JP2009111070A - Connection method of wiring boards - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器の部品として用いられる配線板の接続方法に関する。 The present invention relates to a method for connecting wiring boards used as components of electronic equipment.
近年、電子機器分野においては、電子機器の高密度化に伴い、例えば、電子機器類の可動部への配線などの用途に、フレキシブル配線板が広く用いられている。また、電子機器類の小型化および高機能化に伴って、例えば、フレキシブル配線板とリジッド配線板や、複数のフレキシブル配線板を接続することにより形成された、種々の形状を有する配線板接合体が使用されている。 In recent years, in the electronic equipment field, with the increase in the density of electronic equipment, for example, flexible wiring boards are widely used for applications such as wiring to movable parts of electronic equipment. In addition, along with downsizing and higher functionality of electronic devices, for example, flexible wiring boards and rigid wiring boards, or wiring board assemblies having various shapes formed by connecting a plurality of flexible wiring boards Is used.
また、複数の配線板の接続方法としては、例えば、導電性接着剤を用いて、複数のフレキシブル配線板を接続する方法が知られている。より具体的には、導電性接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、第1のフレキシブル配線板の第1の基材上に設けられた第1の電極と、第2のフレキシブル配線板の第2の基材上に設けられた第2の電極を電気的に接続することにより、第1、第2のフレキシブル配線板を接続する方法が開示されている。 Further, as a method for connecting a plurality of wiring boards, for example, a method for connecting a plurality of flexible wiring boards using a conductive adhesive is known. More specifically, the first electrode provided on the first substrate of the first flexible wiring board and the second flexible by performing a heat and pressure treatment through the conductive adhesive. A method of connecting the first and second flexible wiring boards by electrically connecting the second electrodes provided on the second substrate of the wiring board is disclosed.
また、一般に、この導電性接着剤においては、接着剤の主成分であるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の硬化を促進させるための硬化剤が使用されており、この硬化剤としては、一般に、マイクロカプセル型や固体状の潜在性硬化剤が使用されている。 In general, in this conductive adhesive, a curing agent for accelerating the curing of a thermosetting resin such as an epoxy resin which is the main component of the adhesive is used. As this curing agent, Microcapsule type or solid latent curing agents are used.
ここで、配線板や電子機器へのダメージを抑制し、生産性を向上させるとの観点から、接着剤の硬化温度を低下させ、かつ硬化時間を短縮する必要がある。そして、硬化温度の低下と硬化時間の短縮化を行うためには、接着剤の主成分である熱硬化性樹脂を速やかに硬化させる必要があるため、熱硬化性樹脂との反応性が高い硬化剤を使用する必要がある。しかし、一般に、硬化剤は熱硬化性樹脂中に分散されている(即ち、熱硬化性樹脂と硬化剤は共存している)ため、貯蔵時にも硬化反応が進行してしまい、低温での長期間の貯蔵安定性(例えば、室温下において、1ヶ月間の貯蔵安定性)が不十分になるという問題があった。 Here, it is necessary to lower the curing temperature of the adhesive and shorten the curing time from the viewpoint of suppressing damage to the wiring board and the electronic device and improving the productivity. And in order to reduce the curing temperature and shorten the curing time, it is necessary to quickly cure the thermosetting resin that is the main component of the adhesive, so that the curing with high reactivity with the thermosetting resin is required. It is necessary to use an agent. However, in general, since the curing agent is dispersed in the thermosetting resin (that is, the thermosetting resin and the curing agent coexist), the curing reaction proceeds even during storage, and the long-term operation at a low temperature. There is a problem that the storage stability of the period (for example, storage stability for one month at room temperature) becomes insufficient.
そこで、熱硬化性樹脂を含有する接着剤層と、硬化剤を含有する接着剤層を備える多層構造の接着剤が提案されている。より具体的には、エポキシ樹脂と硬化剤を含有する第1の接着剤層と、エポキシ樹脂を含有する第2の接着剤層と、第1,第2の接着剤層との間に形成され、潜在性硬化剤を含有しない第3の接着剤層とを備える、多層構造を有する接着剤が開示されている。そして、このような構成により、エポキシ樹脂と硬化剤を含有する第1の接着剤層とエポキシ樹脂を含有する第2の接着剤層を分離できるため、反応性の高いエポキシ樹脂を使用した場合であっても、貯蔵安定性に優れた接着剤を提供できると記載されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an adhesive having a multilayer structure including an adhesive layer containing a thermosetting resin and an adhesive layer containing a curing agent has been proposed. More specifically, it is formed between the first adhesive layer containing the epoxy resin and the curing agent, the second adhesive layer containing the epoxy resin, and the first and second adhesive layers. And an adhesive having a multi-layer structure comprising a third adhesive layer that does not contain a latent curing agent. And by such a structure, since the 1st adhesive bond layer containing an epoxy resin and a hardening | curing agent and the 2nd adhesive bond layer containing an epoxy resin can be isolate | separated, when a highly reactive epoxy resin is used, Even if it exists, it is described that the adhesive excellent in storage stability can be provided (for example, refer patent document 1).
また、複数の配線板を接続するための接着剤として、熱硬化性樹脂を主成分とする主剤層と、潜在性硬化剤と熱可塑性樹脂が混合され、潜在性硬化剤を主成分とする硬化剤層が、隔離層を介して積層された異方導電性接着剤が開示されている。そして、このような異方導電性接着剤を使用することにより、加熱加圧処理を行う際に、まず、隔離層が溶融し、次いで、主剤層と硬化剤層が接触して、硬化反応が進行するため、速硬化性の硬化剤や樹脂を使用することが可能になり、加熱温度を比較的低く設定した場合であっても、短時間で接続を行うことができると記載されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、上記従来の接着剤に含有されるマイクロカプセル型や固体状の潜在性硬化剤は、一般に、硬化に高温かつ長時間が必要であるため、低温かつ短時間で硬化が必要な接着剤に使用するのが困難であるという問題があった。より具体的には、例えば、マイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する接着剤を使用する場合は、まず、加熱により、マイクロカプセル型潜在性硬化剤においてカプセルに内包される硬化剤を溶出させ、次に、溶出した硬化剤をエポキシ樹脂と接触させて反応を開始させる機構であるため、ある程度の温度(160℃以上)が必要であり、低温(150℃以下)で硬化が必要な接着剤に使用するのが困難であるという問題があった。また、加熱による熱エネルギーがカプセルに内包される硬化剤の融解熱として消費されるため、加熱による熱エネルギーを硬化反応に有効に使用することができず、短時間(例えば、10秒以下)で硬化が必要な接着剤に使用するのが困難であるという問題があった。 However, since the microcapsule type or solid latent curing agent contained in the conventional adhesive generally requires a high temperature and a long time for curing, it is suitable for an adhesive that needs to be cured at a low temperature in a short time. There was a problem that it was difficult to use. More specifically, for example, when using an adhesive containing a microcapsule-type latent curing agent, first, the curing agent encapsulated in the capsule in the microcapsule-type latent curing agent is eluted by heating, Next, since it is a mechanism for starting the reaction by contacting the eluted curing agent with an epoxy resin, a certain temperature (160 ° C. or higher) is required, and the adhesive needs to be cured at a low temperature (150 ° C. or lower). There was a problem that it was difficult to use. In addition, since the heat energy by heating is consumed as the heat of fusion of the curing agent encapsulated in the capsule, the heat energy by heating cannot be used effectively for the curing reaction, and in a short time (for example, 10 seconds or less). There was a problem that it was difficult to use for adhesives that required curing.
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、接着剤を用いて、配線板を接続する際に、低温かつ短時間で接続できる配線板の接続方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the above-mentioned problem, and when connecting a wiring board using an adhesive agent, it aims at providing the connection method of the wiring board which can be connected in low temperature and a short time. And
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1の配線板が有する第1の基材の表面上に形成された第1の電極と、第2の配線板が有する第2の基材の表面上に形成された第2の電極とを電気的に接続する配線板の接続方法であって、第1の電極を含む第1の基材の表面上および第2の電極を含む第2の基材の表面上の少なくとも一方に、室温で液状の硬化剤を塗布する工程と、硬化剤に、熱硬化性樹脂を主成分とする導電性接着剤を載置する工程と、第1の電極と第2の電極とが接続されるように、第1および第2の配線板の間に導電性接着剤を介在させた状態で、第1の電極と第2の電極の位置合わせを行う工程と、加熱加圧処理を行うことにより、熱硬化性樹脂を加熱溶融させるとともに、熱硬化性樹脂と硬化剤を反応させて、熱硬化性樹脂を硬化させ、第1の電極と第2の電極とを電気的に接続する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
同構成によれば、上記従来のマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する接着剤とは異なり、加熱により、カプセルに内包される硬化剤を溶出させ、溶出した硬化剤を熱硬化性樹脂と接触させて反応を開始させる必要がない。即ち、カプセルに内包される硬化剤の融解熱として消費される熱エネルギーが不要になるため、カプセルに内包される硬化剤を溶出させるために必要な高い温度(160℃以上)に加熱する必要がなくなる。従って、低温(150℃以下)で硬化反応を進行させることが可能になる。また、加熱による熱エネルギーを、カプセルに内包される硬化剤の融解熱として使用する必要がなくなり、硬化反応に有効に使用することが可能になる。従って、熱硬化性樹脂と硬化剤を効率よく反応させることが可能になるため、短時間(例えば、10秒以下)で導電性接着剤を硬化させることが可能になり、導電性接着剤の硬化反応を高速化することができる。その結果、導電性接着剤を用いて、第1および第2の配線板を接続する際に、低温かつ短時間で接続することが可能になる。 According to this configuration, unlike the conventional adhesive containing the microcapsule type latent curing agent, the curing agent contained in the capsule is eluted by heating, and the eluted curing agent is brought into contact with the thermosetting resin. It is not necessary to start the reaction. That is, since the heat energy consumed as the heat of fusion of the hardener contained in the capsule becomes unnecessary, it is necessary to heat to a high temperature (160 ° C. or higher) necessary for eluting the hardener contained in the capsule. Disappear. Therefore, the curing reaction can proceed at a low temperature (150 ° C. or lower). Further, it is not necessary to use the heat energy by heating as the heat of fusion of the curing agent contained in the capsule, and it becomes possible to use it effectively for the curing reaction. Accordingly, since it becomes possible to efficiently react the thermosetting resin and the curing agent, the conductive adhesive can be cured in a short time (for example, 10 seconds or less), and the conductive adhesive is cured. The reaction can be accelerated. As a result, when the first and second wiring boards are connected using the conductive adhesive, the connection can be made at a low temperature and in a short time.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の配線板の接続方法であって、硬化剤がイミダゾール系の硬化剤であることを特徴とする。同構成によれば、加熱処理により、導電性接着剤の主成分である熱硬化性樹脂と硬化剤を一層効率よく反応させて、導電性接着剤の硬化反応を一層速やかに行うことが可能になる。
The invention described in
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の配線板の接続方法であって、導電性接着剤が、他の硬化剤を含有していることを特徴とする。同構成によれば、加熱処理により、導電性接着剤の主成分である熱硬化性樹脂を、塗布された硬化剤と他の硬化剤の双方と反応させることができるため、導電性接着剤の硬化反応をより一層速やかに行うことが可能になる。 A third aspect of the present invention is the wiring board connection method according to the first or second aspect, wherein the conductive adhesive contains another curing agent. According to this configuration, since the thermosetting resin that is the main component of the conductive adhesive can be reacted with both the applied curing agent and the other curing agent by heat treatment, The curing reaction can be performed more rapidly.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の配線板の接続方法であって、導電性粒子が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末であることを特徴とする。
The invention according to
同構成によれば、電極接続用接着剤の面方向においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、電極接続用接着剤の厚み方向においては、多数の第1の電極−第2の電極を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能になる。 According to this configuration, in the surface direction of the electrode connecting adhesive, while maintaining insulation between adjacent electrodes to prevent a short circuit, a number of first electrodes are provided in the thickness direction of the electrode connecting adhesive. It is possible to obtain a low resistance by electrically conducting the second electrodes at once and independently of each other.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の配線板の接続方法であって、導電性粒子が、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する2種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかであることを特徴とする。同構成によれば、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて導電性粒子を配向させることが可能になる。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の配線板の接続方法であって、導電性接着剤が、フィルム形状を有することを特徴とする。同構成によれば、導電性接着剤の取り扱いが容易になるとともに、例えば、導電性接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、第1の電極と第2の電極を接続する際の作業性が向上する。 A sixth aspect of the present invention is the wiring board connection method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the conductive adhesive has a film shape. According to this configuration, the handling of the conductive adhesive is facilitated, and, for example, when the first electrode and the second electrode are connected by performing a heat and pressure treatment via the conductive adhesive. Improved workability.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の配線板の接続方法であって、導電性粒子の長径方向を、フィルム形状を有する導電性接着剤の厚み方向に配向させたことを特徴とする。
The invention according to
同構成によれば、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の第1の電極−第2の電極間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。 According to this configuration, it is possible to electrically connect a large number of first electrodes and second electrodes at a time and independently, while maintaining insulation between adjacent electrodes and preventing a short circuit. The effect of becoming further improved.
本発明によれば、導電性接着剤を用いて、第1および第2の配線板を接続する際に、低温かつ短時間で接続することが可能になる。 According to the present invention, when the first and second wiring boards are connected using the conductive adhesive, the connection can be made at a low temperature and in a short time.
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図1は、本発明に係る配線板の接続方法が使用された配線板接合体を説明するための断面図である。なお、本実施形態においては、複数の被接合部材として、リジッドな基材の表面上に形成された第1の電極を有するリジッド配線板と、フレキシブルな基材の表面上に形成された第2の電極を有するフレキシブル配線板を使用した配線板接合体を例に挙げて説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a wiring board assembly in which the wiring board connecting method according to the present invention is used. In the present embodiment, as a plurality of members to be joined, a rigid wiring board having a first electrode formed on the surface of a rigid base material, and a second formed on the surface of a flexible base material. A wiring board assembly using a flexible wiring board having these electrodes will be described as an example.
図1に示すように、本発明に係る配線板の接続方法が使用された配線板接合体50は、第1の配線板であるリジッド配線板1と、第2の配線板であるフレキシブル配線板3の間に接着剤2を介して、加熱加圧処理を行うことにより、リジッド配線板1に形成された第1の電極4とフレキシブル配線板3に形成された第2の電極5の間が電気的に接続された構成となっている。
As shown in FIG. 1, a
リジッド配線板1は、図1に示すように、ガラス基材等により形成されたリジッドな第1の基材6の表面6a上に、第1の電極4が複数個(本実施形態においては、2個)設けられたものである。また、フレキシブル配線板3は、図1に示すように、柔軟な樹脂フィルムにて形成されたフレキシブルな第2の基材7の表面7a上に、導体回路層を構成する第2の電極5を複数個(本実施形態においては、2個)設けた、いわゆる片面フレキシブル配線板である。なお、接着剤層(不図示)を介して、第2の基材7上に第2の電極5を設ける構成としても良い。
As shown in FIG. 1, the
第2の基材7を構成する樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムなどの、フレキシブル配線板用として汎用性のある樹脂のフィルムがいずれも使用可能である。また、特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているのが好ましく、かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムやポリエチレンナフタレ−トが好適に使用される。
As a resin film which comprises the
また、本発明の第2の電極5としては、例えば、第2の基材7の表面7aに、銅箔等の金属箔を積層し、当該金属箔を、常法により、露光、エッチング、メッキ処理することにより形成された金属製の金メッキが施された銅電極が使用される。また、第1の電極4としては、例えば、上述の金属製の金メッキが施された銅電極や、第1の基材6の表面6a上に形成された金属製のITO電極が使用される。
Moreover, as the
また、本実施形態においては、第1および第2の基材6,7に、上述の銅箔等の金属箔を使用して、第1および第2の電極4,5を形成しても良いが、当該第1および第2の電極4,5を、導電性ペーストを印刷することにより形成する構成としても良い。このような方法を使用することにより、金属箔を使用する際に必要な露光やエッチングが不要になるため、リジッド配線板1、およびフレキシブル配線板3の製造コストが安価になる。なお、導電性ペーストを印刷する方法としては、例えば、スクリーン印刷法や凹版印刷法が挙げられる。また、第1および第2の電極4,5のいずれか一方のみを、導電性ペーストにより形成する構成としても良い。
In the present embodiment, the first and
導電性ペーストとしては、例えば、導電性粉末、バインダー樹脂、硬化剤および溶剤を主成分とする熱硬化型の導電性ペーストが使用できる。ここで、導電性粉末としては、例えば、ニッケル、銅、銀、金あるいは黒鉛等を使用できる。また、バインダー樹脂は、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂を使用することができる。また、硬化剤としては、例えば、バインダー樹脂として、ポリエステル樹脂を使用する場合にはイソシアネート化合物を使用することができ、エポキシ樹脂を使用する場合にはアミン化合物、イミダゾール化合物を使用することができる。さらに、溶剤としては、例えば、セロソルブ、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテートを使用することができる。そして、上述のスクリーン印刷法等により、導電性ペーストを、第1および第2の基材6,7の表面に塗布するとともに、加熱処理を施してバインダー樹脂を硬化させることにより、第1および第2の電極4,5が形成される。
As the conductive paste, for example, a thermosetting conductive paste containing conductive powder, a binder resin, a curing agent, and a solvent as main components can be used. Here, for example, nickel, copper, silver, gold, or graphite can be used as the conductive powder. Moreover, a polyester resin, an epoxy resin, and a polyimide resin can be used for binder resin, for example. As the curing agent, for example, an isocyanate compound can be used when a polyester resin is used as a binder resin, and an amine compound or an imidazole compound can be used when an epoxy resin is used. Furthermore, as the solvent, for example, cellosolve, butyl acetate, cellosolve acetate, or butyl carbitol acetate can be used. Then, by applying the conductive paste to the surfaces of the first and
また、本発明に使用される接着剤2としては、従来、リジッド配線板1とフレキシブル配線板3の接続に使用されてきた、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、当該樹脂中に導電性粒子が分散された導電性接着剤を使用できる。例えば、エポキシ樹脂に、ニッケル、銅、銀、金あるいは黒鉛等の導電性粒子の粉末が分散されたものが挙げられる。熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用することにより、接着剤2のフィルム形成性、耐熱性、および接着力を向上させることが可能になる。
In addition, as the adhesive 2 used in the present invention, an epoxy resin, which is an insulating thermosetting resin, which has been conventionally used for connecting the
なお、使用するエポキシ樹脂は、特に制限はないが、例えば、ビスフェノールA型、F型、S型、AD型、またはビスフェノールA型とビスフェノールF型との共重合型のエポキシ樹脂や、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等を使用することができる。また、高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂を用いることもできる。 The epoxy resin to be used is not particularly limited. For example, bisphenol A type, F type, S type, AD type, or a copolymer type epoxy resin of bisphenol A type and bisphenol F type, or naphthalene type epoxy is used. Resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin and the like can be used. A phenoxy resin that is a high molecular weight epoxy resin can also be used.
また、エポキシ樹脂の分子量は、接着剤2に要求される性能を考慮して、適宜選択することができる。高分子量のエポキシ樹脂(即ち、上述のフェノキシ樹脂)を使用すると、フィルム形成性が高く、また、接続温度における樹脂の溶解粘度を高くでき、後述の導電性粒子の配向を乱すことなく接続できる効果がある。一方、低分子量のエポキシ樹脂を使用すると、架橋密度が高まって耐熱性が向上するという効果が得られる。また、加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応し、接着性能を高めるという効果が得られる。従って、分子量が15000以上の高分子量エポキシ樹脂と分子量が2000以下の低分子量エポキシ樹脂とを組み合わせて使用することにより、性能のバランスが取れるため、好ましい。なお、高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂の配合量は、適宜、選択することができる。また、ここでいう「平均分子量」とは、THF展開のゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)から求められたポリスチレン換算の重量平均分子量のことをいう。 The molecular weight of the epoxy resin can be selected as appropriate in consideration of the performance required for the adhesive 2. When a high molecular weight epoxy resin (that is, the above-mentioned phenoxy resin) is used, the film forming property is high, the dissolution viscosity of the resin at the connection temperature can be increased, and the connection effect without disturbing the orientation of the conductive particles described later There is. On the other hand, when a low molecular weight epoxy resin is used, the effect of increasing the crosslink density and improving the heat resistance is obtained. Moreover, the effect of reacting with the above-mentioned hardening | curing agent rapidly at the time of a heating, and improving adhesive performance is acquired. Therefore, it is preferable to use a combination of a high molecular weight epoxy resin having a molecular weight of 15000 or more and a low molecular weight epoxy resin having a molecular weight of 2000 or less in order to balance the performance. In addition, the compounding quantity of a high molecular weight epoxy resin and a low molecular weight epoxy resin can be selected suitably. In addition, the “average molecular weight” here refers to a polystyrene-reduced weight average molecular weight obtained from gel permeation chromatography (GPC) developed with THF.
また、接着剤2として、導電性粒子を含む異方導電性接着剤も使用することができる。より具体的には、当該異方導電性接着剤として、例えば、上述のエポキシ樹脂を主成分とし、当該樹脂中に、図2に示す、微細な金属粒子(例えば、球状の金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子)が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する、所謂アスペクト比が大きい形状を有する金属粉末により形成された導電性粒子10が分散されたものを使用することができる。なお、ここで言うアスペクト比とは、図3に示す、導電性粒子10の短径(導電性粒子10の断面の長さ)Rと長径(導電性粒子10の長さ)Lの比のことを言う。
As the adhesive 2, an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles can also be used. More specifically, as the anisotropic conductive adhesive, for example, the above-described epoxy resin is the main component, and in the resin, fine metal particles (for example, spherical metal fine particles or metal) shown in FIG.
このような導電性粒子10を使用することにより、異方導電性接着剤として、接着剤2の面方向(厚み方向Xに直交する方向であって、図1の矢印Yの方向)においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、厚み方向Xにおいては、多数の第1の電極4−第2の電極5間を、一度にかつ各々を独立して接続し、低抵抗を得ることが可能になる。
By using such
また、導電性粒子10のアスペクト比が5以上であることが好ましい。このような導電性粒子10を使用することにより、接着剤2として、異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子10間の接触確率が高くなる。従って、導電性粒子10の配合量を増やすことなく、第1の電極4と第2の電極5を電気的に接続することが可能になる。
The aspect ratio of the
また、この異方導電性接着剤において、導電性粒子10の長径Lの方向を、フィルム状の異方導電性接着剤を形成する時点で、異方導電性接着剤の厚み方向Xにかけた磁場の中を通過させることにより、当該厚み方向Xに配向させて用いるのが好ましい。このような配向にすることにより、上述の、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の第1の電極4−第2の電極5間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。
In this anisotropic conductive adhesive, a magnetic field applied in the direction of the long diameter L of the
また、本発明に使用される金属粉末は、その一部に強磁性体が含まれるものが良く、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する2種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかであることが好ましい。これは、強磁性を有する金属を使用することにより、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて導電性粒子10を配向させることが可能になるからである。例えば、ニッケル、鉄、コバルトおよびこれらを含む2種類以上の合金等を挙げることができる。
In addition, the metal powder used in the present invention preferably contains a ferromagnetic material in part, such as a single metal having ferromagnetism, two or more kinds of alloys having ferromagnetism, a metal having ferromagnetism and others. It is preferably any one of an alloy with the above metal and a composite containing a metal having ferromagnetism. This is because by using a metal having ferromagnetism, the
なお、導電性粒子10のアスペクト比は、CCD顕微鏡観察等の方法により直接測定するが、断面が円でない導電性粒子10の場合は、断面の最大長さを短径としてアスペクト比を求める。また、導電性粒子10は、必ずしもまっすぐな形状を有している必要はなく、多少の曲がりや枝分かれがあっても、問題なく使用できる。この場合、導電性粒子10の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。
The aspect ratio of the
次に、配線板接合体50の製造方法について説明する。図4は、本発明の実施形態に係る配線板の接続方法が使用された配線板接合体50の製造工程を説明するための断面図である。まず、接続対象となる、リジッドな基材6の表面6a上に形成された第1の電極4を有するリジッド配線板1と、フレキシブルな基材7の表面7a上に形成された第2の電極5を有するフレキシブル配線板を用意する。なお、リジッド配線板1およびフレキシブル配線板3は、従来と同様にして製造することができる。即ち、例えば、上述の導電性ペーストを使用する場合は、リジッドなガラス基材により形成された第1の基材6の片面に、導電性ペーストを、上述のスクリーン印刷法により印刷することにより、複数の第1の電極4を有するリジッド配線板1を作製する。また、同様に、柔軟な樹脂フィルムにて形成された第2の基材7の片面に、導電性ペーストを、上述のスクリーン印刷法により印刷することにより、複数の第2の電極5を有するフレキシブル配線板3を作製する。
Next, a method for manufacturing the
また、接着剤2である異方導電性接着剤を用いて、リジッド配線板1と、フレキシブル配線板3とを接続する方法としては、異方導電性接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、異方導電性接着剤における熱硬化性樹脂を硬化させ、接続する方法が採用できる。
In addition, as a method of connecting the
ここで、本実施形態においては、接着剤2を介して、リジッド配線板1とフレキシブル配線板3を接続する際に、第1の電極4を含むリジッドな第1の基材6の表面6a上および第2の電極5を含むフレキシブルな第2の基材7の表面7a上の少なくとも一方に、室温で液状の硬化剤を塗布する点に特徴がある。
Here, in the present embodiment, when the
より具体的には、第1の電極4を含むリジッドな第1の基材6の表面6a上に、室温で液状の硬化剤を塗布する場合は、図4(a)に示すように、上述の方法により製造したリジッド配線板1の第1の基材6の表面6a上、および第1の電極4の表面4a上に、室温で液状の硬化剤20を塗布する。なお、ここでいう「室温」とは、通常、室内で変化し得る温度(5〜40℃)のことをいい、「室温で液状」とは、5〜40℃の温度において液状であることをいう。
More specifically, when a liquid curing agent is applied at room temperature on the
次いで、図4(b)に示すように、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、上述の導電性粒子10を含有する接着剤2である導電性接着剤を、硬化剤20に載置する。次いで、導電性接着剤を所定の温度に加熱した状態で、リジッド配線板1の方向へ所定の圧力で加圧し、導電性接着剤をリジッド配線板1上に仮接着する。なお、この場合、導電性接着剤としては、フィルム形状を有する導電性接着剤が好適に使用できる。また、ペースト状の導電性接着剤を使用することもできるが、ペースト状の場合は、上述の、圧力と温度を印加した仮接着は不要である。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the conductive adhesive, which is the adhesive 2 containing the above-mentioned
次いで、図4(b)に示すように、フレキシブル配線板3を下向きにして、前記第1の電極4と、第2の電極5とが接続されるように、リジッド配線板1とフレキシブル配線板3の間に導電性接着剤を介在させた状態で、リジッド配線板1の第1の電極4と、フレキシブル配線板3の第2の電極5との位置合わせを行う。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次いで、図4(c)に示すように、フレキシブル配線板3を導電性接着剤上に載置して、第1および第2の電極4,5の間に導電性接着剤を介在させる。そして、導電性接着剤を所定の温度(150℃以下)に加熱した状態で、フレキシブル配線板3を介して、当該導電性接着剤をリジッド配線板1の方向(即ち、図4(c)に示す、矢印Aの方向)へ所定の圧力で加圧することにより、導電性接着剤を加熱溶融させる。
Next, as shown in FIG. 4C, the
そうすると、導電性接着剤の主成分であるエポキシ樹脂が加熱溶融し、エポキシ樹脂と硬化剤が接触して、硬化反応が進行するが、この際、本実施形態においては、上述のごとく、リジッド配線板1の第1の基材6の表面6a上、および第1の電極4の表面4a上に、室温で液状の硬化剤20が塗布されているため、上記従来のマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する接着剤とは異なり、加熱により、マイクロカプセル型潜在性硬化剤においてカプセルに内包される硬化剤を溶出させ、溶出した硬化剤をエポキシ樹脂と接触させて反応を開始させる必要がない。即ち、カプセルに内包される硬化剤の融解熱として消費される熱エネルギーが不要になるため、ある程度の高い温度(160℃以上)に加熱する必要がなくなる。従って、低温で硬化反応を進行させることが可能になる。また、加熱による熱エネルギーを、カプセルに内包される硬化剤の融解熱として使用する必要がなくなり、硬化反応に有効に使用することが可能になる。従って、エポキシ樹脂と硬化剤20を効率よく反応させることが可能になるため、短時間(例えば、10秒以下)で接着剤2を硬化させることが可能になり、接着剤の硬化反応を高速化することができる。
Then, the epoxy resin that is the main component of the conductive adhesive is heated and melted, and the epoxy resin and the curing agent come into contact with each other, and the curing reaction proceeds. In this embodiment, as described above, the rigid wiring is used. Since the
そして、予め設定した導電性接着剤の硬化時間が経過すると、導電性接着剤の硬化温度の維持状態、および加圧状態を開放し、冷却を開始することにより、導電性接着剤を介して、第1の電極4と第2の電極5を接続し、フレキシブル配線板3をリジッド配線板1上に実装する。以上の配線板の接続方法により、図1に示すリジッド配線板1とフレキシブル配線板3からなる配線板接合体50を製造することができる。
And when the preset curing time of the conductive adhesive elapses, by releasing the maintenance state of the curing temperature of the conductive adhesive and the pressurization state, and starting cooling, via the conductive adhesive, The
なお、本発明に使用される硬化剤20としては、室温で液状のものであれば、特に限定されないが、低温での貯蔵安定性に優れ、上述の室温では殆ど硬化反応を起こさないが、熱や光等により、速やかに硬化反応を行うものを使用することが好ましい。この硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、アミンイミド、ポリアミン系、第3級アミン、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または2種以上の混合物として使用できる。
The curing
また、これらの硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系の硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系の硬化剤としては、公知のイミダゾール系の硬化剤を使用することができる。より具体的には、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾールが例示される。 Among these curing agents, an imidazole-based curing agent is preferably used from the viewpoint that it is excellent in storage stability at low temperatures and excellent in fast curing properties. As the imidazole curing agent, a known imidazole curing agent can be used. More specifically, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1 -Cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole is exemplified.
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態においては、リジッド配線板1のリジッド基材6の表面6a上、および第1の電極4の表面4a上に、室温で液状の硬化剤20を塗布して、硬化剤20に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とする接着剤2である導電性接着剤を載置し、次いで、第1の電極4と第2の電極5とが接続されるように、第1および第2の配線板1,3の間に導電性接着剤を介在させた状態で、第1の電極4と第2の電極5の位置合わせを行う構成としている。そして、加熱加圧処理を行うことにより、導電性接着剤の主成分であるエポキシ樹脂を加熱溶融させるとともに、エポキシ樹脂と硬化剤20を反応させて、熱硬化性樹脂を硬化させ、第1の電極および第2の電極4,5とを電気的に接続する構成としている。従って、上記従来のマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する接着剤とは異なり、カプセルに内包される硬化剤の融解熱として消費される熱エネルギーが不要になるため、カプセルに内包される硬化剤を溶出させるために必要な高い温度(160℃以上)に加熱する必要がなくなる。従って、低温(150℃以下)で硬化反応を進行させることが可能になる。また、加熱による熱エネルギーを、硬化反応に有効に使用することが可能になる。従って、エポキシ樹脂と硬化剤20を効率よく反応させることが可能になるため、短時間(例えば、10秒以下)で接着剤2を硬化させることが可能になり、導電性接着剤の硬化反応を高速化することができる。その結果、導電性接着剤を用いて、リジッド配線板1と、フレキシブル配線板3を接続する際に、低温かつ短時間で接続することが可能になる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, a
(2)本実施形態においては、硬化剤20として、速硬化性に優れているイミダゾール系の硬化剤を使用する構成としている。従って、加熱処理により、導電性接着剤の主成分である熱硬化性樹脂と硬化剤20を一層効率よく反応させて、導電性接着剤の硬化反応を一層速やかに行うことができる。
(2) In the present embodiment, as the curing
(3)本実施形態においては、導電性粒子10として、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末を使用する構成としている。従って、導電性接着剤の面方向Yにおいては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、厚み方向Xにおいては、多数の第1の電極4−第2の電極5間を、一度にかつ各々を独立して接続し、低抵抗を得ることが可能になる。
(3) In the present embodiment, as the
(4)本実施形態においては、導電性粒子10を、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する2種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかにより形成する構成としている。従って、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて導電性粒子10を配向させることが可能になる。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施形態においては、導電性接着剤がフィルム形状を有する構成としている。従って、導電性接着剤の取り扱いが容易になるとともに、例えば、導電性接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、第1の電極4と第2の電極5を接続する際の作業性が向上する。
(5) In this embodiment, the conductive adhesive has a film shape. Therefore, handling of the conductive adhesive is facilitated, and work for connecting the
(6)本実施形態においては、導電性粒子10の長径Lの方向を、フィルム形状を有する導電性接着剤の厚み方向Xに配向させる構成としている。従って、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の第1の電極4−第2の電極5間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。
(6) In this embodiment, it is set as the structure which orientates the direction of the long diameter L of the
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・上記実施形態においては、リジッド配線板1のリジッドな第1の基材6の表面6a上、および第1の電極4の表面4a上に、室温で液状の硬化剤20を塗布する構成としたが、図5に示すように、フレキシブル配線板3のフレキシブルな第2の基材7の表面7a上、および第2の電極5の表面5a上に、硬化剤20を塗布する構成としても良い。また、第1の基材6の表面6a上、第1の電極4の表面4a上、第2の基材7の表面7a上、および第2の電極5の表面5a上に硬化剤を塗布する構成としても良い。このような構成においても、上述の第1の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the
・また、接着剤2として使用する導電性接着剤に、他の硬化剤を含有させる構成としてもよい。このような構成により、加熱処理により、導電性接着剤の主成分である熱硬化性樹脂を、塗布された硬化剤20と他の硬化剤の双方と反応させることができるため、導電性接着剤の硬化反応をより一層速やかに行うことが可能になる。なお、他の硬化剤としては、特に限定されず、上述の硬化剤20と同様に、室温で液状のものを使用することができるが、室温で固体状のものも使用することができる。また、低温での貯蔵安定性に優れ、室温では殆ど硬化反応を起こさないが、熱や光等により、速やかに硬化反応を行うものを使用することが好ましい。例えば、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第3級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系、フェノール系、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または2種以上の混合物として使用できる。
-Moreover, it is good also as a structure which makes the electrically conductive adhesive used as the
また、これらの硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系の硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系の硬化剤としては、公知のイミダゾール系の硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−ドデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾールが例示される。 Among these curing agents, an imidazole-based curing agent is preferably used from the viewpoint that it is excellent in storage stability at low temperatures and excellent in fast curing properties. As the imidazole curing agent, a known imidazole curing agent can be used. More specifically, an adduct of an imidazole compound with an epoxy resin is exemplified. Examples of the imidazole compound include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-propylimidazole, 2-dodecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and 4-methylimidazole.
・上記実施形態においては、リジッド配線板1とフレキシブル配線板3を使用した配線板接合体50を例に挙げて説明したが、上述の実施形態において使用したリジッド配線板1の代わりに、他のフレキシブル配線板を使用し、複数のフレキシブル配線板を被接合部材として使用する構成としても良い。また、同様に、上述の実施形態において使用したフレキシブル配線板3の代わりに、他のリジッド配線板を使用し、複数のリジッド配線板を被接合部材として使用する構成としても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態においては、銅箔等の金属箔、または導電性ペーストにより、第1および第2の電極4,5を形成する構成としたが、当該第1および第2の電極4,5を、インクジェット法により形成する構成としても良い。ここで、インクジェット法とは、流体である液体中に、第1および第2の電極4,5の材料を溶解、または分散させたものを、射出物として利用して、所定量の射出物を、所定位置に射出することにより、第1および第2の電極4,5を形成する方法をいう。
In the above embodiment, the first and
本発明の活用例としては、電子機器の部品として用いられる配線板の接続方法が挙げられる。 As an application example of the present invention, there is a method of connecting a wiring board used as a component of an electronic device.
1…リジッド配線板(第1の配線板)、2…接着剤(導電性接着剤)、3…フレキシブル配線板(第2の配線板)、4…第1の電極、4a…第1の電極の表面、5…第2の電極、5a…第2の電極の表面、6…第1の基材、6a…第1の基材の表面、7…第2の基材、7a…第2の基材の表面、10…導電性粒子、20…硬化剤、50…配線板接合体、L…導電性粒子の長径、R…導電性粒子の短径
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1の電極を含む前記第1の基材の表面上および前記第2の電極を含む前記第2の基材の表面上の少なくとも一方に、室温で液状の硬化剤を塗布する工程と、
前記硬化剤に、熱硬化性樹脂を主成分とし、該熱硬化性樹脂中に導電性粒子が分散された導電性接着剤を載置する工程と、
前記第1の電極と前記第2の電極とが接続されるように、前記第1および第2の配線板の間に前記導電性接着剤を介在させた状態で、前記第1の電極と前記第2の電極の位置合わせを行う工程と、
加熱加圧処理を行うことにより、前記熱硬化性樹脂を加熱溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂と前記硬化剤を反応させて、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする配線板の接続方法。 A first electrode formed on the surface of the first base material included in the first wiring board, and a second electrode formed on the surface of the second base material included in the second wiring board. A wiring board connection method for electrical connection,
Applying a liquid curing agent at room temperature to at least one of the surface of the first base material including the first electrode and the surface of the second base material including the second electrode;
A step of placing a conductive adhesive in which the thermosetting resin is a main component and the conductive particles are dispersed in the thermosetting resin;
The first electrode and the second electrode with the conductive adhesive interposed between the first and second wiring boards so that the first electrode and the second electrode are connected to each other. The step of aligning the electrodes of
By performing heat and pressure treatment, the thermosetting resin is heated and melted, and the thermosetting resin and the curing agent are reacted to cure the thermosetting resin, and the first electrode and the And a step of electrically connecting the second electrode to the second electrode.
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