JP2005045066A

JP2005045066A - 電気的接続構造およびその製造方法

Info

Publication number: JP2005045066A
Application number: JP2003278471A
Authority: JP
Inventors: Sadashi Nakamura; 禎志中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】固定保持部材を用いず、かつ、電極の狭ピッチ化が実現できる電極の接続構造およびその製造方法を提供する。
【解決手段】対向する電極１，２を備えた一対の配線板５，６と、対向する電極１，２の間に介在する有機樹脂４とを備え、対向する電極１，２の少なくとも一方の電極表面が粗化部３を有しており、粗化部３の頂点が有機樹脂４を貫通し、他方の電極表面に接触することを特徴とする電気的接続構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極を有する一対の配線板の電気的接続構造およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、粗化部を有する電極による電気的接続構造に関する。

対向する電極を有する一対の配線板による電気的接続の一例として、プリント配線板とフレキシブル配線板によるものがある。プリント配線板の電極が１つの辺に沿って配列形成された複数の電極であり、フレキシブル配線板の電極が１つの辺に沿って配列形成された複数の電極である場合に、これらの電極を接続する最も基本的な従来の方法は、対応する電極間をはんだ付けすることである。

このはんだ付けによる電気的接続構造は、確実かつ堅牢で、接続に必要な部材ははんだのみであるので、小型、軽量化が可能であり、固定化された接続には最適である。しかし、接続対象の入れ換えが必要なものや、その接続を切離すことが必要なものについては、その都度、はんだ付け作業や、はんだ除去、接続切離し作業が必要となる。そのため接続作業および接続切離し作業が煩雑になる。

プリント配線板とフレキシブル配線板との間の接続作業、および接続切離し作業が簡便な従来の他の電気的接続構造としては、コネクタを使用したものがある。この構造では、コネクタ自体に、対応する電極間を加圧接触接続するためのコンタクトと、このコンタクトとを保持すると同時に対応する電極それぞれを保持固定するためのインシュレータとを必要とする。そのため、構造全体が大型化する上、対応する電極間の間隔が広くなる、という問題点があり、高密度実装には不向きである。

このような問題を解決するための従来の第１の方法として、プリント配線板の複数の電極と、フレキシブル配線板の複数の電極とを、直接対応接触させて電極形成部分を挟持する、電気的接続構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の第２の方法として、フレキシブル配線板の電極形成部分から、プリント配線板の１つの辺を経由して、プリント配線板の電極形成面の裏面に至るまでの間を、コの字状に覆って保持固定する、コの字状保持固定用部材を含む電気的接続構造も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、第２の方法では、プリント配線板の端部で保持固定用部材を使用するため、部材の占める体積分は少なくとも接続部の小型化には不利にはたらく。また、位置精度を確保しつつ接合することが極めて困難な作業である。作業性が悪く、また大量生産には不向きであり、コスト高になる、という問題点がある。

また、従来の第３の方法として、導電粒子等の導電材料を利用したものもある。この方法では、導電粒子を所定量含有した、異方導電性の接着剤や膜状物を備えた接続部材を、プリント配線板の複数の電極と、フレキシブル配線板の複数の電極との間に設ける。その後、加圧または加熱加圧を行うことによって、両者の電極同士が電気的に接続される。同時に、電極に隣接して形成されている電極同士には絶縁性を付与し、プリント配線板の複数の電極と、フレキシブル配線板の複数の電極とが接着固定される（例えば、特許文献３参照）。
特開昭５９−４４７７９号公報特開２００２−１６３３６号公報特開平９−５５２７９号公報

しかし、異方導電性の接続部材を使用する従来の第３の方法によっても、作業性が悪く、また更なる電極の狭ピッチ化を進めた際、導電粒子の２次凝集や接触点数不足などが発生しうるという問題点がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、保持固定用部材を用いることなく接続部を小型化することができ、かつ、電極の狭ピッチ化が実現できる電極の接続構造およびその製造方法を提供することにある。

本発明にかかる電気的接続構造は、対向する電極を備えた一対の配線板と、前記対向する電極の間に介在する有機樹脂とを備え、前記一対の配線板の少なくとも一方の電極表面が粗化部を有しており、前記粗化部の頂点が前記有機樹脂を貫通し、他方の電極表面に接触することを特徴とする。

また、粗化部を有する電極は、前記対向する電極のどちらか一方でも、両方であってもかまわない。

本発明にかかる電気的接続構造の製造方法は、電極をそれぞれ備えた一対の配線板の少なくとも一方の電極表面に粗化部を形成するステップと、前記粗化部に有機樹脂を未硬化状態で塗布するステップと、前記一対の配線板を電極が対向するよう位置合わせを行うステップと、前記粗化部の頂点が周辺に未硬化の前記有機樹脂を排出し、他方電極表面に接触するまでの間、前記一対の配線板を加圧するステップとを含むことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、固定保持部材を用いることなく、作業性を維持しつつ、小型でかつ電極の狭ピッチ化がさらに進んだ電気的接続構造を提供することができる。

本発明にかかる電気的接続構造によれば、いずれか一方の電極が粗化部を有し、当該粗化部が対向する電極の表面と多点接触することにより、導電粒子を使用した従来の第３の方法のように２次凝集や接触点数不足を招くことなく、電極の狭ピッチ化をさらに進めることのできる電気的接続構造を提供することができる。また、従来の第２の方法のような保持固定用部材を必要としないので、電気的接続構造の小型化が図れる。

本発明にかかる電気的接続構造の製造方法によれば、対向する電極のいずれか一方に形成された粗化部と、他方電極との間を電気的に接続した構造を提供することができる。

また前記電気的接続構造において、前記一対の配線板のうち、一方がフレキシブル配線板であり、他方はプリント配線板であることが好ましい。フレキシブル配線板とは、電気配線回路を有するプリント基板の一種であり、屈曲性を有するプリント配線板のことである。また、プリント配線板とは、一般的には屈曲性をもたない、一定の剛性を有する配線基板のことであり、フレキシブル配線板に対して、リジッド配線板という呼び方をすることもある。前記一対の基板の一方にフレキシブル基板を用いることで、電気的接続状態を保持しつつ、電気的接続構造の自由度が向上する。

さらに前記電気的接続構造において、前記フレキシブル配線板はベースフィルムと粘着材とをさらに備えると共に、前記電極は前記ベースフィルムに対し、前記粘着材により固着され、前記ベースフィルムの厚さＡと、前記粘着材の厚さＢと、前記フレキシブル配線板の電極の厚さＣと、前記プリント配線板の電極の厚さＤとの関係が、
Ａ＜Ｃ＜Ｂ＜２×（Ｃ＋Ｄ）
の条件を満たすことが好ましい。これにより、前記ベースフィルムの厚さが、前記フレキシブル配線板の電極の厚さより薄いため、電極の凹凸に沿うように変形させることができる。また、前記粘着材の厚さが、前記フレキシブル配線板の電極の厚さと、前記プリント配線板の電極の厚さとを足した厚さの２倍より、薄いため、電極間の埋め込みに必要な粘着材量（粘着材厚さ）を確保することができる。前記粘着材としては、例えば有機樹脂を用いることができる。

さらに前記電気的接続構造で前記ベースフィルムの表面が、前記粘着材の凹凸に沿う波状であることが好ましい。これにより、電極周辺が、隙間無く粘着材で覆われることで、よりよい接続状態を保つことができる。また、粘着材の使用量が少なくて済むという利点もある。

さらに、前記電気的接続構造において、電極表面の前記粗化部の頂点と、他方の電極表面との接触する面積が、１ヶ所あたり１〜１００μｍ²の範囲内であることが好ましい。小さい接触面積の接触点を多数設けることにより、接触率を増大させ、さらに接触点に集中する応力を分散させることができ、より高い接触信頼性を提供することができるからである。なお、接触面積をより小さくし、接触点数をより多くすることにより、さらに信頼性を向上させることができるため、１ヶ所あたり１〜１０μｍ²の範囲がより望ましい。

さらに、前記電気的接続構造において、前記一対の配線板の有する電極の少なくとも一方は、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣｒおよびＡｕからなる群から選択される金属コートが形成されたものであることが好ましい。これにより電極表面の酸化や腐食を防止するとともに、接続時の接触抵抗を低くおさえる効果を提供することができる。

また、前記電気的接続構造の製造方法において、前記一対の配線板として、フレキシブル配線板とプリント配線板とを用いた製造方法であることが好ましい。前記一対の基板の一方にフレキシブル配線板を用いることで、電気的接続状態を保持しつつ、電気的接続構造の設計自由度が向上する。

さらに、前記フレキシブル配線板はベースフィルムと粘着材とをさらに備えると共に、前記電極は前記ベースフィルムに対し、前記粘着材により固着され、前記フレキシブル配線板の電極および前記プリント配線板の電極とを接触させたときに前記一対の配線板間に生じる、電極の無い部分の空間を、前記粘着材が埋設し、かつ埋設後に残った凹凸に沿うように前記ベースフィルムを波状に変形させるステップを含むことが好ましい。これにより、電極周辺が、隙間無く粘着材で覆われることで、よりよい接続状態を保つことができる。また、粘着材の使用量が少なくて済むという利点もある。

また、未硬化の前記有機樹脂は常温では流動性を有し、かつ前記粘着材と相溶性を有し、前記粘着材は前記有機樹脂の硬化剤と、当該粘着材の硬化剤を含んでいることが好ましい。電極同士が接触する際に電極間より排出された未硬化の前記有機樹脂は、前記粘着材と界面を持つことなく混ざり合うことができるからである。また未硬化の前記有機樹脂は自身の硬化剤を含んでいることがより好ましい。後述する方法で前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させるとき、対向する電極間に残留する前記有機樹脂を硬化させることができるため、電気的接続状態をより強固にかつ長期的に保持固定することができる。

さらに、前記粘着材の硬化剤と、前記有機樹脂の硬化剤として、マイクロカプセル型の硬化剤を用いることが好ましい。したがって、マイクロカプセル型の硬化剤とは、通常の状態（無荷重・室温）では硬化剤としての効果を発揮しないが、温度・圧力等が加わった場合に、カプセルがはじけ、カプセルの中の硬化剤が出てくるため硬化剤としての効能を発揮する。前記有機樹脂が自身の硬化剤を有しても、硬化剤が前記マイクロカプセル内に封入されている間は、前記有機樹脂は即座に硬化しない。同様に未硬化の前記有機樹脂が、前記粘着材と相溶したとしても、前記粘着材の硬化剤がマイクロカプセルに封入されている状態では、前記粘着材は即座に硬化しない。そのため、例えば位置合わせをやり直す必要がある場合等には、前記フレキシブル配線板の電極と前記プリント配線板の電極とが分離可能である。前記一対の配線板は、前記マイクロカプセルが破壊され、前記粘着材および未硬化の前記有機樹脂が硬化を始めない限り、再び加圧、接触し、保持固定することが可能である。また必要となったときに、外部からの硬化反応を促進させる方法により、前記マイクロカプセルを破壊することで、硬化を開始させることができる。なお、分離と接続を繰り返すたびに、電極表面の前記粗化部の頂点が潰されていくため、未硬化の前記有機樹脂の排出が困難になり、接続抵抗が高くなっていくことがわかっている。したがって求められる接続抵抗が得られる範囲内である限り分離と接触を繰り返すことができる。

また、前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法により、前記有機樹脂と前記粘着材とを硬化させるステップをさらに含むことが好ましい。これにより未硬化の前記有機樹脂と前記粘着材とが硬化収縮をおこし圧縮力を有するため、電気的接続状態をさらに強固にかつ長期的に保持固定することができる。

また、前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、加熱によるものであることが好ましい。これにより電気的接続状態を強固にかつ長期的に保持固定することができる。

また、前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、加熱および加圧によるものであっても良い。加熱だけでも、電気的接続状態を強固にかつ長期的に保持固定できるが、加熱しながら加圧する方が、接続抵抗をより低くおさえることができる。

また、前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、紫外線の照射によるものであることも好ましい。これにより、電気的接続状態を強固にかつ長期的に保持固定できるが、加熱による温度変化を伴わないため、接続端子の寸法変化によるずれや、応力を発生させることなく、保持固定を行うことができる。

また、前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、紫外線の照射および加圧によるものであっても良い。紫外線の照射だけでも、電気的接続状態を強固にかつ長期的に保持固定できるが、紫外線を照射しながら加圧するほうが、接続抵抗をより低くおさえることができる。

以下、本発明のさらに具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、ここでは対向する電極を備えた一対の配線板の一例として、フレキシブル配線板とプリント配線板を用いる場合について説明する。しかし、本発明はこの一例に限定されるものではなく、一対の配線板を対向する電極で電気的に接続する構造であれば、任意の配線板を用いた構造とすることができる。
（実施の形態１）
本発明の一実施形態にかかる電気的接続構造について説明する。

図１は、本実施形態にかかる電気的接続構造を拡大した断面図である。

本実施形態では一例として、一方の面の、１つの辺に沿って配列形成された複数の電極１を備えて成るフレキシブル配線板５と、一方の面の、１つの辺に沿って配列形成された複数の電極２を備えて成るプリント配線板６とを備えた構成について説明する。しかし、本発明はこの一例に限定されるものではない。本実施形態にかかる電気的接続構造は、図１に示すように、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とが対向配置され、粘着材８により接続されている。フレキシブル配線板５およびプリント配線板６の各々は、少なくとも一方の主面に配線（図示せず）を備えている。そして、フレキシブル配線板５の配線とプリント配線板６の配線とを電気的に接続するために、フレキシブル配線板５に電極１、プリント配線板６に電極２が、それぞれ形成されている。

フレキシブル配線板５の電極１は、その表面に粗化部３を有する。電極１の粗化部３が、有機樹脂４を貫通して電極２の表面に多点接触していることにより、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とが電気的に接続されている。有機樹脂４は、粘着材８と相溶性を有するものであり、電極１と電極２とを接続する際に、粗化部３の頂点の周辺からさらに電極１，２の周辺まで排出され、粘着材８と相溶する。

プリント配線板６は、前記電極２の他に、ベース基板９と、このベース基板９の少なくとも一方の主面に印刷法により形成された配線（図示せず）とを備えている。前記電極２はこの配線に電気的に接続されている。

フレキシブル配線板５は、前記電極１の他に、ベースフィルム７と、このベースフィルム７の一方の主面に粘着材８を介して固着された配線（図示せず）とを備えている。この配線に、前記電極１は電気的に接続されている。

ベースフィルム７の厚さをＡ、電極１の厚さをＣとし、電極２の厚さをＤとし、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを接続する粘着材８の厚さをＢとすると、それぞれの関係は
Ａ＜Ｃ＜Ｂ＜２×（Ｃ＋Ｄ）
の条件を満たす関係となっていることが好ましい。

次に、実施の形態１にかかる電気的接続構造の製造方法について、説明する。図２（ａ）〜（ｆ）は、その製造方法の手順を示したものである。また、図３（ａ）は、図２（ａ）の一部の拡大図である。

まず、図２（ａ）（図３（ａ））は、フレキシブル配線板５（配線図示せず）とプリント配線板６（配線図示せず）とを位置合わせして加圧する前の状態を示したものである。フレキシブル配線板５の電極１の表面を、あらかじめエッチング等により粗化処理することにより、粗化部３を形成する。次に、未硬化の有機樹脂４を、粗化部３の頂点が埋まりこむ程度に電極１の表面に塗布し、電極１が電極２に対向するようにフレキシブル配線板５とプリント配線板６とを位置合わせをする。なお、エッチングによる粗化処理方法として、湿式のエッチングによる化学エッチングや、イオンビーム照射によるイオンエッチングを使用することができる。また、もともと粗化された銅箔を用いる方法や、めっきにより粗化処理を施す方法を使用することもできる。他に、砂等を吹き付けるブラスト処理を用いて粗化する方法や、金型等の粗化面を転写する方法も用いることもできる。

次に、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを加圧する。その際、粗化部３の頂点が、未硬化の有機樹脂４を粗化部３の頂点の周辺に排出しながら有機樹脂４を貫通し、電極２の表面に接触する。このとき、フレキシブル配線板５およびプリント配線板６の間において、電極を有していない箇所に、空間１０が生じる。

ここで、さらに、フレキシブル配線板５およびプリント配線板６に押圧力を加えることにより、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）で生じた空間１０は、粘着材８により埋設される。フレキシブル配線板５は、形状を自由に変えられる特性を有しているため、指で抑える程度の力でフレキシブル配線板５を加圧するだけで、粘着材８が空間１０を完全に埋設し、粘着材８の表面の凹凸形状に沿うように、ベースフィルム７が波状に変形する。

また、未硬化の有機樹脂４は、粘着材８と相溶性を有し、かつ自身の硬化剤を含んだものであることが好ましい。これにより、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とが加圧された際、余分な未硬化の有機樹脂４は、電極１，２の間に留まらずに、電極１，２の周辺へ排出され、粘着材８と相溶することができる。また、有機樹脂４の硬化剤を粘着材８が含むことが好ましい。接続部の密着性が、より確実となるためである。

有機樹脂４と粘着材８とが硬化しないうちであれば、リペアの必要性があれば、図２（ｄ）に示すように、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを再度分離し、再接続することが可能である。

さらに、図２（ｅ）に示すように、再度、電極１，２の位置合わせを行い、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを加圧することにより、再び電気的接続を提供することができる。フレキシブル配線板５とプリント配線板６との分離と接続は繰り返し実施することができる。しかし、粗化部３の頂点が分離と接触を繰り返すたびに潰されていくため、未硬化の有機樹脂４を排出することが徐々に困難になり、接続抵抗が高くなる。そのため未硬化の有機樹脂４を粗化の頂点の周辺に排出できるだけの粗度を有している限り、分離と接触の繰り返しが可能である。なお、フレキシブル配線板５とプリント配線板６の分離と接続を繰り返し可能とするために、有機樹脂４の硬化剤と粘着材８の硬化剤がマイクロカプセル化されていることが好ましい。

さらに、図２（ｆ）に示すように、図２（ｃ）または（ｅ）の状態で加熱や紫外線照射等の硬化促進処理を行い、粘着材８を硬化することが好ましい。例えば、粘着材８として熱硬化性樹脂を用いる場合は、加熱による硬化促進処理を行い、粘着材８として紫外線硬化樹脂を用いる場合は、紫外線照射による硬化促進処理を行えば良い。また有機樹脂４に自身の硬化剤を含有させれば硬化促進処理により、対向する電極間１，２に残留する有機樹脂を同時に硬化させることができる。これにより、粘着材８は硬化収縮し、フレキシブル配線板５とプリント配線板６の電気的接続を、図２（ｃ）または（ｅ）の状態よりも強固にかつ長期的に保持固定することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる電気的接続構造の製造方法について、さらに具体的に説明する。なお、以下はあくまでも一実施例であって、本発明の技術的範囲をこれらの具体例にのみ限定するものではない。

この実施例では、フレキシブル配線板５として、ＦＰＣ回路板を用いた。すなわち、ベースフィルム７として、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムを用い、粘着材８としてエポキシ系粘着材を用いた。ベースフィルム７としてのポリイミドフィルム上に、粘着材８としてのエポキシ系粘着材を２５μｍの厚さに塗布し、その表面に、高さ１８μｍの銅配線を形成した。その銅配線の一部を、電極１とした。

電極１の接続面には、あらかじめ粗化処理を施す。図３（ｂ）・（ｃ）に粗化面の拡大した断面図を示す。ここでは、めっきによる方法を用い、粗化処理を行った。

まず、一般的な電気めっきの形成と同様の方法で、電極１の接続面に対して、めっき処理を開始する。

次に、析出物が付着し始めたところで、電流密度を高め、析出物に電解集中させ、異常析出を促し、粒状に形成させる。

粒状の析出物１６が、形成し始めたら、所望の粗化度合い（Ｒｚ＝１〜１２μｍ）を得ることができるように、めっき液の濃度、電流密度、およびめっきスピードを調節する。

さらに、粒状の析出物１６の形成後、粒状の析出物１６が剥がれ落ちにくくするために、電極１の接続面全面をめっきにより覆う。

ここで、粗化表面めっき１７の厚さを調節することにより、粗化形状を調整することができる。粗化表面めっき１７の厚さは、薄い方が好ましい（図３（ｂ））。粗化突起部の間に有機樹脂が入り込み、密着性を高めるからである。

また、粗化表面めっき１７の厚さを厚くし、粗化突起部の間が埋められた場合であっても（図３（ｃ））、粗化表面めっき１７が薄い場合と比較して、密着性は若干劣るものの、析出物１６をさらに剥がれ落ちにくくすることができる。ここでは、めっきによる粗化処理を行ったが、粗化度合い（Ｒｚ＝１〜１２μｍ）を得られればよく、本発明はこの実施例に限定されない。さらに、粗化部３を含む電極１の表面に、防錆のために、めっきを用いて、クロメート処理を（０．００１〜０．０１ｍｇ／ｄｍ²）施した。

有機樹脂４としては、例えば、シリコン樹脂、ベンゾトリアゾール樹脂、および、エポキシ樹脂からなる群から選択される樹脂を用いることが可能であるが、本実施例では、有機樹脂４として、シリコン樹脂を用いた。

この有機樹脂４を、未硬化状態で、粗化部３の頂点が埋まり込む程度の厚さになるよう、電極１の表面に塗布した。前記した有機樹脂４には、自身の硬化剤（マイクロカプセル型）を含有させた。これは、後述する工程により、加熱や紫外線照射等の硬化反応促進させる処理によって、対向する電極１，２間に残留する有機樹脂４を硬化させることができるため、電気的接続状態をより強固にかつ長期的に保持固定することができるからである。また本実施例では、粘着材８に含有させた硬化剤として、アミン系の硬化剤を用いた。その際、硬化剤の配合率を調整することにより、硬化時間を調節できる。

他方、プリント配線板６として、ガラスエポキシ基板を用いる。さらに、プリント配線板６上に、銅配線を形成し、その表面にＮｉ-Ａｕめっきを施した。このＮｉ-Ａｕめっき銅配線の一部を、電極２とした。

フレキシブル配線板５の電極１と、プリント配線板６の電極２とを、対向するように位置合わせをし、貼り合わせ、常温中で、１０Ｎ／ｃｍ²の力で加圧した。

これにより、フレキシブル配線板５における電極１の粗化部３の多数の頂点がプリント配線板６の電極２に接触し、多数の点接触が形成された。同時に、有機樹脂４を粗化部３の頂点周辺から排出し、余分な有機樹脂４を電極１，２の接続部分の外へ排出して、電気的接続を得ることができた。このとき、フレキシブル配線板５とプリント配線板６との間における電極の無い部分の空間１０が、粘着材８で埋設されずに残る。

加圧力を開放した後、ベースフィルム７を、板状のシリコン樹脂で作成されたシートを介し、さらに小型のプレス治具を用い、１ｃｍ²あたり１〜１０Ｋｇ程度の力で加圧することにより、ベースフィルム７が波状に変形して、空間１０が粘着材８で完全に埋設される。これにより、粘着材８の不足分を補う。また、板状のシートは、シリコン樹脂の他にゴムを使用することもできる。ここでの加圧工程は、指で配線間隙を押さえるようにしごきながら加圧する程度でも十分であり、この方法でも導通を確認できた。本実施例では、１ｃｍ²あたり１〜１０Ｋｇ程度の力で、指による加圧を行い、導通を確認した。ただし、この工程後の固着状態は、恒久的に導通を一定の抵抗値で保てるほどの安定性は無いため、以降、この工程を便宜上、仮接着工程と呼ぶことにする。

仮接着工程後、リペアの必要がなければ、加熱や紫外線照射等の硬化反応促進処理を行って有機樹脂４や粘着材８を硬化させ、接続を完了する。なお、このような硬化反応促進処理を行って有機樹脂４および粘着材８を完全に硬化させる工程を、完全接着工程と呼ぶこととする。リペアが必要な場合には、仮接着工程後であっても完全接着工程の前であれば、フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを容易に引き剥がすことができる。

フレキシブル配線板５とプリント配線板６とを引き剥がした後、再び、同じフレキシブル配線板５とプリント配線板６とを、その電極１，２が対向するように位置合わせをし、貼り合わせ、加圧することにより、電気的接続状態を得ることができた。このように、仮接着工程を行った後にフレキシブル配線板５とプリント配線板６とを引き剥がし、位置合わせをし直して再度仮接着させることを「リペア」と称する。

本実施形態では、仮接着工程の後に電極１，２の接続抵抗値を測定し（電気検査）、接続抵抗値が１．５Ω／ｍｍ²以下である場合は正常接続状態であると見なし、リペアを行わずに完全接着工程を行う。一方、接続抵抗値が１．５Ω／ｍｍ²より大きい場合は、電気的接続状態が不良または不完全であるとして、上述のようにリペアを行うこととした。この場合、リペアの可能な回数は、電極によりばらつきはあるものの、５〜１０回程度であった。

電気検査とリペアを必要に応じて繰り返した後、最終的に所望の接続抵抗値が得られたら、ほぼ恒久的に導通を一定の抵抗値に保持するため、粘着材８と有機樹脂４を硬化させることにより（完全接着工程）、電気接続部の固着を実施した。上述したように、電極１，２を接続するとき粘着材８と有機樹脂４は相溶性を持たせているため、排出された有機樹脂４は、粘着材８と界面を持つことなく混ざり合う。また、粘着材８中には、自身の硬化剤とともに、有機樹脂４の硬化剤も有するよう樹脂設計しているため、粘着材８と有機樹脂４とが混ざり合った部分も含めて、線間絶縁を確保する箇所の硬化を可能にしている。

本実施例では、完全接着工程として、２００℃、３０分間の熱硬化を実施した。熱硬化の際、粘着材８は、加熱により一旦膨張するが、硬化反応後に自己収縮（硬化収縮）する。その後さらに常温に戻すことにより体積収縮して、接続部の固着と電気的接続状態を両立する。このとき、電極間に残っている有機樹脂４は、粘着材８中のマイクロカプセル型硬化剤が浸透できないため、加熱工程後も硬化することなく、流動性を持った未硬化の状態で存在している。また、粘着材８は硬化収縮するような樹脂設計をしているものの、接続抵抗をより低減させるためには、完全接着工程の際に加圧しながら加熱する方が好ましい。
（実施の形態２）
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る電気的接続構造は、フレキシブル配線板の電極の表面が平坦であり、プリント配線版の電極が粗化部を有する。図４（ａ）〜（ｆ）は、その製造方法の手順を示したものであるが、製造方法については、粗化部に関する構成が異なるだけで、実施の形態１と同様のため、詳しい説明は省略する。

本実施形態にかかる電気的接続構造の構成は、図４（ａ）に示すように、フレキシブル配線板１４とプリント配線板１５とが対向配置され、粘着材８により接続されるものである。フレキシブル配線板１４およびプリント配線板１５の各々は、少なくとも一方の主面に配線（図示せず）を備えている。そして、フレキシブル配線板１４の配線とプリント配線板１５の配線とを電気的に接続するために、フレキシブル配線板１４に電極１１、プリント配線板１５に電極１２が、それぞれ形成されている。

プリント配線板１５の電極１２は、その表面に粗化部１３を有する。電極１２の粗化部１３が、有機樹脂４を貫通して電極１１の表面に多点接触していることにより、フレキシブル配線板１４とプリント配線板１５とが電気的に接続されている。有機樹脂４は、粘着材８と相溶性を有するものであり、電極１１と電極１２とを接続する際に、粗化部１３の頂点の周辺からさらに電極１１，１２の周辺まで排出され、粘着材８と相溶する。

プリント配線板１５は、前記電極１２の他に、ベース基板９と、このベース基板９の少なくとも一方の主面に形成された配線（図示せず）とを備えている。前記電極１２はこの配線に電気的に接続されている。

フレキシブル配線板１４は、前記電極１１の他に、ベースフィルム７と、このベースフィルム７の一方の主面に粘着材８を介して固着された配線（図示せず）とを備えている。この配線に、前記電極１１は電気的に接続されている。

本発明の第２の実施形態にかかる電気的接続構造の製造方法については、フレキシブル配線板側の電極(電極１１)には粗化部を形成せず、プリント配線板側の電極（電極１２）に粗化部１３を形成する点を除いては、実施の形態１と同様であるため、詳しい説明は省略する。

本実施の形態の電気的接続構造においても、良好な接続特性を得ることができた。
（実施の形態３）
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る電気的接続構造は、フレキシブル配線板の電極が粗化部を有し、プリント配線板の電極も粗化部を有する。図５（ａ）〜（ｆ）は、その製造方法の手順を示したものであるが、製造方法については、粗化部に関する構成が異なるだけで、実施の形態１と同様のため、その詳しい説明は省略する。

本実施形態にかかる電気的接続構造は、図５（ａ）に示すように、フレキシブル配線板５とプリント配線板１５とが対向配置され、粘着材８により接続されるものである。フレキシブル配線板５およびプリント配線板１５の各々は、少なくとも一方の主面に配線（図示せず）を備えている。そして、フレキシブル配線板５の配線とプリント配線板１５の配線とを電気的に接続するために、フレキシブル配線板５に電極１、プリント配線板１５に電極１２が、それぞれ形成されている。

フレキシブル配線板５の電極１は、その表面に粗化部３を有する。また、プリント配線板１５の電極１２は、その表面に粗化部１３を有する。電極１の粗化部３が、有機樹脂４を貫通して電極１２の粗化部１３に多点接触していることにより、フレキシブル配線板５とプリント配線板１５とが電気的に接続されている。有機樹脂４は、粘着材８と相溶性を有するものであり、電極１と電極１２とを接続する際に、粗化部３の頂点の周辺からさらに電極１，１２の周辺まで排出され、粘着材８と相溶する。

本発明の第３の実施形態にかかる電気的接続構造の製造方法については、フレキシブル配線板側の電極(電極１)だけでなく、プリント配線板側の電極（電極１２）にも粗化部１３を形成する点を除いては、前述した実施の形態１と同様であるため、詳しい説明は省略する。

なお、図５（ａ）では、有機樹脂４を、フレキシブル配線板５の電極１の表面に塗布する例を示したが、有機樹脂４は、プリント配線板１５の電極１２の表面に塗布しても良い。本実施形態でも良好な接続特性を得ることができた。

以上のように、本発明にかかる電気的接続構造およびその製造方法は、固定保持部材を用いることなく、作業性を維持しつつ、小型でかつ電極の狭ピッチ化がさらに進んだ電気的接続構造を提供することができ、電極を有する一対の配線板の電気的接続構造およびその製造方法等として有用である。

本発明の第１の実施形態にかかる電気的接続構造を示す断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施形態にかかる電気的接続構造の製造手順を示す断面図である。（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる電気的接続構造を拡大した断面図である。（ｂ）および（ｃ）は、本発明の第１の実施形態にかかる電気的接続構造の電極表面部分をさらに拡大した断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施形態にかかる電気的接続構造の製造手順を示す断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第３の実施形態にかかる電気的接続構造の製造手順を示す断面図である。

符号の説明

１電極
２電極
３粗化部
４未硬化の有機樹脂
５フレキシブル配線板
６プリント配線板
７ベースフィルム
８粘着材
９ベース基板
10 空間
11 電極
12 電極
13 粗化部
14 フレキシブル配線板
15プリント配線板
16粒状の析出物
17粗化表面めっき

Claims

対向する電極を備えた一対の配線板と、
前記対向する電極の間に介在する有機樹脂とを備え、
前記対向する電極の少なくとも一方の電極表面が粗化部を有しており、
前記粗化部の頂点が前記有機樹脂を貫通し、他方の電極表面に接触することを特徴とする電気的接続構造。
前記一対の配線板のうち、一方がフレキシブル配線板であり、他方はプリント配線板である、請求項１に記載の電気的接続構造。
前記フレキシブル配線板はベースフィルムと粘着材とをさらに備えると共に、前記電極は前記ベースフィルムに対し、前記粘着材により固着され、前記ベースフィルムの厚さＡと、前記粘着材の厚さＢと、前記フレキシブル配線板の電極の厚さＣと、前記プリント配線板の電極の厚さＤとの関係が、
Ａ＜Ｃ＜Ｂ＜２×（Ｃ＋Ｄ）
の条件を満たす、請求項２に記載の電気的接続構造。
前記ベースフィルムの表面が、前記粘着材の凹凸に沿う波状である、請求項３に記載の電気的接続構造。
前記粗化部の頂点が他方の電極表面に接触する面積が１ヶ所あたり１〜１００μｍ²の範囲内である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気的接続構造。
前記対向する電極の少なくとも一方は、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣｒおよびＡｕからなる群から選択される金属コートが形成されたものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気的接続構造。
電極をそれぞれ備えた一対の配線板の少なくとも一方の電極表面に粗化部を形成するステップと、
前記粗化部に有機樹脂を未硬化状態で塗布するステップと、
前記一対の配線板を電極が対向するよう位置合わせするステップと、
前記粗化部の頂点が周辺に未硬化の前記有機樹脂を排出し、他方電極表面に接触するまでの間、前記一対の配線板を加圧するステップとを含むことを特徴とする電気的接続構造の製造方法。
前記一対の配線板のうち、一方がフレキシブル配線板であり、他方はプリント配線板である、請求項７に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記フレキシブル配線板はベースフィルムと粘着材とをさらに備えると共に、前記電極は前記ベースフィルムに対し、前記粘着材により固着され、
前記フレキシブル配線板の電極および前記プリント配線板の電極とを接触させたときに前記一対の配線板間に生じる、電極の無い部分の空間を、前記粘着材が埋設し、かつ埋設後に残った凹凸に沿うように、前記ベースフィルムを波状に変形させるステップを含む請求項８に記載の電気的接続構造の製造方法。
未硬化の前記有機樹脂は常温では流動性を有し、かつ前記粘着材と相溶性を有し、前記粘着材は前記有機樹脂の硬化剤と当該粘着材の硬化剤を含む請求項９に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記粘着材の硬化剤と、前記有機樹脂の硬化剤として、マイクロカプセル型の硬化剤を用いる、請求項１０に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法により、前記有機樹脂と前記粘着材とを硬化させるステップをさらに含む請求項１１に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、加熱によるものである請求項１２に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、加熱および加圧によるものである請求項１２に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、紫外線の照射によるものである請求項１２に記載の電気的接続構造の製造方法。
前記有機樹脂および前記粘着材の硬化反応を促進させる方法が、紫外線の照射および加圧によるものである請求項１２に記載の電気的接続構造の製造方法。