説明

電気部品の実装方法

【課題】接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる実装方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ヘッド本体8に所定のエラストマーからなる圧着部材8を有する熱圧着ヘッド7を用いてガラス基板1上に電気部品を実装する実装方法である。本発明においては、ITO電極を有する液晶表示装置用のガラス基板1上の実装領域3に異方導電性接着フィルム4を全面的に配置した後、COG方式の電気部品とFOG方式の電気部品をこの実装領域3に配置し、異方導電性接着フィルム4に対応する大きさの圧着部材8を用いて電気部品を一括して熱圧着する工程を有する。熱圧着工程では、実装領域3に全面的に配置した異方導電性接着フィルム4の結着樹脂を熱圧着ヘッド7を用いて熱圧着して熱硬化させることにより、ITO電極を封止する工程を兼ねる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば半導体チップやフレキシブルプリント配線板等の電気部品を配線基板上に実装する技術に関し、特に接着剤を用いて電気部品を実装する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、LCD基板等の基板上にICチップ(ベアチップ)やフレキシブルプリント配線板を直接実装する方法として、バインダ中に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムを用いる方法が知られている。
【0003】
このようなCOG(CHIP ON GLASS)、COF(CHIP ON FLEX)方式の実装では、例えば図6(a)(b)に示すように、LCDパネルを設けたガラス基板101の所定の実装領域101aに異方導電性接着フィルム104を配置し、その上にICチップ105又はフレキシブルプリント配線板106を搭載した後に、平坦な圧着ヘッド(図示せず)を用いてICチップ105等を加圧・加熱して異方導電性接着フィルム104を硬化させて熱圧着実装を行う。
【0004】
さらに、実装したICチップ105及びフレキシブルプリント配線板106の周囲の領域は、ガラス基板101上のITO電極の腐食を防止するため、封止樹脂を用いて封止を行うようにしている。
【0005】
しかしながら、このような従来の実装方法では、COG実装、FOG実装、封止工程という3つの別個独立した工程が必要であり、実装効率が悪く改善が望まれている。
なお、本発明の先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】実願平2−119742号(実開平4−77134号)のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するためになされた請求項1記載の発明は、ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、前記配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、異なる実装方式の電気部品を前記実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有するものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記電気部品としてCOG方式の電気部品を用いるものである。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2のいずれか1項記載の発明において、前記電気部品としてFOG方式の電気部品を用いるものである。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の発明において、前記接着剤として、異方導電性接着剤を用いるものである。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の発明において、前記配線基板が液晶表示装置用のガラス基板であるものである。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項記載の発明において、前記配線基板上の実装領域に複数の接着剤を全面的に配置して実装を行うものである。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記接着剤として、帯状の接着剤を用いるものである。
請求項8記載の発明は、ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、前記配線基板は、ITO電極を有する液晶表示装置用のガラス基板であるとともに、前記配線基板の実装領域は、COG方式の電気部品とFOG方式の電気部品が配置される領域を含み、前記配線基板の実装領域に、単一の熱硬化性の接着剤を全面的に配置した後、前記COG方式の電気部品とFOG方式の電気部品を前記実装領域に配置する工程と、前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有し、前記熱圧着工程では、前記実装領域に全面的に配置した前記接着剤の結着樹脂を前記熱圧着ヘッドを用いて熱圧着して熱硬化させることにより、前記ITO電極を封止する工程を兼ねることを特徴とするものである。
【0009】
本発明は、所定のエラストマーからなる弾性の圧着部材によって熱圧着を行うもので、例えば高さの異なる電気部品に対し複数個一括して信頼性の高い熱圧着実装を行うことができるから、ITO電極を有する液晶表示装置用のガラス基板である配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、COG方式とFOG方式の電気部品をこの実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの熱圧着ヘッドを用いてこれら電気部品を一括して熱圧着することによって、従来各実装方式の電気部品毎に行っていた各実装工程(接着剤の配置、仮圧着、本圧着)を一度で行うことが可能になる。
【0010】
しかも、本発明においては、配線基板上の実装領域に全面的に配置した接着剤を熱圧着により硬化させることによって、COG方式とFOG方式電気部品を配置した領域のみならず、これら電気部品を配置しない領域についても接着剤の結着樹脂が硬化されるので、ITO電極に対する封止機能を持たせることができ、その結果、従来の封止工程を省略することが可能になる。
【0011】
このように、本発明によれば、工程数を大幅に削減することができるので、液晶表示装置の製造の際における異方導電性接着剤を用いた実装の効率を大幅に向上させることが可能になる。
【0012】
さらに、本発明において、配線基板上の実装領域に例えば帯状の複数の接着剤を全面的に配置して実装を行うようにすれば、実装する電気部品に応じて最適の条件の接着剤を用いて実装を行うことができるので、接続信頼性をより向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】(a)〜(d):本発明の実施の形態の工程を示す説明図である。本実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図2】本実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図3】本発明の他の実施の形態の要部を示す説明図である。
【図4】(a)(b):本発明の他の実施の形態を要部を示す説明図である。
【図5】同実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図6】(a)(b):従来の実装方法の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る電気部品の実装方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1(a)〜(d)は、本実施の形態の工程を示す説明図、図2は、同実施の形態の要部を示す斜視図である。
【0016】
図1(a)に示すように、本実施の形態においては、まず、図示しない配線パターンが形成されLCDパネル2が設けられたガラス基板(配線基板)1を用意する。
【0017】
ここで、ガラス基板1は図示しない基台上に載置されており、この基台内にはヒーターが設けられている。
【0018】
そして、このガラス基板1の実装領域3上に異方導電性接着フィルム(異方導電性接着剤)4を全面的に貼りつける。
【0019】
この異方導電性接着フィルム4は、結着樹脂中に導電粒子が分散されたものである。なお、結着樹脂中に分散させる導電粒子の量は少量であれば、本発明で扱う接着剤としての溶融粘度は、導電粒子の分散の有無によって影響を及ぼすことはない。
【0020】
次いで、図1(b)に示すように、この異方導電性接着フィルム4の所定の位置に例えばCOG方式の電気部品であるICチップ5を搭載して仮圧着を行う。
【0021】
そして、図1(c)に示すように、異方導電性接着フィルム4の縁部に例えばFOG方式の電気部品であるフレキシブルプリント配線板6の縁部を搭載し位置決めして仮圧着を行う。
【0022】
さらに、図1(d)及び図2に示すように、熱圧着ヘッド7を用いてICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6の本圧着を一括して行う。
【0023】
ここで、熱圧着ヘッド7は、所定の金属からなるヘッド本体8を有し、その内部に、図示しない加熱用のヒーターが設けられている。
【0024】
また、ヘッド本体8のガラス基板1と対向する部分に凹部8aが設けられ、この凹部8aに、プレート状のエラストマーからなる圧着部材9が各凹部8aの内壁に密着するように取り付けられている。
【0025】
本実施の形態の圧着部材9は、平面状の圧着面9aが水平となるように配置される。そして、圧着部材9の圧着面9aは、ガラス基板1の実装領域3上の異方導電性接着フィルム4の大きさに対応するように、例えば異方導電性接着フィルム4の大きさより若干大きくなるように構成されている。
【0026】
また、圧着部材9の厚さは、各電気部品の頂部及び熱圧着時の接着剤のフィレット部分に対して最適の圧力で加圧する観点から、電気部品のうち最大の厚さを有するものと同等以上となるように設定することが好ましい。
【0027】
一方、本発明の場合、圧着部材9のエラストマーの種類は特に限定されることはないが、接続信頼性を向上させる観点からは、ゴム硬度が40以上80以下のものを用いることが好ましい。
【0028】
ゴム硬度が40未満のエラストマーは、各電気部品に対する圧力が不十分で初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合があり、ゴム硬度が80より大きいエラストマーは、フィレット部分に対する圧力が不十分で接着剤の結着樹脂にボイドが発生して接続信頼性が劣るという不都合がある。
【0029】
なお、本明細書では、ゴム硬度として、JIS S 6050に準拠する規格を適用するものとする(温度条件は室温:5〜35℃)。
【0030】
このようなエラストマーとしては、天然ゴム、合成ゴムのいずれも用いることができるが、耐熱性、耐圧性の観点からは、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
【0031】
このような熱圧着ヘッド7を用い、図示しない保護フィルムを介してICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6の頂部に熱圧着ヘッド7の圧着面9aを押し付けて以下の条件で本圧着を行う。
【0032】
本発明の場合、各電気部品の周囲のフィレット部に対して十分に加熱してボイドの発生を確実に防止する観点からは、本圧着の際に、各電気部品側を所定温度で加熱するとともに、ガラス基板1側を上述の所定温度より高い温度で加熱することが好ましい。
【0033】
具体的には、圧着部材9の温度が100℃程度となるように熱圧着ヘッド4のヒーターを制御し、異方導電性接着フィルムの結着樹脂の温度が200℃程度になるように基台のヒーターを制御する。
【0034】
これにより、当該熱圧着の際、接着剤異方導電性接着フィルム4を、溶融粘度が1.0×102mPa・s以上1.0×105mPa・s以下となるように加熱する。
【0035】
ここで、熱圧着の際の異方導電性接着フィルム4の溶融粘度が1.0×102mPa・s未満の場合は、熱圧着時の結着樹脂の流動性が大きく、ボイドが発生して初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合があり、溶融粘度が1.0×105mPa・sより大きい場合は、熱圧着時に接続部分において結着樹脂が排除しきれず、ボイドが発生して初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合がある。
なお、本圧着時の圧力は、各電気部品について、1個当たり100N程度で15秒程度とする。
【0036】
本実施の形態においては、上述したエラストマーからなる圧着部材9によって加圧を行うことによって、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6の頂部をガラス基板1に対して所定の圧力で押圧する一方、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6の側部の接着剤フィレット部を上記頂部に対する圧力より小さい圧力で押圧することができ、これにより、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6とガラス基板1の接続部分に対して十分な圧力を加えることができる一方で、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6の周囲のフィレット部に対してもボイドの生じないように加圧することができる。
【0037】
その結果、本実施の形態によれば、異なる実装方式のICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6に対し、異方導電性接着フィルム4を用いて高信頼性の接続を行うことができる。
【0038】
そして、本実施の形態によれば、従来ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6毎に行っていた各実装工程(接着剤の配置、仮圧着、本圧着)を一度で行うことが可能になる。
【0039】
しかも、本実施の形態においては、ガラス基板1上の実装領域3に全面的に配置した異方導電性接着フィルム4の結着樹脂を熱圧着により硬化させることによって、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6を配置した領域のみならず、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6を配置しない領域についても異方導電性接着フィルム4の結着樹脂が硬化されるので、ITO電極に対する封止機能を持たせることができ、その結果、従来の封止工程を省略することが可能になる。
【0040】
このように、本実施の形態によれば、工程数を大幅に削減することができるので、液晶表示装置の製造の際における異方導電性接着剤を用いた実装の効率を大幅に向上させることが可能になる。
【0041】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【0042】
例えば、上述の実施の形態においては、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6という2つの電気部品を実装する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、3つ以上の電気部品の実装する場合に適用することも可能である。
【0043】
例えば、図3に示すように、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6に加えて、例えばCOG方式の抵抗器やコンデンサ等の他の電気部品10を一括して熱圧着することも可能である。
【0044】
この場合、他の電気部品10についても、ICチップ5及びフレキシブルプリント配線板6と同様に仮圧着を行い、上記実施の形態と同様の条件で、これらを一括して本圧着する。
【0045】
図4(a)(b)は、本発明の他の実施の形態の要部を示す説明図、図5は、同実施の形態の要部を示す斜視図であり、以下、上記実施の形態と共通する部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【0046】
図4(a)(b)及び図5に示すように、本実施の形態においては、異方導電性接着剤として、複数(本例の場合は三本)の帯状の異方導電性接着フィルム4a、4b、4cを用い、これら帯状の異方導電性接着フィルム4a〜4cを、ガラス基板1の実装領域3上に全面的に貼りつける。
【0047】
本発明の場合、特に限定されることはないが、ITO電極に対する封止機能を向上させる観点からは、各異方導電性接着フィルム4a〜4cを、できるだけ近接して配列することが好ましい。
【0048】
また、各異方導電性接着フィルム4a、4b、4cについては、特に限定されることはないが、接続信頼性を向上させる観点からは、実装する電気部品に応じて最適の条件(バインダー材料、導電粒子の種類、フィルムの大きさ、厚さ等)のものを選択することが好ましい。
【0049】
そして、本実施の形態においても、熱圧着ヘッド7の圧着面9aが、ガラス基板1の実装領域3上の異方導電性接着フィルム4a〜4c全体の大きさに対応するように、例えば異方導電性接着フィルム4a〜4c全体の貼付領域の大きさより若干大きくなるようにする。
【0050】
本実施の形態では、異方導電性接着フィルム4a、4b上に、複数のICチップ5、他の電気部品10を並べて搭載してそれぞれ仮圧着を行い、さらに、異方導電性接着フィルム4cの縁部にフレキシブルプリント配線板6の縁部を搭載して仮圧着を行う。
その後、上記実施の形態と同様、熱圧着ヘッド7を用いてICチップ5、他の電気部品10及びフレキシブルプリント配線板6を一括して本圧着する。
【0051】
このような本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に実装効率を大幅に向上させることができることに加え、実装する電気部品に応じて最適の条件の異方導電性接着フィルム4a〜4cを用いて実装を行うことができるので、接続信頼性をより向上させることができる。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【0052】
なお、本実施の形態においては、複数の帯状の異方導電性接着フィルムを用いた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、正方形、長方形、その他種々の形状の複数の異方導電性接着フィルムを用いることも可能である。
ただし、配線基板上に実装する電気部品1個につきアライメントマークがそれぞれ設けられている場合には、本実施の形態のように帯状の異方導電性接着フィルムを用いることが好ましい。
すなわち、帯状の異方導電性接着フィルムを用いることにより、各アライメントマークを避けるように配線基板上に複数の異方導電性接着フィルムを配置することができるので、より精度の高い実装を行うことができる。
【0053】
また、上述の実施の形態においては、異方導電性接着フィルムを用いて電気部品を実装する場合を例にとって説明したが、ペースト状の異方導電性接着剤を用いることも可能であり、さらに、導電粒子を含有しない接着剤を用いることも可能である。
【0054】
さらにまた、上述の実施の形態においては、熱圧着ヘッドの圧着部材についても、上記実施の形態のものに限られず、種々の態様のものを用いることができる。
例えば、実装する電気部品に対応して複数の圧着部材を設けたものを用いることもできる。
【0055】
また、電気部品に対する押圧力を調整するため、ヘッド本体に枠又は突起状の部分を設けたり、圧着部材に切り込み部を設けることもできる。さらには、圧着部材を複数のブロックで構成して隙間を形成することによって押圧力を調整することも可能である。
【0056】
加えて、本発明は液晶表示装置用のガラス基板上に電気部品を実装する場合のみならず、種々の配線基板上に電気部品を実装する場合に適用することができる。
ただし、本発明は液晶表示装置用のガラス基板上に電気部品を実装する場合に特に工数を削減して実装効率を向上させることができるものである。
【符号の説明】
【0057】
1……ガラス基板(配線基板)
2……LCDパネル2
3……実装領域
4……異方導電性接着フィルム(異方導電性接着剤)
5……ICチップ(電気部品)
6……フレキシブルプリント配線板(電気部品)
7……熱圧着ヘッド
8……ヘッド本体
9……圧着部材
9a…圧着面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、
前記配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、異なる実装方式の電気部品を前記実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有する実装方法。
【請求項2】
前記電気部品としてCOG方式の電気部品を用いる請求項1記載の実装方法。
【請求項3】
前記電気部品としてFOG方式の電気部品を用いる請求項1又は2のいずれか1項記載の実装方法。
【請求項4】
前記接着剤として、異方導電性接着剤を用いる請求項1乃至3のいずれか1項記載の実装方法。
【請求項5】
前記配線基板が液晶表示装置用のガラス基板である請求項1乃至4のいずれか1項記載の実装方法。
【請求項6】
前記配線基板上の実装領域に複数の接着剤を全面的に配置して実装を行う請求項1乃至5のいずれか1項記載の実装方法。
【請求項7】
前記接着剤として、帯状の接着剤を用いる請求項6記載の実装方法。
【請求項8】
ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、
前記配線基板は、ITO電極を有する液晶表示装置用のガラス基板であるとともに、前記配線基板の実装領域は、COG方式の電気部品とFOG方式の電気部品が配置される領域を含み、
前記配線基板の実装領域に、単一の熱硬化性の接着剤を全面的に配置した後、前記COG方式の電気部品とFOG方式の電気部品を前記実装領域に配置する工程と、
前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有し、
前記熱圧着工程では、前記実装領域に全面的に配置した前記接着剤の結着樹脂を前記熱圧着ヘッドを用いて熱圧着して熱硬化させることにより、前記ITO電極を封止する工程を兼ねることを特徴とする実装方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−124504(P2012−124504A)
【公開日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−7682(P2012−7682)
【出願日】平成24年1月18日(2012.1.18)
【分割の表示】特願2006−24586(P2006−24586)の分割
【原出願日】平成18年2月1日(2006.2.1)
【出願人】(000108410)ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Fターム(参考)】