(57)【要約】【課題】  実装を煩雑にすることなく信頼性の向上を図ることができる。【解決手段】  配線パターン２が設けられたプリント基板（フレキシブル基板１）に、接着シートである異方性導電膜５を介して電子部品３を実装する電子部品の実装方法である。記異方性導電膜５と上記フレキシブル基板１との間に介在する空気を加熱した状態で、上記フレキシブル基板１の上記電子部品３が実装される領域に異方性導電膜５を貼り付ける。異方性導電膜とフレキシブル基板との間に閉じこめられた空気は、冷却により体積が減少し、ボイドの発生や配線パターンの露出等が回避される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンが設けられたプリント基板に、接着シートを介して電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
上記接着シートと上記プリント基板との間に介在する空気を加熱した状態で、上記プリント基板の上記電子部品が実装される領域に上記接着シートを貼り付けることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
上記プリント基板を加熱することにより、上記接着シートと上記プリント基板との間に介在する空気を加熱することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
上記接着シートが貼り付けられた上記プリント基板を冷却した後に、上記接着シート上から上記電子部品を圧着することを特徴とする請求項２記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
上記加熱の温度は、６０℃以上、接着シートの反応温度以下とすることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装方法。
【請求項５】
上記接着シートが異方性導電膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品の実装方法。
【請求項６】
上記プリント基板がフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンが設けられたプリント基板に、接着シートを介して電子部品を実装する電子部品の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＣＯＦ(Chip on film)実装方式は、図４（ａ）に示すように、電子部品の端子に対応する配線パターン１１と電子部品の実装領域を囲んで配線パターン１１を被覆するように形成されたソルダーレジスト１２とが形成されたフレキシブル基板１３上に、異方性導電膜１４を貼り付けるとともに、図４（ｂ）に示すように異方性導電膜１４上に、バンプ１５を有する電子部品１６を位置決めして配置し、熱圧着することによって行われる。これにより、図４（ｃ）に示すような電子部品実装モジュールが得られる。
【０００３】
ところで、このようなＣＯＦ実装においては、図４（ｂ）に示すように、配線パターン１１やソルダーレジスト１２等の凹凸に起因して、異方性導電膜１４とフレキシブル基板１３との間に空気が残留することがある。この状態で電子部品１６が実装されると、実装時に加わる熱及び圧力によって、異方性導電膜１４とフレキシブル基板１３との間に閉じこめられた空気が膨張してボイド１７を発生させたり、最悪の場合、ボイドが破裂することによって異方性導電膜１４を破壊して配線パターンの露出１８が生じる等の不都合を生じることがある。このようなボイド１７や配線パターンの露出１８は、電子部品実装モジュールの信頼性を低下させる原因となる。
【０００４】
そこで、このような不都合を防止するために、フレキシブル基板の厚み方向に孔を設けることによって、閉じこめられた空気を外部へ放散させる技術が提案されている（例えば、特許文献１等を参照。）。特許文献１によれば、非可撓性回路基板と可撓性回路基板とを異方性導電膜を介し、接着・一体化するに当たり、可撓性回路基板の被接続部領域に厚さ方向への通気可能な孔を穿設する。これによって、特許文献１の接続方法では、例えば加熱によって非可撓性回路基板と可撓性回路基板との対接面に残存していた気泡（空気）が膨張等した場合であっても、その領域に気泡が残存せずに、可撓性回路基板の被接続部領域の通気可能な孔を介して、気泡が容易に放散・離脱される。
【特許文献１】特開平５−３４３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１の方法では、フレキシブル基板に予め孔を穿設又は加工するという余分な工程が必要となり、実装作業が煩雑となるという問題がある。このため、特許文献１記載の方法とは別の手段にて、上述の問題を解決する技術の開発が望まれている。
【０００６】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、実装作業を煩雑にすることなく信頼性の向上を図ることができる電子部品の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】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る電子部品の実装方法は、配線パターンが設けられたプリント基板に、接着シートを介して電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、上記接着シートと上記プリント基板との間に介在する空気を加熱した状態で、上記プリント基板の上記電子部品が実装される領域に上記接着シートを貼り付けることを特徴とする。
【０００８】
以上のような電子部品の実装方法では、接着シートをプリント基板に貼り付ける工程において、接着シートとプリント基板との間に加熱した空気を介在させることによって、接着シートとプリント基板との間に膨張した空気が閉じこめられる。閉じ込められた空気は、冷却により体積が減少する。このように、閉じこめられる空気の量を実質的に減少させることで、閉じこめられた空気が例えば電子部品の圧着時に加熱されて膨張し、ボイドを発生させたり配線パターンを露出させたりするような不都合が抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳細に説明したように、本発明に係る電子部品の実装方法によれば、接着シートを貼り付ける工程で空気を加熱しておくことで、接着シートとプリント基板との間に閉じこめられた空気の量を実質的に減少させることができるので、ボイドの発生や配線パターンの露出等が回避され、高い信頼性を示す電子部品実装モジュールを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電子部品の実装方法について、図面を参照しながら説明する。先ず、本発明により製造される電子部品実装モジュールについて説明する。
【００１１】
本発明により作製される電子部品実装モジュールは、図１に示すように、プリント基板である例えばフレキシブル基板１上の複数の配線パターン２と電子部品３のバンプ４とが、接着シートである異方性導電膜５を介して圧接接合されることにより、フレキシブル基板１上に電子部品３が搭載される、いわゆるＣＯＦ(Chip on film)実装方式により構成される。
【００１２】
フレキシブル基板１上には、配線パターン２の相互の絶縁性を保つとともに配線パターン２を保護するためのソルダーレジスト６が、電子部品３との接続部分の配線パターン２を露出させるように、配線パターン２を被覆する。また、ソルダーレジスト６は、電子部品３が実装される領域を囲むような開口部を有する。
【００１３】
異方性導電膜５は、導電性粒子が分散された接着剤がフィルム状に形成された例えば異方性導電フィルムであり、電子部品３とフレキシブル基板１とを圧接することによりこれらの電気的接続を確保する。異方性導電膜５は、ソルダーレジスト６の内周縁部と重なるような外形寸法とされ、電子部品３の実装領域を被覆するようにソルダーレジスト６上に貼り付けられる。なお、接着シートは、前記異方性導電膜５に限られず、導電性粒子が含まれない単なる接着剤のシート等であってもよい。
【００１４】
以上のような電子部品実装モジュールを構成する部品としては、この種の電子部品実装モジュールに用いられるものをいずれも使用することができる。
【００１５】
フレキシブル基板１としては、例えばポリイミド等の可撓性を有する絶縁基板等を用いることができる。フレキシブル基板１上の配線パターン２は、例えば銅等の導体からなり、電子部品３のバンプ４に対応して複数形成されている。なお、プリント基板も、前記フレキシブル基板１に限られず、いわゆるリジッド基板等、配線基板全般に適用可能である。
電子部品３は、例えば半導体ベアチップ等のＩＣチップであり、表面に端子としての金等からなるバンプ４を有する。
【００１６】
異方性導電膜５を構成する接着剤としては、各種の熱硬化性樹脂、熱可塑性の樹脂、ゴム等を用いることができる。中でも、接続後の信頼性の点から熱硬化性の樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂又はポリイミド樹脂等の合成樹脂や、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ビニル基、アミノ基又はエポキシ基等の官能基を含むゴムやエラストマ等を用いることができる。これらの中でも特に、エポキシ樹脂を各種特性の点で好ましく使用できる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂又は分子内に２個以上のオキシラン基を有するエポキシ化合物等を使用できる。これらのエポキシ樹脂は、不純物イオン、特に塩素イオンが５０ｐｐｍ以下の高純度品を用いることが好ましい。
【００１７】
また、異方性導電膜５に用いられる導電性粒子としては、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらの合金等からなる金属粉、球状樹脂粒子の表面を導電材で被覆した導電被覆粒子に金属メッキを施したもの、これら電気的良導体からなる粒子の表面に絶縁性樹脂被膜を設けたもの等、従来より異方性導電性接着剤に用いられている種々の導電性粒子を使用することができる。導電性粒子の粒径は、０．２μｍ〜２０μｍとすることが好ましい。
以上のような構成材料により形成される異方性導電膜５の溶融粘度は、１．０×１０５ｍＰａ・ｓ〜１．０×１０７ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。異方性導電膜５の溶融粘度が大きすぎると、十分な効果が得られないおそれがある。
【００１８】
また、ソルダーレジスト６としては、絶縁性のレジスト材料等、この種の電子部品実装モジュールに用いられる通常のソルダーレジストであればいずれも使用可能である。
【００１９】
次に、上述の構成の電子部品実装モジュールを製造するための、電子部品の実装方法について説明する。
【００２０】
先ず、例えば全面に銅箔が貼り付けられたフレキシブル基板をエッチングすることにより、搭載される電子部品のバンプに対応した複数の配線パターン２を有するフレキシブル基板１を用意する。このフレキシブル基板１上に、電子部品３のバンプ４と電気的に接続される配線パターン２の一端と、電子部品３が実装される領域のフレキシブル基板１の一部とが露出するような開口部を有するように、電子部品実装領域を囲んでソルダーレジスト６を形成する。ここまでが図２（ａ）に相当する。
【００２１】
次に、図２（ｂ）に示すように、例えばフレキシブル基板１を加熱すること等によって、フレキシブル基板１上の空気を加熱しておく。そして、図２（ｃ）に示すように、加熱された空気が介在した状態で異方性導電膜５をフレキシブル基板１の電子部品実装領域に貼り付ける。このとき、空気を高温とするほど閉じこめられる空気の実質的な量をより減少させることができるが、例えば異方性導電膜５の接着剤として熱硬化性樹脂を用いた場合には、熱硬化性樹脂が硬化する温度等の、異方性導電膜５の反応温度以下とすることが好ましい。具体的には、空気の温度を６０℃以上とし、且つ異方性導電膜５の反応温度である９０℃〜１５０℃の範囲内とすることが好ましい。
【００２２】
次に、異方性導電膜５が貼り付けられたフレキシブル基板１を一度冷却することが好ましい。フレキシブル基板１を冷却することによって、図２（ｄ）に示すように、異方性導電膜５下に閉じこめられた空気の体積を減少させ、ボイドの発生をより確実に抑制することができる。
【００２３】
次に、電子部品３のバンプ４が形成された面が異方性導電膜５側となるように、所定の位置に電子部品３を配置するとともに、配置された電子部品３を加熱しながら圧着する。これにより、異方性導電膜５中の導電性粒子を介して電子部品３のバンプ４と配線パターン２とが電気的に接続され、図２（ｅ）に示すように電子部品実装モジュールが完成する。
【００２４】
異方性導電膜５をフレキシブル基板１に貼り付ける工程においては、フレキシブル基板１の凹凸形状等に起因して、これらの間に空気が閉じこめられることが避けられないが、本発明では、異方性導電膜５とフレキシブル基板１との間に介在する空気を加熱することによって、閉じこめられる空気を膨張した状態としておく。すなわち、異方性導電膜５とフレキシブル基板１との間に閉じこめられる空気の実質的な量を減らしておく。このため、電子部品の圧着工程などにおいて再び加熱された場合であっても、閉じこめられた空気が膨張することによるボイドの発生や、異方性導電膜の破壊等が抑制される。したがって、本発明によれば、閉じこめられた空気に起因するボイドの発生や配線露出等の不都合を回避し、高い信頼性を示す電子部品実装モジュールを製造することができる。また、フレキシブル基板１に通気用の孔を穿設する工程が不要であり、極めて簡単に高い信頼性の電子部品実装モジュールを製造することができる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
＜実施例１＞
本実施例では、異方性導電膜として相対的に低い流動性を示すもの（ＡＣＦ−１：高粘度）、中程度の流動性を示すもの（ＡＣＦ−２：中粘度）、又は高い流動性を示すもの（ＡＣＦ−３：低粘度）を用いて、電子部品実装モジュールを作製した。
【００２６】
先ず、配線パターンが設けられたフレキシブル基板を用意し、ＩＣチップの実装領域を囲むように、ソルダーレジストを形成した。
【００２７】
次に、フレキシブル基板を加熱することによって、フレキシブル基板上の空気を４０℃に加熱した状態で、ソルダーレジストの開口部を被覆するように異方性導電膜を貼り付けた。ここで用いた異方性導電膜は、ハーケ社製のレオメータＲＳ１５０で測定した溶融粘度（１００℃）が２．５×１０７ｍＰａ・ｓであるＡＣＦ−１を用いた。次に、異方性導電膜上の所定の位置にＩＣチップをアラインメントし、加熱及び加圧することによって、ＩＣチップをフレキシブル基板上に実装し、電子部品実装モジュールを得た。
【００２８】
また、異方性導電膜として、ハーケ社製のレオメータＲＳ１５０で測定した溶融粘度（１００℃）が１．１×１０７ｍＰａ・ｓであるＡＣＦ−２を用いたこと以外は、上述と同様にして電子部品実装モジュールを作製した。
【００２９】
さらに、異方性導電膜として、ハーケ社製のレオメータＲＳ１５０で測定した溶融粘度（１００℃）が、４．０×１０６ｍＰａ・ｓであるＡＣＦ−３を用いたこと以外は、上述と同様にして電子部品実装モジュールを作製した。
【００３０】
＜実施例２＞
フレキシブル基板上の空気を６０℃に加熱した状態でソルダーレジストの開口部を被覆するように異方性導電膜を貼り付けたこと以外は、先の実施例１と同様、３種類の異方性導電膜を用いて電子部品実装モジュールを作製した。
【００３１】
＜実施例３＞
フレキシブル基板上の空気を８０℃に加熱した状態でソルダーレジストの開口部を被覆するように異方性導電膜を貼り付けたこと以外は、先の実施例１と同様、３種類の異方性導電膜を用いて電子部品実装モジュールを作製した。
【００３２】
＜実施例４＞
フレキシブル基板上の空気を１２０℃に加熱した状態でソルダーレジストの開口部を被覆するように異方性導電膜を貼り付けたこと以外は、先の実施例１と同様、３種類の異方性導電膜を用いて電子部品実装モジュールを作製した。
【００３３】
＜比較例＞
比較例では、上述の各実施例と同様の異方性導電膜を用いるとともに、異方性導電膜を貼り付ける工程で、フレキシブル基板を介して空気の加熱を行わなかったこと以外は、上述の実施例と同様にして電子部品実装モジュールを作製した。なお、比較例におけるフレキシブル基板と異方性導電膜との間の空気の温度は、室温である２５℃であった。
【００３４】
以上のように作製した各電子部品実装モジュールについて、フレキシブル基板側からＩＣチップの実装領域を観察し、ボイドの発生状態を評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１における各表記Ａ〜Ｆの評価基準は、図３に示す通りである。すなわち、ボイドの割合が５％以下の場合がＡ、１０％程度の場合がＢ、２０％程度の場合がＣ、４０％程度の場合がＤ、６０％程度の場合がＥ、８０％以上の場合がＦである。
【００３５】
【表１】
2005086040.tif 000003
【００３６】
表１から明らかなように、異方性導電膜貼り付け工程において空気を加熱した各実施例では、空気を加熱しない比較例に比べてボイドの発生が改善されていた。特に、空気の加熱温度が６０℃以上の実施例２〜実施例４では、異方性導電膜ＡＣＦ−３を用いた場合にボイド割合５％以下が実現されており、他の異方性導電膜ＡＣＦ−２，ＡＣＦ−１においても明らかに改善が見られた。
【００３７】
以上の結果から、異方性導電膜の粘度にかかわらず、異方性導電膜貼り付け工程において空気を加熱することによって、異方性導電膜とフレキシブル基板との間に閉じこめられた空気の量を低減し、ボイドの発生を抑制できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は、本発明により製造される電子部品実装モジュールの一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ'線に沿った概略断面図である。
【図２】本発明の電子部品の実装方法の工程を示す図であり、（ａ）はフレキシブル基板作製工程を示す概略断面図、（ｂ）はフレキシブル基板と異方性導電膜との間の空気を加熱する工程を示す概略断面図、（ｃ）は異方性導電膜を貼り付ける工程を示す概略断面図、（ｄ）はフレキシブル基板を冷却する工程を示す概略断面図、（ｅ）は電子部品を実装する工程を示す概略断面図である。
【図３】表記Ａ〜Ｆにおける外観状態及びボイド割合を示す図表である。
【図４】従来の電子部品実装方法を示すものであり、（ａ）は異方性導電膜の貼り付け工程を示す断面図、（ｂ）は電子部品の実装工程を示す断面図、（ｃ）は電子部品実装モジュールの概略平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  フレキシブル基板、２  配線パターン、３  電子部品、４  バンプ、５  異方性導電膜、６  ソルダーレジスト
【図１】
2005086040.tif 000004
【図２】
2005086040.tif 000005
【図３】
2005086040.tif 000006
【図４】
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