JP2008306024A - 電極接合方法及び電極接合構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ショート不良の発生を抑えるとともにマイグレーション不良の発生を抑えた電極接合構造体及び電極接合方法を提供する。
【解決手段】複数の回路基板上に形成された複数の電極同士を導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートを介して重ね合わせて接合した構造において、前記回路基板と前記異方導電シートの少なくとも片側の界面から前記電極高さまでの領域で、前記第１の絶縁粒子の方が前記導電粒子よりも粒子密度が高いことを特徴とする電極接合構造体。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、回路基板の電極に他の回路基板の電極を、導電粒子と絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を用いて接合する電極接合方法及び電極接合構造体に関する。

従来、ガラス基板やフレキシブル基板等の回路基板の電極に、他のガラス基板やフレキシブル基板、あるいは電子部品等の回路基板の電極を電気的に接合する技術として、導電粒子が分散された接着剤樹脂組成物、例えば異方導電シート等を用いる技術が知られている。この技術は、接合対象となる電極間に異方導電シートを配置し、回路基板を介して異方導電シートを圧着ツールで加熱加圧することで、前記接着剤樹脂組成物を溶融させて、導電粒子を介して電極間を導通させる技術である。

この異方導電シートを用いる電極接合技術は、様々な形態の電極接合に適応可能であり、例えば、ガラス基板とフレキシブル基板との電極接合（ＦＯＧ）、ガラス基板とＩＣチップ部品との電極接合（ＣＯＧ）、フレキシブル基板とＩＣチップ部品との電極接合（ＣＯＦ）、プリント配線基板とＩＣチップ部品との電極接合、フレキシブル基板とフレキシブル基板との電極接合、フレキシブル基板とプリント配線基板との電極接合等、幅広く適用されている。

近年、例えばガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットパネルの接合技術においては、電極間に高電圧が印加されるときの信頼性の確保とともに、電子機器の高密度化に伴って隣接配線電極間の更なる狭ピッチ化（微細化）が求められている。具体的には、その隣接配線電極間のピッチは、従来求められていた２００μｍ〜１００μｍから、１００μｍ〜５０μｍ以下まで狭ピッチ化することが求められている。また、例えばガラス基板とＩＣチップ部品との電極接合やフレキシブル基板とＩＣチップ部品との電極接合等の、ＩＣチップ部品をフェイスダウン方式で接合する技術においても、同様に、多機能化に伴いバンプ電極間の更なる狭ピッチ化（微細化）が求められている。具体的には、それらの隣接配線電極間のピッチは、従来求められていた１２０μｍ〜８０μｍから、８０μｍ〜４０μｍ以下まで狭ピッチ化することが求められている。

前記のレベルまで隣接配線電極間の狭ピッチ化が進むと、異方導電シートを用いる電極接合技術においては、ショート不良やマイグレーション不良等の不具合を生じる可能性が高くなる。

ショート不良は、図６Ａ〜図６Ｂに示すように、例えば第１の電極１０１を有するガラス基板１０２と、第１の電極１０１と対向するように形成された第２の電極１０３を有するフレキシブル基板１０４との対向領域に、接着剤樹脂組成物１０５と接着剤樹脂組成物１０５中において均一に分散された導電粒子１０６を備えており、圧着ツール１０７で加熱加圧されることによって、接着剤樹脂組成物１０５が溶融して電極１０１と電極１０３のそれぞれの電極間、さらには隣接電極間にも流動し、この流動に伴って導電粒子１０６が隣接電極間に流動して凝集することによって起こるものである。隣接電極間が狭ピッチ化（例えば１００μｍ〜５０μｍ以下）すると、電極１０１と電極１０３のそれぞれの電極間に留まることができる導電粒子１０６の量が少なくなり、より多くの電極接合に関与しない導電粒子１０６Ａが隣接電極間に押し出されて凝集することになるため、ショート不良が起きやすくなる。

一方、マイグレーション不良は、圧着ツール１０７による加熱加圧時に、接着剤樹脂組成物１０５の流動速度が速過ぎたり遅過ぎたりすることなどにより、ガラス基板１０２及びフレキシブル基板１０４と接着剤樹脂組成物１０５とが密着不足になったり、さらには電極接合に関与しない導電粒子１０６Ａ隣接電極間に押し出されて凝集することにより接着剤樹脂組成物１０５中にボイドが発生したりすることによって起こるものである。隣接電極間が狭ピッチになると、隣接電極間に接着剤樹脂組成物１０５が溜まることができる量が少なくなって密着不足によるボイドが発生しやすくなり、マイグレーション不良が起きやすくなる。

前記ショート不良やマイグレーション不良を解決する技術としては、例えば特許文献１（特開２００４−０４７２２８号公報）や特許文献２（特開平０５−０１３１１９号公報）に開示された技術が知られている。

特許文献１の技術は、図４Ａ〜図４Ｂに示すように、第１の電極２０１を有する配線基板２０２と、第１の電極２０１と対向するように形成された第２の電極２０３を有する配線基板２０４との対向領域に、導電粒子２０５が均一に分散された接着剤樹脂組成物２０６と、接着剤樹脂組成物２０６の上に絶縁粒子２０７が均一に分散された絶縁層２０８を形成し、圧着ツール２０９で加熱加圧した後、接着剤樹脂組成物２０６に導電粒子２０５と更に絶縁粒子２０７とを分散させることで、ショート不良を防ぐものである。

また、特許文献２の技術は、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、第１の電極２２１を有する配線基板２２２と、第１の電極２２１と対向するように形成された第２の電極２２３を有する配線基板２２４との対向領域に、導電粒子２２５が均一に分散された接着剤樹脂組成物２２６と、接着剤樹脂組成物２２６の上に絶縁粒子２２７が均一に分散された絶縁層２２８を形成し、圧着ツール２２９で加熱加圧した後、接着剤樹脂組成物２２６と回路基板２２４との界面に絶縁粒子２２７を分散した絶縁層を形成することで、ショート不良を防ぐものである。

特開２００４−０４７２２８号公報 特開平０５−０１３１１９号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、あらかじめ異方導電シートの上に絶縁粒子を分散した絶縁層を形成する必要があり、それぞれの層を個別に形成して重ねる分の工程が余分にかかるといった問題がある。また、絶縁粒子が導電粒子と回路基板の電極との接触を阻害して、必要な導通が確保できない可能性もある。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、回路基板の電極に他の回路基板の電極を、導電粒子と絶縁粒子が分散された絶縁性接着剤樹脂を用いて接合する電極接合において、ショート不良の発生を抑えるとともにマイグレーション不良の発生を抑えた電極接合方法及び電極接合構造体を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、複数の回路基板上に形成された複数の電極同士を上下に対向するように配置し、
前記複数の回路基板の対向領域内に導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートを配置し、
前記回路基板間に前記異方導電シートが挟まれた状態で前記異方導電シートを加熱するとともに加圧して、前記接着剤樹脂組成物を溶融させ、前記下側の回路基板と前記異方導電シートの前記溶融した接着剤樹脂組成物との界面から前記下側の回路基板の前記電極の高さまでの領域に、前記第１の絶縁粒子が沈降するとともに前記導電粒子を介して前記電極同士を電気的に接合し、前記界面から前記電極の高さまでの前記領域に前記第１の絶縁粒子が沈降して当該領域で前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高くなった状態でかつ前記導電粒子を介して前記電極同士を電気的に接合した状態で、前記溶融した接着剤樹脂組成物を硬化させて前記複数の回路基板を接合させることを特徴とする電極接合方法を提供する。

本発明の第２様態によれば、前記溶融した接着剤樹脂組成物を硬化させて前記複数の回路基板を接合させるとき、前記界面から前記電極の高さまでの前記領域において前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高くなった状態とは、前記第１の絶縁粒子の占有率が少なくとも４０％以上で７４％未満占有している状態を意味することを特徴とする第１態様に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第３様態によれば、前記異方導電シートを加熱する温度が前記接着剤樹脂組成物の溶融温度よりも高いことを特徴とする第１又は２様態に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第４様態によれば、前記異方導電シートを加熱する温度が８０〜２００℃であることを特徴とする第３様態に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第５様態によれば、前記接着剤樹脂組成物の溶融温度が７０〜１５０℃であることを特徴とする第４様態に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第６様態によれば、前記異方導電シートを加圧する圧力が１〜４ＭＰａであることを特徴とする第１〜５のいずれか１つの様態に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第７様態によれば、前記異方導電シートを加熱加圧する時間が３〜６０秒であることを特徴とする第１〜６のいずれか１つの様態に記載の電極接合方法を提供する。

本発明の第８態様によれば、電極がそれぞれ形成された複数の回路基板と、
前記複数の回路基板間に配置されて、かつ、前記複数の回路基板上に形成された前記複数の電極同士を導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートとを備えて、
前記複数の回路基板上に形成された前記複数の電極同士を前記異方導電シートの前記導電粒子で電気的に接合した状態で、前記複数の回路基板を前記異方導電シートを介して重ね合わせて接合するとともに、
前記一方の回路基板と前記異方導電シートの界面から前記一方の回路基板の前記電極の高さまでの領域で、前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高いことを特徴とする電極接合構造体を提供する。

本発明の第９態様によれば、前記第１の絶縁粒子の方が前記導電粒子よりも比重が大きいことを特徴とする第８態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記第１の絶縁粒子の方が前記接着剤樹脂組成物よりも比重が大きいことを特徴とする第９態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１１態様によれば、前記導電粒子の構成が、第２の絶縁粒子の周囲を導電材料で被覆したものであることを特徴とする第１０態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記導電粒子の平均粒径が０．１〜１５μｍであることを特徴とする第１１態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１３態様によれば、前記第１の絶縁粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍであることを特徴とする第１２態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１４態様によれば、前記第１の絶縁粒子の粒径Ａと導電粒子の粒径Ｂとが、Ａ≧Ｂ/４、の関係にあることを特徴とする第１３態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１５態様によれば、前記第１の絶縁粒子が、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、酸化鉄、酸化ジルコン、酸化アンチモン、珪酸ジルコン、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛粉末から少なくとも１つ選ばれることを特徴とする第１４態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１６態様によれば、前記第２の絶縁粒子が、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、カーボン、ベンゾグアナミン系樹脂、ＰＭＭＡ、シリコーン粉末から少なくとも１つ選ばれることを特徴とする第１５態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１７態様によれば、前記回路基板を形成する前記電極が、銀もしくは銀ペーストから形成されることを特徴とする第１６態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の第１８態様によれば、前記回路基板が、ガラス基板、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板のいずれかであることを特徴とする第１７態様に記載の電極接合構造体を提供する。

本発明の電極接合方法によれば、複数の回路基板上に形成された複数の電極同士を対向するように配置し、前記複数の回路基板の対向領域内に導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートを配置し、前記回路基板同士を介して前記異方導電シートを加熱加圧しているので、あらかじめ導電粒子を分散した異方導電シートの上に絶縁粒子を分散した絶縁層を個別に形成して重ねるといった余分な工程がかからなくなる。
また、接着剤樹脂組成物の中に導電粒子と第１の絶縁粒子が分散されているので、加熱加圧した後に絶縁粒子が過度に凝集することによって回路基板との密着不足に起因するマイグレーション不良の発生も抑えられ、さらに、導電粒子と回路基板との接触を第１の絶縁粒子が阻害することもなく、電極間の導通も確保できる。
したがって、本発明の電極接合方法によれば、ショート不良の発生を抑えるとともにマイグレーション不良の発生を抑えて、高電圧での接続信頼性を確保するとともに、狭ピッチ化（例えば０．１ｍｍ以下）に対応することができる。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

《第１実施形態》
図１Ａ〜図１Ｂを用いて、本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体の構成を説明する。図１Ａ〜図１Ｂは、本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体の構成を模式的に示す断面図であり、図１Ａは加熱加圧前の電極接合構造体の構成の断面図であり、図１Ｂは加熱加圧後の電極接合構造体の構成の断面図である。

本発明の第１実施形態では、フラットディスプレイパネルの端子部の接合構造であるガラス基板とフレキシブル基板の接合構造を例にとって説明する。

本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体は、複数の第１の電極１を有する第１の回路基板の一例であるガラス基板２と、ガラス基板２の複数の第１の電極１にそれぞれ対向して配置された複数の第２の電極３を有する第２の回路基板の一例であるフレキシブル基板４と、ガラス基板２とフレキシブル基板４との対向領域に配置されて両者を接合する接着剤樹脂組成物５と、接着剤樹脂組成物５中において、それぞれ均一に分散された多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７とを備えており、多数の導電粒子６のうちの１つ又は複数の導電粒子６は、ガラス基板２のそれぞれの第１の電極１と、それらに対向するフレキシブル基板４のそれぞれの第２の電極３との間に挟まって両電極１，３を電気的に接続する。

ガラス基板２の複数の第１の電極１は、例えば、厚さ３〜１５μｍ程度の銀又は銀ペーストで形成された銀電極で構成されている。一般に、銀はマイグレーション不良を起こしやすい材質として知られている。
フレキシブル基板４の複数の第２の電極３は、それぞれ、例えば、金ニッケルめっき処理を施した厚さ２０μｍ程度の銅で形成された銅電極で構成されている。金ニッケルめっき処理の代わりに錫めっき処理を施しても良い。

接着剤樹脂組成物５は、電極接合後に電極接合部分を含めて、ガラス基板２の複数の第１の電極１とフレキシブル基板４の複数の第２の電極３とを封止するように、ガラス基板２の複数の第１の電極１が形成された電極形成面２ａとフレキシブル基板４の当該面２ａに対向しかつ複数の第２の電極３が形成された電極形成面４ａとの間に配置されている。接着剤樹脂組成物５は、絶縁性の熱硬化性樹脂で形成され、例えば、加圧されるとともに加熱されたときに低温で且つ短時間で硬化するアクリル樹脂や、耐熱性、耐吸湿性、接着性、及び、絶縁性等の面で機能的に優れたエポキシ樹脂等で形成されている。この接着剤樹脂組成物５は、例えば、多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７がそれぞれ均一に分散された接着剤樹脂組成物５を成膜してなる固体のシート形状の異方導電シート５Ａとして電極接合に使用することができる。

図７に各種材料の比重を示しているが、各導電粒子６は、例えば、アクリル系樹脂のように接着剤樹脂組成物５の一例のエポキシ樹脂とほぼ同等の比重の小さな粒子（比重１．２）をニッケル（比重８．９）等の導電性の金属で被覆した粒子である。一例として、導電粒子６の平均粒径を６μｍとし、導電粒子６のニッケルのめっき厚を０．２μｍとした場合、この導電粒子６の比重は２．５となる。

導電粒子６の平均粒径は、０．１〜１５μｍであり、さらに３〜１５μｍの範囲内で形成されることがより好ましい。その理由は、導電粒子６の平均粒径が０．１μｍ未満である場合には、対向する電極１、３の表面粗さの方が導電粒子６の平均粒径よりも大きくなり、対向する電極１、３間に導電粒子６が挟まれにくくなって、対向する電極１、３間の導通(電気的接続)を確保することが困難である可能性が非常に高くなり、好ましくないためである。また、導電粒子６の平均粒径が３μｍ未満である場合には、対向する電極１，３間に導電粒子６が挟まれにくくなって、対向する電極１，３間の導通（電気的接続）を確保することが困難である可能性があるためである。一方、導電粒子６の平均粒径が１５μｍを越える場合には、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間のピッチが０．１ｍｍ以下では、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間で導電粒子６が凝集しやすくなって、ショート不良が発生しやすくなるためである。

各絶縁粒子７は、例えば、平均粒径４μｍの硫酸バリウム（比重４．６)のように接着剤樹脂組成物５や導電粒子６に比べて比重の大きな絶縁材料で構成された粒子である。

絶縁粒子７の平均粒径は、０．１〜１０μｍであり、さらに、１〜１０μｍの範囲内で形成されることがより好ましい。その理由は、導電粒子６の平均粒径が０．１μｍ未満である場合には、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間で導電粒子６が凝集しやすくなってショート不良が発生しやすくなる可能性が非常に高くなり、好ましくないためである。また、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間のピッチが０．１ｍｍ以下になると、絶縁粒子７の平均粒径が１μｍ未満である場合には、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間で導電粒子６が凝集しやすくなってショート不良が発生しやすくなる可能性が高くなるためである。一方、絶縁粒子７の平均粒径が１０μｍを越える場合には、導電粒子６の平均粒径に近いために、対向する電極１，３間に導電粒子６の代わり絶縁粒子７が挟まってしまい、対向する電極１，３間の導通（電気的接続）を確保することが困難になるためである。

本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体は以下のように構成されている。

本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合構造体は、以下のような、本発明の第１実施形態にかかる電極接合方法を実施することにより形成することができる。

まず、ガラス基板２を下側に配置して圧着ステージである支持台９にガラス基板２を支持する一方、フレキシブル基板４を圧着ツール８に真空吸着などにより保持させて、ガラス基板２とフレキシブル基板４とを対向させる。このとき、ガラス基板２の各銀電極１とフレキシブル基板４の各銅電極３とが対向するように位置合わせされる。このとき、少なくともガラス基板２の複数の銀電極１とフレキシブル基板４の複数の銅電極３との対向領域内に、一例として、ガラス基板２の電極形成面２ａとフレキシブル基板４の電極形成面４ａとの対向領域内に、多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７がそれぞれ均一に分散された接着剤樹脂組成物５を成膜して構成される異方導電シート５Ａを配置する。なお、位置合わせと異方導電シート５Ａの配置の順番は、逆にして、異方導電シート５Ａの配置後に、位置合わせを行なうようにしてもよい。

次いで、圧着ツール８を支持台９に向けて下降させて、圧着ツール８と支持台９との間にフレキシブル基板４と異方導電シート５Ａとガラス基板２とを挟み込み、圧着ツール８に内蔵されたヒータ８Ａでフレキシブル基板４を介して異方導電シート５Ａを加熱しつつ圧着ツール８でフレキシブル基板４と異方導電シート５Ａとガラス基板２とを加圧して、異方導電シート５Ａの接着剤樹脂組成物５を一旦溶融させて、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５の界面から銀電極１の電極高さまでの電極高さ領域（例えば、ガラス基板２の電極形成面２ａから銀電極１の表面までの高さ寸法間の電極高さ領域）内に、絶縁粒子７を、自重により沈降させたのち、さらに圧着ツール８で加熱加圧することにより、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５の界面から銀電極１の電極高さまでの前記電極高さ領域に絶縁粒子７が沈降した状態で、接着剤樹脂組成物５を硬化させる。この接着剤樹脂組成物５の溶融から硬化の間に、同時的に、導電粒子６を介して各銀電極１と各銅電極３とを電気的に接続している。

この結果、導電粒子６を介して各銀電極１と各銅電極３とを電気的に接続すると同時に、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５の界面から銀電極１の電極高さまでの電極高さ領域で、それぞれの自重により、比重の大きい絶縁粒子７の粒子密度が、比重の小さい（絶縁粒子７の比重よりも比重が小さい）導電粒子６の粒子密度よりも高くなっている。言い換えれば、前記接着剤樹脂組成物５の前記電極高さ領域内において、比重の大きい絶縁粒子７の占有率が比重の小さい（絶縁粒子７の比重よりも比重が小さい）導電粒子６の占有率よりも大きくなった電極接合構造体を形成することができる。すなわち、一般に、球形の粒子は最密充填構造で充填率が７４％となるので、絶縁粒子７の占有率が導電粒子６の占有率よりも大きいということは、極端に粒径が変わらない限り、前記電極高さ領域の占有率において、絶縁粒子７が少なくとも４０％以上（７４％未満）占有していれば、絶縁粒子７の方が導電粒子６よりも領域の占有率が高いということを意味している。これによって、隣接する銀電極１，１間には絶縁粒子７が複数配置されることになり、隣接する銀電極１，１付近での導電粒子６の凝集が抑制され、ショート不良の発生が抑えられる。また、ガラス基板２の複数の銀電極１とフレキシブル基板４の複数の銅電極３との対向領域において、導電粒子６の粒径が絶縁粒子７の粒径よりも大きいため、導電粒子６が銀電極１と銅電極３との間に挟み込まれると、絶縁粒子７は両電極１，３間に位置したとしても両電極１，３間の導通を妨げることはなく、すなわち絶縁粒子７が導電粒子６とガラス基板２及びフレキシブル基板４との接触を阻害することはなく、対向する電極１，３間の導通が確保できるとともに、ガラス基板２及びフレキシブル基板４と接着剤樹脂組成物５との密着性は低下せず、マイグレーション不良の発生も抑えられる。万が一、銀電極１と銅電極３との間に導電粒子６と共に絶縁粒子７が挟み込まれたとしても、前記圧着ツール８による加圧により、絶縁粒子７よりも先に導電粒子６が銀電極１と銅電極３とに同時に接触することになるため、導通を確保することができて、絶縁粒子７により導通を阻害されることはない。従って、高電圧での接続信頼性を確保するとともに、電極１及び電極３の狭ピッチ化（例えば０．１ｍｍ以下）に対応することができる。

また、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合構造体によれば、前記のようにショート不良やマイグレーション不良の発生が抑えられるので、ガラス基板２の電極１を銀で形成することができ、フラットディスプレイパネルなどへの適用が可能となる。

次に、図１Ａ〜図１Ｂ、図３Ａ〜図３Ｂを用いて、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法について詳細に説明する。図３Ａ〜図３Ｂは、導電粒子６と絶縁粒子７の平均粒径の関係を示す断面図である。

本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法の手順を詳細に説明する前に、まず、当該電極接合方法に使用する部材及び装置について説明する。
本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法において、ガラス基板２とフレキシブル基板４とを接合するための異方導電シート５Ａは、多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７とが均一に分散された接着剤樹脂組成物５で構成されている。本第１実施形態では、ガラス基板２の複数の銀電極１及びフレキシブル基板４の複数の銅電極３は、それぞれ互いに平行に設けられ、接着剤樹脂組成物５は、主に隣接電極１，１又は隣接する電極３，３間に流動するものとしている。

ここで、各導電粒子６は、例えば、アクリル系樹脂の粒子をニッケル等の導電性の金属で被覆した粒子であり、各絶縁粒子７は、例えば、硫酸バリウムのように接着剤樹脂組成物５や導電粒子６に比べて比重の大きな絶縁材料で構成された粒子である。絶縁粒子７の平均粒径をＡ、導電粒子６の平均粒径をＢとすると、
Ａ＞Ｂ/４
の関係にあることが好ましい。

前記式の関係にあることが好ましい理由は、図３Ａに示すように、前記式が成り立つ場合（すなわちＡ＞Ｂ/４の場合）でかつ、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５との界面１０付近において、隣接する導電粒子６同士の間に絶縁粒子７が入り込んだ場合、前記した関係にある絶縁粒子７の粒径により導電粒子６同士が接触できなくなって、導電粒子６同士が接触することなく拡散することによって、ショート不良が抑制されるためである。これに対し、図３Ｂに示すように、前記式が成り立たない場合（すなわちＡ≦Ｂ/４の場合）ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５との界面１０付近において、隣接する導電粒子６同士の間に絶縁粒子７が入り込んでも隣接する導電粒子６同士が接触可能となって導電粒子６同士が接触しやすくなり、ショート不良が発生しやすくなる。

さらに望ましくは、導電粒子６の平均粒径を６μｍとし、導電粒子６の平均粒径は、３〜１５μｍの範囲内で形成されることがより好ましい。その理由は、導電粒子６の平均粒径が３μｍ未満である場合には、対向する電極１，３間に導電粒子６が挟まれにくくなって、対向する電極１，３間の導通（電気的接続）を確保することが困難である一方、導電粒子６の平均粒径が１５μｍを越える場合には、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間のピッチが０．１ｍｍ以下では、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間で導電粒子６が凝集しやすくなって、ショート不良が発生しやすくなるためである。

また、絶縁粒子７の平均粒径は、１〜１０μｍの範囲内で形成されることが好ましい。その理由は、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間のピッチが０．１ｍｍ以下になると、絶縁粒子７の平均粒径が１μｍ未満である場合には、隣接する電極１，１又は隣接する電極３，３間で導電粒子６が凝集しやすくなってショート不良が発生しやすくなる可能性がある一方、絶縁粒子７の平均粒径が１０μｍを越える場合には、導電粒子６の平均粒径に近いために、対向する電極１，３間に導電粒子６の代わり絶縁粒子７が挟まってしまい、対向する電極１，３間の導通（電気的接続）を確保することが困難になるためである。

接着剤樹脂組成物５は熱硬化性樹脂で構成されている。例えば、接着剤樹脂組成物５は加熱加圧されたときに低温で且つ短時間で硬化するアクリル樹脂やシリコーン樹脂、あるいは、耐熱性、耐吸湿性、接着性、及び絶縁性等の面で機能的に優れたエポキシ樹脂等で構成されている。一般的に、アクリル樹脂の溶融温度は７０〜１３０℃、エポキシ樹脂の溶融温度は１００〜１５０℃であることから、接着剤樹脂組成物５の溶融温度は７０〜１５０℃程度に設定するのが好ましい。さらに、接着剤樹脂組成物５の形態はペースト状であってもシート（フィルム）化されたものでもよい。例えば、導電粒子６と絶縁粒子７とが分散された接着剤樹脂組成物５は、異方導電ペーストや異方導電フィルム、異方導電シートであってもよい。それらの中でも異方導電シート５Ａが用いられることが、加工性や取り扱い性が優れているので好ましい。図１Ａ〜図１Ｂでは、接着剤樹脂組成物５がシート化された異方導電シート５Ａを使用する場合を図示している。

また、接着剤樹脂組成物５を溶融（軟化）させた後に硬化を完了させるためには、異方導電シート５Ａを加熱する温度は接着剤樹脂組成物５の溶融温度よりも高い温度に設定し、異方導電シート５Ａを加熱する温度は８０〜２００℃であることが好ましい。異方導電シート５Ａを加熱する温度が８０℃未満である場合には、接着剤樹脂組成物５の溶融と硬化が不十分であり、銀電極１と銅電極３の電極間接合強度、もしくは、ガラス基板２とフレキシブル基板４の基板間接合強度が不足して剥がれ易くなる一方、異方導電シート５Ａを加熱する温度が２００℃を越える場合には、接着剤樹脂組成物５が流動し過ぎることで前記対向する電極１，３間、もしくは、基板２，４間に気泡（ボイド）が発生してショート不良やマイグレーション不良を起こす可能性が高くなる。さらに、異方導電シート５Ａを加熱する温度が２００℃を越える場合には、接着剤樹脂組成物５とフレキシブル基板４との熱膨張の違いによって歪みが発生し、狭ピッチ接合においてはガラス基板２とフレキシブル基板４との間での位置ずれを起こす可能性が高くなる。

また、接合前の状態での接着剤樹脂組成物５の厚さ（例えば異方導電シート５Ａの厚さ）は、１５μｍ〜６０μｍの範囲内で設定されることが好ましい。その理由は、接着剤樹脂組成物５の厚さが１５μｍ未満である場合には、銀電極１と銅電極３の電極間接合強度が不足して剥がれ易くなる一方、接着剤樹脂組成物５の厚さが６０μｍを越える場合には、銀電極１と銅電極３の電極間の電気的接続が取り難くなるためである。また、接合前の状態での接着剤樹脂組成物５の厚さは、銀電極１又は銅電極３の厚さと対向電極１，３間のＬ/Ｓに応じて適宜設定されることが好ましい。なお、Ｌは電極１，３の幅を示し、Ｓは隣り合う電極１又は３と電極１又は３との間の幅を示す。例えば、銀電極１の厚さが３〜１０μｍ、銅電極３の厚さが１０〜２０μｍ、Ｌ/Ｓ＝４５/５５であれば、接合前の接着剤樹脂組成物５の厚さは、３５μｍ〜５０μｍ程度の範囲内で設定されることが好ましい。

また、接着剤樹脂組成物５の幅及び長さ（例えば異方導電シート５Ａの幅及び長さ）は、１ｍｍ以上であることが好ましい。接着剤樹脂組成物５の幅及び長さが１ｍｍ未満である場合には、銀電極１と銅電極３の電極間接合強度が不足して剥がれ易くなる恐れがある。

また、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法においては、接着剤樹脂組成物５を溶融（軟化）させるのに、図１Ａに示す圧着ツール８を使用する。圧着ツール８は図１Ａに示すように、その下端部に加熱用ヒータ８Ａを内蔵するとともに、その上部にエアシリンダ８Ｂを備え、エアシリンダ８Ｂに接続されたモータ８Ｃが駆動することによって圧着ツール８が上下動できるように構成されている。圧着ツール８は、モータ８Ｃの駆動によりガラス基板２又はフレキシブル基板４（図１Ａではフレキシブル基板４）に、その下端部の平面である加熱加圧面８ｆが接触し、その接触状態でエアシリンダ８Ｂにエアーがエア供給装置８Ｇから供給されてエアシリンダ８Ｂが駆動するとともに、加熱用ヒータ８Ａが発熱することで、圧力及び熱のエネルギーを発生させ、接着剤樹脂組成物５を加熱加圧できるように構成された装置である。なお、圧着ツール８の加熱加圧面８ｆは、圧力及び熱のエネルギーをその全面にわたって一様に供給できるように構成されている。すなわち、圧着ツール８の加圧加熱面のどの部分においても、供給される圧力及び熱のエネルギーは同様である。

また、圧着ツール８の加圧加熱面には、ガラス基板２又はフレキシブル基板４（図１Ａではフレキシブル基板４）を真空吸着などにより保持することができるようにして、支持台９に載置したフレキシブル基板４又はガラス基板２（図１Ａではガラス基板２）に対する位置合わせを行ない易くするのが好ましい。

また、圧着ツール８の設定温度は、異方導電シート５Ａを加熱する温度よりも高く設定することが好ましい。例えば、異方導電シート５Ａを加熱する温度が１８０℃であれば、圧着ツール８の設定温度は２８０℃、加熱加圧面８ｆの温度は２７０℃であることが好ましい。ここで、圧着ツール８の設定温度を異方導電シート５Ａを加熱する温度よりも高く設定する理由は、圧着ツール８とガラス基板２とフレキシブル基板４は、圧着ツール８とガラス基板２もしくはフレキシブル基板４とが接している部分以外は空気中にさらされているので、それぞれの部分で空気中に放熱することを考慮に入れて、あらかじめ圧着ツール８の温度を高めに設定する必要があるためである。

また、圧着ツール８を使用して異方導電シート５Ａを加圧する圧力は、１〜４ＭＰａであることが好ましい。その理由は、異方導電シート５Ａを加圧する圧力が１ＭＰａ未満であれば、前記対向する電極１，３間から接着剤樹脂組成物５を流動させつつ導電粒子６と前記対向する電極１，３とを電気的に接触させるとき、その接触が不十分になり、前記対向する電極１，３間の導通（電気的接続）がとれなくなるためである。また、異方導電シート５Ａを加圧する圧力が４ＭＰａを越える場合には、ガラス基板２又はフレキシブル基板４、もしくは前記対向電極１，３や導電粒子６に歪みが発生してしまい、狭ピッチ接合においては、ガラス基板２とフレキシブル基板４との間での位置ずれ、もしくは接続不良を起こす可能性が高くなるためである。

また、圧着ツール８を使用して異方導電シート５Ａを加熱加圧する時間は、３〜６０秒であることが好ましい。その理由は、異方導電シート５Ａを加熱加圧する時間が３秒未満であれば、接着剤樹脂組成物５の硬化が不十分となり、銀電極１と銅電極３の電極間接合強度、もしくは、ガラス基板２とフレキシブル基板４の基板間接合強度が不足して剥がれ易くなる一方、異方導電シート５Ａを加熱加圧する時間が６０秒を超える場合には、フレキシブル基板４に歪みが発生してしまい、ガラス基板２とフレキシブル基板４との間で位置ずれを起こす可能性が高くなるとともに、さらには、工程のタクトが長くなることによって生産性が低下するためでもある。

また、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法においては、図１Ａに示すように、ガラス基板２を下側に配置した状態で、すなわち、圧着ステージである支持台９にガラス基板２が載置された状態で電極接合が行われるものとする。

また、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法においては、図示していないが、圧着ツール８により接着剤樹脂組成物５を加熱加圧するとき、フレキシブル基板４と圧着ツール８の間に例えば、テフロンシート（テフロンは登録商標。）のような保護シートを介して行う。その理由は、接合時にフレキシブル基板４とガラス基板２との間からはみ出る溶融樹脂（接着剤樹脂組成物５）が圧着ツール８に接着しないようにするためである。

次に、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法の手順を図１Ａ〜図１Ｂ、図８を参照しながら詳細に説明する。図８は本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法のフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、複数の銀電極１を有するガラス基板２と、ガラス基板２の複数の銀電極１と該複数の銀電極１にそれぞれ対向するように形成された複数の銅電極３を有するフレキシブル基板４との対向領域に、多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７とが均一に分散された接着剤樹脂組成物５の異方導電シート５Ａを配置する。より具体的には、ガラス基板２を支持台９に載置するとともに、フレキシブル基板４を圧着ツール８に真空吸着などにより保持させて、ガラス基板２とフレキシブル基板４とを対向させるとともに、ガラス基板２の各銀電極１とフレキシブル基板４の各銅電極３とが対向するように位置合わしたのち、ガラス基板２とフレキシブル基板４との間に異方導電シート５Ａを配置する。なおこのとき、異方導電シート５Ａは、ガラス基板２又はフレキシブル基板４に予め貼り付けられていてもよい。なお、位置合わせと異方導電シート５Ａの配置の順番は、逆にして、異方導電シート５Ａの配置後に、位置合わせを行なうようにしてもよい。

次いで、ステップＳ２では、圧着ツール８を駆動させて異方導電シート５Ａを加熱加圧する。すなわち、モータ８Ｃの駆動により圧着ツール８を下降させて、圧着ツール８に真空吸着などにより保持されたフレキシブル基板４を、異方導電シート５Ａを介して、支持台９に載置されたガラス基板２に押しつける。その後、モータ８Ｃの駆動を停止したのち、エア供給装置８Ｇからエアが供給されてエアシリンダ８Ｂが駆動されて、圧着ツール８の加熱加圧面８ｆにより、フレキシブル基板４を、異方導電シート５Ａを介して、支持台９のガラス基板２に加圧しながら、圧着ツール８のヒータ８Ａで異方導電シート５Ａを加熱する。

次いで、ステップＳ３では、圧着ツール８の加熱加圧によって異方導電シート５Ａの接着剤樹脂組成物５を溶融させる。

次いで、ステップＳ４では、圧着ツール８の加熱加圧の持続によって接着剤樹脂組成物５の溶融状態を維持し続けることにより、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５の界面から銀電極１の電極高さまでの電極高さ領域に、接着剤樹脂組成物５と導電粒子６よりも比重の大きな絶縁粒子７が自重により沈降する。ここで、導電粒子６は、例えば、アクリル系樹脂のように接着剤樹脂組成物５とほぼ同等の比重の小さな粒子（比重１．２）をニッケル（比重８．９）等の導電性の金属で被覆した粒子である。一例として、導電粒子６の平均粒径を６μｍとし、ニッケルのめっき厚を０．２μｍとした場合、この導電粒子６の比重は２．５となる。さらに、絶縁粒子７は、例えば、平均粒径４μｍの硫酸バリウム（比重４．６)のように接着剤樹脂組成物５や導電粒子６に比べて比重の大きな絶縁材料で構成された粒子である。

次いで、ステップＳ５では、圧着ツール８の加熱加圧の持続によって接着剤樹脂組成物５の溶融状態を維持し続けることにより、ガラス基板２と接着剤樹脂組成物５の界面から銀電極１の電極高さまでの前記電極高さ領域で、絶縁粒子７の方が導電粒子６よりも粒子密度（占有率）が高くなる。

次いで、ステップＳ６では、圧着ツール８の加熱加圧の持続によって接着剤樹脂組成物５の溶融状態を維持し続けることにより、ガラス基板２の銀電極１とそれらに対向するフレキシブル基板４の銅電極３とに接触するように導電粒子６が移動した状態で、接着剤樹脂組成物５の硬化が完了する。

次いで、ステップＳ７では、圧着ツール８の加熱加圧の持続によって接着剤樹脂組成物５の溶融状態を維持し続けることにより、ガラス基板２の銀電極１とフレキシブル基板４の銅電極３とを導電粒子６を介して電気的に接合する。これによって、銀電極１付近での導電粒子６の凝集が抑制され、ショート不良の発生が抑えられる。

なお、例えば、ステップＳ４とステップＳ５は同時に行うことができ、ステップＳ６とステップＳ７が同時に行うことができる。

本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法によれば、ガラス基板２とフレキシブル基板４との対向領域において、絶縁粒子７が、導電粒子６とガラス基板２及びフレキシブル基板４との接触を阻害することはなく、対向する電極１，３間の導通が確保できるとともに、ガラス基板２及びフレキシブル基板４と接着剤樹脂組成物５との密着性は低下せず、マイグレーション不良の発生も抑えられる。

したがって、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法によれば、ショート不良の発生を抑えるとともにマイグレーション不良の発生を抑えて、高電圧での接続信頼性を確保するとともに、狭ピッチ化（例えば０．１ｍｍ以下）に対応することができる。本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法は、特に、前記効果が求められるガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットディスプレイパネルの接合技術においては、より有用である。

また、本発明の第１実施形態にかかる前記電極接合方法によれば、多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７とが均一に分散した接着剤樹脂組成物５を加熱加圧するという簡単な（１つの）作業で前記効果を得ることができ、あらかじめ異方導電シート５Ａの上に絶縁粒子を分散した絶縁層を形成してそれぞれの層を個別に形成して重ねる分の工程が余分にかかるといった従来の問題もなく、１組の回路基板の電極接合を行うのにかかる時間が短いという特有な効果もある。

また、前記では、ガラス基板２を第１の回路基板の一例として挙げたが、第１の回路基板としては、ガラス基板の他、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板、プリント配線基板、又は、フレキシブル基板等が用いられてもよい。

また、前記では、フレキシブル基板４を第２の回路基板の一例して挙げたが、第２の回路基板としては、フレキシブル基板の他に、ガラス基板、ガラエポ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板、プリント配線基板、又は、ＩＣチップ等が用いられてもよい。

第１及び第２の回路基板を前記のような構成にすることにより、高い生産性を保ちつつ高品質な電極接合構造体を安価に提供することができる。

また、前記では、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した粒子を導電粒子６の一例として挙げたが、アクリル系樹脂の他、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、カーボン、ベンゾグアナミン系樹脂、ＰＭＭＡ、又は、シリコーン粉末が用いられてもよい。

また、前記では、硫酸バリウムの粒子を絶縁粒子７の一例として挙げたが、硫酸バリウムの他、アルミナ、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、酸化マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、酸化鉄、酸化ジルコン、酸化アンチモン、珪酸ジルコン、炭酸バリウム、硫酸バリウム、又は、酸化亜鉛粉末が用いられてもよい。

《具体例》
次に、本発明の第１実施形態の電極接合方法の具体例の１つについて、図１Ａ〜図１Ｂを参照しながら説明する。まず、各構成要素の具体的構成について説明する。

本具体例において、第１の回路基板は、厚さ１．８ｍｍのガラス上に、厚さ３μｍの銀で形成した複数の第１の電極１をＬ／Ｓ＝４５μｍ／５５μｍの幅で配置したガラス基板２で構成することが好ましい。なお、Ｌは第１の電極の幅を示し、Ｓは隣り合う第１の電極１と電極１との間の幅を示す。すなわち、前記構成の隣接電極１，１又は隣接する電極３，３間のピッチは４５μｍ＋５５μｍ＝１００μｍ＝０．１ｍｍである。

また、本具体例において、第２の回路基板は、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム上に、厚さ２０μｍの銅で形成した複数の第２の電極３をＬ／Ｓ＝５５μｍ／４５μｍの幅で配置したフレキシブル基板４で構成することが好ましい。

また、本具体例において、接着剤樹脂組成物５は、接合前の状態で、幅３ｍｍ、厚さ３０μｍの熱硬化性のエポキシ樹脂を主成分とした樹脂シート（異方導電シート５Ａ）で構成することが好ましい。

また、本具体例において、導電粒子６は、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した平均粒径６μｍの粒子で形成することが好ましい。

また、本具体例において、絶縁粒子７は、平均粒径４μｍの硫酸バリウム（比重４．６)の粒子で形成することが好ましい。

以下、本具体例の電極接合方法を説明する。

まず、ガラス基板２の複数の銀電極１上で且つガラス基板２の複数の銀電極１とフレキシブル基板４の複数の銅電極３との対向領域に、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６と硫酸バリウムの絶縁粒子７が、多数個、均一に分散された熱硬化性エポキシ樹脂シートの接着剤樹脂組成物５（異方導電シート５Ａ）を貼り付けたのち、ガラス基板２のそれぞれの銀電極１とフレキシブル基板４のぞれぞれの銅電極３とが対向するように位置合わせしてガラス基板２とフレキシブル基板４とを重ね合わせる。

次いで、圧着ツール８の加熱用ヒータ８Ａ、エアシリンダ８Ｂ及びモータ８Ｃを駆動して、圧着ツール８とフレキシブル基板４の間に保護シートを介して熱硬化性エポキシ樹脂シート（異方導電シート５Ａ）の加熱加圧を開始する。

次いで、圧着ツール８による加熱加圧により、熱硬化性エポキシ樹脂シート（異方導電シート５Ａ）の熱硬化性エポキシ樹脂を溶融させるとともに、ガラス基板２と熱硬化性エポキシ樹脂５の界面から銀電極１の電極高さまでの電極高さ領域に、硫酸バリウムの絶縁粒子７が沈降し、ガラス基板２と熱硬化性エポキシ樹脂シート５の界面から銀電極１の電極高さまでの電極高さ領域で、硫酸バリウムの絶縁粒子７の方が、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６よりも粒子密度が高くなる。このとき、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６の平均粒径は６μｍ、ニッケルのめっき厚は０．２μｍで、比重は２．５となり、硫酸バリウムの絶縁粒子７の平均粒径は４μｍで、比重は４．６となる。

次いで、ガラス基板２の銀電極１とそれらに対向するフレキシブル基板４の銅電極３とに接触するように、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６が移動した状態で、熱硬化性エポキシ樹脂５の硬化を完了させ、ガラス基板２の銀電極１とフレキシブル基板４の銅電極３とを、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６を介して電気的に接合する。

なお、このとき、熱硬化性エポキシ樹脂５の加熱温度が１８０℃となるように、加熱用ヒータ８Ａによる加熱温度を２８０℃に設定し、エアシリンダ８Ｂによる加圧力は３ＭＰａに設定し、それらの加熱加圧時間は１０秒に設定している。

前記電極接合方法により接合された電極接合構造体においては、銀電極１付近において、アクリル系樹脂の粒子をニッケルで被覆した導電粒子６の凝集は発生せず、ショート不良及びマイグレーション不良が発生しない可能性が高まる。

《第２実施形態》
図２Ａ〜図２Ｂを用いて、本発明の第２実施形態にかかる電極接合構造体の構成を説明する。図２Ａ〜図２Ｂは、本発明の第２実施形態にかかる前記電極接合構造体の構成を模式的に示す断面図であり、図２Ａは加熱加圧前の前記電極接合構造体の構成の断面図であり、図２Ｂは加熱加圧後の前記電極接合構造体の構成の断面図である。本発明の第２実施形態にかかる電極接合方法は、ガラス基板２に代えてプリント配線基板２ｇを備える点と、フレキシブル配線基板４に代えて電子部品４ｇを備える点とで、本発明の第１実施形態にかかる電極接合方法と相違する。またここでは、導電粒子６と絶縁粒子７が均等に分散された接着剤樹脂組成物５の異方導電シート５Ａについては、第１実施形態と同一の構成であるものとし、それ以外の点についても重複する説明は省略し、主に第１実施形態との相違点を説明する。なお、図２Ｂにおいて、図１Ｂとは異なり、接合後の接着剤樹脂組成物５の樹脂のはみ出し部分に傾斜面が形成されているのは、図１Ｂは、実際には多数ある電極の一部分を取り出したものであるのに対し、図２Ｂは電子部品全体が表示されており、部品端部のはみ出し部も表示しているためである。

本発明の第２実施形態にかかる前記電極接合構造体は、複数の電極１ｇを有するプリント配線基板２ｇと、プリント配線基板２ｇの複数の電極１ｇにそれぞれ対向して配置された複数の突起電極３ｇを有する電子部品４ｇと、プリント配線基板２ｇと電子部品４ｇとの対向領域に配置されて両者を接合する接着剤樹脂組成物５の異方導電シート５Ａと、異方導電シート５Ａの接着剤樹脂組成物５中において、均一に分散された多数の導電粒子６と多数の絶縁粒子７とを備えており、導電粒子６はプリント配線基板２ｇの電極１ｇと、それらに対向する電子部品４ｇのそれぞれの突起電極３ｇを接続する。

プリント配線基板２ｇの複数の電極１ｇは、例えば、金ニッケルめっき処理を施した厚さ２０μｍ程度の銅で形成された銅電極で構成されている。金ニッケルめっき処理の代わりに錫めっき処理を施してもよい。

電子部品４ｇの複数の電極３ｇは、例えば、厚さ５０〜１００μｍ程度の金バンプのような突起電極で形成されている。

異方導電シート５Ａは、プリント配線基板２ｇの複数の銅電極１ｇと電子部品４ｇの複数の金バンプ３ｇとを封止するように配置されている。異方導電シート５Ａの接着剤樹脂組成物５は、熱硬化性樹脂で形成され、例えば、加圧されるとともに加熱されたときに低温で且つ短時間で硬化するアクリル樹脂や、耐熱性、耐吸湿性、接着性、及び、絶縁性等の面で機能的に優れたエポキシ樹脂等で形成されている。

本発明の第２実施形態にかかる前記電極接合構造体は以下のように構成されている。

本発明の第２実施形態にかかる前記電極接合構造体によれば、プリント配線基板２ｇの複数の銅電極１ｇと電子部品４ｇの複数の金バンプ３ｇとの対向領域内に、導電粒子６と絶縁粒子７が分散された接着剤樹脂組成物５を成膜してなる異方導電シート５Ａを配置し、圧着ツール８で加熱加圧して、異方導電シート５Ａの接着剤樹脂組成物５を溶融させて硬化させるとともに、導電粒子６を介して銅電極１ｇと金バンプ３ｇとを電気的に接合し、かつ、プリント配線基板２ｇと接着剤樹脂組成物５の界面から銅電極１ｇの電極高さまでの電極高さ領域で、比重の大きい絶縁粒子７の方が、比重の小さい導電粒子６よりも粒子密度が高くなっている。これによって、銅電極１ｇ付近での導電粒子６の凝集が抑制され、ショート不良の発生が抑えられる。また、ガラス基板２ｇの複数の銀電極１ｇとフレキシブル基板４ｇの複数の銅電極３ｇとの対向領域において、絶縁粒子７が、導電粒子６とプリント配線基板２ｇの電極１ｇ及び電子部品４ｇの電極３ｇとの接触を阻害することはなく、電極１ｇ，３ｇ間の導通が確保できるとともに、プリント配線基板２ｇ及び電子部品４ｇと接着剤樹脂組成物５との密着性は低下せず、マイグレーション不良の発生も抑えられる。従って、高電圧での接続信頼性を確保するとともに、狭ピッチ化（例えば０．１ｍｍ以下）に対応することができる。

したがって、本発明の第２実施形態にかかる前記電極接合方法によれば、前記のようにショート不良やマイグレーション不良の発生が抑えられるので、高耐圧仕様での狭ピッチ部品実装への適用が可能となる。

なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、前記実施形態の変形例として、絶縁粒子の沈降を加速させるために、振動を付与するようにしてもよい。

また、異方導電シート５Ａ内においても、第１の絶縁粒子の方が導電粒子よりも占有率が高くすることが望ましい。

なお、前記各実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる電極接合方法及び電極接合構造体は、ショート不良の発生を抑えるとともにマイグレーション不良の発生を抑える効果を有するので、回路基板の電極に他の回路基板の電極を導電粒子と絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を用いて接合する技術、特にガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットパネルの接合技術において、隣接する電極間の狭ピッチ化が求められるときに有用である。

加熱加圧前における、本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体の構成を分解して模式的に示す断面図である。 加熱加圧後における、本発明の第１実施形態にかかる電極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。 加熱加圧前における、本発明の第２実施形態にかかる電極接合構造体の構成を分解して模式的に示す断面図である。 加熱加圧後における、本発明の第２実施形態にかかる電極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。 導電粒子と絶縁粒子の平均粒径の関係を示す断面図である。 導電粒子と絶縁粒子の平均粒径の関係を示す断面図である。 加熱加圧前における、第１の従来の電極接合構造体の断面図である。 加熱加圧後における、第１の従来の電極接合構造体の断面図である。 加熱加圧前における、第２の従来の電極接合構造体の断面図である。 加熱加圧後における、第２の従来の電極接合構造体の断面図である。 加熱加圧前における、電極間ショート不良を示す断面図である。 加熱加圧後における、電極間ショート不良を示す断面図である。 各種材料の比重を示す表形式の図である。 本発明の第１実施形態にかかる電極接合方法のフローチャートである。

符号の説明

１，１ｇ 第１の電極
２ ガラス基板
２ａ 第１の電極が形成された電極形成面
２ｇ プリント配線基板
３，３ｇ 第２の電極
４ フレキシブル基板
４ａ 第２の電極が形成された電極形成面
４ｇ 電子部品
５ 接着剤樹脂組成物
５Ａ 異方導電シート
６ 導電粒子
７ 絶縁粒子
８ 圧着ツール
８ｆ 加熱加圧面
８Ａ 加熱用ヒータ
８Ｂ エアシリンダ
８Ｃ モータ
８Ｇ エア供給装置
９ 支持台
１０ ガラス基板と接着剤樹脂組成物との界面

Claims (18)

1. 複数の回路基板上に形成された複数の電極同士を上下に対向するように配置し、
   前記複数の回路基板の対向領域内に導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートを配置し、
   前記回路基板間に前記異方導電シートが挟まれた状態で前記異方導電シートを加熱するとともに加圧して、前記接着剤樹脂組成物を溶融させ、前記下側の回路基板と前記異方導電シートの前記溶融した接着剤樹脂組成物との界面から前記下側の回路基板の前記電極の高さまでの領域に、前記第１の絶縁粒子が沈降するとともに前記導電粒子を介して前記電極同士を電気的に接合し、前記界面から前記電極の高さまでの前記領域に前記第１の絶縁粒子が沈降して当該領域で前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高くなった状態でかつ前記導電粒子を介して前記電極同士を電気的に接合した状態で、前記溶融した接着剤樹脂組成物を硬化させて前記複数の回路基板を接合させることを特徴とする電極接合方法。
2. 前記溶融した接着剤樹脂組成物を硬化させて前記複数の回路基板を接合させるとき、前記界面から前記電極の高さまでの前記領域において前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高くなった状態とは、前記第１の絶縁粒子の占有率が少なくとも４０％以上で７４％未満占有している状態を意味することを特徴とする請求項１に記載の電極接合方法。
3. 前記異方導電シートを加熱する温度が前記接着剤樹脂組成物の溶融温度よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極接合方法。
4. 前記異方導電シートを加熱する温度が８０〜２００℃であることを特徴とする請求項３に記載の電極接合方法。
5. 前記接着剤樹脂組成物の溶融温度が７０〜１５０℃であることを特徴とする請求項４に記載の電極接合方法。
6. 前記異方導電シートを加圧する圧力が１〜４ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電極接合方法。
7. 前記異方導電シートを加熱加圧する時間が３〜６０秒であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電極接合方法。
8. 電極がそれぞれ形成された複数の回路基板と、
   前記複数の回路基板間に配置されて、かつ、前記複数の回路基板上に形成された前記複数の電極同士を、導電粒子と第１の絶縁粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成膜してなる異方導電シートとを備えて、
   前記複数の回路基板上に形成された前記複数の電極同士を前記異方導電シートの前記導電粒子で電気的に接合した状態で、前記複数の回路基板を前記異方導電シートを介して重ね合わせて接合するとともに、
   前記一方の回路基板と前記異方導電シートの界面から前記一方の回路基板の前記電極の高さまでの領域で、前記第１の絶縁粒子の粒子密度が前記導電粒子の粒子密度よりも高いことを特徴とする電極接合構造体。
9. 前記第１の絶縁粒子の方が前記導電粒子よりも比重が大きいことを特徴とする請求項８に記載の電極接合構造体。
10. 前記第１の絶縁粒子の方が前記接着剤樹脂組成物よりも比重が大きいことを特徴とする請求項９に記載の電極接合構造体。
11. 前記導電粒子の構成が、第２の絶縁粒子の周囲を導電材料で被覆したものであることを特徴とする請求項１０に記載の電極接合構造体。
12. 前記導電粒子の平均粒径が０．１〜１５μｍであることを特徴とする請求項１１に記載の電極接合構造体。
13. 前記第１の絶縁粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１２に記載の電極接合構造体。
14. 前記第１の絶縁粒子の平均粒径Ａと前記導電粒子の平均粒径Ｂとが、Ａ＞Ｂ/４、の関係にあることを特徴とする請求項１３に記載の電極接合構造体。
15. 前記第１の絶縁粒子が、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、酸化鉄、酸化ジルコン、酸化アンチモン、珪酸ジルコン、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛粉末から少なくとも１つ選ばれることを特徴とする請求項１４に記載の電極接合構造体。
16. 前記第２の絶縁粒子が、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、カーボン、ベンゾグアナミン系樹脂、ＰＭＭＡ、シリコーン粉末から少なくとも１つ選ばれることを特徴とする請求項１５に記載の電極接合構造体。
17. 前記回路基板を形成する前記電極が、銀もしくは銀ペーストから形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電極接合構造体。
18. 前記回路基板が、ガラス基板、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板のいずれかであることを特徴とする請求項１７に記載の電極接合構造体。

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