JP2937705B2 - プリント配線板の接続方法 - Google Patents

プリント配線板の接続方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気製品に用いられる
フレキシブルプリント配線板を他のプリント配線板へ電
気的に接続するフレキシブルプリント配線板の接続方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、フレキシブルプリント配線板の電
極は印刷形成された銀電極を使用することが多い。この
銀電極と他のプリント配線板の電極とを直接に電気的接
続する場合は、接続される電極間のピッチが大きい場合
には、印刷形成された銀電極ははんだ付けができないた
め相手方電極との間に導電性ヒートシールを介して電気
的に接続していた。また、接続される電極間のピッチが
小さい場合には、異方導電性接着剤または異方導電性フ
ィルムを介して相手方のプリント配線板の電極との間を
電気的に接続していた。更に、フレキシブルプリント配
線板の電極と相手方のプリント配線板の電極とを間に何
も介さず直接圧接し、接続を保持するために圧接部挟持
部材を取り付けて電気的に接続する場合もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし導電性ヒートシ
ールや異方導電性接着剤、異方導電性フィルムは材料コ
ストが高い上、その取扱いが難しく、接続の条件が微妙
であった。更に電極どうしを直接圧接する場合では圧接
部挟持部材を準備しなければならず、コスト高になって
いた。また上記方法では電気的接続の信頼性にも問題が
あった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は材料コストが安く、簡
単な工程で接続でき、組み立てし易いので、総合的にコ
ストが安く、かつ電気的接続の信頼性の高いフレキシブ
ルプリント配線板と他の配線板との接続方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、熱可塑性フィルムを基板としたフレキシブルプリン
ト配線板の電気的接続部を柔らかい電極で形成し、該電
極を他のプリント配線板の電極部に直接、電気的絶縁性
の熱硬化性接着剤を用いて電気的に接続するプリント配
線板どうしの接続方法において、前記熱可塑性フィルム
上の前記電極は、あらかじめ銀粒子を含有したペースト
をスクリーン印刷による印刷及び焼成を行うことによ
り、表面に微小突起が形成されており、前記フレキシブ
ルプリント配線板の前記電極と前記他のプリント配線板
の前記電極部とを、粘度が１１０００から１４０００ｃ
ｐｓの常温で液状をした前記熱硬化性接着剤を介在させ
て対向配置し、しかる後、前記フレキシブルプリント配
線板の前記電極が形成されていない面側から加圧・加熱
することにより、前記熱硬化性接着剤を退けて前記他の
プリント配線板の電極部に当接した前記電極表面の前記
微小突起を前記電極部上で押しつぶすとともに、該微小
突起が前記電極部上でつぶれた状態で、前記熱硬 化性接
着剤を硬化させ、該硬化後に、前記加圧・加熱を除去す
ることで達成される。
【０００６】
【作用】熱可塑性フィルムを基板としたフレキシブルプ
リント配線板の柔らかい電極と他のプリント配線板の電
極部との間に介在される熱硬化性接着剤が１１０００か
ら１４０００ｃｐｓの適度な粘度をした常温で液状のも
のであり、表面に微小突起を備えた電極が基板より高く
なっているので、フレキシブルプリント配線板の加圧・
加熱時に、微小突起が容易にこの液状接着剤を押し退け
て、液状接着剤が微小突起間の微小凹部あるいは電極間
の絶縁部に入り込みつつ、相手方の導電部上で押しつぶ
されるため、電極どうしの接触面積が増す。そして、所
定の時間、加圧・加熱（熱圧着）すると、接触面積が増
した状態で液状の熱硬化性接着剤が硬化するため、熱圧
着後の電極間の接続抵抗（導通抵抗）を低くすることが
できる。このときフレキシブルプリント配線板の熱可塑
性フィルムは電極の非形成面側からの加圧・加熱による
熱で延びていると同時に延びた熱可塑性フィルムは相手
方配線板の電極部間の絶縁部に接着固定されている。こ
の状態で熱圧着を止めると熱可塑性フィルムは温度が下
がり収縮し、フレキシブルプリント配線板上の電極は、
フィルムの収縮により強く相手側電極へ押し付けられ確
実で信頼性の高く、接続抵抗の極めて低い電気的接続が
なされる。
【０００７】
【実施例】〔実施例１〕 以下各図の同一カ所には同一の番号を付して説明する。
本発明の第１実施例としては、図１に示すようなフレキ
シブルプリント配線板とリジッド配線板との接続を説明
する。図１には、印刷焼成された銀電極２が設けられた
熱可塑性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィ
ルム基板１とガラスエポキシプリント配線板３の銅電極
４との間に液状のエポキシ系接着剤５を介在して接続す
る状態が示されている。これら２つの基板は図４に示す
ように熱圧着用ポンチ７によって互いに熱圧着されて、
電気的に接続される。ＰＥＴフィルム基板１は厚さ７０
μｍのものを用い、この基板上にフェノール樹脂に平均
粒径０．４μｍの銀粒子を混合したペーストをスクリー
ン印刷により印刷し、焼成を行って銀電極を形成する。
液状のエポキシ系接着剤５はビスフェノールＡと硬化剤
のイミダゾールを混合したものを用い、粘度は１１００
０〜１４０００ｃｐｓで常温では液状である。
【０００８】図２に示したように、印刷焼成された銀電
極２の表面には微視的に見ると微小な突起が形成されて
おり（平均表面粗度４〜６μｍ）、電気的接続の相手側
のガラスエポキシプリント配線板３の銅電極４の表面は
滑らかである。図３にはＰＥＴフィルム基板１上の印刷
焼成された銀電極２がガラスエポキシプリント配線板３
上の銅電極４に熱圧着される様子（工程）を模式的に示
している。図４に示すように、ガラスエポキシ配線板３
を下に置いて、ＰＥＴフィルム基板１を銀電極２を下に
して電極どうしを対向させるように上からかぶせ、間に
液状のエポキシ系接着剤５を介在させて熱圧着用ポンチ
７により押圧すると、銀電極の表面の微小な突起６は液
状のエポキシ系接着剤５を突き抜いて接着剤を排除し、
相手側の電極に接触し、更に圧力が加わっているので、
柔らかい微小な突起６（銀のブリネル硬度は２．７）は
先端がつぶれてその接触面積が拡がり電気的接続が確実
なものになる。
【０００９】図５には熱圧着後に両基板の電極にかかる
力が示されている。２つの基板の熱圧着は熱圧着用ポン
チ温度２０５〜２１０℃で１０〜４０kgf/cm2 の圧力を
３０〜６０秒かける。このようにすると液状のエポキシ
系接着剤５は硬化するがこの時ＰＥＴフィルム基板１の
接続部は熱可塑性フィルムであるため熱により延びてい
る。ＰＥＴフィルム基板１の熱膨脹率は３×１０-5cm／
cm／℃である。この状態で熱圧着用ポンチを離脱する
と、ＰＥＴフィルム基板１の接続部の基板は熱源がなく
なるので温度が下がり、ＰＥＴフィルム基板１は収縮力
Ｆで収縮しようとする。しかし電極間の基板が露出して
いる部分は熱硬化性のエポキシ系の接着剤でガラスエポ
キシプリント配線板に固定されているため、収縮力Ｆの
基板面に垂直な分力が銀電極２と相手側のガラスエポキ
シプリント配線板３の銅電極４どうしを押し付ける力と
なる。この力により電極どうしの接触が保持され、確実
な電気的接続が得られる。
【００１０】図７には信頼性試験（熱衝撃試験）の結果
を示す。試験パラメータとしては対向電極間の接触抵抗
をとって、８５℃，３０ｍｉｎ． −４０℃，３０ｍｉ
ｎ．のヒートサイクル（６０ｍｉｎ．）による熱衝撃試
験を５００サイクル行って電気的接続の信頼性を見た。
このようにして電気的接続が確実で安価な、工程の簡単
なフレキシブルプリント配線板の接続方法が提供され
る。尚、本実施例では接続される側のリジッド基板とし
て、ガラスエポキシプリント配線板を用いたがフェノー
ルプリント配線板を用いても同じ効果が得られる。
【００１１】〔実施例２〕 本願の第２実施例としてＰＥＴ基板上に設けられた銀電
極とＬＣＤ（液晶表示素子）の引き出し電極として設け
られたガラス基板上のＩＴＯ（インジウム・スズ酸化
物）電極との接続を説明する。本実施例は第１実施例の
ガラスエポキシプリント配線板と銅電極をガラス基板と
ＩＴＯ電極に置き換えたものである。図６には、ガラス
基板８の上に設けられた透明電極であるＩＴＯ電極９が
エッチングなどの方法によって形成され、その上にＰＥ
Ｔフィルム１に形成された印刷焼成された銀電極２を下
にして電極どうし対向させるようにして、間に液状のエ
ポキシ系接着剤５を介して熱圧着している。接着の方法
とメカニズムは実施例１と同様である。またこの場合シ
ランカップリング剤をＩＴＯ電極９の上に、前もって塗
布しておくか、または熱硬化接着剤と混ぜることにより
良好な接着ができる。
【００１２】上記実施例においては、ＰＥＴフィルム基
板によるプリント配線板をガラスエポキシプリント配線
板やフェノールプリント配線板やガラス基板などのリジ
ッドな基板に設けられた電極に接続した場合を示した
が、相手側基板はこのようなリジッドな配線板に限定さ
れず、フレキシブルプリント配線板でも可能である。即
ち、フレキシブルプリント配線板どうしの接続も同様に
可能である。したがってＰＥＴフィルム基板によるプリ
ント配線板どうしの接続も可能である。
【００１３】〔比較例１〕 この比較例はリジッドなガラスエポキシプリント配線板
に銅電極を設けた配線板に対して、厚さ７０μｍのポリ
イミドフィルムに印刷焼成銀電極を設けたものを液状の
エポキシ系接着剤を介して接着し熱圧着したものであ
る。ガラスエポキシプリント配線板は実施例１と同じも
のを使用し、液状のエポキシ系接着剤、熱圧着方法、お
よびポリイミドフィルムに印刷焼成銀電極を形成する方
法も実施例１と同じである。ポリイミドフィルム基板は
熱可塑性フィルムではなく、熱膨張率は×１０-5cm／cm
／℃である。図８にはこの場合の信頼性試験（熱衝撃試
験）の結果を示している。
【００１４】〔比較例２〕 この比較例２ではリジッドなガラスエポキシプリント配
線板に銅電極を設けた配線板に対して、厚さ７０μｍの
ポリイミドフィルムにエッチング法などで設けた銅電極
を液状のエポキシ系接着剤を介して電極どうし接着し熱
圧着したものである。実施例１のＰＥＴフィルムに設け
た銀電極（ブリネル硬度２．７）より硬い銅電極（ブリ
ネル硬度６５〜７５）を使用している。ガラスエポキシ
プリント配線板は実施例１と同じものを使用し、液状の
エポキシ系接着剤、熱圧着方法も実施例１と同じであ
る。図９にはこの場合の信頼性試験（熱衝撃試験）の結
果を示している。
【００１５】〔比較例３〕 この比較例３ではリジッドなガラスエポキシプリント配
線板の銅電極と熱可塑性のＰＥＴフィルム基板上に印刷
焼成された銀電極との間に熱可塑性接着剤が介在して接
続する状態が示されている。接着剤以外は実施例１と同
じものを使用した。図１０にはこの場合の信頼性試験
（熱衝撃試験）の結果を示している。
【００１６】図７〜１０を参照すると、図７に示されて
いる本願構成の接続方法の信頼性試験データに対して、
図８〜１０はいずれも悪い試験データが出ている。図８
では図７より悪い結果が出ており、フィルム基板がＰＥ
Ｔ基板からポリイミド基板になると悪くなっている。図
８と図９では図９の方が図８より悪い結果が出ており、
電極の柔らかい方が信頼性試験の結果が良くなってい
る。図１０が図７より悪い結果が出ているのは、接着剤
の影響と考えられる。以上まとめると、本願の熱可塑性
フィルム基板を熱可塑性フィルム基板でない基板に、ま
た本願の液状の電気絶縁性熱硬化性接着剤を電気絶縁性
熱可塑性接着剤に置き換えると、信頼性試験結果が悪く
なる。また他の条件は同じで、ポリイミドフィルム基板
で印刷焼成銀電極を設けたものと、ポリイミドフィルム
基板で銅電極を設けたものとを比較すると印刷焼成電極
を設けたものの方が信頼性試験結果が良いという結果が
得られた。
【００１７】
【効果】熱可塑性フィルムによるフレキシブルプリント
配線板の一面に形成された微小突起を表面に有する柔ら
かい電極と他のプリント配線板の電極部との間に、粘度
が１１０００から１４０００ｃｐｓの常温で液状をした
熱硬化性接着剤を介在させて、しかる後、フレキシブル
プリント配線板の他面側から加圧・加熱することによ
り、微小突起が液状の熱硬化性接着剤を退けて他のプリ
ント配線板の電極部上で押しつぶされるとともに、この
状態で熱硬化性接着剤を硬化させるようにしたので、電
極の微小突起が容易に液状接着剤を押し退けて、液状接
着剤が微小突起間の微小凹部あるいは電極間の絶縁部に
入り込みつつ、相手側の導電部上で押しつぶされて電極
どうしの接触面積を増した状態で接着されるため、電極
間の接続抵抗を極めて低くすることができる。また、フ
レキシブルプリント配線板の熱可塑性フィルムは電極の
非形成面側からの加圧・加熱による熱で延びて、この延
びた熱可塑性フィルムは相手方配線板の電極部間の絶縁
部に接着固定されることとなり、この状態で熱圧着を止
めると熱可塑性フィルムは温度が下がり収縮し、フレキ
シブルプリント配線板上の電極は、フィルムの収縮によ
り強く相手側電極 部へ押し付けられるため、電極間の接
続抵抗が極めて低い状態を保ち、かつ、確実で信頼性の
高い電気的接続がなされる。また、熱硬化性接着剤は１
１０００から１４０００ｃｐｓの適度な粘度をした常温
で液状のものであるため、取扱いが簡単で一方のプリン
ト配線板に塗布して、他方のプリント配線板との間に容
易に介在させることができるので、作業性がよく、簡単
な工程で熱圧着できる。また、電極表面の微小突起は、
銀粒子を含有したペーストをスクリーン印刷及び焼成を
行うことによって電極と同時に形成することができるた
め、別途、電極の表面を粗らす工程を必要とせず、生産
性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱可塑性フィルム上の銀電極と相
手側ガラスエポキシ配線板上の銅電極への接続を示す説
明図である。
【図２】本発明に係る熱可塑性フィルム上の銀電極と相
手側ガラスエポキシ配線板上の銅電極が対向し、接着前
を示す説明図である。
【図３】本発明に係る熱可塑性フィルム上の柔らかい電
極と相手側ガラスエポキシ配線板上の電極が対向し、熱
圧着していく状態を示す説明図である。
【図４】基板どうしを熱圧着用ポンチで熱圧着する説明
図である。
【図５】本発明に係る熱可塑性基板によるフレキシブル
配線板を相手側ガラスエポキシ配線板基板の銅電極に熱
圧着し、接続が完了した状態の図である。
【図６】本発明に係る熱可塑性基板によるフレキシブル
配線板を相手側ガラス基板の透明（ＩＴＯ）電極に熱圧
着し、接続が完了した状態の図である。
【図７】本発明に係る電気的接続部の信頼性試験結果デ
ータである。
【図８】比較例１に係る電気的接続部の信頼性試験結果
データである。
【図９】比較例２に係る電気的接続部の信頼性試験結果
データである。
【図１０】比較例３に係る電気的接続部の信頼性試験結
果データである。
【符号の説明】
１ ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム基
板 ２ 銀電極 ５ エポキシ系接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 1/14 H05K 3/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性フィルムを基板としたフレキシ
    ブルプリント配線板の電気的接続部を柔らかい電極で形
    成し、該電極を他のプリント配線板の電極部に直接、電
    気的絶縁性の熱硬化性接着剤を用いて電気的に接続する
    プリント配線板どうしの接続方法において、前記熱可塑
    性フィルム上の前記電極は、あらかじめ銀粒子を含有し
    たペーストをスクリーン印刷による印刷及び焼成を行う
    ことにより、表面に微小突起が形成されており、前記フ
    レキシブルプリント配線板の前記電極と前記他のプリン
    ト配線板の前記電極部とを、粘度が１１０００から１４
    ０００ｃｐｓの常温で液状をした前記熱硬化性接着剤を
    介在させて対向配置し、しかる後、前記フレキシブルプ
    リント配線板の前記電極が形成されていない面側から加
    圧・加熱することにより、前記熱硬化性接着剤を退けて
    前記他のプリント配線板の電極部に当接した前記電極表
    面の前記微小突起を前記電極部上で押しつぶすととも
    に、該微小突起が前記電極部上でつぶれた状態で、前記
    熱硬化性接着剤を硬化させ、該硬化後に、前記加圧・加
    熱を除去することを特徴とするプリント配線板どうしの
    接続方法。
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