JP2985640B2 - 電極接続体及びその製造方法 - Google Patents

電極接続体及びその製造方法

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    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回路基板並びにその回路
基板を用いた、LCD、磁気ヘッド、プリント基板等の
電子部品との接続体及び接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電子部品のダウンサイジング化の
流れにより、数100μmから数10μmピッチの微小
接続技術が必要となり、また地球環境の保全の観点から
も、半田(その中に含まれる鉛)を使用しない接続技術
の開発が必要となってきている。
【0003】半田を用いない接続技術としては、接合す
る電極間に光硬化性あるいは熱硬化性の接着樹脂を介在
させて電極同士を加圧した状態で、接着樹脂を、光また
は熱を加えて硬化させ、硬化時の収縮力を利用して電極
間の電気的接続を維持する接続技術がある。
【0004】ここで図2を用いて、半田を用いない従来
の接続方法の一例を説明する。図2において、1は電子
部品、2は電子部品1に形成された電極、3は光硬化性
または熱硬化性の絶縁性樹脂、4は加圧ツール、5はフ
ィルムリード、7はディスペンサーである。
【0005】電子部品1側から絶縁性樹脂3に紫外線
(UV)を照射する関係から、電子部品1は、例えばL
CDパネルの様に、UV光を透過させるものであり、電
極2もUV光透過性のITO電極が一般的である。5
は、TABパッケージのフィルムリードが一般的であ
る。
【0006】さて、接続工程であるが、まず初めに、図
2(a)に示すように電子部品1の電極2上に光硬化性
絶縁樹脂3を塗布する。この時、樹脂3は、ディスペン
サー7で電子部品1の電極2上に均一に塗布される。
【0007】次に、図2(b)に示すように電子部品1
上の電極2とフィルムリード5を位置合わせした後、加
圧ツール4で電極2とフィルムリード5を加圧する。
【0008】次に、フィルムリード5を加圧した状態で
電子部品1上の電極2の反対面から紫外線を照射し、絶
縁性樹脂3を硬化させる。硬化後、図2(c)に示すよ
うに加圧を除去すれば電子部品1上の電極2とフィルム
リード5は機械的に保持され、電気的導通を得る。
【0009】上記接続方法においては、絶縁樹脂3とし
ては光硬化性のものを用いたが、熱硬化性の樹脂を用い
ることも行われる。いずれの場合にも、絶縁樹脂の塗布
は、ディスペンサーを用いて行われる。
【0010】電極2の大きさあるいは形成ピッチがより
微小になるに従って、塗布される絶縁性樹脂の量は少な
くなるが、塗布量が少なくなるに従い、この塗布量の制
御が困難となる。塗布量が多すぎると、はみ出した樹脂
が加圧ツールに付着する等の不都合を招く。
【0011】さらに、樹脂は粘性が高いために混入した
気泡の脱泡が難しく、接続部への気泡混入による信頼性
低下の原因となる。そのため、樹脂塗布の設備は複雑で
高価なものとなる。
【0012】また、塗布量が少なくなると、実際に接続
に使用される樹脂量に対して、設備の維持のために廃棄
される樹脂量が多くなり、材料の面からもコストアップ
の要因となる。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本願発明では、絶縁性基板と導体配線が熱可塑性の
接着剤で固着されている構成のフレキシブルプリント基
板において、前記フレキシブルプリント基板の導体配線
の一部である電極と電子部品の電極を合致させる工程、
合致させた状態で加圧、加熱することにより、前記フレ
キシブルプリント基板の電極間の接着剤を前記電子部品
の表面に密着させる工程、密着させた状態で冷却するこ
とにより、前記フレキシブルプリント基板の接着剤を硬
化させる工程よりなる、前記フレキシブルプリント基板
と電子部品とが、前記接着剤により固着されており、前
記導体配線の一部であるフレキシブルプリント基板の電
極と電子部品の電極とが、前記接着剤の固着により接触
していることを特徴とする電極接続体を用いている。
【0014】
【作用】本発明による、絶縁性基板に導体配線が接着剤
により固着された回路基板を用いて、前記回路基板と電
子部品とが、前記接着剤により固着されており、前記導
体配線の一部である回路基板の電極と電子部品の電極と
が、前記接着剤の固着により接触していることを特徴と
する電極接続体とその製造方法によれば、以下に示す作
用がある。
【0015】(1)フレキシブルプリント基板のベース
フィルムと電極とを固着している接着剤を接続に用いる
ため、工程の中での絶縁性樹脂塗布が不要であり、従っ
てディスペンサー等の設備及び絶縁性樹脂が不要とな
り、設備の点からも材料の点からも非常に安価である。
【0016】(2)液状の樹脂を用いないので、接続時
での気泡の混入は発生せず、また気泡が混入したとして
も、フレキシブルプリント基板の段階で発見できるた
め、不良が発生した場合のコストを大幅に低減できる。
【0017】(3)接続部に気泡が混入しないため、接
続部の信頼性が向上する。 (4)液状の樹脂を用いないので、樹脂はみ出しによる
ツール加圧面への樹脂付着がないので、歩留まりが向上
する。
【0018】(5)(2)の理由により接続部の信頼性
が向上し、微小ピッチに対応が可能である。
【0019】
【実施例】本発明の一実施例について、図1を用いて説
明する。図1(a)にフレキシブルプリント基板の断面
図を示す。9はベースフィルム、10は熱可塑性の接着
剤であり、11はフレキシブルプリント基板の電極、1
2はプリント基板、13はプリント基板の電極、14は
加圧ツールを示している。
【0020】ベースフィルム9は、ポリイミド、ポリエ
ステル等が一般的である。電極11は、主に銅を中心と
した金属が一般的であり、用途に応じてその表面はニッ
ケル等でめっきされている。
【0021】接着剤10は、酢酸ビニル樹脂系、アクリ
ル樹脂系、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系、ポリアミ
ド等の熱可塑性接着剤である。
【0022】図1に示すフレキシブルプリント基板の製
造は、次の様にして行われる。ベースフィルム9と導体
配線用の平板状の金属箔を熱可塑性接着剤10で固着
し、次に金属箔のエッチングを行って導体配線パターン
を形成する。その後、導体配線に、更にカバーフィルム
16を接着剤で固着する。但し、導体配線パターンの一
部には、図示の様にカバーフィルムは施されない。この
カバーフィルムで覆われていない導体配線は、用途に応
じてその表面にメッキを行い電極として用いる。
【0023】この様にして、まず図1(a)に示すよう
な構成の、電極11を中心として熱可塑性接着剤10で
ベースフィルム9並びにカバーフィルム16を固着した
5層構造のフレキシブルプリント基板を用意する。但
し、この基板の一部については、カバーフィルム16で
覆われていない電極部が形成されている。
【0024】通常各々の厚みは、ベースフィルム9、カ
バーフィルム16は25μm、電極11は10〜50μ
m、熱可塑性接着剤10は10〜200μm程度であ
る。また、通常電極11の表面には、Au、Sn、半田
等の金属を用途に応じてめっきする。また、電極11の
ピッチは50〜500μm程度である。
【0025】電極11とベースフィルム9との間に挟ま
れている熱可塑性接着剤10aの体積は、隣接する電極
11間に形成された空隙部17の体積よりも大きいもの
とする。また通常、電極11の表面は、熱可塑性接着剤
10の表面から5μm以上突出している。
【0026】次に、図1(b)に示すように、カバーフ
ィルム16に覆われずに露出している部分の電極11
と、プリント基板12の電極13とを位置合わせする。
この時、フレキシブルプリント基板のベースフィルム9
と熱可塑性接着剤10とに透明な材料を用いた場合は、
フレキシブルプリント基板の電極11とプリント基板1
2の電極13とのアライメントが、ベースフィルム9側
から可能となる。
【0027】もし、上記の材料に不透明な材料を用いる
と、電極11と電極13とを位置合わせするには、個別
の系統のカメラを用いて両者の位置情報を取得せねばな
らないから、装置コストが高価になるのに比べて、本実
施例では、アライメントのためのカメラが1系統で済む
ため、装置がとても安価となる。
【0028】次に、図1(c)に示すように加圧ツール
14で加圧を行い、フレキシブルプリント基板の電極1
1とプリント基板12の電極13とを接触させ、電気的
接触を得る。
【0029】この加圧を行う際には、電極11と電極1
3との加圧接触状態を均一に行うことが好ましい。
【0030】そのためには、図示の様に加圧ツール14
を直接にベースフィルム9に当接させる場合には、加圧
ツールとプリント基板12との平行度及び加圧ツールの
加圧面の平行度を十分に管理することが好ましいが、加
圧ツール14とフレキシブルプリント基板のベースフィ
ルム9との間に、フッ素フィルム等のクッション材(図
示せず)を挿入させておけば、上記の必要とされる平行
度等の精度を緩和できる。
【0031】また、加圧に際しては、加圧ツール14は
加熱された状態になされており、従って加圧と同時に加
熱が行われる。
【0032】この加熱された加圧ツールによって、電極
11とベースフィルム9との間に挟まれた熱可塑性接着
剤10aや、電極11間の接着剤10bは加熱されて軟
化する。
【0033】軟化した接着剤は、加圧されて流動する
が、電極11下の接着剤10aの量は、前述のように電
極11間の空隙部の体積よりも多いから、この軟化した
接着剤の流動によって、空隙部17は軟化した熱可塑性
接着剤10で充填されると共に、この空隙部を満たした
接着剤は、基板12の表面に接触する。なお、空隙部1
7の空気は、熱可塑性接着剤が充填されるに従って、外
に排出される。
【0034】その後、加圧した加圧ツールを冷却し、熱
可塑性接着剤10の温度を低下させて硬化させる。この
とき熱可塑性接着剤10は、硬化時に体積が収縮する硬
化収縮型であるため、この硬化収縮力がフレキシブルプ
リント基板のベースフィルム9を介して、電極11を圧
接する力として作用し、フレキシブルプリント基板の電
極11とプリント基板12の電極13との電気的接続を
更に一層、確実なものとする。
【0035】最後に加圧を解除して接続を完了する。
尚、図1(e)は、図1(a)の断面図を示している。
【0036】本願発明では、既に硬化している接着剤を
加熱して適度に流動させて基板どうしを接着させている
のに対して、従来の接続方法においては、接続用の液状
接着樹脂を塗布するから、その塗布工程において、液状
樹脂中に気泡が混入しないようになすことが困難である
ばかりか、そのための装置のコスト増を招いたり、ある
いは、気泡が残留した場合には、基板の接続部に混入し
た気泡によって、接続の信頼性が低下すると言う問題を
有している。
【0037】そして、この様な気泡の介在による不良品
が発生した場合は、それを不良品として廃棄するかまた
はリペア作業が必要となり、コストアップの要因となっ
ていた。
【0038】これに対して、本願発明では、万一、気泡
が発生したとしても、それは、図1に示すリード段階す
なわち高価な半導体装置等が接続される前において発見
できるから、接続後のリペア作業等が発生せず、コスト
の低減等の観点からも有利である。
【0039】
【発明の効果】本発明による、絶縁性基板に導体配線が
接着剤により固着された回路基板と電子部品とが、前記
接着剤により固着されており、前記導体配線の一部であ
る回路基板の電極と電子部品の電極とが、前記接着剤の
固着により接触していることを特徴とする電極接続体と
その製造方法によれば、以下に示す作用がある。
【0040】(1)フレキシブルプリント基板のベース
フィルムと電極とを固着している接着剤を接続に用いる
ため、工程の中での絶縁性樹脂塗布が不要であり、従っ
てディスペンサー等の設備及び絶縁性樹脂が不要とな
り、設備の点からも材料の点からも非常に安価である。
【0041】(2)液状の樹脂を用いないので、樹脂は
み出しによるツール加圧面への樹脂付着がないので、加
圧ツールの維持が容易となる。
【0042】(3)液状の樹脂を用いないので、接続部
の樹脂への気泡混入が無く、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電極接続体の製造方法の一実施例の工
程を示す断面図
【図2】従来の電極接続体の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
1 電子部品 2 電子部品の電極 3 絶縁性樹脂 4 加圧ツール 5 フィルムリード 7 ディスペンサー 9 ベースフィルム 10 熱可塑性接着剤 11 電極 12 プリント基板 13 電極 14 加圧ツール 16 カバーフィルム 17 空隙部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−145202(JP,A) 特開 平3−161996(JP,A) 特開 昭61−233071(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/14 H05K 3/32 H05K 3/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に熱可塑性接着剤層が形成
    され、その表面が前記接着剤層の表面から露出する状態
    で前記熱可塑性接着剤層により前記絶縁性基板に固着さ
    れている導体配線を有した回路基板と電子部品とが、前
    記熱可塑性接着剤により固着されており、前記導体配線
    の一部である前記回路基板の電極と前記電子部品の電極
    とが、前記回路基板の熱可塑性接着剤で固着されたこと
    により接触していることを特徴とする電極接続体。
  2. 【請求項2】 回路基板の絶縁性基板と熱可塑性接着剤
    層とは透明な材料よりなることを特徴とする請求項1に
    記載の電極接続体。
  3. 【請求項3】 回路基板がフレキシブルプリント基板で
    あることを特徴とする請求項1に記載の電極接続体。
  4. 【請求項4】 絶縁性基板上に熱可塑性接着剤層が形成
    され、その表面が前記熱可塑性接着剤層の表面から露出
    する状態で前記熱可塑性接着剤層により前記絶縁性基板
    に固着されている導体配線を有した回路基板であって、
    前記導体配線は少なくとも電気的接続が行われる箇所に
    おいては前記絶縁性基板と非接触であり、かつその電気
    的接続のための導体配線の表面が前記熱可塑性接着剤層
    から突出する状態で前記熱可塑性接着剤層に保持される
    とともに、前記導体配線と前記絶縁性基板との間の熱可
    塑性接着剤層の量が前記突出した導体配線間の空隙部の
    体積よりも多い回路基板の前記導体配線の接続部と電子
    部品の電極とを合致させる工程と、合致させた状態で前
    記回路基板を加圧、加熱することにより、前記回路基板
    の前記熱可塑性接着剤層を軟化、流動させ、前記導体配
    線間の空隙部に充填させるとともに、前記電子部品の表
    面に接触させる工程と、前記熱可塑性接着剤層を硬化さ
    せて前記電子部品と前記回路基板とを固着し、前記回路
    基板の電極と前記電子部品の電極とを接触により電気的
    に接続する工程とを有することを特徴とする電極接続体
    の製造方法。
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