(57)【要約】【課題】電池の微細な端子と外部端子を容易に接続できる電子デバイスを提供する。【解決手段】正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂが形成される電極パッド形成領域１ｘを有する電池と、正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上に貼り付けられる異方性導電フィルム４と、異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂのそれぞれの上方に形成される第１配線９ａ、第２配線９ｂと、正電極端子２ａと負電極端子２ｂを有する熱電素子２と、熱電素子２の正電極端子２ａと負電極端子２ｂにそれぞれ接続される第３配線９ｄと第４配線９ｄと、熱電素子２の上から前記異方性導電フィルム４に至る範囲に形成される熱伝導パターン９ａ、９ｂと、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正電極パッドと負電極パッドが形成される電極パッド形成領域を有する電池と、
前記正電極パッドと前記負電極パッドの上に貼り付けられる異方性導電フィルムと、
前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上方に形成される第１配線、第２配線と、
正電極端子と負電極端子を有する熱電素子と、
前記熱電素子の前記正電極端子と前記負電極端子にそれぞれ接続される第３配線と第４配線と、
前記熱電素子の上から前記異方性導電フィルムに至る範囲に形成される熱伝導パターンと、
を有する電子デバイス。
【請求項２】
前記異方性導電フィルムにおいて、前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上に第１導電部と第２導電部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記熱伝導パターンは、前記第１配線を兼ねる第１熱伝導パターンと、前記第２配線を兼ねる第２熱伝導パターンを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記熱伝導パターンの端部は、前記正電極パッドと前記負電極パッドの近傍の領域の前記異方性導電フィルムの上に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項５】
電池と熱電素子を配置する工程と、 
前記電池の電極パッド形成領域に形成される正電極パッドと負電極パッドの上に異方性導電フィルムを貼る工程と、
前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上の第１領域と第２領域に接続する第１配線、第２配線を形成する工程と、
前記熱電素子の上から前記異方性導電フィルムの上に至る範囲に熱伝導パターンを形成する工程と、
電流供給により前記熱電素子でピエゾ効果により発生した第１の熱を、前記熱伝導パターンを介して前記異方性導電フィルムに伝導し、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッド上の前記第１領域と前記負電極パッド上の前記第２領域の温度を上昇させる工程と、
前記異方性導電フィルムにおいて前記温度が上昇した前記第１領域と前記第２領域のそれぞれを前記第１配線と前記第２配線を介して押圧することにより第１導電部と第２導電部に変える工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記異方性導電フィルムは、前記熱伝導パターンから伝達される前記第１の熱とともに外から第２の熱が供給されることを特徴とする請求項５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記電池において、前記電極パッド形成領域の第１温度はその他の領域の第２温度よりも高く加熱されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新しい二次電池の形態の一つとして、全ての要素が固体で形成された全固体二次電池が開発され、市販されている。
【０００３】
従前のリチウムイオン（Ｌｉ）二次電池では、電解質に液体電解質が用いられてきたため、液漏れや高温時での加熱・発火などの危険性があった。液漏れ防止構造については、硫酸系液体と極板群を筐体内に収納し、極板群に接続したピン状端子を筐体の穴から引出し、その穴とピン状端子の隙間を樹脂により埋め込んで液漏れを防止する構造が知られている。また、その樹脂として導電樹脂剤を使用し、その導電樹脂剤をピン状端子の周囲にも巻き付け、さらに導電樹脂剤を介してピン状端子と外部出力端子を互いに接続する構造が知られている。
【０００４】
しかし、全固体二次電池ではこのような危険性がほとんどなく、しかも液体を使わないため電解質の劣化が非常に少なく、充放電に伴う電池容量の寿命も極めて長いと考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１９６１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
全固体二次電池は薄膜プロセスを用いて製造されるものであり、使用される正極層、負極層、電解質層などはμｍオーダーの薄膜である。その電池容量は数ｍＡｈ程度のものである。そこで、このような形状の特徴を生かし、他の発電デバイスと組み合わせて集積し、一つのチップ形態にして利用することが考えられる。発電される電力が比較的小さい場合には、その電力の蓄電に必要な電池の容量は小さくてもよい。例えば、環境発電など、発電量がわずかであって、発電が定常的ではなく間欠的に行われるような場合に、全固体二次電池は適した蓄電手法であるといえる。
【０００７】
しかし、そのような用途に使用される全固体二次電池の大きさは例えば数ミリ角と小さい場合があり、その表面に現れる微細な端子と外部端子の接続が難しい。
【０００８】
本発明の目的は、電池の微細な端子と外部端子を容易に接続できる電子デバイス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の１つの観点によれば、正電極パッドと負電極パッドが形成される電極パッド形成領域を有する電池と、前記正電極パッドと前記負電極パッドの上に貼り付けられる異方性導電フィルムと、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上方に形成される第１配線、第２配線と、正電極端子と負電極端子を有する熱電素子と、前記熱電素子の前記正電極端子と前記負電極端子にそれぞれ接続される第３配線と第４配線と、前記熱電素子の上から前記異方性導電フィルムに至る範囲に形成される熱伝導パターンと、を有する電子デバイスが提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態によれば、電池の微細な端子と外部端子を容易に接続できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電子デバイスに使用される電子部品の一例を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法の一例を示す側断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法の一例を示す側断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法の一例を示す側断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法における加熱処理の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法における加熱処理の一例を示す側断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法に使用される加熱処理による温度分布の等高線の一例を示す斜視図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る電子デバイスの電子回路ブロック図の一例を示す斜視図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る電子デバイスの側断面図の一例を示す側断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る電子デバイスとその製造方法における加熱処理の一例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る電子デバイスの第１の変形例とその製造方法における加熱処理の一例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る電子デバイスの第２の変形例とその製造方法における加熱処理の一例を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る電子デバイスとその製造方法における加熱処理の一例を示す側断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｄ）は、比較例に係る電子デバイスの製造方法の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、第１実施形態に係る電子デバイスに使用される素子の一例を示す平面図、図２〜図４、図６は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造工程の一例を示す側断面図、図５は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造工程の一例を示す平面図である。
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ全固体二次電池１、熱電素子２、チップ部品３を示す平面図であり、互いに同一平面上に並べられて集積される。
【００１５】
図１（ａ）に示す全固体二次電池１は、例えば一辺が１０ｍｍ以下の平面四角形状を有するリチウムイオン電池であり、その一端には、本体の第１面に対し階段状に薄く形成される電極パッド形成領域１ｘを有している。電極パッド形成領域１ｘの第１面に対する段差は、全固体二次電池１の第１面に対して例えば数十μｍ〜数百μｍに形成される。電極パッド形成領域１ｘの上には、金属、例えばアルミニウムから形成される一対の電極パッド、即ち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂが露出して形成され、それらの上に異方性導電フィルム４が貼り付けられる。全固体二次電池１は、例えばＬｉ全固体二次電池であり、その内部に収納される固体電解質として例えば硫化物系材料が使用され、正電極パッド１ａに接続される正極の材料には例えばコバルト酸リチウムが使用され、負電極パッド１ｂに接続される負極の材料に例えば金属リチウムが使用される。
【００１６】
図１（ｂ）に示す熱電素子２は、本体の第１面に対して階段状に薄く形成される電極端子形成領域２ｘを有し、端子形成領域２ｘには、金属から形成される一対の端子、即ち正電極端子２ａと負電極端子２ｂが露出している。端子形成領域２ｘの段差は、熱電素子２の第１面に対して例えば数十μｍ〜数百μｍに形成される。熱電素子２は、ゼーベック効果により正電極端子２ａと負電極端子２ｂから電力が出力され、さらに正電極端子２ａと負電極端子２ｂの間に電圧を印加することによりペルチェ効果により発熱・冷却する構造を有している。
【００１７】
熱電素子２は、例えば、ビスマス・テルル系材料やビスマス・アンチモン系材料などの複数の柱状の熱電効果層を有し、その上下には電極（不図示）が形成され、正電極端子２ａと負電極端子２ｂに電気的に接続されている。熱電素子２は、熱伝導性の高いシリコン（半導体）や絶縁材から形成される熱伝導板２ｃ、２ｄに挟まれている。
【００１８】
図１（ｃ）に示すチップ部品３は、例えば全固体二次電池１の蓄電制御に必要なチップ状コンデンサ、チップ状抵抗であり、その両端には第１、第２電極端子３ａ、３ｂが形成されている。
【００１９】
全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ部品３のそれぞれの第１面は、図２（ａ）に示すように、支持板５の上面の発泡性粘着シート６に貼り付けられ、配置されている。全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘと熱電素子２の端子形成領域２ｘはいずれも支持板５に対向し、発泡性粘着シート６との間に隙間が形成される。また、全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘと熱電素子２の端子形成領域２ｘの本体に対する向きは同一方向に配置される。なお、発泡性粘着シート６に全固体二次電池１などの部品を複数配置する場合にはマウンターを用いて正確に配置するのが一般的である。
【００２０】
全固体二次電池１を貼り付ける際には、発泡性粘着シート６と正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの間に異方性導電フィルム４が挟まれる。異方性導電フィルム４は、導電性の微細金属粒子（導電性フィラー）を熱硬化性樹脂（バインダ）に混ぜ合わせた材料を膜状に成形したフィルムであり、初期状態では絶縁体であり、規定された温度範囲、例えば１８０℃〜２００℃に加熱し、加圧することにより低抵抗化する。異方性導電フィルム４は、例えば、全固体二次電池１における第１面と電極パッド形成領域１ｘの段差と実質的に同じ厚さのものを使用する。なお、異方性導電フィルム４は、一層に限るものではなく複数層にしてその段差に厚さを合わせてもよい。
【００２１】
続いて、支持板５とその上の全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ部品３をモールド成型用の金型（不図示）のキャビティに入れる。キャビティは、全固体二次電池１、熱電素子２、チップ部品３の上に空間を存在させる直方体状の形状を有している。その状態で、キャビティ内にモールド樹脂として例えばシリカフィラー含有エポキシ樹脂を注入し、真空中で例えば約１２０℃で加熱しながら例えば数分間で加圧して型にはめる。これに
より、図２（ｂ）に例示するように、発泡性粘着シート６上の全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ部品３は、直方体のモールド樹脂層７に覆われ、埋め込まれた状態となる。
【００２２】
その後、図３（ａ）に示すように、モールド樹脂層７、全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ部品３の第１面から発泡性粘着シート６を剥離した後に、モールド樹脂層７を例えば１５０℃で約１時間の条件で硬化させる。これにより、モールド樹脂層７の第１面から異方性導電フィルム４、全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ部品３のそれぞれの第１面が露出するが、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂと熱電素子２の正電極端子２ａ、負電極端子２ｂは露出しない。
【００２３】
続いて、図３（ｂ）に例示するように、モールド樹脂層７の第２面にグライディングを施し、熱電素子２の第２面を露出させる。これにより、熱電素子２の第１面と第２面、即ち一対の熱伝導板２ｃ、２ｄがモールド樹脂層７の第１面と第２面から露出する。なお、熱電素子２は、全固体二次電池１、チップ部品３よりも厚く形成されているので、グライディングが施された後の全固体二次電池１、チップ部品３の第２面はモールド樹脂層７に覆われた状態を維持している。
【００２４】
さらに、図３（ｃ）に例示するように、モールド樹脂層７の第１面の一部にレーザ光を照射し、熱電素子２の正電極端子２ａ、負電極端子２ｂのそれぞれの上に開口部７ａ、７ｂを形成し、正電極端子２ａ、負電極端子２ｂを露出させる。レーザ光源として、例えばＣＯ２レーザを使用する。
【００２５】
次に、図３（ｄ）に例示するように、モールド樹脂層７、全固体二次電池１、異方性導電フィルム４、熱電素子２、チップ部品３の第１面の上と開口部７ａ、７ｂの底部の正電極端子２ａ、負電極端子２ｂの上に金属のシード層８を形成する。シード層８として、例えば、銅（Ｃｕ）層をスパッタ法により約数μｍの厚さに形成する。さらに、シード層８上にフォトレジストを塗布し、これを露光、現像することによりレジストパターン１０を形成する。レジストパターン１０は、全固体二次電池１の正電極パッド１ａの上方から熱伝導板２ｃ上の半分に至る範囲に形成される第１の開口部１０ａと負電極パッド１ｂから熱伝導基板２ｃの残り半分に至る範囲に形成される第２の開口部１０ｂを有している。この場合、第１開口部１０ａと第２開口部１０ｂは間隔をおいて形成される。また、レジストパターン１０は、熱電素子２の正電極端子２ａ、負電極端子２ｂ上から側方に引き出される第３、４の開口部１０ｃ、１０ｄと、チップ部品３の第１、第２電極パッド３ａ、３ｂ上からそれぞれ引き出される第５、第６の開口部１０e、１０ｆを有している。
【００２６】
続いて、図４（ａ）に例示するように、シード層８を電極に使用する電解めっき法により、熱伝導性が良く低抵抗の金属、例えばＣｕ膜を第１〜第６の開口部１０ａ〜１０ｆ内に例えば約２０μｍの厚さに形成する。これにより、第１の開口部１０ａ内のＣｕ膜とその下のシード層８を第１の熱伝導パターン兼配線９ａとして使用し、第２の開口部１０ｂ内のＣｕ膜とその下のシード層８を第２の熱伝導パターン兼配線９ｂとして使用し、それらは互いに分離される。また、第３、第４の開口部１０ｃ、１０ｄ内のＣｕ膜とその下のシード層８を熱電素子２の正電極端子２ａと負電極端子２ｂのそれぞれに接続される第３、第４の配線９ｃ、９ｄとして使用する。さらに、第５、第６の開口部１０ｅ、１０ｆ内のＣｕ膜とその下のシード層８をチップ状部品３の第１、第２の電極パッド３ａ、３ｂのそれぞれに接続される第５、第６の配線９ｅ、９ｆとして使用する。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に例示するように、レジストパターン１０を除去した後に、第１、第２の熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂ、第３〜第６の配線９ｃ〜９ｆをマスクに使用し、露出したシード層８をエッチングする。これにより、図４（ｃ）、図５に例示するように
、第１、第２の熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂ、第３〜第６の電極配線９ｃ〜９ｆは形状的に分離される。
【００２８】
以上により電子デバイスの基本的な形状が完成した後に、次のような方法により第１の熱伝導パターン兼配線９ａを全固体二次電池１の正電極パッド１ａに電気的に接続し、第２の熱伝導パターン兼マイナス配線９ｂを全固体二次電池１の負電極パッド１ｂに電気的に接続する。
【００２９】
まず、図５に示すように、モールド樹脂層７の第１面を上向きにして、全固体二次電池１、熱電素子２等を備えたモールド樹脂層７を電源モジュールとして載置台１３に載置する。その状態で、モールド樹脂層７の第２面を載置台１３内のヒータにより加熱する。その加熱温度Ｔ０は、異方性導電フィルム４がキュアされず、しかも全固体二次電池１に含まれるリチウム（Ｌｉ）が融解しない温度、例えば１６０℃に設定する。そして、図６の断面に示すように、正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂを介して異方性導電フィルム４の第１面を熱伝導の悪いフッ素樹脂棒１４などで押圧し、さらに熱電素子２の第３、第４の配線９ｃ、９ｄに直流電源１２を接続し、熱電素子２をペルチェ効果により発熱させる。第３、第４の配線９ｃ、９ｄに印加する電圧を例えば約５．６Ｖとする。また、印加時間は２０秒から１分程度に設定する。
【００３０】
これにより、熱電素子２で発生した熱Ｔは、第１、第２の熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂを介して全固体二次電池１の正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上方に伝導される。これにより、異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上の部分が局所的に加熱され、上から加わる圧力とともにキュアされる。従って、異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上の部分では、内部の粒子の微細金属粒子のメッキ層同士が接続しあうことで導電経路を形成する。また、圧力が加わらなかった部分の微細金属粒子間は絶縁が保持される。この結果、異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上には厚さ向の導電性が確保されて低抵抗の導電部４ａ、４ｂとなり、さらにその他の領域では絶縁が保持される。
【００３１】
このように第１、第２の熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂ等を形成した後で、熱電素子２に電流を流してペルチェ素子として動作させることにより正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上の部分を局所的に加熱し、さらに押圧する。これにより、全固体二次電池１の正電極パッド１ａと第１の熱伝導パターン兼配線９ａ、さらに第２の熱伝導パターン兼配線９ｂと負電極パッド１ｂがそれぞれ電気的に接続される。
【００３２】
ここで上記のように加熱されたときの様子をモデル計算する。この場合、縦５ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ３００μｍの大きさの全固体二次電池１と、縦４２４８μｍ、横３３６４μｍ、厚さ１０９０μｍの大きさの熱電素子２を５００μｍの間隔をあけて配置する。全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘ上の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂは、厚さ２μｍ、縦１５０μｍ、横１５０μｍとする。また、第１面に対する全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘの段差が３５μｍであり、その上の厚さ２μｍの正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂとその上の厚さ３５μｍの異方性導電フィルム４がフッ素樹脂棒１４に押圧される。この場合、異方性導電フィルム４に加わる圧力は約３．４ＭＰａとして計算する。この場合、異方性導電フィルム４としてソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製の型番ＣＰ９８４２Ｋを使用すると、その硬化条件の一つである圧力の２ＭＰａ〜４ＭＰａは満たされる。
【００３３】
上記のようにモールド樹脂層７の第２面を１６０℃の温度で外部から加熱し、さらに熱電素子２の正電極端子２ａと負電極端子２ｂの間に約５．６Ｖを印加すると熱電素子２の第１面が約２００℃に加熱される。この時の温度の温度分布を示す等高線は例えば図７（
ａ）のようになる。この場合、第１、第２の熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂを介して熱電素子２の第１面から全固体二次電池１上の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂに熱が伝わっていることがわかる。
【００３４】
さらに、異方性導電フィルム４のみを取り出して温度分布を示すと図７（ｂ）のようになる。異方性導電膜フィルム４は１８０℃〜２００℃に加熱されていて、硬化条件１８０℃〜２００℃を達成できていることがわかる。なお、モジュール全体が１８０℃未満で加熱されているので、加熱熱電素子２の発熱温度は、異方性導電膜フィルム４の温度を１８０℃〜２００℃の範囲に達成させるために上乗せできる温度であればよく、２００℃未満であってもよい。
【００３５】
一方、熱電素子２と全固体二次電池１のみを取り出した温度分布を示すと図７（ｃ）のようになり、全固体二次電池１の領域の温度は１６０℃からほぼ１８０℃未満の範囲に保たれていることがわかる。すなわち、上記の例により、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂのみを局所的に加熱、加圧することによりそれらの上に導電部４ａ、４ｂが形成され、それらの間の部分では高抵抗領域が形成される。従って、本実施例のように、数１００μｍサイズレベルの微細で局所的な加熱を近くの熱電素子２から発しているので、特殊な加熱工具が不必要である。しかも、ペルチェ効果による加熱は電流の供給により簡単で正確に行え、大変有効である。
【００３６】
また、熱電素子２の第１面の上から全固体二次電池１の第１面上の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂに至る領域に熱伝導パターン兼配線９ａ、９ｂを形成しているので、集積度が高くなり、デバイスを小型化することができる。また、モールド樹脂層７を介して集積された全固体二次電池１、電熱素子２、チップ状部品３を電源モジュールとすると、異方性導電フィルム４における導電部４ａ、４ｂの形成は、電源モジュールを取り付ける直前に行える。このため、全固体二次電池１を長時間未使用状態で保持することができ、全固体二次電池１の早期の劣化を防止することができる。しかも、正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂを絶縁状態の異方性導電フィルム４で覆っているので、新たな短絡防止策が不要となり取り扱いが容易になる。
【００３７】
次に、熱電素子２により発電された電力を全固体二次電池１に蓄積するとともに、上記のような加熱処理を施すための回路の一例を説明する。
【００３８】
上記の電子デバイスの製造工程では、配線９ａ〜９ｆの形成後に熱電素子２に電流を流してペルチェ素子として動作させることによって全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂでの局所加熱を行っている。熱電素子２の熱伝導板２ｃ、２ｄに対する高温側と低温側の方向が決まっている場合、熱電素子２としてのゼーベック効果による電流の方向と、ペルチェ素子としての電流の方向は逆になる。そのため、回路としてはこのことを考慮しなければならない。
【００３９】
そのような手法を採用する場合の回路ブロックの一例を図８に示す。熱電素子２のゼーベック効果による出力の電圧は低いので、昇圧コンバータ回路２１を熱電素子２の正電極端子２ａ、負電極端子２ｂに接続する。昇圧コンバータ回路２１として、例えばリニアテクノロジー社製の型番ＬＴＣ３１０９を用いる。また、昇圧コンバータ回路２１の出力端は、分路バッテリー蓄積回路を有するリチウム電池制御ＩＣ２２の入力端に接続される。また、リチウム電池制御ＩＣ２２の第１の出力端は、全固体二次電池１の正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂに接続される。さらに、リチウム電池制御ＩＣ２２は、全固体二次電子１に蓄積された電力か熱電素子２により発電された電力を出力する第２の出力端子２２ａを有している。
【００４０】
熱電素子２により発電された電力は、昇圧コンバータ回路２１により例えば約５Ｖに昇圧されて出力され、分路バッテリー蓄積回路を有するリチウム電池制御ＩＣ２２の制御により全固体二次電池１に蓄積される。全固体二次電池１がフル充電の場合には、リチウム電池制御ＩＣ２２は電力を第２の出力端子２２ａに出力する。この場合、最終的な出力電圧は、全固体二次電池１の出力電圧、例えば約４．１Ｖになる。
【００４１】
このような構成では、熱電素子２と昇圧コンバータ回路２１の間に第３、第４の配線９ｃ、９ｄを接続し、それらに電圧（Ｖheat−Ｖheat）を印加することにより電流Ｉを供給し熱電素子２を発熱させ異方性導電フィルム４に導電部４ａ、４ｂを形成する。これと同時に、昇圧コンバータ回路２１、リチウム電池制御ＩＣ２２を介して全固体二次電池１を初期充電することができる。その充電方向と発熱用電流供給方向を図８の破線で示す。
【００４２】
異方性導電フィルム４に導電部４ａ、４ｂが形成されて導通が完了した後は、熱電素子２から出力される電力の電流は、図９の矢印と図８の一点鎖線に示すように、加熱・冷却方向の違いによって電流が正負で逆転する。しかし、上記の昇圧コンバータ回路２１であるＬＴＣ３１０９は、どちらの入力の極性であっても同じ極性に昇圧して出力することができるので、熱電素子２をペルチェ素子として利用する場合には都合がよい。
【００４３】
なお、上記の説明では電池として全固体二次電池１を例として取り上げたが、集積可能な電池であれば、たとえば全固体二次電池１の代わりに、電解液を使用する二次電池、或いは一次電池を採用してもよい。これは以下の実施形態でも同様である。
【００４４】
以上説明したように本実施形態によれば、全固体二次電池１の電極パッド１ａ、１ｂと配線９ａ、９ｂの間に異方性導電フィルム４を挟み、その後に電極パッド１ａ、１ｂの上を局所的に加熱し、加圧する方法を採用している。これにより配線を形成した後で、全固体二次電池電極１と配線９ａ、９ｂとの導電性の接続を不可逆的に確保することができる。しかも、この方法により、めっきプロセスで配線９ａ、９ｂを形成するまでは全固体二次電池１の絶縁性が保たれているとともに、全固体二次電池１を劣化させる恐れのある高温プロセスを避けることが可能となる。従って、従来よりも電池の信頼性を保つことができ、二次電池を用いる電子デバイスの製造方法に大きく寄与する。しかも、熱電素子２を使用して電極パッド１ａ、１ｂを加熱する際に、全個体二次電池１に電力を供給することができるので、異方性導電フィルム４を局部的に加熱するための新たな素子は不要となり導電化処理が容易となる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図１０は、第２実施形態に係る電子デバイスを示す平面図である。なお、図１０において図１〜図６と同じ符号は同じ要素を示している。
【００４６】
図１０において、熱電素子２の第１面の上には熱伝導性の良い金属、例えばＣｕの熱伝導パターン９ｊが形成されている。熱伝導パターン９ｊは、全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘ上に貼り付けられる異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの間の領域まで延びている。異方性導電フィルム４の上とその周辺での形状は、正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの中間で異方性導電フィルム４の一部を露出させる略Ｕ字形状で示されているが、露出させない形状であってもよい。
【００４７】
また、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂのそれぞれの上には、プラス側配線９ｇ、マイナス側配線９ｈが接続されている。熱伝導パターン９ｊ、プラス配線９ｇ、マイナス配線９ｈは、図３（ｄ）に示したレジストパターン１０の開口部１０ａ、１０ｂの形状を変え、その中にＣｕ膜を電解めっき法により積層することにより形成される。
【００４８】
また、図４に示すようなシード層８のパターニングを終了した後に、載置台１３上でモールド樹脂層７、全固体二次電池１等をリチウム融点以下の温度Ｔ０、例えば約１６０℃に加熱する。さらに、第１実施形態と同様な条件で、フッ素樹脂棒１４により正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの直上のマイナス配線９ｇ、プラス配線９ｈを押圧する。これに併せて熱電素子２に電気を流すことにより発熱させ、その熱Ｔを、熱伝導パターン９ｊを介して全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂ近傍まで伝達させその周囲の異方性導電フィルム４上の温度を１８０℃〜２００℃まで高くする。これによって、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの直上で異方性導電フィルム４はキュアされ、これにより導電部４ａ、４ｂとなる。この結果、正電極パッド１ａはプラス配線９ｇに電気的に接続され、さらに負電極パッド１ｂはマイナス配線９ｈに電気的に接続させる。
【００４９】
以上のように本実施形態によれば、熱電素子２上部に配置した熱伝導パターン９ｊを全固体二次電池１の電極パッド１ａ、１ｂ近傍まで延長し、正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂには延在させていない。これにより、第１実施形態に示す作用効果を保持したままで、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂに電気的に接続される配線の自由度を高くすることができる。
【００５０】
なお、本実施形態において図８に示した回路を採用してもよい。この場合、図９に示したと同様に、電熱素子２の上と下の加熱・冷却方向によって全固体二次電池１への充電電流が正負で逆転しても極性を揃えることができる。
【００５１】
ところで、図１１に示すように、全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘにおいて正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂが接近する一方、両側端寄りに空きスペースがある場合には、そのスペースに異方性導電膜４をはみ出させてもよい。この場合、電極パッド形成領域１ｘのうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂに対して両側端寄りにはみ出した分部の異方性導電膜４に熱伝導パターン９ｊの先端部を接続し、熱を伝導して導電部４ａ、４ｂを形成する。
【００５２】
また、図１２に示すように、全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘにおいて正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの先端寄りに空きスペースがある場合には、そのスペースに異方性導電膜４をはみ出させてもよい。この場合には、正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂに対して先端寄りにはみ出した部分の異方性導電膜４に熱伝導パターン９ｊの先端部を接続し、熱を伝導して導電部４ａ、４ｂを形成する。
【００５３】
図１１、図１２に示すように、１つの熱伝導パターン９ｊから正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの近傍の異方性導電膜４に熱を伝導させる倍には、同時に正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上をフッ素樹脂棒１４により押圧して導電部４ａ、４ｂを形成する。
【００５４】
（第３の実施の形態）
図１３は、第３実施形態に係る電子デバイスとその製造工程における加熱方法を示す側断面図である。なお、図１３において図１〜図６と同じ符号は同じ要素を示している。
【００５５】
図１３において、全固体二次電池１の電極パッド形成領域１ｘに貼り付けられた異方性導電フィルム４のうち正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂのそれぞれの上方の領域にはマイナス配線９ｇとプラス配線９ｈが形成されている。プラス配線９ｇ、マイナス配線９ｈは、図３（ｄ）に示したレジストパターン１０の開口部１０ａ、１０ｂの形状を変え、その中にＣｕ膜を電解めっき法により積層することにより形成される。なお、本実施形態
では、熱電素子２の上には熱伝導パターンが形成されない構造となっている。
【００５６】
そしてＣｕ膜を形成し、続いて、第１実施形態と同様にシード層８を部分的にエッチングする。その後に、レーザ照射装置、例えばレーザ微細はんだ付け装置を用いて、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂのそれぞれの中心から直径１５０μｍの領域に向けてレーザ光を照射し、マイナス配線９ｇ、プラス配線９ｈに局所加熱を行う。
【００５７】
この場合の加熱温度は、正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの直上の部分での異方性導電フィルム４の温度を約２００℃にすることができ、その他の領域のマイナス配線９ｇ、プラス配線９ｈの表面では熱伝導による冷却、例えば空冷により約１５０℃となるように調整している。当然ながら、マイナス配線９ｇ、プラス配線９ｈが融解するまでの温度ではレーザ光照射は行わない。なお、異方性導電フィルム４をレーザ光により加熱した後に、正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂの直上の領域のマイナス配線９ｇ、プラス配線９ｈを第１実施形態で示した条件によりフッ素系樹脂棒１４により加圧してもよい。なお、フッ素樹脂棒１４は加熱しておいてもよい。
【００５８】
このような局所加熱により、異方性導電フィルム４に低抵抗の導電部４ａ、４ｂが形成され、正電極パッド１ａはプラス配線９ｇに電気的に接続され、マイナス配線９ｈは負電極パッド１ｂに電気的に接続される。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、全固体二次電池１において、正電極パッド１ａとプラス配線９ｇの間、負電極パッド１ｂとマイナス配線９ｈの間のそれぞれに異方性導電フィルム４を挟む構造を採用している。さらに、正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの直上のプラス配線９ｇ、マイナス配線９ｈにレーザ光を照射してその下の異方性導電フィルム４を局所的に加熱した後に押圧し、導電部４ａ、４ｂを形成している。これにより、第１実施形態と同様な作用効果が得られ、微細な正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂに配線９ｇ、９ｈを良好に接続することができる。
【００６０】
ところで、第１、第２及び第３の実施形態では、全固体二次電池１を覆うモールド樹脂層７のうち正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂのそれぞれの上に開口部を形成し、開口部を介して直接に配線を接続する方法を採用していない。これは、次に示す比較例において生じる正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの短絡を防止するためである。
【００６１】
その比較例では、まず、図１４（ａ）に示すように、支持板５の上面の発泡性粘着シート６に全固体二次電池１、熱電素子２及びチップ状部品３を貼り付ける。この場合、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂと発泡性粘着シート６の間に間隙を存在させている。この状態で、発泡性粘着シート６の上にモールド樹脂層７を形成すると、全固体二次電池１の正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂと発泡性粘着シート６の間にはモールド樹脂層７が介在することになる。
【００６２】
その後に、モールド樹脂層７、全固体二次電池１等を発泡性粘着シート６から剥がし、モールド樹脂層７の第２面側にグラインドを施し、薄層化して発電素子２の第２面を露出させる。これにより、図１４（ｂ）に示すように、全固体二次電池１の正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂはモールド樹脂層７に覆われた状態となっている。
【００６３】
続いて、図１４（ｃ）に示すように、全固体二次電池１の正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂの上にレーザ光を照射して開口部７ｃ、７ｄを形成する。さらに第１実施形態と同様に熱電素子２の正電極端子２ａと負電極端子２ｂの上に開口部７ａ、７ｂを形成し、その後に図１４（ｄ）に示すようにモールド樹脂層７、熱電素子２、チップ状部品３の第
１面の上と開口部７ａ〜７ｄの内面にＣｕのシード層８を形成する。その後に、特に図示しないが、第３実施形態と同様にシード層８の上にプラス配線９ｇ、マイナス配線９ｈ等を形成し、さらにシード層８をパターニングすることになる。
【００６４】
このような工程によれば、開口部７ａ〜７ｄ内とモールド樹脂層７上にシード層８を形成すると、全固体二次電池１の正電極端子２ａと負電極端子２ｂがシード層８を介して短絡してしまうことになる。そのような短絡は、シード層８の形成からエッチングまでの長い時間で保持されるので、全固体二次電池１の致命的な劣化や短寿命化などについて信頼性を低下させる。
【００６５】
その対策案として、モールド樹脂層７を形成する前にレジストなどの絶縁性材料で正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂを保護し、近くまで配線を引き、絶縁性材料を除去した後に配線と正電極パッド１ａ、負電極パッド１ｂを導電膜で接続するような手法も考えられる。しかし、モールド樹脂層７の形成工程では上記のように最低でも１５０℃で１時間の加熱処理を行うので、この条件に耐えられるレジスト材料が必要になるが、そのようなレジスト材料はほぼ皆無である。しかも、後から絶縁膜材料を除去して導電膜を形成するプロセスでは工程が複雑になり、有効な手法とは言えない。
【００６６】
これに対し、上記実施形態のように全固体二次電池１の電極パッド１ａ、１ｂと配線９ａ、９ｂ、９ｇ、９ｈにより異方性導電フィルム４を挟む構造を採用し、シード層８をエッチングした後に異方性導電フィルム４を局所的に導電化している。このため、シード層８による全固体二次電池１の正電極端子２ａと負電極端子２ｂの短絡が異方性導電フィルム４により防止される上に、複雑な配線形成工程が不要となる。しかも、異方性導電フィルム４を局所的に導電化する前には全固体二次電池１が電気的に隔離されている。従って、異方性導電フィルム１の導電化前には、全固体二次電池１に接続されるプラス配線９ａ、９ｇとマイナス配線９ｂ、９ｈ同士が外部から誤って短絡されたとしても、それらの下の正電極パッド１ａと負電極パッド１ｂが短絡することはなく、管理が容易になる。しかも、配線形成後の工程で異方性導電フィルム４に局所的に熱を加えるだけなので、全固体二次電池１の電極パッド１ａ、１ｂを局所的に加熱し、電池を劣化させる恐れのある高温加熱を避けることができ、これにより全固体二次電池１の劣化を防ぐことができる。
【００６７】
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。
【００６８】
次に、本発明の実施形態について付記する。
（付記１）正電極パッドと負電極パッドが形成される電極パッド形成領域を有する電池と、前記正電極パッドと前記負電極パッドの上に貼り付けられる異方性導電フィルムと、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上方に形成される第１配線、第２配線と、正電極端子と負電極端子を有する熱電素子と、前記熱電素子の前記正電極端子と前記負電極端子にそれぞれ接続される第３配線と第４配線と、前記熱電素子の上から前記異方性導電フィルムに至る範囲に形成される熱伝導パターンと、を有する電子デバイス。
（付記２）前記異方性導電フィルムにおいて、前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上に第１導電部と第２導電部を有することを特徴とする付記１に記載の電子デバイス。
（付記３）前記熱伝導パターンは、前記第１配線を兼ねる第１熱伝導パターンと、前記第
２配線を兼ねる第２熱伝導パターンを有することを特徴とする付記１又は付記２に記載の電子デバイス。
（付記４）前記熱伝導パターンの端部は、前記正電極パッドと前記負電極パッドの近傍の領域の前記異方性導電フィルムの上に接続されることを特徴とする付記１又は付記２に記載の電子デバイス。
（付記５）前記電池は二次電池であり、前記第１配線と前記第２配線のそれぞれは電池制御半導体素子と昇圧回路を介して前記熱電素子の前記正電極端子と前記負電極端子に電気的に接続されていることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１つに記載の電子デバイス。
（付記６）前記異方性導電フィルムの一面と前記熱電素子の両面を露出した状態で、前記電池と前記異方性導電フィルムと前記熱電素子を覆うモールド樹脂を有することを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１つに記載の電子デバイス。
（付記７）電池と熱電素子を配置する工程と、前記電池の電極パッド形成領域に形成される正電極パッドと負電極パッドの上に異方性導電フィルムを貼る工程と、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上の第１領域と第２領域に接続する第１配線、第２配線を形成する工程と、前記熱電素子の上から前記異方性導電フィルムの上に至る範囲に熱伝導パターンを形成する工程と、電流供給により前記熱電素子でピエゾ効果により発生した第１の熱を、前記熱伝導パターンを介して前記異方性導電フィルムに伝導し、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッド上の前記第１領域と前記負電極パッド上の前記第２領域の温度を上昇させる工程と、前記異方性導電フィルムにおいて前記温度が上昇した前記第１領域と前記第２領域のそれぞれを前記第１配線と前記第２配線を介して押圧することにより第１導電部と第２導電部に変える工程と、を有する電子デバイスの製造方法。
（付記８）前記異方性導電フィルムは、前記熱伝導パターンから伝達される前記第１の熱とともに外から第２の熱が供給されることを特徴とする付記７に記載の電子デバイスの製造方法。
（付記９）前記電池において、前記電極パッド形成領域の第１温度はその他の領域の第２温度よりも高く加熱されることを特徴とする付記７又は付記８に記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１０）前記第１温度は、１８０℃以上であることを特徴とする付記９に記載の付記４に記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１１）前記第２温度は１８０℃未満であることを特徴とする付記９又は付記１０に記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１２）前記電池は二次電池であり、前記熱電素子に流す前記電流を前記第１熱伝導パターンと前記第２熱伝導パターンを介して前記二次電池の正電極パッドと負電極パッドに流すことにより前記二次電池を充電することを特徴とする付記７乃至付記１１のいずれか１つに記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１３）前記熱伝導パターンは、前記第１配線を兼ねる第１熱伝導パターンと、前記第２配線を兼ねる第２熱伝導パターンを有することを特徴とする付記７乃至付記１２のいずれか１つに記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１４）前記熱伝導パターンの端部は、前記異方性導電フィルムの前記第１領域の側部と前記第２領域の側部に接続されることを特徴とする付記７乃至付記１２のいずれか１つに記載の電子デバイスの製造方法。
（付記１５）正電極パッドと負電極パッドが形成される電極パッド形成領域を有する電池と、前記正電極パッドと前記負電極パッドの上に貼り付けられる異方性導電フィルムと、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上方に形成される第１配線、第２配線と、を有する電子デバイス。
（付記１６）電池の電極パッド形成領域に形成される正電極パッドと負電極パッドの上に異方性導電フィルムを貼る工程と、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドのそれぞれの上方に第１配線、第２配線を形成する工程と、前記異方性導電フィルムのうち前記正電極パッドと前記負電極パッドの上の第１領域と第２領域の温度
を加熱により上昇させる工程と、前記異方性導電フィルムにおいて前記温度が上昇した前記第１領域と前記第２領域のそれぞれを前記第１配線と前記第２配線を介して押圧することにより第１導電部と第２導電部を形成する工程と、を有する電子デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００６９】
１  全固体二次電池
１ａ  正電極パターン
１ｂ  負電極パターン
２  熱電素子
２ａ  正電極端子
２ｂ  負電極端子
３  チップ状部品
４  異方性導電フィルム
４ａ、４ｂ  導電部
５  支持板
６  発泡性粘着シート
７  モールド樹脂層
８  シード層
９ａ、９ｂ、９ｊ  熱伝導パターン兼配線
９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ  配線
１０  レジストパターン
１２  電源
１３  載置台
１４  フッ素樹脂棒
２１  昇圧コンバータ回路
２２  リチウム電池制御ＩＣ
【図１】
2014110217.tif 000003
【図２】
2014110217.tif 000004
【図３】
2014110217.tif 000005
【図４】
2014110217.tif 000006
【図５】
2014110217.tif 000007
【図６】
2014110217.tif 000008
【図７】
2014110217.tif 000009
【図８】
2014110217.tif 000010
【図９】
2014110217.tif 000011
【図１０】
2014110217.tif 000012
【図１１】
2014110217.tif 000013
【図１２】
2014110217.tif 000014
【図１３】
2014110217.tif 000015
【図１４】
2014110217.tif 000016