(57)【要約】【課題】コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と可撓性基板との実装構造体において、コアの端部が絶縁膜から剥離する等の不具合を防止することができる電子部品と可撓性基板との実装構造体を提供する。【解決手段】コアとなる内部樹脂２４の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜２５で覆われた構造を有するバンプ電極２３を絶縁膜２２上に備えた電子部品４と、金属端子１２を備えたフレキシブル基板２とを電気的に接続する実装構造体１であり、内部樹脂２４の端部２４ａに近接した導電膜を、この端部２４ａを覆うように拡大して大面積の導電膜２５Ａとするとともに、この大面積の導電膜２５Ａの端部を絶縁膜２２に固定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と、金属端子を備えた可撓性基板とを電気的に接続する電子部品と可撓性基板との実装構造体であって、
前記導電膜のうち前記コアの端部に近接した導電膜を、前記端部を覆うように拡大して大面積の導電膜とするとともに、この大面積の導電膜の端部を前記絶縁膜に固定したことを特徴とする電子部品と可撓性基板との実装構造体。
【請求項２】
コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と、金属端子を備えた可撓性基板とを電気的に接続する電子部品と可撓性基板との実装構造体であって、
前記コアの端部を金属膜で覆うとともに、この金属膜の端部を前記絶縁膜に固定したことを特徴とする電子部品と可撓性基板との実装構造体。
【請求項３】
前記金属膜は、前記導電膜と同一組成の金属膜であることを特徴とする請求項２記載の電子部品と可撓性基板との実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品と基板との実装構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ドライバーＩＣ等の電子部品をフレキシブル基板上に実装する、いわゆるＣＯＦ(Chip On FPC)構造と称される実装構造が知られている。
このような実装構造に用いられるフレキシブル基板には、配線パターンに接続するＡｕ、Ｓｎ等の金属からなるランド（端子）が形成されている。一方、電子部品の表面には、絶縁膜を介してランドと電気的接続を得るためのバンプ電極が形成され、このバンプ電極は、絶縁膜上に露出した電極に導通されることで電子部品の電極としての機能を有する。このバンプ電極としては、コアとなる略蒲鉾形状の樹脂の表面がＡｕまたはＡｕ合金からなる導電膜で覆われた構造の樹脂コアバンプが多く用いられている。そして、このランドにバンプ電極を接続させた状態で、フレキシブル基板上に電子部品を実装することにより、電子部品の実装構造体が形成されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
上記の電子部品の実装構造体においては、フレキシブル基板上に電子部品がより強固にかつ確実に接続していることが望まれている。特に、ランドやバンプ電極がそれぞれ複数ずつあり、複数のランド−バンプ電極間をそれぞれ接続させる場合には、全てのランド−バンプ電極間が良好に接続していることが、信頼性を確保するうえで重要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の電子部品の実装構造体においては、バンプ電極の端部は何にも覆われておらず、コアとなる略蒲鉾形状の樹脂が露出しているために、このコアの端部が絶縁膜から剥離し易く、場合によってはコア自体が絶縁膜から剥離する虞があるという問題点があった。
例えば、電子部品とフレキシブル基板とを加圧加熱して、電子部品のバンプ電極とフレキシブル基板のランドとを電気的に接続する場合、加圧加熱時のバンプ電極とフレキシブル基板との熱膨張差に起因する熱的ストレスがバンプ電極のコアの端部に集中し、このコアの端部が絶縁膜から剥離する可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と可撓性基板との実装構造体において、このコアの端部を絶縁膜上に固定することができ、このコアの端部に熱ストレスが加わった場合においても、熱ストレスがコアの端部に集中するのを防止することができ、この熱ストレスによりコアの端部が絶縁膜から剥離する等の不具合を防止することができる電子部品と可撓性基板との実装構造体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】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような電子部品と可撓性基板との実装構造体を提供した。
本発明の電子部品と可撓性基板との実装構造体は、コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と、金属端子を備えた可撓性基板とを電気的に接続する電子部品と可撓性基板との実装構造体であって、
前記導電膜のうち前記コアの端部に近接した導電膜を、前記端部を覆うように拡大して大面積の導電膜とするとともに、この大面積の導電膜の端部を前記絶縁膜に固定したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、バンプ電極の複数の導電膜のうちコアの端部に近接した導電膜を、前記端部を覆うように拡大して大面積の導電膜とするとともに、この大面積の導電膜の端部を前記絶縁膜に固定したことにより、このコアの端部を、大面積の導電膜により覆うと同時に絶縁膜上に固定することができる。
これにより、電子部品を可撓性基板上に実装する際に、電子部品に熱ストレスが加わった場合においても、熱ストレスはコアの端部を覆っている大面積の導電膜全体に加わることとなり、コアの端部に集中する虞がなくなる。また、大面積の導電膜が、コアの端部を覆うとともに、このコアの端部を絶縁膜上に固定しているので、熱ストレスがコアの端部に加わった場合においても、この熱ストレスによりコアの端部が絶縁膜から剥離する等の不具合を防止することができる。
また、この大面積の導電膜を可撓性基板上の電子部品の能動面に接触させることにより、この大面積の導電膜の強度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の電子部品と可撓性基板との実装構造体は、コアとなる樹脂の表面の長手方向に沿う複数箇所が金属からなる導電膜で覆われた構造を有するバンプ電極を絶縁膜上に備えた電子部品と、金属端子を備えた可撓性基板とを電気的に接続する電子部品と可撓性基板との実装構造体であって、
前記コアの端部を金属膜で覆うとともに、この金属膜の端部を前記絶縁膜に固定したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、コアの端部を金属膜で覆うとともに、この金属膜の端部を前記絶縁膜に固定したことにより、このコアの端部を、金属膜で覆うと同時に絶縁膜上に固定することができる。
これにより、電子部品を可撓性基板上に実装する際に、電子部品に熱ストレスが加わった場合においても、熱ストレスはコアの端部を覆っている金属膜全体に加わることとなり、コアの端部に集中する虞がなくなる。また、金属膜が、コアの端部を覆うとともに、このコアの端部を絶縁膜上に固定しているので、熱ストレスがコアの端部に加わった場合においても、この熱ストレスによりコアの端部が絶縁膜から剥離する等の不具合を防止することができる。
また、この金属膜を可撓性基板上の電子部品の能動面に接触させることにより、この金属膜の導電膜の強度を向上させることができる。
【００１１】
本発明においては、前記金属膜は、前記導電膜と同一組成の金属膜であることが好ましい。
前記金属膜を、前記導電膜と同一組成の金属膜とすれば、この金属膜を、前記導電膜と同時に形成することができ、したがって、製造工程に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の電子部品のバンプ電極近傍を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の電子部品のバンプ電極近傍を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造とは縮尺や数等が異なっている。
【００１４】
「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体を示す側面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は、本実施形態の電子部品のバンプ電極近傍を示す平面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
この実装構造体１は、フレキシブル基板（可撓性基板）２上に接着剤層３によりドライバＩＣ等の半導体装置等からなる電子部品４が接着固定された構成である。
【００１５】
このフレキシブル基板２は、プラスチックフィルム基板等の可撓性を有する基板１１上に配線パターンに導通してその一部を構成する金属端子１２が複数個形成されている。この金属端子１２は、金（Ａｕ）、金（Ａｕ）合金、スズ（Ｓｎ）、スズ（Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム（Ａｌ）合金、銅（Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）合金等の導電性を有する比較的膜厚が厚いストライプ状の金属膜により形成されており、その横断面の形状は、略台形状になっている。
【００１６】
接着剤層３は、フレキシブル基板２と電子部品４との導電接触部分の周囲を覆うように充填されて硬化されることにより、フレキシブル基板２と電子部品４とを接着固定している。この接着剤層３としては、絶縁性を有する接着剤であればよく、接着剤の種類は特に制限はしないが、絶縁特性、取り扱いの容易性、等を考慮すると、樹脂系接着剤であることが好ましい。
【００１７】
電子部品４は、例えば、ドライバＩＣ等の半導体素子（図示略）が内蔵された絶縁材料からなるパッケージ２１の下面２１ａに、絶縁膜２２が形成され、この絶縁膜２２上かつこの絶縁膜２２から突出するように、半導体素子と導通するバンプ電極２３が形成されている。
バンプ電極２３は、絶縁膜２２から突出するように設けられた断面略蒲鉾状の突条の内部樹脂２４がコアとされ、この内部樹脂２４の外周面の長手方向の複数箇所が帯状の導電膜２５により覆われており、この導電膜２５は、周方向の両端部が絶縁膜２２上に固定されている。そして、これら導電膜２５は、それぞれが独立して電子部品４の電極２６に電気的に接続されている。
【００１８】
このバンプ電極２３は、後述する加圧加熱により金属端子１２に接触する部分の内部樹脂２４及び導電膜２５が押圧されて断面略台形状に変形している。
そして、これらのバンプ電極２３のうち、コアとなる内部樹脂２４の長手方向の端部に近接したバンプ電極２３Ａは、その導電膜が内部樹脂２４の長手方向に拡大してその端部２４ａを覆う大面積の導電膜２５Ａとされている。
【００１９】
ここで、上記の略蒲鉾状とは、パッケージ２１の下面２１ａにおける底面形状が平面であり、下面２１ａから突出する部分の断面形状が半円状、半楕円状、略台形状等となっている突条のことをいう。
この内部樹脂２４は、後述する加圧加熱により金属端子１２に接触する部分が押圧されて断面形状が略台形状に変形している。例えば、内部樹脂２４の上面と側面との角部が湾曲しており、これにより、フレキシブル基板２側の導電膜２５の角部も湾曲面となっている。
また、金属端子１２に接触しない部分は押圧されないので、変形することなく、断面形状が半円状、半楕円状等となっている。
【００２０】
内部樹脂２４は、絶縁性を有する感光性樹脂や熱硬化性樹脂からなるもので、具体的には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
このような樹脂からなる内部樹脂２４は、公知のリソグラーフィー技術やエッチング技術により上述した略蒲鉾状に形成されている。なお、樹脂の材質（硬度）や略蒲鉾状についての細部における形状（高さや幅）等については、フレキシブル基板２の金属端子１２の形状や大きさ等により適宜、選択・設計される。
【００２１】
導電膜２５は、内蔵された半導体素子（図示略）に接続・導通されるとともに、内部樹脂２４の外周面に、その長手方向の複数箇所に帯状に形成されて半導体素子の端子となるものであり、したがって実質的に電子部品４の電極としての機能を有するものとなっている。
本実施形態では、内部樹脂２４の表面に、帯状の導電膜２５が複数設けられるとともに、この内部樹脂２４の端部２４ａを覆うように大面積の導電膜２５Ａが設けられており、これら導電膜２５、２５Ａはそれぞれ独立してパッケージ２１に内蔵された半導体素子（図示略）の各端子に接続・導通している。したがって、これら導電膜２５、２５Ａは、その内側に位置する内部樹脂２４とともに、それぞれが独立してバンプ電極として機能するようになっている。
【００２２】
そして、内部樹脂２４の端部２４ａを覆う大面積の導電膜２５Ａは、その周方向の両端部及び内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａから外方へ延びる部分が絶縁膜２２上に固定されている。これにより、内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａは、絶縁膜２２から剥離しないようになっている。
また、この大面積の導電膜２５Ａの３辺をフレキシブル基板２上の電子部品４の能動面に接触させることにより、この大面積の導電膜２５Ａの機械的強度が向上している。
【００２３】
これらの導電膜２５、２５Ａは、導電性を有する金属あるいは合金により構成され、例えば、金属としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｄ等が挙げられ、また、合金としては、ＴｉＷ、ＮｉＶ等の上記の金属を成分とする合金の他、鉛フリーハンダ等が挙げられる。
これらの導電膜２５、２５Ａは、単層であっても、複数種を積層した積層膜であってもよい。また、これらの導電膜２５、２５Ａは、スパッタ法等の公知の成膜法で成膜し、その後帯状にパターニングしたものであってもよく、無電解メッキにより選択的に形成したものであってもよい。また、スパッタ法や無電解メッキにより下地膜を形成し、その後電解メッキにより下地膜上に上層膜を形成し、これら下地膜と上層膜とからなる積層膜により導電膜２５、２５Ａを形成してもよい。
【００２４】
これらの導電膜２５、２５Ａにおける金属あるいは合金の種類、層構造、膜厚、幅等については、上述した内部樹脂２４と同様に、フレキシブル基板２の金属端子１２の形状や大きさ等により適宜、選択・設計される。
ただし、後述するように、導電膜２５、２５Ａは、加圧加熱時に金属端子１２の角部の形状に倣って弾性変形するので、展延性に優れた金属であることが好ましく、特に展延性に優れているＡｕが好ましい。また、積層膜とした場合、その最外層にＡｕを用いるのが好ましい。さらに、導電膜２５の幅については、接合する金属端子１２の幅よりも十分に広いことが好ましい。
【００２５】
次に、本実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体の製造方法について説明する。
まず、フレキシブル基板２と、電子部品４と、接着剤を準備する。
この電子部品４は、図３及び図４に示すように、バンプ電極２３、２３Ａが加圧加熱されていないので、内部樹脂２４及び導電膜２５、２５Ａの金属端子１２に対応する部分も変形しておらず、断面形状が半円状あるいは半楕円状の突条である。
【００２６】
次いで、フレキシブル基板２の金属端子１２を含む基板１１上に、電子部品４を接着固定するための接着剤を塗布する。
この接着剤の厚みは、フレキシブル基板２と電子部品４とを加圧加熱した際に、フレキシブル基板２の金属端子１２及び電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａの周囲を充填するのに十分な量を考慮して設定される。
【００２７】
次いで、フレキシブル基板２上に電子部品４を配置して、フレキシブル基板２の金属端子１２と電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａとの位置合わせを行い、その後、電子部品４を降下させてフレキシブル基板２に密着させる。この過程で、接着剤は、フレキシブル基板２の金属端子１２及び電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａの周囲に回り込み、金属端子１２及びバンプ電極２３、２３Ａの周囲に充填される。これにより、電子部品４は接着剤を介してフレキシブル基板２に密着することとなる。
【００２８】
次いで、加圧加熱工具を用いて、電子部品４の上面からフレキシブル基板２に向かって加圧加熱する。
この加圧加熱により、図２に示すように、電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａのうち金属端子１２に接触する部分の内部樹脂２４及び導電膜２５、２５Ａが金属端子１２に押圧され、内部樹脂２４が変形するとともに、導電膜２５、２５Ａも内部樹脂２４の変形形状に沿って変形し、断面略台形状となる。
このとき、大面積の導電膜２５Ａのうち金属端子１２に押圧されていない部分は、内部樹脂２４が変形せずに当初の形状である断面半円状を保持しているので、内部樹脂２４の形状に合わせて断面半円状となっている。
【００２９】
また、これら電子部品４、接着剤及びフレキシブル基板２が所定の圧力にて所定の温度に加熱されることで、接着剤が硬化し、接着剤層３となる。
この加圧加熱は、接着剤が硬化するのに十分な圧力及び温度となるように、これら圧力及び温度が設定される。
以上により、電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａの導電膜２５、２５Ａがフレキシブル基板２の金属端子１２に電気的に接続され、かつ、内部樹脂２４の端部２４ａがバンプ電極２３Ａの導電膜２５Ａにより覆われ、この電子部品４がフレキシブル基板２上に接着剤層３により接着固定された電子部品４と可撓性基板２との実装構造体１が作製される。
【００３０】
本実施形態の実装構造体１によれば、電子部品４をフレキシブル基板２上に接着剤層３により接着固定し、この電子部品４のバンプ電極２３のうち、内部樹脂２４の長手方向の端部に近接したバンプ電極の導電膜を、その端部２４ａを覆う大面積の導電膜２５Ａとし、この導電膜２５Ａを絶縁膜２２に固定したので、電子部品４のバンプ電極２３、２３Ａの導電膜２５、２５Ａとフレキシブル基板２の金属端子１２とを電気的に接続する場合に、加圧加熱時のバンプ電極２３、２３Ａとフレキシブル基板２との熱膨張差に起因する熱ストレスがバンプ電極２３、２３Ａに加わった場合においても、この熱ストレスが内部樹脂２４の端部２４ａに集中する虞がなくなり、この熱ストレスにより内部樹脂２４の端部２４ａが絶縁膜２２から剥離する等の不具合を防止することができる。
また、この大面積の導電膜２５Ａの３辺をフレキシブル基板２上の電子部品４の能動面に接触させることにより、この大面積の導電膜２５Ａの強度を向上させることができる。
【００３１】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態の電子部品と可撓性基板との実装構造体を示す断面図、図６は、本実施形態の電子部品のバンプ電極近傍を示す平面図である。
本実施形態の実装構造体３１が第１の実施形態の実装構造体１と異なる点は、第１の実施形態の実装構造体１では、内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａに近接したバンプ電極２３Ａの導電膜を、内部樹脂２４の端部２４ａに向かって拡大し、この端部２４ａを覆う大面積の導電膜２５Ａとしたのに対し、本実施形態の実装構造体３１では、内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａが、バンプ電極２３の導電膜２５と同一の組成からなる金属膜３２にて覆われている点であり、その他の点については、第１の実施形態の実装構造体１と全く同様である。
【００３２】
この金属膜３２は、その周方向の両端部及び内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａから外方へ延びる部分が絶縁膜２２上に固定されている。これにより、内部樹脂２４の長手方向の端部２４ａは、絶縁膜２２から剥離しないようになっている。
また、この金属膜３２の３辺を、フレキシブル基板２上の電子部品４の能動面に接触させることにより、この金属膜３２の機械的強度が向上している。
この金属膜３２は、バンプ電極２３の導電膜２５と独立しているので、導電膜２５が通電されている場合においても、この通電の影響を受けることはない。
【００３３】
本実施形態の実装構造体３１においても、第１の実施形態の実装構造体１と全く同様の作用、効果を奏することができる。
また、この金属膜３２の３辺をフレキシブル基板２上の電子部品４の能動面に接触させることにより、この金属膜３２の強度を向上させることができる。
また、この金属膜３２は、バンプ電極２３の導電膜２５と同一の組成からなる金属膜であるので、導電膜２５と同時に形成することができ、したがって、製造工程に要する時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…実装構造体、２…フレキシブル基板（可撓性基板）、３…接着剤層、４…電子部品、１１…基板、１２…金属端子、２１…パッケージ、２１ａ…下面、２２…絶縁膜、２３、２３Ａ…バンプ電極、２４…内部樹脂、２４ａ…端部、２５、２５Ａ…導電膜、２６…電極、３１…実装構造体、３２…金属膜。
【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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