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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-123633(P2020-123633A)
(43)【公開日】2020年8月13日
(54)【発明の名称】配線構造の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/60 20060101AFI20200717BHJP
   H05K 3/36 20060101ALI20200717BHJP
【FI】
   H01L21/60 311S
   H01L21/92 604E
   H05K3/36 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2019-13618(P2019-13618)
(22)【出願日】2019年1月29日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成28年度国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・プロセス基盤技術開発/次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・プロセス基盤技術開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】DIC株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100126882
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 光永
(72)【発明者】
【氏名】岡本 朋子
(72)【発明者】
【氏名】岩田 和志
(72)【発明者】
【氏名】益子 剛明
【テーマコード(参考)】
5E344
5F044
【Fターム(参考)】
5E344AA01
5E344AA22
5E344BB02
5E344CD14
5E344CD38
5E344DD10
5E344EE13
5F044LL07
5F044LL17
5F044RR17
5F044RR18
5F044RR19
(57)【要約】
【課題】低温低圧の接合条件で接合対象となる配線層同士を接続し、配線層の狭ピッチ化が可能な配線構造の製造方法を提供する。
【解決手段】第1導電層と第2導電層と1以上のバンプとを有する配線構造の製造方法であって、第1導電層の第1面上に、導電性粒子を含む導電ペーストを用いて、尖塔型の先端部を有し、先端の曲率半径が1μm以上40μm以下のバンプ前駆体を1以上形成し、第1面と第2導電層の一方の表面である第2面とを対向配置し、1以上のバンプ前駆体の先端と第2面とを圧着する、配線構造の製造方法とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1導電層と、第2導電層と、前記第1導電層と前記第2導電層との間に位置する1以上のバンプとを有する配線構造の製造方法であって、
第1導電層の一方の表面である第1面上に、導電性粒子を含む導電ペーストを用いて、前記第1面に対して垂直方向上方に尖塔型の先端部を有し、先端の曲率半径が1μm以上40μm以下のバンプ前駆体を1以上形成し、
前記第1面と前記第2導電層の一方の表面である第2面とを対向配置し、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、配線構造の製造方法。
【請求項2】
前記バンプ前駆体のアスペクト比が、0.2以上0.8以下である、請求項1に記載の配線構造の製造方法。
【請求項3】
前記バンプ前駆体を、スクリーン印刷によって形成する、請求項1又は2に記載の配線構造の製造方法。
【請求項4】
前記バンプ前駆体を、ディスペンサによる前記導電ペーストの吐出によって形成する、請求項1又は2に記載の配線構造の製造方法。
【請求項5】
前記バンプ前駆体を形成する前に、前記第1面をプラズマ処理する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項6】
1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する前に、前記バンプ前駆体の表面及び前記第2面のいずれか一方又は両方をプラズマ処理する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項7】
前記第1面と前記第2面との間に、前記第1面と前記第2面との間の距離を規制する1以上のダミーバンプを配置した後、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項8】
前記第1導電層が、第1配線基板の一方の表面に位置する配線層である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項9】
前記第2導電層が、第2配線基板の一方の表面に位置する配線層である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項10】
前記第2導電層が、表面実装部品の一方の表面に位置する複数のランド端子である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項11】
湾曲した前記第1面と前記第2面とを対向配置し、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【請求項12】
1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着した後、前記第1面と前記第2面とを湾曲する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の配線構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型軽量化、多機能化に伴い、電子機器に搭載される配線基板においても高密度実装に対する狭ピッチ化の要求が高まっている。係る要求に対応するため、複数の絶縁性基材と導電性パターンとを交互に積み重ねて多層配線基板を形成する技術や、多層配線基板上に電子部品を実装する技術の開発が進められている。
【0003】
導電性パターン同士を接続する配線構造の製造方法として、TAB(Tape Automated Bonding)法、ACP(Anisotropic Conductive Paste)法及びバンプ法等が一般的に知られている。このうち、バンプ法にて用いられるバンプの種類には、半田バンプ、ワイヤーボンディングバンプ、銅めっきバンプ、及び導電性ペーストバンプ等が挙げられる。
【0004】
特許文献1は、フォトリソグラフィー技術により金属バンプを作製する方法を開示している。金属バンプは、接着剤層を介して被接続体の接続パットに圧着されている。
特許文献2は、開口を有する印刷製版を用い、導電性ペーストを基板上に印刷してバンプを作製することを開示している。バンプは、実装基板と外部導体部材とを電気的に接続するものであり、実装基板と外部導体部材との間に非導電性接着剤が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第3770794号公報
【特許文献2】特許第5513417号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載の金属バンプは、形成する際にフォトリソグラフィー技術を必要とすることから製造コストが高い。また、金属バンプを用いた接続パットとの接続圧着は、高温で行う必要があるため、配線構造には耐熱性を有する材料を使用する必要がある。
一方、特許文献2に記載の導電性ペーストを用いて形成するバンプ(以下、導電性ペーストバンプという)は、形成に複数回の印刷及び乾燥を要するため、生産性が低い。また、導電性ペーストバンプは、導電性パターン同士を圧着接続する際に大きく潰れるため、隣接する導電性ペーストバンプ間で短絡するおそれがあり、狭ピッチ化への対応が困難である。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低温低圧の接合条件で接合対象となる配線層同士を接続し、配線層の狭ピッチ化が可能な配線構造の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は以下の態様を有する。
[1] 第1導電層と、第2導電層と、前記第1導電層と前記第2導電層との間に位置する1以上のバンプとを有する配線構造の製造方法であって、
第1導電層の一方の表面である第1面上に、導電性粒子を含む導電ペーストを用いて、前記第1面に対して垂直方向上方に尖塔型の先端部を有し、先端の曲率半径が1μm以上40μm以下のバンプ前駆体を1以上形成し、
前記第1面と前記第2導電層の一方の表面である第2面とを対向配置し、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、配線構造の製造方法。
[2] 前記バンプ前駆体のアスペクト比が、0.2以上0.8以下である、[1]に記載の配線構造の製造方法。
[3] 前記バンプ前駆体を、スクリーン印刷によって形成する、[1]又は[2]に記載の配線構造の製造方法。
[4] 前記バンプ前駆体を、ディスペンサによる前記導電ペーストの吐出によって形成する、[1]又は[2]に記載の配線構造の製造方法。
[5] 前記バンプ前駆体を形成する前に、前記第1面をプラズマ処理する、[1]乃至[4]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[6] 1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する前に、前記バンプ前駆体の表面及び前記第2面のいずれか一方又は両方をプラズマ処理する、[1]乃至[5]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[7] 前記第1面と前記第2面との間に、前記第1面と前記第2面との間の距離を規制する1以上のダミーバンプを配置した後、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、[1]乃至[6]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[8] 前記第1導電層が、第1配線基板の一方の表面に位置する配線層である、[1]乃至[7]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[9] 前記第2導電層が、第2配線基板の一方の表面に位置する配線層である、[1]乃至[8]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[10] 前記第2導電層が、表面実装部品の一方の表面に位置する複数のランド端子である、[1]乃至[8]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[11] 湾曲した前記第1面と前記第2面とを対向配置し、1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着する、[1]乃至[10]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
[12] 1以上の前記バンプ前駆体の先端と前記第2面とを圧着した後、前記第1面と前記第2面とを湾曲する、[1]乃至[10]のいずれかに記載の配線構造の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、低温低圧の接合条件で接合対象となる配線層同士を接続し、配線層の狭ピッチ化が可能な配線構造の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】第1実施形態の配線構造の製造方法に適用可能な配線構造の構成の一例を示す断面模式図である。
図2】第1実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図3】第1実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図4】第1実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図5】第2実施形態の配線構造の製造方法に適用可能な配線構造の構成の一例を示す断面模式図である。
図6】第2実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図7】第2実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図8】第2実施形態の配線構造の製造方法を説明するための断面模式図である。
図9】実施例2に用いたバンプ前駆体と比較例1に用いたバンプ前駆体との断面形状(断面プロファイル)を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図を参照しながら、本発明の一態様における配線構造の製造方法について説明する。以下の複数の実施形態では、好ましい例や条件を共有してもよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、数、量、位置及び形状等について変更、省略及び置換等してもよい。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてあることがある。
【0012】
<第1の実施形態>
先ず、本発明の配線構造の製造方法を適用した第1の実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の配線構造の製造方法に適用可能な配線構造の構成の一例を示す断面模式図である。図1に示すように、本実施形態に適用可能な配線構造1は、第1配線基板2と、第2配線基板3と、第1配線層(第1導電層)4と、第2配線層(第2導電層)5と、導電性粒子6を含むバンプ7と、絶縁層8とを備える。また、配線構造1は、ダミーバンプ9を有していてもよい。
配線構造1は、いわゆるFOF(Film On Film)構造である。
【0013】
第1配線基板2は、第1基材10と、第1基材10の一方の表面に位置する第1配線層4とを有する。
第2配線基板3は、第2基材11と、第2基材11の一方の表面に位置する第2配線層5とを有する。
第1配線基板2と第2配線基板3とは、第1配線層4の表面4Aと第2配線層5の表面5Aとが対向して配置される。
バンプ7は、表面4Aと第2配線層5の表面5Aとの間に位置し、バンプ7の導電性粒子6により、第1配線層4と第2配線層5とを電気的に接続する。
絶縁層8は、第1配線基板2と第2配線基板3との間を充填しており、第1配線基板2と第2配線基板3とを接着する接着剤の硬化物である。
ダミーバンプ9は、第1配線基板2と第2配線基板3との間の距離(クリアランス)を確保する。
【0014】
第1配線基板2は、第1基材10と、第1配線層4とを少なくとも有し、第1基材10と第1配線層4との積層部分を含む単層の配線基板であってもよいし、多層配線基板であってもよい。第1配線基板2は、可撓性を有するプリント配線基板(FPC)でもよい。
【0015】
第1配線基板2は、曲面を有してもよい。曲面は第1配線基板2の一部であってもよいし、全体が曲面を形成していてもよい。第1配線基板2の曲面の曲率半径は、例えば50mm以上1000mm以下である。第1配線基板2の曲面部分にバンプ7が位置してもよい。
【0016】
第1基材10に含まれる材料としては、市販のプラスチックフィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン(TPU,Thermoplastic Polyurethane)及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。第1基材10は、これらの材料のうち1つのみ含んでいてもよいし、2以上を含んでいてもよい。
【0017】
第1配線層4は、第1配線基板2の一方の表面上に形成されている配線である。第1配線層4は、例えばめっきやスクリーン印刷等により第1基材10上に所望のパターンで形成される。第1配線層4のうち、配線の途中又は端部が電極となる。電極となる配線は、銅、金、ニッケル、銀、錫、アルミ、若しくは鉛、又はこれらのうち少なくとも1種を含む合金を含む。第1配線層4は、配線上に他の導電層が形成されている多層構造であってもよい。例えば、第1配線層4は、銅配線上に、金めっき、ニッケルめっき、錫めっき、鉛めっきのうち少なくとも一つが施されている多層構造であってもよい。
【0018】
第1配線層4のうち、電極となる配線の幅は、50μm以上400μm以下であることが好ましく、100μm以上200μm以下であることがより好ましい。電極となる配線の幅が上記好ましい範囲内であると、フレキシブル配線基板の電気的な接続を十分確保でき、且つ適用されるデバイスの小型化や高集積化に寄与することができる。
【0019】
電極となる配線間のピッチdは、100μm以上1000μm以下であることが好ましく、200μm以上400μm以下であることがより好ましい。ピッチdが上記好ましい範囲内であると、フレキシブル配線基板の電気的な接続を十分確保でき、且つ適用されるデバイスの小型化や高集積化に寄与することができる。なお、配線間のピッチdとは、隣り合う配線の中心間の距離を意味する。
【0020】
電極となる配線間のスペースは、50μm以上800μm以下であることが好ましく、100μm以上300μm以下であることがより好ましい。配線間のスペースが上記好ましい範囲内であると、バンプ7と第2配線層5の表面5Aとの圧着後に隣り合うバンプ7がショートし難い。なお、配線間のスペースとは、隣り合う配線の端部間の距離を意味する。一般的に、配線間のスペースは、配線間のピッチの4分の1以上2分の1以下である。
【0021】
第2配線基板3は、第2基材11と、第2配線層5とを少なくとも有し、第2基材11と第2配線層5との積層部分を含む単層の配線基板であってもよいし、多層配線基板であってもよい。第2配線基板3は、可撓性を有するプリント配線基板であってもよい。
【0022】
第2配線基板3は、曲面を有してもよい。曲面は第2配線基板3の一部であってもよいし、全体が曲面を形成していてもよい。第2配線基板3の曲面の曲率半径は、上述した第1配線基板2と同程度とすることができる。第2配線基板3の曲面部分にバンプ7が位置してもよい。
【0023】
第2基材11に含まれる材料としては、市販のプラスチックフィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン(TPU,Thermoplastic Polyurethane)等が挙げられる。第2基材11は、これらの材料のうち1つのみ含んでいてもよいし、2以上を含んでいてもよい。
【0024】
第2配線層5は、第2配線基板3の一方の表面上に形成されている配線である。第2配線層5は、上述した第1配線層4と同じ方法により形成できる。第2配線層5のうち、配線の途中又は端部が電極となる。電極となる配線は、銅、金、ニッケル、銀、錫、アルミ、若しくは鉛、又はこれらのうち少なくとも1種を含む合金を含む。第2配線層5は、第1配線層4と同様に、多層構造であってもよい。
【0025】
第2配線層5のうち、電極となる配線間のピッチは、第1配線層4の電極となる配線間のピッチdと同じ値であることが好ましい。なお、配線間のピッチとは、隣り合う配線の中心間の距離を意味する。
【0026】
電極となる配線の幅は、50μm以上400μm以下であることが好ましく、100μm以上200μm以下μmであることがより好ましい。電極となる配線の幅が上記好ましい範囲内であると、バンプ7と第2配線層5の電極となる配線の表面との圧着後に、隣り合うバンプ7同士が短絡(ショート)し難い。
【0027】
バンプ7は、第1配線層4の表面4Aと第2配線層5の表面5Aとの間に位置する。具体的には、第1配線層4のうち電極となる配線の一本と、第2配線層5のうち電極となる配線の一本との間に、一つのバンプ7がそれぞれ位置する。
【0028】
バンプ7は、導電性粒子6を含み、さらにバインダー樹脂を含んでいてもよい。
導電性粒子6は、Ag、Cu、Au、Ni、Sn、Pb,Sb、Bi、In、Si若しくはGe、それらの少なくとも1種以上を含む合金、又は、それらの1種以上を含む化合物を含有する。導電性粒子6の平均粒径は、0.05μm以上50μm以下であることが好ましく、0.1μm以上10μm以下であることがより好ましい。導電性粒子6の平均粒径が上記好ましい範囲内であると、ディスペンサで塗布した際にノズルの詰まりが発生しにくく好適である。
【0029】
導電性粒子6の平均粒径は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置を用いて測定された値であると定義する。具体的には、レーザー回折粒度分布計(HORIBA社製、型番:LA−960)を用い、測定対象物0.5gを、エタノール溶液10mlに投入し、測定対象物を分散させた分散液を得る。得られた分散液について粒度分布を測定し、体積基準の累積粒度分布曲線を得る。得られた累積粒度分布曲線において、50%累積時の微小粒子側から見た粒子径(D50)の値を、平均粒径とする。
【0030】
バンプ7の上面及び底面の直径は、それぞれ5μm以上1000μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましい。バンプ7の上面及び底面の直径が10μm以上100μm以下であると、配線構造1が適用されるデバイスの小型化や高集積化に寄与することができる。なお、バンプ7の上面及び底面とは、第1配線層4のうち電極となる配線との接触面と、第2配線層5のうち電極となる配線との接触面とのうち、大きい方を底面、小さい方を上面というものとする。
【0031】
バンプ7の高さは、特に限定されず、バンプ7の底面の直径に応じて設定してもよい。例えば、バンプ7の底面の直径の0.2倍以上0.8倍以下とすることができる。この場合、バンプ7のアスペクト比(高さ/底面の直径)は、0.2以上0.8以下となる。具体的には、バンプ7の高さは、10μm以上200μm以下であることが好ましく、20μm以上80μm以下であることがより好ましい。バンプ7の底面の直径及び高さは、包埋処理で樹脂に埋め込んだフレキシブル基板を、研磨によりバンプ面で面出しを行い、光学顕微鏡(OLYMPUS社製、型番:BX−53M)を用いて測定した値である。
【0032】
絶縁層8は、1以上のバンプ7を覆うように第1配線基板2と第2配線基板3との間に位置する。絶縁層8は、第1配線基板2と第2配線基板3との間に充填された樹脂成分である。絶縁層8は、第1配線基板2と第2配線基板3とを密着させる。絶縁層8は、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、及び熱硬化樹脂等の硬化物を適用できる。これらの中でも熱硬化性樹脂を用いることが、十分な剥離強度が得られる点で好ましい。具体的には、絶縁層8として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【0033】
絶縁層8と第2配線基板3との剥離強度は、1N/cm以上20N/cm以下であることが好ましく、3N/cm以上20N/cm以下であることがより好ましい。上記剥離強度が上述した好ましい範囲内であると、配線構造1を湾曲させる等、曲げ応力を加えても絶縁層8と第2配線基板3との界面にて剥離が生じ難い。
【0034】
絶縁層8と第2配線基板3との剥離強度は、ピール試験機(例えばAIKOH社製、型番:FTN4−15A)を用いて、90°剥離試験により測定できる。
【0035】
本実施形態の配線構造1は、第1配線基板2と第2配線基板3との間に、ダミーバンプ9が配置されていてもよい。
ダミーバンプ9は、第1配線基板2と第2配線基板3との間の、バンプ7がない空間に位置する。本実施形態の配線構造1では、バンプ7は導電ペーストによって形成されるため、弾性率が低く変形しやすい。そこで、第1配線基板2と第2配線基板3との間の、バンプ7がない空間に1つ以上のダミーバンプ9を配置することで、第1配線基板2と第2配線基板3との間の距離を所定の間隔により安定して保つことができる。
【0036】
ダミーバンプ9の材料としては、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アクリル/スチレン樹脂(アクリレートとスチレンとの共重合体)、ポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、自ビニルベンゼン架橋体等が挙げられる。ダミーバンプ9の形状は特に限定されず、球形及び柱状等であってもよい。ダミーバンプ9の最大寸法は、第1配線基板2と第2配線基板3との間の距離よりも大きく、例えば、10μm以上200μm以下であることが好ましく、50μm以上150μm以下であることがより好ましい。ダミーバンプ9の数は、第1配線基板2の1mm四方当たり2個以上200個以下であることが好ましい。
【0037】
上述の構成を有する配線構造1は、バンプ7によって接続する配線間の狭ピッチ化が可能である。
【0038】
次に、本実施形態の配線構造1の製造方法の一例について、図2図4を参照して説明する。図2図4は、本実施形態の配線構造1の製造方法を説明するための断面模式図である。
本実施形態の配線構造1の製造方法は、上述したように第1配線層(第1導電層)4と、第2配線層(第2導電層)5と、第1配線層4と第2配線層5との間に位置する1以上のバンプ7とを有する配線構造1の製造方法であって、第1配線層4の一方の表面である第1面4A上に、導電性粒子6を含む導電ペーストを用いて、第1面4Aに対して垂直方向上方に尖塔型の先端部を有し、先端12Aの曲率半径が1μm以上40μm以下のバンプ前駆体12を1以上形成し、第1面4Aと第2配線層5の一方の表面である第2面5Aとを対向配置し、1以上のバンプ前駆体12の先端12Aと第2面5Aとを圧着するものである。
【0039】
先ず、図2に示すように、第1基材10の一方の表面上にスクリーン印刷法等により導電ペーストを印刷することで、電極となる配線を含む第1配線層4を形成した第1配線基板2を用意する。
次いで、第1配線層4の第1面4A上(すなわち、電極となる配線上)に、導電ペーストを用いて、尖塔型の先端部を有するバンプ前駆体12を形成する。
【0040】
導電ペーストは、少なくとも導電性粒子6を含むものであれば、特に限定されない。
導電ペーストとしては、せん断速度が10s−1のときの粘度が100Pa・s以上200Pa・s以下であり、せん断速度が100s−1のときの粘度が5Pa・s以上30Pa・s以下であるものが好ましい。なお、導電ペーストの粘度は、コーンプレート型粘度計で測定する粘度の値である。
【0041】
バンプ前駆体12は、電極となる配線上に、ディスペンサによる導電ペーストの吐出によって形成する。
【0042】
ディスペンサは、導電ペーストの吐出が可能なものであれば、特に限定されない。このようなディスペンサとしては、例えば、エンジニアリングシステム社製「R−jet」等が挙げられる。ディスペンサから導電ペーストを吐出する際の条件としては、シリンジ背圧(空圧):0.1〜0.3MPa、R−unitの空圧:0.1〜0.3MPa、塗布時間:0.01〜0.5秒、ノズル内径:40μmとすることが好ましい。ディスペンサからの1回の吐出によって、1つのバンプ前駆体12を形成することが好ましい。
【0043】
導電ペーストによって形成したバンプ前駆体12は、後述するバンプ前駆体12と第2配線基板3との圧着時にバンプ前駆体12が大きく変形可能である。そのため、第1配線基板2及び第2配線基板3の平坦度や、第1配線層4及び第2配線層5の高さ(層厚)のばらつきが大きい場合でも、確実に電気的接続性が得られる。
【0044】
バンプ前駆体12は、第1面4Aに対して垂直方向上方に、先端12Aを含む先端部を有する。バンプ前駆体12の形状は、先端12Aを含む垂直断面を断面視した際、少なくとも先端部が尖塔型である。すなわち、バンプ全体が尖塔型であってもよいし、先端部のみが尖塔型であってもよい。また、尖塔型としては、円錐や多角錐等の錐状体が挙げられる。
【0045】
バンプ前駆体12の先端12Aの曲率半径が1μm以上40μm以下であり、5μm以上20μm以下が好ましい。バンプ前駆体12の先端部が尖塔型であり、先端12Aの曲率半径が1μm以上40μm以下であると、被接続体との圧着時に圧力の伝達が容易であり、かつバンプ前駆体12が押しつぶされてバンプ7となる際、隣接するバンプ7と接触(短絡)しにくいため、信頼性の高い電気的接続が得られる。
【0046】
バンプ前駆体12の先端12Aの曲率半径は、白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、型番:VS1330)で測定したバンプ前駆体の断面プロファイルから、真円の円弧にあたる部分の弦長と円弧の高さとを見積り、公知の方法であるNewton−Raphson法を用いて算出する。
【0047】
バンプ前駆体12の底面の直径は、10μm以上300μm以下であることが好ましく、30μm以上100μm以下であることがより好ましい。バンプ前駆体12の底面の直径が30μm以上100μm以下であると、配線構造1が適用されるデバイスの小型化や高集積化に寄与できる。
【0048】
バンプ前駆体12の高さは、バンプ前駆体12の底面の直径に応じて設定してもよい。例えば、バンプ前駆体12の底面の直径の0.2倍以上0.8倍以下である。つまり、バンプ前駆体12のアスペクト比(高さ/底面の直径)は、0.2以上0.8以下であることが好ましい。具体的には、バンプ前駆体12の高さは、10μm以上200μm以下であることが好ましく、20μm以上80μm以下であることがより好ましい。バンプ前駆体12の底面の直径及び高さは、白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、型番:VS1330)で測定した値である。また、バンプ前駆体12の底面の直径及び高さとして、バンプ前駆体12の先端12Aを含む垂直断面を断面視した際、算出した値を用いてもよい。
【0049】
なお、バンプ前駆体12を形成する前に、第1配線基板2の、第1配線層4の第1面4Aを含む表面にプラズマ処理してもよい。プラズマ処理により、第1面4Aに付着する有機物等の不純物が除去され、あるいは第1面4Aの改質がなされるため、第1面4Aとバンプ前駆体12との密着性が向上する。
【0050】
プラズマ装置は、第1配線層4の第1面4Aのプラズマ処理が可能なものであれば、特に限定されない。このようなプラズマ装置としては、例えば、魁半導体社製「P500−SM」等が挙げられる。プラズマ処理の条件としては、窒素雰囲気化、圧力:0.15MPa、照射時間:5秒、ギャップ:4mmが好ましい。
【0051】
次いで、バンプ前駆体12を加熱乾燥して、バンプ前駆体12に含まれる溶媒成分を除去する。具体的には、バンプ前駆体12を形成した第1配線基板2をホットプレート等で80℃以上120℃以下、15分間〜60分間乾燥させる。
【0052】
次に、図3に示すように、1以上のバンプ前駆体12を形成した第1配線基板2の表面のうち、バンプ前駆体12を形成した表面上に、ディスペンサ(例えば、武蔵エンジニアリング社製、型番:ML−5000XII)を用いてダミーバンプ9を含む接着剤を塗布して、接着剤層13を形成する。
【0053】
接着剤層13の厚さとしては、バンプ前駆体12の先端部が接着剤層13から露出する厚さであれば、特に限定されない。接着剤層13の厚さとしては、例えば、5μm以上200μm以下とすることができ、10μm以上100μm以下とすることが好ましい。
【0054】
次に、第2基材11の一方の表面上に電極となる配線を含む第2配線層5を形成した第2配線基板3を用意する。
次いで、図4に示すように、第1配線層4の第1面4Aと第2配線層5の第2面5Aとを対向配置し、第1配線層4の電極となる配線と、第2配線層5の電極となる配線とを位置合わせする。位置合わせの完了後、第1配線基板2と第2配線基板3とをそれぞれ固定し、第1面4A上の1以上のバンプ前駆体12の先端12Aと、被接合面となる第2面5A(電極となる各配線の表面)とを一括で加熱圧着する。
【0055】
加熱圧着には、市販の熱圧着機(例えば、大橋製作所社製、型番:BD−03)を用いることができる。また、加熱圧着条件としては、例えば、温度:80℃以上120℃以下、圧力:0.5MPa以上2MPa以下、処理時間:60秒以上120秒以下を用いることができる。
【0056】
加熱圧着により、バンプ前駆体12の先端12Aが第2配線層5の第2面5Aと加熱圧着する間に押しつぶされてバンプ7となり、接着剤層13が硬化して絶縁層8となることで、図1に示す配線構造1を作製することができる。
【0057】
なお、バンプ前駆体12の先端12Aと、第2面5A(電極となる各配線の表面)とを加熱圧着する前に、接着剤層13から露出するバンプ前駆体12の先端部の表面と、第2配線基板3の、第2配線層5の第2面5Aを含む表面にプラズマ処理してもよい。プラズマ処理により、有機物等の不純物が除去され、あるいは改質がなされるため、バンプ前駆体12と第2面5Aとの密着性が向上する。
プラズマ装置及び処理条件としては、第1配線層4の第1面4Aのプラズマ処理と同じものを用いることができる。
【0058】
以上説明したように、本実施形態の配線構造1の製造方法によれば、第1配線基板2と第2配線基板3とを接合対象とし、一方の接合対象である第1配線基板2の第1配線層4の表面4A上に、導電性粒子6を含む導電ペーストを用いて、所要の先端形状を有する1以上のバンプ前駆体12を形成し、接合対象同士を対向配置した後、1以上のバンプ前駆体12の先端12Aと他方の接合対象である第2配線基板3の第2配線層5の第2面5Aとを圧着する構成であるため、低温低圧の接合条件で接合対象を接続し、配線層の狭ピッチ化が可能となる。
【0059】
バンプ前駆体12の先端部が尖塔型であり、先端12Aの曲率半径が1μm以上40μm以下であれば、温度:80℃以上120℃以下、圧力:0.5MPa以上2MPa以下の条件で、接合対象同士を接続できる。また、バンプ前駆体12の周囲にダミーバンプ9を配置することで、バンプ前駆体12の潰れ量を規制できる。
【0060】
また、本実施形態の配線構造1の製造方法によれば、配線ピッチが100μm以上1000μm以下のFOF(Film On Film)構造に適用できる。
【0061】
<第2の実施形態>
次に、本発明を適用した第2の実施形態である配線構造の構成及び製造方法について、図5図8を参照して詳細に説明する。
図5に示すように、第2の実施形態の配線構造51の構成は、上述した第1の実施形態の配線構造1の構成とは、第1実施形態で示した第2配線基板3を表面実装部品53として備える点、及び第2配線層5を複数のランド端子(第2導電層)55として備える点で異なるものであり、その他の構成については第1の実施形態と同一である。したがって、本実施形態の配線構造の構成及び製造方法については、第1の実施形態の配線構造1の構成及び製造方法と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【0062】
図5に示すように、本実施形態に適用可能な配線構造51は、第1配線基板2と、表面実装部品53と、第1配線層(第1導電層)4と、複数のランド端子(第2導電層)55と、導電性粒子6を含むバンプ7と、絶縁層8とを備える。また、配線構造51は、ダミーバンプ9を有していてもよい。
配線構造51は、いわゆるCOF(Chip On Film)構造である。
【0063】
表面実装部品53は、表面実装部品53の一方の表面に位置する複数のランド端子55を有する。
第1配線基板2と表面実装部品53とは、第1配線層4の表面4Aとランド端子55の表面55Aとが対向して配置される。
バンプ7は、第1配線層4の表面4Aとランド端子55の表面55Aとの間に位置し、バンプ7の導電性粒子6により、第1配線層4とランド端子55とを電気的に接続する。
絶縁層8は、第1配線基板2と表面実装部品53との間を充填しており、第1配線基板2と表面実装部品53とを接着する接着剤の硬化物である。
ダミーバンプ9は、第1配線基板2と表面実装部品53との間の距離(クリアランス)を確保する。
【0064】
表面実装部品53は、第1配線基板2の表面にバンプ7によって実装することのできる電子部品であれば、特に限定されない。表面実装部品53としては、例えば、ICチップ、チップコンデンサ、チップ抵抗、LED等が挙げられる。
【0065】
ランド端子55は、表面実装部品53の一方の表面に位置し、外部と電気的な接続を行う。ランド端子55の材質は、特に限定されない。ランド端子55の材質としては、例えば、銅、金、ニッケル、銀、錫、アルミ、若しくははんだ、又はこれらのうち少なくとも1種を含む合金層を含む積層体が挙げられる。これらの中でも、金、ニッケル、アルミ等がより好ましい。
【0066】
ランド端子55間のピッチは、第1配線層4の電極となる配線間のピッチdと同じ値であることが好ましい。
【0067】
ランド端子55の幅は、20μm以上200μm以下であることが好ましく、50μm以上100μm以下であることがより好ましい。ランド端子55の幅が上記好ましい範囲内であると、バンプ7とランド端子55との圧着後に、隣り合うバンプ7同士が短絡(ショート)し難い。
【0068】
上述の構成を有する配線構造51は、バンプ7によって接続するランド端子間の狭ピッチ化が可能である。
【0069】
次に、本実施形態の配線構造51の製造方法の一例について、図6図8を参照して説明する。図6図8は、本実施形態の配線構造1の製造方法を説明するための断面模式図である。
本実施形態の配線構造51の製造方法は、上述したように第1配線層(第1導電層)4と、複数のランド端子(第2導電層)55と、第1配線層4とランド端子55との間に位置する1以上のバンプ7とを有する配線構造51の製造方法であって、第1配線層4の一方の表面である第1面4A上に、導電性粒子6を含む導電ペーストを用いて、第1面4Aに対して垂直方向上方に尖塔型の先端部を有し、先端12Aの曲率半径が1μm以上40μm以下のバンプ前駆体12を1以上形成し、第1面4Aとランド端子55の表面55Aとを対向配置し、1以上のバンプ前駆体12の先端12Aとランド端子55とを圧着するものである。
【0070】
先ず、上述した第1実施形態と同様に、第1配線層4を有する第1配線基板2を用意する。
次いで、第1配線層4の第1面4A上(すなわち、電極となる配線上)に、導電ペーストを用いて、尖塔型の先端部を有するバンプ前駆体12を形成し、乾燥させる(図2を参照)。なお、バンプ前駆体12を形成する前に、第1実施形態と同様にプラズマ処理してもよい。
【0071】
次に、図6に示すように、第1配線基板2のバンプ前駆体12を形成した表面側に、ダミーバンプ9を配置する。ダミーバンプ9は、バンプ前駆体12が配置されていない、バンプ前駆体12の周囲に設ける。
【0072】
次に、図7に示すように、第1配線層4の第1面4Aと表面実装部品53のランド端子55とを対向配置し、第1配線層4の電極となる配線とランド端子55とを位置合わせする。位置合わせの完了後、第1配線基板2と表面実装部品53とをそれぞれ固定し、第1面4A上の1以上のバンプ前駆体12の先端12Aと、被接合面となるランド端子55とを一括で加熱圧着する。
【0073】
加熱圧着には、市販の実装装置(例えば、TRESKY社製、型番:T−4909)を用いることができる。また、加熱圧着条件としては、例えば、温度:80℃以上120℃以下、圧力:0.5MPa以上2MPa以下、処理時間:60秒以上120秒以下を用いることができる。
【0074】
加熱圧着により、バンプ前駆体12の先端12Aが第1配線層4の第1面4Aとランド端子55の表面55Aとの間で押しつぶされてバンプ7となる。この際、バンプ前駆体12は、導電ペーストを用いて形成するため、潰れ量が大きくなるが、ダミーバンプ9をバンプ前駆体12の周囲に配置することで潰れ量を規制できる。
【0075】
次に、図8に示すように、第1配線基板2と表面実装部品53との間の空間に、ディスペンサ(例えば、武蔵エンジニアリング社製、型番:ML−5000XII)を用いて接着剤を注入して、バンプ7及びダミーバンプ9の周囲を覆うように接着剤層13を形成する。
次いで、接着剤層13を硬化して絶縁層8を形成する。これにより、図5に示す配線構造51を作製することができる。
【0076】
なお、バンプ前駆体12の先端12Aと、ランド端子55とを加熱圧着する前に、バンプ前駆体12の表面にプラズマ処理してもよい。プラズマ処理により、有機物等の不純物が除去され、あるいは改質がなされるため、バンプ前駆体12とランド端子55との密着性が向上する。
プラズマ装置としては、第1配線層4の第1面4Aのプラズマ処理と同じものを用いることができる。
【0077】
以上説明したように、本実施形態の配線構造51の製造方法によれば、上述した第1実施形態と同様に、低温低圧の接合条件で表面実装部品53を第1配線基板2上に実装し、配線層の狭ピッチ化が可能となる。
【0078】
また、本実施形態の配線構造51の製造方法によれば、配線ピッチが40μm以上400μm以下のCOF(Chip On Film)構造に適用できる。
【0079】
<他の実施形態>
次に、本発明を適用した他の実施形態である配線構造の構成及び製造方法について説明する。上述した第1実施形態の配線構造1及び第2実施形態の配線構造51の構成は、いずれも第1配線基板2の平坦部分にバンプ7が位置するが、他の実施形態の配線構造の構成は、第1配線基板2の一部または全体が曲面を形成しており、その曲面部分にバンプ7が位置するものである。
【0080】
曲面部分を有する配線構造の製造方法としては、以下の二つの方法が挙げられる。
第一の方法は、先ず、第1配線基板2の第1配線層4の第1面4Aにバンプ前駆体12を形成した後、第1面4Aを湾曲する。次いで、この第1面4Aに対向するように湾曲した第2配線基板3を配置し、バンプ前駆体12の先端12Aと第2配線基板3の第2配線層5の第2面5Aとを圧着する。これにより、曲面部分を有する配線構造が得られる。なお、第2配線基板3を表面実装部品53に変更する場合も同様に、湾曲した第1面4Aに対向するように表面実装部品53を配置し、バンプ前駆体12の先端12Aとランド端子55の表面55Aとを圧着すればよい。
【0081】
第二の方法は、上述した第1及び第2の実施形態と同様に、配線構造1,51を得る。その後、バンプ7を介する接合部分を所要の曲率半径となるように湾曲する。これにより、曲面部分を有する配線構造が得られる。
【0082】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、バンプ前駆体12を断面視した際、全体の形状が尖塔型である構成を一例として説明したが、これに限定されない。バンプ前駆体12の断面視した際の形状は、少なくとも先端部が尖塔型であればよい。例えば、基端側が円柱や多角柱等の柱状であり、先端側円錐や多角錘等の錘状であってもよい。
【0083】
また、上述した実施形態では、バンプ前駆体12をディスペンサによって形成する構成を一例として説明したが、これに限定されない。ディスペンサに代えて、スクリーン印刷によって所要の形状を有するバンプ前駆体12を形成してもよい。なお、スクリーン印刷によってバンプ前駆体12を形成する場合、1回の印刷で形成することが好ましい。
【0084】
また、上述した実施形態では、絶縁層8にダミーバンプ9を含む構成を一例として説明したが、これに限定されない。絶縁層8は、ダミーバンプ9を含まない構成としてもよい。
【0085】
また、上述した実施形態では、バンプ前駆体12を形成する前及びバンプ前駆体12の先端12Aを被接合面に圧着する前のいずれか一方又は両方に、プラズマ処理する構成を一例として説明したが、これに限定されない。いずれにおいてもプラズマ処理をしない構成としてもよい。
【0086】
上述した第1実施形態では、バンプ前駆体12を形成した後、バンプ前駆体12の先端12Aを被接合面(第2面5A)に圧着する前に接着剤層13を形成する構成を一例として説明したが、これに限定されない。バンプ前駆体12の先端12Aを被接合面(第2面5A)に圧着した後に、第1配線基板2と第2配線基板3との間の空間に接着剤層13を形成してもよい。
【0087】
また、上述した第2実施形態では、バンプ前駆体12の先端12Aを被接合面(表面55A)に圧着した後に、第1配線基板2と表面実装部品53との間の空間に接着剤層13を形成する構成を一例として説明したが、これに限定されない。バンプ前駆体12を形成した後、バンプ前駆体12の先端12Aを被接合面(表面55A)に圧着する前に接着剤層13を形成してもよい。
【0088】
また、上述した実施形態では、ディスペンサから接着剤を塗布して接着剤層13を形成する構成を一例として説明したが、これに限定されない。あらかじめシート状に成型した接着剤層13を用いる構成としてもよい。なお、シート状の接着剤層13を用いる場合、接合前あるいは接合時にバンプ前駆体12が接着剤層13を貫通する構成としてもよい。
【0089】
また、上述した実施形態では、第1配線層4の表面(第1面4A)上にバンプ前駆体12を形成する構成を一例として説明したが、これに限定されない。第2配線層5の表面(第2面5A)上、あるいは表面実装部品53のランド端子55の表面55A上にバンプ前駆体12を形成してもよい。この場合、第1配線層4の表面(第1面4A)が、バンプ前駆体12の先端12Aの被接合面となる。
【0090】
上述した第1実施形態では、第1配線層(第1導電層)4及び第2配線層(第2導電層)5が、いずれもバンプ7と反対側に第1基材10及び第2基材11を有する第1配線基板2及び第2配線基板3の一部であり、それぞれ配線パターンが形成された配線構造1を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、第1配線層(第1導電層)及び第2配線層(第2導電層)がいずれもバンプと反対側に第1基材及び第2基材を有さず、いずれも配線パターンが形成されていない金属箔である配線構造であってもよい。金属箔としては、圧延銅あるいは電解銅等の銅箔が挙げられる。すなわち、本発明の配線構造の製造方法は、両面積層銅張板の製造にも適用可能である。なお、両面積層銅張板を得た後、その両面に、それぞれ所要の配線をパターニング形成してもよい。
【実施例】
【0091】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
【0092】
<評価方法>
(接続部の導通評価)
各実施例のフレキシブル配線基板について、FPCの電極と、印刷電極シートの導体部とをそれぞれ評価ボードに接続させて、テスター(SANWA社製、型番:PC700)を用いてバンプによる接続部の導通の有無を確認した。100箇所の接続部について導通の有無を確認し、導通が確認された接続部の割合を算出し、初期の接続割合とした。
【0093】
その後、液槽式温度サイクル試験機を用い、温度サイクル試験を実施した。温度サイクル試験の条件は、低温側温度:−40℃、高温側温度:105℃、保持時間:各15分、繰り返し回数:230サイクルとした。試験完了後に再び接続割合を算出し、温度サイクル試験後の接続割合とした。
【0094】
(接続可能な圧着時の圧力の下限値)
各実施例のフレキシブル配線基板の作製手順における、バンプと導電部との圧着時の圧力を1MPaから0.1MPaずつ下げた各条件でフレキシブル配線基板を作製し、それぞれ初期の接続割合を上述の方法により算出した。初期の接続割合が100%である最小の圧着時の圧力を、接続可能な圧着時の圧力の下限値とした。
【0095】
(短絡しない電極ピッチの下限値)
各実施例のフレキシブル配線基板の作製手順における、FPC上の電極のピッチを0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、及び0.1mmとし、同様に印刷電極シート上の導電部のピッチを0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、及び0.1mmとしてフレキシブル配線基板を作製した。圧着前のバンプの直径は、電極からはみ出さないように調整した。
【0096】
圧着後のフレキシブル配線基板の、FPC上の電極と印刷電極シート上の導電部をそれぞれ評価ボードに接続させて、それぞれ隣り合う電極又は導電部との短絡の有無を、テスター(SANWA社製、型番:PC700)を用いて確認した。短絡が発生しなかった最小の電極ピッチを短絡しない電極ピッチの下限値とした。
【0097】
(曲面を有する基板を用いた導通評価)
各実施例のフレキシブル配線基板において、印刷電極シートとして曲率半径100mmとなるようモールド加工されたポリカーボネート基板を用いた。上述の方法により導通評価を行い、初期の接続割合を算出した。
【0098】
(実施例1)
ポリエチレンナフタレート(PEN)のフィルム基材上にグラビアオフセット印刷法により導電ペースト(DNPファインケミカル社製、型番:FAINAP)を印刷することで電極を有する引き出し電極パターン形成し、印刷電極シートを作製した。引き出し電極パターンは、電極のピッチが0.5mm、電極幅が0.25mm、電極間スペースが0.25mm、電極数が100本のパターンとした。
【0099】
ポリイミドフィルムと銅の引き出し配線のFPC(太洋工業社製)を準備した。引き出し配線の導電部の銅表面にはニッケル及び金めっきが施されていた。引き出し電極の導電部のピッチは、印刷電極シートの電極のピッチと同様に0.5mmとし、導電部数も100本とした。
【0100】
導電ペーストは平均粒子径が1μmの銀粉、市販のエポキシ樹脂と硬化剤、及び有機溶剤を公知の割合で混合して得た。
コーンプレート型粘度計で測定された導電ペーストの粘度は、せん断速度が10s−1のときの粘度が150Pa・sであり、せん断速度が100s−1のときの粘度が12Pa・sであった。この導電ペーストを用いて、ディスペンサ(エンジニアリングシステム社製、R−jet)で塗布し、印刷電極シートの電極上にバンプ前駆体を形成した。塗布条件は、シリンジ背圧(空圧)を0.2Pa、R−unitの空圧を0.2Pa、ディスペンサのノズル内径を40μmとした。
【0101】
バンプ前駆体を形成した印刷電極シートをホットプレート上で100℃30分間乾燥させた。白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、型番:VS1330)を用いて観察したバンプ前駆体の底面直径は100μm、高さは50μm(アスペクト比:0.5)であった。また、断面プロファイルから見積もられたバンプ前駆体の先端部の曲率半径は8μmであった。
【0102】
バンプ前駆体を形成した印刷電極シート上に、ディスペンサ(武蔵エンジニアリング社製、型番:ML−5000XII)を用いて接着剤(味の素ファインテクノ社製、AE−400)を厚さ30μmとなるよう塗布した。
【0103】
FPCと印刷電極シートとを、FPCの導電部と印刷電極シートの電極との位置が整合するよう固定し、熱圧着機(大橋製作所社製、型番:BD−03)で100℃、圧力1MPa下で90秒間加熱圧着し、フレキシブル配線基板を得た。圧着ツールとしては、2mm×40mmの長方形のものを用いた。
【0104】
(実施例2)
FPCの導電部を、大気圧プラズマ装置(魁半導体社製、型番:P500−SM)を用いて、窒素雰囲気下、圧力:0.15MPaの条件で5秒間プラズマ処理を行った後、FPCと印刷電極シートの熱圧着を行った以外は、実施例1と同じ方法でフレキシブル配線基板を得た。
【0105】
(実施例3)
FPCの引き出し配線の導電部の銅表面に鉛めっきが施されていた以外は、実施例2と同じ方法でフレキシブ配線基板を得た。
【0106】
(実施例4)
接着剤としてUV硬化型の接着剤(協立化学産業社製、型番:8530)を用いた以外は、実施例2と同じ方法でフレキシブル配線基板を得た。
【0107】
(比較例1)
バンプ前駆体を作製する際、実施例1で用いた導電ペーストのかわりに導電ペースト(太陽インキ社製、型番:AF6100 H20)を用い、スクリーン印刷でバンプを形成した。白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、型番:VS1330)を用いて観察したバンプの底面直径は120μm、高さは30μm(アスペクト比:0.25)であった。これ以外は、実施例2と同じ方法でフレキシブル配線基板を得た。
【0108】
(比較例2)
バンプ前駆体を作製する際、実施例1で用いた導電ペーストのかわりに導電ペースト(太陽インキ社製、型番:AF6100 H20)を酢酸2−(2−エトキシエトキシ)エチルで、せん断速度が100s−1のときの粘度が9Pa・sになるように希釈したペーストを用い、ディスペンサでバンプを形成した。白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、型番:VS1330)を用いて観察したバンプの底面直径は125μm、高さは57μm(アスペクト比:0.46)であった。これ以外は、実施例2と同じ方法でフレキシブル配線基板を得た。
【0109】
(比較例3)
実施例2におけるバンプの形成及び接着剤の塗布のかわりに、プラズマ処理後のFPC上に異方導電ペースト(京セラ社製、XAP−900)を厚さ50μmとなるよう塗布した。FPCと印刷電極シートをFPCの導電部と印刷電極シートの電極の位置が整合するよう固定し、熱圧着機(大橋製作所社製、型番:BD−03)で150℃、圧力0.11MPa下で10秒間加熱圧着し、フレキシブ配線基板を得た。圧着ツールは2mm×40mmの長方形のものを用いた。
【0110】
実施例1〜4、比較例1〜3のバンプ前駆体の形状、フレキシブル配線基板の熱サイクル試験後の導通評価、及び接続可能な圧着時の圧力の下限値の結果を表1に示す。なお、全ての実施例及び比較例において、フレキシブル配線基板の導通評価における初期接続割合は100%であった。
【0111】
【表1】
【0112】
実施例1〜4のバンプ前駆体の先端部の形状はいずれも尖塔型であり、先端の曲率半径は10μmであった。また、実施例1〜4の温度サイクル試験後の接続割合は、いずれも100%であった。
一方、比較例1のバンプ前駆体の形状は椀型であり、先端の曲率半径は62μmであった。また、温度サイクル試験後の接続割合は、50%であった。
また、比較例2のバンプ前駆体の形状も椀型であり、先端の曲率半径は50μmであった。また、温度サイクル試験後の接続割合は、70%であった。
先端部の形状が尖塔型であり、先端の曲率半径が10μmのバンプ前駆体は、接続可能な圧着時の圧力の緩和に寄与しているものと考えられる。
【0113】
図9は、実施例2に用いたバンプ前駆体と比較例1に用いたバンプ前駆体との断面形状(断面プロファイル)を比較した図である。
図9に示すように、実施例2に用いたバンプ前駆体の断面形状は、底面から先端に向けて漸次縮径しており、先端部の形状が尖塔型であることを確認した。
一方、比較例1に用いたバンプ前駆体の断面形状は、底面から先端に向けてなだらかに縮径しており、先端部の形状が椀型であることを確認した。
【0114】
実施例1〜4のフレキシブル配線基板について、接続可能な圧着時の圧力の下限値は、いずれも0.2MPa〜0.3MPaの範囲であり、圧着時に低い圧力で信頼性の高い接続が得られることを確認した。
一方、比較例1〜3は、それぞれ0.5MPa〜0.8MPaの範囲であり、圧着時に高い圧力が必要であることを確認した。
【0115】
実施例2及び比較例1のフレキシブル配線基板について、短絡しない電極ピッチの下限値を測定したところ、実施例2は100μmであり、比較例1は400μmであった。この結果から、フレキシブル配線基板に要求される微細化に対応できるといえる。
【0116】
実施例2及び比較例1のフレキシブル配線基板について、曲面を有する基板を用いた場合の初期の接続割合を評価した。実施例2では、初期の接続割合が100%であり、接続部分が局面を有する場合であっても電気的接続を十分に維持できることが分かった。一方で、比較例3では、初期の接続割合が30%と低かった。
【符号の説明】
【0117】
1,51…配線構造
2…第1配線基板
3…第2配線基板
4…第1配線層(第1導電層)
4A…第1面
5…第2配線層(第2導電層)
5A…第2面
6…導電性粒子
7…バンプ
8…絶縁層
9…ダミーバンプ
10…第1基材
11…第2基材
12…バンプ前駆体
12A…先端
13…接着剤層
53…表面実装部品
55…ランド端子
55A…表面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9