JP2013030789A - 実装構造体及び実装構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンプ電極と端子との間において十分に高い接合強度を確保し、これによって電気的接続の信頼性を向上した実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】バンプ電極１２を有する実装体１２１を、端子１１を有する基板１１１上に実装した実装構造体である。バンプ電極１２は内部樹脂１３上に導電膜１４が覆われてなり、導電膜１４は端子１１に直接導電接触し、基板１１１と実装体１２１とには、内部樹脂１３が弾性変形した状態でバンプ電極１２が端子１１に導電接触している状態を保持する圧着手段が備えられている。内部樹脂１３は、その主断面の形状が底辺１３ａと外辺１３ｂとによって囲まれており、底辺１３ａの両端を第１の点３０とし、主断面の最大幅となる位置での外辺１３ｂ上の点を第２の点３１とすると、第１の点３０と第２の点３１とを結ぶ直線Ｌと、実装体１２１の面Ｓとのなす角θが、鋭角に形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、実装構造体及び実装構造体の製造方法に関する。

従来、各種の電子機器に搭載される回路基板や液晶表示装置などにおいては、半導体ＩＣなどの電子部品を基板上に実装する技術が用いられている。例えば液晶表示装置には、液晶パネルを駆動するための液晶駆動用ＩＣチップが実装される。この液晶駆動用ＩＣチップは、液晶パネルを構成するガラス基板に直接実装される場合もあり、また、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板（ＦＰＣ）上に実装される場合もある。前者による実装構造はＣＯＧ（Chip On Glass）構造と呼ばれ、後者はＣＯＦ(Chip On FPC)構造と呼ばれている。なお、これら実装構造以外にも、例えばガラエポ基板などにＩＣチップを実装するＣＯＢ（Chip On board）構造も知られている。

このような実装構造に用いられる基板には、配線パターンに接続するランド（端子）が形成されており、一方、電子部品には、電気的接続を得るためのバンプ電極が形成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。そして、前記ランドにバンプ電極を接続させた状態で、前記基板上に電子部品を実装することにより、電子部品の実装構造体が形成されている。

ところで、前記の実装構造体においては、基板上に電子部品がより強固にかつ確実に接続していることが望まれている。特に、ランドやバンプ電極がそれぞれ複数ずつあり、複数のランド−バンプ電極間をそれぞれ接続させる場合には、全てのランド−バンプ電極間が良好に接続していることが、信頼性を確保するうえで重要となっている。

特開平６−３３３９８２号公報 特開平９−２９３７５３号公報 特開２００４−１５３１３９号公報

ところが、前記した特許文献１〜３に記載されたバンプ電極は、いずれも金属によって形成されており、したがって、同様に金属からなるランド（端子）にバンプ電極を接合させた際、その接合強度にバラツキが生じ易く、接触不良（導電不良）を起こしてしまうおそれがあった。また、接合時には十分な強度で接していても、機械的な外力や熱応力などによって接合部分が剥離し、接触不良（導電不良）を起こしてしまうおそれもあった。
なお、このようなバンプ電極とランド（端子）との間の接触不良は、バンプ電極を形成した一方の基板を、端子（ランド）を形成した他方の基板に接合させた実装構造においても、同様に生じるおそれがあった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、バンプ電極−端子間において十分に高い接合強度を確保し、これによって電気的接続の信頼性を向上した実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供することにある。

本発明の実装構造体は、バンプ電極を有する実装体を、端子を有する基板上に実装してなる実装構造体であって、
前記バンプ電極は、内部樹脂をコアとしてその表面上に導電膜が覆われた構造を有し、前記導電膜は、前記端子に直接導電接触し、前記基板と前記実装体とには、前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させて、前記内部樹脂が弾性変形した状態で前記バンプ電極が前記端子に導電接触している状態を保持する圧着手段が備えられ、
前記内部樹脂は、前記実装体に当接する底面に対して直交する断面のうちの主断面の形状が、前記実装体に当接する底辺と、該実装体の外側に突出する外辺とによって囲まれ、かつ、前記底辺の両端に位置する二つの点を第１の点とし、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置での前記外辺上の二つの点を第２の点とすると、前記主断面において同じ側に位置する前記第１の点と前記第２の点とを結ぶ直線と、前記実装体の、前記底辺に接して該底辺の外側に延びる面とのなす角が、鋭角に形成されてなり、
前記導電膜は、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に設けられていることを特徴としている。

この実装構造体によれば、内部樹脂をコアとするバンプ電極が、前記内部樹脂が弾性変形した状態で前記端子に導電接触しているので、内部樹脂の弾性復元力（反発力）によってその表面上の導電膜が端子に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極と端子との間において十分に高い接合強度が確保される。よって、バンプ電極と端子との間の電気的接続の信頼性が向上したものとなる。
また、圧着手段が、バンプ電極と端子との導電接触部分の周囲に充填され、硬化されてなる封止樹脂によって構成されている場合、この封止樹脂は前記内部樹脂の底面側における前記の鋭角に形成された部分に入り込み、アンカー効果でここに強固に固着する。したがって、封止樹脂の実装体に対する接着強度が高くなり、この封止樹脂からなる圧着手段の圧着・保持効果が高くなって実装構造がより安定化する。

また、前記実装構造体においては、前記内部樹脂は、弾性変形する前の状態において、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺となっているのが好ましい。
このようにすれば、内部樹脂は、端子に接合して弾性変形する前においては、前記主断面の形状における底辺が最大幅となっているのに対し、端子に接合して弾性変形した後には、前記主断面における最大幅が外辺側に移って前記角が鋭角になり、内部樹脂はその底面側の形状が大きく変わるほど十分に弾性変形したものとなる。よって、端子に接合した後には内部樹脂の弾性復元力（反発力）がより大きくなり、これによりその表面上の導電膜が端子に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極と端子との間の接合強度がより高くなる。
また、圧着手段が、バンプ電極と端子との導電接触部分の周囲に充填され、硬化されてなる封止樹脂によって構成されている場合、バンプ電極と端子との導電接触部分の周囲に硬化前の封止樹脂を充填し、その後、内部樹脂を前記したように弾性変形させれば、この内部樹脂の弾性変形によって過剰な封止樹脂が外側に排出され、適正な量の封止樹脂によって基板と実装体との間が保持されるようになる。したがって、実装構造がより安定化する。

また、前記実装構造体においては、前記内部樹脂は、弾性変形する前の状態において、前記主断面となる横断面を略半円形状、略半楕円形状、または略台形状とする略蒲鉾状に形成され、前記導電膜は、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に帯状に設けられているのが好ましい。
このようにすれば、内部樹脂の表面上に間隔をおいて導電膜を複数設けることにより、複数のバンプ電極を形成することができ、製造が容易になる。

また、前記実装構造体においては、前記圧着手段が、前記バンプ電極と前記端子との導電接触部分の周囲に充填され、硬化されてなる封止樹脂によって構成されているのが好ましい。
このようにすれば、弾性変形してなるバンプ電極と端子との間の導電接触状態がより良好に保持され、バンプ電極の導電膜と端子との間の導電接続状態がより良好になる。
また、前記したように、内部樹脂の底面側における前記の鋭角に形成された部分に入り込み、アンカー効果でここに強固に固着することにより、封止樹脂の実装体に対する接着強度が高くなり、この封止樹脂からなる圧着手段の圧着・保持効果が高くなって実装構造がより安定化する。
また、前記したように、内部樹脂の弾性変形によって過剰な封止樹脂が外側に排出され、適正な量の封止樹脂によって基板と実装体との間が保持されるようになり、これによっても実装構造がより安定化するようになる。

また、前記実装構造体においては、前記内部樹脂は、前記主断面における前記外辺が、前記底辺近傍において外側に凹となる湾曲部を有しているのが好ましい。
このようにすれば、前記内部樹脂における前記外辺と、前記実装体との間に形成される角部が、鋭角に形成されることなく湾曲部となるので、この角部での応力集中が緩和され、応力集中に起因してこの角部上に設けられる導電膜に断線が生じることが防止される。
また、前記実装構造体においては、前記実装体が電子部品であってもよい。
前記実装体を電子部品とすることにより、バンプ電極と端子との間において十分に高い接合強度が確保された、良好な電子部品の実装構造体が得られる。

また、本発明の実装構造体の製造方法は、バンプ電極を有する実装体を、端子を有する基板上に実装してなる実装構造体の製造方法であって、
実装体上に、コアとなる内部樹脂を設けてその表面上を導電膜で覆い、バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
前記バンプ電極の導電膜を基板の端子に直接導電接触させた状態で、前記基板に前記実装体を実装する実装工程と、
前記バンプ電極が前記端子に導電接触している状態で、前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させその状態を保持する圧着工程と、を備えてなり、
前記バンプ電極形成工程は、
前記コアとなる内部樹脂を、前記実装体に当接する底面に対して直交する断面のうちの主断面の形状が、前記実装体に当接する底辺と該実装体の外側に突出する外辺とによって囲まれ、かつ、前記底辺の両端に位置する二つの点を第１の点とし、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置での前記外辺上の二つの点を第２の点とすると、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺となるように、形成する内部樹脂形成工程と、前記導電膜を、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に設ける導電膜形成工程と、を有し、
前記圧着工程は、
前記バンプ電極を前記端子に導電接触させた状態で前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させることで、前記内部樹脂を、前記主断面において同じ側に位置する前記第１の点と前記第２の点とを結ぶ直線と、前記実装体の、前記底辺に接して該底辺の外側に延びる面とのなす角が、鋭角になるように弾性変形させる加圧工程と、前記加圧工程で弾性変形した前記内部樹脂の状態を保持する保持工程と、を有することを特徴としている。

この実装構造体の製造方法によれば、バンプ電極における内部樹脂を、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺となるように形成し、その後、前記バンプ電極を前記端子に導電接触させた状態で前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させることにより、内部樹脂をその前記角が鋭角になるように弾性変形させるので、内部樹脂が、その底面側の形状が大きく変わるほど十分に弾性変形したものとなる。よって、端子に接合した後には内部樹脂の弾性復元力（反発力）がより大きくなり、これによりその表面上の導電膜が端子に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極と端子との間の接合強度がより高くなる。よって、バンプ電極と端子との間において十分に高い接合強度を確保し、バンプ電極と端子との間の電気的接続の信頼性を向上することができる。

また、前記実装構造体の製造方法においては、前記保持工程では、前記バンプ電極と前記端子との導電接触部分の周囲に配設した封止樹脂を硬化させることで、前記内部樹脂の弾性変形した状態を保持するのが好ましい。
このようにすれば、弾性変形してなるバンプ電極と端子との間の導電接触状態をより良好に保持し、バンプ電極の導電膜と端子との間の導電接続状態をより良好にすることができる。
また、封止樹脂が、前記内部樹脂の底面側における前記の鋭角に形成された部分に入り込み、アンカー効果でここに強固に固着するので、封止樹脂の実装体に対する接着強度が高くなり、この封止樹脂からなる圧着手段の圧着・保持効果を高くして実装構造をより安定化することができる。
また、バンプ電極と端子との導電接触部分の周囲に予め硬化前の封止樹脂を充填しておき、その後、内部樹脂を弾性変形させてその状態で封止樹脂を硬化させれば、内部樹脂の弾性変形によって過剰な封止樹脂を外側に排出し、その後、適正な量の封止樹脂を硬化させることができるので、基板と実装体との間を良好に保持することができる。したがって、実装構造をより安定化することができる。

また、前記実装構造体の製造方法においては、前記内部樹脂形成工程では、前記内部樹脂を、前記主断面となる横断面が略半円形状、略半楕円形状、または略台形状となる略蒲鉾状に形成し、前記導電膜形成工程では、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に帯状に設けるのが好ましい。
このようにすれば、内部樹脂の表面上に間隔をおいて導電膜を複数設けることにより、複数のバンプ電極を形成することができ、製造が容易になる。

本発明が適用された液晶表示装置の構造を模式的に示す概略斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明に係る実装構造体の要部拡大図である。 （ａ）（ｂ）は端子に接合される前のバンプ電極の概略構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は内部樹脂の弾性変形前後の主断面形状を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はバンプ電極の形成工程を説明するための側断面図である。 （ａ）（ｂ）はバンプ電極の形成工程を説明するための側断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は実装構造体の製造方法を説明するための図である。 バンプ電極の概略構成を示す斜視図である。 本発明に係る実装構造体の他の実施形態を示す要部側断面図である。 （ａ）（ｂ）は機械的圧着手段を用いた例を示す要部側断面図である。

以下、本発明の実装構造体を詳しく説明する。
図１は本発明に係る実装構造体を適用した液晶表示装置を示す模式図である。まず、図１を用いて本発明に係る実装構造体の適用例を説明する。
図１において符号１００は液晶表示装置であり、この液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、電子部品（液晶駆動用ＩＣチップ）１２１とを有して構成されている。なお、この液晶表示装置１００には、図示しないものの、偏光板、反射シート、バックライト等の付帯部材が、必要に応じて適宜設けられるものとする。

液晶パネル１１０は、ガラスや合成樹脂からなる基板１１１及び１１２を備えて構成されたものである。基板１１１と基板１１２とは、相互に対向配置され、図示しないシール材などによって相互に貼り合わされている。基板１１１と基板１１２の間には、電気光学物質である液晶（図示せず）が封入されている。基板１１１の内面上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなる電極１１１ａが形成され、基板１１２の内面上には前記電極１１１ａに対向配置される電極１１２ａが形成されている。

電極１１１ａは、同じ材質で一体に形成された配線１１１ｂに接続されて、基板１１１に設けられた基板張出部１１１Ｔの内面上に引き出されている。基板張出部１１１Ｔは、基板１１１の端部において基板１１２の外形よりも外側に張り出された部分である。配線１１１ｂの一端側は、端子１１１ｂｘとなっている。電極１１２ａも、同じ材質で一体に形成された配線１１２ｂに接続されて、図示しない上下導通部を介して基板１１１上の配線１１１ｃに導電接続されている。この配線１１１ｃも、ＩＴＯで形成されている。配線１１１ｃは基板張出部１１１Ｔ上に引き出され、その一端側は端子１１１ｃｘとなっている。基板張出部１１１Ｔの端縁近傍には入力配線１１１ｄが形成されており、その一端側は端子１１１ｄｘとなっている。該端子１１１ｄｘは、前記端子１１１ｂｘ及び１１１ｃｘと対向配置されている。また、入力配線１１１ｄの他端側は、入力端子１１１ｄｙとなっている。

基板張出部１１１Ｔ上には、熱硬化性樹脂からなる封止樹脂１２２を介して、本発明の実装体となる電子部品１２１が実装されている。この電子部品１２１は、例えば液晶パネル１１０を駆動する液晶駆動用ＩＣチップである。電子部品１２１の下面には、本発明に係る多数のバンプ電極（図示せず）が形成されており、これらのバンプ電極は、基板張出部１１１Ｔ上の端子１１１ｂｘ，１１１ｃｘ，１１１ｄｘにそれぞれ導電接続されている。これにより、基板１１１上に電子部品（実装体）１２１が実装されてなる、本発明の実装構造体が形成されている。封止樹脂１２２は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂であることが好ましいが、樹脂であればよく、樹脂種類はその限りではない。

また、基板張出部１１１Ｔ上の前記入力端子１１１ｄｙの配列領域には、異方性導電膜１２４を介してフレキシブル配線基板１２３が実装されている。入力端子１１１ｄｙは、フレキシブル配線基板１２３に設けられた、それぞれに対応する配線（図示せず）に導電接続されている。そして、このフレキシブル配線基板１２３を介して外部から制御信号、映像信号、電源電位などが、入力端子１１１ｄｙに供給されるようになっている。入力端子１１１ｄｙに供給された制御信号、映像信号、電源電位などは、電子部品１２１に入力され、ここで液晶駆動用の駆動信号が生成されて液晶パネル１１０に供給されるようになっている。

以上のように構成された液晶表示装置１００によれば、電子部品１２１を介して電極１１１ａと電極１１２ａとの間に適宜の電圧が印加されることにより、両電極１１１ａ，１１２ａが対向配置される部分に構成される各画素毎に独立して光を変調させることができ、これによって液晶パネル１１０の表示領域に所望の画像を形成することができる。

次に、前記液晶表示装置１００に適用された、本発明の実装構造体の実施形態について説明する。
図２（ａ）は、前記液晶表示装置１００における電子部品（実装体）１２１の実装構造体を拡大して示す要部拡大斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。図２（ａ）（ｂ）において符号１１Ｐは基板１１１上に設けられた配線パターン、すなわち、前記配線１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのいずれかを表しており、符号１１はこれら配線に設けられた端子、すなわち、前記した端子１１１ｂｘ、１１１ｃｘ，１１１ｄｘのいずれかを表している。また、図２（ｂ）において符号１０は、本発明の一実施形態となる実装構造体を示している。

なお、本実施形態では、端子１１は配線パターン１１Ｐの端部に連続して形成されたランド（図示せず）、あるいは配線パターン１１Ｐの端部がそのまま端子１１として機能するものとなっている。また、符号１２は電子部品１２１に設けられたバンプ電極である。なお、図２（ａ）では図示を省略しているものの、図２（ｂ）に示すように基板１１１と電子部品１２１との間には、少なくともバンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲を覆って、本発明における圧着手段としての封止樹脂１２２が充填配置され、硬化させられている。

バンプ電極１２は、図３（ａ）の要部斜視図に示すように、電子部品１２１上に設けられた内部樹脂１３をコア（コア部）として、その表面が導電膜１４で覆われた構造を有している。また、本実施形態においては、図３（ａ）に示したように電子部品１２１が基板１１１に実装される前、すなわち端子１１に接合される前の無加圧状態で弾性変形する前の状態では、バンプ電極１２の内部樹脂１３は略蒲鉾状となっている。

導電膜１４は、電子部品１２１の表面部において、図３（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である図３（ｂ）に示すように、該電子部品１２１の構成要素である保護膜１５上に設けられたもので、図３（ａ）に示したように該保護膜１５の開口部内に露出した電極１６に接続・導通し、内部樹脂１３上（表面上）に引き回されたものである。このような構成によって内部樹脂１３の表面を覆う導電膜１４は、前記電極１６に導通し、したがって実質的に電子部品１２１の電極として機能するものとなっている。なお、本実施形態では、内部樹脂１３の表面に帯状の導電膜１４が複数設けられており、これら導電膜１４はそれぞれ独立して電子部品１２１の電極１６に接続・導通している。したがって、これら導電膜１４は、その内側に位置する内部樹脂１３とともに、それぞれが独立して、本発明におけるバンプ電極１２として機能するようになっている。

ここで、前記内部樹脂１３についての略蒲鉾状とは、電子部品１２１に接する内面（底面）が平面であり、接しない外面側が湾曲面になっている柱状形状をいう。具体的には、図３（ｂ）に示すようにその横断面（断面）が略半円形状（または略半楕円形状）であるものが好適とされ、図示しないものの、略台形状であるものも好適とされる。なお、この横断面は本発明における内部樹脂１３の主断面となるものである。本発明における内部樹脂１３の主断面とは、前記電子部品（実装体）１２１に当接する底面に対して直交する断面のうちの、特徴的な面であり、本実施形態のように内部樹脂１３が略蒲鉾状となっている場合には、その幅方向の横断面が主断面となっている。そして、本発明におけるバンプ電極１２では、その導電膜１４が、前記主断面の面方向に沿って前記内部樹脂１３の表面上に設けられている。

また、本実施形態では、内部樹脂１３の主断面（横断面）における略半円形状が、前記電子部品１２１に当接する底辺１３ａと、該電子部品１２１の外側に突出する外辺１３ｂとによって囲まれて形成されている。
このような内部樹脂１３は、感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂からなるもので、具体的には、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等によって形成されたものである。このような樹脂からなる内部樹脂１３は、後述するように公知のリソグラフィー技術やリフロー技術により、前記した略蒲鉾状に形成されている。なお、樹脂の材質（硬度）や略蒲鉾状についての細部における形状（高さや幅）等については、接合する端子１１の形状や大きさ等によって適宜に選択・設計される。

導電膜１４は、Ａｕ、ＴｉＷ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ、Ａｌ、Ｐｄ、鉛フリーハンダ等の金属や合金からなるもので、これら金属（合金）の単層であっても、複数種を積層したものであってもよい。また、このような導電膜１４は、スパッタ法等の公知の成膜法で成膜し、その後帯状にパターニングしたものであってもよく、無電解メッキによって選択的に形成したものであってもよい。または、スパッタ法や無電解メッキによって下地膜を形成し、その後電解メッキによって下地膜上に上層膜を形成し、これら下地膜と上層膜とからなる積層膜により、導電膜１４を形成してもよい。なお、金属（合金）の種類や層構造、膜厚、幅等については、前記内部樹脂１３の場合と同様に、端子１１の形状や大きさ等によって適宜に選択・設計される。ただし、後述するように導電膜１４は、端子１１に接合することで内部樹脂１３とともに弾性変形することから、特に展延性に優れた金（Ａｕ）を用いるのが好ましい。また、積層膜によって導電膜１４を形成する場合には、その最外層に金を用いるのが好ましい。さらに、導電膜１４の幅については、接合する端子１１の幅よりも十分に広く形成しておくのが好ましい。

このような構造のバンプ電極１２において導電膜１４は、前記主断面の面方向に沿って前記内部樹脂１３の表面上に設けられているので、内部樹脂１３の前記外辺１３ｂの形状、すなわち、略円弧状の曲線からなる湾曲形状に沿って設けられたものとなる。したがって、この導電膜１４には局部的な応力集中が起こりにくくなっているため、導電膜１４は応力集中に起因する断線が防止されたものとなっている。

また、このような構造のバンプ電極１２を有した電子部品１２１は、図２（ｂ）に示したように、バンプ電極１２の導電膜１４が基板１１１の端子１１に直接導電接触した状態で基板１１１に実装され、さらに、このようにバンプ電極１２が端子１１に導電接触している状態で、電子部品１２１と基板１１１との間が加圧され、圧着させられている。そして、基板１１１と電子部品１２１との間に充填配置された封止樹脂１２２が硬化させられ、これによってバンプ電極１２が端子１１に導電接触している状態が、保持されている。

すると、このようにして形成された実装構造体１０では、そのバンプ電極１２における内部樹脂１３が、バンプ電極１２の主断面（横断面）を示す図４（ａ）に示すように加圧される前の弾性変形していない状態から、同じく図４（ｂ）に示すように加圧されて弾性変形した状態に変化する。すなわち、弾性変形していない状態では、図４（ａ）に示したように、底辺１３ａの両端に位置する二つの点を第１の点３０、３０とすると、この主断面における前記底辺１３ａ方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺１３ａ、つまり第１の点３０、３０間の幅Ｄ１となる。また、このような弾性変形していない状態では、内部樹脂１３の高さは、図４（ａ）中にＨ１で示す高さとなる。

これに対して、加圧されて内部樹脂１３が弾性変形すると、図４（ｂ）に示すようにその主断面の形状は、略半円形状から略長円形状（略トラック形状）となり、その最大幅も、前記底辺１３ａの幅Ｄ１から、内部樹脂１３の高さ方向（厚さ方向）における中間部に移る。すなわち、前記主断面における前記底辺１３ａ方向に沿う幅が最大となる位置での、前記外辺１３ｂ上の二つの点を第２の点３１、３１とすると、前記主断面における最大幅は、第２の点３１、３１間の幅Ｄ２となる。また、このような弾性変形している状態では、内部樹脂１３の高さは、図４（ｂ）中にＨ２で示す高さとなり、図４（ａ）中にＨ１で示した高さより低くなる。つまり、内部樹脂１３は圧縮変形したことになる。

そして、このように圧縮変形（弾性変形）した状態では、内部樹脂１３は、図４（ｂ）に示すように前記主断面において同じ側に位置する第１の点３０と第２の点３１とを結ぶ直線Ｌと、前記電子部品１２１の、前記底辺１３ａに接して該底辺１３ａの外側に延びる面Ｓとのなす角θが、鋭角に形成されたものとなる。
したがって、図２（ｂ）に示したように封止樹脂１２２が、バンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲を覆って充填され、硬化させられると、この封止樹脂１２２は内部樹脂１３の鋭角になった角θの部分に入り込み、アンカー効果でここに強固に固着するようになる。
また、バンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲に硬化前の封止樹脂１２２を充填し、その後、内部樹脂１３を前記したように弾性変形（圧縮変形）させれば、この内部樹脂の弾性変形によって過剰な封止樹脂１２２が外側に排出され、適正な量の封止樹脂によって基板１１１と電子部品１２１との間が保持されるようになる。

また、内部樹脂１３は、端子１１に接合して弾性変形する前においては、前記主断面の形状における底辺１３ａが最大幅Ｄ１となっているのに対し、端子１１に接合して弾性変形した後には、最大幅Ｄ２が外辺１３ｂ側に移って前記角θが鋭角になり、内部樹脂１３はその底面側の形状が大きく変わるほど十分に弾性変形（圧縮変形）したものとなっている。よって、端子１１に接合した後には内部樹脂１３の弾性復元力（反発力）がより大きくなり、これにより、その表面上の導電膜１４が端子１１に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極１２と端子１１との間の接合強度がより高くなっている。

なお、図４（ｂ）に示したように圧縮変形（弾性変形）した状態の内部樹脂１３では、微視的に見ると、前記主断面における前記外辺１３ｂは、前記底辺１３ａ近傍において、外側に凹となる湾曲部を形成している。すなわち、図４（ｂ）の要部拡大図である図４（ｃ）に示すように、外辺１３ｂにおける前記第１の点３０の近傍（つまり底辺１３ａの近傍）には、外側に凹となる湾曲部１３ｃが形成されている。これは、底辺１３ａが電子部品１２１（の保護膜１５）上に一体に固着していることから、内部樹脂１３を弾性変形させた際、その外辺１３ｂの中央部が外側に膨らむことで底辺１３ａの近傍においては内側に向かう力が生じ、これによって形成される凹部である。
そして、このように湾曲部１３ｃが形成されると、前記外辺１３ｂと電子部品１２１との間に形成される角部は、鋭角に形成されることなく、微視的になだらかに湾曲してなる湾曲部１３ｃとなる。これにより、この角部での応力集中が緩和されるようになり、したがって、応力集中に起因してこの角部（湾曲部１３ｃ）上に設けられる導電膜１４に、断線が生じることが防止されている。

次に、このような構成の実装構造体１０の製造方法に基づき、本発明の製造方法の一実施形態を説明する。
まず、本発明の製造方法において主要構成となる、バンプ電極１２の形成工程について説明する。
このバンプ電極１２の形成工程では、まず、図５（ａ）に示すように電子部品１２１の能動面上に、内部樹脂１３の形成樹脂、例えばネガ型レジストとなるポリイミド樹脂を、例えば１０〜２０μｍ程度の厚さに塗布する。ここで、電子部品１２１の能動面には、予め絶縁材からなる保護膜１５を形成しておくとともに、この保護膜１５に開口部１５ａを形成して該開口部１５ａ内に電極１６を露出させておく。そして、塗布した形成樹脂をプリベークすることにより、樹脂層１３０を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、樹脂層１３０上にフォトマスク２０を所定位置に位置決めし、これをセットする。フォトマスク２０としては、例えばＣｒ等の遮光膜を形成したガラス板からなるもので、形成する略蒲鉾状の内部樹脂１３の平面形状に対応した矩形の開口２１を有したものが用いられる。なお、フォトマスク２０の位置決めについては、その開口部２１が内部樹脂１３の形成箇所に位置するようにして行う。また、フォトマスク２０については、ガラス板についての記載を省略し、遮光膜のみを記載してこれを符号２０としている。

次いで、このフォトマスク２０上に露光光を照射し、開口部２１内に露出する前記樹脂層１３０を露光する。ただし、この露光に際しては、その露光条件を調整することにより、現像後に得られる樹脂層１３０からなるパターンを、その横断面（主断面）が略半円形状（または略半楕円形状）の略蒲鉾状となるパターンにする。
具体的には、図５（ｂ）中矢印で示すように露光光を斜めに照射し、樹脂層１３０における被露光部分を、図５（ｂ）中破線で示すように横断面略半円形状（略台形状）とする。また、図５（ｃ）に示すように、フォトマスク２０を樹脂層１３０から離した状態で露光するオフコンタクト露光を行い、樹脂層１３０における被露光部分を、図５（ｃ）中破線で示すように横断面略半円形状（略台形状）としてもよい。さらに、フォトマスク２０として、半透過型のハーフマスクを用い、被露光部分を前記したように横断面を略半円形状（略台形状）にしてもよい。ハーフマスクとしては、前記開口部２１の周辺部分を半透過性にするともに、該開口部２１から遠ざかるに連れて徐々に透光性が低下させる。このように半透過性の領域を形成することで、前記略半円形状（略台形状）における外辺部分、すなわち側面部分の露光を行うことができる。

このようにして露光を行うと、マスク２０の開口２１内に露出する樹脂層１３０では、その厚さ方向において全域が露光される。また、開口部２１の周辺部分においては、開口部２１から遠ざかるに連れて漸次露光量が少なくなる。したがって、このようにして露光処理を行った後、現像処理を行うと、樹脂層１３０はその未露光部分が現像されて除去される。一方、露光部分である開口部２１内に露出した部分は現像されずにそのまま残る。また、その周辺部分においても露光量に応じてその底面側が残る。これにより、図５（ｄ）に示すように、横断面が略台形状で略蒲鉾状の樹脂パターン１３０ａが得られる。

得られる樹脂パターン１３０ａについては、その形状を、露光条件や現像条件によってある程度調整することができる。したがって、ハーフマスクの半透過性の領域の調整などにより、図５（ｄ）に示したように樹脂パターン１３０ａにおける肩部分１３０ｂをある程度湾曲させることが可能である。しかし、肩部分１３０ｂをよりなだらかに湾曲させ、さらに側辺部分や上辺部分をも湾曲させて露出面全体を曲線（曲面）形状にするためには、リフロー処理を行うのが好ましい。

リフロー処理としては、樹脂パターン１３０ａの材質に応じて、該樹脂が軟化し表面が溶融する温度に加熱することで行う。このようにして加熱し溶融させた後、常温に戻すことにより、図６（ａ）に示すように主断面が略半円形状の内部樹脂１３が得られる。すなわち、樹脂パターン１３０ａは、リフロー処理によってその表面が軟化・溶融し、固化する過程で、表面状態が全体的になだらかに湾曲する連続曲面となる。略半円形状（略台形状）に形成された横断面（主断面）について言えば、外辺１３ｂ全体が連続したなだらかな湾曲線となり、より半円に近い形状となる。つまり、樹脂が軟化し表面が溶融すると、図６（ａ）に示したように外辺１３ｂは自重によってその両側（両肩部分側）が垂れることにより、より半円に近い形状となるのである。これにより、バンプ電極形成工程における内部樹脂形成工程が終了する。

このようにして本発明における内部樹脂１３を形成したら、図６（ｂ）に示すように基板１１１の表面全面に、スパッタリング（スパッタ法）等によって前記したＡｕ等の金属（合金）を適宜な厚さで成膜し、導電層１４ａを形成する。
次いで、導電層１４ａ上に公知のレジスト技術、リソグラフィー技術によってレジストパターン（図示せず）を形成し、さらにこのレジストパターンをマスクにして導電層１４ａをエッチングすることにより、図３（ａ）に示したような所定パターンの導電膜１４を形成する。これにより、バンプ電極形成工程における導電膜形成工程が終了する。前記エッチングとしては、例えばプラズマを用いたドライエッチングや、薬液を用いるウエットエッチングなど、任意の手法を採用することができる。

その後、レジストパターンを除去する。これにより、バンプ電極１２の形成工程が終了する。
なお、特に前記の内部樹脂１３の形成に際しては、前述したように樹脂層１３０に対する露光量を調整するハーフ露光と、現像後の樹脂パターン１３０ａに対するリフロー処理とを組み合わせることで、横断面（主断面）を略半円形状（略半楕円形状）に形成したが、前記したようにハーフ露光のみで所望の形状を形成してもよく、また、リフロー処理のみで所望の形状を形成してもよい。

このようにして電子部品１２１にバンプ電極１２を形成したら、続いて、この電子部品１２１を基板１１１に対して実装する実装工程を行う。まず、図７（ａ）に示すようにこの電子部品１２１を基板１１１に対して、互いのバンプ電極１２と端子１１とが対向するようにして位置決めする。そして、その状態で、図７（ｂ）に示すように互いに接合する方向に加圧することにより、バンプ電極１２の導電膜１４を端子１１に接合させ、導電接触させる。これにより実装工程が終了する。

このようにして実装工程を行ったら、導電膜１４と端子１１とを導電接触させた状態のままで、前記電子部品１２１を前記基板１１１側に相対的に押圧させ、図７（ｃ）に示すように前記内部樹脂１３を所望形状に弾性変形（圧縮変形）させる。すなわち、変形前に略半円形状であった主断面の形状を、略長円形状になるまで圧縮変形させる。このように圧縮変形させると、図４（ｂ）に示したように、第１の点３０と第２の点３１とを結ぶ直線Ｌと、前記底辺１３ａの外側に延びる面Ｓとのなす角θが、鋭角になる。

ここで、圧縮変形させることで形成する角θの鋭角の範囲としては、特に限定されないものの、２０°以上７０°以下とするのが好ましい。２０°以上とすることにより、内部樹脂１３を圧縮変形させる際の加圧を高すぎることなく通常の圧力範囲で行うことができ、過剰な圧力で加圧することにより、電子部品１２１等にダメージを与えてしまうおそれがなくなるからである。また、７０°以下とすることにより、圧縮変形の度合いを十分に確保することができ、その分、十分な弾性復元力（反発力）が得られるからである。

このようにして加圧工程を行ったら、この加圧状態を維持し、したがって前記の内部樹脂が圧縮変形した状態を保持したままで、図７（ｄ）に示すように本発明における圧着手段としての前記封止樹脂１２２を、基板１１１と電子部品１２１との間に充填配置し、硬化させる。これにより、加圧した状態から無加圧状態に戻しても、前記の内部樹脂が圧縮変形した状態が、封止樹脂１２２によって保持される。これにより、保持工程が終了し、さらに圧着工程が終了することで、本発明の実装構造体１０が得られる。

ここで、圧着手段としての封止樹脂１２２については、予め基板１１１と電子部品１２１との間に未硬化状態で設けておき、導電膜１４と端子１１とを導電接触させ、さらに加圧して内部樹脂１３を所望形状に圧縮変形させた後、硬化させてもよい。その場合、内部樹脂１３の圧縮変形によって過剰な封止樹脂１２２は外側に排出され、適正な量の封止樹脂１２２によって基板１１１と電子部品１２１との間が保持されるようになる。また、未硬化の封止樹脂１２２はある程度流動性を有していることから、内部樹脂１３を所望形状に圧縮変形させた際、この未硬化の封止樹脂１２２は内部樹脂１３の圧縮変形に伴われて内部樹脂１３の鋭角になった角θの部分に容易に入り込み、ここに充填されるようになる。
また、この封止樹脂１２２については、導電膜１４と端子１１とを導電接触させ、さらに内部樹脂１３を圧縮変形させた後、基板１１１と電子部品１２１との間に未硬化の状態で充填し、その後硬化させてもよい。その場合には、未硬化の封止樹脂１２２が、圧縮変形によって形成された内部樹脂１３の鋭角な角θの部分により良好に入り込み、ここに充填されるようになる。

このような製造方法によれば、バンプ電極１２における内部樹脂１３を、前記主断面における最大幅が前記底辺１３ａとなるように形成し、その後、バンプ電極１２を端子１１に導電接触させた状態で電子部品１２１を基板１１１側に相対的に押圧させることにより、内部樹脂１３を、その角θが鋭角になるように圧縮変形（弾性変形）させるので、内部樹脂１３が、その底面側の形状が大きく変わるほど十分に圧縮変形（弾性変形）したものとなる。よって、端子１１に接合した後には内部樹脂１３の弾性復元力（反発力）がより大きくなっており、これによりその表面上の導電膜１４が端子１１に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極１２と端子１１との間の接合強度がより高くなる。よって、バンプ電極１２と端子１１との間において十分に高い接合強度を確保し、バンプ電極１２と端子１１との間の電気的接続の信頼性を向上することができる。

また、このようにして得られた実装構造体１０にあっては、前記したように内部樹脂１３が十分に圧縮変形（弾性変形）しているので、弾性復元力（反発力）がより大きくなっていることにより、その表面上の導電膜１４が端子１１に対して高い強度で接合するようになり、したがってバンプ電極１２と端子１１との間の接合強度がより高くなっている。よって、バンプ電極１２と端子１１との間において十分に高い接合強度が確保され、バンプ電極１２と端子１１との間の電気的接続の信頼性が向上したものとなる。

また、封止樹脂１２２が、バンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲を覆って充填され、硬化させられているので、この封止樹脂１２２は内部樹脂１３の鋭角になった角θの部分に入り込み、アンカー効果でここに強固に固着するようになる。したがって、封止樹脂１２２の電子部品１２１に対する接着強度が高くなり、この封止樹脂１２２からなる圧着手段の圧着・保持効果が高くなって実装構造がより安定化したものとなる。
また、バンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲に硬化前の封止樹脂１２２を充填し、その後、内部樹脂１３を前記したように弾性変形（圧縮変形）させれば、この内部樹脂の弾性変形によって過剰な封止樹脂１２２が外側に排出され、適正な量の封止樹脂によって基板１１１と電子部品１２１との間が保持されるようになる。したがって、実装構造がより安定化したものとなる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、バンプ電極の構造としては、図２（ａ）、図３（ａ）に示したように内部樹脂が略蒲鉾状に形成されたものでなく、加圧され圧縮変形する前の無加圧の状態では、図８に示すように、内部樹脂１７が略半球状に形成され、導電膜１８が、前記内部樹脂１７の上面全体を覆い、かつ電子部品の電極１６に導通した状態で設けられた構造であってもよい。

また、前記実施形態では、本発明の実装体として電子部品を用い、したがって本発明の実装構造体を、電子部品の実装構造体に適用したが、実装体としては、例えば基板を用いることもできる。すなわち、例えば図９に示すように表面側に電子部品４０を実装してなる基板４１の裏面側にバンプ電極１２を形成しておき、この基板４１を、別の基板４２に実装するとともに、該基板４２の端子１１に前記バンプ電極１２を接合し、導電接触させるようにしてもよい。
このような実装構造体にあっても、バンプ電極１２の内部樹脂の弾性復元力（反発力）が大きいことから、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度がより高くなり、したって、バンプ電極１２と端子１１との間において十分に高い接合強度が確保され、バンプ電極１２と端子１１との間の電気的接続の信頼性が向上したものとなる。

また、前記実施形態では、本発明における圧着手段として封止樹脂１２２を用いているが、例えば前記したように実装体として基板を用い、したがって基板と基板との間の実装構造に本発明を適用するような場合には、各種の機械的圧着手段によって本発明の圧着手段を構成してもよい。具体的には、図１０（ａ）に示すようにクリップ５０を用いて基板４１、４２間を外側から圧着してもよく、また、図１０（ｂ）に示すようにネジ５１を用いて基板４１、４２間を外側から圧着してもよい。
また、圧着手段として接着剤（樹脂）を用いた場合にも、バンプ電極１２と端子１１との導電接触部分の周囲に充填配置することなく、例えば電子部品の外周部と基板との間にのみ、選択的に配するようにしてもよい。

また、前記の基板１１１についても、前記したガラスや合成樹脂からなる基板以外に、リジット基板やシリコン基板、薄厚のセラミックス基板など種々のものが使用可能である。さらに、電子部品としては、液晶駆動用ＩＣチップ以外に各種のＩＣや、ダイオード、トランジスター、発光ダイオード、レーザーダイオード、発信子、コンデンサなどの受動部品など前述したような接続電極（バンプ電極）を有する電子部品であればなんでも構わない。
また、本発明の電子部品の実装構造体が適用される装置としては、前記した液晶表示装置だけではなく、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）や、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）など、各種の電気光学装置や各種の電子モジュールに適用可能である。

１０…実装構造体、１１…端子、１１Ｐ…配線パターン、１２…バンプ電極、１３、１７…内部樹脂、１３ａ…底辺、１３ｂ…外辺、１４、１８…導電膜、３０…第１の点、３１…第２の点、１００…液晶表示装置、１１０…液晶パネル、１１１…基板、１１１ａ，１１２ａ…電極、１１１ｂ、１１２ｂ、１１１ｃ…配線、１１１ｄ…入力配線、１１１ｂｘ、１１１ｃｘ、１１１ｄｘ…端子、１２１…電子部品（実装体）、１２２…封止樹脂（圧着手段）、１３０…樹脂層。

Claims (9)

1. バンプ電極を有する実装体を、端子を有する基板上に実装してなる実装構造体であって、
   前記バンプ電極は、内部樹脂をコアとしてその表面上に導電膜が覆われた構造を有し、前記導電膜は、前記端子に直接導電接触し、前記基板と前記実装体とには、前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させて、前記内部樹脂が弾性変形した状態で前記バンプ電極が前記端子に導電接触している状態を保持する圧着手段が備えられ、
   前記内部樹脂は、前記実装体に当接する底面に対して直交する断面のうちの主断面の形状が、前記実装体に当接する底辺と、該実装体の外側に突出する外辺とによって囲まれ、かつ、前記底辺の両端に位置する二つの点を第１の点とし、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置での前記外辺上の二つの点を第２の点とすると、前記主断面において同じ側に位置する前記第１の点と前記第２の点とを結ぶ直線と、前記実装体の、前記底辺に接して該底辺の外側に延びる面とのなす角が、鋭角に形成されてなり、
   前記導電膜は、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に設けられていることを特徴とする実装構造体。
2. 前記内部樹脂は、弾性変形する前の状態において、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺となることを特徴とする請求項１記載の実装構造体。
3. 前記内部樹脂は、弾性変形する前の状態において、前記主断面となる横断面を略半円形状、略半楕円形状、または略台形状とする略蒲鉾状に形成され、前記導電膜は、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に帯状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装構造体。
4. 前記圧着手段が、前記バンプ電極と前記端子との導電接触部分の周囲に充填され、硬化されてなる封止樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の実装構造体。
5. 前記内部樹脂は、前記主断面における前記外辺が、前記底辺近傍において外側に凹となる湾曲部を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の実装構造体。
6. 前記実装体が電子部品であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の実装構造体。
7. バンプ電極を有する実装体を、端子を有する基板上に実装してなる実装構造体の製造方法であって、
   実装体上に、コアとなる内部樹脂を設けてその表面上を導電膜で覆い、バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
   前記バンプ電極の導電膜を基板の端子に直接導電接触させた状態で、前記基板に前記実装体を実装する実装工程と、
   前記バンプ電極が前記端子に導電接触している状態で、前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させその状態を保持する圧着工程と、を備えてなり、
   前記バンプ電極形成工程は、
   前記コアとなる内部樹脂を、前記実装体に当接する底面に対して直交する断面のうちの主断面の形状が、前記実装体に当接する底辺と該実装体の外側に突出する外辺とによって囲まれ、かつ、前記底辺の両端に位置する二つの点を第１の点とし、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置での前記外辺上の二つの点を第２の点とすると、前記主断面における前記底辺方向に沿う幅が最大となる位置が、前記底辺となるように、形成する内部樹脂形成工程と、前記導電膜を、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に設ける導電膜形成工程と、を有し、
   前記圧着工程は、
   前記バンプ電極を前記端子に導電接触させた状態で前記実装体を前記基板側に相対的に押圧させることで、前記内部樹脂を、前記主断面において同じ側に位置する前記第１の点と前記第２の点とを結ぶ直線と、前記実装体の、前記底辺に接して該底辺の外側に延びる面とのなす角が、鋭角になるように弾性変形させる加圧工程と、前記加圧工程で弾性変形した前記内部樹脂の状態を保持する保持工程と、を有することを特徴とする実装構造体の製造方法。
8. 前記保持工程では、前記バンプ電極と前記端子との導電接触部分の周囲に配設した封止樹脂を硬化させることで、前記内部樹脂の弾性変形した状態を保持することを特徴とする請求項７記載の実装構造体の製造方法。
9. 前記内部樹脂形成工程では、前記内部樹脂を、前記主断面となる横断面が略半円形状、略半楕円形状、または略台形状となる略蒲鉾状に形成し、
   前記導電膜形成工程では、前記内部樹脂の前記主断面の面方向に沿って該内部樹脂の表面上に帯状に設けることを特徴とする請求項７又は８に記載の実装構造体の製造方法。

Images