(57)【要約】【課題】電子部品の加熱圧着時の接合温度条件を容易に決定することができる電子部品の接合温度条件決定方法を提供する。【解決手段】接着フィルムを介在させて、電子部品を被着体に加熱圧着する際の電子部品の接合温度条件決定方法であって、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材を選択する接合温度判定材選択工程Ｓ１１と、選択した前記接合温度判定材による視認可能なパターンをそれぞれ前記電子部品及び前記被着体の対向する面の何れか一方に形成するパターン形成工程Ｓ１２と、前記パターンの形成後に前記電子部品を前記被着体に加熱圧着する加熱圧着工程Ｓ１３と、前記加熱圧着後の前記接合温度判定材による前記パターンの溶融状態を判定する溶融状態判定工程Ｓ１４と、前記判定結果に基づいて、加熱圧着時の接合温度を決定する接合温度決定工程Ｓ１５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着フィルムを介在させて、電子部品を被着体に加熱圧着する際の電子部品の接合温度条件決定方法であって、
溶融温度が異なる複数の接合温度判定材を選択する接合温度判定材選択工程と、
選択した前記接合温度判定材による視認可能なパターンをそれぞれ前記電子部品及び前記被着体の対向する面の何れか一方に形成するパターン形成工程と、
前記パターンの形成後に前記電子部品を前記被着体に加熱圧着する加熱圧着工程と、
前記加熱圧着後の前記接合温度判定材による前記パターンの溶融状態を判定する溶融状態判定工程と、
前記判定結果に基づいて、加熱圧着時の接合温度を決定する接合温度決定工程と
を有する電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項２】
前記溶融状態判定工程では、前記複数の接合温度判定材のうち、溶融した接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材が少なくとも１つずつ存在した場合に、前記接合温度決定工程へと移行する請求項１記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項３】
前記接合温度判定材選択工程では、前記複数の接合温度判定材の溶融温度の差が１℃以上となるように成分調整されている請求項１又は２記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項４】
前記パターン形成工程では、前記パターンが前記接合温度判定材の種類に応じて複数の形状を有するように形成される請求項１乃至３の何れか１項記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項５】
前記パターン形成工程では、前記パターンが光を透過させる隙間を有するように形成され、前記溶融状態判定工程では、光の透過の有無で溶融状態を判定する請求項１乃至４の何れか１項記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項６】
前記接合温度判定材選択工程では、前記接合温度判定材は、半田又は有機膜のうちの少なくとも何れか一方を選択する請求項１乃至５の何れか１項記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項７】
前記接着フィルムは、異方性導電フィルムである請求項１乃至６の何れか１項記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【請求項８】
前記被着体が透光性を有する材質で形成されている部材である請求項１乃至７の何れか１項記載の電子部品の接合温度条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品を基板等に加熱圧着する際の接合温度条件決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣチップなどの電子部品を基板等に加熱圧着する際や、ＬＤＣ（Liquid Crystal Display）の製造時において、導電性粒子が分散された硬化性樹脂を剥離フィルムに塗布したテープ状の接続材料（例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）（以下、「接着フィルム」ともいう。））が用いられている。この異方性導電フィルムは、例えば種々の端子同士を接着すると共に電気的に接続する場合に用いられている。
【０００３】
異方性導電フィルムの接合温度条件を決める際には、例えば、加熱押圧装置（加熱ボンダー）の温度・圧力を設定した後に加熱（空打ち）し、その際、到達した温度を熱電対で測定して温度を推定し、実際に異方性導電フィルムを圧着し、導電性粒子の溶融、結合状態を確認する。近年、機材の軽量化、コンパクト化のためパネルおよび、ＬＣＤの薄化が進んでおり、パネルが薄くなることで、実装時の熱影響のゆがみが多くなってしまう。このため、ＡＣＦは低温でも硬化することが必要となり、到達温度を適切に決定することが重要となる。
【０００４】
しかし、熱電対による到達温度の測定では、実際の温度とズレが生じることがあった。また、製造ラインで連続して圧着を行うと、徐々に温度のズレを生じることがあり、このズレを修正するために、頻繁に製造ラインを止めて温度測定を行う必要があり、生産効率上の問題があった。さらに、導電性粒子を含有させた異方性導電フィルムを圧着することで金属結合の有無を確認することはできるが、温度をかけすぎているかどうかを判断することが困難であった。
【０００５】
温度をかけすぎてしまうと、異方性導電フィルム中のバインダーが十分に流動する前にバインダーの熱硬化反応が進んでしまい、電子部品の端子間に導電性粒子を捕捉することができない。その後、導電性粒子は、溶融するが、電子部品の端子と十分に接していないため、十分な金属結合を形成することができない。そのため、電子部品の端子同士が接続されてなる接続構造体の導通信頼性が悪化してしまう。温度の測定は、通常、測定部分に微小な熱電対を差し込んで行うが、実際の製品では確認することができない。
【０００６】
このような問題を解決するために、従来例として、例えば、特許文献１には、加熱圧着時の接合温度条件を決定する方法が提案されている。具体的には、異方性導電フィルムの圧着時の接合温度条件（到達温度）を確認するために、固相線温度及び粒径が異なる複数の金属粒子を含有する接着フィルムを介在させて、電子部品を加熱圧着する。そして、加熱圧着後の接着フィルム中の金属粒子の溶融状態を観察することによって加熱圧着時の接合温度条件を決定するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１０５８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的には、電子部品と基板等からなる接続構造体の製造過程において、その生産効率を高めるためにも、熱圧着による接合温度条件を容易に決定できることが好ましい。しかしながら、特許文献１に開示されている電子部品の接合温度条件決定方法では、ＡＣＦ中の金属粒子の溶融状態を基に判定するため、加熱圧着した部位を手で剥がし、例えば光学顕微鏡等で拡大して細かい金属粒子が溶融しているか否かを判断する必要があった。すなわち、特許文献１には、拡大することなく視認でも容易に溶融状態が確認できるような方法は記載されていない。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、視認でも容易に確認することができるようにすることで、電子部品の加熱圧着時の接合温度条件を容易に決定することができる電子部品の接合温度条件決定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】
【００１０】
本発明の一態様は、接着フィルムを介在させて、電子部品を被着体に加熱圧着する際の電子部品の接合温度条件決定方法であって、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材を選択する接合温度判定材選択工程と、選択した前記接合温度判定材による視認可能なパターンをそれぞれ前記電子部品及び前記被着体の対向する面の何れか一方に形成するパターン形成工程と、前記パターンの形成後に前記電子部品を前記被着体に加熱圧着する加熱圧着工程と、前記加熱圧着後の前記接合温度判定材による前記パターンの溶融状態を判定する溶融状態判定工程と、前記判定結果に基づいて、加熱圧着時の接合温度を決定する接合温度決定工程とを有する。
【００１１】
本発明の一態様によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材のパターンを形成することで、パターンの溶融を目視でも容易に確認することができ、電子部品の加熱圧着時の接合温度条件を正確に決定することができる。
【００１２】
このとき、本発明の一態様では、溶融状態判定工程において、複数の接合温度判定材のうち、溶融した接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材が少なくとも１つずつ存在した場合に、接合温度決定工程へと移行する。
【００１３】
このようにすれば、加熱圧着時の到達温度は、溶融した接合温度判定材の融点以上であり、溶融しない接合温度判定材の融点未満であると判定することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、接合温度判定材選択工程において、複数の接合温度判定材の溶融温度の差が１℃以上となるように成分調整されていてもよい。
【００１５】
このようにすれば、溶融温度の差が大きくなり、溶融する接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材との区別が容易になり、到達温度の判定が容易になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、パターン形成工程において、パターンが接合温度判定材の種類に応じて複数の形状を有するように形成されるようにしてもよい。
【００１７】
これにより、異なる溶融温度を有する接合温度判定材がパターン形状の違いにより容易に識別でき、到達温度の判別が容易になる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、パターン形成工程において、パターンが光を透過させる隙間を有するように形成され、溶融状態判定工程では、光の透過の有無で溶融状態を判定するようにしてもよい。
【００１９】
このようにすれば、光の透過の有無によって溶融の有無を判別することができるため、視認でも接合温度判定材の溶融を判別することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、接合温度判定材選択工程において、接合温度判定材は、半田又は有機膜のうちの少なくとも何れか一方を選択するようにしてもよい。
【００２１】
このようにすれば、半田又は有機膜を用いることにより、成分調整が容易となり、複数の溶融温度を有する接合温度判定材を作成することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、接着フィルムは異方性導電フィルムとしてもよい。
【００２３】
このようにすれば、実際に異方性導電フィルムを介して電子部品を接合する時と同じ条件で、接合温度を判定することができる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、被着体は透光性を有する材質で形成されている部材としてもよい。
【００２５】
このようにすれば、透光性を有する部材を用いることで、透光性の部材を介して確認することができ、電子部材を被着体からはがす必要がなく、非破壊による確認が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材のパターンを形成することで、加熱圧着後の接着フィルム中の接合温度判定材の溶融状態を目視でも容易に確認することができる。このため、溶融した接合温度判定材と溶融していな接合温度判定材とを特定することができるので、加熱圧着時の接合温度条件、すなわち加熱圧着時の到達温度を正確に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法の概略を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法における加熱圧着工程の一例を説明するための平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法における加熱圧着工程の一例を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る他の電子部品の接合温度条件決定方法における加熱圧着工程の一例を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
１．本発明の概要
２．接合温度判定材選択工程
３．パターン形成工程
４．加熱圧着工程
５．溶融状態判定工程
６．接合温度決定工程
【００２９】
＜１．本発明の概要＞
本発明の一実施形態に係る電子部品の接合条件決定方法の工程について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法の概略を説明するためのフロー図である。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る電子部品の接合条件決定方法では、まず、接合温度判定材選択工程Ｓ１１において、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材が選択される。接合温度判定材の種類としては、溶融温度（融点、固相線温度等）が分かっている物であれば特に種類は問わないが、例えば、半田や有機膜が挙げられる。
【００３１】
次に、パターン形成工程Ｓ１２において、図２に示すように、接合温度判定材１３、１４、１５によるパターンが電子部品１１及び被着体１６の対向する面の何れか一方（電子部品の場合は面１１ａ、被着体の場合は面１６ａ）に形成される。パターンの形成方法としてはスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などがある。
【００３２】
パターンが形成されると、加熱圧着工程Ｓ１３において、図３に示すように、接着フィルム１９を介在させて、電子部品１１を被着体１６に加熱圧着し接続構造体１０が作成される。このとき使用される接着フィルム１９としては、バインダー１７と金属粒子１８からなる異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が挙げられる。
【００３３】
溶融状態判定工程Ｓ１４においては、加熱圧着後の接続構造体１０に対して、接合温度判定材１３、１４、１５によるパターンが溶融しているか否かを判定する。本発明の一態様によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材１３、１４、１５のパターンを形成することで、パターンの溶融を目視でも容易に確認することができる。視認可能な大きさとは例えば０．１ｍｍ程度の大きさである。
【００３４】
そして、溶融状態判定工程Ｓ１４において、温度判定が可能であった場合には、接合温度決定工程Ｓ１５に移行し、電子部品の接合温度条件が決定される。実際に電子部品１１や被着体１６に複数の接合温度判定材１３、１４、１５のパターンを形成し、溶融の有無を目視で確認することにより、精度の高い接合温度条件の決定が可能になる。なお、溶融状態判定工程Ｓ１４において、温度判定ができない場合には接合温度判定材選択工程Ｓ１１戻り、再度接合温度条件設定を行う。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法では、電子部品１１や被着体１６に複数の接合温度判定材１３、１４、１５のパターンを形成し、接着フィルム１９を介在させて、電子部品１１と被着体１６とを加熱圧着する。そして、加熱圧着後のパターンの溶融状態を視認することによって、加熱圧着時の接合条件を決定する。これにより、例えば従来の熱電対による圧着温度の測定よりも容易かつ正確に、加熱圧着時の到達温度の測定をすることが可能となる。また、複数の接合温度判定材１３、１４、１５を用いることで、より細かな温度範囲を特定することができ、結果として、加熱圧着時の到達温度を正確かつ迅速に決定することができる。
【００３６】
以下、それぞれの工程についてさらに詳しく説明する。
【００３７】
＜２．接合温度判定材選択工程＞
接合温度判定材選択工程Ｓ１１では、加熱圧着時の接合条件、例えば加熱圧着時の到達温度を決定するために、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材が選択される。
【００３８】
接合温度判定材１３、１４、１５としては、目標とする加熱圧着時の到達温度に近い溶融温度を有するものを複数準備することが好ましい。例えば、目標とする加熱圧着時の到達温度を基準温度として、基準温度より小さな溶融温度を有する接合温度判定材と、基準温度より大きな溶融温度を有する接合温度判定材を選択することができる。これらの接合温度判定材は、溶融温度の差が１℃以上となるように成分調整されていることが好ましい。このように溶融温度の差が１℃以上ある接合温度判定材１３、１４、１５を複数用いることにより、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とをより正確に確認することができるので、より容易に加熱圧着時の到達温度を決定することができる。
【００３９】
なお、接合温度判定材１３、１４、１５の種類は、２種類以上であればよく、より確実に加熱圧着時の到達温度を確認するためには、３種類以上とすることが好ましい。例えば、接着フィルム１９の温度域が１５０〜１９０℃である場合、接合温度判定材１３、１４、１５としては、融点がそれぞれ、１４０、１６０、１９０℃である物を用いることが好ましい。
【００４０】
接合温度判定材は、種類は特に限定されるものでは無いが、半田又は有機膜のうちの少なくとも何れか一方を選択することが好ましい。半田は、溶融温度（固相線温度）が比較的低いため、低温で加熱圧着することができる。また、半田は、組成比を種々に組み合わせることによって、溶融温度（固相線温度）を精密に調整することができる。半田は、例えば、通常の水アトマイズ法により、溶融した合金を所定のノズルから水中に噴霧し、急冷凝固することによって得ることができる。
【００４１】
半田の種類としては、ＳｎとＰｂからなる一般的な半田の他に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ｎｉなどから選択された金属が含有された、高温半田や低融点半田等を用いることができる。このように、半田はその含有金属や、含有金属の配合割合を変えることにより、溶融温度（固相線温度）をさまざまな温度に調整することができるため、接合温度判定材として好ましい。
【００４２】
また、有機膜は、融点が既知の高分子化合物であればその種類は問わないが、例えば消色性色素、硬化性有機樹脂、硬化剤、導電性粒子等を含有していても良い。このように、所定の温度に達した時に色の変化や硬度の変化等、目視で確認できる変化が生じるものであることが好ましい。有機膜の具体例としては、例えばポリイミド、ポリエステル、アクリルポリマー等が挙げられる。これらの高分子有機膜は例えば重合度を調整することによって融点を調整することもできる。
【００４３】
＜３．パターン形成工程＞
パターン形成工程Ｓ１２では、図２に示すように、接合温度判定材１３、１４、１５によるパターンが電子部品１１及び被着体１６の対向する面の何れか一方（電子部品の場合は面１１ａ、被着体の場合は面１６ａ）に形成される。
【００４４】
ここで、電子部品１１及び被着体１６としては、例えば、ＩＣチップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）チップ等の半導体チップやチップコンデンサ等の半導体素子、フレキシブルプリント基板、リジッド基板、ガラス基板等を挙げることができる。また、ＬＤＣ（Liquid Crystal Display）のように、複数のパネルを有する物も本実施の形態に含まれる。
【００４５】
パターンの形成方法としては、一般的なスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法を用いることができるが、電子部品１１及び被着体１６の対向する面の何れか一方（電子部品の場合は面１１ａ、被着体の場合は面１６ａ）に接合温度判定材１３、１４、１５によるパターンが形成できれば、特にこれらの方法に限定されない。
【００４６】
パターンは位置が決まっていれば特に異なる形状とする必要はないが、より見やすくするために、溶融温度が異なるパターン毎に形状を変更しても良い。例えば、低融点の接合温度判定材は四角形とし、高融点の接合温度判定材は三角形とすることで、複数の形状のパターンを形成しても良い。これにより、異なる溶融温度を有する接合温度判定材がパターン形状の違いにより容易に識別でき、到達温度の判別が容易になる。
【００４７】
パターンの大きさは、対象とする電子部品の大きさ及び端子領域外のサイズによって決定する。当然ながら、圧着によって広がった接合温度判定材１３、１４、１５が端子１２に接触すると短絡が生じるため、この点を考慮して設計する必要がある。溶融温度の異なる接合温度判定材の種類は２種類以上であればよいが、より確実に圧着条件を確認したい場合には３種類以上の接合温度判定材を用いてパターンを形成することが好ましい。
【００４８】
また、図４に示すように、接合温度判定材２３、２５が光を透過させる隙間を有するように複数の線状のパターンから成るように形成することもできる。このようにすれば、後述する溶融状態判定工程Ｓ１４において、光の透過の有無によって溶融の有無を判別することができるため、視認でも接合温度判定材の溶融を判別することができる。
【００４９】
＜４．加熱圧着工程＞
加熱圧着工程Ｓ１３では、パターン形成後に、電子部品１１と被着体１６との間に接着フィルム１９を介在させて、電子部品１１と被着体１６とを加熱圧着により接続する。
【００５０】
加熱圧着工程で介在させる接着フィルム１９としては、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）を用いることができる。接着フィルム１９は、バインダー（接着剤）１７に金属粒子１８が分散された状態で形成されている。
【００５１】
バインダー１７としては、例えば、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有するものを用いることができる。
【００５２】
また、金属粒子１８としては、種々の導電性粒子を用いることができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属の粒子、半田等の金属合金の粒子、金属酸化物の粒子を用いることができる。また、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたものや、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたものを用いることができる。金属粒子１８が、樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を用いることができる。
【００５３】
電子部品１１と被着体１６との加熱圧着は、例えば加熱押圧装置を用いて行うことができる。加熱圧着は、加熱押圧装置の条件、例えば温度、圧力、時間を設定し、電子部品１１の上面を加熱押圧装置により、所定の圧力で加圧しながら接着フィルム１９中の熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度で加熱することにより行う。加熱圧着時の加熱温度は、熱硬化性樹脂の種類によっても異なるが、例えば温度１４０〜２３０℃程度とする。また、加熱圧着時の圧力は、例えば２〜５０ＭＰａ程度とする。加熱圧着する時間は、例えば５〜３０秒とすることが好ましい。加熱圧着する時間を５〜３０秒とすることにより、接着フィルム１９中の流動性が不十分となってしまうことを防止し、また、作業性が低下してしまうことを防止することができる。
【００５４】
＜５．溶融状態判定工程＞
溶融状態判定工程Ｓ１４では、加熱圧着後の接続構造体１０に対して、接合温度判定材１３、１４、１５によるパターンが溶融しているか否かを判定する。
【００５５】
例えば、加熱圧着した接着フィルム１９の加熱圧着した部位を手で剥がし、接着フィルム１９中の接合温度判定材１３、１４、１５のパターンを、目視で観察することにより、パターンが溶融しているかどうかを確認する。
【００５６】
また、被着体１６は透光性を有する材質で形成されている部材としてもよい。透光性を有する部材を用いることで、透光性の部材を介して確認することができ、電子部品１１を被着体１６からはがす必要がなく、非破壊による確認が可能となる。透光性を有する材質としてはガラスなどが挙げられる。
【００５７】
接合温度判定材１３、１４、１５が溶融したか否かについては、接合温度判定材１３、１４、１５の何れかについて加熱圧着前と比べて形状が崩れ、面積が明らかに大きくなっていること等が確認できた場合、その接合温度判定材は溶融していると判断することができる。このようにして、加熱圧着後の接合温度判定材１３、１４、１５の溶融状態を視認することによって、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とを特定することができる。
【００５８】
例えば、複数の接合温度判定材のうち、溶融した接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材が少なくとも１つずつ存在した場合には、後述する接合温度決定工程へと移行することができる。この場合、加熱圧着時の到達温度は、溶融した接合温度判定材の融点以上であり、溶融しない接合温度判定材の融点未満であると判定することができるからである。
【００５９】
また、複数の接合温度判定材が全て溶融した場合や、全く溶融しなかった場合には、加熱圧着時の到達温度の温度範囲を正確に特定することができないため、再度、接合温度判定材選択工程Ｓ１１に戻って、接合温度判定材の選択を再度行うか、加熱圧着時の温度条件を変える必要がある。
【００６０】
例えば、溶融状態判定工程Ｓ１４において、全ての接合温度判定材１３、１４、１５のパターンが溶融していた場合、加熱圧着時の到達温度が過剰であることが推測できるからである。
【００６１】
なお、上述した説明では、溶融状態判定工程Ｓ１４において、接合温度判定材１３，１４，１５の溶融状態を目視で観察するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、光学顕微鏡を用いて接合温度判定材１３，１４，１５によるパターンを拡大して視認してもよいし、画像処理によって接合温度判定材１３，１４，１５によるパターンの面積値を算出することにより、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とを特定し、加熱圧着時の到達温度を決定するようにしてもよい。
【００６２】
また、パターン形成工程Ｓ１３において、図４に示すように、接合温度判定材２３、２５が光を透過させる隙間を有するように複数の線状のパターンから成るように形成されている場合、センサーを用いて光透過の有無により、接合温度判定材２３、２５の溶融の有無を判定することもできる。すなわち、溶融していない場合はパターンの隙間が存在したままであるため光が透過し、溶融している場合には、溶融によりパターンの隙間が接合温度判定材により埋まってしまうため、光が透過しなくなる。このようにすることで、接合温度判定材２３、２５の溶融の有無をセンサー等により機械的に判断することもでき、正確な判定が可能となる。
【００６３】
＜６．接合温度決定工程＞
接合温度決定工程Ｓ１５では、溶融状態判定工程Ｓ１４において判定された加熱圧着時の到達温度の判定結果に基づいて、接着フィルム１９を介して電子部品１１を被着体１６に加熱圧着する際の加熱押圧装置の接合温度を決定する。接合温度が決定されれば、決定された接合温度条件に基づいて実際の製造ラインで、電子部品１１が被着体１６に接着フィルム１９を介して加熱圧着され、接続構造体１０が製造されていく。
【００６４】
なお、接合温度決定工程Ｓ１５では、必要に応じて、溶融状態判定工程Ｓ１４で判定した到達温度に基づいて加熱押圧装置の条件を変更し、再度電子部品１１と被着体１６との加熱圧着を行うようにしてもよい。
【００６５】
さらに、上述した説明では、加熱圧着時の接合条件として、圧力と加熱圧着時間を一定としたときの最適な到達温度を決定するものとしたが、この例に限定されるものではない。例えば、加熱圧着時の接合条件として、到達温度と圧力を一定としたときの最適な加熱圧着時間や、到達温度と加熱圧着時間を一定としたときの最適な圧力を決定するようにしてもよい。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、接合温度判定材として半田を選択し、接着フィルムは異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いた。
【００６７】
（半田の作製）
通常の水アトマイズ法により、表１に示す金属種と割合からなる、溶融した合金を所定のノズルから水中に噴霧し、急冷凝固して、（ａ）〜（ｅ）の５種類の半田を得た。なお、（ａ）〜（ｅ）の半田の溶融温度（固相線温度）を表１に示す。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
（異方性導電フィルムの作製）
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、新日鐵化学）４０重量部と、液状エポキシ化合物（ＥＰ８２８、三菱化学）１８重量部と、液状エポキシ化合物（ノバキュア３９４１ＨＰ、旭化成）４０重量部と、シランカップリング剤（Ａ−１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ）１重量部に、導電粒子（ブライト２０ＧＮＲ、日本化学）３５重量部を配合した。上記配合物１００重量部をトルエン１００重量部に溶解し、混合後、バーコーターを用いて剥離ＰＥＴシート上に塗布し、６０℃で１０分間乾燥させて溶剤を揮発させ、厚み３０μｍの異方性導電フィルムを得た。
【００７０】
＜実施例１＞
実施例１では、半田（ａ）、半田（ｂ）、半田（ｃ）の３種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田（ａ）のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度（ツール温度）を決定した。半田パターンは、半田（ａ）、半田（ｂ）、半田（ｃ）のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。
【００７１】
（測定１）
上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、４００℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、異方性導電フィルム中の半田パターンの形状や大きさを観察することによって、溶融した半田パターンを特定し、加熱圧着時の到達温度を確認した。
【００７２】
その結果、半田（ａ）は溶融しており、半田（ｂ）は溶融しておらず、半田（ｃ）も溶融していなかった。この結果から、測定１における加熱圧着時の到達温度は、１９８℃以上２１７℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。
【００７３】
（測定２）
加熱押圧ボンダーによって、４３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定１と同様にして接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００７４】
その結果、半田（ａ）は溶融しており、半田（ｂ）も溶融しており、半田（ｃ）は溶融していなかった。この結果から、測定２における加熱圧着時の到達温度は、２１７℃以上２２１℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が過剰であることを確認することができた。
【００７５】
＜実施例２＞
実施例２では、半田（ｄ）、半田（ｅ）の２種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田（ｄ）のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度（ツール温度）を決定した。半田パターンは、半田（ｄ）、半田（ｅ）のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。
【００７６】
（測定３）
上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、３００℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、異方性導電フィルム中の半田パターンの形状や大きさを観察することによって、溶融した半田パターンを特定し、加熱圧着時の到達温度を確認した。
【００７７】
その結果、半田（ｄ）は溶融しており、半田（ｅ）は溶融していなかった。この結果から、測定３における加熱圧着時の到達温度は、１３０℃以上１３８℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。
【００７８】
（測定４）
加熱押圧ボンダーによって、３３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定３と同様にして接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００７９】
その結果、半田（ｄ）は溶融しており、半田（ｅ）も溶融していた。この結果から、測定４における加熱圧着時の到達温度は、１３８℃以上であり、加熱圧着時の到達温度が過剰であることを確認することができた。
【００８０】
＜実施例３＞
実施例３では、半田パターンの溶融の有無をセンサーを用いて判断した。実施例３では、半田（ｄ）、半田（ｅ）の２種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田（ｄ）のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度（ツール温度）を決定した。半田パターンは、半田（ｄ）、半田（ｅ）のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板に、２５μｍ半田パターンを１０本ずつ形成した。
【００８１】
（測定５）
上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、３００℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、センサー（ＥＸ３−ＤＡＩ１１−Ｓ、ＯＭＲＯＮ）を用いて各半田パターンの光透過の有無を計測した。
【００８２】
その結果、半田（ｄ）は光が透過せず、半田（ｅ）は光が透過した。すなわち、半田（ｄ）は溶融しており、半田（ｅ）は溶融していなかった。この結果から、測定５における加熱圧着時の到達温度は、１３０℃以上１３８℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。
【００８３】
＜比較例１＞
（測定６）
測定６では、半田（ａ）のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、４００℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００８４】
その結果、半田（ａ）は溶融していた。この結果から、測定５における加熱圧着時の到達温度は、１９８℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００８５】
（測定７）
加熱押圧ボンダーによって、４３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行ったこと以
外は、測定６と同様にして、接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と
同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００８６】
その結果、半田（ａ）は溶融していた。この結果から、測定７における加熱圧着時の到達温度は、１９８℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００８７】
（測定８）
測定８では、半田（ｂ）のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、４３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００８８】
その結果、半田（ｂ）は溶融していた。この結果から、測定８における加熱圧着時の到達温度は、２１７℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００８９】
＜比較例２＞
（測定９）
測定９では、半田（ｄ）のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、３００℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００９０】
その結果、半田（ｄ）は溶融していた。この結果から、測定９における加熱圧着時の到達温度は、１３０℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００９１】
（測定１０）
加熱押圧ボンダーによって、３３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定９と同様にして、接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００９２】
その結果、半田（ｄ）は溶融していた。この結果から、測定１０における加熱圧着時の到達温度は、１３０℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００９３】
（測定１１）
測定１１では、半田（ｅ）のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より１ｍｍ端部側に、５０μｍ×１ｍｍ、１０μｍ厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、５０μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ）の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、２００μｍ厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー（デクセリアルズ株式会社製）によって、３３０℃、３ＭＰａで１０秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定１と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
【００９４】
その結果、半田（ｅ）は溶融していた。この結果から、測定１０における加熱圧着時の到達温度は、１３８℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
【００９５】
実施例１、実施例２、実施例３、比較例１及び比較例２における電子部品の接合条件決定方法の結果をまとめたものを表２に示す。
【００９６】
【表２】
2015191928.tif 000004
【００９７】
以上説明したように、本実施例では、溶融温度（固相線温度）が異なる複数の半田によるパターンと異方性導電フィルムを介在させて、端子同士を加熱圧着し、加熱圧着後の半田パターンの溶融状態を観察した。加熱圧着後の半田パターンの溶融状態を観察することによって、溶融した半田と溶融していない半田とを特定することができ、また、温度をかけすぎたかどうかを判断することができた。したがって、本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法では、加熱圧着時の到達温度を正確に決定することができることが分かった。
【符号の説明】
【００９８】
１０，２０  接続構造体、１１，２１  電子部品、１２，２２  端子、１３，１４，１５，２３，２４，２５  接合温度判定材、１６，２６  被着体、１７  バインダー、１８  金属粒子、１９  接着フィルム
【図１】
2015191928.tif 000005
【図２】
2015191928.tif 000006
【図３】
2015191928.tif 000007
【図４】
2015191928.tif 000008