CN102450112A - 连接方法、连接结构和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连接方法和电子装置，其中可以简化制造工艺并且可以低成本生产使用粘合剂的连接结构。根据本发明的连接方法包括：步骤(a1)，制备其上设置有将使用粘合剂进行接合的电极(12，22)的基板(10，21)；步骤(b1)，以有机膜(15)涂覆基板上的将利用粘合剂连接的电极(12，22)以防止电极氧化；步骤(c1)，去除有机膜或减小有机膜的厚度；以及步骤(c1)之后的步骤(d1)，利用主要包含热固树脂的粘合剂(30)将电极彼此接合以使各电极彼此电连接。

Description

连接方法、连接结构和电子装置
技术领域
本发明涉及一种利用粘合剂建立电连接的连接方法、以及利用该连接方法形成的连接结构和电子装置。
背景技术
近年来，由于电子装置的小型化和更高功能性的趋势，已经在缩小部件(例如，液晶产品中的电子部件)中的连接端子的尺寸方面取得了进展。因此，在电子安装领域中，薄膜粘合剂被广泛用作能够在端子之间容易地建立连接的各种各向异性导电粘合剂。例如，薄膜粘合剂用于装配有使用粘合剂进行连接的电极(诸如铜电极)的印刷电路板(诸如柔性印刷电路板(FPC)和刚性印刷布线(或电路)板(PWB或PCB))与装配有连接电极(诸如铜电极)的互连基板(诸如玻璃基板)之间的接合，以及用于印刷电路板与电子部件(诸如集成电路(IC)芯片)之间的接合。
各向异性导电粘合剂是包含散布于绝缘树脂成分中的导电粒子的粘合剂。各向异性导电粘合剂被置于连接元件之间，加热并加压以使各连接元件彼此粘接。即，例如，加热和加压允许粘合剂中的树脂流动以密封形成在印刷电路板表面上的使用粘合剂进行连接的电极与形成在互连基板上的连接电极之间的缝隙。同时，所述导电粒子中的一些导电粒子排列在所述连接电极与所述使用粘合剂进行连接的电极之间，从而建立了电连接。在此，印刷电路板的使用粘合剂进行连接的电极与互连基板的连接电极中的每一个通常要被镀金以实现抗氧化和导电性(例如，参见PTL 1)。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本未审查专利申请公开No.10-79568
发明内容
技术问题
然而，在使用粘合剂进行连接的电极和连接电极的表面上形成镍镀层之后形成金镀层，从而导致复杂的生产工艺。结果，在将柔性印刷电路板、互连基板等彼此连接时，不利地增加了生产成本。
本发明的一个目的在于提供一种连接方法，用于以低成本利用粘合剂实现简单的生产工艺和连接结构。
解决问题的技术方案
在权利要求1至3所描述的本发明的连接方法中，使用了包括使用粘合剂进行连接的电极的基底材料。在使用粘合剂进行连接的电极被覆盖了被配置成用于抗氧化的有机膜(b1)之后，去除有机膜或使有机膜变薄(c1)。然后，执行利用主要包含热固树脂的粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极粘接至连接导体以建立电连接的连接步骤(d1)。关于粘合剂，如下所述，可以使用各向异性导电粘合剂(ACF)和非导电粘合剂(NCF)中的任意一种。形成有机膜的处理通常被称作预焊剂(preflux)处理(有机可焊保护剂(OSP)处理)。基底材料的示例包括用于印刷布线板的基底膜和用于电子部件的电极的基底元件。连接导体的示例包括其他印刷布线板的电极、电子部件的电极、以及连接器电极。去除有机膜或使有机膜变薄的处理示例是使有机膜与酸性溶液或酸性溶液的蒸汽接触的处理。
在权利要求1至3中所描述的本发明提供了以下优点。迄今为止，使用粘合剂进行连接的电极已被镀金以抗氧化。与之相反，通过OSP处理形成有机膜的步骤(b1)与形成金镀层的步骤相比导致了简单的生产工艺。此外，不使用昂贵的金导致了材料成本的降低。从而根据本发明，能够以低成本生产出使用粘合剂进行连接的电极结构。与此同时，通过OSP处理形成的有机膜的硬度根据其构成材料和形成之后的环境而变化。例如，通过高温处理(诸如回流焊或暴露于紫外线)而增加了交叉结合部分可以导致特别高的硬度。在此情况下，如果使用非导电粘合剂，则在连接步骤中通过破坏有机膜不太可能使使用粘合剂进行连接的电极的一部分与连接导体的一部分彼此接触。如果使用包含导电粒子的各向异性导电粘合剂，则在连接步骤中通过破坏有机膜不太可能使导电粒子与(例如)电极接触。因此，在连接步骤中会出现使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的导电不良。
与之相反，在本发明中，在去除有机膜或使有机膜变薄的处理(c1)之后执行连接步骤(d1)。所以，在任何情况下，都要保证电极和连接导体彼此直接导电或者利用导电粒子导电。因此可以抑制位于基底材料上的使用粘合剂进行连接的电极与连接元件上的连接导体之间出现导电不良。最终，去除有机膜或使有机膜变薄。所以，能够保证使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的导电，而不管OSP处理时的有机膜的厚度。应当注意到，在去除有机膜之后，如果在使用粘合剂建立连接之前经过的时间并不长的话，则可以抑制电极和连接导体的氧化。
可以通过使有机膜与溶液或溶液的蒸汽接触来执行去除有机膜或使有机膜变薄的处理，所述溶液或其蒸气包含，例如，无机酸(诸如盐酸)或有机酸(诸如羧酸或磺酸)。使有机膜与这种酸性溶液或其蒸汽接触的方法示例包括：将有机膜浸入包含酸的溶液中的方法；利用包含酸的溶液或其蒸汽喷射有机膜的方法；以及利用含有包含酸的溶液的织物擦拭有机膜的方法。通过该方法确定有机膜被去除或变薄。
所使用的粘合剂优选地是包含导电粒子的各向异性导电粘合剂。导电粒子可以穿透有机膜而容易地与使用粘合剂进行连接的电极接触。
粘合剂优选地包含这样的导电粒子，该导电粒子由针形金属粉末粒子形成或者由具有多个金属粒子以链形式连接的形式的金属粉末形成。这在生产工艺中增强了导电粒子穿透有机膜的功能，从而平稳地形成了使用粘合剂的连接结构。在此情况下，具有5或更大的长宽比的导电粒子的使用提高了导电粒子之间的接触可能性。从而能够在不增加导电粒子的混合量的情况下平稳地形成使用粘合剂的连接结构。
在使用各向异性导电粘合剂的情况下，优选地使用具有膜状形状的粘合剂，从而导致容易处理各向异性导电粘合剂。此外，改进了通过热压处理形成使用粘合剂的连接结构时的可加工性。在此情况下，更优选地，在具有膜状形状的粘合剂的厚度方向上定向导电粒子的长轴。这在相邻电极或相邻导体之间保持绝缘以防止关于粘合剂的平面方向的短路。此外，多个电极中的每一个在关于粘合剂的厚度方向上在一个操作中被连接至多个导体中对应的一个，从而导致低电阻。
通常，配备有使用粘合剂进行连接的电极的基底材料还包括使用焊料进行连接的电极。在此情况下，通常在使用焊料进行连接的电极和使用粘合剂进行连接的电极上都形成了有机膜之后才执行回流焊步骤，然后建立使用粘合剂的连接。这是因为，如果首先建立使用粘合剂的连接，则在随后的回流焊期间粘合剂的收缩会松动，使得更容易发生不良连接。与此同时，在回流焊期间有机膜可能被热分解。
因此，有机膜具有高于回流焊温度的分解温度。所以，即使在回流焊之后也一定残留有有机膜。随后，执行去除有机膜或使有机膜变薄的处理以平稳地建立使用焊料的连接和使用粘合剂的连接。
回流焊温度约为260℃。因此，更优选地，有机膜具有300℃或更高的分解温度。下面示例出具有高分解温度的有机膜。每种有机膜都包含具有配位原子的有机化合物，所述配位原子能够与构成使用粘合剂进行连接的电极的金属形成配位结合(coordinate bond)。因此，有机膜与构成使用粘合剂进行连接的电极的金属形成络合物(complex)，从而提高分解温度。具体而言，一个分子具有多个配位原子的有机化合物可以形成桥络体以提高分解温度，这是优选的。
特别地，优选地使用包含从以下选择的至少一种有机化合物的有机膜，例如，2-苯基咪唑，诸如2-苯基-4-甲基-5-苯甲基咪唑、2，4-二苯基咪唑、和2，4-二苯基-5-甲基咪唑，以及苯并咪唑，诸如5-甲基苯并咪唑、2-烃基苯并咪唑、2-芳基苯并咪唑、和2-苯基苯并咪唑。
本发明的基底材料的示例包括各种布线元件和基板。布线元件包括诸如布线板之类的各种类型的布线(例如柔性印刷电路板和刚性印刷布线板)和电缆布线(例如，同轴电缆布线和扁平电缆布线)。具体而言，在许多电子装置(诸如移动电话、摄像机(例如数码像机和摄影机)、便携式音频播放器、便携式DVD播放器以及便携式笔记本个人计算机)中都包含柔性印刷电路板。本发明的使用提供了突出的优点。
在权利要求4至7所描述的本发明的连接方法中，使用了包括使用粘合剂进行连接的电极和使用焊料进行连接的电极的基底材料。在以贵金属镀膜或通过OSP处理形成的有机膜仅仅覆盖使用焊料进行连接的电极(b2)之后，在非氧化气氛中利用焊料并通过回流焊处理将使用焊料进行连接的电极接合至连接导体(c2)。然后，利用主要包含热固树脂的粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极粘接至连接导体以建立电连接(d2)。关于粘合剂，如下所述，可以使用各向异性导电粘合剂(ACF)和非导电粘合剂(NCF)中的任意一种。
在权利要求4至7中所描述的本发明提供了以下优点。在本发明中，没有在使用粘合剂进行连接的电极上形成贵金属镀层或通过OSP处理形成的有机膜。在只有使用焊料进行连接的电极被覆盖了贵金属镀层或通过OSP处理形成的有机膜(b2)之后，执行利用焊料进行的连接(回流焊处理)(c2)。然后，执行利用粘合剂进行的连接步骤(d2)，以使电极和连接导体彼此直接导电或者利用导电粒子导电。从而能够抑制位于基底材料上的使用粘合剂进行连接的电极与连接元件上的连接导体之间出现不良导电。在使用焊料进行连接的电极被覆盖了通过OSP处理形成的有机膜的情况下，不需要形成如上所述的金镀层，因此减少了生产成本。此外即使在使用焊料进行连接的电极被覆盖了贵金属镀层的情况下，也不需要在使用粘合剂进行连接的电极上形成金镀层，并且不执行OSP处理，因此减少了生产成本。
在回流焊步骤(c2)之前，可以在使用粘合剂进行连接的电极上形成可分离的保护膜。可以在建立使用粘合剂的连接之前去除保护膜。并且在此情况下，电极和连接导体彼此直接导电或者利用导电粒子导电。此外，可以抑制在使用粘合剂进行连接的电极上形成氧化膜，因此确保了抑制使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间出现导电不良。
在建立了使用焊料的连接之后，可以在利用粘合剂形成连接之前去除使用粘合剂进行连接的电极上的氧化膜。这可以使得确保抑制在使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间出现导电不良。
优选地在氧浓度为1％或更低的非氧化气氛中利用焊料执行连接(回流焊处理)。这使得即使使用粘合剂进行连接的电极暴露，也能抑制在该电极的表面上形成氧化膜。
在权利要求8至12所描述的本发明的连接方法中，使用了包括使用粘合剂进行连接的电极和使用焊料进行连接的电极的基底材料。在使用焊料进行连接的电极被覆盖了抗氧化膜(b3)之后，利用主要包含热固树脂粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极接合至连接导体以建立电连接(c3)。然后，使用焊料并通过回流焊处理将用于使用焊料进行连接的电极接合至连接导体(d3)。在此情况下，以如下方式建立连接：在回流焊处理之前和之后使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻的增加值处于预定范围之内。关于粘合剂，如下所述，可以使用各向异性导电粘合剂(ACF)和非导电粘合剂(NCF)中的任意一种。抗氧化膜的示例包括贵金属镀层(诸如金镀层)和有机膜。基底材料的示例包括用于印刷布线板的基底膜和用于电子部件的电极的基底元件。连接导体和使用焊料的连接导体的示例包括其他印刷布线板的电极、电子部件的电极、以及连接器电极。连接导体和使用焊料的连接导体可以被布置在相同或不同的元件上。
在权利要求8至12中所描述的本发明提供了以下优点。已经发现在首先使用粘合剂进行连接而后执行回流焊处理的情况下，增加了连接电阻。其原因在于回流焊处理引起粘合剂的松弛现象，从而降低了粘合剂的收缩力。在权利要求8至12所描述的本发明中，在回流焊处理之前和之后的连接电阻的改变处在预定的范围之内。从而能够抑制位于基底材料上的使用粘合剂进行连接的电极与连接元件上的连接导体之间出现导电不良。
具体而言，在回流焊之前，在假设使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻为R1时，并且假设粘合剂的粘合强度为F1，并且在回流焊之后，假设使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻为R2，并且假设粘合剂的粘合强度为F2，
在以使关系表达式(1)和(2)成立的方式来建立连接的情况下：
R2＜1.2×R1    (1)
F2＞0.8×F1    (2)
进一步增强了连接可靠性。
发明人已经发现，将固化后具有100℃或更高的玻璃转化温度的树脂材料用作粘合剂中的树脂成分，这有效满足了所述表达式。
玻璃转化温度指示了树脂成分的硬度和粘性快速改变的温度。较高的玻璃转化温度导致了粘合剂在较高温度下的强度(收缩力)降低。所以，使用具有100℃或更高的玻璃转化温度的树脂材料促进了满足关系表达式(1)和(2)的连接的建立。
作为抗氧化膜的有机膜的形成降低了生产成本。迄今为止，已经对使用粘合剂进行连接的电极进行镀金以防止氧化。与之相反，与形成金镀层的步骤相比，通过预焊剂处理(有机可焊保护剂(OSP)处理)形成有机膜的步骤简化了的生产工艺。此外不使用昂贵的金降低了材料成本。从而能够以低成本建立使用粘合剂的连接。
通过上述连接方法形成本发明的连接结构。通过上述连接方法组装本发明的电子装置。
具体而言，在权利要求19所描述的本发明中，下列结构可以被用作第一元件上的第一导体与第二元件的第二导体之间的连接结构。即，第一导体和第二导体中的至少一个导体的除了导电部分的表面覆盖有具有0.05μm或更小厚度的抗氧化膜，或者该表面不用抗氧化膜覆盖而暴露于粘合剂。
本发明的连接结构和电子装置提供了生产工艺的简化并且减少了镀金量，因此实现了生产成本的降低。
本发明的有益效果
根据本发明的连接方法、连接结构或电子装置，可以实现简单的生产工艺并且减低生产成本。
附图说明
图1是示出了用作根据本发明的一个实施例的电子装置的移动终端的结构的示意透视图。
图2是示出了根据一个实施例的移动终端的连接部分的示例性结构的截面图。
图3是示出了根据一个实施例在形成使用粘合剂的连接结构之前的布线体的端部的透视图。
图4是示出了根据第一实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构的截面图，该连接结构被布置在柔性印刷电路板与母板之间。
图5是示出了根据第一实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构的截面图。
图6是示出了导电粒子的长轴对短轴比例的示例性视图。
图7(a)至图7(d)是示出了组装电子部件的方法的过程的截面图，该电子部件包括根据第一实施例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构。
图8是示出了根据第二实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构的截面图，使用粘合剂的连接结构被布置在柔性印刷电路板与母板之间，而使用焊料的连接结构被布置在电子部件与母板之间。
图9是示出了根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构的截面图。
图10(a)至图10(d)是示出了组装电子部件的方法的过程的截面图，该电子部件包括根据第二实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构。
图11(a)至图11(d)是示出了组装电子部件的方法的过程的截面图，该电子部件包括根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构。
图12是示出了根据第三实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构的截面图，使用粘合剂的连接结构被布置在柔性印刷电路板与母板之间，而使用焊料的连接结构被布置在电子部件与母板之间。
图13是示出了根据第三实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构的截面图。
图14(a)至图14(c)是示出了组装电子部件的方法的过程的截面图，该电子部件包括根据第三实施例的使用粘合剂的连接结构和使用焊料的连接结构。
具体实施方式
-电子装置-
图1是示出了用作根据本发明的一个实施例的电子装置的移动终端100的结构的示意透视图。
移动终端100包括被构造为显示各种信息的显示单元103、输入单元104和枢轴部分105。显示单元103包括装备有液晶显示面板的显示装置106、扬声器和其他部件。输入单元104包括输入键和麦克风。枢轴部分105将输入单元104可旋转地连接至显示单元103。
图2示出了根据一个实施例的移动终端100的通过枢轴部分105进行连接的连接部分的结构的截面。
显示单元103包括显示部分外壳131和显示部分基板135，它们用作主要元件。显示部分基板135包括(例如)被构造为向显示装置106发送显示信号的电路。显示部分外壳131包括彼此连接的第一外壳131a和第二外壳131b。此外，在第一外壳131a和第二外壳131b之间布置有通孔133。
输入单元104包括输入部分外壳141和输入键板145，它们用作主要元件。输入键板145包括(例如)被构造为控制从输入键发送的信号的电路。输入部分外壳141包括彼此连接的第一外壳141a和第二外壳141b。此外，在第一外壳141a和第二外壳141b之间布置有通孔143。
另外，布线体A被布置为穿过枢轴部分105将输入键板145连接至显示部分基板135。布线体A包括FPC 10和使用粘合剂的连接结构C，连接结构C通过各向异性导电粘合剂30被布置在FPC 10的两端。
输入键板145包括使用焊料的连接结构D，其中各电子部件使用焊料进行接合。类似地，显示部分基板135包括使用焊料的连接结构D，其中各电子部件使用焊料进行接合(未示出)。
-电极结构和布线体-
图3是示出了根据该实施例在形成使用粘合剂的连接结构C之前的布线体A的端部的透视图。布线体A包括FPC 10(基底材料)和布置在端部的电极结构B。
FPC 10通常具有包括配备有多个电路层(见虚线)的基础膜11和覆盖基础膜11的覆盖层13的结构。各电路层的端部由用于使用粘合剂进行连接的电极12形成，电极12被配置为电连接至连接导体。
用于FPC 10的基础膜11的材料的示例包括聚酰亚胺树脂、聚酯树脂和玻璃环氧树脂。覆盖层13通常由与构成基础膜的材料相同的材料构成。另外，可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚亚安酯树脂等等。
FPC 10的各电路层可以通过将金属箔(诸如铜箔)层叠在基础膜11上、并且对金属箔进行平版曝光并以常规方式进行蚀刻来形成。电路层通常由铜或铜合金构成。相对于各电路层，暴露使用粘合剂进行连接的电极12。通常，提供金镀层作为针对使用粘合剂进行连接的电极12的抗氧化膜。
与之相反，对于根据该实施例的电极结构B，没有在使用粘合剂进行连接的电极12上布置金镀层和其他贵金属镀层(例如，银镀层、铂镀层或钯镀层)。使用粘合剂进行连接的电极12中的每一个都覆盖有替代贵金属镀层的用作抗氧化膜的有机膜15。
通过水溶性预焊剂处理(有机可焊保护剂(OSP)处理)形成有机膜15。
用于执行OSP处理的方法示例包括喷射法、淋浴法和浸渍法。随后，可以执行用水进行冲洗和烘干。在此情况下，水溶性预焊剂处理的温度优选地在25℃至40℃的范围内。水溶性预焊剂与使用粘合剂进行连接的电极12之间的接触时间优选地在30秒至60秒的范围内。
通常，水溶性预焊剂是包含唑化合物的酸性水溶液。唑化合物的示例包括诸如咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基咪唑、2，4-二苯基咪唑、三唑、氨基三唑、吡唑、苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑、苯并咪唑、2-丁基苯并咪唑、2-苯乙基苯并咪唑、2-萘基苯并咪唑、5-硝基-2-壬基苯并咪唑、5-氯-2-壬基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、苯并三唑、羟基苯并三唑和羧基苯并三唑之类的唑化合物。
在此实施例中，每个有机膜15具有高于形成使用焊料的连接结构D时的回流焊温度的分解温度。通常，用于无铅焊料的回流温度约为260℃。因此，将分解温度为260℃或更高的(优选地为300℃或更高)的树脂用作有机膜15。
在前述唑化合物当中，满足要求的有机化合物的示例包括2-苯基咪唑，诸如2-苯基-4-甲基-5-苯甲基咪唑、2，4-二苯基咪唑、和2，4-二苯基-5-甲基咪唑，以及苯并咪唑，诸如5-甲基苯并咪唑、2-烃基苯并咪唑、2-芳基苯并咪唑、和2-苯基苯并咪唑。
然而，在使用粘合剂的连接步骤之前没有执行回流焊步骤的情况下，有机膜15不需要具有高于回流焊温度的分解温度。所以，有机化合物不限于前述各种化合物。
根据本实施例的电极结构B和布线体，可以提供下列效果。
迄今为止，诸如金镀层之类的贵金属镀层作为抗氧化膜被形成在使用粘合剂进行连接的电极上，其中将会使用各向异性导电粘合剂(ACF)或非导电粘合剂(NCF)建立连接。
相反，在本实施例中，使用粘合剂进行连接的电极12被覆盖了有机膜15，该有机膜15为替代贵金属镀层的OSP膜。通过采用例如喷射法、淋浴法或浸渍法、然后执行仅利用水进行冲洗以及烘干来形成有机膜15。因此，与形成贵金属镀层(诸如金镀层)相比，简化了形成抗氧化膜的工艺。此外，与使用贵金属(诸如金)的情况相比，降低了材料成本。此外，与形成金镀层的情况相比，能够改善连接电极与使用粘合剂进行连接的电极12之间的连接强度(剪切强度)。
一般而言，要使用焊料进行安装的元件经常被布置在诸如FPC10之类的布线体上。在此情况下，当布线体在形成有机膜15之后通过回流焊炉时，有机膜15会被热分解。
在此，在本实施例中，在使用粘合剂进行连接的电极12上形成的有机膜15具有高于回流焊温度的分解温度。因此，即使当其上形成有使用粘合剂进行连接的电极12的基板通过回流焊炉时，有机膜15也一定会被保留而不会热分解。
在其上形成有电极结构B的基底材料不限于柔性印刷电路板(FPC)，而可以是其他类似的布线板，诸如刚性印刷布线板(PWB)、电缆布线、电子部件、连接器等等。
-根据第一实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构-
图4是示出了根据第一实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构C的截面图，该连接结构C形成在柔性印刷电路板(FPC)10与母版之间20。利用非导电粘合剂(NCF)形成使用粘合剂的连接结构C。
母版20包括刚性印刷布线板21和使用粘合剂进行连接的电极22，电极22被布置在刚性印刷布线板21上。母版20是对应于图2示出的显示部分基板135或输入键板145的刚性印刷布线板(PWB)。FPC 10以下列方式安装在母版20上：使用粘合剂进行连接的电极12直接位于基础膜11的下方。
通过在刚性印刷布线板21上层叠金属箔(诸如铜箔)、以及对金属箔进行平版曝光并以常规方式进行蚀刻来形成母版20上的使用粘合剂进行连接的电极22。
使用粘合剂进行连接的电极12和22两者通过粘合剂30(其为NCF)的收缩力紧密接触，并且彼此导电。
粘合剂30包含作为主要成分的热固树脂、固化剂以及各种类型的填充物。热固树脂的示例包括环氧树脂、酚醛树脂、聚亚安酯树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂以及聚酰亚胺树脂。在这些树脂当中，具体而言，使用环氧树脂作为热固树脂使得能够提高膜形成性能、热阻和粘合强度。粘合剂30可以包含从前述热固树脂中选择的至少一种树脂作为主要成分。
可以使用的环氧树脂的示例包括但不特别限于双酚A-、F-、S-和AD-类环氧树脂、双酚A-类和双酚F-类的共聚物-类环氧树脂、萘-类环氧树脂、酚醛-类环氧树脂、二苯联苯-类环氧树脂以及双茂-类环氧树脂。此外，还可以使用作为高分子量环氧树脂的苯氧基树脂。
虽然使用粘合剂进行连接的电极12和22覆盖了被构造用于抗氧化的有机膜，但是在回流焊步骤之后在使用粘合剂形成连接结构C之前去除该有机膜。
然而，有机膜15可以被保留在多个电极中的一个电极的表面上(例如，使用粘合剂进行连接的电极12)(参见图4中的点线)。这是因为，例如，在FPC 10没有进行回流焊的情况下，即在有机膜15没有变硬的情况下，不需要去除有机膜15。
替代将有机膜去除，可以将有机膜的厚度减少到例如约0.05μm或更少。
使有机膜与酸性溶液或酸性溶液的蒸汽接触以去除有机膜或使有机膜变薄的方法示例包括：将有机膜浸入溶液的方法；利用酸性溶液或其蒸汽喷射有机膜的方法；以及利用包含酸性溶液的织物擦拭有机膜的方法。通过该方法确认有机膜被去除或变薄。
在去除有机膜之后，在经过约三天的可允许的延迟时间之前，可以在使用粘合剂进行连接的电极12和22中的每一个的表面上基本上还未形成氧化膜的情况下使用粘合剂执行连接步骤。在未完全去除有机膜而是留下很小厚度的情况下，可以延长可允许的延迟时间。而且在低温、低湿或非氧化气氛中进行保存的情况下，可以延长可允许的延迟时间。
为了建立连接，在通过FPC 10以预定的压力将粘合剂压向母版20的同时通过加热使粘合剂熔化(在下文中称作“加热加压处理”)。因此，粘合剂30中的热固树脂固化，使得FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极12和母版20上的使用粘合剂进行连接的电极22由于粘合剂的收缩导致的收缩力而紧密接触并彼此导电。在此情况下，每个使用粘合剂进行连接的电极12的一部分(导电部分)都没有覆盖有机膜15，从而建立电导通。
在此实施例中，通过蚀刻对FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极12进行处理以使其具有粗糙表面。应该注意，除了蚀刻以外还可以采用诸如碾压之类的加工。
在使用粘合剂进行连接的电极12和22覆盖有有机膜15的情况下，当在所述电极中的至少一个的表面上布置了突出部分时，该突出部分穿透有机膜15。因此，确保了使用粘合剂进行连接的电极12和22彼此接触。可以在使用粘合剂进行连接的电极12和22之间布置凸块。
根据第一示例，除了电极结构的效果以外还提供以下效果。
例如，在FPC 10和母版20中的至少一个经历回流焊步骤或是被长期暴露于紫外线的情况下，对应的有机膜15会变硬。在此情况下，有机膜会阻碍使用粘合剂进行连接的电极12和22之间的导电，从而增加了电连接电阻。具体而言，如果在回流焊炉中执行加热，则有机膜易于变硬。
通过OSP处理形成的有机膜的硬度根据其构成材料而变化。在一些情况下，必须使用非常硬的有机膜。
因此，每个使用粘合剂进行连接的电极12的突出部分不容易穿透变硬的有机膜，导致增加了连接电阻。
相反，在此实施例中，在使用粘合剂进行连接的电极12和22上的有机膜被去除或变薄之后执行连接步骤。所以，使用粘合剂进行连接的电极12的突出部分易于与使用粘合剂进行连接的电极22接触。在所述电极中的一个电极上的有机膜没有经历回流焊步骤的情况下，使用粘合剂进行连接的电极12的突出部分易于穿透有机膜。所以，不需要去除有机膜或使有机膜变薄。
因此，能够抑制在使用粘合剂进行连接的电极12与使用粘合剂进行连接的电极22(连接导体)之间出现导电不良(例如，增加了连接电阻)。
在没有去除要进行回流焊步骤的有机膜或使其变薄的情况下，为了确保在导体之间建立连接，必须执行如下所述的控制：例如，有机膜的平均厚度被设定在适当的范围(例如，0.05μm至0.5μm)内，并且具有小厚度的区域的面积比例要设定得较高(例如，具有0.1μm或更小厚度的区域的面积被设定为整个有机膜面积的30％或更高)。
相反，在本实施例中，去除了有机膜或使有机膜变薄。所以，即使OSP处理时的有机膜厚度为(例如)0.5μm或更大，也不会发生故障。
-根据第一实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构-
图5是示出了根据第一实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构C的截面图。在每个使用粘合剂的连接结构C中，使用了作为各向异性导电粘合剂(ACF)的粘合剂30。即，在此示例中使用的粘合剂30包含主要由热固树脂组成的树脂组成物31中的导电粒子36。
而且在此示例中，母版20包括刚性印刷布线板21和使用粘合剂进行连接的电极22，电极22被布置在刚性印刷布线板21上。而且在此示例中，除了导电部分以外，使用粘合剂进行连接的电极12和使用粘合剂进行连接的电极22的表面被覆盖了有机膜15。
使用粘合剂进行连接的电极12和22通过导电粒子36彼此电连接。导电粒子36由针形金属粉末粒子形成或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末形成。
类似于第一实施例的第一示例，在此示例中，使用粘合剂进行连接的电极12和22也可以彼此直接接触。
而且在此示例中，虽然使用粘合剂进行连接的电极12和22被覆盖有有机膜，但是在回流焊步骤之后在使用粘合剂形成连接结构C之前去除该有机膜或使其变薄。
在FPC 10没有经历回流焊步骤的情况下，不需要去除在图中由点线所表示的有机膜15或使其变薄。
去除有机膜或使其变薄的处理的具体方法与第一示例中所描述的相同。
当建立连接时，粘合剂30中的热固树脂通过上述加热加压处理固化。使用粘合剂进行连接的电极12和22利用由于收缩而产生的收缩力来通过导电粒子36彼此连接。
在此示例中，从一开始在树脂组成物31中就包含有各自具有针形的导电粒子36或者具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的导电粒子36。
然而，可以使用由以随机方式散布在树脂组成物31中的细小金属粒子形成的导电粒子。这是因为还是在此情况下，加热加压处理导致细小金属粒子具有多个细小金属粒子被连接在使用粘合剂进行连接的电极12和22之间的形式。
作为在第一实施例的第二示例中使用的各向异性导电粘合剂，可以使用常用的粘合剂，即，包含散布在主要由绝缘热固树脂(诸如环氧树脂)组成的树脂组成物中的导电粒子36的粘合剂。例如，以其中在环氧树脂中散布了例如镍、铜、银、金或石墨的导电粉末粒子的粘合剂为例进行了说明。在此，热固树脂的示例包括环氧树脂、酚醛树脂、聚亚安酯树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂以及聚酰亚胺树脂。在这些树脂当中，具体而言，使用环氧树脂作为热固树脂使得能够改善膜形成性能、热阻和各向异性导电粘合剂的粘合强度。各向异性导电粘合剂可以包含从前述热固树脂中选择的至少一种树脂作为主要成分。
可以使用的环氧树脂的示例包括但不特别限于双酚A-、F-、S-和AD-类环氧树脂、来自双酚A-类和双酚F-类的共聚物-类环氧树脂、萘-类环氧树脂、酚醛-类环氧树脂、二苯联苯-类环氧树脂以及双茂-类环氧树脂。此外，还可以使用作为高分子量环氧树脂的苯氧基树脂。
可以鉴于所需的各向异性导电粘合剂的性能来适当选择环氧树脂的分子量。在使用具有较高分子量的环氧树脂的情况下，环氧树脂在连接温度下具有较高的膜形成性能和较高的熔化粘性，从而提供这样的效果，可以在不影响下文将要描述的导电粒子的定向的情况下建立连接。与此同时，使用具有较低分子量的环氧树脂提供了增加交联(crosslink)密度以改善热阻的效果。此外，还提供了在加热期间导致与前述固化剂快速反应以增强粘合性能的效果。因此，由于良好的性能平衡，所以使用分子量为15,000或更大的环氧树脂与分子量为2000或更小的环氧树脂的组合是优选的。可以适当地选择高分子量环氧树脂和低分子量环氧树脂的混合量。在此使用的术语“平均分子量”表示依据由使用四氢呋喃构成的展开溶剂(developingsolvent)的凝胶渗透色谱法(GPC)所确定的聚苯乙烯的重量平均的分子量。
此外，可以将包含潜在性硬化剂的粘合剂用作在此示例以及第一实施例的第一示例中使用的粘合剂30。虽然潜在性硬化剂在低温具有卓越的保存稳定性并且在室温下不太可能会引起固化反应，但是潜在性硬化剂会通过热、光等快速引起固化反应。潜在性固化剂的示例包括胺类型硬化剂，诸如咪唑类型、酰肼类型、三氟化硼-胺络合物、胺酰亚胺、聚胺类型、叔胺，以及烷基脲类型硬化剂、双氰胺类型硬化剂、酸酐类型硬化剂、酚类型硬化剂，及其改进材料。这些硬化剂可以单独使用或以两种或更多种的混合物的组合形式来使用。
在这些潜在性硬化剂当中，从低温时卓越的保存稳定性和快速固化的方面来看，优选地使用咪唑类型潜在性硬化剂。已知的咪唑类型潜在性硬化剂可以被用作咪唑类型潜在性硬化剂。具体而言，例举了咪唑成分和环氧树脂的加合物。咪唑成分的示例包括咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-十二烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑和4-甲基咪唑。
具体而言，微胶囊化的潜在性硬化剂是优选的，这是因为它们能够成功地达到(strike)耐保存属性与快速固化(它们是折中关系)之间的平衡，所述微胶囊化的潜在性硬化剂分别由使得前述潜在性硬化剂中的对应的一个涂覆有高分子材料(例如，聚亚胺酯类型或聚酯类型)或者涂覆有由镍或铜组成的金属薄膜和无机物(诸如硅化钙)形成的。因此，微胶囊化的咪唑类型的潜在性硬化剂是特别优选的。
在第一实施例的第二示例中，在回流焊步骤之后去除有机膜或使有机膜变薄提供了与第一实施例的第一示例中相同的效果。然而，在此示例中，使用粘合剂进行连接的电极12和22通过导电粒子36彼此导电。
在将具有图6示出的形式的粘合剂用作各向异性导电粘合剂的情况下，具体而言，可以使用下列配置。
特别地，可以使用包含(例如)前述作为主要成分的绝缘热固树脂(诸如环氧树脂)和在其中散布有导电粒子36的各向异性导电粘合剂，导电粒子36由具有针形长-宽比金属粉末或者具有多个细小金属粒子(细小金属粒子诸如球形金属粒子或者镀有金属的球形树脂粒子)以直链形式连接的形式的长-宽比金属粉末形成。在此使用的术语“长宽比”表示如图6示出的每个导电粒子36的长轴L(导电粒子36的长度)与短轴R(每个导电粒子36的截面的长度)的比。
导电粒子36的使用保持了相邻电极之间的绝缘以防止关于各向异性导电粘合剂的平面方向(与图5中示出的厚度方向X成直线并且以箭头Y表示的方向)的短路，并且在关于厚度方向X的一个操作中将多个使用粘合剂进行连接的电极22中的每一个电连接至使用粘合剂进行连接的电极12中的对应的一个，从而导致低电阻。
优选地使用这样的各向异性导电粘合剂：其中在形成膜状各向异性导电粘合剂时，通过使得该各向异性导电粘合剂经过在厚度方向X上施加的磁场，使导电粒子36的长轴L定向在该膜状各向异性导电粘合剂的厚度方向X上。该定向进一步改进了前述的保持相邻电极之间的绝缘以防止短路的效果，以及在一个操作中将多个使用粘合剂进行连接的电极22中的每一个电连接至使用粘合剂进行连接的电极12中的对应的一个的效果。
优选地，用在本发明中的金属粉末部分地包含铁磁体。金属粉末优选地由下列任意一种组成：铁磁元素金属、两种或更多种成分铁磁合金、铁磁金属与其他金属的合金、以及包含铁磁金属的络合物。这是因为使用铁磁金属允许利用由于金属自身的磁力而使用磁场来定向金属粒子。其示例包括镍、铁、钴，或包含它们的两种或两种以上的合金。
每个导电粒子36优选地具有5或更大的长宽比。在将各向异性导电粘合剂用作粘合剂30时，使用导电粒子36增大了导电粒子36与使用粘合剂进行连接的电极12和22之间的接触可能性。从而能够在不增加导电粒子36的混合量的情况下将使用粘合剂进行连接的电极12和22彼此电连接。
通过例如利用电荷耦合器件(CCD)显微镜进行观察而直接测量每个导电粒子36的长宽比。对于每个导电粒子36具有非圆形的截面形状的情况，将截面的最大长度定义为短轴，然后确定长宽比。每个导电粒子36并不需要一定具有直线形状。即使它们略微弯曲或分岔，也可以使用它们，而不会有问题。在此情况下，将每个导电粒子36的最大长度定义为长轴，然后确定长宽比。
-根据第一实施例的连接方法-
图7(a)至图7(d)是示出了连接方法的过程的截面图，该连接方法用于形成根据第一实施例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。
在图7(a)示出的步骤中，制备包括使用粘合剂进行连接的区域Rc和使用焊料进行连接的区域Rd的母版20(共用基底材料)。在母版20中，使用粘合剂进行连接的电极22设置在使用粘合剂进行连接的区域Rc中，使用焊料进行连接到电极26设置在使用焊料进行连接的区域Rd中。
接下来，形成有机膜15以便覆盖使用粘合剂进行连接的电极22和26。在此实施例中，有机膜15具有高于回流焊温度的分解温度。
尽管在图7(a)中没有示出，但是在这点上，被构造为覆盖有机膜15的保护膜可以仅形成在使用粘合剂进行连接的区域Rc中。具体地，有机膜15覆盖有例如粘合剂带。可以使用除粘合剂带之外的其他保护膜。
接下来，在图7(b)示出的步骤中，在使用焊料进行连接的区域Rd中布置具有芯片侧电极42的电子部件40，电极42位于芯片41的一部分中。在这点上，芯片侧电极42与使用焊料进行连接的电极26对准，并且在电极26与42之间提供无铅焊料。然后，将母版20和电子部件40放置在峰值温度约为260℃的回流焊炉中以进行回流焊。因此，电极26和42通过焊料层50彼此接合从而电极26和42彼此电连接。
从而，在使用焊料进行连接的区域Rd中形成了使用焊料的连接结构D。
在图7(c)示出的步骤中，执行前述处理以去除有机膜15。为了去除有机膜15，使有机膜15与酸性溶液或酸性溶液的蒸汽接触。特别的，例如，将母版20和电子部件40浸入温度为30℃的酸性溶液中约1分钟。可替换地，有机膜15被喷射酸性溶液或酸性溶液的蒸汽。在后面的方法中，不需要将母版20和电子部件40浸入酸性溶液中，从而抑制了对其他部件的影响。
在图7(c)示出的步骤之后，在经过约三天之前，在图7(d)示出的步骤中，利用粘合剂30将使用粘合剂进行连接的电极22接合至位于FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极12，从而建立了电连接。形成使用粘合剂的连接结构C的工序与前述使用粘合剂的连接结构的第二示例中所描述的相同(参见图5)。
在图7(d)示出的步骤之前，去除了覆盖位于FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极12的有机膜15或使有机膜15变薄。
然而，在FPC 10不经历回流焊步骤的情况下，不需要去除有机膜15或使其变薄的处理。
通过执行去除有机膜15或使其变薄的处理，有利地在OSP处理时很少需要控制有机膜15的平均厚度或者具有较小厚度的区域的面积比例。
在图7(a)示出的步骤中形成被构造为覆盖有机膜15的保护膜(例如，粘合剂材料)的情况下，在利用粘合剂30进行接合之前去除该保护膜。
从而，使用粘合剂在用于使用粘合剂进行连接的区域Rc中形成了连接结构C。
如上所述，包含导电粒子36的粘合剂30(各向异性导电粘合剂)主要由热固树脂组成。因此，当加热各向异性导电粘合剂时，各向异性导电粘合剂临时变软。当持续加热时，各向异性导电粘合剂固化。在各向异性导电粘合剂的预定固化时间之后，释放加压状态以及保持各向异性导电粘合剂的固化温度的状态，然后开始冷却。从而，使用粘合剂进行连接的电极12和22通过粘合剂30中的导电粒子36彼此连接，从而将FPC 10安装在母版20上。
图7(a)至图7(d)示出了在用作PWB的母版20上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的示例。
可替换地，FPC 10可以被用作共用基底材料，并且可以在FPC 10上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。在此情况下，FPC 10代替图7(a)至图7(d)示出的母版20，并且在使用粘合剂进行连接的电极12上形成有机膜15。工序与如上所述的相同。
应该注意，在FPC中有单侧电路结构和双侧电路结构。对于具有双侧电路结构的FPC，该FPC要通过回流焊炉两次。
在根据此实施例的连接方法中，除了电极结构B和使用粘合剂的连接结构C的效果以外还提供以下效果。
一般而言，在同一基板上建立使用焊料的连接和使用粘合剂的连接的情况下，在将有机膜15形成在使用焊料进行连接的电极26和使用粘合剂进行连接的电极22上之后，首先建立使用焊料的连接然后建立使用粘合剂的连接。这是因为如果首先建立使用粘合剂的连接，则在随后的回流焊期间粘合剂的收缩会变松，从而更容易发生不良连接。与此同时，在回流焊工艺期间有机膜可以被热分解。
在根据此实施例的连接方法中，在图7(a)示出的步骤中，在使用粘合剂进行连接的电极22上形成的有机膜15具有高于回流焊温度的分解温度。从而还是在图7(b)示出的步骤中，保证残留有有机膜15没有被热分解。
应该注意，在有机膜15上形成保护膜允许更加保证残留有有机膜15。从而能够更确保地形成使用焊料的连接结构D和使用粘合剂的连接结构C。
关于覆盖使用焊料进行连接的电极26的有机膜15，尽管有机膜15具有高于回流焊温度的分解温度，但是有机膜15与例如包含在无铅焊料中的助熔剂起反应从而溶解到焊料层50中。因此，没有任何问题地形成了使用焊料的连接结构D。
不必一定在使用焊料进行连接的电极26上执行金镀敷。然而，为了防止失去光泽等，通常执行金镀敷。
在此实施例中，不需要在母版20的任何电极上执行金镀敷步骤。如上所述，有机膜15与助焊剂起反应以溶解到焊料层50中。因此，作为金镀敷的替代，可以通过OSP处理将有机膜15形成在使用焊料进行连接的电极26上。从而能够显著地增强如上所述的减少生产成本的效果。
此外，在使用焊料进行连接的电极26上形成作为抗氧化膜的有机膜15导致了在电极26与42之间的连接强度(剪切强度)的增强。
同时，与没有经过回流焊炉的情况相比，在回流焊步骤之后形成使用粘合剂的连接结构C的情况下，彼此电连接的使用粘合剂进行连接的电极12和22之间的连接电阻会增大。这大致是因为在回流焊炉中通过加热使得有机膜15改变(例如，变硬)，从而导电粒子36不太可能穿透有机膜15。
因此，在利用粘合剂的连接步骤之前优选地执行去除有机膜15或使其变薄的处理，从而导电粒子容易穿透通过回流焊处理而已经变硬的有机膜15。所以，即使在有机膜15经过回流焊炉之后形成使用粘合剂的连接结构C，也能够更加确定地使电极12和22之间的电连接电阻最小化。
此外，在OSP处理时不需要严格控制有机膜15的平均厚度或者具有较小厚度的区域的面积比例。
总之，在此实施例中，提供了以下效果。
(1)在根据此实施例的使用粘合剂的连接结构C中，位于母版20上的使用粘合剂进行连接的电极22的表面、和位于FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极12的表面经过OSP处理从而形成作为抗氧化膜的有机膜15。根据此结构，与以金镀层覆盖使用粘合剂进行连接的电极12和22相比，简化了形成抗氧化膜的工艺。此外，与使用贵金属(诸如金)的情况相比，降低了材料成本。从而能够以低成本将使用粘合剂进行连接的电极12和22彼此连接。
另外，即使通过回流焊处理或暴露于紫外线使得有机膜15变硬，在建立使用粘合剂30的连接之前也要执行去除有机膜15或使其变薄的处理，从而导电粒子36也就易于穿透有机膜15。从而能够抑制由于导电粒子36不能穿透有机膜15的事实所造成的使用粘合剂进行连接的电极12和22之间导电性的劣化。
此外，在OSP处理时不需要严格控制有机膜15的平均厚度或者具有较小厚度的区域的面积比例。
(2)在此实施例中，由针形金属粉末粒子或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末来形成粘合剂30(其为各向异性导电粘合剂)中的导电粒子36。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极22之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极12之间的绝缘，从而防止了关于Y方向(其为粘合剂30的平面方向)的短路。此外，在一个操作中，关于X方向(其为粘合剂30的厚度方向)将多个使用粘合剂进行连接的电极22中的每一个连接至多个使用粘合剂进行连接的电极12中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(3)在此实施例中，导电粒子36具有5或更大的长宽比。根据此实施例，当使用各向异性导电粘合剂时，增大了导电粒子36之间的接触可能性。从而能够在不增加导电粒子36的混合量的情况下促进使用粘合剂进行连接的电极12和22之间的电连接。
(4)在此实施例中，在形成使用粘合剂的连接结构C之前将膜状形状的粘合剂用作粘合剂30(各向异性导电粘合剂)。在此结构中，各向异性导电粘合剂易于处理。此外，改善了通过加热加压处理形成使用粘合剂的连接结构C时的可加工性。
(5)在此实施例中，导电粒子36的长轴定向为X方向，该X方向为具有膜状形状的粘合剂30(各向异性导电粘合剂)的厚度方向。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极22之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极12之间的绝缘，从而防止了关于Y方向(其为粘合剂30的平面方向)的短路。此外，关于X方向(其为粘合剂30的厚度方向)，在一个操作中，将使用粘合剂进行连接的多个电极22中的每一个连接至使用粘合剂进行连接的电极12中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(6)在此实施例中，将柔性印刷电路板(FPC 10)连接至作为母版20的刚性布线板(PWB)。根据此结构，与母版20为FPC的情况相比，能够以低成本提供多层导电图案结构。此外，由于FPC 10连接在母版20上(如图2所示)，因此与将刚性印刷布线板替代FPC10连接至母版20的情况相比，当FPC 10连接至其他基板的连接器时，可以提高其他基板的布置灵活性。另外，与以金镀膜覆盖使用粘合剂进行连接的电极12和22的情况相比，以低成本的有机膜15覆盖了使用粘合剂进行连接的电极12和22。从而能够以低成本提供母版20和FPC 10的连接体。
如下所述，可以对前述实施例进行修改。
·在前述实施例中，虽然将刚性印刷布线板(PWB)用作母版20，但是也可以使用其他结构。例如，可以使用柔性印刷电路板(FPC)作为母版20。
·在前述实施例中，虽然将使用粘合剂的连接结构C用于将FPC10的电极连接至母版20(其为PWB)的电极，但是本发明的使用粘合剂的连接结构并不限定于此。例如，可以将使用粘合剂的连接结构C用于将电子部件(诸如IC芯片)的突出电极(或凸块)作为导体连接至PWB或FPC上的电极。
·根据前述实施例，可以将PWB安装在母版20上以替代FPC 10。此外，可以安装电子部件以替代FPC 10。
·虽然在前述实施例中使用粘合剂进行连接的电极12和22经历了作为OSP处理的水溶性预焊剂处理，但是也可以执行耐热预焊剂处理作为OSP处理。此外，虽然在水溶性预焊剂处理中使用了包含唑化合物的酸性水溶液，但是也可以使用其他水溶液。
·在前述实施例中，使用粘合剂进行连接的电极12和22都经历了OSP处理。然而，例如，使用粘合剂进行连接的电极12和22中可以只有一个经历OSP处理。在这种情况下，在另一个使用粘合剂进行连接的电极12或22上形成贵金属镀层(诸如金镀层)。在此情况下，也可以提供前述实施例的效果(1)。
根据第一实施例的示例
下面将根据第一实施例的示例和比较示例来描述本发明。并没有将本发明限定为这些示例。可以根据本发明的目的来修改或改变这些示例。并没有从本发明的范围排除这些修改和改变。
(根据第一实施例的示例1)
(粘合剂的制备)
将直链细小镍粒子用作导电粒子，长轴L在1μm至10μm的范围内，短轴R在0.1μm至0.4μm的范围内。将两种双酚A-类固体环氧树脂[商品名称：(1)Epikote 1256和(2)Epikote 1004，由JapanEpoxy Resin Co.Ltd.制造]和一种萘-类环氧树脂[商品名称：(3)EPICLON 4032D，由Dainippon Ink and Chemicals制造]用作绝缘热固树脂。此外，使用热塑聚乙烯醇缩丁醛树脂[商品名称：(4)S-LECBM-1，由SEKISUI CHEMI CAL CO.，LTD.制造]。将微胶囊化的咪唑-类硬化剂[商品名称：(5)NOVACURE HX3941，由Asahi Kasei EpoxyCo.，Ltd.制造]用作微胶囊化的潜在硬化剂。这些成分(1)至(5)以重量比(1)35/(2)20/(3)25/(4)10/(5)30进行混合。
将这些环氧树脂、热固树脂和潜在硬化剂溶解或散布在乙酸溶纤剂中。利用三个辊子揉搓(knead)所得到的混合物，从而制备具有按重量计为50％的固体含量的溶液。将如上所述的镍粉末以下列方式添加至该溶液：金属填充率按体积计为0.05％，其中由金属在全部固体含量(镍粉末+树脂)中的比例来表示该金属填充率。然后，利用离心型搅拌混合器搅拌该混合物以使得镍粉末均匀散布，从而制备用于粘合剂的复合材料。利用手术刀将所得到的复合材料涂布在已经经过分离(parting)处理的聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)膜上。所涂布的复合材料在磁通密度为100mT的磁场中以60℃干燥并凝固30分钟，从而形成25μm厚的各向异性导电膜粘合剂，其中膜中的直链粒子以磁场方向定向。
(印刷布线板的生产)
制备柔性印刷布线板，其中以150μm间隔开30个使用粘合剂进行连接的电极，电极为铜电极，每个电极的宽度为150μm、长度为4mm、高度为18μm。通过OSP处理在使用粘合剂进行连接的电极上形成包含2-苯基-4-甲基-5苯甲基咪唑的抗氧化膜。抗氧化膜各自具有310℃的分解温度和0.10μm的平均厚度。厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例为60％。
(连接电阻的评价)
柔性印刷布线板在回流容器中经历峰值温度为260℃的回流焊处理，其中回流容器的氧浓度为1％或更低，这是通过允许氮流动而获得的。
随后，使用粘合剂进行连接的电极浸入在盐酸中(30℃，pH＝4)1分钟，以去除抗氧化膜。然后，柔性印刷布线板以下列方式彼此面对：形成其中能够在连续的30个点处测量连接电阻的串级链(daisychain)。将得到的粘合剂布置在柔性印刷布线板之间。通过以5Mpa的压力来在190℃下加压15秒来接合各柔性印刷布线板，从而产生柔性印刷布线板的接合体。
接下来，在该接合体中，通过四端子法确定通过使用粘合剂进行连接的电极、粘合剂以及使用粘合剂进行连接的电极而连接的连续的30个点处的电阻。将得到的值除以30以确定每个点的连接电阻。重复该评价10次，然后计算平均连接电阻。确定当连接电阻为50mΩ或更小时保证了电导通。
(连接可靠性的评价)
在允许将得到的连接体以85℃和85％RH放置在高温高湿容器中500小时之后，如上所述测量连接电阻。确定当连接电阻的增加率为50％或更小时，满足连接可靠性。
(根据第一实施例的示例2)
除了抗氧化膜分别具有0.60μm的平均厚度以及具有0.1μm或更小厚度的区域的面积比例为2％以外，如示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。然后，在与示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(比较示例1)
除了在回流焊处理之后不执行在盐酸中的浸入处理以外，如示例2那样产生柔性印刷布线板的接合体。然后，在与示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(分解温度的测量)
利用差示扫描量热法(DSC)测量分解温度。将10℃/min的升温速度的发热开始(onset)温度定义为分解温度。
(厚度测量)
观测使用粘合剂进行连接的电极的截面，该电极被覆盖有抗氧化膜。以0.2μm的间隔测量厚度，然后计算平均厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例。
[表1]
Figure BDA0000115089950000271
表1示出了根据第一实施例的示例1和示例2与比较示例中的连接电阻和连接可靠性的评价结果。
如表1所示，在根据第一实施例的示例1和示例2的每一个中，初始连接电阻为50mΩ或更小。其满足了连接电阻足够小。此外，在根据第一实施例的示例1和示例2的每一个中，电阻的增加率为50％或更小。这证明连接可靠性也是满足的。
相反，在比较示例1中，初始电阻为较高的50mΩ或更大。在允许将该样品放置在高温高湿容器中达500小时之后，断开连接，电阻的增加率为∞(无穷大)。对此的原因大致是尽管通过回流焊处理使得根据比较示例1的抗氧化膜硬化，但是没有执行去除抗氧化膜或使其变薄的处理，从而导电粒子不能确保穿透抗氧化膜，因此导致了导电粒子与使用粘合剂进行连接的电极之间的不稳定的接触。
此外，根据第一实施例的示例1中的初始连接电阻和电阻增加率与根据第一实施例的示例2中的初始连接电阻和电阻的增加率基本相同。从而该结果证明了如示例2所描述的那样，即使平均厚度为0.5μm或更大并且厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例较小，通过执行去除抗氧化膜或使其变薄的处理，仍旧可以保持较低的初始连接电阻和较高的连接可靠性。
-根据第二实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构-
图8是示出了根据第二实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的截面图，使用粘合剂的连接结构C布置在柔性印刷电路板210(FPC 210)与母版220之间，并且使用焊料的连接结构D布置在电子部件240与母版220之间。利用非导电粘合剂(NCF)形成使用粘合剂的连接结构C。
母版220包括刚性印刷布线板221、使用粘合剂进行连接的电极222和使用焊料进行连接的电极226，这些电极布置在刚性印刷布线板221上。母版220是对应于图1示出的显示部分基板135或输入键板145的刚性印刷布线板(PWB)。FPC 210以下列方式安装在母版220上：使用粘合剂(连接导体)进行连接的电极212直接位于基础膜211下面。电子部件240包括芯片241，其具有布置了芯片侧电极242(使用焊料的连接导体)的部分，芯片侧电极242直接位于芯片241下面。
通过在刚性印刷布线板221上层叠金属箔(诸如铜箔)、并对金属箔进行平版曝光以及以常规方式进行蚀刻来在母版220上形成使用粘合剂进行连接的电极222和使用焊料进行连接的电极226。
在使用粘合剂的连接结构C中，电极212和222两者通过粘合剂230(其为NCF)的收缩力而紧密接触，并且相互导电。在使用焊料的连接结构D中，通过焊料层250与电极226和242的熔合，电极226和242两者相互导电。
粘合剂230包含作为主要成分的热固树脂、固化剂以及各种类型的填充物。这些成分等与根据第一实施例的粘合剂30相同，因此将不再描述。
在形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D之前，以通过以下描述的OSP处理形成的有机膜来覆盖使用焊料进行连接的电极226和242。在回流焊步骤中，使用焊料进行连接的电极226和使用焊料进行连接的电极242上的有机膜溶解在焊料层250中。同时，类似于图3示出的有机膜15的保护膜已经被接合至使用粘合剂进行连接的电极222和使用粘合剂进行连接的电极212。在回流焊步骤完成之后，去除保护膜(参见下面描述的图10(b)和10(c))。
应该注意，通过OSP处理形成的有机膜215可以被布置在使用粘合剂进行连接的电极212的表面上(参见图8中的点线)。如果FPC 210不进行回流焊处理，则有机膜215不需要具有高于回流焊处理的温度的分解温度。
为了建立使用粘合剂230的连接，在去除热分解的有机膜之后，在通过FPC 210以预定的压力将粘合剂230压向母版220的同时通过加热使粘合剂230熔化(加热加压处理)。因此，粘合剂230中的热固树脂固化，使得FPC 210和母版220上的电极212和222通过由于收缩造成的收缩力而紧密接触并相互导电。在此情况下，使用粘合剂进行连接的电极212的一部分(导电部分)未被有机膜215覆盖，从而建立了电导通。
在此实施例中，通过蚀刻了处理FPC 210上的使用粘合剂进行连接的电极212，使其具有粗糙表面。应该注意，除了蚀刻以外还可以采用诸如碾压之类的加工。
在电极212覆盖有有机膜215的情况下，当在所述电极中的至少一个的表面上布置突出部分时，该突出部分穿透有机膜215。因此，确保了使用粘合剂进行连接的电极212和222彼此接触。如果没有形成有机膜215，则使用粘合剂进行连接的电极212不必一定被处理为具有粗糙表面。然而，通过粗糙化处理更易于建立接触。可以在使用粘合剂进行连接的电极212和222之间布置凸块。
根据第二实施例的第一示例，除了电极结构的效果以外还提供了以下效果。
例如，在以通过下面描述的OSP处理形成的有机膜覆盖使用粘合剂进行连接的电极222的情况下，当母版220经历回流焊步骤时，有机膜变硬。在此情况下，电极212和222之间的电连接电阻会增加。具体而言，如果在回流焊炉中执行加热，则有机膜易于变硬。
因此，使用粘合剂进行连接的电极212的突出部分不容易穿透变硬的有机膜，导致连接电阻增加。
相反，在此实施例中，在电极212和222上未形成有机膜的情况下执行连接步骤。所以，使用粘合剂进行连接的电极212的突出部分易于与使用粘合剂进行连接的电极222接触。
而且在使用粘合剂进行连接的电极212上形成有机膜215的情况下，在FPC 210不经历回流焊步骤时，有机膜215不变硬，从而使用粘合剂进行连接的电极212的突出部分易于穿透有机膜。当FPC210经历回流焊步骤时，优选地如本实施例所描述的那样，将保护膜接合在使用粘合剂进行连接的电极12上。
因此，能够抑制在使用粘合剂进行连接的电极212与使用粘合剂进行连接的电极222(连接导体)之间出现导电不良(例如，增加了连接电阻)。
-根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构-
图9是示出了根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的截面图。在使用粘合剂的连接结构C中，使用各向异性粘合剂(ACF)的粘合剂230。即，在此示例中使用的粘合剂230在主要由热固树脂组成的树脂成分231中包含导电粒子236。
而且在此示例中，母版220包括刚性印刷布线板221、使用粘合剂进行连接的电极222、和使用焊料进行连接的电极226，这些电极布置在刚性印刷布线板221上。而且在此示例中，在使用粘合剂进行连接的电极212的表面上或使用粘合剂进行连接的电极222的表面上既不设置金镀层也不设置通过OSP处理形成的有机膜。
电极212和222通过导电粒子236彼此电连接。导电粒子236由针形金属粉末粒子形成或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末形成。
类似于第二实施例的第一示例，在此示例中，电极212和222也可以彼此直接接触。
而且在此示例中，在形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D之前，以类似于图3示出的有机膜15的有机膜覆盖电极226和242。在回流焊步骤中，使用焊料进行连接的电极262和使用焊料进行连接的电极242上的有机膜溶解在焊料层250中。同时，可分离的保护膜已经被布置在使用粘合剂进行连接的电极222和使用粘合剂进行连接的电极212上。在回流焊步骤之后在，去除该保护膜。
应该注意，在图中由点线表示的有机膜215可以布置在FPC 10上的使用粘合剂进行连接的电极222上。
当建立连接时，粘合剂230中的热固树脂通过加热加压处理固化。电极212和222利用由于收缩造成的收缩力而通过导电粒子236彼此连接。
在此示例中，从一开始在树脂成分231中就包含有分别具有针形的导电粒子236或者具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的导电粒子236。
然而，可以使用以随机方式在树脂成分231中散布的细小金属粒子形成的导电粒子。这是因为还是在此情况下，加热加压处理导致细小金属粒子具有其中多个细小金属粒子被连接在电极212和222之间的形式。
作为在第二实施例的第二示例中使用的各向异性导电粘合剂，类似于第一实施例的第二示例，可以使用常用的粘合剂，即，包含有散布在主要由绝缘热固树脂(诸如环氧树脂)组成的树脂成分中的导电粒子236的粘合剂。这些成分等与第一实施例的第二示例中的相同，因此将不再描述。
根据第二实施例的第二示例，在使用粘合剂进行连接的电极212和222的表面上既不设置通过OSP处理形成的有机膜也不设置贵金属镀层(诸如金镀层)。这提供了与第二实施例的第一示例相同的效果。在此示例中，电极212和222通过导电粒子236彼此导通。
作为各向异性导电粘合剂，可以使用根据第一实施例的具有图6示出的形状的粘合剂。
-根据第二实施例的连接方法-
图10(a)至图10(d)是示出了连接方法的过程的截面图，该连接方法用于形成根据第二实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。
在图10(a)示出的步骤中，制备包括使用粘合剂进行连接的区域Rc和使用焊料进行连接的区域Rd的母版220(共用基底材料)。在母版220中，使用粘合剂进行连接的电极222设置在使用粘合剂进行连接的区域Rc中，使用焊料进行连接到电极226设置在使用焊料进行连接的区域Rd中。
接下来，形成有机膜225以仅覆盖使用焊料进行连接的电极226。在使用粘合剂进行连接的电极222上既不形成金镀层也不形成有机膜。可替换地，形成可分离的保护膜228以覆盖使用粘合剂进行连接的电极222。具体地，使用粘合剂进行连接的电极222覆盖有例如粘合剂带。可以使用除粘合剂带之外的其他保护膜228。在此情况下，要求保护膜耐回流焊温度并且是可分离的。
类似于第一实施例，通过水溶性预焊剂处理(有机可焊保护剂(OSP)处理)形成有机膜225。
接下来，在图10(b)示出的步骤中，在使用焊料进行连接的区域Rd中布置具有芯片侧电极242的电子部件240，芯片侧电极242位于芯片241的一部分中。在这点上，芯片侧电极242与使用焊料进行连接的电极226对准，并且在电极226与242之间提供无铅焊料。然后，将母版220和电子部件240放置在峰值温度约为260℃的回流焊炉中以进行回流焊。因此，电极226和242通过焊料层250彼此接合，从而使电极226和242彼此电连接。
从而，在用于使用焊料进行连接的区域Rd中形成了使用焊料的连接结构D。
覆盖使用焊料进行连接的电极226的有机膜225与包含在无铅焊料中的助焊剂起反应，从而溶解到焊料层250中。
接下来，在图10(c)示出的步骤中，去除使用粘合剂进行连接的电极222上的保护膜228，以露出使用粘合剂进行连接的电极222。
在图10(c)示出的步骤之后，在经过约三天之前，在图10(d)示出的步骤中，利用粘合剂230将使用粘合剂进行连接的电极222接合至位于FPC 210上的使用粘合剂进行连接的电极212，以建立电连接。从而，在使用粘合剂进行连接的区域Rc中形成了使用粘合剂的连接结构C。形成使用粘合剂的连接结构C的过程与根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构中所描述的过程相同(参见图9)。
在使用粘合剂进行连接的电极222在回流焊步骤中被氧化的情况下，即使在图10(c)示出的步骤之后经过了较长的时间段(即三天或更多天)，只要在图10(d)示出的步骤之前执行去除氧化膜的步骤，就不会发生故障。
在此实施例中，在FPC 210上的使用粘合剂进行连接的电极212上也布置了保护膜。就在建立使用粘合剂230的连接之前去除该保护膜。
如上所述，包含导电粒子236的粘合剂230(各向异性导电粘合剂)主要由热固树脂组成。因此当加热各向异性导电粘合剂时，各向异性导电粘合剂临时变软。当持续加热时，各向异性导电粘合剂固化。在各向异性导电粘合剂的预定固化时间之后，释放加压状态以及保持各向异性导电粘合剂的固化温度的状态，然后开始冷却。从而，电极212和222通过粘合剂230中的导电粒子236彼此连接，从而将FPC210安装在母版220上。
图10(a)至图10(d)示出了在作为PWB的母版220上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的示例。
可替换地，FPC 210可以被用作共用基底材料，并且可以在FPC210上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。在此情况下，以FPC 210代替图10示出的母版220，在使用粘合剂进行连接的电极212上形成有机膜215。该过程与如上所述的相同。
应该注意，在FPC中有单侧电路结构和双侧电路结构。对于具有双侧电路结构的FPC，该FPC要通过回流焊炉两次。
在根据第二实施例的连接方法中，提供以下效果。
通常，在同一基板上执行使用焊料的连接和使用粘合剂的连接的情况下，在将有机膜225形成在使用焊料进行连接的电极226和使用粘合剂进行连接的电极222之后，首先建立使用焊料的连接，然后建立使用粘合剂的连接。这是因为如果首先建立使用粘合剂的连接，则在随后的回流焊期间粘合剂的收缩会变松，从而更可能出现不良连接。
同时，在回流焊步骤之后形成使用粘合剂的连接结构C的情况下，与未通过回流焊炉的情况相比，彼此电连接的电极212和222之间的连接电阻会增加。这大致是因为在回流焊炉中通过加热使得有机膜225改变(例如，变硬)，从而导电粒子236不太可能穿透有机膜。
在根据此实施例的连接方法中，在使用粘合剂进行连接的电极222上形成了可分离的保护膜228而没有形成有机膜。在图10(b)示出的步骤中，在使用粘合剂进行连接的电极222的表面覆盖了保护膜228的同时执行回流焊步骤以抑制氧化膜的形成。在回流焊处理之后，在图10(c)示出的步骤中去除保护膜228。
因此在图10(d)示出的步骤中，粘合剂230中的导电粒子236在没有有机膜的情况下易于与使用粘合剂进行连接的电极212和222接触，从而确保了使用粘合剂进行连接的电极212和222彼此导电。
所以，即使在有机膜215和225通过回流焊炉之后才形成使用粘合剂的连接结构C，也能够更加确保地使电极212和222之间的电连接电阻最小化。
在图10(a)示出的步骤中，可以在使用焊料进行连接的电极226上布置作为抗氧化膜的贵金属镀层(诸如金镀层)。然而，通过OSP处理形成的有机膜225的形成提供了如下所述的效果。
应该注意，还是在使用焊料进行连接的电极226上布置了作为抗氧化膜的贵金属镀层(诸如金镀层)的情况下，不需要执行OSP处理来覆盖使用粘合剂进行连接的电极222。这提供了降低生产成本的效果。
图11(a)至图11(d)是示出了连接方法的过程的截面图，该连接方法用于形成根据第二实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。在图11中，使用相同的参考标号来表示与图10中相同的元件，并且省略了其说明。
在图11(a)至图11(d)中，与图10(a)至10(d)示出的第二实施例的第一示例中的过程基本上相同地来执行各步骤。所以，省略了与第二实施例的第一示例中相同的步骤的描述，只描述不同的步骤。
在图11(a)示出的步骤中，甚至保护膜也未被布置在使用粘合剂进行连接的电极222上。从而，在图11(b)示出的回流焊步骤中，在使用粘合剂进行连接的电极222上形成薄的氧化膜222a。
然而，在将回流焊炉中的气氛保持为具有极低的氧浓度(例如，1％或更低)的非氧化气氛的情况下，氧化膜的厚度可以薄至忽略不计。
在图11(c)示出的步骤中，去除氧化膜222a。用于去除氧化膜222a的方法示例包括利用酸性溶液清洗和等离子清洁。
如上所述，由于执行了去除氧化膜222a的步骤，所以不需要担心如第一示例中所描述的回流焊处理之后的保存周期。
因此，类似于第二实施例的第一示例，在图11(d)示出的步骤中，粘合剂230中的导电粒子236在没有有机膜的情况下易于与使用粘合剂进行连接的电极212和22接触，从而保证使用粘合剂进行连接的电极212和222彼此导通。
在此示例中，虽然没有在使用粘合剂进行连接的电极222上形成保护膜，但还是去除了得到的氧化膜222a。从而可以确保抑制电极212和222之间的连接电阻增加。所以，根据第二实施例的第二示例的方法基本上提供了与由根据第二实施例的第一示例的方法所提供的相同的效果。
总之，在此实施例中，提供了以下效果。
(1)在根据此实施例的使用粘合剂的连接结构C中，位于母版220上的使用粘合剂进行连接的电极222的表面与位于FPC 210上的使用粘合剂进行连接的电极212的表面不进行OSP处理。此外，不形成贵金属镀层(诸如镀金)。因此，工艺的简化和材料成本的降低导致了生产成本的降低。
此外，由于在使用粘合剂进行连接的电极212和222中的每一个上都不存在通过OSP处理形成的有机膜，所以在建立使用粘合剂230的连接时，导电粒子236易于与使用粘合剂进行连接的电极212和222接触。从而能够抑制由于导电粒子236不能穿透有机膜的事实所造成的电极212和222之间导电性的劣化。
(2)在此示例中，由针形金属粉末粒子或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末来形成粘合剂230(其为各向异性导电粘合剂)中的导电粒子236。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极222之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极212之间的绝缘，从而防止关于Y方向(其为粘合剂230的平面方向)的短路。此外，在关于X方向(其为粘合剂230的厚度方向)，在一个操作中，将多个使用粘合剂进行连接的电极222中的每一个连接至使用粘合剂进行连接的电极212中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(3)在此实施例中，导电粒子236具有5或更大的长宽比。根据此实施例，当使用各向异性导电粘合剂时，提高了导电粒子236之间的接触可能性。从而能够在不增加导电粒子236的混合量的情况下促进电极212和222之间的电连接。
(4)在此实施例中，在形成使用粘合剂的连接结构C之前将膜状形状的粘合剂用作粘合剂230(各向异性导电粘合剂)。在此结构中，各向异性导电粘合剂易于处理。此外，改善了通过加热加压处理形成使用粘合剂的连接结构C时的可加工性。
(5)在此实施例中，导电粒子236的长轴定向在X方向上，X方向为具有膜状形状的粘合剂230(各向异性导电粘合剂)的厚度方向。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极222之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极212之间的绝缘，从而防止了关于Y方向(其为粘合剂230的平面方向)的短路。此外，关于X方向(其为粘合剂230的厚度方向)，在一个操作中将多个使用粘合剂进行连接的电极222中的每一个连接至使用粘合剂进行连接的电极212中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(6)在此实施例中，将柔性印刷电路板(FPC 210)连接至作为母版220的刚性布线板(PWB)。根据此结构，与母版220为FPC的情况相比，能够以低成本提供多层导电图案结构。此外，由于FPC210连接在母版220上(如图2所示)，因此与以刚性印刷布线板替代FPC 210而连接至母版220的情况相比，当FPC 210连接至其他基板的连接器时，可以改善其他基板的布置灵活性。另外，简单地，将保护膜(粘合剂带)接合至使用粘合剂进行连接的电极212和222，或者通过酸处理等去除氧化膜。与使用粘合剂进行连接的电极212和222覆盖以金镀膜或进行OSP处理的情况相比，可以以低成本来执行该步骤。从而能够以低成本提供母版220和FPC 210的连接体。
如下所述，可以对前述实施例进行修改。
·在前述实施例中，虽然将刚性印刷布线板(PWB)用作母版220，但是也可以使用其他结构。例如，可以使用柔性印刷电路板(FPC)作为母版220。
·在前述实施例中，虽然将使用粘合剂的连接结构C用于将FPC210的电极连接至母版220(其为PWB)的电极，但是本发明的使用粘合剂的连接结构并不限定于此。例如，可以将使用粘合剂的连接结构C用于将电子部件(诸如IC芯片)的用作导体的突出电极(或凸块)连接至PWB或FPC上的电极。
·可以将PWB安装在母版220上来替代根据前述实施例的FPC210。此外，可以安装电子部件来替代FPC 210。
·虽然在前述实施例中使用焊料进行连接的电极226和242进行了作为OSP处理的水溶性预焊剂处理，但是也可以执行耐热预焊剂处理来作为OSP处理。此外，虽然在水溶性预焊剂处理中使用了包含唑化合物的酸性水溶液，但是也可以使用其他水溶液。
·在前述实施例中，使用粘合剂进行连接的电极212和222中的每一个上既不设置通过OSP处理形成的有机膜也不设置贵金属镀层。然而，可以只在使用粘合剂进行连接的电极212上布置通过OSP处理形成的有机膜或贵金属镀层。在此情况下，也可以提供前述实施例的效果(1)。
根据第二实施例的示例
下面将根据第二实施例的示例和比较示例来描述本发明。本发明不限于这些示例。可以根据本发明的目的来修改或改变这些示例。并没有从本发明的范围排除这些修改和改变。
(根据第二实施例的示例1)
(粘合剂的制备)
粘合剂的制备与根据第一实施例的示例1中的相同，省略其说明。
(印刷布线板的生产)
制备柔性印刷布线板，其中以150μm间隔开30个使用粘合剂进行连接的电极，电极为铜电极，每个电极的宽度为150μm、长度为4mm、高度为18μm。使用粘合剂进行连接的电极中的每一个都没有覆盖有通过OSP处理形成的有机膜或贵金属镀层。
(连接电阻的评价)
柔性印刷布线板在回流容器中经历峰值温度为260℃的回流焊处理，其中回流容器的氧浓度为1％或更低，这是通过允许氮流动而获得的。然后，柔性印刷布线板以下列方式彼此面对：形成其中能够在连续的30个点处测量连接电阻的串级链。将得到的粘合剂布置在柔性印刷布线板之间。通过以5Mpa的压力来在190℃下加压15秒来接合各柔性印刷布线板，从而产生柔性印刷布线板的接合体。接下来，在该结合体中，通过四端子法确定通过使用粘合剂进行连接的电极、粘合剂以及使用粘合剂进行连接的电极而连接的连续的30个点处的电阻。将得到的值除以30以确定每个点的连接电阻。重复该评价10次，然后计算平均连接电阻。确定当连接电阻为50mΩ或更小时保证了电导通。
(连接可靠性的评价)
评价标准与根据第一实施例的示例1中的相同，省略其说明。
(根据第二实施例的示例2)
除了在回流焊处理之后利用乙酸溶液清洗使用粘合剂进行连接的电极以在利用各向异性导电粘合剂形成接合体之前去除氧化膜以外，如根据第二实施例的示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。然后，在与示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(比较示例1)
除了在使用粘合剂进行连接的电极上形成包含2-苯基-4-甲基-5苯甲基咪唑的抗氧化膜以外，如示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。抗氧化膜分别具有310℃的分解温度和0.60μm的平均厚度。厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例为4％。然后，在与根据第二实施例的示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(比较示例2)
除了回流焊容器中的气氛为空气气氛以外，如示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。然后，在与示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(分解温度的测量)
该过程等与根据第一实施例的示例2中的相同，省略其说明。
(厚度测量)
该过程等与根据第一实施例的示例2中的相同，省略其说明。
[表2]
Figure BDA0000115089950000391
表2示出了根据第二实施例的示例1和示例2与比较示例1和比较示例2中的连接电阻和连接可靠性的评价结果。
如表2所示，在根据第二实施例的示例1和示例2的每一个中，初始连接电阻为50mΩ或更小。其满足了连接电阻足够小。此外，在根据第二实施例的示例1和示例2的每一个中，电阻上升率为50％或更小。这证明连接可靠性也是满足的。
在比较示例1中，初始电阻为较高的50mΩ或更大。电阻上升率为∞(无穷大)。在比较示例1中，在回流焊处理时，使用粘合剂进行连接的电极被覆盖了抗氧化膜。所以，在使用粘合剂进行连接的电极上未形成氧化膜。然而，抗氧化膜在回流焊处理时变硬，从而导电粒子不能确保穿透抗氧化膜，因此导致了导电粒子与使用粘合剂进行连接的电极之间的不稳定的接触。
在比较示例2中，初始连接电阻高于比较示例1中的初始连接电阻。电阻上升率为∞(无穷大)。在比较示例2中，在回流焊处理时，每个使用粘合剂进行连接的电极都未被覆盖抗氧化膜。此外，回流焊处理是在氧化气氛中执行的，从而在使用粘合剂进行连接的电极上形成了氧化膜，因此电极和导电粒子之间的接触电阻增加。
此外，根据第二实施例的比较示例1和比较示例2示出了基本相同的连接电阻和基本相同的电阻上升率。从而该结果证明了如示例1所描述的那样，仅在非氧化气氛中执行回流焊处理，从而不在使用粘合剂进行连接的电极上形成氧化膜，因此保持了较低的初始连接电阻和较高的连接可靠性。
然而，根据第二实施例的示例2中的初始连接电阻和电阻上升率稍好于根据第二实施例的示例1中的初始连接电阻和电阻上升率。从而该结果证明了如根据第二实施例的示例2中所描述的那样，通过执行去除氧化膜的步骤，可以保持较低的初始连接电阻和较高的连接可靠性。
-根据第三实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构-
图12是示出了根据第三实施例的第一示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的截面图，使用粘合剂的连接结构C布置在柔性印刷电路板310(FPC 310)与母版320之间，并且使用焊料的连接结构D布置在电子部件340与母版320之间。利用非导电粘合剂(NCF)形成使用粘合剂的连接结构C。
母版320包括刚性印刷布线板321、使用粘合剂进行连接的电极322和使用焊料进行连接的电极326，这些电极被布置在刚性印刷布线板321上。母版320是对应于图2示出的显示部分基板135或输入键板145的刚性印刷布线板(PWB)。FPC 310以下列方式安装在母版320上：使用粘合剂进行连接的电极312(连接导体)直接位于311下面。电子部件340包括芯片341，芯片341具有布置芯片侧电极342(使用焊料的连接导体)的部分，芯片侧电极342直接位于芯片341下面。
通过在刚性印刷布线板321上层叠金属箔(诸如铜箔)、并对金属箔进行平版曝光以及以常规方式对其进行蚀刻来形成母版320上的使用粘合剂进行连接的电极322和使用焊料进行连接的电极326。
在使用粘合剂的连接结构C中，电极312和322两者通过粘合剂330(其为NCF)的收缩力而紧密接触，并且彼此导电。在使用焊料的连接结构D中，通过焊料层350与电极326和342的熔合，电极326和342两者彼此导电。
粘合剂330包含作为主要成分的热固树脂、固化剂以及各种类型的填充物。这些成分等与根据第一实施例的粘合剂30相同，因此将不再进行描述。
在此实施例中，在前述热固树脂当中，使用具有100℃或更高的玻璃转化温度的热固树脂。热固树脂的示例包括环氧树脂、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂。
在形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D之前，以有机膜315和325覆盖电极312、322、326和342。利用粘合剂330将电极312连接至电极322以形成使用粘合剂的连接结构C。利用焊料层350将电极326连接至电极342以形成使用焊料的连接结构D。
应该注意，可以在电极312、322、326和342上形成其他抗氧化膜(诸如金镀层)来替代有机膜315和325。
为了建立使用粘合剂330的连接，在通过FPC 310以预定的压力将粘合剂330压向母版320的同时通过加热是粘合剂330熔化(加热加压处理)。因此，粘合剂330中的热固树脂固化，使得各自位于FPC 310和母版320上的电极312和322通过由于热固树脂的收缩而产生的收缩力而紧密接触并彼此导电。在此情况下，使用粘合剂进行连接的电极312的一部分(导电部分)未被覆盖有机膜315，从而建立电导通。
为了建立使用焊料层350的连接，将母版320和电子部件340放置在峰值温度约为260℃的回流焊炉中以进行回流焊。同时，使用焊料进行连接的电极326和芯片侧电极342上的有机膜溶解在焊料层350中。
在此实施例中，通过蚀刻来处理FPC 310上的用于使用粘合剂进行了连接的电极312使其具有粗糙表面。应该注意，除了蚀刻以外还可以采用诸如碾压之类的加工。
在电极312和322分别覆盖有有机膜315和325的情况下，当在所述电极中的至少一个的表面上布置突出部分时，该突出部分穿透有机膜315和325。因此，确保了电极312和322彼此接触。可以在电极312和322之间布置凸块。
在此实施例中，在回流焊处理之前和之后，使用粘合剂进行连接的电极312和322之间的连接电阻的上升处于预定的范围之内。具体地，假设回流焊处理之前的电极312和322之间的连接电阻为R1，假设回流焊处理之前的粘合剂330的粘合强度为F1，假设回流焊处理之后的电极312和322之间的连接电阻为R2，以及假设回流焊处理之后的粘合剂330的粘合强度为F2，则关系表达式(1)和(2)成立：
R2＜1.2×R1    (1)
F2＞0.8×F1    (2)
具体地，通过选择例如热固树脂的类型以及设置回流焊处理的温度来确定关系表达式(1)和(2)成立的条件。
根据第一示例，除了电极结构的效果以外还提供以下效果。
通常，在共用基底材料上存在使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的情况下，采用这样的过程：首先执行回流焊处理以形成使用焊料的连接结构D。这是因为如果首先形成使用粘合剂的连接结构C，则连接电阻会增加。
相反，在此实施例中，以这样的方式建立连接：在回流焊处理之前和之后，电极312和322之间的连接电阻的增加处在预定的范围之内，例如，以关系表达式(1)成立的方式。因此，即使在形成使用焊料的连接结构D之前形成使用粘合剂的连接结构C，也可以抑制使用粘合剂进行连接的电极312与使用粘合剂进行连接的电极322(连接导体)之间的连接电阻增加。
此外，以这样的方式建立连接：粘合剂330的收缩力的降低处在预定的范围之内，例如，以关系表达式(2)成立的方式。从而能够抑制长期使用中的连接电阻的增加(连接可靠性的劣化)。
迄今为止，使用粘合剂进行连接的电极312和322已被镀金以抗氧化。相反，与形成金镀层的步骤相比，通过OSP处理形成有机膜的步骤简化了生产工艺。此外没有使用昂贵的金降低了材料成本。从而能够以低成本建立使用粘合剂的连接。
-根据第三实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构-
图13是示出了根据第三实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的截面图。在图13中，使用相同的参考标号来表示与图12中相同的元件，并且省略了说明。在使用粘合剂的连接结构C中，使用了作为各向异性粘合剂(ACF)的粘合剂330。即，此示例中使用的粘合剂330包括主要由热固树脂组成的树脂成分331中的导电粒子336。
而且在此示例中，母版320包括刚性印刷布线板321、使用粘合剂进行连接的电极322、和使用焊料进行连接的电极326，这些电极布置在刚性印刷布线板321上。而且在此示例中，在使用粘合剂进行连接的电极312的表面和使用粘合剂进行连接的电极322的表面上，除了导电部分以外，都被覆盖了有机膜315和325。
电极312和322通过导电粒子336彼此导电。导电粒子336由针形金属粉末粒子形成或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末形成。
类似于第三实施例的第一示例，在此示例中，电极312和322也可以彼此直接接触。
而且在此示例中，在形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D之前，以类似于图3示出的有机膜15的有机膜覆盖电极312、322、326和342。在回流焊步骤中，使用焊料进行连接的电极326和芯片侧电极342上的有机膜溶解在焊料层350中。
当建立连接时，粘合剂330中的热固树脂通过加热加压处理而固化。电极312和322利用由于热固树脂的收缩而产生的收缩力而通过导电粒子336彼此连接。
在此示例中，从一开始在树脂成分331中就包含有分别具有针形的导电粒子336或者具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的导电粒子336。
作为在第三实施例的第二示例中使用的各向异性导电粘合剂，可以使用与前述实施例中相同的粘合剂。
根据第三实施例的第二示例，在与第三实施例的第一示例相同的条件下首先形成使用粘合剂的连接结构C，然后形成使用焊料的连接结构D。从而能够提供与第三实施例的第一示例中相同的效果。
类似于前述实施例，作为各向异性导电粘合剂，可以使用具有图6示出的形状的粘合剂。作为用于本发明中的金属粉末，可以使用与前述实施例中相同的金属粉末。
-根据第三实施例的连接方法-
图14(a)至图14(c)是示出了连接方法的过程的截面图，该连接方法用于形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。
在图14(a)示出的步骤中，制备包括使用粘合剂进行连接的区域Rc和使用焊料进行连接的区域Rd的母版320(共用基底材料)。在母版320中，使用粘合剂进行连接的电极322设置在使用粘合剂进行连接的区域Rc中，使用焊料进行连接到电极326设置在使用焊料进行连接的区域Rd中。
接下来，形成有机膜325以覆盖用于使用粘合剂进行连接的电极322和326。
接下来，在图14(b)示出的步骤中，利用粘合剂330将使用粘合剂进行连接的电极322接合至位于FPC 310上的使用粘合剂进行连接的电极312，以建立电连接。从而，在使用粘合剂进行连接的区域Rc中形成了使用粘合剂的连接结构C。用于形成使用粘合剂的连接结构C的过程与根据第三实施例的第二示例的使用粘合剂的连接结构中所描述的相同(参见图13)。
接下来，在图14(c)示出的步骤中，在使用焊料进行连接的区域Rd中布置具有芯片侧电极342的电子部件340，其中芯片侧电极342位于芯片341的一部分中。在这点上，芯片侧电极342与使用焊料进行连接的电极326对准，并且在电极326与342之间设置无铅焊料。然后，将母版320和电子部件340放置在峰值温度约为260℃的回流焊炉中以进行回流焊。因此，电极326和342通过焊料层350彼此接合，从而将电极326和342彼此电连接。
从而，在使用焊料进行连接的区域Rd中形成了使用焊料的连接结构D。
覆盖使用焊料进行连接的电极326的有机膜325与包含在无铅焊料中的助焊剂起反应，从而溶解到焊料层350中。
如果有机膜315和325中的每一个都具有低于回流焊处理温度的分解温度，则在等于或高于该分解温度下通过回流焊处理，使布置在使用粘合剂的连接结构C中的使用粘合剂进行连接的电极312和322上的有机膜315和325热分解。热分解后的有机膜315和325以液体或碳化粉末的形式残留在粘合剂330中。可替换地，根据有机膜315和325的材料，可以将其热分解为气体产物。在任何情况下，在形成使用粘合剂的连接结构C之后，连接电阻基本上都没有增加。
如上所述，包含导电粒子336的粘合剂330(各向异性导电粘合剂)主要由热固树脂组成。因此当加热各向异性导电粘合剂时，各向异性导电粘合剂临时变软。当持续加热时，各向异性导电粘合剂固化。在各向异性导电粘合剂的预定固化时间之后，释放加压状态以及释放保持各向异性导电粘合剂的固化温度的状态，然后开始冷却。从而，电极312和322通过粘合剂330中的导电粒子336彼此连接，从而将FPC 310安装在母版320上。
图14(a)至图14(c)示出了在作为PWB的母版320上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D的示例。
可替换地，FPC 310可以用作共用基底材料，并且可以在FPC 310上形成使用粘合剂的连接结构C和使用焊料的连接结构D。在此情况下，以FPC 310代替图14示出的母版320，并在用于使用粘合剂进行连接的电极312上形成有机膜315。该过程与如上所述的相同。
应该注意，在FPC中存在单侧电路结构和双侧电路结构。对于具有双侧电路结构的FPC，该FPC要通过回流焊炉两次。
在根据第三实施例的连接方法中，提供以下效果。
通常，在同一基板上进行使用焊料的连接和使用粘合剂的连接的情况下，在将有机膜325形成在使用粘合剂进行连接的电极322之后，首先建立使用焊料的连接，然后建立使用粘合剂的连接。这是因为如果首先建立使用粘合剂的连接，则在随后的回流焊期间粘合剂的收缩会变松，从而更可能出现不良连接。
同时，在于回流焊步骤之后形成使用粘合剂的连接结构C的情况下，与未通过回流焊炉的情况相比，彼此电连接的电极312和322之间的连接电阻会增加。这大致是因为在回流焊炉中通过加热使得有机膜325改变(例如，变硬)，从而导电粒子336不太可能穿透有机膜325。
在根据此实施例的连接方法中，在图14(b)示出的步骤中首先形成使用粘合剂的连接结构C。因此，在图14(b)示出的步骤中，导电粒子336易于穿透有机膜315和325而与电极312和322相接触，从而电极312和322彼此导电。
同时，以这样的方式建立连接：在图14(c)示出的步骤之前和之后，电极312和322之间的连接电阻的增加处在预定的范围之内，例如，以关心表达式(1)和(2)成立的方式。因此，即使在形成使用焊料的连接结构D之前形成使用粘合剂的连接结构C，也能够抑制使用粘合剂进行连接的电极312和322之间的连接电阻的增加和可靠性的劣化。
此外，在使用焊料进行连接的电极326上形成作为抗氧化膜的有机膜325导致了电极326和342之间的连接强度(剪切强度)的改善。
总之，在第三实施例中，提供了以下效果。
(1)在根据此实施例的使用粘合剂的连接结构C中，位于母版320上的使用粘合剂进行连接的电极322的表面、与位于FPC 310上的使用粘合剂进行连接的电极212的表面经过OSP处理，以形成作为抗氧化膜的有机膜315和325。根据此结构，与电极312和322被覆盖有金镀层的情况相比，简化了形成抗氧化膜的工艺。此外，与使用贵金属(诸如金)的情况相比，降低了材料成本。从而能够以低生产成本将电极312和322彼此连接。
此外，以这样的方式建立使用粘合剂的连接和使用焊料的连接，电极312和322之间的连接电阻的增加处在预定范围之内，例如，以关系表达式(1)和(2)成立的方式。因此，即使在形成使用焊料的连接结构D之前形成使用粘合剂的连接结构C，也能够抑制使用粘合剂进行连接的电极312和使用粘合剂进行连接的电极322(连接导体)之间的连接电阻增加。
此外，在回流焊处理之前建立使用粘合剂330的连接。所以，在进行OSP处理时不需要严格控制有机膜315和325的平均厚度或者具有较小厚度的区域的面积比例。
(2)在此实施例中，由针形金属粉末粒子或者由具有多个细小金属粒子以直链形式连接的形式的金属粉末来形成粘合剂330(其为各向异性导电粘合剂)中的导电粒子336。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极322之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极312之间的绝缘，从而防止了关于Y方向(其为粘合剂330的平面方向)的短路。此外，在关于X方向(其为粘合剂330的厚度方向)，在一个操作中，将多个使用粘合剂进行连接的电极322中的每一个连接至使用粘合剂进行连接的电极312中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(3)在此实施例中，导电粒子336具有5或更大的长宽比。根据此实施例，当使用各向异性导电粘合剂时，提高了导电粒子336之间的接触可能性。从而能够在不增加导电粒子336的混合量的情况下促进电极312和322之间的电连接。
(4)在此实施例中，在形成使用粘合剂的连接结构C之前将膜状形状的粘合剂用作粘合剂330(各向异性导电粘合剂)。在此结构中，各向异性导电粘合剂易于处理。此外，改善了通过加热加压处理形成使用粘合剂的连接结构C时的可加工性。
(5)在此实施例中，导电粒子336的长轴定向在X方向上，X方向为具有膜状形状的粘合剂330(各向异性导电粘合剂)的厚度方向。根据此结构，保持了相邻的使用粘合剂进行连接的电极322之间、或者相邻的使用粘合剂进行连接的电极312之间的绝缘，从而防止了关于Y方向(其为粘合剂330的平面方向)的短路。此外，关于X方向(其为粘合剂330的厚度方向)，在一个操作中，将多个使用粘合剂进行连接的电极322中的每一个连接至使用粘合剂进行连接的电极312中对应的一个，从而导致较低的电阻。
(6)在第三实施例中，将柔性印刷电路板(FPC 310)连接至作为母版320的刚性布线板(PWB)。根据此结构，与母版320为FPC的情况相比，能够以低成本提供多层导电图案结构。此外，由于FPC310连接在母版320上(如图2所示)，因此与以刚性印刷布线板替代FPC 310而连接至母版320的情况相比，当FPC310连接至其他基板的连接器时，可以改善其他基板的布置灵活性。另外，与以金镀膜覆盖电极312和322的情况相比，以较低成本利用有机膜315和325覆盖了使用粘合剂进行连接的电极312和322。从而能够以较低成本提供母版320和FPC 310的连接体。
如下所述，可以对前述实施例进行修改。
·在前述实施例中，虽然将刚性印刷布线板(PWB)用作母版320，但是也可以使用其他结构。例如，可以使用柔性印刷电路板作为母版320。
·在前述实施例中，虽然将使用粘合剂的连接结构C用于将FPC310的电极连接至母版320(其为PWB)的电极，但是本发明的使用粘合剂的连接结构并不限定于此。例如，可以将使用粘合剂的连接结构C用于将电子部件(诸如IC芯片)的用作导体的突出电极(或凸块)连接至PWB或FPC上的电极。
·可以将PWB安装在母版320上来替代根据前述实施例的FPC310。此外，可以安装电子部件来替代FPC 310。
·虽然在前述实施例中使用粘合剂进行连接的电极312和322进行了作为OSP处理的水溶性预焊剂处理，但是也可以执行耐热预焊剂处理来作为OSP处理。此外，虽然在水溶性预焊剂处理使用了包含唑化合物的酸性水溶液，但是也可以使用其他水溶液。
·在前述实施例中，使用粘合剂进行连接的电极312和322都进行了OSP处理。然而，例如，使用粘合剂进行连接的电极312和322中可以只有一个进行OSP处理。在这种情况下，在使用粘合剂进行连接的电极312或322中的另一个上形成贵金属镀层(诸如金镀层)。在此情况下，也可以提供前述实施例的效果(1)。
可替换地，可以不布置通过OSP处理形成的有机膜，而在电极312、322、326和342中的每一个上布置金镀层。
根据第三实施例的示例
下面将根据第三实施例的示例和比较示例来描述本发明。本发明不限于这些示例。可以根据本发明的目的来修改或改变这些示例。并没有从本发明的范围排除这些修改和改变。
(根据第三实施例的示例1)
(粘合剂的制备)
粘合剂的制备与根据第一实施例的示例1中的相同，省略其说明。固化的各向异性导电粘合剂具有115℃的玻璃转化温度。
(印刷布线板的生产)
制备柔性印刷布线板，其中以150μm间隔开30个使用粘合剂进行连接的电极，电极为铜电极，每个电极的宽度为150μm、长度为4mm、高度为18μm。通过OSP处理在使用粘合剂进行连接的电极上形成包含2-苯基-4-甲基-5苯甲基咪唑的抗氧化膜。抗氧化膜各自具有310℃的分解温度和0.10μm的平均厚度。厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例为60％。
(接合体的生产)
柔性印刷布线板以下列方式彼此面对：形成其中能够在连续的30个点处测量连接电阻的串级链。将得到的粘合剂布置在各柔性印刷布线板之间。通过以5Mpa的压力在190℃下按压15秒来接合各柔性印刷布线板，从而产生柔性印刷布线板的接合体。
(连接电阻和粘合剂强度的测量)
在该接合体中，通过四端子法确定通过使用粘合剂进行连接的电极、粘合剂以及使用粘合剂进行连接的电极而连接的连续的30个点处的电阻。将得到的值除以30以确定每个点的连接电阻。确定当连接电阻为50mΩ或更小时保证了电导通。通过在电极方向上以50mm/min的速度以及90°角执行剥离来测量得到的接合体的粘合强度。确定当粘合强度为300N/m或更大时获得满意的粘合强度。
(回流焊处理之后的连接电阻和粘合强度的测量)
接下来，以峰值温度260℃在回流焊容器中执行回流焊处理。然后，以与如上所述相同的方式测量连接电阻和粘合强度。
(连接可靠性的评价)
在允许将得到的连接体以85℃和85％RH放置在高温高湿容器中达500小时之后，如上所述测量连接电阻。确定当连接电阻的增加率为50％或更小时，满足连接可靠性。
(根据第三实施例的示例2)
除了抗氧化膜分别具有0.60μm的平均厚度以及具有0.1μm或更小厚度的区域的面积比例为2％以外，如示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。然后，在与示例1相同的条件下进行连接电阻的评价和连接可靠性的评价。
(比较示例1)
除了包含重量比为(1)35/(2)20/(3)0/(4)20/(5)5的成分的粘合剂以外，如根据第三实施例的示例1那样产生柔性印刷布线板的接合体。固化的粘合剂具有80℃的玻璃转化温度。
(分解温度的测量)
利用差示扫描量热法(DSC)测量分解温度。将10℃/min的升温速度的发热开始温度定义为分解温度。
(厚度测量)
观测用于使用粘合剂进行连接的电极的截面，该电极被覆盖有抗氧化膜。以0.2μm的间隔测量厚度，然后计算平均厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例。
(粘合剂的玻璃转化温度的测量)
在粘合剂完全固化后利用动态粘弹仪测量粘合剂的玻璃转化温度。当以10℃/min的升温速度和1Hz的频率执行测量时，将tanδ最大时的温度定义为玻璃转化温度。
[表3]
Figure BDA0000115089950000511
表3示出了根据第三实施例的示例1和示例2与比较示例中的连接电阻、粘合强度和连接可靠性的评价结果。
如表3所示，在根据第三实施例的示例1和示例2的每一个中，初始连接电阻为50mΩ或更小。其满足了连接电阻足够小。此外，在根据第三实施例的示例1和示例2的每一个中，电阻的增加率为50％或更小。这证明连接可靠性也是满足的。
在根据第三实施例的示例1中，在回流焊处理之前，连接电阻R1是42(mΩ)，粘合剂的粘合强度F1是620(N/m)。在回流焊处理之后，连接电阻R2是43(mΩ)，粘合剂的粘合强度F2是600(N/m)。因此，满足了如下关系表达式(1)和(2)：
R2＝43＜1.2×R1＝1.2×42＝50.4   (1)
F2＝600＞0.8×F1＝0.8×620＝496 ( 2)
类似地，在根据第三实施例的示例2中，在回流焊处理之前，连接电阻R1是43(mΩ)，粘合剂的粘合强度F1是680(N/m)。在回流焊处理之后，连接电阻R2是45(mΩ)，粘合剂的粘合强度F2是650(N/m)。因此，满足了如下关系表达式(1)和(2)：
R2＝45＜1.2×R1＝1.2×43＝51.6  (1)
F2＝650＞0.8×F1＝0.8×680＝544 (2)
即，在根据第三实施例的示例1和示例2中，连接电阻的增加在预定的范围之内。
在比较示例1中，尽管初始连接电阻相对较高，但勉强实现了电导通。然而，在回流焊处理之后，连接电阻超过50(mΩ)，并且电阻的增加率为∞(无穷大)。
此外，在比较示例1中，在回流焊处理之前，连接电阻R1是49(mΩ)，粘合剂的粘合强度F1是320(N/m)。在回流焊处理之后，连接电阻R2是150(mΩ)，粘合剂的粘合强度F2是120(N/m)。在此情况下，如下不满足关系表达式(1)和(2)：
R2＝150＞1.2×R1＝1.2×49＝58.8
F2＝120＜0.8×F1＝0.8×320＝256
即，在比较示例1中，连接电阻的增加不在预定的范围之内。
对此的原因大致是粘合剂的粘合强度由于回流焊处理而从320(N/m)降低至120(N/m)，即，粘合剂的收缩力的降低使得由导电粒子所引起的导电性劣化。即，粘合剂具有不满足关系表达式(1)和(2)的成分，从而导致连接可靠性的劣化。
此外，根据第三实施例的示例1和示例2的比较示出了基本相同的连接电阻和基本相同的电阻的增加率。从而该结果证明了如示例2所描述的那样，即使平均厚度为0.5μm或更大并且厚度为0.1μm或更小的区域的面积比例较小，具有使得关系表达式(1)和(2)成立的成分的粘合剂也可以提供较高的连接可靠性。
应当理解，在此公开的实施例的结构仅仅是示例性的。本发明的范围并不限定于描述的范围。由权利要求的范围示出本发明的范围，并且旨在包括权利要求的等效含义和范围之内的所有改变。
工业可应用性
本发明的电极结构、布线体和使用粘合剂的连接结构适用于布置在诸如移动电话、摄像机(例如数码摄像机和摄影机)、便携式音频播放器、便携式DVD播放器以及便携式笔记本个人计算机之类的电子设备中的元件的电极结构和连接结构。此外，本发明的释放片体(release sheet body)适用于诸如FPC和刚性印刷电路板(PCB)之类的各种布线板与各种电子部件的连接。
参考标记列表
10  FPC
11  基底膜
12  使用粘合剂进行连接的电极(连接导体)
13  覆盖层
15  有机膜
20  母版
21  刚性印刷布线板
22  使用粘合剂进行连接的电极
26  使用焊料进行连接的电极
30  粘合剂
31  树脂成分
36  导电粒子
40  电子部件
41  芯片
42  芯片侧电极(使用焊料的连接导体)
50  焊料层

Claims (20)

1.一种连接方法，包括：
步骤(a1)，制备包括使用粘合剂进行连接的电极的基底材料；
步骤(b1)，利用被构造成用于抗氧化的有机膜覆盖设置在所述基底材料上的使用粘合剂进行连接的电极；
步骤(c1)，去除所述有机膜或使所述有机膜变薄；以及
步骤(c1)之后的步骤(d1)，利用主要包含热固树脂的粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极粘接至连接导体，以建立电连接。
2.根据权利要求1的连接方法，
其中在步骤(c1)中，使有机膜与酸性溶液或酸性溶液的蒸汽接触。
3.根据权利要求1或2的连接方法，
其中在步骤(a1)中，将包括使用焊料进行连接的导体的基底材料制备为所述基底材料，并且所述方法在步骤(b1)之后且在步骤(c1)之前还包括：
步骤(e1)，在非氧化气氛中利用焊料并通过回流焊处理来将使用焊料进行连接的导体接合至连接导体。
4.一种连接方法，包括：
步骤(a2)，制备包括使用粘合剂进行连接的电极和使用焊料进行连接的电极的基底材料；
步骤(b2)，利用通过OSP处理形成的有机膜或贵金属镀膜仅仅覆盖设置在所述基底材料上的使用焊料进行连接的电极；
步骤(c2)，在非氧化气氛中利用焊料并通过回流焊处理来将使用焊料进行连接的电极接合至连接导体；以及
步骤(c2)之后的步骤(d2)，利用主要包含热固树脂的粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极粘接至连接导体以建立电连接。
5.根据权利要求4的连接方法，
其中在步骤(b2)之后且在步骤(c2)之前，形成被构造成用于覆盖使用粘合剂进行连接的电极的可分离的保护膜，
在保留保护膜的温度下执行步骤(c2)，并且
在步骤(d2)之前，去除保护膜。
6.根据权利要求4或5的连接方法，
其中在步骤(c2)之后且在步骤(d2)之前，去除使用粘合剂进行连接的电极表面上的氧化膜。
7.根据权利要求4至6中任一项的连接方法，
其中在氧浓度为1％或更低的非氧化气氛中执行步骤(c2)。
8.一种连接方法，包括：
步骤(a3)，制备包括使用粘合剂进行连接的电极和使用焊料进行连接的电极的基底材料；
步骤(b3)，利用抗氧化膜覆盖设置在所述基底材料上的使用粘合剂进行连接的电极和使用焊料进行连接的电极；
步骤(b3)之后的步骤(c3)，利用主要包含热固树脂的粘合剂将使用粘合剂进行连接的电极粘接至连接导体以建立电连接；以及
步骤(c3)之后的步骤(d3)，在非氧化气氛中利用焊料并通过回流焊处理来将使用焊料进行连接的导体接合至连接导体，
其中在步骤(d3)之前和之后，使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻中的增加值处于预定的范围之内。
9.根据权利要求8的连接方法，
其中在步骤(c3)之后且在步骤(d3)之前，在假设使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻为R1时，并且假设粘合剂的粘着强度为F1时，并且
在步骤(d3)之后，在假设使用粘合剂进行连接的电极与连接导体之间的连接电阻为R2时，并且假设粘合剂的粘着强度为F2时，
关系表达式(1)和(2)成立：
R2＜1.2×R1    (1)
F2＞0.8×F1    (2)。
10.根据权利要求8或9的连接方法，
其中将固化后具有100℃或更高的玻璃转化温度的树脂材料用作粘合剂中的树脂成分。
11.根据权利要求8至10中任一项的连接方法，
其中在步骤(c3)中，将有机膜形成为所述抗氧化膜。
12.根据权利要求1至11中任一项的连接方法，
其中将包含有导电粒子的各向异性导电粘合剂用作所述粘合剂。
13.根据权利要求12的连接方法，
其中所述粘合剂包含有导电粒子，该导电粒子由针形金属粉末粒子形成或者由具有多个金属粒子以链形式进行连接的形式的金属粉末形成。
14.根据权利要求13的连接方法，
其中每个导电粒子均具有5或更大的长宽比。
15.根据权利要求1至14中任一项的连接方法，
其中所述粘合剂具有膜状形状。
16.根据权利要求15的连接方法，
其中所述粘合剂包含导电粒子，导电粒子的主轴在具有膜状形状的粘合剂的厚度方向上定向。
17.根据权利要求1至16中任一项的连接方法，
其中将柔性印刷线路板制备为所述基底材料。
18.一种利用根据权利要求1至17中任一项的连接方法形成的连接结构。
19.一种连接结构，该连接结构位于第一元件上的第一导体与第二元件上的第二导体之间，利用主要包含热固树脂的粘合剂将所述第一导体和所述第二导体相互粘接以建立电气连接，
其中所述第一导体的一部分和所述第二导体的一部分彼此导通，并且
第一导体和第二导体中的至少一个导体的除了所述一部分的表面覆盖有具有0.05μm或更小厚度并且被构造成用来抗氧化的有机膜，或者所述表面不用有机膜覆盖而暴露于粘合剂。
20.一种利用根据权利要求1至18中任一项的连接方法组装的电子装置。
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