JP2002093484A - ヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造 - Google Patents

ヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造

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JP2002093484A
JP2002093484A JP2000274736A JP2000274736A JP2002093484A JP 2002093484 A JP2002093484 A JP 2002093484A JP 2000274736 A JP2000274736 A JP 2000274736A JP 2000274736 A JP2000274736 A JP 2000274736A JP 2002093484 A JP2002093484 A JP 2002093484A
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heat seal
adhesive layer
seal connector
adhesive
conductive
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Toshihiko Egawa
敏彦 江川
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭ピッチの接続においても高い接続信頼性を
保持することが出来るヒートシールコネクタ及びこれを
用いた接続構造を提供すること。 【解決手段】 レキシブルフィルム2に配線された導電
回路パターン3の端子部上部に熱硬化性接着剤に導電粒
子4をまぜた異方導電性接着剤層5を設け、さらにその
上部に異方導電性接着剤層よりもヒートシール温度にお
いて流動性のよい絶縁性接着剤層7を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は液晶ディスプレイパネル(以下
「LCD」という)やプラズマディスプレイ(以下「P
DP」という)等の表示体と、これらの駆動システム回
路を実装した回路基板との間の電気的接続等に利用され
るヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般にヒートシールコネクタはLCDや
PDP等の表示体とプリント基板(以下「PCB」とい
う)やフレキシブルプリント基板(以下「FPC」とい
う)との接続に使用されたり、あるいはPCB、FPC
間の接続にも用いられている。この種のヒートシールコ
ネクタ1は、例えば、図4に示すように、フレキシブル
フィルム2の表面に所望の導電回路パターン3が設けら
れ、この導電回路パターンの表面の被接続部にはレジス
ト層6が設けられている。接続部には導電粒子4が含ま
れる異方導電性接着剤層5によって電気接続の機能を果
たす。なお、図4(a)はヒートシールコネクタの平面
図、(b)は断面図である。このように構成されたヒー
トシールコネクタは、例えば、LCDの電極部に異方導
電接着剤層5により接着されるものである。
【0003】従来より、ヒートシールコネクタはLCD
等の表示体とこれを駆動するPCB等とを接着するコネ
クターとして使用されてきている。近年の電子機器の高
精細化に伴いヒートシールコネクタの端子ピッチが0.
3〜0.2mmから0.15〜0.05mmと小さくな
り接続が困難になってきているもかかわらず、市場の接
続信頼性に対する要求は徐々に厳しくなってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法は接続
の信頼性をあげるためには導電粒子4が導電回路パター
ン上何個以上接続寄与しているか、あるいは導電回路以
外の場所にある導電粒子が数個つながり、リークの危険
性がないかなど構造上解決していかなければならない。
導電粒子の粒径を小さくすると粒子表面積の著しい増加
により粒子が二次凝集を起こして連結し、隣接電極間の
絶縁性を保持できなくなり、また、導電粒子が少ないと
接触点数が不足し、接続電極間の導通が得られなくなる
ため、長期の接続信頼性を保ちながら狭ピッチの接続を
実現することが困難であった。即ち、ヒートシールにお
いて加圧、加熱するとき、電極上の導電粒子も電極間
(隣り合った電極間)に流れ出し、長期信頼性に欠ける
ものであった。また、このときの接着剤の流動性を高粘
度にした場合、電極と導電粒子間の導通が不十分にな
り、低粘度の接着剤では流動性が良すぎて導電粒子が流
れ出し、接触点数の不足による導通不良や電極間の流出
した導電粒子による導通不良という欠点がある。
【0005】本発明はこれらの課題を解決するものであ
り、狭ピッチの接続においても高い接続信頼性を保持す
ることが出来るヒートシールコネクタ及びこれを用いた
接続構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートシー
ルコネクタは、フレキシブルフィルムに配線された導電
回路パターンの端子部上部に熱硬化性接着剤に導電粒子
をまぜた異方導電性接着剤層を設け、さらに上部に絶縁
性接着剤層を設けた。この場合に、絶縁性接着剤層は異
方導電性接着剤層よりもヒートシール温度において流動
性の良いことが好ましい。
【0007】また、本発明に係る接続構造は、被接続電
極間に上記ヒートシールコネクタを介在させたものであ
る。
【0008】
【発明実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳しく説明する。なお、従来の技術の項
で説明した部材と同一あるいは相当するものには同一符
号を付す。図1は本発明の実施形態の一例を示すヒート
シールコネクタの説明図である。図1中は、1はヒート
シールコネクタ、2はフレキシブルフィルムであり、こ
のフレキシブルフィルム2の少なくとも片面に導電回路
パターン3を備えた回路基板が形成されている。また、
4は導電粒子、5は異方導電性接着剤層、7は絶縁性接
着剤層である。さらに、図1中、接続に関与しない部分
には必要に応じてレジスト層が形成されている。また、
図示を省略したが、これらの表面あるいは異方導電性接
着剤層の上に異物付着防止のため、剥離可能な離型紙が
あっても良い。
【0009】フレキシブルフィルム2を構成する材料と
しては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、
ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリ
パラキシリレン、液晶ポリマー、ポリアミドイミド等の
フィルムが挙げられるがフィルム特性を向上させるため
アロイ化したフィルムは用いても良い。ヒートシールコ
ネクタとしてのフレキシブルフィルムは熱効率、取扱い
性から厚みが5〜75μmが望ましい。
【0010】導電回路パターン3を構成する材料は金、
銀、銅、ニッケル、スズ、ステンレス、クロム、アルミ
等の金属箔や、これらの金属の蒸着またはスパッタリン
グによる膜やハンダやこれらの金属の合金をケミカルエ
ッチングやレーザーエッチング加工することにより形成
されたものや無電解メッキを行い電鋳法により作製され
たものなどが挙げられ、加工後は電解メッキや無電解メ
ッキを行ったり、導電性ペーストをスクリーン印刷にて
印刷したものであっても良い。また、この材料の厚みは
薄いものが有利であるが、薄すぎると導通抵抗が上昇し
たり、折り曲げによる断線も生じやすいため、0.2〜
40μm程度の範囲にしたほうが良い。
【0011】異方導電性接着剤5の元となる熱硬化性接
着剤としては、加熱により接着性を示し硬化するタイプ
の接着剤であり、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ
イミド系、ポリウレタン系、エポキシ系、合成ゴム系等
の樹脂、ゴムをベースにした硬化剤を加え、さらに加硫
剤、劣化防止剤、粘着付与剤等を加えても良く、硬化し
た時の接着剤の収縮及び加熱圧着後の冷却によって起こ
る熱収縮が接続安定性につながり、接着剤の厚みが薄い
と接着強度不足と信頼性不足になるため通常2〜50μ
m程度とすることが望ましい。
【0012】絶縁性接着剤層は上記熱硬化接着剤の流動
性を調整したもの、あるいはアクリル系、スチレン、ゴ
ム系、エラストマー系等の熱可塑性接着剤、アクリル
系、ゴム系などの粘着剤であっても良く、ヒートシール
温度100〜200℃における接着剤の流動性の関係
が、 異方導電性接着剤の流動性<絶縁性接着剤の流動性 の関係を保つことが必要である。異方導電性接着剤及び
絶縁性接着剤における流動性の範囲はヒートシール温度
において溶融粘度が0.1〜20000Pa・s好まし
くは10〜6000Pa・sで調整を行った方が良い。
また、異方導電性接着剤と絶縁性接着剤との流動性の差
は、差があれば良いが好ましくは100Pa・s以上差
を付けた方が良い。また、絶縁性接着剤の厚みは電極間
の接続に関与しないため薄方がよく20μm以下好まし
くは0.1μm〜10μmが良い。
【0013】導電回路パターンの端子部に設ける導電粒
子4を構成する材料は金、銀、銅、ニッケル、クロム、
スズ、ハンダ等などの金属及び合金や、ベンゾグアナミ
ン、アクリル系、スチレン系、ウレタン系の樹脂及びカ
ーボン、シリカ等にニッケル、金、銀、銅、スズ、ハン
ダなどの無電解メッキしたものなど挙げられる。さら
に、上記導電材料を絶縁被覆したもの、マグネット材料
を被覆したもの、導電粒子よりも小さい絶縁粒子との併
用であっても良い。導電粒子の大きさは0.5〜35μ
m、好ましくは2〜20μmが良い。導電粒子の形状は
球状粒子で粒度分布が少ないものが好ましい。また、こ
れらの導電粒子を熱硬化性接着剤に混ぜて異方導電性接
着剤層5とする。
【0014】更に、接続の関与しない部位には、必要に
応じて、導電回路パターン3の表面保護、絶縁のために
レジスト層6を形成しても良い。このレジスト層6に
は、例えば、ポリアミドイミド系、ポリエステル系、ポ
リイミド系など合成樹脂類や、各種合成ゴム類、若しく
はその混合物をベースに必要に応じて硬化剤、架橋剤、
劣化防止剤等の添加物を加えたものを溶剤に溶かし、ス
クリーン印刷等により形成したものや、ポリエステル、
ポリイミド、塩化ビニル等のフィルムにアクリル系樹
脂、合成ゴム系等の粘着剤が塗布され、これを貼付した
ものや、ポリエステル系、ポリイミド系等のフィルムに
エポキシ系接着剤を塗布し、Bステージ状態にしたもの
を、熱により貼付し形成したものが挙げられる。これら
は必要とされる絶縁性、表面保護性、価格等との兼合い
により、適宜選択される。
【0015】本実施形態例のヒートシールコネクタを用
いた電極の接続構造について、図2,3により説明す
る。図2は平面基板(電極が突出形成されていない基
板)8に接続した図で、図3は凸面基板(電極が突出形
成されている基板)9に接続した図である。両方共ヒー
トシール時において、電極間に絶縁性接着剤層が先に移
動する。導電粒子は流動性が悪い接着剤の方であるた
め、電極間に移動しにくく、電極間において導電粒子ど
うしの接続がおきない。導電粒子4は圧力と異方導電性
接着剤層と絶縁性接着剤層の流動性により、多少変形し
ながら平面基板8の電極及び凸面基板9の電極に接続し
ている。また平面基板8とは電極の高さが数μm以下の
場合を言い、代表的なものはITO電極、アルミ電極、
アルミ合金等があり、これらはスパッタ、蒸着等の薄膜
法とエッチング法にて形成されたもの、あるいはアディ
ティブ法にて得られる。凸面基板9は基板の材料がポリ
イミド、ポリエステル、液晶ポリマー等のプラスチック
フィルム、ガラス・エポキシ等の複合材。電極は銅に酸
化防止、信頼性向上のためニッケル、金、すずなどのメ
ッキを施したものが使用されている。
【0016】このようにして得られるヒートシールコネ
クタでは導電回路パターン上にある接続用の導電粒子が
ヒートシール時に導電粒子がほとんど流れず接続できる
ため、0.15〜0.05mmピッチのような狭ピッチ
になっても、相手側基板との位置あわせと接着剤の保持
力が備わっていれば長期にわたって安定的な接続を維持
することが出来ることとなる。
【0017】
【実施例】次に実施例を説明するが本発明は下記実施例
に限定されるものではない。 (実施例1)ポリイミドフィルム25μmの表面をプラ
ズマ処理し、ニッケル系合金をスパッタリングで100
オングストロームコーティングした後、メッキ工程にて
8μmの銅をメタライジングした基材をケミカルエッチ
ング工程でITO電極側0.07mmでピッチ、テスト
基板側0.2mmピッチ×長さ21mm×300本の導
電回路パターンを形成後、酸化防止処理として、0.5
μmのニッケルメッキ後、0.1μmの金メッキを施
し、導電回路パターンを得た。
【0018】この導電回路パターンの端子部に載せる導
電粒子はアクリル系架橋樹脂にニッケル0.5μm、金
メッキ0.1μmを行った平均粒径5μmの粒子と熱硬
化性接着剤NBR100重量部、エポキシ当量900〜
1200のビスフェノール型エポキシ樹脂150重量
部、重量平均分子量750のt−ブチルフェノール10
0重量部、2−メチルイミダゾール10重量部に、シク
ロヘキサノン300重量部をこれに加えてこれを溶解し
て得られた熱硬化性接着剤と導電粒子とシクロヘキサノ
ンとを1:1:2重量部ブレンドし、異方導電性接着剤
を得る。
【0019】導電回路パターンの端子部上、厚さ10μ
m幅2mm長さ25mmについて異方導電性接着剤を接
着させ、150℃30分乾燥させたのち、端子部に絶縁
性接着剤として上記と同様の導電粒子のない接着剤を上
記粒子部を覆うようにスクリーン印刷にて乾燥時の厚さ
7μmになるように印刷し、再び150℃20分乾燥さ
せた。熱硬化性接着剤層を形成し、残る部位に市販のレ
ジスト(JEH−112、日本アソチン社製)を設け、
これを所望の寸法に切断し、ヒートシールコネクタを得
た。
【0020】このようにして得られたヒートシールコネ
クタをITO電極に170℃、4MPa、9秒の条件で
ヒートシールしたところ、異方導電性接着剤層の熱硬化
性接着剤は乾燥に2度、絶縁性接着剤は1度のため熱硬
化の進行状況が異なり、接着剤流動性に差が出て、粒子
は端子部のライン上よりほとんど動かず、導通も取れ信
頼性の高いヒートシールコネクタに導通テストを行った
結果300本すべて接続しており接続が確認された。こ
の接着剤を上記とほぼ同じ条件でサンプルを作成し、そ
れぞれフローテスターにて流動性を比較したところ、圧
力0.2KN、穴径φ1mm、ダイ長10mm、プラン
ジャー1cmの条件でヒートシール温度170℃の
とき、異方導電性接着剤の溶融粘度2700Pa・s、
絶縁性接着剤の溶融粘度2100Pa・sとなり、流動
性は異方導電性接着剤<絶縁性接着剤となった。
【0021】(比較例)上記実施例と同様のフレキシブ
ルフィルム、導電回路パターン、異方導電性接着剤を作
り、導電回路パターンの端子部にスクリーン印刷にて乾
燥時の厚みが17μmになるよう形成する。残る部位に
は上記同様市販のレジストを設け、所望の寸法の切断し
絶縁性接着剤層が無いヒートシールコネクタを得た。こ
のようにして得られたヒートシールコネクタをITO電
極に170℃4MPa9秒の条件でヒートシールしたと
ころ、導通テストを行った結果300本すべて接続して
おり接続が確認されたが、接続の抵抗が実施例に比べて
高い結果となった。また、接続の顕微鏡写真を見た結
果、実施例のヒートシールコネクタに比べ、導電回路パ
ターン上の導電粒子の数も少なく、気泡が所々に発生し
ていた。これらの上記実施例と比較例のサンプルを−2
0℃〜70℃90%RHの環境試験に入れ評価した結
果、下記表1に示すように、耐久性についても実施例の
方が改善されている。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の結果】以上説明したように、本発明によれば、
異方導電性接着剤と絶縁性接着剤の流動性に差をつけた
ことによって、電極上の導電粒子の移動が少なく、電極
間にも導電粒子が集まらないため、狭ピッチの接続にお
いても高い接続信頼性を保持することができ、リークの
心配のない安心感のある接続構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヒートシールコネクタの実施形態
の模式的断面図である。
【図2】図1に示すヒートシールコネクタを電極が突出
形成されていない電子基板に接続させた状態の断面図で
ある。
【図3】同じくヒートシールコネクタを電極が突出形成
された電子基板に接続された状態の断面図である。
【図4】従来のヒートシールコネクタを示し、(a)は
平面図、(b)は断面図である。
【符号の説明】
1 ヒートシールコネクタ 2 フレキシブルフィルム 3 導電回路パターン 4 導電粒子 5 異方性導電接着剤層 6 レジスト層 7 絶縁接着剤層 8 平面基板 9 凸面基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレキシブルフィルムに配線された導電
    回路パターンの端子部上部に熱硬化性接着剤に導電粒子
    をまぜた異方導電性接着剤層を設け、さらに上部に絶縁
    性接着剤層を設けたことを特徴とするヒートシールコネ
    クタ。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性接着剤層は前記異方導電性接
    着剤層よりもヒートシール温度における流動性がよいこ
    とを特徴とする請求項1記載のヒートシールコネクタ。
  3. 【請求項3】 被接続電極間を請求項1又は2記載のヒ
    ートシールコネクタを用いて接続してなることを特徴と
    する接続構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008071748A (ja) * 2006-08-16 2008-03-27 Sony Chemical & Information Device Corp 接続方法

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JP2008071748A (ja) * 2006-08-16 2008-03-27 Sony Chemical & Information Device Corp 接続方法

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