JP2000286300A - 電子部品の実装構造 - Google Patents

電子部品の実装構造

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JP2000286300A
JP2000286300A JP8890899A JP8890899A JP2000286300A JP 2000286300 A JP2000286300 A JP 2000286300A JP 8890899 A JP8890899 A JP 8890899A JP 8890899 A JP8890899 A JP 8890899A JP 2000286300 A JP2000286300 A JP 2000286300A
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substrate
electronic component
fine particles
anisotropic conductive
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Shunji Murano
俊次 村野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品を異方性導電接着剤を介して回路基板
上に確実に実装する。 【解決手段】基板1 の上面に複数の回路導体2 とこれら
の間に回路導体2 よりも背高の絶縁体3 とを配設し、実
装する電子部品4 の下面に設けた複数の端子電極6 を、
平均粒径が前記絶縁体3 と前記回路導体2 の高さの差よ
りも大きい異方性導電接着剤7 中に存在する導電性微粒
子9 を介して前記回路導体2 に接続する。また前記絶縁
体3 の上面を凸曲面状になす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種電子デバイスに
利用される電子部品の実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電子部品を基板上に実装する
のに異方性導電接着剤が用いられている。かかる異方性
導電接着剤は、電子部品と基板との電気的接続、並びに
基板に対する電子部品の固定を一度に、且つ簡便に行う
ことができるものとして、特に接続箇所が極めて多数に
及ぶ液晶表示デバイスや画像記録デバイス等の技術分野
において注目されている。
【０００３】このような異方性導電接着剤を用いた従来
の電子部品の実装構造は、例えば電子部品として半導体
素子を用いる場合、図４に示す如く、複数の回路導体12
を有する基板11の上面に、下面に複数の端子電極14を有
した半導体素子13を、異方性導電接着剤15を介して取着
した構造を有しており、異方性導電接着剤15中に添加さ
れている導電性微粒子17によって回路導体12と端子電極
14とを電気的に接続し、また異方性導電接着剤15中の樹
脂材16によって基板11の上面と半導体素子13の下面とを
接着するようになっている。
【０００４】尚、前記異方性導電接着剤15の樹脂材16と
してはエポキシ樹脂やアクリル樹脂等が、また導電性微
粒子17の材質としては粒径３μｍ〜１０μｍ程度のＡｕ
（金）やＮｉ（ニッケル）等が使用されており、これら
の導電性微粒子17と樹脂材16の前駆体を所定の比率で混
合し、これに有機溶媒等を添加してペースト状になした
ものが異方性導電接着剤15として用いられている。
【０００５】またこのような異方性導電接着剤15を用い
た半導体素子13の実装は、まず基板上面の所定領域に前
述の異方性導電接着剤15を従来周知のスクリーン印刷等
によって塗布し、次に異方性導電接着剤15を塗布した基
板上面の所定領域に半導体素子13を載置させ、これを基
板11に対して押圧しながら異方性導電接着剤15に熱を印
加し、異方性導電接着剤15中の樹脂材16を加熱・重合さ
せることによって行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の実装構造においては、半導体素子13を基板11上に実
装する際、異方性導電接着剤15中に含まれている導電性
微粒子17の多くが回路導体間12-12 の窪みに落ち込んで
しまったり、ペースト状の異方性導電接着剤15が大きく
流動して横にはみ出してしまうことがある。このような
場合、回路導体12と端子電極14との間に介在される導電
性微粒子17の個数が極端に少なくなって両者の接続信頼
性が著しく低下する欠点を有していた。
【０００７】また上述した従来の実装構造を発光ダイオ
ード・アレイ（ＬＥＤアレイ）の実装に適用する場合
は、基板11を透明な材質のもので形成した上、ＬＥＤア
レイの発光面を基板11と対向させて配置させる。かかる
構造の発光装置では、異方性導電接着剤15の流動に伴
い、異方性導電接着剤15の一部が発光部の直下にまで及
ぶことがある。このとき、発光ダイオード素子の発する
光の一部は異方性導電接着剤15中の不透明な導電性微粒
子17に当たって四方に拡散したり、或いは、導電性微粒
子17に吸収される等して光の強度を低下せしめる。それ
故、かかる発光装置を用いて電子写真感光体に潜像を形
成しようとすると、感光体に照射される光の強度が不足
して潜像が不鮮明なものとなる欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明の電子部品の実装構造は、基
板の上面に複数の回路導体とこれらの間に回路導体より
も背高の絶縁体とを配設し、実装する電子部品の下面に
設けた複数の端子電極を、平均粒径が前記絶縁体と前記
回路導体の高さの差よりも大きい異方性導電接着剤中に
存在する導電性微粒子を介して前記回路導体に接続して
なることを特徴とするものである。
【０００９】また本発明の電子部品の実装構造は、前記
絶縁体の上面が凸曲面状をなしていることを特徴とする
ものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の実装構造を発光ダイ
オード・アレイ（以下、ＬＥＤアレイと略記する）の実
装に適用して発光装置を構成する場合の一形態を示す縦
断面図、図２は図１の発光装置の横断面図、図３は図１
の発光装置の製造工程を説明するための工程毎の断面図
であり、1 は基板、2 は回路導体、3 は絶縁体、4 は電
子部品としてのＬＥＤアレイ、6 は端子電極、7 は異方
性導電接着剤、9 は導電性微粒子である。
【００１１】前記基板1 は、例えばホウ珪酸ガラスやソ
ーダガラス，石英，サファイア，結晶質ガラス，透明プ
ラスチック等の透光性を有した電気絶縁性材料から成
り、その上面には複数の回路導体2 とこれらの間に回路
導体2 よりも背高の絶縁体3 とが配設された上、ＬＥＤ
アレイ4 が実装される。
【００１２】前記基板1 は、その上面で回路導体2 や絶
縁体3 ，ＬＥＤアレイ4 等を支持するとともに、ＬＥＤ
アレイ4 の発光素子5 の光を下方に透過させる作用を為
す。
【００１３】また基板上面の回路導体2 は、ＬＥＤアレ
イ4 の発光素子5 に後述する異方性導電接着剤7 を介し
て電力を供給するためのものであり、Ａｕ（金）やＡｇ
（銀），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム），Ｎｉ（ニ
ッケル）等の導電性材料により形成される。
【００１４】尚、前記回路導体2 は、図３（ａ）に示す
如く、例えばＡｇペーストを従来周知のスクリーン印刷
等によって基板1 の上面に塗布し、これを高温で焼き付
けることによって所定厚み、所定パターンに被着・形成
される。
【００１５】一方、前記絶縁体3 は、基板上面のうち、
回路導体2 が存在しない領域に配設されており、ガラス
等の透光性を備えた材質から成り、その上面は曲率半径
０．５μｍ〜３０μｍの凸曲面状をなしている。
【００１６】前記絶縁体3 は、その上面の頂部の高さ
が、回路導体2 の上面よりも高く、かつ回路導体2 の厚
みと後述する異方性導電接着剤7 中の導電性微粒子9 の
平均粒径との和よりも低く設定されている。
【００１７】前記絶縁体3 は、まず図３（ｂ）に示す如
く回路導体2 が被着されている基板1 の上面全体に従来
周知のスクリーン印刷等によってガラスペーストを回路
導体2 よりも１μｍ〜１０μｍだけ厚く塗布してこれを
高温で焼き付けることによりガラス膜3'を形成し、しか
る後、ダイヤモンド等からなる平均粒径０．１μｍ〜
０．５μｍの研磨剤とポリエステル等からなる研磨シー
トを用いてガラス膜3'の表面を回路導体2 の表面が露出
するまで研磨することにより形成される。このとき、Ａ
ｇ等から成る回路導体2 はガラス膜3'よりも研磨され易
いので、回路導体2 の表面が露出した後も研磨し続ける
ことにより、図３（ｃ）に示す如く回路導体2 の厚みを
絶縁体3 の厚みよりも薄く、かつ回路導体2 と近接する
絶縁体3 の角部をＲ面（曲面）状になし、これによって
各絶縁体3 の上面を凸曲面状に加工することができる。
尚、研磨シートのガラス膜3'等に対する接触圧は１ｇ／
ｃｍ 2 〜２０ｇ／ｃｍ2 の範囲内に設定するのが好まし
い。
【００１８】そしてこのような絶縁体3 や回路導体2 が
被着されている基板1 の上面には、ＬＥＤアレイ4 が異
方性導電接着剤7 を介して取着・実装される。
【００１９】前記ＬＥＤアレイ4 は、その下面に、直線
状に配列された複数の発光素子5 と、これら発光素子5
に電力を供給するための複数の端子電極6 とを有してお
り、これら端子電極6 と該電極6 に対応する回路導体2
との間に異方性導電接着剤7中の導電性微粒子9 を介在
・挟持させておくことにより回路導体2 と端子電極6と
が電気的に接続される。
【００２０】前記ＬＥＤアレイ4 は、その上面側に設け
られるグランド端子（図示せず）と下面側の端子電極6
との間に所定の電力を印加することによって発光素子5
を発光させる作用を為し、かかるＬＥＤアレイ4 の発光
素子5 としてはＧａＡｓＰ系やＧａＡｌＡｓ系の発光ダ
イオード等が好適に使用される。
【００２１】尚、前記ＬＥＤアレイ4 は、例えばＧａＡ
ｓＰ系発光ダイオードから成る場合、まずＧａＡｓから
成る半導体ウエハーを炉中にて高温に加熱するとともに
ＡｓＨ3 とＰＨ3 とＧａを適量に含むガスを接触させて
ウエハーの表面にｎ型半導体のＧａＡｓＰ（ガリウム−
砒素−リン）の単結晶を成長させ、次にＧａＡｓＰ単結
晶表面にＳｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）の窓付絶縁膜5 を被着
させ、その後、前記窓部にＺｎ（亜鉛）のガスをさら
し、ＧａＡｓＰ単結晶の一部にＺｎを拡散させてｐ型半
導体層を形成することによってｐｎ接合をもたせ、この
ような半導体ウエハーを複数の発光ダイオード素子、例
えば１２８個の発光ダイオード素子毎にダイシングする
ことによって製作される。
【００２２】また一方、前記ＬＥＤアレイ4 を基板上面
に取着する異方性導電接着剤7 としては、エポキシ樹脂
やアクリル樹脂等から成る樹脂材8 の前駆体にＮｉ（ニ
ッケル）やＡｇ（銀），Ａｕ（金）等の金属から成る導
電性微粒子9 （粒径：３μｍ〜１０μｍ）を例えば１０
重量％〜９０重量％の比率で混合し、これに有機溶媒等
を添加してペースト状になしたもの等が用いられ、該異
方性導電接着剤7 はその中に含有させた導電性微粒子9
によって回路導体2 と端子電極6 とを電気的に接続し、
また樹脂材8 によって基板1 の上面と半導体素子4 の下
面とを強固に接着する作用を為す。
【００２３】そして前記異方性導電接着剤7 中の導電性
微粒子9 はその平均粒径が絶縁体3と回路導体2 の高さ
の差よりも大きく設定されている。例えば絶縁体3 と回
路導体2 の高さの差が２μｍである場合、導電性微粒子
9 の平均粒径は３μｍ〜６μｍに設定する。従って、異
方性導電接着剤7 を回路導体2 の形成領域にわたって塗
布すると、回路導体間2-2 の領域に塗布される異方性導
電接着剤7 中の導電性微粒子9 は、回路導体間2-2 に配
設されている回路導体2 よりも背高で、凸曲面状をなす
絶縁体3 の上面を伝って自重により流れ落ち、回路導体
2 の上面に移動する。その結果、図３（ｄ）に示す如く
多くの導電性微粒子9 が回路導体2 上に集中的に分布す
る形となり、ＬＥＤアレイ4 を基板1 上に載置させた際
に多くの導電性微粒子9 を回路導体2 と端子6 との間に
介在させておくことが可能となって両者の接続信頼性が
格段に向上する。
【００２４】またこの場合、異方性導電接着剤7 中に含
有させておく導電性微粒子9 の量が少なくて済むことか
ら、ペースト状態での異方性導電接着剤7 の取扱いが良
好になり、製造コストの低減にも有効なものとなる。
【００２５】ここで導電性微粒子9 の平均粒径を絶縁体
3 と回路導体2 の高さの差よりも大きく設定しておくの
は、導電性微粒子9 の多くを絶縁体3 の上面よりも上に
突出させて回路導体2 と端子6 との接続信頼性を高める
ためであり、逆に導電性微粒子9 の平均粒径が絶縁体3
と回路導体2 の高さの差以下であると、多くの導電性微
粒子9 が隣り合う絶縁体間3-3 に埋没してしまう形とな
り、導電性微粒子9 を端子電極3 に対して確実に接触さ
せておくことが困難になる。従って導電性微粒子9 の平
均粒径は絶縁体3 と回路導体2 の高さの差よりも大きく
設定しておく必要がある。
【００２６】尚、前記ＬＥＤアレイ4 の基板1 への実装
は、まずペースト状になした異方性導電接着剤7 を準備
し、これを従来周知のスクリーン印刷等によって基板上
面の所定領域に塗布し、次に異方性導電接着剤7 が塗布
されている基板上面の所定領域にＬＥＤアレイ4 を載置
させ、しかる後、該ＬＥＤアレイ4 を基板1 に対して押
圧しながら異方性導電接着剤7 に熱を印加して異方性導
電接着剤7 中の樹脂材8 を加熱・重合させることによっ
て行われ、これによってＬＥＤアレイ4 の各端子電極6
と基板1 の各回路導体2 とが一度に電気的に接続され、
また同時にＬＥＤアレイ4 が基板1 に対して接着・固定
されることとなる。
【００２７】このとき、異方性導電接着剤7 の一部がＬ
ＥＤアレイ4 の押圧等により流動して発光素子5 の直下
領域にまで及ぼうとしても、導電性微粒子9 の多くは２
つの絶縁体3 と回路導体2 の上面とで形成される窪みの
内部で良好に保持されるので、発光素子5 の近傍まで達
する導電性微粒子9 の数は少なく、ＬＥＤアレイ4 の発
する光が導電性微粒子9 に当たって四方に拡散したり、
吸収されたりすることは殆どなくなる。従って、ＬＥＤ
アレイ4 の発する光を高い強度に維持しつつ基板1 の下
面側まで導くことができ、このような発光装置を光プリ
ンタヘッド等の画像記録デバイスとして使用する場合、
感光体に鮮明で、且つ良好な潜像を形成することが可能
となる。
【００２８】かくして上述の発光装置は、外部からの電
力を基板1 上の回路導体2 、ＬＥＤアレイ4 の端子電極
6 等を介して発光素子5 に供給し、発光素子5 を画像デ
ータに基づいて所定波長で発光させるとともに、該発光
した光を基板1 の厚み方向に透過させて下方に導出し、
これを感光体等の目的物に照射させることによって発光
装置として機能する。
【００２９】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。
【００３０】例えば上述の形態においては本発明の実装
構造をＬＥＤアレイの実装に適用した形態を例に説明し
たが、ＬＥＤアレイ以外の半導体素子やチップコンデン
サ，チップ抵抗器などの他の電子部品の実装にも適用可
能であることは言うまでもない。
【００３１】また上述の形態においては基板上の回路導
体2 を単層の導体で形成するようにしたが、これに代え
て前記回路導体2 を複数の導体の積層構造となしても構
わない。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、基板上に電子部品を実
装する際、回路導体間の領域に塗布される異方性導電接
着剤中の導電性微粒子は、凸曲面状をなす絶縁体の上面
から自重により流れ落ちて回路導体の上面に移動し、回
路導体上に集中的に分布する形となる。従って、電子部
品を基板上に載置させる際、多くの導電性微粒子を回路
導体と電子部品の端子との間に確実に介在させて両者の
接続信頼性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実装構造をＬＥＤアレイの実装に適用
して発光装置を構成する場合の一形態を示す縦断面図で
ある。
【図２】図１の発光装置の横断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は図１の発光装置の製造方法を
説明するための工程毎の断面図である。
【図４】従来の電子部品の実装構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ・・・基板、2 ・・・回路導体、3 ・・・絶縁体、4
・・・ ＬＥＤアレイ（電子部品）、6 ・・・端子電
極、7 ・・・異方性導電接着剤、8 ・・・樹脂材、9 ・
・・導電性微粒子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板の上面に複数の回路導体とこれらの間
    に回路導体よりも背高の絶縁体とを配設し、実装する電
    子部品の下面に設けた複数の端子電極を、平均粒径が前
    記絶縁体と前記回路導体の高さの差よりも大きい異方性
    導電接着剤中に存在する導電性微粒子を介して前記回路
    導体に接続してなる電子部品の実装構造。
  2. 【請求項２】前記絶縁体の上面が凸曲面状をなしている
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構
    造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100846609B1 (ko) * 2007-08-03 2008-07-16 삼성에스디아이 주식회사 신호 접속부와, 이를 이용한 플라즈마 표시장치
CN115249621A (zh) * 2022-09-21 2022-10-28 长电集成电路(绍兴)有限公司 一种半导体封装结构及其制备方法

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