JP6771346B2

JP6771346B2 - Manufacturing method of electronic device and electronic device

Info

Publication number: JP6771346B2
Application number: JP2016185462A
Authority: JP
Inventors: 明彦半谷
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: JP2018049982A

Description

本発明は、透明な基板上に電子部品を搭載した電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device in which electronic components are mounted on a transparent substrate.

従来、電子部品の基板への実装方法としては、予め回路パターンが形成された基板にＡｕワイヤなどでバンプボールを形成し、その上に電子部品を搭載し、熱と超音波の照射により電気的に接続するとともに、電子部品を回路パターンに固着する方法が知られている。また、基板上の回路パターンにはんだペーストなどを塗布し、その上に電子部品を搭載し、加熱してはんだを溶融することで電気的に接続するとともに、電子部品を回路パターンに固着する方法も知られている。 Conventionally, as a method of mounting an electronic component on a substrate, a bump ball is formed on a substrate on which a circuit pattern is formed in advance with an Au wire or the like, the electronic component is mounted on the bump ball, and the electronic component is electrically irradiated by heat and ultrasonic waves. There is known a method of fixing an electronic component to a circuit pattern while connecting to the circuit board. Another method is to apply solder paste or the like to the circuit pattern on the board, mount the electronic components on it, heat it to melt the solder, and electrically connect the electronic components to the circuit pattern. Are known.

回路パターンの形成方法としては、銅箔をマスキングしてエッチングする方法が広く用いられているが、この方法は、製造プロセスが複雑で時間がかかり、製造装置も高価である。そのため、特許文献１には、電子部品を実装した基板の製造プロセスを容易にし、生産性を向上させる技術が開示されている。この技術では、金属ナノ粒子とポリマー等の分散剤とを液状媒体に分散させた導電性インクによって配線パターンを基板上に印刷等で形成した後、配線パターン上に電子部品をその外部端子が没入するように搭載し、さらに基板の裏面側から光を照射することにより配線パターンの金属ナノ粒子を光焼成する。また、配線パターンを印刷した後、液状媒体の含有量が０．０１〜３質量％の範囲になるように、液状媒体を除去した後、電子部品を搭載している。これにより、電子部品を配線パターンに搭載する際に配線パターンが崩れるのを防ぐとともに、光焼成時に配線パターンの内部に空孔が生じるのを防いでいる。 As a method for forming a circuit pattern, a method of masking and etching a copper foil is widely used, but this method requires a complicated manufacturing process, takes a long time, and is expensive in manufacturing equipment. Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for facilitating the manufacturing process of a substrate on which electronic components are mounted and improving productivity. In this technology, a wiring pattern is formed on a substrate by printing or the like with a conductive ink in which metal nanoparticles and a dispersant such as a polymer are dispersed in a liquid medium, and then the external terminals of electronic components are embedded in the wiring pattern. The metal nanoparticles of the wiring pattern are photofired by irradiating light from the back surface side of the substrate. Further, after printing the wiring pattern, the liquid medium is removed so that the content of the liquid medium is in the range of 0.01 to 3% by mass, and then the electronic components are mounted. This prevents the wiring pattern from collapsing when the electronic components are mounted on the wiring pattern, and also prevents vacancies from being generated inside the wiring pattern during light firing.

特開２０１４−１７３６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-17364

しかしながら、特許文献１の技術では、金属ナノ粒子を分散した液状媒体を予め配線パターンの形状に印刷し、基板裏面から基板全体に光を照射することにより金属ナノ粒子を光焼成するため、金属ナノ粒子を焼成できる強度の強い光が、基板全体に照射される。このため、薄いフレキシブルな樹脂製の基板を用いた場合、光照射により基板が変形する可能性がある。また、配線パターンの内部に空孔が生じないように金属ナノ粒子を光焼成しているため、焼成後の配線パターンは可撓性が小さく、フレキシブルな基板を用いた場合には、配線パターンにひび割れが生じたり、基板からはがれたりする可能性がある。 However, in the technique of Patent Document 1, a liquid medium in which metal nanoparticles are dispersed is printed in advance in the shape of a wiring pattern, and the metal nanoparticles are light-fired by irradiating the entire substrate with light from the back surface of the substrate. The entire substrate is irradiated with strong light capable of firing the particles. Therefore, when a thin and flexible resin substrate is used, the substrate may be deformed by light irradiation. In addition, since the metal nanoparticles are light-fired so that no holes are formed inside the wiring pattern, the wiring pattern after firing has low flexibility, and when a flexible substrate is used, the wiring pattern becomes It may crack or come off the substrate.

本発明の目的は、導電性粒子を光焼成することにより、基板に電子部品を実装する方法でありながら、光照射によるダメージを基板に与えにくく、かつ、フレキシブルな導電性領域を形成可能な製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is a method of mounting electronic components on a substrate by light-burning conductive particles, but it is difficult to damage the substrate by light irradiation, and a flexible conductive region can be formed. To provide a method.

本発明は上記目的を達成するために、本発明の電子デバイスの製造方法は、導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液を、光を透過する基板の表面に塗布し、絶縁材料で被覆された導電性粒子の膜を形成する第１工程と、電極を有する電子部品を、電極が膜に接するように搭載する第２工程と、膜の電極直下の領域に、基板の裏面側から基板を透過させて所定のサイズの光束を照射し、膜の一部の領域のみの導電性粒子を焼結し、電極および基板の電極に対向する面にそれぞれ固着した導電性の電極接続領域を形成する第３工程とを有する。 In order to achieve the above object, in the method for manufacturing an electronic device of the present invention, a solution in which conductive particles and an insulating material are dispersed, or conductive particles coated with an insulating material layer are dispersed. The first step of applying the solution to the surface of a light-transmitting substrate to form a film of conductive particles coated with an insulating material, and the first step of mounting an electronic component having an electrode so that the electrode is in contact with the film. In the second step, the area directly under the electrode of the film is transmitted from the back surface side of the substrate to irradiate a light beam of a predetermined size, conductive particles of only a part of the film are sintered, and the electrode and the substrate are formed. It has a third step of forming a conductive electrode connection region fixed to each of the surfaces facing the electrodes.

本発明の電子デバイスの製造方法は、導電性粒子を焼成する光によって基板にダメージを与えにくく、かつ、フレキシブルな導電性領域を形成可能である。 In the method for manufacturing an electronic device of the present invention, it is possible to form a flexible conductive region without damaging the substrate by the light for firing the conductive particles.

（ａ）〜（ｃ）第１の実施形態の電子デバイスの製造方法を示す説明図。(A)-(c) Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the electronic device of 1st Embodiment. 第１の実施形態で形成された電極接続領域４０が多孔質であることを示す説明図。Explanatory drawing which shows that the electrode connection region 40 formed in 1st Embodiment is porous. （ａ）〜（ｄ）第２の実施形態の電子デバイスの製造方法を示す説明図。(A)-(d) Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the electronic device of 2nd Embodiment. （ａ）〜（ｄ）第２の実施形態の電子デバイスの別の製造方法を示す説明図。(A)-(d) Explanatory drawing which shows another manufacturing method of the electronic device of 2nd Embodiment. （ａ）〜（ｄ）第２の実施形態の電子デバイスのさらに別の製造方法を示す説明図。(A)-(d) Explanatory drawing which shows still another manufacturing method of the electronic device of 2nd Embodiment. （ａ）〜（ｆ）第３の実施形態の電子デバイスの製造方法を示す説明図。(A)-(f) Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the electronic device of 3rd Embodiment. （ａ）〜（ｆ）第３の実施形態の電子デバイスの製造方法を示す説明図。(A)-(f) Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the electronic device of 3rd Embodiment. 第４の実施形態で製造される電子デバイスの（ａ）基板１０の上面に垂直な方向の断面図、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ’断面図。A cross-sectional view of the electronic device manufactured in the fourth embodiment (a) in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate 10, and (b) a cross-sectional view taken along the line CC'. 第５の実施形態の電子デバイスの（ａ）上面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図、（ｃ）Ｂ−Ｂ断面図。(A) Top view, (b) AA sectional view, (c) BB sectional view of the electronic device of the fifth embodiment.

本発明の一実施形態の電子デバイスの製造方法について説明する。 A method for manufacturing an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described.

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の電子デバイスの製造方法を図１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。 <First Embodiment>
The method for manufacturing the electronic device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c).

まず、図１（ａ）のように、光を透過する基板１０を用意し、導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液を、基板１０の表面に所望の形状で塗布する。これにより、基板１０の表面に、絶縁材料で被覆された導電性粒子の膜４１を形成する。基板１０には、予め配線パターン１１が形成されていてもよい。予め配線パターン１１を配置する場合、配線パターン１１は図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に記載されているように基板１０の凹部に埋め込まれた形状で配置されていてもよいし、基板１０の上面に配線パターン１１が凸部となるように配置されていてもよい。必要に応じて膜４１を加熱し、溶媒を蒸発させて乾燥させる。膜４１内には、たとえば導電性ナノ粒子に代表される導電性粒子が分散され、導電性ナノ粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。よって、本工程では、膜４１は非導電性である。 First, as shown in FIG. 1A, a substrate 10 that transmits light was prepared, and a solution in which conductive particles and an insulating material were dispersed, or conductive particles coated with an insulating material layer were dispersed. The solution is applied to the surface of the substrate 10 in a desired shape. As a result, a film 41 of conductive particles coated with an insulating material is formed on the surface of the substrate 10. The wiring pattern 11 may be formed in advance on the substrate 10. When the wiring pattern 11 is arranged in advance, the wiring pattern 11 may be arranged in a shape embedded in the recess of the substrate 10 as shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C. , The wiring pattern 11 may be arranged so as to be a convex portion on the upper surface of the substrate 10. If necessary, the film 41 is heated to evaporate the solvent and dry it. Conductive particles typified by, for example, conductive nanoparticles are dispersed in the film 41, and the periphery of the conductive nanoparticles is covered with an insulating material. Therefore, in this step, the film 41 is non-conductive.

つぎに、図１（ｂ）のように、電極３１を有する電子部品３０を、電極３１が膜４１に接するように搭載する。 Next, as shown in FIG. 1B, the electronic component 30 having the electrode 31 is mounted so that the electrode 31 is in contact with the film 41.

つぎに、図１（ｃ）のように、膜４１の電極３１直下の領域に、基板１０の裏面側から基板１０を透過させて所定の照射径の光束１２を照射する。膜４１の光束１２が照射された領域は、導電性粒子が光のエネルギーを吸収して温度が上昇する。これにより、導電性粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融するとともに、導電性粒子の温度上昇に伴い、周囲の絶縁材料層は多くが蒸発し、一部が残存した場合で軟化する。そのため、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合するか、もしくは、軟化した絶縁材料層を突き破って隣接する粒子と融合する。これにより、導電性粒子同士が焼結され、導電性の電極接続領域４０が形成される。このとき、溶融した導電性粒子は、直接接している電極３１の表面および基板１０の表面にもそれぞれ固着するため、形成される導電性の電極接続領域４０は、電極３１および基板１０の電極３１に対向する面にそれぞれ固着する。電極３１の直下の基板１０の表面に配線パターン１１が形成されている場合には、電極接続領域４０は配線パターンの表面にも固着し、電気的に接続される。これにより、基板１０上に電子部品３０を実装した電子デバイスを製造することができる。 Next, as shown in FIG. 1 (c), the region immediately below the electrode 31 of the film 41 is irradiated with the luminous flux 12 having a predetermined irradiation diameter by transmitting the substrate 10 from the back surface side of the substrate 10. In the region of the film 41 irradiated with the luminous flux 12, the conductive particles absorb the energy of light and the temperature rises. As a result, the conductive particles melt at a temperature lower than the melting point of the bulk of the material constituting the particles, and as the temperature of the conductive particles rises, most of the surrounding insulating material layer evaporates, and some of them evaporate. If it remains, it softens. Therefore, the molten conductive nanoparticles either directly fuse with the adjacent particles, or break through the softened insulating material layer and fuse with the adjacent particles. As a result, the conductive particles are sintered together, and the conductive electrode connection region 40 is formed. At this time, since the molten conductive particles are also fixed to the surface of the electrode 31 and the surface of the substrate 10 which are in direct contact with each other, the conductive electrode connection region 40 formed is the electrode 31 of the electrode 31 and the substrate 10. It is fixed to the surface facing the surface. When the wiring pattern 11 is formed on the surface of the substrate 10 directly below the electrode 31, the electrode connection region 40 is also fixed to the surface of the wiring pattern and is electrically connected. As a result, an electronic device in which the electronic component 30 is mounted on the substrate 10 can be manufactured.

上述のように、膜４１の光束１２の照射を受けた領域の導電性粒子は、光を照射することにより温度が上昇する。この熱は、導電性粒子の焼結に用いられるとともに、周囲の膜４１、基板１０、ならびに、電極３１を介して電子部品３０に伝導し、放熱される。よって、膜４１のうち光束１２の照射を受けた領域のみ、もしくは、その光束１２の照射を受けた領域とその近傍領域のみが、導電性粒子が焼結される温度に到達し、その外側領域の膜４１や基板１０および電子部品３０の温度は、それらを構成する材料を溶融させたり変質させたりする温度には到達しない。 As described above, the temperature of the conductive particles in the region irradiated with the luminous flux 12 of the film 41 rises when irradiated with light. This heat is used for sintering conductive particles, and is conducted to the electronic component 30 via the surrounding film 41, the substrate 10, and the electrode 31 to dissipate heat. Therefore, only the region of the film 41 irradiated with the luminous flux 12 or the region irradiated with the luminous flux 12 and its vicinity reaches the temperature at which the conductive particles are sintered, and the outer region thereof. The temperature of the film 41, the substrate 10 and the electronic component 30 does not reach the temperature at which the materials constituting them are melted or altered.

すなわち、本実施形態では、膜４１の一部領域（電極３１の直下領域）のみに光束１２を照射することにより、基板１０や電子部品３０のみならず、周囲の膜４１にも熱伝導して放熱することができるため、基板１０や電子部品３０の温度上昇を抑制することができる。よって、基板１０が薄いフレキシブルな樹脂等のように、熱により変形を生じやすいものであっても、光焼結による変形や歪、白濁等の変質を防止することができる。また、基板１０がフレキシブルである場合にはそのフレキシブル性を維持することができる。さらに、電子部品３０に対しても、熱によるダメージを与えにくい。 That is, in the present embodiment, by irradiating the luminous flux 12 only to a part of the film 41 (the region directly under the electrode 31), heat is conducted not only to the substrate 10 and the electronic component 30 but also to the surrounding film 41. Since heat can be dissipated, it is possible to suppress a temperature rise of the substrate 10 and the electronic component 30. Therefore, even if the substrate 10 is easily deformed by heat, such as a thin flexible resin, it is possible to prevent deformation, distortion, cloudiness, and other deterioration due to photosintering. Further, when the substrate 10 is flexible, the flexibility can be maintained. Further, the electronic component 30 is also less likely to be damaged by heat.

図１（ｃ）の工程では、形成される電極接続領域４０が図２のように多孔質（ポーラス）となるように形成することが望ましい。すなわち、隣接する導電性粒子同士は、全体が完全に溶融して混ざりあうのではなく、接触する界面で焼結され、焼結後の導電性粒子間の少なくとも一部に空孔４０ａを形成するような温度で光焼結することが望ましい。例えば、光束１２として、レーザー光を用い、通過する基板１０を溶融させない程度の照射強度で膜４１に照射することにより、光束１２が照射された膜４１の領域に短時間に比較的大きなエネルギーを投入でき、導電性粒子を加熱して溶融させ焼結できるとともに、レーザー光の光束１２の照射を停止することにより、周囲の膜４１や基板１０や電子部品３０への熱伝導により速やかに冷却することができるため、多孔質の電極接続領域４０を形成することができる。 In the step of FIG. 1 (c), it is desirable to form the electrode connection region 40 to be formed so as to be porous as shown in FIG. That is, the adjacent conductive particles are not completely melted and mixed with each other, but are sintered at the interface where they come into contact with each other to form pores 40a at least a part between the sintered conductive particles. It is desirable to photosinter at such a temperature. For example, by using a laser beam as the luminous flux 12 and irradiating the film 41 with an irradiation intensity that does not melt the passing substrate 10, a relatively large amount of energy is applied to the region of the film 41 irradiated with the luminous flux 12 in a short time. It can be charged, the conductive particles can be heated to melt and sintered, and by stopping the irradiation of the luminous flux 12 of the laser beam, it is quickly cooled by heat conduction to the surrounding film 41, the substrate 10, and the electronic component 30. Therefore, a porous electrode connection region 40 can be formed.

言い換えると、膜４１をレーザー光の光束１２で焼結するときに、膜４１が適切な温度になるように、光束１２の照射強度を調節することで、多孔質の電極接続領域４１を形成できる。具体例としては、基板１０としては、延伸されたポリエチレンテレフタレート（PET）フィルム（融点２５０℃程度、耐熱温度１５０℃程度）を用い、基板１０の形状が維持されるようにレーザー光の光束１２の強度を調整して基板１０の裏面から膜４１に照射し、膜４１の導電性粒子を焼結した場合、多孔質の電極接続領域４０を形成することができる。 In other words, when the film 41 is sintered with the luminous flux 12 of the laser beam, the porous electrode connection region 41 can be formed by adjusting the irradiation intensity of the luminous flux 12 so that the film 41 has an appropriate temperature. .. As a specific example, as the substrate 10, a stretched polyethylene terephthalate (PET) film (melting point of about 250 ° C., heat resistant temperature of about 150 ° C.) is used, and the light beam 12 of the laser beam is maintained so that the shape of the substrate 10 is maintained. When the film 41 is irradiated from the back surface of the substrate 10 with the strength adjusted and the conductive particles of the film 41 are sintered, a porous electrode connection region 40 can be formed.

電極接続領域４０が多孔質である場合には、電極接続領域４０自体が追随性（可撓性）を有するため、フレキシブルな基板１０の変形させた場合にも、それに伴って電極接続領域４０が追随するため、電極接続領域４０が基板１０からはがれにくく、ひび割れ等も生じにくい。よって、断線の生じにくい、フレキシブルな実装基板を提供することができる。 When the electrode connection region 40 is porous, the electrode connection region 40 itself has followability (flexibility), so that even when the flexible substrate 10 is deformed, the electrode connection region 40 is accordingly. Since it follows, the electrode connection region 40 is less likely to come off from the substrate 10, and cracks and the like are less likely to occur. Therefore, it is possible to provide a flexible mounting board that is less likely to be disconnected.

なお、図１（ｃ）の工程において、膜４１への光束１２の照射径を、電極３１よりも小さくしてもよい。この場合、必要な電極接続領域４０の大きさが照射径よりも大きい場合には、光束１２を走査させてもよい。 In the step of FIG. 1C, the irradiation diameter of the light flux 12 on the film 41 may be smaller than that of the electrode 31. In this case, if the size of the required electrode connection region 40 is larger than the irradiation diameter, the luminous flux 12 may be scanned.

照射する光束１２の波長は、膜４１に含まれる導電性粒子に吸収される波長であって、基板１０に吸収されにくい波長を選択して用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよい。例えば導電性粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００〜６００ｎｍの可視光を用いることができる。 The wavelength of the luminous flux 12 to be irradiated is a wavelength that is absorbed by the conductive particles contained in the film 41, and a wavelength that is difficult to be absorbed by the substrate 10 is selected and used. The light to be irradiated may be ultraviolet, visible, or infrared light. For example, when Ag, Cu, Au, Pd or the like is used as the conductive particles, visible light having a diameter of 400 to 600 nm can be used.

また、光束１２は、開口を有するマスクを通して、所定のビーム形状に成形したものであってもよい。 Further, the luminous flux 12 may be formed into a predetermined beam shape through a mask having an aperture.

光を照射していない膜４１の領域は、焼結が生じないため、非導電性のまま残る。非導電性の膜４１は、この後の工程で除去してもよい。例えば、有機溶媒等を用いて膜４１を除去することが可能である。また、加熱などの手段により、別途導電化させても良い。 Since the region of the film 41 not irradiated with light does not undergo sintering, it remains non-conductive. The non-conductive film 41 may be removed in a subsequent step. For example, the film 41 can be removed using an organic solvent or the like. Further, it may be made conductive separately by means such as heating.

基板１０の材質としては、少なくとも表面が絶縁性であり、光束１２の照射を可能とする透光性を備え、光束１２が膜４１に照射された際の基板１０が到達する温度に耐えることができるものであればどのような材質であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド、エポキシ、シリコーン、ガラスエポキシ基板、紙フェノール等の有機物や、セラミック、ガラス等の無機物を用いることができる。また、照射する光の少なくとも一部を透過すれば、フレキシブルプリント基板や表面を絶縁層で被覆した金属基板などであってもよい。また、基板１０は、フィルム状のものを用いることも可能である。 The material of the substrate 10 is at least an insulating surface, has a translucency that enables irradiation of the luminous flux 12, and can withstand the temperature reached by the substrate 10 when the luminous flux 12 is irradiated on the film 41. Any material may be used as long as it can be used. For example, organic substances such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyimide, epoxy, silicone, glass epoxy substrate, and paper phenol, and inorganic substances such as ceramic and glass are used. be able to. Further, a flexible printed circuit board or a metal substrate whose surface is coated with an insulating layer may be used as long as it transmits at least a part of the emitted light. Moreover, it is also possible to use a film-like substrate 10.

膜４１に含有される導電性粒子の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。導電性粒子の粒子径は、１μｍ未満のナノ粒子のみであってもよいし、１μｍ未満のナノ粒子と１μｍ以上のマイクロ粒子とが混合されていてもよい。 As the material of the conductive particles contained in the film 41, one or more of conductive metals such as Au, Ag, Cu, Pd, Ni, ITO, Pt, and Fe and conductive metal oxides may be used. it can. The particle size of the conductive particles may be only nanoparticles of less than 1 μm, or may be a mixture of nanoparticles of less than 1 μm and microparticles of 1 μm or more.

膜４１に少なくとも含有される絶縁材料、または、膜４１の導電性粒子を被覆する絶縁材料としては、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、および、アクリル樹脂などの有機材料、ならびに、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などの無機材料、また有機と無機のハイブリット材料のうちの１以上を用いることができる。また、膜４１において導電性ナノ粒子を被覆する絶縁材料層の厚みは、１ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。絶縁材料層が薄すぎると、非導電性の膜４１の耐電圧性が低下する。また、絶縁材料層が厚すぎると、光照射によって焼結した後の電極接続領域４０の電気導電率が低下し、熱抵抗値が大きくなる。 Examples of the insulating material contained at least in the film 41 or the insulating material for coating the conductive particles of the film 41 include organic materials such as styrene resin, epoxy resin, silicone resin, and acrylic resin, and SiO ₂ , Al. _{2 O} _3, inorganic materials such as TiO _2, also can be used one or more of the organic and inorganic hybrid material. Further, the thickness of the insulating material layer covering the conductive nanoparticles in the film 41 is preferably about 1 nm to 10 μm. If the insulating material layer is too thin, the withstand voltage of the non-conductive film 41 is lowered. Further, if the insulating material layer is too thick, the electric conductivity of the electrode connection region 40 after sintering by light irradiation is lowered, and the thermal resistance value is increased.

導電性粒子および絶縁材料、もしくは、絶縁材料の層で被覆された導電性粒子は、溶媒に分散することにより図１（ａ）の工程で塗布する溶液とする。溶媒としては、有機溶媒や水を用いることができる。 The conductive particles and the insulating material or the conductive particles coated with the layer of the insulating material are dispersed in a solvent to prepare a solution to be applied in the step of FIG. 1 (a). As the solvent, an organic solvent or water can be used.

電極接続領域４０の大きさは、例えば１μｍ以上、厚みは、１ｎｍ〜１０μｍ程度に形成することが可能である。また、電極接続領域４０の電気抵抗値は、１０⁻⁴Ω/ｃｍ²以下であることが望ましく、特に、１０^−６Ω/ｃｍ²オーダー以下の低抵抗であることが望ましい。 The size of the electrode connection region 40 can be formed to be, for example, 1 μm or more, and the thickness can be formed to be about 1 nm to 10 μm. Further, the electric resistance value of the electrode connection region 40 is preferably ^10-4 Ω / cm ² or less, and particularly preferably a low resistance of ^10-6 Ω / cm ² order or less.

電子部品３０としては、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、発光素子（ＬＥＤ，ＬＤ）、受光素子、集積回路、表示素子（液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等）を用いることができる。また、図１では、基板１０上に、電子部品３０を一つのみ搭載しているが、２以上の電子部品３０を搭載することももちろん可能である。 Any electronic component 30 may be used, but as an example, a light emitting element (LED, LD), a light receiving element, an integrated circuit, and a display element (liquid crystal display, plasma display, EL display, etc.) are used. be able to. Further, in FIG. 1, only one electronic component 30 is mounted on the substrate 10, but it is of course possible to mount two or more electronic components 30.

また、図１（ａ）の工程で、膜４１を形成する方法は、所望の膜厚の膜４１が形成できる方法であれば、どのような方法を用いてもよい。印刷により膜４１を形成する場合、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷などを用いることができる。 Further, as the method for forming the film 41 in the step of FIG. 1A, any method may be used as long as the film 41 having a desired film thickness can be formed. When the film 41 is formed by printing, gravure printing, flexographic printing, inkjet printing, screen printing and the like can be used.

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について図３〜図５を用いて説明する。 <Second embodiment>
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

第１の実施形態では、膜４１に電極接続領域４０を形成したが、第２の実施形態では、電極接続領域４０だけでなく、電極接続領域４０に接続される回路パターン４３を光束１２の照射により、膜４１を形成する。 In the first embodiment, the electrode connection region 40 is formed on the film 41, but in the second embodiment, not only the electrode connection region 40 but also the circuit pattern 43 connected to the electrode connection region 40 is irradiated with the luminous flux 12. To form the film 41.

回路パターン４３を形成するタイミングは、図３（ｄ）のように、電極接続領域４０を形成する工程（図３（ａ）〜（ｃ））の後であってもよいし、図４（ｃ）のように、膜４１を形成して電子部品３０を膜に搭載する工程（図４（ａ）、（ｂ））の後であって、電極接続領域４０を形成する工程（図４（ｄ））の前でもよい。また、図５（ｂ）のように、膜４１を形成する工程（図５（ａ））の後であって、電子部品３０を搭載し、電極接続領域４０を形成する工程（図５（ｃ）、（ｄ））の前であってもよい。 The timing of forming the circuit pattern 43 may be after the step of forming the electrode connection region 40 (FIGS. 3A to 3C) as shown in FIG. 3D, or may be after FIG. 4C. ), Which is after the step of forming the film 41 and mounting the electronic component 30 on the film (FIGS. 4A and 4B), and forming the electrode connection region 40 (FIG. 4D). )) May be in front. Further, as shown in FIG. 5B, after the step of forming the film 41 (FIG. 5A), the step of mounting the electronic component 30 and forming the electrode connection region 40 (FIG. 5C). ), (D)).

いずれのタイミングで行う場合も、基板１０の裏面側から基板１０を透過させて、膜４１の一部に、所定のパターンに光束１２を照射し、光束１２が照射されたパターンの導電性粒子を焼結する。これにより、電極接続領域４０と接続される回路パターン４３を形成する。 Regardless of the timing, the substrate 10 is transmitted from the back surface side of the substrate 10, a part of the film 41 is irradiated with the luminous flux 12 in a predetermined pattern, and the conductive particles of the pattern irradiated with the luminous flux 12 are irradiated. Sinter. As a result, the circuit pattern 43 connected to the electrode connection region 40 is formed.

この際、光束１２を走査することにより、所定の照射径の光束１２で所望の形状の回路パターンを形成することができる。また、マスク等を通して、所望のパターン形状にビーム形状を成形した光束１２を照射してもよい。 At this time, by scanning the luminous flux 12, it is possible to form a circuit pattern having a desired shape with the luminous flux 12 having a predetermined irradiation diameter. Further, the luminous flux 12 in which the beam shape is formed into a desired pattern shape may be irradiated through a mask or the like.

回路パターン４３も、電極接続領域４０と同様に、膜４１の一部のみに光束１２を照射することにより形成するため、焼結部の熱を周囲の膜４１および基板１０に熱伝導して放熱することができるため、基板１０の温度上昇を抑制することができる。よって、基板１０が薄いフレキシブルな樹脂等のように、熱により変形を生じやすいものであっても、光焼結による変形や歪、白濁等の変質を防止することができる。また、基板１０がフレキシブルである場合にはそのフレキシブル性を維持することができる。 Similar to the electrode connection region 40, the circuit pattern 43 is also formed by irradiating only a part of the film 41 with the luminous flux 12, so that the heat of the sintered portion is thermally conducted to the surrounding film 41 and the substrate 10 to dissipate heat. Therefore, the temperature rise of the substrate 10 can be suppressed. Therefore, even if the substrate 10 is easily deformed by heat, such as a thin flexible resin, it is possible to prevent deformation, distortion, cloudiness, and other deterioration due to photosintering. Further, when the substrate 10 is flexible, the flexibility can be maintained.

また、回路パターン４３も、電極接続領域４０と同様に、多孔質であることが望ましい。回路パターン４３に追随性が生じ、基板１０からはがれにくく、断線を生じにくいためである。 Further, it is desirable that the circuit pattern 43 is also porous as in the electrode connection region 40. This is because the circuit pattern 43 has followability, is less likely to be peeled off from the substrate 10, and is less likely to be disconnected.

回路パターン４３を形成する際に照射する光束１２が多孔質となるように、光束１２の照射エネルギーを調整することが望ましい。なお、回路パターン４３の直上には電子部品３０が搭載されていないため電子部品３０へ熱が伝導しない。よって、電極接続領域４０を光焼成するための光束１２の照射条件とは、異なる条件で回路パターン４３を焼成するための光束１２を照射することが望ましい。例えば、回路パターン４３を光焼成する際の単位面積当たりの照射エネルギーを、電極接続領域４０の光焼成する際よりも小さくすることで焼成を行うことができる。 It is desirable to adjust the irradiation energy of the light flux 12 so that the light flux 12 to be irradiated when forming the circuit pattern 43 becomes porous. Since the electronic component 30 is not mounted directly above the circuit pattern 43, heat is not conducted to the electronic component 30. Therefore, it is desirable to irradiate the light flux 12 for firing the circuit pattern 43 under conditions different from the irradiation conditions of the light flux 12 for light firing the electrode connection region 40. For example, firing can be performed by making the irradiation energy per unit area when light firing the circuit pattern 43 smaller than that when light firing the electrode connection region 40.

なお、図３または図４の製造工程は、電極接続領域４０と回路パターン４３の形成のための光束１２の照射を連続して、または、同時に照射することができるため、製造効率を向上させることができる。 In the manufacturing process of FIG. 3 or 4, the electrode connection region 40 and the light flux 12 for forming the circuit pattern 43 can be continuously or simultaneously irradiated to improve the manufacturing efficiency. Can be done.

第２の実施形態において、上述した以外の工程や構成は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。 In the second embodiment, steps and configurations other than those described above are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の電子デバイスの製造方法について説明する。 <Third embodiment>
The method of manufacturing the electronic device of the third embodiment will be described.

第３の実施形態では、第２の実施形態で形成する回路パターン４３に接続される第２の回路パターン４４を光焼成により形成する工程をさらに有する。第２の回路パターン４４は、回路パターン４３よりも厚さが大きく、電気抵抗が低い。これにより、外部電源からの電力を回路パターン４３まで効率よく伝導して、電子部品３０に供給することができる。 The third embodiment further includes a step of forming the second circuit pattern 44 connected to the circuit pattern 43 formed in the second embodiment by light firing. The second circuit pattern 44 has a larger thickness and a lower electrical resistance than the circuit pattern 43. As a result, the electric power from the external power source can be efficiently conducted to the circuit pattern 43 and supplied to the electronic component 30.

具体的には、図６（ａ）のように、導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液を、基板１０の表面に塗布することにより、膜４１よりも厚い、絶縁材料で被覆された導電性粒子の第２の膜４５を形成する。 Specifically, as shown in FIG. 6A, a solution in which conductive particles and an insulating material are dispersed, or a solution in which conductive particles coated with an insulating material layer are dispersed is applied to the surface of the substrate 10. By applying to, a second film 45 of conductive particles coated with an insulating material, which is thicker than the film 41, is formed.

そして、図６（ｂ）のように、第２の膜４５に対して、基板１０の裏面側から基板１０を透過させて光束１２を照射し、光束１２によって第２の膜４５の導電性粒子を焼結し、第２の回路パターン４４を形成する。 Then, as shown in FIG. 6B, the second film 45 is irradiated with the luminous flux 12 by transmitting the substrate 10 from the back surface side of the substrate 10, and the conductive particles of the second film 45 are irradiated by the luminous flux 12. Is sintered to form a second circuit pattern 44.

これらの工程は、図６（ｃ）〜（ｆ）に示した第２の実施形態で説明した電極接続領域４０および回路パターン４３を形成する工程の前に行うことができる。なお、図６（ｃ）〜（ｆ）の工程は、第２の実施形態で説明した図３〜図５等の他の工程に置き換えることが可能である。 These steps can be performed before the step of forming the electrode connection region 40 and the circuit pattern 43 described in the second embodiment shown in FIGS. 6C to 6F. The steps of FIGS. 6 (c) to 6 (f) can be replaced with other steps of FIGS. 3 to 5 described in the second embodiment.

また、第２の膜４５を形成する工程を、図７（ａ）〜（ｆ）のように、第２の実施形態で説明した工程の途中に行ってもよい。例えば、膜４５を形成する工程は、光束１２の照射により回路パターン４３を光焼成する工程（図７（ｅ））よりの前のいずれかの段階に、図７（ａ）のように行えばよく（他の例としては、たとえば、膜４１を形成した後に第２の膜４５を形成してもよい）、光束１２の照射により第２の回路パターン４４を光焼成する工程は、回路パターン４３を光焼成する工程（図７（ｅ））と同時または連続して図７（ｆ）のように行うことができる。これにより、膜４１と第２の膜４５に光束１２を同時にまたは連続して照射して回路パターン４３および第２の回路パターン４４を形成することができるため、製造効率を向上させることができる。なお、図７（ｂ）から（ｅ）の各工程は、第２の実施形態で説明した図３〜図５等の他の工程に置き換えることが可能である。 Further, the step of forming the second film 45 may be performed during the step described in the second embodiment as shown in FIGS. 7A to 7F. For example, the step of forming the film 45 may be performed as shown in FIG. 7A at any stage prior to the step of light firing the circuit pattern 43 by irradiation with the luminous flux 12 (FIG. 7 (e)). Well (as another example, for example, the second film 45 may be formed after forming the film 41), the step of light-burning the second circuit pattern 44 by irradiation with the luminous flux 12 is a process of photofiring the circuit pattern 43. Can be carried out simultaneously or continuously with the step of light firing (FIG. 7 (e)) as shown in FIG. 7 (f). As a result, the film 41 and the second film 45 can be irradiated with the luminous flux 12 simultaneously or continuously to form the circuit pattern 43 and the second circuit pattern 44, so that the manufacturing efficiency can be improved. It should be noted that each step of FIGS. 7B to 7E can be replaced with another step of FIGS. 3 to 5 described in the second embodiment.

なお、膜４５に含まれる導電性粒子は、ナノサイズ粒子のみとすることも可能であるし、ナノサイズ粒子に加えて、粒径が１μｍ以上であるマイクロサイズ粒子をさらに含む構成にすることも可能である。導電性粒子がナノ粒子とマイクロサイズ粒子を両方含むことにより、厚膜の第２の回路パターンを容易に形成することができる。具体的には、膜４５がナノ粒子とマイクロサイズ粒子を両方含むことにより、ナノ粒子のみを含む場合よりも、厚膜の膜４５を比較的容易に形成できる。また、膜４５がナノ粒子とマイクロサイズ粒子を両方含むことにより、光束１２を膜４５に照射した場合、導電性ナノ粒子が導電性マイクロ粒子よりも低温で溶融し、隣接する導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子と融合するため、ナノ粒子を起点として焼結が生じる。よって、膜４５がマイクロサイズ粒子のみを含む場合よりも、低温で焼結することが可能である。 The conductive particles contained in the film 45 may be only nano-sized particles, or may further include micro-sized particles having a particle size of 1 μm or more in addition to the nano-sized particles. It is possible. Since the conductive particles include both nanoparticles and micro-sized particles, a second circuit pattern of a thick film can be easily formed. Specifically, when the film 45 contains both nanoparticles and micro-sized particles, the thick film 45 can be formed relatively easily as compared with the case where the film 45 contains only nanoparticles. Further, since the film 45 contains both nanoparticles and micro-sized particles, when the film 45 is irradiated with the light beam 12, the conductive nanoparticles are melted at a lower temperature than the conductive nanoparticles, and the adjacent conductive nanoparticles and Since it fuses with the conductive microparticles, sintering occurs starting from the nanoparticles. Therefore, it is possible to sinter at a lower temperature than when the membrane 45 contains only micro-sized particles.

また、第２の回路パターン４４は、回路パターン４３や電極接続領域４０と同様に、多孔質であることが望ましい。よって、多孔質の第２の回路パターンが形成されるように、光束１２の照射エネルギーを、回路パターン４３の形成時と同様に調整することが望ましい。 Further, it is desirable that the second circuit pattern 44 is porous like the circuit pattern 43 and the electrode connection region 40. Therefore, it is desirable to adjust the irradiation energy of the luminous flux 12 in the same manner as when the circuit pattern 43 is formed so that the second porous circuit pattern is formed.

第２の回路パターン４４にマイクロ粒子を含有させる場合、含まれるマイクロサイズの導電性粒子は、粒径１μｍ〜１００μｍが望ましい。第２回路パターン４４の配線幅は、１０μｍ以上にすることができ、例えば１００μｍ程度に形成することが可能である。第２回路パターン４４の厚みは、１μｍ〜１００μｍ程度、例えば２０μｍ程度に形成することが可能である。また、第２回路パターン４４の電気抵抗値は、１０⁻⁴Ω/ｃｍ²以下であることが望ましく、特に、１０^−６Ω/ｃｍ²オーダー以下の低抵抗であることが望ましい。 When the second circuit pattern 44 contains microparticles, the micro-sized conductive particles contained preferably have a particle size of 1 μm to 100 μm. The wiring width of the second circuit pattern 44 can be 10 μm or more, and can be formed to, for example, about 100 μm. The thickness of the second circuit pattern 44 can be formed to be about 1 μm to 100 μm, for example, about 20 μm. Further, the electric resistance value of the second circuit pattern 44 is preferably ^10-4 Ω / cm ² or less, and particularly preferably a low resistance of ^10-6 Ω / cm ² order or less.

第３の実施形態において、上述した以外の工程や構成は、第１および第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。 In the third embodiment, the steps and configurations other than those described above are the same as those in the first and second embodiments, and thus the description thereof will be omitted.

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、第１の実施形態において図１に示したように、基板１０に配線パターン１１が予め設けられている。本実施形態では、図８（ａ），（ｂ）のように配線パターン１１と電極３１とが重なって配置されているが、配線パターン１１に光束１２を透過させるための開口等の光透過部１１ａを設けている。これにより、基板１０の裏面から照射した光束１２を、光透過部１１ａを通して膜４１に照射し、電極接続領域４０を設けることができる。これにより遮光性の配線パターン１１であっても、電極３１と重なるように配置できる。よって、配線パターン１１と電極接続領域４０と電極３１とが重なりあう面積を大きくすることができるため、配線パターン１１と電極３１と電気接合の信頼性を向上させることができる。また、配線パターン１１は、それ自体が光透過性を有するものであってもよく、その場合は、配線パターン１１に光透過部１１ａを設けなくても、配線パターン１１を通して膜４１に照射し、電極接続領域４０を設けることができる。光透過性を有する配線パターンとしては、ＩＴＯのような透明導電部材を利用してもよい。また、配線パターンに微細なメッシュ状とすることや光透過のための微細孔を設けることで、光透過性を有する配線パターンとしても良い。さらに、配線パターンの材料に多孔質なものを利用することで、光透過性を有する配線パターンとすることもできる。 <Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 1 in the first embodiment, the wiring pattern 11 is provided in advance on the substrate 10. In the present embodiment, the wiring pattern 11 and the electrode 31 are arranged so as to overlap each other as shown in FIGS. 8A and 8B, but a light transmitting portion such as an opening for transmitting the light flux 12 through the wiring pattern 11 11a is provided. As a result, the luminous flux 12 irradiated from the back surface of the substrate 10 can be irradiated to the film 41 through the light transmitting portion 11a to provide the electrode connection region 40. As a result, even the light-shielding wiring pattern 11 can be arranged so as to overlap the electrodes 31. Therefore, the area where the wiring pattern 11, the electrode connection region 40, and the electrode 31 overlap can be increased, so that the reliability of the wiring pattern 11, the electrode 31, and the electrical connection can be improved. Further, the wiring pattern 11 itself may have light transmission, and in that case, the film 41 is irradiated through the wiring pattern 11 without providing the light transmission portion 11a in the wiring pattern 11. The electrode connection region 40 can be provided. As the wiring pattern having light transmission, a transparent conductive member such as ITO may be used. Further, the wiring pattern may have a light transmissive shape by forming a fine mesh shape or providing fine holes for light transmission. Further, by using a porous material for the wiring pattern, it is possible to obtain a wiring pattern having light transmission.

＜第５の実施形態＞
第１〜第５の実施形態の製造方法により製造することができる電子回路デバイスの全体構成の例を図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。 <Fifth Embodiment>
An example of the overall configuration of the electronic circuit device that can be manufactured by the manufacturing method of the first to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, and 9C.

図９の電子回路デバイスは、回路パターンを備えた基板１０と、電子部品３０とを備えている。基板１０には、電子部品３０を搭載するための領域２０が設けられ、領域２０内には電子部品３０と電気的に接続される回路パターン４３（以下第１回路パターン４３と呼ぶ）が配置されている。また、基板１０には、第２回路パターン４４が配置され、第２回路パターン４４は、領域２０の周縁部で第１回路パターン４３に接続されている。第２回路パターン４４は、領域２０の外側に配置された電源６０から第１回路パターン４３に電流を供給する。 The electronic circuit device of FIG. 9 includes a substrate 10 having a circuit pattern and an electronic component 30. A region 20 for mounting the electronic component 30 is provided on the substrate 10, and a circuit pattern 43 (hereinafter referred to as a first circuit pattern 43) electrically connected to the electronic component 30 is arranged in the region 20. ing. Further, the second circuit pattern 44 is arranged on the substrate 10, and the second circuit pattern 44 is connected to the first circuit pattern 43 at the peripheral edge of the region 20. The second circuit pattern 44 supplies a current to the first circuit pattern 43 from the power supply 60 arranged outside the region 20.

第１回路パターン４３および電極接続領域４０は、粒径が１μｍ未満である導電性ナノ粒子を焼結した多孔質の導電体によって構成されている。光を照射した部分のみを焼結させて第１回路パターン４３および電極接続領域４０を形成するため、電子部品３０の電極３１のサイズおよび配置に合わせて、微細な第１回路パターン４３および電極接続領域４０を、所望の形状に形成することができる。膜４１の光を照射されていない領域がある場合は、焼結されないため非導電性のままであり、第１回路パターン４３に連続して残存する。なお、焼結されない非導電性の膜４１の領域は、残存させたままでもよいし、後の工程で除去してもよい。 The first circuit pattern 43 and the electrode connection region 40 are composed of a porous conductor obtained by sintering conductive nanoparticles having a particle size of less than 1 μm. Since only the portion irradiated with light is sintered to form the first circuit pattern 43 and the electrode connection region 40, the fine first circuit pattern 43 and the electrode connection are made according to the size and arrangement of the electrodes 31 of the electronic component 30. The region 40 can be formed in a desired shape. When there is a region of the film 41 that has not been irradiated with light, it remains non-conductive because it is not sintered, and remains continuously in the first circuit pattern 43. The region of the non-conductive film 41 that is not sintered may be left as it is, or may be removed in a later step.

第２回路パターン４４の厚さは、図９（ｂ）のように、第１回路パターン４３の厚さよりも大きい。本実施形態では、微細な配線が必要な、電子部品３０を搭載する領域２０内のみを第１回路パターン４３で形成し、領域２０の外側は厚膜の第２回路パターン４４によって構成することにより、電子部品３０への大きな電流の供給を可能にしている。 The thickness of the second circuit pattern 44 is larger than the thickness of the first circuit pattern 43, as shown in FIG. 9B. In the present embodiment, only the inside of the region 20 on which the electronic component 30 is mounted, which requires fine wiring, is formed by the first circuit pattern 43, and the outside of the region 20 is formed by the second circuit pattern 44 of the thick film. , It is possible to supply a large current to the electronic component 30.

なお、電源６０は必ずしも基板１０上に配置されていなくてもよい。例えば、基板１０に電源６０の代わりにコネクタを配置してもよい。この場合、基板１０に搭載されていない電源をケーブル等を介してコネクタに接続することができる。コネクタは、第２回路パターンに接続される。また、電源６０として太陽電池等の発電装置を用いることも可能である。 The power supply 60 does not necessarily have to be arranged on the substrate 10. For example, a connector may be arranged on the board 10 instead of the power supply 60. In this case, the power supply not mounted on the board 10 can be connected to the connector via a cable or the like. The connector is connected to the second circuit pattern. It is also possible to use a power generation device such as a solar cell as the power source 60.

基板１０は、図９（ｂ）、（ｃ）のように、湾曲した形状にすることも可能である。この場合、第１回路パターン４３および第２回路パターン４４は、湾曲した基板１０の表面に沿って配置されている。本実施形態では、電極接続領域４０、第１回路パターン４３および第２回路パターン４４は、導電性の粒子を光焼結させて形成した多孔質の導電体で形成されているため、可撓性があり、基板１０を湾曲させても断線しにくい。 The substrate 10 can also have a curved shape as shown in FIGS. 9B and 9C. In this case, the first circuit pattern 43 and the second circuit pattern 44 are arranged along the surface of the curved substrate 10. In the present embodiment, the electrode connection region 40, the first circuit pattern 43, and the second circuit pattern 44 are made of a porous conductor formed by photosintering conductive particles, and thus are flexible. Even if the substrate 10 is curved, it is difficult to break the wire.

上述してきたように、本実施形態の電子デバイス製造方法によれば、導電性粒子を光焼成することにより、基板に電子部品を実装する方法でありながら、光照射によるダメージを基板に与えにくく、かつ、フレキシブルな導電性領域を形成可能である。また、光を透過する基板１０の裏面側から光を照射することにより、電子部品３０の電極３１に接続される電極接続領域４０や、所望のパターンの回路パターン４３、４４を直接形成することができる。搭載後の電子部品３０の位置を基準として光照射することができるため、電子部品３０と電極接続領域４０との位置の誤差を防ぐことができ、位置ずれによる接続不良を低減することができる。よって、はんだ等の別途の接合材を不要とすることができる。 As described above, according to the method for manufacturing an electronic device of the present embodiment, although it is a method of mounting electronic components on a substrate by light-burning conductive particles, it is difficult to damage the substrate by light irradiation. Moreover, it is possible to form a flexible conductive region. Further, by irradiating light from the back surface side of the substrate 10 that transmits light, the electrode connection region 40 connected to the electrode 31 of the electronic component 30 and the circuit patterns 43 and 44 having a desired pattern can be directly formed. it can. Since light can be irradiated with reference to the position of the electronic component 30 after mounting, it is possible to prevent an error in the position of the electronic component 30 and the electrode connection region 40, and it is possible to reduce a connection failure due to misalignment. Therefore, it is possible to eliminate the need for a separate bonding material such as solder.

また、光の照射により、微細な第１回路パターンを高密度に形成することができるため、電子部品３０を高密度に搭載することが可能になる。 Further, since the fine first circuit pattern can be formed at high density by irradiating light, the electronic component 30 can be mounted at high density.

さらに、電子部品３０の搭載ずれ、接合材供給ずれ（位置・量）を予測した回路パターンを設計する必要がないため、第１回路パターン４３をより高精細に設計することができ、電子部品３０をより高密度に搭載することが可能となる。 Further, since it is not necessary to design a circuit pattern that predicts mounting deviation and bonding material supply deviation (position / amount) of the electronic component 30, the first circuit pattern 43 can be designed with higher definition, and the electronic component 30 can be designed. Can be mounted at a higher density.

また、第１回路パターンを、厚膜の第２回路パターン４４と連結して形成することができる。よって、低抵抗の厚膜の第２回路パターン４４から大きな電流を第１回路パターン４３を介して電子部品３０に供給することができる。 Further, the first circuit pattern can be formed by connecting with the thick film second circuit pattern 44. Therefore, a large current can be supplied from the low-resistance thick film second circuit pattern 44 to the electronic component 30 via the first circuit pattern 43.

電子部品３０の搭載後に電極接続領域４０を形成することができるため、電子部品３０の搭載位置精度が向上する。さらに、電子部品３０の端子部よりも小さいエリアで、電極接続領域４０と電極との電気接続と固着も可能になる。また、電子部品３０の基板１０への搭載と同時に持続的な固定が可能になるため、生産タクトアップなどが図れる。 Since the electrode connection region 40 can be formed after the electronic component 30 is mounted, the mounting position accuracy of the electronic component 30 is improved. Further, the electrode connection region 40 and the electrode can be electrically connected and fixed in an area smaller than the terminal portion of the electronic component 30. Further, since the electronic component 30 can be continuously fixed at the same time as being mounted on the substrate 10, the production tact can be improved.

本実施形態によれば、種々の電子部品を高精度に、高密度に、少ない製造工程で一括して実装して、電子デバイスを製造できる。また、光を照射する位置を制御することで、回路パターンを容易に変更できるため、設計変更にも容易に対応することができる。 According to this embodiment, various electronic components can be collectively mounted with high accuracy, high density, and a small number of manufacturing steps to manufacture an electronic device. Further, since the circuit pattern can be easily changed by controlling the position of irradiating the light, it is possible to easily respond to the design change.

なお、上述してきた実施形態では、光束を照射して焼結を行ったが、膜の一部分のみにエネルギーを供給し加熱する方法であれば、光束照射以外の方法を用いても同様の作用および効果が得られる。例えば、マイクロ波を収束して照射する方法や、膜に針状の探触子を接触または接近させて、電流や電力を局所的に供給する方法を用いることができる。 In the above-described embodiment, the sintering is performed by irradiating the light flux, but if the method is to supply energy to only a part of the film and heat it, the same operation can be obtained by using a method other than the light flux irradiation. The effect is obtained. For example, a method of converging and irradiating microwaves, or a method of locally supplying current or electric power by bringing a needle-shaped probe into contact with or approaching a film can be used.

本実施形態の電子デバイスは、電子部品を基板に搭載したデバイスであればどのようなものでも適用可能である。例えば、自動車のインストルメント・パネル（計器表示盤）やゲーム機の表示部等に適用できる。また、基板を湾曲させることができるため、ウエアラブル（体に装着可能な）な電子デバイス（メガネ、時計、ディスプレイ、医療機器等）や、湾曲したディスプレイに適用可能である。 The electronic device of the present embodiment can be applied to any device as long as the electronic component is mounted on the substrate. For example, it can be applied to an instrument panel (instrument display panel) of an automobile, a display unit of a game machine, or the like. Further, since the substrate can be bent, it can be applied to wearable (wearable on the body) electronic devices (glasses, watches, displays, medical devices, etc.) and curved displays.

１０・・・基板、２０・・・電子部品搭載のための領域、３０・・・電子部品、３１・・・電極、４０・・・電極搭載領域、４３・・・回路パターン、４１・・・膜、４４・・・第２回路パターン

10 ... Substrate, 20 ... Area for mounting electronic components, 30 ... Electronic components, 31 ... Electrodes, 40 ... Electrode mounting area, 43 ... Circuit patterns, 41 ... Membrane, 44 ... 2nd circuit pattern

Claims

導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された前記導電性粒子が分散された溶液を、光を透過する基板の表面に塗布し、前記絶縁材料で被覆された前記導電性粒子の膜を形成する第１工程と、
電極を有する電子部品を、前記電極が前記膜に接するように搭載する第２工程と、
前記膜の前記電極直下の領域に、前記基板の裏面側から前記基板を透過させて所定の照射径の光束を照射し、前記膜の一部の領域のみの前記導電性粒子を焼結し、前記電極および前記基板の前記電極に対向する面にそれぞれ固着した導電性の電極接続領域を形成する第３工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A solution in which conductive particles and an insulating material are dispersed, or a solution in which the conductive particles coated with an insulating material layer are dispersed is applied to the surface of a light-transmitting substrate and coated with the insulating material. The first step of forming a film of the conductive particles
The second step of mounting the electronic component having the electrode so that the electrode is in contact with the film, and
The region directly below the electrode of the film is irradiated with a light beam having a predetermined irradiation diameter by transmitting the substrate from the back surface side of the substrate, and the conductive particles of only a part of the region of the film are sintered. A method for manufacturing an electronic device, which comprises a third step of forming a conductive electrode connecting region fixed to each of the electrode and a surface of the substrate facing the electrode.

請求項１に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第３工程で形成される前記電極接続領域は、多孔質であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the electrode connecting region formed in the third step is porous.

請求項１または２に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第３工程で照射する前記光束は、レーザー光であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1 or 2, wherein the luminous flux irradiated in the third step is laser light.

請求項１に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記光束の前記膜への照射径は、前記電極よりも小さいことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the irradiation diameter of the light beam to the film is smaller than that of the electrode.

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第１工程の後で前記第２工程の前、または、前記第２工程の後で第３工程の前に、前記第３工程で前記電極接続領域を形成する領域以外の、前記膜の一部に前記基板の裏面側から前記基板を透過させて、所定のパターンに光束を照射し、前記光束が照射されたパターンの前記導電性粒子を焼結することにより、前記第３工程で前記電極接続領域が形成された場合に前記電極接続領域と接する回路パターンを形成する第４工程をさらに有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electronic device is manufactured after the first step and before the second step, or after the second step and before the third step. In addition, a part of the film other than the region forming the electrode connection region in the third step is transmitted through the substrate from the back surface side of the substrate to irradiate a predetermined pattern with a light beam, and the light beam is irradiated. It is characterized by further having a fourth step of forming a circuit pattern in contact with the electrode connecting region when the electrode connecting region is formed in the third step by sintering the conductive particles of the formed pattern. The manufacturing method of the electronic device.

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第３工程の後に、前記膜の一部に、前記基板の裏面側から前記基板を透過させて、所定のパターンに光束を照射し、前記光束が照射されたパターンの前記導電性粒子を焼結することにより、前記電極接続領域と接続された回路パターンを形成する第４工程をさらに有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein after the third step, the substrate is permeated through a part of the membrane from the back surface side of the substrate. The pattern is further irradiated with a light beam, and the conductive particles of the pattern irradiated with the light beam are sintered to form a circuit pattern connected to the electrode connection region. How to manufacture electronic devices.

請求項５または６に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第３工程および前記第４工程の少なくとも一方では、前記光束を走査することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 5 or 6, wherein at least one of the third step and the fourth step scans the luminous flux.

請求項５ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第４工程の光束の照射条件は、前記第３工程の光束の照射条件とは異なることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 5 to 6, wherein the irradiation condition of the light flux in the fourth step is different from the irradiation condition of the light flux in the third step. Manufacturing method of electronic device.

請求項８に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記光束の前記膜への単位面積当たりの照射エネルギーは、前記第３工程の方が第４工程よりも大きいことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 8, wherein the irradiation energy of the luminous flux to the film per unit area is larger in the third step than in the fourth step. Manufacturing method.

請求項５ないし９のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された前記導電性粒子が分散された溶液を、前記基板の表面に塗布することにより、前記第１工程で形成する膜よりも厚い、前記絶縁材料で被覆された前記導電性粒子の第２の膜を形成する第５工程と、
前記第２の膜に対して、前記基板の裏面側から前記基板を透過させて光束を照射し、前記光束によって前記第２の膜の導電性粒子を焼結することにより、第２の回路パターンを形成する第６工程とをさらに有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 5 to 9, wherein a solution in which conductive particles and an insulating material are dispersed, or the conductive particles coated with an insulating material layer are dispersed. By applying the prepared solution to the surface of the substrate, a fifth step of forming a second film of the conductive particles coated with the insulating material, which is thicker than the film formed in the first step. ,
A second circuit pattern is obtained by irradiating the second film with a luminous flux by transmitting the substrate from the back surface side of the substrate and sintering the conductive particles of the second film with the luminous flux. A method for manufacturing an electronic device, which further comprises a sixth step of forming the electronic device.

請求項１０に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第５および第６工程を前記第１工程の前に行うことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 10, wherein the fifth and sixth steps are performed before the first step.

請求項１０に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第５工程を前記第４工程よりも前のいずれかの段階に行い、前記第６工程を前記第４工程と同時または連続して行うことにより、前記膜と前記第２の膜に光束を同時にまたは連続して照射することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 10, wherein the fifth step is performed at any stage prior to the fourth step, and the sixth step is performed simultaneously or continuously with the fourth step. A method for manufacturing an electronic device, which comprises simultaneously or continuously irradiating the film and the second film with a luminous flux.

請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第１工程で形成される前記膜に含まれる前記導電性粒子は、粒径が１μｍ未満であるナノサイズ粒子を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 12, wherein the conductive particles contained in the film formed in the first step have a particle size of less than 1 μm. A method for manufacturing an electronic device, which comprises particles.

請求項１３に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第１工程で形成される前記膜に含まれる前記導電性粒子は、前記ナノサイズ粒子に加えて、粒径が１μｍ以上であるマイクロサイズ粒子をさらに含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 13, wherein the conductive particles contained in the film formed in the first step are micro particles having a particle size of 1 μm or more in addition to the nano-sized particles. A method for manufacturing an electronic device, which comprises further containing size particles.

請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第５工程で形成される前記第２の膜に含まれる前記導電性粒子は、粒径１μｍ未満のナノサイズ粒子と、粒径が１μｍ以上であるマイクロサイズ粒子とを含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 10 to 12, wherein the conductive particles contained in the second film formed in the fifth step are nano particles having a particle size of less than 1 μm. A method for manufacturing an electronic device, which comprises sized particles and micro-sized particles having a particle size of 1 μm or more.

請求項１０、１１、１２および１５のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記第６工程で形成される前記第２の回路パターンは、多孔質であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 10, 11, 12 and 15, wherein the second circuit pattern formed in the sixth step is porous. How to manufacture electronic devices.

請求項１に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記基板には、予め遮光性の回路パターンが形成され、前記第２工程では、前記電子部品の前記電極は、前記遮光性の回路パターンと一部が重なるように配置され、
前記第３工程では、前記基板の裏面側から、前記電極の直下の前記膜のさらに直下の、前記遮光性の回路パターンの一部に形成された光透過部に前記光束を照射することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein a light-shielding circuit pattern is formed in advance on the substrate, and in the second step, the electrodes of the electronic component have the light-shielding circuit pattern. Is arranged so that part of it overlaps with
The third step is characterized in that the light flux is irradiated from the back surface side of the substrate to the light transmitting portion formed in a part of the light-shielding circuit pattern directly below the film directly under the electrode. The manufacturing method of the electronic device.

請求項１に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記基板には、予め光透過性の回路パターンが形成され、前記第２工程では、前記電子部品の前記電極は、前記光透過性の回路パターンと一部が重なるように配置され、
前記第３工程では、前記基板の裏面側から、前記電極の直下の前記膜のさらに直下の、前記光透過性の回路パターンに前記光束を照射することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein a light-transmitting circuit pattern is formed in advance on the substrate, and in the second step, the electrode of the electronic component has the light-transmitting property. Arranged so that it partially overlaps the circuit pattern,
The third step is a method for manufacturing an electronic device, which comprises irradiating the light-transmitting circuit pattern directly below the film directly below the electrode from the back surface side of the substrate with the luminous flux.

光透過性の基板と、前記基板に配置された回路パターンと、前記基板上に搭載された。電極を有する電子部品と、前記回路パターンと前記電極とを接続する電極接続領域とを有し、
前記回路パターンと前記電極接続領域は、いずれも多孔質の導電体からなり、前記回路パターンは、前記基板の表面に、前記電極接続領域は、前記基板の表面と前記電極に、それぞれ直接固着していることを特徴とする電子デバイス。 A light-transmitting substrate, a circuit pattern arranged on the substrate, and mounted on the substrate. It has an electronic component having an electrode and an electrode connecting region connecting the circuit pattern and the electrode.
The circuit pattern and the electrode connection region are both made of a porous conductor, and the circuit pattern is directly fixed to the surface of the substrate, and the electrode connection region is directly fixed to the surface of the substrate and the electrode. An electronic device characterized by being

請求項１９の電子デバイスであって、前記回路パターンは、光透過性であることを特徴とする電子デバイス。 The electronic device according to claim 19, wherein the circuit pattern is light transmissive.