JP6679370B2 - 可撓性実装モジュール体の製造方法 - Google Patents
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Description
そして、電子部品を実装する際には、熱硬化性の異方性導電膜を実装領域に配置して、異方性導電膜上に電子部品を配置し、その後に加熱及び押圧し、固定するのが一般的である。なお、可撓性表示基板の可撓性を更に高めるために、基板となるプラスチックフィルムを薄くしたり、又はその剛性を小さくすると、上記の加熱及び押圧の際に、基板の変形や歪みが発生し、それに基づき、表示画像が劣化する傾向にある。
上記の補強板には、具体的に、文献1〜文献3のような熱硬化性タイプの補強板、すなわち熱硬化性シートや、文献4及び文献5のような粘着シートがある。
しかし、文献1〜文献3のような熱硬化性シートを補強板として使用する際、可撓性表示基板の画像表示領域に配置された表示素子(例えば、液晶素子、EL素子)への影響を低減するために、低温で且つ短時間での処理(100℃以下且つ数分間の処理)をする必要があるが、上記の熱硬化性シートでは、反応速度が不十分で、必要な程度まで熱硬化しない課題がある。
一方、文献4及び文献5の粘着シートにおける粘着剤のガラス転移温度を、高めにシフトすることが考えられるが、単にガラス転移温度を高めるだけでは、異方性導電膜の加熱及び加圧により粘着シートの変形は避けられず、また、ガラス転移温度を高めにすると、総じて粘着シートの剥離強度が低下してしまう。
また、本発明は、前記貼付工程では、前記支持面(8)のうち、画像表示領域(16)の裏面側に位置する部分にも前記粘着フィルム(20)を配置し、前記貼付工程では、前記支持面(8)のうち、前記画像表示領域(16)の裏面側に位置する部分にも、前記粘着フィルム(20)を貼付することを特徴とする可撓性実装基板の製造方法である。
また、本発明は、前記粘着フィルム(20)の前記粘着剤層(21)における前記球形粒子(25)を、前記粘着剤層(21)中の粘着剤(26)100体積部に対して、10体積部以上40体積部以下の範囲で含有させる可撓性実装基板の製造方法である。
また、本発明は、前記導電粒子(19)は、樹脂粒子(30)と、前記樹脂粒子(30)の表面に形成された金属薄膜(32)と、前記金属薄膜(32)の表面に形成された絶縁層(33)とを有し、実装工程では前記絶縁層(33)を破壊して、露出された金属薄膜(32)を前記バンプ(13)と前記電極(6)とに接触させ、前記バンプ(13)と前記電極(6)とを電気的に接続させる可撓性実装基板の製造方法である。
なお、本発明では、前記電子部品(9)の前記バンプ(13)を10μm以上100μm以下の範囲の大きさに形成することが好ましい。
一方で粘着シートの粘着剤を高Tg化しても熱硬化タイプには遠く及ばずACF圧着時にバンプ部分で凹まないレベルまでには到達できない。
この可撓性実装基板(15)は、ポリイミドフィルムまたはポリカーボネートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリエステルフィルムなどから成る可撓性基板(11)と、集積回路である電子部品(9)と、柔軟性を有する表示装置(5)と、補強板としての粘着フィルム(20)とを有している。
表示装置(5)は、柔軟性を有しており、可撓性基板(11)と一緒に湾曲可能になっている。
支持面(8)のうち、実装領域(10)の真裏位置の部分に加え、画像表示領域(16)の真裏位置の部分にも粘着フィルム(20)が貼付されている。ここでは、一枚の粘着フィルム(20)の一部が実装領域(10)の真裏に位置し、他の一部が画像表示領域(16)の真裏位置の部分に位置している。
粘着剤層(21)は、非熱硬化性の樹脂から成る粘着剤(26)と、粘着剤(26)に分散された球形粒子(25)とを有している。
具体的には、ニトリルゴム(NBR:アクリロニトリルと 1,3-ブタジエンとの共重合体)、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどのゴム系ポリマーや、通常の粘着剤に用いられるアクリルポリマーなど可撓性基板(11)の材質との関係で選択して使用することができる。
図1(a)の可撓性基板(11)は、画像表示領域(16)に表示装置(5)が設けられ、電子部品(9)が搭載されていない状態である。この状態の可撓性基板(11)では、配置面(7)の実装領域(10)内に、パターニングされた金属薄膜やITO、IZOなどから成る電極(6)の表面が露出されている。
ここでは、一枚の粘着フィルム(20)は、その一部が実装領域(10)の真裏位置の部分に位置し、他の一部は画像表示領域(16)の真裏位置の部分に位置する大きさであり、画像表示領域(16)の真裏位置の支持面(8)も粘着剤層(21)に接触する。
次いで、粘着フィルム(20)と可撓性基板(11)とを、互いに近接する方向にいずれか一方又は両方を押圧しながら粘着フィルム(20)を加熱し、粘着フィルム(20)を第一の貼付温度にして、同図(b)に示すように、粘着フィルム(20)を可撓性基板(11)に貼付する。粘着フィルム(20)は、可撓性基板(11)の実装領域(10)の真裏位置の部分と画像表示領域(16)の真裏位置の部分とに貼付される。
この貼付の際、粘着剤層(21)の粘着剤は熱硬化性樹脂ではないので、第一の貼付温度は室温に近く、可撓性基板(11)が変形する温度よりも低温である。
そして、同図(d)に示すように、異方性導電膜(12)上に電子部品(9)を乗せる。
電子部品(9)には、半導体チップを内蔵する素子本体(14)の底面に、半導体チップと電気的に接続されたバンプ(13)が設けられており、バンプ(13)を可撓性基板(11)側に向けて実装領域(10)上に配置したときに、バンプ(13)と配置面(7)の間に電極(6)が位置するようにされている。バンプ(13)は、10μm以上100μm以下の範囲の高さである。
押圧部材(31)の内部には、発熱装置が設けられており、押圧部材(31)は発熱装置によって加熱され、所定温度に昇温されており、電子部品(9)は、押圧のために押圧部材(31)が接触され、熱伝導によって加熱され、昇温する。
異方性導電膜(12)に用いられる導電粒子(19)の樹脂粒子は、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材質が熱硬化性である接着剤特性に合わせて適宜選択される。
そのとき、電極(6)の、導電粒子(19)が押し付けられた部分の真下位置では、粘着剤層(21)が強く押圧され、その周囲の粘着剤層(21)よりも、粘着剤(26)が大きく変形してしまう。その結果、粘着剤層(21)と、その上の部分の電極(6)には、周囲よりも窪んだ凹みが発生して、導電粒子(19)が電極(6)の凹みの中に入ると、導電粒子(19)は強く押圧されなくなる。
球形粒子(25)の直径は粘着剤層(21)の膜厚よりも小さいため、電子部品(9)が押圧される前は、一個の球形粒子(25)は、基材フィルム(22)と可撓性基板(11)の両方に同時に接触することはできないが、押圧された粘着剤(26)が可撓性基板(11)と基材フィルム(22)との間から押し出されると、粘着剤層(21)の膜厚は減少し、基材フィルム(22)と可撓性基板(11)とは近接する方向に相対的に移動する。粘着剤層(21)の膜厚が球形粒子(25)の直径と同じ長さになると、球形粒子(25)は基材フィルム(22)と可撓性基板(11)の両方に接触する。
従って、球形粒子(25)は、押圧されても変形しないので、粘着剤層(21)が押圧されても、球形粒子(25)が位置する部分とその周囲では、粘着剤層(21)の膜厚は球形粒子(25)の直径の大きさが維持される。
電極(6)の、バンプ(13)によって導電粒子(19)が押圧される部分の真下位置、又はその近くに球形粒子(25)が位置する場合は、粘着剤層(21)と電極(6)とは凹まず、バンプ(13)が導電粒子(19)を電極(6)に押し付けると、導電粒子(19)の中心に位置する樹脂粒子(30)が変形し、導電粒子(19)は潰れて絶縁層(33)は破壊され、金属薄膜(32)が露出し、その金属薄膜(32)がバンプ(13)と電極(6)とに接触する。その結果、バンプ(13)と電極(6)との間が潰れた導電粒子(19)によって電気的に接続される。
また、ここでは、球形粒子(25)は、粘着剤(26)の体積Aに対して、10体積%(=A×0.1)以上40体積%(=A×0.4)以下の範囲で粘着剤層(21)中に含有されており、粘着剤層(21)に部分的な凹みがあっても、例えば、その凹みの深さは導電粒子(19)の直径よりも小さく、押圧される導電粒子(19)が潰れるようにされている。
なお、可撓性基板(11)や基材フィルム(22)自体が加熱及び押圧によって部分的に凹む量は小さく、無視することができる。
電子部品(9)の加熱及び押圧の際に、球形粒子(25)の変形が大きいと導電粒子(19)を十分に潰すことができなくなるので、球形粒子(25)が10%変形する圧縮強度は、10MPa以上が必要であることが分かる。
また、球形粒子(25)の含有量が多すぎると粘着力が小さくなり、少なすぎると「バンプ下凹み」が発生するから、粘着剤(26)の100体積部に対して、球形粒子(25)を少なくとも10体積部を含有させるようにするとよい。
なお、図3(e)、(f)は、粘着フィルム(20)の一部が実装領域(10)の真裏位置の部分に位置していたとき、画像表示領域(16)の真裏位置の部分には、その粘着フィルム(20)の他の部分が全く位置しなかった状態で、粘着フィルム(20)が可撓性基板(11)の支持面(8)に貼付された場合に得られる可撓性実装基板(15’)であり、図3(e)の可撓性フィルム(15’)は、表示装置(5)の重さによって、台(30)上で曲がっているが、電子部品(9)の搭載後、台(30)上から移動させると、図3(f)に示すように、可撓性基板(11)の曲げを解消させ、平面上にすることができる。
このような、画像表示領域(16)の真裏位置の支持面(8)には、粘着剤層(21)を貼付しない可撓性実装基板の製造方法も本発明に含まれる。
8‥‥支持面
9‥‥電子部品
10‥‥実装領域
11‥‥可撓性基板
12‥‥熱硬化性の異方性導電膜
13‥‥バンプ
15,15’‥‥可撓性実装基板
20‥‥粘着フィルム
21‥‥粘着剤層
22‥‥基材フィルム
25‥‥球形粒子
26‥‥粘着剤
Claims (4)
- 一方の表面である配置面(7)に電子部品(9)の実装領域(10)を有する可撓性基板(11)と、導電粒子(19)を含有する熱硬化性の異方性導電膜(12)と、バンプ(13)を有する電子部品(9)とを用意する工程と、
前記実装領域(10)へ前記異方性導電膜(12)を配置する膜配置工程と、
前記異方性導電膜(12)上に前記電子部品(9)を配置する部品配置工程と、
前記電子部品(9)を加熱しながら押圧し、前記電子部品(9)の前記バンプ(13)を前記可撓性基板(11)の実装領域(10)に設けられた電極(6)に電気的に接続すると共に前記異方性導電膜(12)を加熱する実装工程と、
を有する可撓性実装基板(15)の製造方法において、
前記可撓性基板(11)の前記配置面(7)とは反対側の面である支持面(8)のうち、少なくとも前記実装領域(10)の裏面側に位置する部分に、粘着剤(26)を含有する粘着剤層(21)と基材フィルム(22)とが積層された粘着フィルム(20)を、前記電子部品(9)を前記電極(6)に電気的に接続する前に予め貼付する貼付工程を有し、
前記粘着剤層(21)には、前記粘着剤層(21)の厚みに対して75%以上95%以下の範囲の平均粒子径を有し、且つ、10%圧縮圧力が10MPa以上である球形粒子(25)が含有された非熱硬化性の樹脂から成る前記粘着剤層(21)を用いて前記実装工程では前記球形粒子(25)を変形させずに前記導電粒子(19)を変形させることを特徴とする可撓性実装基板の製造方法。 - 前記貼付工程では、前記支持面(8)のうち、画像表示領域(16)の裏面側に位置する部分にも前記粘着フィルム(20)を配置し、
前記貼付工程では、前記支持面(8)のうち、前記画像表示領域(16)の裏面側に位置する部分にも、前記粘着フィルム(20)を貼付することを特徴とする請求項1記載の可撓性実装基板の製造方法。 - 前記粘着フィルム(20)の前記粘着剤層(21)における前記球形粒子(25)を、前記粘着剤層(21)中の粘着剤(26)100体積部に対して、10体積部以上40体積部以下の範囲で含有させる請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の可撓性実装基板の製造方法。
- 前記導電粒子(19)は、樹脂粒子(30)と、前記樹脂粒子(30)の表面に形成された金属薄膜(32)と、前記金属薄膜(32)の表面に形成された絶縁層(33)とを有し、実装工程では前記絶縁層(33)を破壊して、露出された金属薄膜(32)を前記バンプ(13)と前記電極(6)とに接触させ、前記バンプ(13)と前記電極(6)とを電気的に接続させる請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の可撓性実装基板の製造方法。
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