平面図を示している。

【００５３】この実装方法は、まずガラスエポキシ基板
等の不透明基板９の上に、図示しない異方性導電膜を貼
り付け、本発明のフレキシブル基板２１の上部から（紙
面の表面から裏面方向）、孔２０を通して、ＣＣＤ等の
カメラで認識しながら、フレキシブル基板２１に設けら
れた孔２０内の銅電極３と、ガラスエポキシ基板等の不
透明基板９上の電極１０とを位置合わせする。

【００５４】次に、フレキシプル基板２１の上部に、異
方性導電膜の接着剤が硬化しても接着剤が付着する事の
ないシート状あるいはテープ状の材料としてテフロンテ
ープを置き、その上から加熱・加圧（圧着）ツールで加
熱・加圧（圧着）する。この熱圧着により異方性導電膜
は孔２０の内部にも充填される。さらに、異方性導電膜
が硬化後、前述のシート状あるいはテープ状の材料を剥
離する。

【００５５】その後、さらに信頼性を上げるためは、実
装後の孔２０の内部および周囲に、絶縁性の封止樹脂を
塗布して硬化させる。この作業は両端に設けられた各孔
２０毎に行う。

【００５６】この実施の形態２においても、実施の形態
1 と同様に孔２０は、接続強度補強機能、位置決め精度
改良機能並びに脱ガス機能を有している。

【００５７】なお、フレキシブル基板２１上の孔２０
を、１個としたが、図６並びに図７のように孔２０を分
離して２個以上（例えば、幅１ｍｍ、長さ５ｍｍのもの
を２個）にしても良い。

【００５８】また、不透明基板９をガラスエポキシ基板
としたが、セラミックス基板等適宜使用する事が出来
る。

【００５９】また、異方性導電膜を使用したが、異方性
導電ぺースト等も適宜使用する事が出来る。

【００６０】また、孔の形状は、前記実施の形態におい
ては線状としたが、図８に示す銅配線パターンを直交し
て横断する方向に沿う円孔２０ａを、各配線パターン間
に位置するように穿設してもよい。なお、円孔２０ａを
角孔とすることは任意である。また、円孔２０ａの寸
法、数も適宜設定することが出来る。

【００６１】

【発明の効果】本発明は以上に述べたように、異方性導
電膜がテープに設けられた孔にカシメ状に充填すること
により接続する電極間の接続強度が従来に比べ約１．５
倍以上高くなり、高信頼性を維持することができる。

【００６２】また本発明のテープキャリアパッケージを
使用することにより、テープキャリアパッケージの電極
のピッチが１００μｍ以下といった狭ピッチでも、ガラ
スエポキシ基板への位置合わせが容易になり、位置合わ
せに要する時間が短縮されるとともに、位置合わせの精
度も向上する。

【００６３】また、位置合わせマークを電極と垂直方向
の両端に配置する必要が無くなり、電極ピッチをより大
きく取ることができる。

【００６４】さらに、フレキシブル基板の電極部に孔を
設けたので、ガラスエポキシ基板などのように、孔によ
り、異方性導電膜を熱圧着する際に発生するガス抜きに
も役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異方性導電膜のシートを用いた実装プ
ロセスの概要を液晶ディスプレイに適用した際の示すフ
ローチャート。

【図２】本発明のテープキャリアパッケージの例を示す
平面図。

【図３】本発明のテープキャリアパッケージの実装例を
示す平面図。

【図４】本発明のフレキシブル基板の例を示す平面図。

【図５】本発明のフレキシブル基板の実装例を示す平面
図。

【図６】本発明のテープキャリアパッケージの変形例を
示す平面図。

【図７】本発明のフレキシブル基板の変形例を示す平面
図。

【図８】本発明のフレキシブル基板の変形例を示す平面
図。

【図９】（ａ）従来のテープキャリアパッケージの例を
示す平面図、（ｂ）従来のテープキャリアパッケージの
例を示す側面図。

【図１０】（ａ）従来のテープキャリアパッケージの実
装例を示す平面図、（ｂ）従来のテープキャリアパッケ
ージの実装例を示す側面図。

【図１１】（ａ）従来のフレキシブル基板の例を示す平
面図、（ｂ）従来のフレキシブル基板の例を示す側面
図。

【図１２】（ａ）従来のフレキシブル基板の実装例を示
す平面図、（ｂ）従来のフレキシプル基板の実装例を示
す側面図。

【符号の説明】

１、１９…テープキャリアパッケージ、２…絶縁ベー
ス、３…銅配線、３ａ…電極、５…異方性導電膜、２
０，３７…孔、２１，３５…フレキシブル基板、３２…
ＩＴＯ電極、３３…異方性導電膜シート、３８…シリコ
ン樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性ベースに所定の導電性パターンが
形成され、この導電性パターンの電極部で別の回路基板
の電極部と異方性導電材を介して電気的に接続されるフ
レキシブル基板において、前記絶縁性ベースには前記導
電性パターンを横断する方向に延在する孔が穿設されて
いることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】前記孔は、線状に形成されていることを
特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のフレキ
シブル基板を用いたテープキャリアパッケージ。
【請求項４】絶縁性ベースに所定の導電性パターン
が形成されたフレキシブル基板と別の回路基板とを異方
性導電材を用いて相互の電極間を接合するフレキシブル
基板の実装方法において、前記相互の電極間の位置合せ
は、前記フレキシブル基板の前記導電パターンを横断し
て設けられた孔を用いて行うことを特徴とするフレキシ
ブル基板の実装方法。
【請求項５】前記相互の電極を位置合せ後、前記フレ
キシブル基板と熱圧着具との間に、接着剤付着防止材を
挿入して熱圧着することを特徴とする請求項３記載のフ
レキシブル基板の実装方法。
【請求項６】前記異方性導電材は、前記フレキシブル
基板の前記孔に充填することを特徴とする請求項４記載
の実装方法。
【請求項７】前記接着剤付着防止材は、前記異方性導
電材が硬化後に前記回路基板間から剥離することを特徴
とする請求項４記載のフレキシブル基板の実装方法。
【請求項８】前記孔を含めて前記異方性導電材を用い
て接合された相互の電極は、前記接着剤付着防止材が剥
離された後に絶縁性樹脂で樹脂封止されることを特徴と
する請求項５記載のフレキシブル基板の実装方法。
【請求項９】請求項４〜７の全て、あるいは、いずれ
かに記載のフレキシブル基板の実装方法を用いたテープ
キャリアパッケージの実装方法。