(57)【要約】【課題】高密度に構成され、かつ配線の接続性が良好な電子装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板と、異方性導電材料を介して前記第１の接続パターンと接続している第３の接続パターンを有する第２の基板と、異方性導電材料を介して前記第２の接続パターンと接続している第４の接続パターンを有する第３の基板と、を有し、前記第１、第２、第３及び第４の接続パターンは、同ピッチ、同形状及び同パターン本数のパターンを有しており、及び前記第１、第２かつ第３の基板の法線方向からみたとき該パターンが重なり合っている、電子装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板と、
異方性導電材料を介して前記第１の接続パターンと接続している第３の接続パターンを有する第２の基板と、
異方性導電材料を介して前記第２の接続パターンと接続している第４の接続パターンを有する第３の基板と、
を有し、
前記第１、第２、第３及び第４の接続パターンは、同ピッチ、同形状及び同パターン本数のパターンを有しており、及び前記第１、第２かつ第３の基板の法線方向からみたとき該パターンが重なり合っている、電子装置。
【請求項２】
前記異方性導電材料は、フィルム状形態であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記異方性導電材料は、ペースト状形態であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、
前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、
前記第２の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２の基板を結合する工程と、
前記第２の基板と結合した第１の基板を、前記第２の接続パターンが上向きになるように反転させる工程と、
前記第１の基板の前記第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、
前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、
前記第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第３の基板を結合する工程と、
を有する、電子装置の製造方法。
【請求項５】
第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１及び第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、
前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置し、同時に、前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、
前記第２及び第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２及び第３の基板とを結合する工程と、
を有する、電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記異方性導電材料は、フィルム状形態であることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子装置の製造方法。
【請求項７】
前記異方性導電材料は、ペースト状形態であることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と基板とが電気的に接続された電子装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱圧着工法による配線基板と配線基板の電気的な接続は、通常、次の方法によってなされる。まず、配線基板の片面側あるいは両面に接続パターンを複数箇所に設ける。次に、異方性導電フィルムを配線基板の前記接続パターンに貼り付けた状態で圧着ツールによって加熱及び加圧する。これによって、２つの配線基板が異方性導電フィルムによって結合される。一例として、特許文献１には、液晶表示素子の接続用電極とフレキシブル配線板の接続端子とを熱圧着によって異方性導電接着剤又はフィルムを用いて電気的に接続した電子機器が記載されている。
【０００３】
これより、図６を参照しながら、従来の熱圧着接続において通常行われている異方性導電フィルムを接続材料とした方法をより詳細に説明する。図６に示されているように、ベースとなる配線基板１ａ上に接続パターン２ａを配置し、その接続パターン２ａ上に異方性導電フィルム４を貼付ける。異方性導電フィルム４には接着剤層に複数個の導電粒子が分散した状態で混ざっている。次に、他方の接続する配線基板１ｂの接続パターン２ｂを接続パターン２ａに重ね合わせた状態で熱圧着装置の圧着ヘッド５を矢印の方向へ圧力Ｆで下降させる。このとき配線基板１ａの裏面側はレジスト３を返し、受け台６にて受けている。
【０００４】
図７には、接続後の圧着状態として、接続パターン２ａ及び２ｂ短手方向の断面図が示されている。この図より、一方の接続パターン２ａと他方の接続パターン２ｂの間で導電粒子７が潰されて接触した状態で接着剤が硬化し、接続パターン２ａと２ｂの間を接続していることがわかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法において、圧着ツール（圧着ヘッド５）を用いて加熱及び加圧するとき、一方の基板の裏面側には圧着ツールよる圧力を受けるための受け台を設けることが求められる。そのため、その裏面側はデッドスペースとなり、部品などの実装スペースとして有効的に利用することができない。したがって、この構成では配線基板の高密度な実装が不可能であった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高密度に構成され、かつ配線の接続性が良好な電子装置及びその製造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】
本発明は、第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板と、異方性導電材料を介して前記第１の接続パターンと接続している第３の接続パターンを有する第２の基板と、異方性導電材料を介して前記第２の接続パターンと接続している第４の接続パターンを有する第３の基板と、を有し、前記第１、第２、第３及び第４の接続パターンは、同ピッチ、同形状及び同パターン本数のパターンを有しており、及び前記第１、第２かつ第３の基板の法線方向からみたとき該パターンが重なり合っている、電子装置である。
【０００９】
また、本発明は、第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第２の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２の基板を結合する工程と、前記第２の基板と結合した第１の基板を、前記第２の接続パターンが上向きになるように反転させる工程と、前記第１の基板の前記第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第３の基板を結合する工程と、を有する、電子装置の製造方法である。
【００１０】
さらに、本発明は、第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１及び第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置し、同時に、前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第２及び第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２及び第３の基板とを結合する工程と、を有する、電子装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって、基板の高密度実装及び配線の良好な接続性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電子装置の一実施形態の全体構成図を示す。
【図２】本発明の電子装置の製造方法の一工程を示す。
【図３】本発明の電子装置の製造方法の一工程を示す。
【図４】本発明の電子装置の製造方法の一工程を示す。
【図５】本発明の電子装置の製造方法の一工程を示す。
【図６】従来の熱圧着接続方法の一例を示す。
【図７】従来の熱圧着接続方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これより、本発明の電子装置の一実施形態について図１を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の電子装置の全体構成の一実施形態を示している。わかりやすさのために、接続が分解されていることを注意する。ベースとなる配線基板１ａは、基板両面の同位置に接続パターン２ａ及び２ｄを有する。
【００１５】
接続パターンとは、基本的に、信号線としてＬＣＤ等の表示をするための信号を接続しているものである。その材質は、ＣｕパターンにＡｕめっきしたものが一般的である。その形態としては、必要とする信号線の数だけ接続する部分を長方形状に露出させている。配線のピッチは、必要とする構成にすればよいのであるが、一例としては、ＭＩＮ０．２ｍｍであり、パターン０．１ｍｍ、スペース０．２ｍｍの構成などが考えられる。
【００１６】
配線基板１ａの接続パターン２ａ側には、異方性導電フィルムを介して、接続パターン２ｂを有する配線基板１ｂが配列している。異方性導電フィルムは、一般的に、フィルム状の接着剤層の中に導電性の粒子が散りばめられている構成をしている。接着剤はエポキシ系又はアクリル系の樹脂であり、また粒子はＮｉ又はＡｕ粒子が一般的である。そして、この粒子の大きさや分散密度により、対応する配線のピッチが決まる。本実施形態では、上記のように異方性導電材料としてフィルム形態のものを用いているのであるが、それ以外の形態、例えばペースト形態の材料を使用することも可能である。このペースト形態とは、前述の接着剤がフィルム状ではなく、ある程度粘度を持った樹脂に変わったものであり、塗布機によって塗布される。
【００１７】
接続パターン２ｂは、接続パターン２ａと同じパターンを有しており、かつ接続パターン２ａと対向するように配線基板１ｂ上に設けられている。そして、配線基板１ａの接続パターン２ｄ側には、異方性導電フィルムを介して、接続パターン２ｃを有する配線基板１ｃが配列している。このとき、接続パターン２ｃは、接続パターン２ｄと同じパターン（すなわち、接続パターン２ａ、２ｂ及び２ｄと同じパターン）を有しており、かつ接続パターン２ｄと対向するように配線基板１ｂ上に設けられている。
【００１８】
上記にて説明した接続パターン２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄのパターンが同じということは、配線基板１ａ〜１ｃの表裏同位置において、全ての接続パターンが同ピッチ、同形状及び同パターン本数を有していることを意味している。そして、基板の平面に対する法線方向からみて、それらの接続パターンはぴったりと重なり合っている。この構成にすることによって、以下に説明する製造工程で本実施形態の電子装置を製造するときにおいて、圧着ヘッドによる加熱及び加圧のムラを防ぎ、全ての接続パターンに対して均一に加熱及び加圧を行うことができる。これによって、本実施形態においては、ベースとなる配線基板の両面に接続パターンが設けられているにも関わらず、その接続を確保することが可能であり、基板の高密度実装と接続信頼性を同時に満たしている。
【００１９】
異方性導電フィルムによる熱圧着接続工法において重要なのは、接続する圧着面に対して均一に圧力と温度を加えることであり、接着剤を均一に押しつぶすことによって導電粒子が上下の接続パターンと接触し、導通が得られる。圧力を均一に加えるためには圧着面が受け台の面と平行になっていることが求められるが、上述したように表裏の接続パターンが同一でないと、部分的に凹凸な部位ができてしまい、その部位では圧力が十分に加わらないため導電粒子が接続パターンに接触せず導通不良が生じてしまうのである。本発明は、上述した構成によって、この問題を解決することを可能とする。
【００２０】
次に、本発明の電子装置の製造方法の一実施形態について図２〜５を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、図２に示されているように、圧着ヘッド５により加熱及び加圧する熱圧着装置に、ベースとなる配線基板１ａを接続パターン２ａを上にして受け台６上にセットする。一般的に、熱圧着装置は、加熱、加圧、時間を制御する機能を有する装置であり、圧着するためのヘッド、そのヘッドを加熱するための温度調節機能、加圧するためのシリンダー、及び加熱及び加圧時間をコントロールするタイマーを有している。ここで、異方性導電フィルム４はあらかじめ接続パターン２ａ上に貼り付けられている。そして、配線基板１ａと接続する配線基板２ａの接続パターン２ｂを、接続パターン２ａに重ね合わせてセットする。その状態で、図３に示されているように熱圧着装置の加熱された圧着ヘッド５を矢印の方向へ圧力Ｆで下降させて配線基板１ｂを加熱及び加圧することにより、配線基板１ａの接続パターン２ａと配線基板１ｂの接続パターン２ｂの接続が完了する。
【００２２】
続いて、図４に示されているように、図３の接続した状態から配線基板１ａを反転し配線基板１ｂを下にして受け台６にセットする。異方性導電フィルム４はあらかじめ配線基板１ａの接続パターン２ｄ上に貼り付けられている。そして、配線基板１ａと接続する配線基板１ｃの接続パターン２ｃを、接続パターン２ｄに重ねてセットする。その状態で、図５に示されているように熱圧着装置の加熱された圧着ヘッド５を矢印の方向へ圧力Ｆで下降させて配線基板１ｃを加熱及び加圧することにより、配線基板１ａの接続パターン２ｄと配線基板１ｃの接続パターン２ｃの接続が完了する。
【００２３】
このとき、上記説明したように、接続パターンが同じであるので、圧着ヘッドによって加熱及び加圧しても、接続にムラが生じることがない。
【００２４】
また、他の実施形態としては、接続パターンの接続材料として、異方性導電フィルム以外にもペースト状材料を用いることも可能である。
【００２５】
また、前述の実施形態では基板１ｂ及び１ｃを配線基板１ａに対して順に接続しているのであるが、上下の基板１ｂ及び１ｃを同時に配線基板１ａに接続することも可能である。その場合、圧着ヘッドを上下に設けて、下側基板１ｂを保持する機構を追加することが求められ、下側配線基板１ｂ、ベース配線基板１ａ、上側配線基板１ｃをそれぞれセットして位置決めされた状態から、上下に設けた圧着ヘッドを同時に加圧する手順となる。
【００２６】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００２７】
（付記１）第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板と、異方性導電材料を介して前記第１の接続パターンと接続している第３の接続パターンを有する第２の基板と、異方性導電材料を介して前記第２の接続パターンと接続している第４の接続パターンを有する第３の基板と、を有し、前記第１、第２、第３及び第４の接続パターンは、同ピッチ、同形状及び同パターン本数のパターンを有しており、及び前記第１、第２かつ第３の基板の法線方向からみたとき該パターンが重なり合っている、電子装置。
【００２８】
（付記２）前記異方性導電材料は、フィルム状形態であることを特徴とする付記１に記載の電子装置。
【００２９】
（付記３）前記異方性導電材料は、ペースト状形態であることを特徴とする付記１に記載の電子装置。
【００３０】
（付記４）第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第２の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２の基板を結合する工程と、前記第２の基板と結合した第１の基板を、前記第２の接続パターンが上向きになるように反転させる工程と、前記第１の基板の前記第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第３の基板を結合する工程と、を有する、電子装置の製造方法。
【００３１】
（付記５）第１及び第２の接続パターンがそれぞれ両面に設けられた第１の基板の該第１及び第２の接続パターン上に異方性導電材料を配置する工程と、前記第１の接続パターンと同じパターンを有する第３の接続パターンを備えた第２の基板を、前記異方性導電材料を介して該第１及び第３の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置し、同時に、前記第２の接続パターンと同じパターンを有する第４の接続パターンを備えた第３の基板を、前記異方性導電材料を介して該第２及び第４の接続パターンが重なるように前記第１の基板上に配置する工程と、前記第２及び第３の基板を前記第１の基板に向かって加熱及び加圧することで、該第１の基板と第２及び第３の基板とを結合する工程と、を有する、電子装置の製造方法。
【００３２】
（付記６）前記異方性導電材料は、フィルム状形態であることを特徴とする付記４又は５に記載の電子装置の製造方法。
【００３３】
（付記７）前記異方性導電材料は、ペースト状形態であることを特徴とする付記４又は５に記載の電子装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ＬＣＤ表示機能を有する電子機器（テレビ、携帯、ＰＣ等）などに適用することが可能であるが、その他の分野にも当然適用することはできる。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ〜１ｃ  配線基板
２ａ〜２ｄ  接続パターン
３  レジスト
４  異方性導電フィルム
５  圧着ヘッド
６  受け台
【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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【図７】
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