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特許7324334プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法
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  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図1
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図2
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図3
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  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図6
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図7
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図8
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図9
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図10
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図11
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図12
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図13
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図14
  • 特許-プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法 図15
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-01
(45)【発行日】2023-08-09
(54)【発明の名称】プラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/60 20060101AFI20230802BHJP
   H05K 1/18 20060101ALI20230802BHJP
   H05K 3/32 20060101ALI20230802BHJP
【FI】
H01L21/92 602N
H01L21/60 311Q
H05K1/18 K
H05K3/32 B
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2022062529
(22)【出願日】2022-04-04
(62)【分割の表示】P 2019115881の分割
【原出願日】2015-08-17
(65)【公開番号】P2022095802
(43)【公開日】2022-06-28
【審査請求日】2022-05-02
(31)【優先権主張番号】P 2014178356
(32)【優先日】2014-09-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100113424
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 信博
(72)【発明者】
【氏名】久保出 裕美
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-142490(JP,A)
【文献】特開2006-237364(JP,A)
【文献】特開2009-151315(JP,A)
【文献】特開2012-060029(JP,A)
【文献】特開2008-135468(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/60 -21/607
H05K 1/14
H05K 1/18
H05K 3/32 - 3/34
H05K 3/36
G09F 9/30 - 9/37
G02F 1/133 -1/1368
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品の側縁に沿って複数のバンプが配列されたバンプ列を備え、導電性粒子を含有した異方性導電接着剤によりプラスチック基板と接続されるプラスチック基板接続用電子部品であって、
実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、
上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、
上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、
上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されている、プラスチック基板接続用電子部品。
但し、上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものである。
【請求項2】
上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列は、下記式(1)を満たす、請求項1に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
(1)S≦L
(式(1)中、Sは、上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する一のバンプと、上記一のバンプに隣接する他のバンプとの上記配列方向の距離を表し、Lは、上記一のバンプと、上記他のバンプとの上記配列方向と直交する方向のずれの距離を表す。)
【請求項3】
複数の上記バンプ列は、上記バンプ列を3列以上有し、上記バンプの配列方向と直交する方向の各バンプ列の間隔が略同じとなっている請求項1又は2に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
【請求項4】
上記バンプ列が複数であり、上記一のバンプ列以外のバンプ列の配列を構成する複数のバンプも、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されている請求項1~3のいずれか1項に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
【請求項5】
上記一のバンプ列は、第1のバンプと、上記第1のバンプに隣接する第2のバンプに更に隣接する第3のバンプとの、バンプ列方向の位置が異なっている請求項2に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
【請求項6】
当該電子部品は、ICチップである請求項1~5のいずれか1項に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
【請求項7】
上記異方性導電接着剤は、異方性導電フィルムである請求項1~6のいずれか1項に記載のプラスチック基板接続用電子部品。
【請求項8】
複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、
上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板と、
導電性粒子を含有し、上記電子部品と上記プラスチック基板とを接続する異方性導電接着剤とを備え、
上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、
上記電子部品は、
実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、
上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、
上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、
上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されている、接続体。
【請求項9】
上記異方性導電接着剤は、異方性導電フィルムである請求項8に記載の接続体。
【請求項10】
複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板とを、導電性粒子を含有する異方性導電接着剤を介して上記バンプと上記電極とが対向するように配置し、
圧着ツールによって上記電子部品と上記プラスチック基板とを圧着するとともに、上記異方性導電接着剤を硬化させる工程を有し、
上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、
上記電子部品は、
実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、
上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、
上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、
上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されている、接続体の製造方法。
【請求項11】
上記異方性導電接着剤は、異方性導電フィルムである請求項10に記載の接続体の製造方法。
【請求項12】
複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板とを、導電性粒子を含有する異方性導電接着剤を介して上記バンプと上記電極とが対向するように配置し、
圧着ツールによって上記電子部品と上記プラスチック基板とを圧着するとともに、上記異方性導電接着剤を硬化させる工程を有し、
上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、
上記電子部品は、
実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、
上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、
上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、
上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されている、電子部品の接続方法。
【請求項13】
上記異方性導電接着剤は、異方性導電フィルムである請求項12に記載の電子部品の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路基板として可撓性を有するプラスチック基板に接続されるプラスチック基板接続用電子部品、このプラスチック基板接続用電子部品が可撓性を有するプラスチック基板に接続された接続体、接続体の製造方法、及びプラスチック基板接続用電子部品の接続方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、テレビやPCモニタ、携帯電話やスマートホン、携帯型ゲーム機、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置や有機ELパネルが用いられている。近年、このような表示装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、駆動用ICを直接表示パネルのガラス基板上に実装するいわゆるCOG(chip on glass)が採用されている。
【0003】
例えばCOG実装方式が採用された液晶表示パネルにおいては、図8(A)(B)に示すように、ガラス基板等からなる透明基板101に、ITO(酸化インジウムスズ)等からなる透明電極102が複数形成され、これら透明電極102上に液晶駆動用IC103等の電子部品が接続される。液晶駆動用IC103は、実装面に、透明電極102に対応して複数の電極端子104が形成され、異方性導電フィルム105を介して透明基板101上に熱圧着されることにより、電極端子104と透明電極102とが接続される。
【0004】
異方性導電フィルム105は、バインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、2つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルム105を構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。
【0005】
このような異方性導電フィルム105を介して液晶駆動用IC103を透明電極102へ接続する場合は、先ず、透明基板101の透明電極102上に異方性導電フィルム105を図示しない仮圧着手段によって仮貼りする。続いて、異方性導電フィルム105を介して透明基板101上に液晶駆動用IC103を搭載し仮接続体を形成した後、熱圧着ヘッド106等の熱圧着手段によって液晶駆動用IC103を異方性導電フィルム105とともに透明電極102側へ加熱押圧する。この熱圧着ヘッド106による加熱によって、異方性導電フィルム105は熱硬化反応を起こし、これにより液晶駆動用IC103が透明電極102上に接着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平3-231437号公報
【文献】特開2005-203758号公報
【文献】特開2003-303852号公報
【文献】特開2008-258494号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、曲面を有するディスプレイが提案され、一部実用化されている。この種のフレキシブルなディスプレイでは、基材としてガラスに替えて可撓性を有するプラスチック基板を用い、駆動用IC等の各種電子部品もプラスチック基板に実装されることとなる。そして、駆動用IC等の電子部品をプラスチック基板に実装する方法として、異方性導電フィルムを用いるCOP(chip on plastic)も検討されている。
【0008】
しかし、駆動用IC等のICチップには基板への接続端子として金属バンプが形成されているため、異方性導電フィルムを用いてプラスチック基板に電子部品を実装する工程において、COGと同様な圧着条件で異方性導電接続を行うと、金属バンプから局所的に高い押圧力が加わる。このため、図9に示すように、可撓性を有するプラスチック基板110は、導電性粒子107を挟持した駆動用IC111の金属バンプ112を頂点に屈曲が生じる。このとき、プラスチック基板110は、基板自体のコシに起因して金属バンプ112の高さ以上に屈曲も大きくなり、金属バンプ112と対向する位置が浮き上がり、金属バンプ112とプラスチック基板110に形成された透明電極との間で導電性粒子を十分に挟持することができない。
【0009】
また、プラスチック基板110に対して金属バンプ112を押圧することで金属バンプ112の高さに対して屈曲も大きくなると、反対に駆動用IC111の金属バンプ112が設けられていない領域とプラスチック基板110との距離が狭まり、バインダー樹脂が過剰に排除されてしまう。このため、全体としてプラスチック基板110と駆動用IC111との接続強度が低下してしまう。
【0010】
さらに、図10(A)に示すように、駆動用IC111のIC基板113に、複数の金属バンプ112が配列された金属バンプ列114A~114Cを3列に並列させた場合、プラスチック基板110が屈曲することにより、図10(B)に示すように、外側の金属バンプ列114Aと、内側の金属バンプ列114Cとの間でプラスチック基板110が浮き上がり、真ん中の金属バンプ列114Bとの導通性を損なうおそれがある。
【0011】
また、異方性導電フィルムを用いてプラスチック基板に電子部品を実装する工程において、圧着時の押圧力により、図10(A)、(B)に示すように局所的に金属バンプ112がプラスチック基板110に押し込まれ、プラスチック基板110が大きく屈曲してしまうおそれがある。この場合、IC基板113の最も中央部側に配列された金属バンプ列114Cに対応する部分のプラスチック基板110にクラックや剥離が発生しやすくなり、また、これにより得られる接続体の導通性を損なうおそれがある。
【0012】
ここで、上記のようなプラスチック基板の屈曲を抑制する方法として、例えば、特許文献2に記載の技術のようにダミーバンプが形成された駆動用ICを用いる方法、プラスチック基板と駆動用ICとを低圧で圧着する方法、又はプラスチック基板がPETフィルムと接着剤層とPIフィルムが積層された構成である場合、接着剤層を薄膜化・硬質化する方法が考えられる。
【0013】
しかしながら、ダミーバンプが形成された駆動用ICを用いる場合、ダミーバンプの金属部分が貴金属材料(例えば金など)で構成されることが多く、コストが増加してしまう。また、ダミーバンプが形成された駆動用ICを用いる場合、ダミーバンプが形成されていない駆動用ICを用いた場合と比較して、圧着時の押圧力(推力)をより高くする必要があるため、プラスチック基板の屈曲がより大きくなってしまい、その結果、プラスチック基板にクラックや剥離が発生しやすくなってしまう。
【0014】
また、プラスチック基板と駆動用ICとを低圧で圧着する場合、柔らかい導電性粒子を使用することが求められる。この場合、導電性粒子が柔らかいことにより、プラスチック基板の端子と駆動用ICの端子への導電性粒子の食い込みが少なくなる結果、導通性を良好にできないおそれがある。また、柔らかい導電性粒子を使用することが求められるため、導電性フィルムに用いられるバインダー樹脂の特性が限定されてしまう。
【0015】
また、プラスチック基板の接着剤層を薄膜化した場合、PETフィルムとPIフィルムが剥がれやすくなってしまう。また、プラスチック基板の接着剤層を硬質化した場合、プラスチック基板のフレキシブル性が損なわれてしまうおそれがある。
【0016】
そこで、本発明は、回路基板として可撓性を有するプラスチック基板に接続されるプラスチック基板接続用電子部品において、導通性及び接着強度を向上することができるプラスチック基板接続用電子部品、このプラスチック基板接続用電子部品が可撓性を有するプラスチック基板に接続された接続体、接続体の製造方法、及びプラスチック基板接続用電子部品の接続方法を提供することを目的とする。
【0017】
また、本発明は、回路基板として可撓性を有するプラスチック基板に接続されるプラスチック基板接続用電子部品において、プラスチック基板のクラック及び剥離を抑制するとともに、プラスチック基板とプラスチック基板接続用電子部品の基板との導通性を良好にすることができるプラスチック基板接続用電子部品、このプラスチック基板接続用電子部品が可撓性を有するプラスチック基板に接続された接続体、接続体の製造方法、及びプラスチック基板接続用電子部品の接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上述した課題を解決するために、本発明に係るプラスチック基板接続用電子部品は、電子部品の側縁に沿って複数のバンプが配列されたバンプ列を備え、導電性粒子を含有した異方性導電接着剤によりプラスチック基板と接続されるプラスチック基板接続用電子部品であって、実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されているものである。但し、上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものである。
【0019】
また、本発明に係る接続体は、複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板と、導電性粒子を含有し、上記電子部品と上記プラスチック基板とを接続する異方性導電接着剤とを備え、上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、上記電子部品は、実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されているものである。
【0020】
また、本発明に係る接続体の製造方法は、複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板とを、導電性粒子を含有する異方性導電接着剤を介して上記バンプと上記電極とが対向するように配置し、圧着ツールによって上記電子部品と上記プラスチック基板とを圧着するとともに、上記異方性導電接着剤を硬化させる工程を有し、上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、上記電子部品は、実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されているものである。
【0021】
また、本発明に係る電子部品の接続方法は、複数のバンプが配列されたバンプ列を基板上に備える電子部品と、上記バンプと接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板とを、導電性粒子を含有する異方性導電接着剤を介して上記バンプと上記電極とが対向するように配置し、圧着ツールによって上記電子部品と上記プラスチック基板とを圧着するとともに、上記異方性導電接着剤を硬化させる工程を有し、上記プラスチック基板は、硬化された接着剤層が介在する積層体であり、上記電子部品との接続時の押圧力に対して屈曲するものであり、上記電子部品は、実装面の一方の側縁に沿って上記バンプが一列で配列された入力端子列と、上記一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って上記バンプが配列された出力端子列を有し、上記入力端子列と上記出力端子列は異なる列数で配列され、上記入力端子列は、バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置されており、上記出力端子列は、当該電子部品の最も中央部側に配列された一の上記バンプ列を構成する複数のバンプは、隣接するバンプ同士が上記配列方向と直交する方向に互い違いに配置され、上記隣接するバンプ同士が配列方向と直交する方向に互い違いに配置されたバンプ列を構成する複数のバンプは、上記配列方向に、隣接するバンプの一部が重なるように配列されているものである。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、プラスチック基板に押圧されるとバンプが弾性変形し、バンプによって局所的に高圧の押圧力が掛かることによるプラスチック基板の屈曲を緩和させる。したがって、本発明によれば、プラスチック基板に形成された電極が電子部品のバンプに対して浮き上がることがなく、導電性粒子を十分に挟持させ良好な導通性を有する。
【0023】
また、本発明によれば、電子部品とプラスチック基板との圧着時の押圧力を分散させ、プラスチック基板の屈曲を緩和させることができるため、プラスチック基板のクラック及び剥離を抑制することができる。また、本発明によれば、プラスチック基板の屈曲を緩和できるため、プラスチック基板に形成された電極が電子部品のバンプに対して浮き上がることを抑制でき、導電性粒子を十分に挟持させ、プラスチック基板と電子部品の基板との導通性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1図1は、本発明が適用された接続体の一例として示す有機ELディスプレイの構成を示す模式図である。
図2図2は、本発明が適用された電子部品の一例として示す駆動回路素子の実装面を示す平面図である。
図3図3は、本発明が適用された電子部品の一例として示す駆動回路素子の断面図である。
図4図4は、本発明が適用された接続体の一例として示す有機ELディスプレイの断面図である。
図5図5は本発明が適用された電子部品の一例として示す他の駆動回路素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は(A)のA-A’断面図である。
図6図6は、異方性導電フィルムを示す断面図である。
図7図7は、本発明が適用された接続体の一例として示す有機ELディスプレイの断面図である。
図8図8は、従来のCOG接続工程を示す図であり、(A)は接続工程前の状態を示す断面図であり、(B)は接続工程中の状態を示す断面図である。
図9図9は、金属バンプを備えた駆動用ICをプラスチック基板に接続した接続体を示す断面図である。
図10図10は、金属バンプ列が3列形成された駆動用ICをプラスチック基板に接続した接続体を示す図であり、(A)は平面図、(B)は断面図である。
図11図11は、本発明が適用された電子部品の一例として示す駆動回路素子の実装面を示す平面図である。
図12図12は、図11に示す駆動回路素子の実装面の最も中央部側に配列された出力端子列を構成する複数の電極端子の位置関係を示す平面図である。
図13図13は、本発明が適用された電子部品の一例として示す駆動回路素子の実装面を示す平面図である。
図14図14は、駆動回路素子の実装面の最も中央部側に配列された出力端子列を構成する複数の電極端子の位置関係の他の例を示す平面図である。
図15図15は、図11のA-A’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明が適用されたプラスチック基板接続用電子部品、接続体、接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみ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内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0026】
[第1の実施の形態]
[接続体]
本発明が適用された接続体は、プラスチック基板等の可撓性を有する基板と電子部品とが接続されたあらゆる接続体に用いることができ、例えば、図1に示すように、有機EL素子が規則的に配置されたプラスチック基板2に、映像表示用のドライバである駆動回路素子3が実装されたフレキシブルな有機電界発光カラーディスプレイ(有機ELディスプレイ)1を例示できる。また、接続体としては、有機ELディスプレイのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせたいわゆるタッチパネルでもよい。その他にも、本発明は、可撓性を有すると電子部品とが接続されたあらゆる接続体に適用することができる。また、本発明が適用された接続体の用途は問わず、スマートホン、タブレット、テレビ、乗り物のナビゲーションシステム、ウェアラブル端末等の各種モニタ、その他可撓性を有すると電子部品とが接続された接続体を備えたものであれば、家具、家電、日用品等、あらゆるものに用いることができる。
【0027】
[プラスチック基板]
プラスチック基板2は、PETやPEN等の可撓性を有する材料からなる基板上に、有機TFT等の画素駆動回路9及び複数の有機EL素子2R、2G、2Bがマトリクス状に規則配列されることにより表示領域5が形成され、この表示領域5には、映像表示用の信号線及び走査線が互いに直交する方向に形成されている。有機ELディスプレイ1は、例えばそれぞれ赤、緑、青の光を発光する有機EL素子2R、2G、2Bの組が一つのピクセルを構成する。有機EL素子が形成された有機層は、保護層に被覆されるとともに、接着層を介して封止基板により封止されている。
【0028】
また、プラスチック基板2は、表示領域5の外側に、映像表示用の信号線及び走査線の各電極が引き出され、それぞれ映像表示用のドライバである駆動回路素子3が接続される。駆動回路素子3と接続される信号線や走査線の各電極は、駆動回路素子3に設けられたバンプの配列に応じて配列されている。
【0029】
なお、プラスチック基板2は、光透過性を有する材料を用いることにより、有機EL素子の光を基板の背面側から取り出すことができ、また、後述する駆動回路素子3を接続する接着剤として光硬化型の接着剤をもちいることで低温低圧での接続が可能となる。
【0030】
また、プラスチック基板2は、PET等耐熱性に劣る樹脂を用いた場合には、接着剤によって耐熱性に優れるPIフィルムを積層し、PIフィルム上に有機EL素子を形成してもよい。
【0031】
プラスチック基板2の弾性率は、接続体に求められるフレキシビリティや、屈曲性と後述する駆動回路素子3等の電子部品との接続強度との関係等の要素を考慮して求められるが、一般に2000MPa~4100MPaとされる。また、プラスチック基板2として、接着剤層を介在させた場合、当該接着剤層の弾性率は一般に0.1MPa~1.0MPaとされ、プラスチック基板2を構成する各層の中で接着剤層が最も柔らかい。そのため、接着剤層にプラスチック基板2の屈曲による影響が現れやすく、接着剤層の変形がプラスチック基板2全体の変形に直結する。
【0032】
[電子部品]
駆動回路素子3は、画素に対して駆動電圧を選択的に印加することにより、所望の表示を行うことができるようになっている。また、図2に示すように、駆動回路素子3は、プラスチック基板2へ実装される基板4の実装面4aに、信号線や走査線の各電極と導通接続される複数の電極端子6(バンプ)が形成されている。基板4の実装面4aは、例えば、実装面4aの一方の側縁に沿って電極端子6が配列された入力端子列7が一列で配列され、一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って電極端子6が配列された出力端子列8が複数列、例えば3列(8A、8B、8C)で千鳥状に配列されている。電極端子6と、プラスチック基板2に設けられている電極とは、それぞれ同数かつ同ピッチで形成され、プラスチック基板2と駆動回路素子3とが位置合わせされて接続されることにより、接続される。
【0033】
また、図3に示すように、電極端子6は、駆動回路素子3の基板4に設けられた弾性部材6aと、弾性部材6aに積層されている端子部6bとを有する。これにより、図4に示すように、駆動回路素子3は、プラスチック基板2に押圧されると電極端子6が弾性変形し、電極端子6によって局所的に高圧の押圧力が掛かることによるプラスチック基板2の屈曲を緩和させる。したがって、有機ELディスプレイ1は、プラスチック基板2に形成された電極が駆動回路素子3の電極端子6に対して浮き上がることがなく、導電性粒子を十分に挟持させ良好な導通性を有する。
【0034】
また、有機ELディスプレイ1は、プラスチック基板2の屈曲が抑えられることから、電極端子6が設けられていない端子間領域におけるプラスチック基板2と駆動回路素子3の基板4との距離が適度に保たれ、バインダー樹脂が過剰に排除されることなく強固な接続強度を有する。
【0035】
電極端子6を構成する弾性部材6aは、駆動回路素子3の実装時に弾性変形する樹脂やゴム材料で形成されている。また、弾性部材6aに積層され、プラスチック基板2の各電極と接続される端子部6bは、CuやAg、Au等の公知の電極材料からなる。なお、Cu等の酸化されやすい配線材料の場合には表面に適宜、酸化防止対策としてSnメッキ等の保護層が設けてもよい。
【0036】
ここで、電極端子6は、弾性部材6aの弾性率が高過ぎるとプラスチック基板2の屈曲が大きくなり、導通性や接続強度の低下を招き、またプラスチック基板2がPIフィルムとPETフィルムが接着剤層を介して接続されている場合、当該接着剤層を変形させ、電極端子6で接続不良を招く。また、電極端子6は、弾性部材6aの弾性率が低すぎると導電性粒子11を十分な導通性を確保する程度まで圧縮させることが出来ず、また導電性粒子11が絶縁被覆されている場合には絶縁皮膜を突き破ることができず、導通性を損なう。そこで、弾性部材6aの弾性率は、プラスチック基板2の屈曲の緩和と導通性及び接続強度とを考慮して設定され、例えば2~8GPa、好ましくは3~7GPaとされる。
【0037】
複数の電極端子6は、図3に示すように、それぞれ独立して弾性部材6aに端子部6bが積層されることにより形成されている。図3に示す電極端子6は、駆動回路素子3の基板4の実装面4aにディスペンサによってゴム材料が供給される等により弾性部材6aが形成された後、メッキや印刷等の公知の成膜方法により端子部6bが積層されることにより形成することができる。
【0038】
なお、図3に示す電極端子6は、プラスチック基板2と駆動回路素子3とをACF接続する際に、図示しない熱圧着ヘッドの圧力を受けて弾性部材6aが弾性変位することにより、隣接する電極端子6との距離が狭小化されることから、端子間ショートを防止するために必要な距離を隔てて並列させることが望ましい。
【0039】
また、電極端子6は、図5に示すように、基板4上に形成された矩形状の弾性部材6aに、複数の端子部6bを積層してもよい。図5(B)は図5(A)に示す駆動回路素子3の側面図であり、図5(C)は図5(A)に示す駆動回路素子3のA-A’断面図である。端子部6bは、矩形状に形成された弾性部材6aの長手方向に所定の間隔で縞状に積層される。図5に示す電極端子6も、駆動回路素子3の基板4の実装面4aに弾性部材6aが形成された後、メッキや印刷等の公知の成膜方法により端子部6bが積層されることにより形成することができる。
【0040】
また、図5に示す電極端子6では、端子部6bが狭ピッチで形成された場合にも、弾性部材6aの弾性変位によっても隣接する端子部6b同士が接触することもなく、端子間ショートを防止することができる。
【0041】
[異方性導電フィルム]
駆動回路素子3は、信号線や走査線の各電極が設けられたプラスチック基板2の表示領域5の外側の領域に、回路接続用接着剤として異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)10を用いて接続される。異方性導電フィルム10は、導電性粒子11を含有しており、駆動回路素子3の電極端子6とプラスチック基板2に形成された電極とを、導電性粒子11を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム10は、熱圧着ヘッドにより熱圧着されることによりバインダー樹脂が流動化して導電性粒子11がプラスチック基板2の電極と駆動回路素子3の電極端子6との間で押し潰され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。これにより、異方性導電フィルム10は、プラスチック基板2と駆動回路素子3とを電気的、機械的に接続する。
【0042】
異方性導電フィルム10は、図6に示すように、通常、基材となる剥離フィルム12上に導電性粒子11を含有するバインダー樹脂層(接着剤層)13が形成されたものである。異方性導電フィルム10は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、有機ELディスプレイ1のプラスチック基板2に形成された電極上に貼着されるとともに駆動回路素子3が搭載され、熱圧着ヘッドにより熱加圧されることにより流動化して導電性粒子11が相対向するプラスチック基板2の電極と駆動回路素子3の電極端子6との間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子11が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム10は、プラスチック基板2と駆動回路素子3とを接続し、導通させることができる。
【0043】
また、異方性導電フィルム10は、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂層13に導電性粒子11が分散されている。
【0044】
バインダー樹脂層13を支持する剥離フィルム12は、例えば、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methylpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム10の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム10の形状を維持する。
【0045】
バインダー樹脂層13に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が10000~80000程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
【0046】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
【0047】
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0048】
アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、2-ヒドロキシ-1,3-ジアクリロキシプロパン、2,2-ビス[4-(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0049】
潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、UV硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種(カチオンやアニオン、ラジカル)を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素-アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、2種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。
【0050】
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。
【0051】
[導電性粒子]
導電性粒子11としては、異方性導電フィルム10において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子11としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、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粒子を挙げることができる。
【0052】
なお、異方性導電フィルム10の形状は、特に限定されないが、例えば、図6に示すように、巻取リール14に巻回可能な長尺テープ形状とすることにより、所定の長さだけカットして使用することができる。
【0053】
また、上述の実施の形態では、異方性導電フィルム10として、バインダー樹脂層13に導電性粒子11を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子11を含有したバインダー樹脂層13からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、駆動回路素子3を接続する接着剤としては、フィルム状に成形された異方性導電フィルム10の他にも、ペースト状のバインダー樹脂に導電性粒子11が分散された異方性導電ペーストでもよい。
【0054】
[接続工程]
次いで、プラスチック基板2に駆動回路素子3を接続する接続工程について説明する。先ず、プラスチック基板2の表示領域5の外側の信号線や走査線の各電極が設けられた接続領域上に異方性導電フィルム10を仮貼りする。次いで、このプラスチック基板2を接続装置のステージ上に載置し、プラスチック基板2の各電極上に異方性導電フィルム1を介して駆動回路素子3を配置する。
【0055】
次いで、バインダー樹脂層13を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッドによって、所定の圧力、時間で駆動回路素子3上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム10のバインダー樹脂層13は流動性を示し、駆動回路素子3の基板4とプラスチック基板2の間から流出するとともに、バインダー樹脂層13中の導電性粒子11は、駆動回路素子3の電極端子6とプラスチック基板2の電極との間に挟持されて押し潰される。
【0056】
その結果、駆動回路素子3の電極端子6とプラスチック基板2の電極との間で導電性粒子11を挟持することにより電気的に接続され、この状態で熱圧着ヘッドによって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。これにより、駆動回路素子3とプラスチック基板2との間で導通性を確保された有機ELディスプレイ1を製造することができる。
【0057】
駆動回路素子3の電極端子6とプラスチック基板2の電極との間にない導電性粒子11は、隣接する電極端子6間においてバインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、駆動回路素子3の電極端子6とプラスチック基板2の電極との間のみで電気的導通が図られる。なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム10としては、熱硬化型に限らず、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。
【0058】
また、上述したように、プラスチック基板2は、熱圧着ヘッドの押圧によって駆動回路素子3の電極端子6が弾性変位することにより、電極端子6によって局所的に高圧の押圧力が掛かることにより生じる屈曲が緩和されている。したがって、有機ELディスプレイ1は、プラスチック基板2に形成された電極が駆動回路素子3の電極端子6に対して浮き上がることがなく、導電性粒子11を十分に挟持させ良好な導通性を有する。
【0059】
また、有機ELディスプレイ1は、プラスチック基板2の屈曲が抑えられることから、電極端子6が設けられていない端子間領域におけるプラスチック基板2と駆動回路素子3の基板4との距離が適度に保たれ、バインダー樹脂が過剰に排除されることなく強固な接続強度を有する。
【0060】
[端子列間領域の最少距離]
ここで、上述したように、駆動回路素子3は、複数の電極端子6が配列された出力端子列8が、電極端子6の配列方向と直交する方向に複数形成されている。そして、図7に示すように、有機ELディスプレイ1は、一の出力端子列8と、当該一の出力端子列8に隣接する出力端子列8、あるいは対向する入力端子列7との間の領域において、駆動回路素子3の基板4とプラスチック基板2との最少距離Dが、接続後における電極端子6の基板4からの高さHの80%以上有することが好ましく、80%より大きいことがより好ましい。これにより、有機ELディスプレイ1は、プラスチック基板2の屈曲が緩和され、プラスチック基板2と駆動回路素子3の基板4との距離が適度に保たれることから、バインダー樹脂が過剰に排除されることなく強固な接続強度を有する。
【0061】
また、有機ELディスプレイ1は、隣接する出力端子列8,8間、あるいは入出力端子列7,8間の中間において駆動回路素子3の基板4とプラスチック基板2との距離Dが最少となり、かつ接続後における電極端子6の基板4からの高さHの80%以上有することが好ましい。駆動回路素子3の出力端子列8,8間、あるいは入出力端子列7,8間の中間は、最もプラスチック基板2の屈曲が生じやすく、バインダー樹脂の排除も進みやすい位置となる。この出力端子列8,8間、あるいは入出力端子列7,8間の中間において駆動回路素子3の基板4とプラスチック基板2との最少距離Dが、接続後における電極端子6の基板4からの高さHの80%以上、好ましくは80%より大きいことで、バインダー樹脂の排除が抑制され、強固な接続強度を備えることができる。
【0062】
[第2の実施の形態]
[接続体]
第2の実施の形態に係る接続体は、プラスチック基板等の可撓性基板と電子部品とが接続された接続体に用いることができる。第2の実施の形態に係る接続体としては、例えば図1に示すように、プラスチック基板2に、電子部品としての駆動回路素子20が実装されたフレキシブルな有機電界発光カラーディスプレイ1が例示できる。
【0063】
プラスチック基板2は、上述した第1の実施の形態に係る接続体で説明したプラスチック基板2と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0064】
駆動回路素子20は、画素に対して駆動電圧を選択的に印加することにより、所望の表示を行うことができるものである。駆動回路素子20は、図11に示すように、プラスチック基板2へ実装される基板4の実装面4aに、複数の電極端子(バンプ)6が配列された入力端子列21及び出力端子列22(22A~22C)を備える。電極端子6としては、例えば、銅バンプ、金バンプ、銅バンプに金メッキを施したもの等を用いることができる。
【0065】
入力端子列21は、基板4の実装面4aの一方の側縁4bに沿って複数の電極端子6が配列されており、隣接する電極端子6同士が、電極端子6の配列方向(図11中のb方向)と直交する方向(図11中のa方向、以下、バンプ列方向ともいう)に互い違いに配列されている。また、入力端子列21を構成する複数の電極端子6は、電極端子6の配列方向に隣接する電極端子6の一部が重なるように配列されている。
【0066】
出力端子列22は、基板4の実装面4aの一方の側縁4bと対向する他方の側縁4cに沿って複数の電極端子6が配列されている。出力端子列22は、電極端子6の配列方向と直交する方向に単数又は複数で形成されている。例えば図11に示すように、出力端子列22が複数(3列;22A、22B、22C)で形成されている場合、駆動回路素子20の最も中央部側に配列された出力端子列22C(以下、特定バンプ列ともいう。)を構成する複数の電極端子6は、隣接する電極端子6同士が、電極端子6の配列方向と直交する方向に互い違いに配置されている。また、出力端子列22Cを構成する複数の電極端子6は、電極端子6の配列方向に、隣接する電極端子6の一部が重なるように配列されている。
【0067】
特定バンプ列を構成する複数の電極端子6は、電極端子6の配列方向に隣接する電極端子6同士のバンプ列方向の重なりが小さすぎないことが好ましい。すなわち、電極端子6の配列方向に隣接する電極端子6同士の配列方向と直交する方向の距離が大きすぎないことが好ましい。特定バンプ列を構成する複数の電極端子6のバンプ列方向における距離が大きすぎる場合(例えば隣接する電極端子6同士のバンプ列方向の重なりがない場合)、異方性接続時の加圧ツールからの押圧力が不均一になることが懸念される。
【0068】
また、特定バンプ列を構成する複数の電極端子6は、プラスチック基板2の屈曲をより効果的に緩和させる観点から、電極端子6の配列方向に隣接する電極端子6同士のバンプ列方向の重なりが大きすぎないことが好ましい。
【0069】
このように、実際に接続されるバンプ領域がバンプ列方向に大きくなるように形成された入力端子列21及び出力端子列22Cを備える駆動回路素子20を用いることにより、プラスチック基板2の屈曲の基点になる各バンプに捕捉される導電性粒子の位置が、バンプ列方向において適度に分散される。これにより、駆動用素子20とプラスチック基板2との圧着時の押圧力を分散させ、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることができ、プラスチック基板2のクラック及び剥離を抑制することができる。また、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることができるため、プラスチック基板2に形成された電極が駆動回路素子20の電極端子6に対して浮き上がることを抑制できる。これにより、導電性粒子を十分に挟持させ、プラスチック基板2と駆動用素子20の基板4との導通性を良好にできる。
【0070】
特に、特定バンプ列を構成する複数の電極端子6は、下記式(1)を満たすことが好ましい。電極端子6のバンプ列方向における重なりが大きすぎると、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることが困難になる傾向がある。そのため、電極端子6の配列方向に隣接する電極端子6同士の配列方向と直交する方向の距離は、電極端子6間の距離と同等以上にすることが好ましい。これにより、プラスチック基板2のクラック及び剥離をより効果的に抑制するとともに、プラスチック基板2と駆動用素子20の基板4との導通性を良好にすることができる。
(1)S≦L
【0071】
式(1)中、Sは、特定バンプ列を構成する一の電極端子6と、一の電極端子に隣接する他の電極端子6との電極端子6の配列方向の距離を表す。例えば、図12に示す出力端子列22Cにおいて、電極端子6Aと、電極端子6Aに隣接する電極端子6B又は電極端子6Cとの電極端子の配列方向の距離Sが、式(1)中のSに相当する。
【0072】
電極端子6の配列方向の距離Sが小さすぎると、バンプ間距離が狭くなりすぎ、導電性粒子の連結による端子間ショートを誘発する恐れがある。同様の理由で、電極端子6の配列方向の距離だけではなく、いずれの方向においても一定以上の距離を設けることが好ましい。特定バンプ列では、最もショートの発生が懸念される。そこで、特定バンプ列において、電極端子6の配列方向の距離Sよりも、一の電極端子6と一の電極端子6に隣接する他の電極端子6との電極端子6の配列方向と直交する方向のずれの距離Lを大きくすることで、特定バンプ列における距離Sでのショート(端子間ショート)を避け易くできる。
【0073】
式(1)中、Lは、特定バンプ列を構成する一の電極端子6と、一の電極端子6に隣接する他の電極端子6との電極端子6の配列方向と直交する方向のずれの距離を表す。例えば、図12に示す出力端子列22Cにおいて、電極端子6Aの一端と、電極端子6Aに隣接する電極端子6B又は電極端子6Cの一端との、電極端子の配列方向と直交する方向の距離Lが、式(1)中のLに相当する。
【0074】
このように、特定バンプ列を構成する複数の電極端子6が式(1)を満たすことにより、バンプ列方向のバンプ領域の長さが大きくなることで、プラスチック基板2の屈曲の基点になる各バンプに捕捉される導電性粒子の位置が、バンプ列方向において適度に分散されやすくなる。ここで、バンプ領域とは、例えば図11に示す出力端子列22A~22Cのように複数のバンプ列がある場合、複数のバンプ列がある領域全体を指す。これにより、駆動回路素子20とプラスチック基板2との圧着時の押圧力をより均一に分散させ、プラスチック基板2の屈曲をより効果的に緩和させることができる。また、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることができるため、プラスチック基板2に形成された電極が駆動回路素子20の電極端子6に対して浮き上がることをより効果的に防止でき、その結果、導電性粒子を十分に挟持できる。したがって、プラスチック基板2のクラック及び剥離をより効果的に抑制するとともに、プラスチック基板2と駆動回路素子20の基板4との導通性を良好にすることができる。
【0075】
駆動回路素子20の最も中央部側に配列された出力端子列22C以外の他の出力端子列22A,22Bは、例えば図11に示すように、電極端子6の配列方向に一列に配列することができる。また、出力端子列22A~22Cは、例えば図11に示すように、電極端子6の配列方向と直交する方向の各出力端子列の間隔が略同じとなっている。
【0076】
また、駆動回路素子20には、図13に示すように、バンプレイアウト、製造工数、コスト等の制約が許容される範囲で、入力端子列21と出力端子列22との間に、信号等の入出力には使用されないダミーバンプ23が複数配列されたダミーバンプ列24を形成してもよい。
【0077】
なお、駆動回路素子20の構成は、プラスチック基板2のクラック及び剥離を抑制するとともに、プラスチック基板2と駆動用素子20の基板4との導通性を良好にできる範囲で適宜変更してもよい。例えば、駆動回路素子20に形成される出力端子列22の数は、単数であってもよい。この場合、単数の出力端子列22が、上述した特定バンプ列に相当する。また、入力端子列21は、図11に示すように複数の電極端子6を互い違いに配列させずに、出力端子列22A,22Bと同様に一列で配列させてもよい。また、出力端子列22A,22Bの配列を、出力端子列22Cと同様に互い違いの配列としてもよい。
【0078】
互い違いに配列されるバンプ列は、例えば図12に示すように、一の電極端子(電極端子6A)と、一の電極端子に隣接する電極端子(電極端子6C)に更に隣接する他の電極端子(電極端子6D)とのバンプ列方向の位置が、同一であってもよい。また、互い違いに配列されるバンプ列は、例えば図14に示すように、式(1)を満たす範囲で波状になるように、一の電極端子(電極端子6E)と、一の電極端子に隣接する電極端子(電極端子6F)に更に隣接する他の電極端子(電極端子6G)とのバンプ列方向の位置が、異なっていてもよい。すなわち、式(1)を満たす範囲で図14に示すL1とL2が異なっていてもよい。
【0079】
また、互い違いに配列されるバンプ列は、例えば図15に示すように、一の電極端子(電極端子6H)の高さと、一の電極端子に隣接する電極端子(電極端子6I)に更に隣接する他の電極端子(電極端子6J)との高さが同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0080】
バンプ列が複数ある場合、互い違いになるバンプ列は、駆動用素子20(ICチップ)の幅方向の内側(中央部側)に突出するようになることが好ましい。複数のバンプ列間の距離を一定以上にすることで、より効果的にショート発生を抑制することができる。異方性接続は、一般的に、駆動用素子20(ICチップ)の幅方向の略中央部が押圧されるため、幅方向の略中央部から外側に向かって樹脂の流動が発生する。すなわち、樹脂の流動を比較的強く受けるバンプ列のバンプが互い違いに配列されることで、樹脂の流動による導電性粒子の連結(すなわち、ショートの発生)を避け易くすることができる。つまり、バンプ列を構成する一のバンプと、この一のバンプに隣接する他のバンプにおいて、バンプ列方向に重畳する領域(バンプ列方向の重なり)を小さくすることにより、導電性粒子の連結をより避け易くできる。
【0081】
同様の理由で、任意のバンプと、この任意のバンプに隣接する全ての方向におけるバンプとの距離は、一定以上に保たれることが好ましい。この距離は、特に制限はないが、例えば、最も狭いバンプ列間におけるバンプ間距離を、全ての方向におけるバンプ間距離の最短距離とすることが好ましい。
【0082】
さらに、バンプ列の配列は、異方性接続時に、電子部品の背面で受ける加圧ツールからの応力がバンプに均一に伝わることが満たされれば、規則的であってもよく、不規則的であってもよい。バンプ配列が規則的であることにより、設計が簡易になり、また、製造上の歩留まりを抑制できる観点からコストの削減を図ることができる。また、バンプ配列が不規則的であることにより、高集積化の要請に応え易いバンプレイアウトが可能になる。このような高集積化は、例えばウェアラブル端末など、小型化の要請が強い場合により求められる。
【0083】
駆動回路素子20は、例えば図1に示すように、プラスチック基板2の表示領域5の外側の領域に、異方性導電接着剤を用いて接続されている。異方性導電接着剤としては、例えば、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを用いることができる。異方性導電フィルム及び導電性粒子は、上述した第1の実施の形態に係る接続体で説明した異方性導電フィルム10及び導電性粒子11と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0084】
また、駆動回路素子20に設けられた電極端子6と、プラスチック基板2に設けられた電極とは、それぞれ同数かつ同ピッチで形成され、プラスチック基板2と駆動回路素子20とが位置合わせされて接続される。
【0085】
[接続体の製造方法]
第2の実施の形態に係る接続体の製造方法は、例えば複数の電極端子6が配列された出力端子列22を基板4上に備える駆動回路素子20と、電極端子6と接続される複数の電極が配列されたプラスチック基板2とを、接着剤を介して電極端子6とプラスチック基板2の電極とが対向するように配置し、圧着ツールによって駆動回路素子20と宇プラスチック基板2とを圧着するとともに、接着剤を硬化させる工程を有する。プラスチック基板2に駆動回路素子20を接続する接続工程については、上述した第1の実施の形態で説明した接続工程と同様に行うことができる。
【0086】
第2の実施の形態に係る接続体の製造方法によれば、出力端子列22Cを備える駆動回路素子20を用いることにより、駆動回路素子20とプラスチック基板2との圧着時の押圧力を分散させ、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることができる。これにより、プラスチック基板2のクラック及び剥離を抑制することができる。また、プラスチック基板2の屈曲を緩和させることができるため、プラスチック基板2に形成された電極が駆動回路素子20の電極端子6に対して浮き上がることを抑制できる。これにより、導電性粒子を十分に挟持させ、プラスチック基板2と駆動用素子20の基板4との導通性を良好にできる。
【実施例
【0087】
次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、異方性導電フィルムを用いてプラスチック基板に評価用素子を接続した接続体のサンプルを形成し、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離、導通性、及び端子間ショートの発生率(ppm)を測定、評価した。異方性導電フィルムは、平均粒子径3.0μmの導電性粒子が分散された汎用アニオン系のものを用いた。評価用素子の圧着条件は、200℃、10及び100MPa、5秒間である。
【0088】
評価用素子がACF接続されるプラスチック基板は、透過性を有するPETフィルムに絶縁性の接着剤によって耐熱性に優れるPIフィルムを貼り合わせている。プラスチック基板の各層の厚みは、PIフィルム:10μm、接着剤:30μm、PETフィルム:75μmである。プラスチック基板は、PIフィルムに評価用素子の電極端子と接続される電極が形成されている。このプラスチック基板全体の弾性率は3500MPa、接着剤層の弾性率は0.13MPaである。
【0089】
評価用素子は、プラスチック基板への実装面の一方の側縁に沿って電極端子が配列された入力端子列が一列で配列され、一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って電極端子が配列された出力端子列が3列で千鳥状に配列されている。電極端子の配線ピッチは、L/S=16/14(μm)である。
【0090】
[実施例1]
実施例1では、端子列を構成する電極端子として、矩形状のゴム部材の表面に長手方向に沿ってAgメッキを施すことにより複数の端子部が縞状に積層されてなる評価用素子を用いた(図5参照)。実施例1に係る評価用素子の電極端子は、弾性率が5GPaであり、押圧前の高さが17μm、10MPaで押圧した場合の高さが16μm、100MPaで押圧した場合の高さが13μmであった。
【0091】
[実施例2]
実施例2では、端子列を構成する電極端子として、それぞれゴム部材の表面にAgメッキを施すことにより端子部が積層されてなる評価用素子を用いた(図3参照)。実施例2に係る評価用素子の電極端子は、弾性率が5GPaであり、押圧前の高さが17μm、10MPaで押圧した場合の高さが16μm、100MPaで押圧した場合の高さが13μmであった。
【0092】
[比較例1]
比較例1では、端子列を構成する電極端子として、Auスタッドバンプが形成された評価用素子を用いた(図9参照)。比較例1に係る評価用素子の電極端子は、弾性率が82GPaであり、押圧前の高さが15μm、10MPaで押圧した場合の高さが15μm、100MPaで押圧した場合の高さが15μmであった。
【0093】
プラスチック基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、アライメントを取りながら評価用素子を搭載し、熱圧着ヘッドにより上記条件で熱圧着することにより接続体サンプルを作製した。各接続体サンプルについて、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離、導通性、及び端子間ショートの発生率(ppm)を測定、評価した。
【0094】
プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離は、接続体サンプルを、入力端子列と出力端子列の中間で切断し、断面観察により求めた。導通性評価は、導通抵抗値の平均が2.0Ω未満を〇(良好)、2.0Ω以上5.0Ω未満を△(普通)、5Ω以上を×(不良)とした。
【0095】
【表1】
【0096】
表1に示すように、実施例1,2に係る接続体サンプルでは、100MPaで押圧した場合にも、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離が12μm以上となった。これは、実施例1,2に係る評価用素子の電極端子が弾性変形することによりプラスチック基板の屈曲が緩和されたことによる。また、実施例1,2に係る接続体サンプルにおいて、当該最少距離は、接続後における電極端子の高さ(実施例1:13μm、実施例2:13μm)の80%以上であることから、屈曲が緩和されていることが分かる。このため、実施例1,2に係る接続体サンプルでは、プラスチック基板に形成された電極が評価用素子の電極端子から浮き上がることなく、導電性粒子を挟持することができ、良好な導通性を有する。
【0097】
また、実施例1,2に係る接続体サンプルでは、10MPaで押圧した場合も同様に、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離が14μmであり、電極端子の高さ(16μm)の80%以上であることから、屈曲が緩和され、導通抵抗値が5Ω未満に抑えられた。
【0098】
また、実施例1,2に係る接続体サンプルでは、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離が12μm以上であることから、バインダー樹脂が必要以上に排除されることなく、良好な接続強度を奏するものであった。
【0099】
一方、比較例1に係る接続体サンプルでは、10MPaで押圧した場合でも、プラスチック基板と評価用素子の基板との最少距離が12μmとなった。これは、Auバンプによってプラスチック基板が大きく屈曲されたことにより、却って両基板間の距離が狭小化されたことによる。そして、プラスチック基板が大きく屈曲されたことにより、プラスチック基板の電極はAuバンプから浮き上がり、導電性粒子を十分に挟持することが出来なかった。このため、比較例1に係る接続体サンプルでは、導通抵抗値が5Ω以上となった。
【0100】
また、比較例1に係る接続体サンプルは、押圧力を100MPaに上げることにより、さらにプラスチック基板の屈曲が大きくなるとともに、プラスチック基板の接着剤層の変形が発生し、評価用素子との導通を取ることが困難となった。
【0101】
なお、実施例1と実施例2とを比較すると、矩形状の弾性部材の長手方向にわたって縞状に端子部を積層していった実施例1の方が、それぞれ独立して弾性部材を設け端子部を積層していった実施例2に比して電極端子の端子間ショートの発生率が低かった。これは、実施例1では電極端子間が弾性部材で埋まっていることから、導電性粒子が端子部間に連続することが稀であったのに対して、実施例2では、独立して設けた電極端子部が押圧されることにより幅方向に拡がり、端子間が狭小化されたことから導電性粒子が当該狭小化された端子間領域において連続する事態が実施例1に比して起きやすくなったことによる。
【符号の説明】
【0102】
1 有機ELディスプレイ、2 プラスチック基板、3 駆動回路素子、4 基板、5 表示領域、6 電極端子、6a 弾性部材、6b 端子部、7 入力端子列、8 出力端子列、10 異方性導電フィルム、11 導電性粒子、12 剥離フィルム、13 バインダー樹脂、20 駆動回路素子、21 入力端子列、22 出力端子列、23 ダミーバンプ、24 ダミーバンプ列
図1
図2
図3
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図10
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