JP2006286790A

JP2006286790A - 配線基板の接合方法、配線基板の接合部の構造、及び配線基板の接合部を備えた電気回路装置

Info

Publication number: JP2006286790A
Application number: JP2005102698A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takeuchi; 靖竹内; Takashi Sakaki; 隆榊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】隣接する配線間の距離が小さくなっても、マイグレーションを発生しにくく、隣接配線間の電気的短絡を抑制でき、配線の導通不良を抑制できる配線基板の接合方法を提供する。
【解決手段】複数の第１の配線４の形成された部分と複数の第２の配線６の形成された部分とが所定領域にて対向するようにガラス基板５とフレキシブルプリント基板７とを配置するとともに、その所定領域に第１の接着剤１及び第２の接着剤１１を配置し、ガラス基板５とフレキシブルプリント基板７とによる接着剤１，１１の挟圧を行い、この接着剤の挟圧に際して第１の接着剤１が所定領域から少なくとも部分的にはみ出るのを第２の接着剤１１により阻止するように第２の接着剤１１を所定領域の外周部に配置する。３は封止樹脂である。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板の接合技術に属するものであり、特に、配線基板の接合方法、配線基板の接合部の構造、及び配線基板の接合部を備えた電気回路装置に関するものである。

近年、電気製品に搭載される液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）その他の電気実装部品等の電気回路装置は、電気信号処理の高速化と共に高密度集積化及び小型化が進み、そのため信号配線の微細化（ファインピッチ化）及び多ピン化が著しくなってきている。それに伴い、電気回路装置におけるガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板などの回路基板同士の電気的接合も、高い位置合わせ精度が要求されるようになっている。

現在、微細パターン用セラミック基板やシリコン基板、またＬＣＤ用やＰＤＰ用のガラス基板に形成された配線電極とフレキシブルプリント配線基板の配線（配線電極）とを電気的に接合する方法として、異方性導電性接着剤を用いる方法が多く行われている。異方性導電性接着剤は、導電性フィラーを含有しており、これにより接着した状態で該導電性フィラーを介して配線電極間を電気的に接続できるものである。異方性導電性接着剤は、その供給形態によって異方性導電性フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）と異方性導電性ペースト（ＡＣＰ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）とに大別される。

また、配線電極間の電気的接続が例えば直接接触などによりなされる場合には、配線基板同士の接合を非導電性接着剤を用いて行うこともある。非導電性接着剤も、その供給形態によって導電性フィルム（ＮＣＦ：Ｎｏｎ−ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）と非導電性ペースト（ＮＣＰ：Ｎｏｎ−ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）とに大別される。

ところで、ＬＣＤやＰＤＰなどのフラットディスプレイパネル用のガラス基板では、配線材料としてＡｇ（銀）等の金属を用いることが多く、その場合、隣り合う配線間に電位差あるいは極性の異なる電圧が印加されると、配線金属がイオン化されて一方の配線から他方の配線へと移動する現象すなわちイオンマイグレーションを発生することが知られている。イオンマイグレーションがさらに進むと、本来絶縁状態の２本の配線間に導通路が形成されて配線同士が短絡したり、Ａｇ配線が塩化銀（ＡｇＣｌ）に変化して導電体ではなく絶縁体になってしまうという不良が発生することがある。

マイグレーション発生を抑制するために、特許文献１には、プラズマディスプレイ装置において封着シール部材の露出部分を含めてプラズマディスプレイパネル本体の端部を樹脂層により被覆することが開示されている。
特開２００４−９３８６０号公報

本発明の目的の１つは、隣接する配線（配線電極を含む：以下同様）間の距離が小さくなっても、マイグレーションを発生しにくく、隣接配線間の電気的短絡を抑制でき、配線の導通不良を抑制できる配線基板の接合方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、隣接する配線間の距離が小さくなっても、マイグレーションを発生しにくく、隣接配線間の電気的短絡を抑制でき、配線の導通不良を抑制できる配線基板の接合部の構造を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、以上のような配線基板の接合部を備えた電気回路装置を提供することにある。

本発明は、上記いずれかの目的を達成するものとして、
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とを接着剤により接着し、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士を電気的に接続させる配線基板の接合方法であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とを配置するとともに、前記所定領域に前記接着剤を配置し、前記第１の配線基板と第２の配線基板とによる前記接着剤の挟圧を行い、ここで前記接着剤として互いに異なる第１の接着剤及び第２の接着剤を使用し、前記接着剤の挟圧に際して前記第１の接着剤が前記所定領域から少なくとも部分的にはみ出るのを前記第２の接着剤により阻止するように該第２の接着剤を配置することを特徴とする、配線基板の接合方法、
を提供する。

本発明の一態様においては、前記第１の接着剤は異方性導電性接着剤である。本発明の一態様においては、前記第１の接着剤は、硬化後に単位体積当たり含有する塩素量が前記第２の接着剤より多いものである。本発明の一態様においては、前記第１の接着剤は、硬化後に前記第１の配線の互いに隣接するもの同士の双方と接触している場合のこれら双方の間での短絡率が前記第２の接着剤より高いものである。本発明の一態様においては、前記第１の接着剤は、硬化後に前記第１の配線のそれぞれと接触している場合のそれの導通不良率が前記第２の接着剤より高いものである。本発明の一態様においては、前記第１の接着剤及び第２の接着剤を前記挟圧の際またはその後に加熱により硬化させる。本発明の一態様においては、前記第２の接着剤を前記挟圧の際またはその後に紫外線照射により硬化させる。

また、本発明は、上記いずれかの目的を達成するものとして、
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とを接着剤により接着し、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士を電気的に接続させる配線基板の接合方法であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とを配置するとともに、前記所定領域に前記接着剤を配置し、前記第１の配線基板と第２の配線基板とによる前記接着剤の挟圧を行い、ここで前記接着剤の挟圧に際して前記接着剤が前記所定領域から少なくとも部分的にはみ出さないように前記接着剤を配置し且つその使用量を設定することを特徴とする、配線基板の接合方法、
を提供する。

本発明の一態様においては、前記接着剤を前記挟圧の際またはその後に加熱により硬化させる。

また、本発明は、上記いずれかの目的を達成するものとして、
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とが接着材により接着されており、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士が電気的に接続されている配線基板の接合部の構造であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とが配置されており、前記所定領域に前記接着材が配置されており、ここで前記接着材は互いに異なる第１の接着材及び第２の接着材を含んでなり、前記第２の接着材は前記所定領域の外周部に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする、配線基板の接合部の構造、
を提供する。

本発明の一態様においては、前記第１の接着材は異方性導電性接着材である。本発明の一態様においては、前記第１の接着材は、単位体積当たり含有する塩素量が前記第２の接着材より多いものである。本発明の一態様においては、前記第１の接着材は、前記第１の配線の互いに隣接するもの同士の双方と接触している場合のこれら双方の間での短絡率が前記第２の接着材より高いものである。本発明の一態様においては、前記第１の接着材は、前記第１の配線のそれぞれと接触している場合のそれの導通不良率が前記第２の接着材より高いものである。

また、本発明は、上記いずれかの目的を達成するものとして、
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とが接着材により接着されており、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士が電気的に接続されている配線基板の接合部の構造であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とが配置されており、前記所定領域に前記接着材が配置されており、前記所定領域の外周部には少なくとも部分的に前記接着材が不存在であることを特徴とする、配線基板の接合部の構造、
を提供する。

更に、本発明は、上記いずれかの目的を達成するものとして、上記いずれかに記載の配線基板の接合部の構造を備えることを特徴とする電気回路装置、を提供する。

本発明によれば、第１の接着剤または第１の接着材若しくは接着剤または接着材が所定領域から少なくとも部分的にはみ出さないようにしているので、隣接する配線間の距離が小さくなっても、マイグレーションを発生しにくく、隣接配線間の電気的短絡を抑制でき、配線の導通不良を抑制でき、配線基板間の接着を良好に行うことができる。

本発明の最良の実施の形態を実現するにあたって、以下の検討を行った。

イオンマイグレーション現象の程度は、高温高湿環境であったり、接着剤によって形成された接合部材（接着材）に含まれるＣｌ（塩素）などのハロゲンのイオン濃度が高い場合、部材間の密着性が悪く水分が進入しやすい場合、材料自体の吸水率や透湿度が高い場合、電位差を生じている配線間の距離（幅）が小さい場合、あるいは電位差が大きい場合等には、特に顕著になる。

また、加熱加圧による圧着時に接合部からはみ出したＡＣＦ部分のイオンマイグレーションの程度は、接合部に比較して著しく高く、大きく２つの現象が観察されている。１つは低電圧側から成長し高電圧側にＡｇが到達している現象で、このＡｇが到達することにより電気的短絡が発生していると考えられる。同様に接合部からはみ出したＡＣＦ部分では、高電圧側から低電圧側へ塩化銀（ＡｇＣｌ）の成長が観察されており、形成された絶縁物である塩化銀（ＡｇＣｌ）によって導通不良が発生していると考えられる。

図１４にマイグレーションが発生した構成例を示す。図１４のB−B′での模式的断面図を図１５に示す。これらの図において、ガラス基板５の上面には互いに平行に配列されたＡｇからなる複数の配線（配線電極）４が形成されており、これによりガラス配線基板が構成されている。これに対応して、フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム７の下面には、互いに平行に配列された複数の配線（配線電極）６と該配線６の先端部（即ち、ガラス配線基板の配線４の先端部と対向する部分）を除く部分を覆うように形成されたカバーレイ８とが形成されている。配線４の先端部と配線６の先端部とを対向するように配置し、この対向部分及びその近傍の領域に導電性フィラー２を含む異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）状接着剤を介在させて、ガラス配線基板と配線４とフレキシブルプリント配線基板とを接合する。

この例では、フレキシブルプリント配線基板からはみ出したＡＣＦ接着材１のはみ出し部により覆われた複数の配線４の高電圧側配線から低電圧側配線に向かうマイグレーション１０と低電圧側配線から高電圧側配線に向かうマイグレーション１０’とが発生成長し、最終的に配線間リークに至った。

高電圧側から低電圧側に向かって成長したマイグレーション１０の部分を分析すると、ＡｇＣｌ（塩化銀）であることがわかった。また、配線材料はＡｇであり、ＡＣＦの材料を分析するとＣｌが多く含まれていることもわかった。このことから、マイグレーションの発生メカニズムは必ずしも明らかではないが、配線材料のＡｇとＡＣＦ中のイオン性不純物Ｃｌとが反応してＡｇＣｌを生成し、成長したＡｇＣｌがリークや導通不良に関与していると推察される。

一方、低電圧側から高電圧側に向かって成長したマイグレーション１０’の部分を分析すると、配線材料であるＡｇであることがわかった。このＡｇの拡散もリークや導通不良に関与していると推察される。

ＡＣＦはみ出し部の構造を観察すると、ガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板とに挟圧された部分とは異なり、ガラス配線基板と接合すべき相手部材が存在しないため、挟圧部分に比べて配線４上により多くの量のＡＣＦが存在していた。従って、配線４上に存在するＡＣＦ中の含有Ｃｌの絶対量も多くなり、結果としてＡＣＦはみ出し部においてＡｇＣｌのマイグレーションが多く発生すると推測される。

また、ＡＣＦ接着剤１による配線基板とフレキシブルプリント配線基板との接合は加熱圧着によりなされるが、その時において、ＡＣＦはみ出し部は、挟圧部よりも加熱加圧圧着ツールが当たりにくい為に、加熱熱量が少なくなり硬化不足となる場合がある。そのため、ＡＣＦはみ出し部の経時劣化により発生するクラック内へと水分が浸入しやすくなる。水分がマイグレーションを加速することがわかっており、ＡＣＦ接着剤１のはみ出し部の硬化不足もマイグレーション発生要因の一つと考えられる。

これらを勘案して、本発明の最良の実施形態として、以下の構成を採用した。

本実施形態の配線基板の接合方法及び配線基板の接合部の構造は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）方式平面型ディスプレイなどのフラットディスプレイパネル等の画像表示装置、高密度実装基板、ICパッケージ実装基板などの電気回路装置において好適に採用される。特に、ＳＥＤ方式平面型ディスプレイやＰＤＰにおいては、一般に配線電極材料としてＡｇペーストを用いている点からみて、本発明の適用により高い効果が得られる。

本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて以下に具体的に説明する。

ここでは画像表示装置に本発明を適用した例を示している。図1に示す接合部構造は、画像表示装置において画素を形成するための表示素子が配列された第1の基板であるガラス基板5と、ガラス基板5に配置された第1の配線である配線４とを有する。これらにより第１の配線基板であるガラス配線基板が構成される。接合部構造は、また、第2の基板であるベースフィルム７と、ベースフィルム7に配置された第2の配線である配線６と、カバーレイ８とを有する。これらにより第２の配線基板であるフレキシブルプリント配線基板が構成される。接合部構造は、更に、異方性導電性接着剤によって形成された第１の接着材1と、接着材１をせき止めるために形成された第２の接着材１１とを有している。接着材１は導電性フィラー2を含有しており、導電性フィラー2を介してガラス配線基板の配線4とフレキシブルプリント配線基板の配線6との対応するもの同士が電気的に接続される。即ち、配線４の先端部と配線６の先端部とが対向するように配置されており、この対向部分及びその近傍の領域に導電性フィラー２を含む異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）状接着剤を介在させて、ガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板とを接合する。フレキシブルプリント配線基板の先端部及びガラス配線基板の表面の一部を被覆する封止樹脂3が設けられている。

本発明でいう所定領域は、Ａ−Ａ’断面内において、ガラス配線基板の配線４の形成された部分とフレキシブルプリント配線基板の配線６の形成された部分とが対向する領域である。該所定領域を含む領域において第１の接着材１及び第２の接着材１１が配置されている。尚、Ａ−Ａ’断面と直交する方向に関しては、上記所定領域はガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板とが重なる部分である。図１及び図２に示されているように、第２の接着材１１は所定領域の外周部に第１の接着材１の所定領域からのはみ出しを堰き止めるようにして配置されている。

図１において、接着材1を形成するために用いる異方性導電性接着剤は、導電性フィラー２を含有するエポキシ樹脂系接着剤が望ましい。形態は、フィルム状半硬化状態のＡＣＦの方が扱いやすく望ましいが、使用ロスが少なくコストダウン可能なペースト状のＡＣＰでも良い。また、ガラス配線基板の配線4とフレキシブルプリント配線基板の配線6との対応するもの同士が直接接触する等により電気的接続信頼性が確保できるのであれば、導電性フィラー２を含有しないエポキシ樹脂系接着剤を用いても良い。この婆も、形態は、フィルム状半硬化状態のＮＣＦの方が扱いやすく望ましいが、使用ロスが少なくコストダウン可能なペースト状のＮＣＰでも良い。また、導電性フィラーを含まないＮＣＦ及びＮＣＰは低コストである。接着剤の樹脂材料は、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、などの樹脂であり、特に異方性導電性接着剤がエポキシ系樹脂であることは、接着強度の点から好ましい。

導電性フィラー２は、樹脂粒子表面にＮｉやＡｕをメッキした樹脂フィラータイプのものやＮｉ金属粒子またはそれにＡｕをメッキした金属フィラータイプのものがあり、形状は、球状や毬栗状、鱗片状などがある。また、大きさは、３μm程度から２０μm程度まであり、接着剤中の粒子数は、５〜５０万個／ｍｍ^３程度である。特に、導電性フィラー２が樹脂粒子にＮｉ／Ａｕメッキしたタイプであることは、熱サイクルなどの温度変形による被接合材同士の距離の変化に際して導電性フィラーが弾性変形することで接着材の追従変形が容易になるという点で好ましい。また球状であることは、接触状態のバラツキが少ない点や流動性という点でも好ましい。金属フィラーの場合には、塑性変形して元の形状に戻りにくい。さらに、粒子径がφ５μm、接着剤中の粒子数が２５万個／ｍｍ^３であることは、接続信頼性を高めるという点で好ましい。

ここでは異方性導電性接着剤を硬化させることで接着材1を形成している。

フレキシブルプリント配線基板の先端部において接合部を封止する封止樹脂３を形成するための液状樹脂は、シリコン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、などであって、特に空気中の水分と反応硬化する常温硬化タイプのシリコン樹脂を好適に採用できる。特に空気中の水分と反応硬化する常温硬化タイプのシリコン樹脂を硬化させて得た封止樹脂3は、異方性導電性接着剤を硬化させて得た接着材１よりマイグレーションの程度及び電気的短絡が著しく少なく、かつ導通不良も著しく少ないので好適に採用できる。

第２の接着材１１を形成するために用いる接着剤は、シリコン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、などであって、第１の接着材１を形成するために用いる接着剤より低温で硬化するもの例えばシリコン系樹脂接着剤が望ましい。形態は、フィルム状半硬化状態の方が扱いやすく望ましいが、使用ロスが少なくコストダウン可能なペースト状の物でも良い。ここではシリコン系接着剤を硬化させることで接着材１１を形成している。

ここで、第１の接着材１は、隣接する２つの配線４の双方と直接接している場合において該2つの配線間の短絡を生ぜしめる割合である短絡率が、第２の接着材１１が隣接する2つの配線４の双方と直接接している場合において該2つの配線間の短絡を生ぜしめる割合である短絡率よりも高いものであり、かつ、配線４と直接接している場合において該配線に導通不良を生ぜしめる割合である導通不良率が、第２の接着材１１が配線４と直接接している場合において該配線に導通不良を生ぜしめる割合である導通不良率よりも高いものである。

この短絡率及び導通不良率は、以下の測定を１０回繰り返して、短絡が発生した割合及び導通不良が発生した割合として得ることができる。すなわち、Ａｇ配線電極を櫛歯状に形成した同等の２枚のガラス基板を準備する。一方のガラス基板上に、その配線電極を覆うように一方は熱硬化タイプ・シリコン系のフィルム状樹脂を塗布し硬化させることで第２の接着材１１と同等のものを形成する。他方のガラス基板には加熱硬化タイプ・エポキシ系の異方性導電性接着剤を塗布し硬化させることで第１の接着材1と同等のものを形成する。８５℃／８５％の高温高湿雰囲気中で、各々の基板において櫛歯状配列の配線電極に１つおきに１０Ｖ、０Ｖを印加して１０００ｈテストを行う。

本実施形態で採用した第２の接着材１１を用いた測定ではいずれの回に於いてもマイグレーション及び電気的短絡及び導通不良は発生しなかった。一方、第１の接着材１を直接配線に接触させた構成ではマイグレーション及び電気的短絡及び導通不良が発生した。

Ａｇ配線４の材料としては、シリカフィラーやＡｇフィラーなどを混ぜ合わせ高温で焼成するタイプや、樹脂とＡｇフィラーなどを混ぜ合わせた加熱硬化タイプなどがあるが、電気的特性（低抵抗）の点からシリカフィラーやＡｇフィラーなどを混ぜ合わせたタイプのものが好ましい。Ａｇ配線の形成方法は、Ａｇペースト材料をガラス基板上に塗布し、プリベイクした後、所望のパターンに露光及び現像を行うフォトリソグラフィープロセスで作製するか、Ａｇペースト材料をスクリーン版を用いてガラス基板上にスクリーン印刷することによってパターニングし、その後焼成することによって形成することができる。

フレキシブルプリント配線基板の配線６は、Ｃｕ素材にＮｉ／Ａｕメッキを施したもの、Ｃｕ素材にＳｎメッキを施したもの、Ｓｎのみ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｎｉ／Ａｕ、Ａｕのみなど、その他金属や合金にメッキを施したもの等がある。

フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム７及びフレキシブルプリント配線基板のカバーレイ８は、ポリイミドからなり、カプトン（商標）、アピカル（商標）、ユーピレックス（商標）などの商品名で販売されているものを利用できる。

フレキシブルプリント配線基板は、配線電極６とベースフィルム７との間に接着層を有するタイプと接着層が無いタイプとがあるが、マイグレーション信頼性の点からは、不純物要因が少ない接着層が無いタイプが望ましい。

以上の実施形態においては、所定領域の外周部の一部から第１の接着材１がはみ出さないように第２の接着材１１を使用しているが、ガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板とによる第１の接着剤の挟圧に際して上記所定領域の外周部の一部から接着剤がはみ出さないように接着剤を配置し且つその使用量を適宜設定することにより、当該所定領域外周部の部分における第２の接着剤の配置をしなくともよい。この場合、上記所定領域の外周部では少なくとも部分的に接着材が不存在となる。この場合にも、当該所定領域外周部の部分からの所定領域外への接着材のはみ出しはないので、マイグレーション発生が抑制される。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。

［実施例１］
本実施例は、一方の回路基板がフラットディスプレイパネルのガラス（リジッド）配線基板、他方の回路基板がフレキシブルプリント配線基板であり、ガラス配線基板上に形成されたＡｇ配線とフレキシブルプリント配線基板の配線とを異方性導電性接着剤を用いて接合した実施例である。

図１は、ガラス基板５上のＡｇ配線４とフレキシブルプリント配線基板の電極６とを異方性導電接着剤によって形成した第１の接着材１と第２の接着材１１とで樹脂接合した状態を示した模式断面図である。ここで、本実施例でのフレキシブルプリント配線基板の配線６、フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム７、及びフレキシブルプリント配線基板のカバーレイ８を総称して、ＴＣＰということにする。

図２は、本実施例におけるガラス配線基板とフレキシブルプリント配線基板との圧着後の模式的平面図である。図２のA−A′での模式的断面図が図１である。ガラス基板５のＡｇ配線４とＴＣＰ配線６とは、第１の接着材１中の導電性フィラー２を介して電気的に接続されている。

図３から図６まで順を追って、接着工程を説明する。

図３は、ガラス基板５上にＡｇ配線４を形成してなるガラス配線基板に異方性導電性接着剤１’とシリコン系接着剤１１’とを仮圧着した状態を示す模式的断面図である。ここでは、異方性導電性接着剤１’としてハンドリングし易いフィルム状の異方性導電性接着剤であるＡＣＦを用い、シリコン系接着剤１１’にもハンドリングし易いフィルム状のものを用いた。ＡＣＦは、ソニーケミカル社製のＣＰ９７３１を用いた。ガラス配線基板の作製に際しては、高融点ガラス基板５の片側表面に形成したＳｉＯ_２膜上に、フォトリソグラフィープロセス又はスクリーン印刷でAｇペーストをパターニングし、その後約５００℃で焼成することによって所望配線４を形成した。本実施例では、配線を１６０μmピッチ、ライン／スペース＝８０μm／８０μm、厚み３〜１０μmで形成した。次にＴＣＰ基板を接合する位置に異方性導電性接着剤１’とシリコン系接着剤１１’とを約８０℃で仮圧着した。

図４は、ガラス配線基板に対してＴＣＰを位置合わせ固定した状態を示す模式的断面図である。ＴＣＰの配線６をＡｇ配線４に位置合わせした後、ＴＣＰを真空吸着で位置固定した。これによってガラス配線基板とフレキシブル配線基板の間の所定領域に接着剤１’，１１’が位置する状態が実現された。特に、シリコン系接着剤１１’は所定領域の外周部の一部すなわち図３におけるフレキシブル配線基板の先端部に対応する部分に位置する。

図５は、加熱加圧圧着時の模式的断面図である。加圧によってはみ出すシリコン系接着剤１１’が加熱加圧圧着ツール９に付着することを防止するため、フレキシブル配線基板上にテフロン（登録商標）シート１２を置き、加熱加圧圧着ツール９でテフロン（登録商標）シート１２の上から接合部を加圧した。加熱加圧圧着ツール及びバックアップツール１４を１００℃に予熱した。プロセスシーケンスは、２〜５ＭＰａで加圧しつつ、接合部が１８５℃になるまで昇温し、１８５℃×４０秒維持した。その後加熱加圧圧着ツールを１３０℃まで冷却した後、除荷し、接合を完成させた。これによってまずシリコン系接着剤１１’が異方性導電性接着剤１’より先に硬化して第２の接着材１１が形成され、続いて異方性導電性接着剤１’が硬化して第１の接着材1が形成された。かくして、第２の接着材１１は第１の接着材１がTCPの先端を越えて外側にはみ出すことを防ぐことができた。

以上のように製造された接合部の構造に対して、更に図１に示されるように封止樹脂３による樹脂封止を行い、図１に示される接合部構造を得た。この接合部構造の信頼性を高温高湿バイアステスト（８５℃／８５％／ＤＣ１０Ｖバイアステスト）を行って確認したところ、１０００ｈ以上絶縁抵抗を維持することが出来た。図６にデータを示す。また、接合部を観察してもマイグレーションは観察されなかった。

［実施例２］
本実施例が実施例１と異なる点は、第２の接着剤としてUV硬化型シリコン系接着剤１５’を用い、加圧後UV照射及び加熱している点である。ここで、本実施例でのフレキシブルプリント配線基板の配線６、フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム７、及びフレキシブルプリント配線基板のカバーレイ８を総称してＴＣＰと呼ぶこととする。

図７から図９まで順を追って説明する。

図７は、ガラス基板５上にＡｇ配線４を形成してなるガラス配線基板に異方性導電性接着剤１’とUV硬化型シリコン系接着剤１５’とを仮圧着した状態を示す模式的断面図である。UV硬化型シリコン系接着剤１５’としてハンドリングし易いフィルム状のものを用いた。

図８は、ＴＣＰを位置合わせしている状態を示す模式的断面図である。

図９は、ＴＣＰを真空吸着して固定し、テフロン（登録商標）シート１２を設置し、加圧し、UVを照射し、加熱加圧圧着ツール９で加熱して圧着している状態を示す模式的断面図である。加熱圧着条件は、実施例１と同様にした。

以上のように製造された接合部の構造に対して、更に図１に示されるのと同様に封止樹脂３による樹脂封止を行い、接合部構造を得た。この接合部構造を用いて、実施例１と同様にして高温高湿バイアステスト（６０℃／９０％／ＤＣ１０Ｖバイアステスト）を行って接続抵抗値を確認したところ、１０００ｈ以上安定した導通状態を維持することが出来た。図１０にグラフを示す。また、接合部を観察してもマイグレーションは観察されなかった。

［実施例３］
本実施例が実施例１と異なる点は、第２の接着剤を用いずに実施例１より少ない適量の第１の接着剤だけで接合している点である。ここで、本実施例でのフレキシブルプリント配線基板の配線６、フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム７、及びフレキシブルプリント配線基板のカバーレイ８を総称してＴＣＰと呼ぶこととする。

図１１から図１３まで順を追って説明する。

図１１は、ガラス基板５上にＡｇ配線４を形成してなるガラス配線基板に異方性導電性接着剤１’を仮圧着した状態を示す模式的断面図である。ここでは、異方性導電性接着剤１’としてハンドリングし易いフィルム状の異方性導電性接着剤であるＡＣＦを用いた。

図１２は、ＴＣＰを位置合わせしている状態を示す模式的断面図である。

図１３は、ＴＣＰを真空吸着して固定し、加圧部にテフロン（登録商標）シート１２を設置後、加熱加圧圧着ツール９で圧着している状態を示す模式的断面図である。加熱圧着条件は、実施例１と同様にした。

以上のように製造された接合部の構造に対して、更に図１に示されるのと同様に封止樹脂３による樹脂封止を行い、接合部構造を得た。この接合部構造を用いて、実施例１と同様にして高温高湿バイアステスト（６０℃／９０％／ＤＣ１０Ｖバイアステスト）を行って接続抵抗値を確認したところ、１０００ｈ以上安定した導通状態を維持することが出来た。

本実施例では、フレキシブルプリント配線基板の先端部からのACFのはみ出しがないが、ガラス配線基板の配線４の先端からはACFのはみ出しがある。しかし、使用するACFの量及びその仮圧着の位置を適宜選択することで、フレキシブルプリント配線基板の先端からのACFのはみ出しがなく、且つガラス配線基板の配線４の先端からのACFのはみ出しもないようにすることが可能である。

本発明の一つの実施形態の代表的な接合構造を示す模式的断面図である。本発明の一つの実施形態の代表的な接合構造を示す模式的平面図である。実施例１の手順を示す模式的断面図である。実施例１の手順を示す模式的断面図である。実施例１の手順を示す模式的断面図である。実施例１で形成した接合部の特性を示す図である。実施例２の手順を示す模式的断面図である。実施例２の手順を示す模式的断面図である。実施例２の手順を示す模式的断面図である。実施例２で形成した接合部の特性を示す図である。実施例３の手順を示す模式的断面図である。実施例３の手順を示す模式的断面図である。実施例３の手順を示す模式的断面図である。参考となる接合構造の形態を示す模式的平面図である。参考となる接合構造の形態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１第１の接着材
１’ 第１の接着剤（異方性導電性接着剤）
２導電性フィラー
３封止樹脂
４第１の配線（Ａｇ配線）
５第１の基板（ガラス基板）
６第２の電極（フレキシブルプリント配線基板の電極）
７第２の基板（フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム）
８カバーレイ
９加熱加圧圧着ツール
１０イオンマイグレーション
１０’ イオンマイグレーション
１１第２の接着材
１１’ 第２の接着剤（シリコン系接着）
１２テフロン（登録商標）シート
１４バックアップツール
１５第２の接着剤（UV硬化型シリコン系接着剤）
１６ UV光源

Claims

第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とを接着剤により接着し、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士を電気的に接続させる配線基板の接合方法であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とを配置するとともに、前記所定領域に前記接着剤を配置し、前記第１の配線基板と第２の配線基板とによる前記接着剤の挟圧を行い、ここで前記接着剤として互いに異なる第１の接着剤及び第２の接着剤を使用し、前記接着剤の挟圧に際して前記第１の接着剤が前記所定領域から少なくとも部分的にはみ出るのを前記第２の接着剤により阻止するように該第２の接着剤を配置することを特徴とする、配線基板の接合方法。
前記第１の接着剤は異方性導電性接着剤であることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の接合方法。
前記第１の接着剤は、硬化後に単位体積当たり含有する塩素量が前記第２の接着剤より多いものであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の配線基板の接合方法。
前記第１の接着剤は、硬化後に前記第１の配線の互いに隣接するもの同士の双方と接触している場合のこれら双方の間での短絡率が前記第２の接着剤より高いものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の接合方法。
前記第１の接着剤は、硬化後に前記第１の配線のそれぞれと接触している場合のそれの導通不良率が前記第２の接着剤より高いものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の配線基板の接合方法。
前記第１の接着剤及び第２の接着剤を前記挟圧の際またはその後に加熱により硬化させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の配線基板の接合方法。
前記第２の接着剤を前記挟圧の際またはその後に紫外線照射により硬化させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の配線基板の接合方法。
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とを接着剤により接着し、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士を電気的に接続させる配線基板の接合方法であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とを配置するとともに、前記所定領域に前記接着剤を配置し、前記第１の配線基板と第２の配線基板とによる前記接着剤の挟圧を行い、ここで前記接着剤の挟圧に際して前記接着剤が前記所定領域から少なくとも部分的にはみ出さないように前記接着剤を配置し且つその使用量を設定することを特徴とする、配線基板の接合方法。
前記接着剤を前記挟圧の際またはその後に加熱により硬化させることを特徴とする、請求項８に記載の配線基板の接合方法。
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とが接着材により接着されており、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士が電気的に接続されている配線基板の接合部の構造であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とが配置されており、前記所定領域に前記接着材が配置されており、ここで前記接着材は互いに異なる第１の接着材及び第２の接着材を含んでなり、前記第２の接着材は前記所定領域の外周部に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする、配線基板の接合部の構造。
前記第１の接着材は異方性導電性接着材であることを特徴とする、請求項１０に記載の配線基板の接合部の構造。
前記第１の接着材は、単位体積当たり含有する塩素量が前記第２の接着材より多いものであることを特徴とする、請求項１０〜１１のいずれかに記載の配線基板の接合部の構造。
前記第１の接着材は、前記第１の配線の互いに隣接するもの同士の双方と接触している場合のこれら双方の間での短絡率が前記第２の接着材より高いものであることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載の配線基板の接合部の構造。
前記第１の接着材は、前記第１の配線のそれぞれと接触している場合のそれの導通不良率が前記第２の接着材より高いものであることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載の配線基板の接合部の構造。
第１の基板の表面に複数の第１の配線を形成してなる第１の配線基板と第２の基板の表面に複数の第２の配線を形成してなる第２の配線基板とが接着材により接着されており、前記第１の配線と第２の配線との対応するもの同士が電気的に接続されている配線基板の接合部の構造であって、
前記第１の配線の形成された部分と前記第２の配線の形成された部分とが所定領域にて対向するように前記第１の配線基板と第２の配線基板とが配置されており、前記所定領域に前記接着材が配置されており、前記所定領域の外周部には少なくとも部分的に前記接着材が不存在であることを特徴とする、配線基板の接合部の構造。
請求項１０〜１５のいずれかに記載の配線基板の接合部の構造を備えることを特徴とする電気回路装置。