JP2008124024A

JP2008124024A - 回路電極の接続方法

Info

Publication number: JP2008124024A
Application number: JP2007293511A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 宏治小林; Isao Tsukagoshi; 功塚越
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】光硬化による回路電極接続時のエネルギーロスの発生を極力抑え、効率よく低エネルギーで、従来と同等以上の回路の接続を得ること。
【解決手段】光透過性のある基板に接続電極を形成してなる回路部材１、２の少なくとも一方、または両方の接続電極が透明電極であり、その回路部材間に接着性を有する光硬化性の樹脂を配置するとともに双方の回路部材の接続電極を対向配置して、前記樹脂を光硬化させることにより双方の回路部材の電極を電気的に接続し、同時に回路部材１と回路部材２を接着固定する回路の接続方法において、樹脂を硬化させるための光源を一方の回路部材側におき、もう一方の回路部材側に反射率７３．０％以上の光反射材を配置して光硬化させることを特徴とする回路電極の接続方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶パネル等少なくとも一方が光透過性電極を有する２つの回路部材同士の回路の接続において、優れた接着力や良好な電気的導通を得るために、光硬化樹脂を用いた光照射および加熱加圧を同時に、または別個におこなう回路電極の接続方法に関する。

異方導電性を利用した回路接続材料は、相対向して配置した電極間にフィルム状接着剤を挟み、接続時に加熱加圧することにより接続が行われる。フィルム状接着剤中には、電極間の導通を得るための導電粒子が混合され、接着性樹脂としては、熱可塑、熱硬化、また熱可塑と熱硬化の混合系が用いられる（例えば特開昭５５−１０４００７号公報）。また、導電粒子を含まず、樹脂のみからなる回路接続材料も知られている（例えば特開昭６０−２６０２４３０号公報）。樹脂の代表的なものには熱可塑系としてスチレン系、ポリエステル系があり、また熱硬化系としてはエポキシ系、またはシリコーン系が知られている。熱可塑系、熱硬化系ともに接続するために加熱が必要である。熱可塑系では、樹脂を流動させて被着体との密着を得るため、また熱硬化系では、更に樹脂の硬化反応を行うためである。しかし最近では、電極ピッチの微細化に伴い、接続時の熱による電極の伸びから電極間の位置ずれ、また、接続時の電極の伸びによる残留応力の発生から電極の歪みによる電極の切れ等が発生しており、接続温度の低温化が目指されている。この他に光硬化系樹脂を用いたものでは、ペースト状の材料が知られている。これらは加熱加圧後に光照射を行い樹脂を硬化させることを特徴としている。

特に、光硬化系樹脂を用いた電極の接続方法では、光硬化時に光線の一部は接続部材を透過してしまう。従って、照射した光エネルギーすべてが光硬化反応に費やされるわけではなく、エネルギーのロスが発生している。本発明は光硬化による接続時のロスの発生を極力抑え、効率よく低エネルギーで、従来と同等以上の接続を得ることを目的とする。

本発明は、光透過性のある基板に接続電極を形成してなる回路部材１、２の少なくとも一方、または両方の接続電極が透明電極であり、その回路部材間に接着性を有する光硬化性の樹脂を配置するとともに双方の回路部材の接続電極を対向配置して、前記樹脂を光硬化させることにより双方の回路部材の電極を電気的に接続し、同時に回路部材１と回路部材２を接着固定する回路の接続方法において、樹脂を硬化させるための光源を一方の回路部材側におき、もう一方の回路部材側に光反射材を配置して光硬化させることを特徴とする回路電極の接続方法に関する。

本発明は、上記説明したように回路部材を透過した光を反射させ、再度光硬化性接着剤中を通過させることにより、効率良く樹脂の硬化接続を行うことができる。

以下本発明を図１〜３を参照しながら説明する。図１は請求項１にかかるもので、回路部材２の背面に反射材３をおく方式であり、光硬化性樹脂５を間に挟んだ接続回路部材に対し、光源４と反対側に反射材３が配置される。配置される位置は回路部材２になるべく近い位置が望ましい。これは、回路部材２から離れる程光のロスが大きくなり、照射した光の効率がおちるためである。また、電気的接続を考え、光照射による硬化前に電極間が近接している必要がある。したがって、光照射による樹脂の硬化の前に加圧、または加熱加圧工程が必要になる。光反射材３としては、光の反射効果の大きいものが望ましい。これは、回路部材２を透過した光を効率良く光硬化性樹脂中に戻すためである。光反射材３としては、鏡面を有する反射板あるいは反射シートなどが用いられる。本発明における反射材３の反射率は５％以上で効果があり、望ましくは１０％以上、さらに望ましくは３０％以上が適している。ここで反射率とは、入射光と反射光の強度の比率であり、反射材に直角に反射させた場合を指標とした。また、光源としては、ハロゲン、キセノン、メタルハライド、高圧水銀等を用いることができる。

図２は請求項２にかかるもので、接続時に加圧、または加熱加圧と光による硬化反応を同時に行う場合である。このとき樹脂は加圧、または加熱加圧により流動し相対峙する電極間が接触し、それとほぼ同時に樹脂の光硬化反応がおこり接続する回路部材を固定する。この接続方法では、接続する回路部材を挟み光源と反対側に加圧、または加熱加圧するための圧着用の加圧ヘッド６、及びヘッド６の受け台７が必要になる。この場合、受け台７は光透過性でなければならない。加熱加圧用のヘッドの表面の光反射率が高ければ、接続する回路部材を透過した光を反射し、もう一度光硬化性樹脂中に送りこむことが可能である。

図３に示した接続方法は、加圧、または加熱加圧が必要な接続時に、加熱加圧ヘッドに光の反射機能をもたせる代わりに、加熱加圧ヘッドと回路部材間に光反射シートを用いたものである。光反射シートは特に規定しないが、少なくとも光反射シート８の回路部材２に対する面は高反射率であり、さらに均一に加圧が行われるように平滑性が必要である。また、光反射シート８は両面が高反射率であれば、接続時に回路部材２に向いた面が汚れた場合、裏返しにして使用できることからさらに望ましい。光反射シートは、材質として金属、金属箔、またはプラスチックフィルムに金属を蒸着したもの等がある。機能としては、請求項１、２と同等に接続する回路部材間を透過した光を反射させ、再度光硬化性樹脂中に送り込む働きをする。以下本発明を実施例に基づき説明する。

実施例１
フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイト株式会社製、商品名ＰＫＨＡ）５０部、光硬化性樹脂としてエポキシアクリレートオリゴマー（新中村化学工業株式会社製、商品名ＮＫオリゴマーＥＡ−１０２０）３７．５部、アクリレートモノマー１２．５部、光開始剤としてベンゾフェノン５部、さらに増感剤として４，４’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン（保土ヶ谷化学工業株式会社製、商品名ＥＡＢ）を１部、また、導電粒子として平均粒径５μｍのポリスチレン粒子に０．１５μｍのＮｉ層またその上に０．０２μｍのＡｕめっき層を設けたものを、４部からなる２０μｍの接着フィルムを８０μｍのテフロン上に作成した。上記で作成したフィルムを用い電極の接続実験を行った。接続する回路部材としては、ガラス上に０．２μｍの酸化インジウムのスパッタによりピッチ０．５ｍｍで作成したものと、透明なポリエステルテープ上に銀ペーストで厚み１５μｍ、ピッチ０．５ｍｍの電極を作成した物を用いた。まず、作成した光硬化性樹脂フィルムを２ｍｍ幅でスリットし、それをガラス基板電極の接続する位置におき、テフロンのセパレータを剥離するために仮圧着を行った。この時の条件は、圧力１ＭＰａ、時間５ｓであり、５ｓ後の到達温度が８０℃となるよう、加熱加圧を行った。この後、テフロンのセパレータを剥離しポリエステルテープベース電極を接着フィルムの位置に合わせ、ガラス電極とポリエステルベース電極が互いに重なるよう位置合わせを行った。上下の対向する電極が導電粒子を介し、接触するよう予備の加熱加圧を行った。条件として２．０ＭＰａ、２０ｓとし、２０ｓ後の到達温度が１２０℃となるよう設定した。また、１２０℃到達後、５０℃まで加圧した状態で保持した。装置は日本アビニオニクス社製パルスヒート装置を使用した。その後、上記の接続体に紫外線を照射し樹脂の硬化を行った。紫外線照射は、紫外線照射装置（ウシオ電機株式会社製）を用い、ＩＴＯガラス基板側から照射した。この際、ポリエステルフィルムベースの電極側の背面に照射板を置き、反射板の有無による差を確認した。図１に照射時の構造を示す。反射板としてガラスにアルミニウム、銀、金、銅、ロジウムを０．２μｍ蒸着した物を用いた。紫外線の照射量は０．７Ｊ／ｃｍ^２とした。この電極間の接着力を測定した。反射板としてアルミニウム蒸着板をおいた場合で接着力が７２０ｇ／ｃｍであるのに対し、反射板がない場合では３２０ｇ／ｃｍであった。接着力と反射率の参考値（理科年表１９８８Ｐ５１９記載）を表１にまとめた。反射率と接着力には相関が見られ、反射率が大きいものでは、接着力が高くなっている。接着力は、樹脂の硬化状態と相関があり、硬化が進んだものでは接着力が高くなる傾向がある。反射板をおいた場合では、反射光による硬化が進み接着力が増加している。また、表１には接続抵抗の評価結果も記載した。評価として８５℃、８５％の条件で初期抵抗と１０００ｈ処理後の抵抗変化の増加率で示した。○は増加率が２倍未満、△は２〜５倍、×は５倍を越える場合とした。硬化が進んだものでは抵抗変化の増加率は小さくなっている。

実施例２
実施例１で作成したフィルムを用い、接続部材としてポリエステルテープベース電極の代わりに、ポリイミドベースのＦＰＣを使用した。ポリイミドの厚みは２５μｍであり、電極はＰ＝０．２で１ｏｚの銅箔であり、Ｓｎめっきが施してある。実施例１と同様の操作を行い接着力を測定した。表２に結果を示す。ポリイミドベースでは、紫外線の透過性が悪いため顕著な効果はみられないが、反射板を置いたもので接着力が高くなる傾向がみられた。

実施例３
実施例１で作成した光硬化性の接着フィルムを用いた。接続する回路部材として実施例１と同等な部材を使用した。今回接続の条件として、接続する回路部材の位置合わせまでは、実施例１と同様に行った。その後、加熱加圧と紫外線の照射を同時に行い接続を行った。加熱加圧装置としてコンスタトヒート熱圧着装置（日立化成製）を用い、紫外線照射は、紫外線照射装置（ウシオ電機株式会社製）を用いた。なお、熱圧着装置は、加熱加圧時に接続部に紫外線を照射できるよう受け台に石英ガラスを使用している。加熱加圧条件は、接着フィルムの到達温度が１２０℃、加圧圧力３ＭＰａ、２０ｓとし、その時の紫外線照射量は１．０Ｊ／ｃｍ^２とした。また、接続時のツールはステンレス製であるが、表面を研磨し光沢を出したものを用いた。接続時、紫外線を遮蔽するためツールと回路部材間に白色の５０μｍの無光沢のテフロンフィルムをしいた場合と、テフロンがなくヘッドの光沢面が直接回路部材にあたる場合では、接着力が７８０ｇ／ｃｍであるのに対し、テフロンフィルムをひいた場合では、３８０ｇ／ｃｍであった。ヘッドの光沢面の紫外線の反射効果を確認した。

実施例４
実施例３と同様な接着フィルム、接続装置を用いた。但し接続時の構成として、回路部材と圧着ヘッドの間に光反射シートを用いた。加熱加圧時の温度、時間圧力また紫外線の照射量については、実施例３と同様である。今回、光反射シートとしてアルミ箔（厚み５μｍ、反射率８６％）、ステンレス箔（厚み５０μｍ、反射率７０％）、電解箔（厚み１８μｍ、反射率３８％）、白色のテフロンフィルム（厚み８０μｍ、反射率３％）を用い比較検討を行った。接続時光沢面を回路部材側に配置し接続を行った。接着力の結果を表３にまとめた。光反射シートを用いたものでは、接着力が向上することがわかった。

実施例５
接着フィルムとし、実施例１の組成から導電粒子を除いた組成で作成したフィルムを用いた。他は、実施例４と同様な評価を行った。結果を表４に示した。導電粒子がない場合では、抵抗増加率が僅かに上昇する傾向が見られるが、接続フィルムとしての特性は満足している。

回路部材２の背面に、光反射シートまたは光反射板を置く接続方式を示す断面模式図。加熱または加熱加圧を同時に行い、光反射効率の高い加熱加圧ヘッドを用いる接続方式を示す断面模式図。加熱または加熱加圧を同時に行い、加熱加圧ヘッドと回路部材２の間に光反射シートを用いる接続方式を示す断面模式図。

符号の説明

１・・・回路部材１、２・・・回路部材２、３・・・光反射材、４・・・光源、５・・・光硬化性樹脂（接着剤）、６・・・加熱加圧ヘッド、７・・・受け台、８・・・光反射シート。

Claims

光透過性のある基板に接続電極を形成してなる回路部材１、２の少なくとも一方、または両方の接続電極が透明電極であり、その回路部材間に接着性を有する光硬化性の樹脂を配置するとともに双方の回路部材の接続電極を対向配置して、前記樹脂を光硬化させることにより双方の回路部材の電極を電気的に接続し、同時に回路部材１と回路部材２を接着固定する回路の接続方法において、樹脂を硬化させるための光源を一方の回路部材側におき、もう一方の回路部材側に反射率７３．０％以上の光反射材を配置して光硬化させることを特徴とする回路電極の接続方法。
請求項１において、加熱手段を有する加圧ヘッドの端部に反射率７３．０％以上の光反射材を設け、押圧しながら光硬化させることを特徴とする回路電極の接続方法。