JP3156477B2 - 導電フィルム及びその製造方法 - Google Patents

導電フィルム及びその製造方法

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    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対向する電極の接続材
料に使用される導電フィルムに係り、詳しくは、多数の
電極が極めて近接して設けられる高密度電極の接続に使
用される導電フィルム及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の技術では、液晶パネルの
透明電極等の接続に使用される導電フィルムがよく知ら
れている。この導電フィルムはハンダ付けの困難なIT
O(酸化インジウム・酸化スズ)などの酸化物系透明電
極との接合に多く利用される。図6に導電フィルムの例
を示す。電極100が形成された2枚の基板101a,
101bの間に、導電フィルム102が挟みこまれてい
る。導電フィルム102は主に樹脂からなるバインダ1
03で構成され、バインダ103内には導電粒子104
が拡散されている。導電粒子104には、金、ニッケ
ル、ハンダ等の金属粒子が使用されている。最近では、
金属粒子の代わりに、電極100との接触面積が大きく
とれる変形性導電粒子が主に用いられている。変形性導
電粒子として、金メッキ、ニッケルメッキが施されたポ
リマー粒子が使用されている。前記両基板101a,1
01bを押圧することにより、電極100は金属粒子1
04aと接触して電気的に接続されるとともに、隣接す
る電極100間とは絶縁状態が維持される。
【0003】近年、電極100はより高密度化が進み、
電極幅、電極間隔はより狭くなってきている。このた
め、図6に示すように、隣接する導電粒子104,10
4aが接触し、あるいは静電誘導や放電等のために絶縁
破壊を起こして絶縁不良が発生することがあり、電極の
隣接する横方向の絶縁を保つことが困難になってきてい
る。この問題を解決するため、導電粒子に電気絶縁膜を
コートした導電フィルムが提案されている。
【0004】図7に示すように、導電粒子107に絶縁
膜105をコートした導電フィルム106は、基板10
1a,101bの電極100の接合方向に圧力と熱が加
えられ、導電粒子107を押圧するように接着される。
すると、導電粒子107aの電極100に接触した部分
の絶縁膜105が取れて、電極100は導電粒子107
aと導通する。電極100の無い部分においては、十分
な力が加わらないため、導電粒子107の絶縁膜105
が取れることはない。従って、導電粒子同士が近接して
も絶縁膜105により横方向の絶縁が保たれ、さらに、
接合方向へは導通が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、導電粒子107,107aに絶縁膜105をコ
ートしたため、導通の必要な接合方向の抵抗が増加し、
導通が不安定となり信頼性が低下する。この接合方向の
抵抗を下げるために前述のように熱を加え、導電粒子1
07aが押圧されるようになっているが、時には導電部
分が露出して横方向の絶縁が低下することがある。従っ
て、横方向への絶縁性を確保するために導電粒子の大き
さ及び濃度が制限され、対向する電極間の導電性を向上
させることが困難である。また、加熱により、導電層を
メッキしたポリマー粒子の変形量が制御できなくなり、
導電接着材層の厚み(電極間ギャップ)の制御ができな
い。よって、熱サイクル等で発生するひずみにより、接
合部の信頼性が低下するという虞がある。
【0006】また、接合方向に導通させ、横方向に絶縁
を保つという効果を得るためには、絶縁膜105の厚み
や導電粒子の分散密度を厳しく管理する必要があり、導
電粒子107の製造コストが著しく上昇するという問題
がある。
【0007】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、接合する電極間の導電性が高
く、しかも、隣接する電極間の絶縁性が高い低コストの
導電フィルム及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明では、フィルムを挟んで互いに対向する
電極を接着するともに、当該電極間を電気的に接続する
導電フィルムの製造方法であって、前記導電フィルムの
接着剤に対して、導電性の粒子及び非導電性の棒材を添
加拡散することをその要旨としている。
【0009】第2の発明では、導電性の粒子及び非導電
性の棒材を添加拡散した後、導電フィルムを面方向に延
伸することをその要旨としている。第3の発明では、フ
ィルムの面内において絶縁を必要とする互いに隣接した
電極間方向とは直角の方向に延伸を行うことをその要旨
としている。
【0010】第4の発明では、フィルムを挟んで互いに
対向する電極を接着するともに、当該電極間を電気的に
接続する導電フィルムであって、前記両電極を接着する
接着剤と、前記接着剤に混入され、前記両電極を電気的
に接続する導電性の粒子と、前記接着剤に混入され、前
記導電性粒子を前記導電フィルムの面方向に分離する非
導電性の棒材とを含むことをその要旨としている。
【0011】第5の発明では、前記棒材は導電フィルム
の面方向に配向されていることをその要旨としている。
第6の発明では、前記棒材は、フィルムの面内において
絶縁を必要とする互いに隣接した電極間方向とは直角方
向に配向されていることをその要旨としている。
【0012】
【作用】上記の構成によれば、第1の発明においては、
導電フィルムの接着剤には、導電性の粒子及び非導電性
の棒材が添加拡散される。この導電フィルムによりフィ
ルムを挟んで互いに対向する電極が接着されるともに、
当該電極間が電気的に接続される。
【0013】第2の発明において、導電性の粒子及び非
導電性の棒材が添加拡散された後、導電フィルムは面方
向に延伸される。第3の発明において、フィルムの面内
において、絶縁を必要とする互いに隣接した電極間方向
とは直角の方向に延伸が行われる。
【0014】また、第4の発明においては、接着剤は両
電極を接着する。接着剤には導電性の粒子が混入され、
この粒子は両電極を電気的に接続する。また、接着剤に
はさらに非導電性の棒材が混入され、この棒材により導
電性粒子は導電フィルムの面方向に分離される。このた
め、電極間は電気的に接続されるとともに、導電性粒子
の面方向の絶縁性が向上される。
【0015】第5の発明において、棒材は導電フィルム
の面方向に配向され、この棒材により、導電性粒子間及
び導電性粒子と電極との間が分離される。第6の発明に
おいて、棒材は、フィルムの面内において絶縁を必要と
する互いに隣接した電極間方向とは直角方向に配向さ
れ、この棒材により、導電性粒子間及び導電性粒子と電
極との間が分離される。
【0016】
【実施例】以下、本発明を、フィルムの接着方向と導電
性方向とが異なる異方導電フィルム及びその製造方法に
具体化した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】図1及び図2に示すように、ガラス基板1
上にはITO(酸化インジウンム)などからなる複数の
透明電極2が並列に延びて形成され、導電フィルム3を
挟んでフレキシブル基板4が接着されている。フレキシ
ブル基板4のガラス基板側の面には複数の銅電極5が並
列に延びて形成され、各銅電極5の端部は前記ガラス基
板1上の透明電極2の端部とそれぞれ対向するように配
置されている。
【0018】図1に示す導電フィルム3は主に樹脂から
なるバインダ6で構成され、接着剤であるバインダ6内
には導電性粒子7が拡散されている。この導電性粒子7
は、金あるいはニッケルメッキされたポリマー粒子であ
って、変形性を備えている。さらにバインダ6内には、
棒材である棒状に形成されたガラスファイバ8が拡散さ
れている。
【0019】互いに対向する電極2,5間には導電性粒
子7a及びガラスファイバ8aが押圧され、導電性粒子
7aは変形して両電極2,5を電気的に接続している。
一方、ガラスファイバ8aの変形はほとんど無く、この
ガラスファイバ8aの径によって両電極2,5間の距
離、及び導電性粒子7aの変形の度合いが決定される。
導電性粒子7の径は約10μmであり、ガラスファイバ
8の径は約4μmである。この導電性粒子7及びガラス
ファイバ8の径から、導電性粒子7aの変形の度合いは
ほぼ60%程度と推測できる。導電性粒子7aを接合時
に40〜60%程度変形させることにより導電の信頼性
を高めることができる。
【0020】図3に示すように、導電性粒子7及びガラ
スファイバ8は、フィルム面内において絶縁を必要とす
る互いに隣接した電極間方向とは直角の方向に配向され
ている。ガラスファイバ8により、隣接する導電性粒子
7同士の絶縁及び導電性粒子7と電極2,5との絶縁が
確保されている。
【0021】次に、この導電フィルムの製造方法及び接
着方法について詳述する。図5(a)に示すように、樹
脂のバインダ6内に導電性粒子7及びガラスファイバ8
が添加拡散され、バインダ6はフィルム状に成形されて
いる。この状態では、バインダ6内の導電性粒子7及び
ガラスファイバ8は任意の方向に向いている。そして図
5(b)に示すように、このフィルムは所定の面方向
(矢印の方向)に対して200%程度延伸される。この
延伸によりバインダ6内の導電性粒子7及びガラスファ
イバ8は延伸方向に配向される。ガラスファイバ8は配
向しない状態でも、導電性粒子7同士あるいは導電性粒
子7と隣接する電極2,5とを分離して絶縁性を高める
ことができる。しかし、接着に使用されるフィルム面内
において、絶縁を必要とする互いに隣接した電極間方向
とは直角の方向に対して延伸が行われると、ガラスファ
イバ8が棒状であるため、導電性粒子7はガラスファイ
バ8により分離され、絶縁がより良好に保持されるよう
になっている。
【0022】続いて、導電フィルム3の接着方法を説明
する。この接着は専用の導電フィルム熱圧着装置にて行
われる。図4に示すように、前述の如く形成された導電
フィルム3は(a)、ガラス基板1とフレキシブル基板
4との間に挟持される。この時、導電フィルム熱圧着装
置には、銅電極5が透明電極2と正確に対向して配置さ
れるように、位置決めストッパ及び微調整機構が備えら
れている(b)。そして、両基板1,4は相互に押圧さ
れる。
【0023】このとき、ガラスファイバ8は棒状である
ため、拡散されたときに、互いに交差することがある
が、長さが適当に短い場合には基板1,4が押圧される
ことにより滑って交差状態が解ける。また、長いガラス
ファイバ8が重なった場合には、ガラスファイバ8は破
砕されて重なりは解消される。
【0024】そして、両基板1,4の接合部は瞬間的に
加熱されて、導電性粒子7aは押圧され押しつぶされる
ようになり、両電極2,5は電気的に接続される
(c)。ガラスファイバ8aはヤング率が高く、荷重を
かけても変形がほとんどなく、さらに径のばらつきが小
さいため電極2,5間の距離を高い精度で制御すること
ができる。従って、導電性粒子7aの変形の度合いが正
確に制御され、両電極2,5の導通の信頼性が極めて向
上される。
【0025】その後冷却エアにより接合部分は冷却され
接合を終了する。両基板1,4は樹脂バインダ6の基板
を引きつける力により接合が維持される。以上詳述した
ように、バインダ6内に導電性粒子7とともに絶縁用の
ガラスファイバ8が添加されているため、互いに隣接す
る電極5間の絶縁性が高められる。従って、導電性粒子
7に絶縁膜を施す必要がなく、対向する電極2,5間に
おいて高い導電性が得られる。さらに、ガラスファイバ
8は棒状であるため、両電極2,5を線で支持でき、電
極2,5間の距離をより高い精度で制御することができ
る。このため、導電性粒子7の変形率が一定し、電極
2,5間の導電の信頼性を向上することができる。
【0026】また、ガラスファイバ8により絶縁性が高
められるため、隣接する電極5間の距離が小さくなった
場合においても、混合濃度が高く、かつ、サイズの大き
い導電粒子が使用可能であり、対向する電極2,5間の
導電性をより高めることができる。従って、電流容量が
増大され、電源ライン等、従来2本の配線を並列にして
使用していたものを1本に減らすことも可能になってき
ている。
【0027】また、ガラスファイバ8は一般的によく使
用されており、バインダ6内に混合させるだけで良いの
で、導電粒子に絶縁膜を施すことに比べコストを低減す
ることができる。
【0028】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 (1)前記実施例では、導電性粒子には、金あるいはニ
ッケルメッキされたポリマー粒子を使用したが、金、ニ
ッケル、ハンダ等の金属粒子、又はカーボン等の導電性
粒子を使用してもよい。
【0029】(2)前記実施例では、非導電性の棒材と
して円柱状のガラスファイバを利用したが、セラミック
ス等へ材質を変更したり、あるいは角柱状のものを使用
したりしても良い。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、接合する電極間の導電性が高く、しかも、隣接する
電極間の絶縁性が高い低コストの導電フィルム及びその
製造方法を提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施例における導電フィ
ルムによる基板の接合状態を模式的に示す断面図であ
る。
【図2】ガラス基板とフレキシブル基板との接合状態を
示す平面図である。
【図3】導電フィルム内の導電性粒子及びガラスファイ
バの配向状態を模式的に示す平面図である。
【図4】(a)延伸後の導電フィルムを模式的に示す断
面図である。 (b)ガラス基板とフレキシブル基板との間に挟持され
る導電フィルムを模式的に示す断面図である。 (c)導電フィルム熱圧着装置により圧縮加熱後の導電
フィルムを模式的に示す断面図である。
【図5】(a)導電フィルムの延伸前の状態を模式的に
示す平面図である。 (b)導電フィルムが、延伸された後の配向状態を模式
的に示す平面図である。
【図6】従来例の導電フィルムによる基板の接合状態を
模式的に示す断面図である。
【図7】別の従来例の導電フィルムによる基板の接合状
態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
3…導電フィルム、6…(接着剤である)バインダ、
7,7a…導電性粒子、8,8a…(棒材である)ガラ
スファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 5/00 - 5/16 H01R 11/01 H01B 13/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィルムを挟んで互いに対向する電極を
    接着するともに、当該電極間を電気的に接続する導電フ
    ィルムの製造方法であって、 前記導電フィルムの接着剤に対して、導電性の粒子及び
    非導電性の棒材を添加拡散することを特徴とする導電フ
    ィルムの製造方法。
  2. 【請求項2】 導電性の粒子及び非導電性の棒材を添加
    拡散した後、導電フィルムを面方向に延伸することを特
    徴とする請求項1に記載の導電フィルムの製造方法。
  3. 【請求項3】 フィルム面内において絶縁を必要とする
    互いに隣接した電極間方向とは直角の方向に延伸を行う
    ことを特徴とする請求項2に記載の導電フィルムの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 フィルムを挟んで互いに対向する電極を
    接着するともに、当該電極間を電気的に接続する導電フ
    ィルムであって、 前記両電極を接着する接着剤と、 前記接着剤に混入され、前記両電極を電気的に接続する
    導電性の粒子と、 前記接着剤に混入され、前記導電性粒子を前記導電フィ
    ルムの面方向に分離する非導電性の棒材とを含むことを
    特徴とする導電フィルム。
  5. 【請求項5】 前記棒材は導電フィルムの面方向に配向
    されていることを特徴とする請求項4に記載の導電フィ
    ルム。
  6. 【請求項6】 前記棒材はフィルムの面内において絶縁
    を必要とする互いに隣接した電極間方向とは直角方向に
    配向されていることを特徴とする請求項5に記載の導電
    フィルム。
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KR102018042B1 (ko) * 2015-03-20 2019-09-04 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 이방 도전성 필름 및 접속 구조체

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