(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載した複数の回路部品を、スペーサー部品を介して多段接続する多段接続方法であって、
前記回路部品の接続端子と前記スペーサー部品の接続端子とに熱硬化型接着剤を形成し、前記回路部品の前記接続端子と前記スペーサー部品の前記接続端子とを相対峙させ、この対峙部分を重ね合わせ方向から見て同位置となるように多段に配置して多段構造体を得るとともに、前記多段構造体の上下面に加熱加圧ヘッドを配置し、かつ、前記多段構造体の側面に加熱ヘッドを配置して一括接続することを特徴とする回路部品の多段接続方法。
【請求項２】
熱硬化型接着剤が異方導電性接着剤である請求項１記載の回路部品の多段接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載した複数個からなる回路部品をスペーサー部品を介して接着剤により、多段接続する回路部品の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型薄型化に伴い、これらに内蔵される半導体チップや電子部品に関する種々の高密度実装法が提案されている。このような実装方法として、半導体チップや電子部品を搭載した複数個の回路部品同士を多段接続する方法が最近多用されるようになってきた。この場合、回路部品同士をピン挿入型のコネクターを介して接続する方法と、回路部品同士をスペーサー部品を介して接着剤や半田により接続する方法がある。
なかでも接着剤による接続方法では、接続部回路の高精細化が可能であり、信頼性に優れ、加えてフィルム状もしくはテープ状接着剤を用いた場合には、一定厚みの長尺状で供給されることから実装ラインの自動化が図れ、あるいは加熱加圧といった簡単な工程で回路部品とスペーサー部品との電気的接続に加え、両者を接着接合し機械的な接続が同時に得られること等から注目されている。
上記方式で用いられる接着剤としては、接着剤中に導電粒子を配合し加圧により接着剤の厚み方向に電気的接続を得るもの（例えば特開昭５５−１０４００７号公報）と、導電粒子を用いないで接続時の加圧により電極表面の微細凹凸の直接接触により、電気的接続を得るもの（例えば特開昭６０−２６２４３０号公報）がある。また、回路上に等方導電性接着剤を形成する場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回路部品の多段接続方法によれば、上下に加熱ヘッドを設けた熱圧着装置により接続するため、接続部の段の位置により加熱ヘッドからの距離が異なり、段毎の接続温度を均一にすることが不可能であり、接着剤の硬化不足や部品の熱膨張差による応力が発生し、接続信頼性が低下するという問題点があった。本発明は、かかる実状に鑑みなされたもので、接続信頼性に優れた高密度実装を可能とする回路部品の多段接続方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、電子部品を搭載した複数個からなる回路部品と接続端子つきスペーサー部品の接続端子部に熱硬化型接着剤を形成し、前記回路部品と前記スペーサー部品の接続端子部を相対峙させて多段に配置するとともに、上下に加熱加圧ヘッドを側面に加熱ヘッドを配して一括接続することを特徴とする回路部品の多段接続方法に関する。
以下本発明を実施例を示した図面を参照しながら説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明で用いられる回路部品とスペーサー部品の斜視図を示したものである。電子部品７を搭載した回路板である回路部品１の両端部にはそれぞれ両面に接続端子９が形成されており、対向する上下接続端子間はスルーホール等で導通されるとともに電気的接点が形成されている。スペーサー部品２は回路部品１の接続端子９に対応する接続端子８を有し、同様に対向する上下接続端子間はスルーホール等で導通されるとともに電気的接点が形成されており、コネクタとしての役割を果たす。スペーサー部品２は上下の回路部品同士が接触しない厚みを有する。このようなスペーサ部品は通常の硬質回路板やプラスチック成形品を用いて作製することができる。
なお、本発明でいう回路部品とは、ＤＩＰ（Dual In-line Package）、ＱＦＰ（Quad Flat Package ）、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）等の電子部品やこれらの電子部品を搭載したＰＣＢ（Printed Circuit Board ）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等の基板部品をいう。
【０００６】
図３に本発明で用いられる熱圧着装置の要部を示した。かかる熱圧着装置は上下に加熱ヘッド５，６、側面に加熱ヘッド３を有している。
予め接続端子部に熱硬化型接着剤４を形成した回路部品１をスペーサー部品２を介して多段に配置し、上部加圧ヘッド５と下部加圧ヘッド６の間を加圧すると同時に、側面加熱ヘッド３を加熱して熱硬化型接着剤４を硬化させ、回路部品１とスペーサー部品２を一括して多段に接着接合する。
このとき側面加熱ヘッドの加熱方式としては、温度が常に一定に調整されているコンスタントヒート方式が適用できるが、パルスヒート方式やセラミックヒータ方式を選択すると、室温から接着剤の硬化温度までを数秒で昇温することができるため、加圧工程と加熱工程を段階的に行うことができ、多段接続した接着剤の硬化反応の制御が可能になるので好ましい。
また、熱硬化型接着剤は、導電性粒子を一定の比率で絶縁性接着剤に分散させた異方導電性接着剤が接続端子同士の不陸を吸収できるので好ましい。絶縁性接着剤としては潜在性硬化剤を含有したエポキシ系接着剤や、アクリル系のラジカル系接着剤が短時間硬化が可能で接続作業性がよく、分子構造上接着性に優れるので好ましい。特に潜在性硬化剤を用いたエポキシ樹脂系接着剤は、熱や圧力による反応開始の活性点が比較的明瞭であり、熱や圧力工程を伴う本発明に好適である。この場合の接続条件としては１６０〜２００℃、１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2、２０〜４０秒程度である。
図４は本発明方法によって得られた多段回路部品の基本構成を示し、複数個からなる回路部品１が、スペーサー部品２を介して、接着剤４により多段に接続されている。
【０００７】
本発明の多段回路部品接続方法によれば、加熱ヘッドから接着剤までの距離が段毎にほぼ等しくでき、これにより段毎の接続温度を均一にすることができ、接着剤の硬化不足や部品の熱膨張差による応力を低減し、高い接続信頼性を得ることができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、接着剤に潜在性硬化剤を含有してなるので、段組時には接着剤の反応の進行が遅く、例えば室温での作業が行えるので作業効率が向上する。加えて、硬化剤の活性温度以下の温度で加圧工程を行うことにより、本格的に接着剤を硬化を行う前に導通検査を行うことができる。これにより不良接続部を発見した場合、接着剤は硬化反応が不十分な状態にあり、回路部品の剥離や、その後アセトン等の溶剤を用いた清浄化が極めて簡単であり、リペア作業が容易である。
【０００８】
【実施例】
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
実施例１
（１）接着剤付き回路部品の作製
高さ１８μｍの銅の回路を両面に形成した評価用回路部品（ガラスエポキシ製回路基板、３０ｍｍ×４０ｍｍ、厚み０．８ｍｍ、ＦＲ−４グレード）３セットの接続端子部（基板短片両側両面の４箇所、２ｍｍ×２３ｍｍ）に異方導電性接着剤ＦＣ−２６２Ｂ−５０（日立化成工業（株）製、テープ状異方導電材、商品名「フリップタック」、３ｍｍ×２４ｍｍ）を熱圧着機ＡＣ−ＳＣ４５０Ｂ（日立化成工業（株）製、ＣＯＢ接続装置、コンスタントヒート方式）を用いて９０℃、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、５秒の条件で仮接着した。このとき、多段接続構造の上端と下端になる評価用回路部品２セットについては、片面２箇所のみに仮接着した。
（２）回路部品の仮接続
（１）で得た接着剤付き回路部品の３セットを、高さ１８μｍの銅の回路を両面に形成したスペーサー部品（ガラスエポキシ製スペーサー基板、４ｍｍ×２５ｍｍ、厚み５．５ｍｍ、ＦＲ−４グレード）４セットを介して３段に仮接続した。
（３）部品の本接続
（２）で得た多段回路部品の仮接続体を上下加熱ヘッド及び側面加熱ヘッドを装着した熱圧着機を用いて１８０℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ2 、２０秒の条件で接続した。
（４）評価
（３）で得た接続体を気相冷熱衝撃試験槽（−５５℃、３０分／１２５℃、３０分）に投入し、１０００サイクル試験後の各接続部の接続抵抗を４端子法により測定した。その結果、所期の平均接続抵抗１．３ｍΩに対して試験後の平均接続抵抗は２．５ｍΩであり、試験後の抵抗値の上昇は殆ど見られず、良好な接続信頼性であった。
【０００９】
実施例２
実施例１と同様であるが、多段回路部品の段数を変えた。すなわち、５セットの回路部品を８セットのスペーサー部品を用いて５段回路部品の接続を行った。本接続品を用いて実施例１と同様の評価を行った結果、試験後の抵抗値の上昇は殆ど見られず、良好な接続信頼性であった。
【００１０】
比較例
実施例１同様であるが、側面加熱ヘッドを装着していない上下加熱方式の熱圧着機により接続した。各接続部の接続温度を測定した結果、多段構造の上端と下端の接続部は１８０℃であったが、中央の接続部は１２０℃であった、本接続品を用いて実施例１と同様の評価を行った結果、試験後の抵抗値の上昇が高く、初期の平均接続抵抗２．５ｍΩに対して試験後の平均接続抵抗は１０００ｍΩ以上であった。
【００１１】
実施例３
実施例１と同様であるが、回路部品の種類を変えた。すなわち回路部品として評価用ＴＣＰ（ユーピレックス７５μｍ、銅回路高さ１８μｍ）３セットを用い、スペーサー部品４セットを介して３段回路部品の接続を行った。本接続品を用いて実施例１と同様の評価を行った結果、試験後の抵抗値の上昇は殆ど見られず、良好な接続信頼性であった。
【００１２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、高い接続信頼性を有する多段回路部品を容易に得ることができる。これによりＤＩＰ、ＱＦＰ、ＴＣＰ等のＩＣパッケージ部品やこれらのＩＣパッケージを搭載したＰＣＢやＦＰＣ等の基板部品の高密度実装が工業的に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例である電子部品を示す斜視図。
【図２】  本発明の実施例であるスペーサー部品を示す斜視図。
【図３】  本発明の接続方法を説明する断面模式図。
【図４】  本発明の多段接続構造を説明する断面模式図。
【符号の説明】
１  回路部品               ２  スペーサー部品
３  側面加熱ヘッド         ４  接着剤
５  上部加熱ヘッド         ６  下部加熱ヘッド
７  電子部品               ８  接続端子
９  接続端子
【図１】
0004406961.tif 000002
【図２】
0004406961.tif 000003
【図３】
0004406961.tif 000004
【図４】
0004406961.tif 000005