(57)【要約】【課題】有機樹脂１中に帯電した導電性微粒子２が分散されてなる異方性導電樹脂３を、塗布口７を備えた塗布装置を用いて電気回路配線板４へ塗布し、電子部品９を塗布した部位へ実装する実装方法において、導電性微粒子２の含有率を変えることなしに、接合する電極１０と配線５の間に導電性微粒子２を確実に捕捉させる実装方法及び実装装置を提供する。【解決手段】異方性導電樹脂３を塗出する塗布口７は導電性を有し、塗布口７と電気回路配線板４上の配線５との間に電圧を印加し、異方性導電樹脂３を塗布口７から配線５及び配線５の近傍へ向け塗布する事を特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機樹脂中に帯電した導電性微粒子が分散されてなる異方性導電樹脂を、塗布口を備えた塗布装置を用いて電気回路配線板へ塗布し、電子部品を塗布した部位へ実装する実装方法であって、異方性導電樹脂を塗出する塗布口は導電性を有し、塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加し、異方性導電樹脂を塗布口から配線及び配線の近傍へ向け塗布する事を特徴とする実装方法。
【請求項２】
請求項１に記載の実装方法において、異方性導電樹脂を塗布する際の、塗布口の設置位置は、実装される電子部品の電極を形成する配線の位置の直上を含むことを特徴とする実装方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の実装方法において、異方性導電樹脂を塗布する塗布口の先端面には、実装される電子部品の電極と同じ位置に、突起状の出っ張りを有する事を特徴とする実装方法。
【請求項４】
有機樹脂中に帯電した導電性微粒子が分散されてなる異方性導電樹脂を、電気回路配線板へ塗布する塗布口を備えた塗布手段と、
異方性導電樹脂を塗出する塗布口は導電性を有し、塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加し異方性導電樹脂を塗布口から配線及び配線の近傍へ向け塗布した後、電子部品を塗布した部位へ実装する実装手段と、
を有する事を特徴とする実装装置。
【請求項５】
請求項４に記載の実装装置において、異方性導電樹脂を塗布する際の、塗布口の設置位置は、実装される電子部品の電極を形成する配線の位置の直上を含むことを特徴とする実装装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の実装装置において、異方性導電樹脂を塗布する塗布口の先端面には、実装される電子部品の電極と同じ位置に、突起状の出っ張りを有する事を特徴とする実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機樹脂中に導電性微粒子が分散された構成からなる異方性導電樹脂を用いた、電子回路や半導体チップなどの電子部品の電気回路配線基板への実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴ技術、エレクトロニクス技術の進展に伴い、ＬＳＩやＩＣが実装された製品が急速に増加している。例えば、ＲＦＩＤタグと呼ばれる製品は、微小なＩＣチップがアンテナ配線に接続された基本構成をとるものであるが、タグを取り付けた製品の流通、在庫管理の効率化の目的で急速に広がっている。
【非特許文献１】木浦成俊編、「ユビキタス社会のＲＦＩＤタグ徹底解説」、株式会社電子ジャーナル。
【０００３】
ＲＦＩＤタグにおいてよく用いられる実装技術としてＡＣＰ実装がある。ＡＣＰ（Anisotropic  Conductive  Paste）とは、異方性導電ペーストのことであり、有機樹脂中に導電性微粒子が分散された構成からなる。有機樹脂としては、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系などが用いられる。導電性微粒子としては、金属粒子や金属膜で被覆された樹脂粒子などが用いられる。
【非特許文献２】「最新版  エポキシ樹脂のエレクトロニクスへの応用」、技術情報協会、２００３年、ｐ２３０。
【０００４】
図１、４、５に、一般的なＡＣＰ実装の工程例を示す。まず、高分子基材４上に形成された配線５を含む所定領域に、細いニードル７などを用いて未硬化のＡＣＰ３を塗布１３する。次に、実装するＩＣチップなどの電子部品９を位置あわせした上で載せた後、電子部品９および、基材に対して熱１１および圧力１２を一定時間与え、ＡＣＰを硬化させ実装を完了する。電子部品の電極と配線間の接続および、接合箇所の封止を同時に行うことが可能であり、低コストな実装方法である。その他にも、ハンダ接合を用いた実装に比べ、低温プロセスであるとともに微小電極、峡ピッチな接合にも対応可能であるため、近年、有機基材上の接続技術として広く用いられている。
【０００５】
ＡＣＰによる実装では、図５に模式的に示すように、電極１０と配線５の間に導電微粒子２が捕捉され、それぞれの表面が接触することにより接合部分のみで電気的な導通が生じる。一方、他の部分、例えば配線−配線間では導電材料同士の接触は起きないため導通は発生せず、異方的な導通が実現される。
【０００６】
以下に公知の文献を記す（発明の効果の項）。
【非特許文献３】「ゼータ電位―微粒子界面の物理化学」、株式会社サイエンティスト社、１９９５年、ｐ９４。
【０００７】
以下に公知の文献を記す（発明の効果の項）。
【非特許文献４】「＜複合・電子材料，フィルム，粉体，液体，有機デバイス＞正しい電気特性の測定と評価」、株式会社技術情報協会、２００５年、ｐ２４４。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述してきたように、ＡＣＰ実装においては、接合する電極と配線の間に導電性微粒子が確実に存在する事が重要である。しかし、電極の微小化、峡ピッチ化のために、最近では接合部での導電性微粒子の捕捉が困難になりつつある（図５の左側の電極に模式的に示した）。これを避ける一つの方法として、導電性微粒子の含有率を上げることにより接合部に捕捉される微粒子数を増加させる事が考えられるが、この場合、同時に非配線部分での含有率も増加してしまうため、配線−配線間など、導通させたくない箇所において粒子接触による導通の危険性が増加してしまい、またＡＣＰ樹脂自体の静電容量の増加によるインピーダンスの変化が起こったり、さらにＡＣＰのコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は以上のような従来の技術が持つ問題点に着目してなされたものであって、ＡＣＰ樹脂による電子部品の実装方法において、導電性微粒子の含有率を変えることなしに、接合する電極と配線の間に導電性微粒子を確実に捕捉させる実装方法及び実装装置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】
本発明は、上記の課題を解決するために、有機樹脂中に帯電した導電性微粒子が分散されてなる異方性導電樹脂を、塗布口を備えた塗布装置を用いて電気回路配線板へ塗布し、電子部品を塗布した部位へ実装する実装方法であって、異方性導電樹脂を塗出する塗布口は導電性を有し、塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加し、異方性導電樹脂を塗布口から配線及び配線の近傍へ向け塗布する事を特徴とする実装方法である。
【００１１】
また、上記実装方法において、異方性導電樹脂を塗布する際の、塗布口の設置位置は、実装される電子部品の電極を形成する配線の位置の直上を含むことを特徴とする実装方法である。
【００１２】
また、上記実装方法において、異方性導電樹脂を塗布する塗布口の先端面には、実装される電子部品の電極と同じ位置に、突起状の出っ張りを有する事を特徴とする実装方法である。
【００１３】
また、本発明は、有機樹脂中に帯電した導電性微粒子が分散されてなる異方性導電樹脂を、電気回路配線板へ塗布する塗布口を備えた塗布手段と、異方性導電樹脂を塗出する塗布口は導電性を有し、塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加する電圧印加手段と、塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加し異方性導電樹脂を塗布口から配線及び配線の近傍へ向け塗布した後、電子部品を塗布した部位へ実装する実装手段と、を有する事を特徴とする実装装置である。
【００１４】
また、上記実装装置において、異方性導電樹脂を塗布する際の、塗布口の設置位置は、実装される電子部品の電極を形成する配線の位置の直上を含むことを特徴とする実装装置である。
【００１５】
また、上記実装装置において、異方性導電樹脂を塗布する塗布口の先端面には、実装される電子部品の電極と同じ位置に、突起状の出っ張りを有する事を特徴とする実装装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実装方法では，異方性導電樹脂を塗布口から塗布する工程において、塗布時に塗布口と電気回路配線板上の配線との間に電圧を印加することにより、塗布口と配線間に電場を発生させる。
【００１７】
一般的に液体中や樹脂に微粒子を分散する場合、粒子同士の凝集を避けるために粒子は帯電されている。粒子の帯電は、製造する際の摩擦や、分散された際に樹脂界面における電荷移動などによっても発生するが、粒子表面にコロナ処理などの帯電処理をすることでも発生させることが出来る（非特許文献３、４）。
【００１８】
本発明においても帯電した導電微粒子を用いる。その結果本発明は、微粒子は電場方向に電気力を受け、配線上に選択的に移動・堆積するため、導電性微粒子の含有率を変えることなしに、配線上に堆積する導電性微粒子の数が増加し、電極と配線の間に確実に捕捉させる事が可能となる実装方法及び実装装置とすることができる。
【００１９】
さらに本発明では、電場の影響が非常に弱い非配線箇所の方向には微粒子は力を受けないため、非配線箇所上には微粒子は殆ど移動・堆積しない。その結果本発明は、配線−配線間など、導通させたくない箇所での導通発生や、静電容量増加にともなうインピーダンスの変化などの問題も起きにくくなるという利点を有する実装方法及び実装装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に関する実装方法を、図面を用い説明する。
【００２１】
図１、２、３は、本発明の実装方法を実施するための一例の工程図である。本発明の実装方法は、有機樹脂１中に帯電した導電性微粒子２が分散されてなる異方性導電樹脂３を、塗布口７を備えた塗布装置を用いて電気回路配線板４へ塗布し、電子部品９を塗布した部位へ実装する実装方法を前提とする。そして、異方性導電樹脂３を塗出する塗布口７は導電性を有し、塗布口７と電気回路配線板４上の配線５との間に電圧８を印加し、異方性導電樹脂３を塗布口７から配線５及び配線５の近傍へ向け塗布する。
【００２２】
以下、さらに詳細に述べる。電子部品９を実装する位置の上方にＡＣＰの入った容器６が設置されている。ＡＣＰ３は、一定量だけ、電子部品９を実装する位置に向け塗布される。その際、同時に定電圧電源などの電圧印加手段８により、金属ニードルなど導電性材料で作られたＡＣＰ塗布口７と、配線５の間には定電圧が印加される。
【００２３】
印加された電圧により、塗布口の先端と配線の間には電場が発生する。その結果、予め帯電している導電性微粒子２は、電場方向に電気力を受け、配線上に選択的に移動し堆積する。
【００２４】
液体中または樹脂中の微粒子の帯電量は、一般にζ電位値で表わされる。本発明では特に、帯電量の値は限定しないが、ＡＣＰの塗布時間を数秒以内と短くするためには、ζ電位の値は３０ｍＶ以上である事が望ましい。
【００２５】
また、先端がニードル型の塗布容器を用いる場合、ニードルの筒部分が、半導体チップ９の電極１０が実装される位置の直上を含むように設置する事が望ましい。この場合、電極が接触する配線領域とニードル筒との間の電場が強まるため、微粒子のこの領域への移動、堆積を効率的に行うことが出来る。
【００２６】
さらに効率的に、微粒子を移動、堆積させるため、ニードルの先端形状は平坦な輪状ではなく、電極が接触する領域に対応する位置に突起状の出っ張りがあってもよい。この場合、電極が接触する配線領域とニードル先端の突起との間の電場がさらに強まるため、微粒子のこの位置への移動、堆積をさらに効率的に行うことが出来る。
【００２７】
塗布工程が完了した後、半導体チップ９を搭載する。図３に示すように、導電性微粒子
は、半導体チップの電極のほぼ直下に堆積されているため、電極１０と配線５の間に確実に捕捉される。この状態を保ったまま、高分子基材の下方および、チップの上方に設置したヒーター１１及び加圧手段１２により、加熱・加圧を行い、ＡＣＰ樹脂を硬化させる事により電極−配線間の電気的接続および固定を行う。
【００２８】
以上のように、本発明によれば、ＡＣＰ樹脂を塗布する際、塗布口と配線間に定電圧を印加することにより、ＡＣＰ中の帯電した導電性微粒子を配線上に選択的に移動し堆積させる事が出来、その結果、電極と配線の間に確実に導電性微粒子を捕捉させた状態で、半導体チップの実装を行うことが出来る。
【００２９】
また本発明は、以上のような方法で実装が行える実装装置である。すなわち、本発明の実装装置は、有機樹脂１中に帯電した導電性微粒子２が分散されてなる異方性導電樹脂３を、電気回路配線板４へ塗布する塗布口７を備えた塗布手段と、異方性導電樹脂３を塗出する塗布口７は導電性を有し、塗布口７と電気回路配線板４上の配線５との間に電圧を印加する電圧印加手段と、塗布口７と電気回路配線板４上の配線５との間に電圧を印加し異方性導電樹脂３を塗布口７から配線５及び配線５の近傍へ向け塗布した後、電子部品９を塗布した部位へ実装する実装手段と、を有する。
【００３０】
上記の例では、塗布手段は少なくとも塗布口７と異方性導電樹脂３を入れる容器６を有し、配線基板４に向け異方性導電樹脂３を塗布する。また、電圧印加手段は、低電圧印加手段８と、配線基板４の配線５および塗布口７との間の接続配線を有し、塗布口７と配線基板４の配線５間を印加する。実装手段は、加熱手段１１と加圧手段１２を有し、加熱・加圧を行い異方性導電樹脂３を硬化させ、半導体チップ９を電気的接続して実装する。
【実施例１】
【００３１】
本発明の実装方法を実施するための配線基板として、厚さ１ｍｍ  のガラス基材上に、ＩＴＯ透明導電薄膜を形成し、エッチングにより２本の配線を作成した。配線間の距離は０．６ｍｍとした。電子部品としては、端部に０．１ｍｍ角の金電極を２つ有した１×１ｍｍ厚さ０．５ｍｍのＳｉチップを用いた。このチップの内部で２つの電極は微細配線により接続されている。
【００３２】
ＡＣＰとしては、エポキシ樹脂中に導電微粒子として直径５μｍのポリウレタン樹脂粒子に金メッキしたものを用いた。ＡＣＰ中の導電微粒子の帯電量は、ζ電位測定法により粒子の泳動速度から求めた結果、約７０ｍＶであった。
【００３３】
ここで、ＡＣＰの樹脂としては、他にウレタン系、シリコーン系、アクリル系を用いても構わない。また、導電微粒子に用いる有機粒子も、他の樹脂でもよく、例えば、ポリスチレン系、アクリル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル系、ポリイミド系、エポキシ系を用いても構わない。また、有機粒子の代わりにＮｉ，Ａｕなどの金属粒子を用いても構わない。
【００３４】
次に、このＡＣＰを先端がＮｉメッキされた真鍮製の針となっているシリンジに入れた。針は直径０．８５ｍｍのものを用いた。
【００３５】
シリンジの真下に２本の配線の中間が来るように配線基板を設置したのち、針の先端と基材表面の距離が５０μｍとなるまでシリンジを降下させ、ＡＣＰの塗布を約２秒間行った。塗布の際、定電圧電源により配線側を正として、針と配線の間に１００Ｖの電圧を印加した。
【００３６】
次に、ガラス基材を移動し、配線間の直上にＳｉチップを載せ、上下からプレート状の
ヒーターで加熱・加圧を行いＡＣＰを硬化させた。加熱温度、荷重、加熱時間はそれぞれ、１５０℃、０．５Ｎ、５秒で行った。
【００３７】
同条件にて５個の実装試験体を作成し、２つの電極に補足された導電微粒子の数をガラス基板の裏面から光学顕微鏡で調べるとともに、配線間の電気抵抗をテスターで測定した。結果をそれぞれ表Ｉ、IIにまとめる。
【実施例２】
【００３８】
実施例１と同じ配線基板、Ｓｉチップ、ＡＣＰを用い、実装を行った。ただし、塗布の際、針と配線の間に電圧は印加しなかった。
【００３９】
同条件にて５個の実装試験体を作成し、２つの電極に補足された導電微粒子の数をガラス基板の裏面から光学顕微鏡で調べるとともに、配線間の電気抵抗をテスターで測定した。結果をそれぞれ表Ｉ、IIにまとめる。
【００４０】
【表１】
2009049271.tif 000003
【００４１】
【表２】
2009049271.tif 000004
＜評価＞
表Ｉより、本発明の方法である実施例１で実装した２つの電極に捕捉された導電微粒子の数は２０個以上であり、従来の方法で実装した実施例２の約５個程度に比べ多く、確実な導電性粒子の捕捉が実現された。また、表IIより、抵抗値も本発明の方法である実施例１の場合の方が低い傾向が見られており、接続性の改善も実現された。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ＡＣＰ；異方性導電樹脂を用いた電気回路と電子部品の実装において、接合する電極と配線の間に導電性微粒子を確実に捕捉させることが出来る。半導体チップなどの微細電極と配線の電気的な接合および実装を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】異方性導電樹脂を用いた実装方法において、異方性導電樹脂の塗布を行う際の配置を示す構成概念図。
【図２】本発明の異方性導電樹脂を用いた実装方法において、異方性導電樹脂の塗布を行っている最中の配置・接続を示す構成概念図。
【図３】本発明の異方性導電樹脂を用いた実装方法において、電子部品を実装するための構成概念図。
【図４】異方性導電樹脂を用いた実装方法において、異方性導電樹脂の塗布を行っている最中の配置を示す構成概念図。
【図５】異方性導電樹脂を用いた実装方法において、電子部品を実装するための構成概念図。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・有機樹脂
２・・・導電性微粒子
３・・・異方性導電樹脂；ＡＣＰ
４・・・高分子基材
５・・・配線
６・・・容器
７・・・塗布口、ニードル
８・・・定電圧印加手段
９・・・電子部品、半導体チップ
１０・・・電極
１１・・・加熱手段、ヒーター
１２・・・加圧手段
１３・・・配線基板上に塗布されたＡＣＰ
【図１】
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【図２】
2009049271.tif 000006
【図３】
2009049271.tif 000007
【図４】
2009049271.tif 000008
【図５】
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