JP4423970B2

JP4423970B2 - 回路の接続構造及び接続方法

Info

Publication number: JP4423970B2
Application number: JP2003435618A
Authority: JP
Inventors: 幹夫坂入
Original assignee: Sony Chemical and Information Device Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005197001A; KR20060103460A; TW200522121A; CN1898764A; CN1898764B; KR100939607B1; HK1099124A1; WO2005066992A1; TWI244667B

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板との接続構造において、プラスマディスプレイパネルの電極、特にＡｇ電極のマイグレーションを防止する技術に関する。

プラズマディスプレイパネルの電極の接続構造は、一般に、図８に示すように、プラズマディスプレイパネル１のガラス基板２上の電極３と、フレキシブルプリント基板１０の配線端子１２とを、異方導電性接着剤２０を介して圧着ツールで加熱加圧することにより接続したものとなっている。

ここで、プラズマディスプレイパネル１の電極３は、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ等から形成されるが、コストの低減化のため、多くはＡｇペーストを用いて形成される。

一方、フレキシブルプリント基板１０は、ＰＥＴ等の絶縁性シートからなるフレキシブル基板１１上にＣｕ等からなる配線が形成され、その上にカバーレイ１３が積層されたものからなり、配線端子１２の表面には、通常、金メッキが施されている。

プラズマディスプレイパネル１の電極３とフレキシブルプリント基板１０の配線端子１２とを異方導電性接着剤２０を介して加熱加圧により接続した後は、その接続部分は、シリコーン樹脂等からなる封止樹脂３１、３２で封止される。

ところで、プラズマディスプレイパネル１の隣接する電極間には、５０Ｖ以上の電位差が生じる。また、プラズマディスプレイパネル１の電極３のピッチは、例えば０．２ｍｍ程度と小さいので、隣接する電極３間の極性が異なる場合には、電極３間に生じる電界強度が大きくなる。このため、使用環境により、電極３に湿気あるいは水分がもたらされると、電極３を形成する金属がイオン化され、一方の電極から他方の電極へ移動し、そこに金属が析出するというマイグレーションが起こり、電極間３が短絡する場合がある。特に、電極３の形成金属としてはＡｇが広く用いられているが、Ａｇは容易にマイグレーションを起こす。さらに、プラズマディスプレイパネル１の作成過程において、基板材料に含まれる化合物から電極にハロゲンイオンが入る場合があるが、その場合には、一層マイグレーションが起こりやすくなる。そこで、電極３が湿気あるいは水分に晒されることを防止するため、プラズマディスプレイパネル１の電極３とフレキシブルプリント基板１０の配線端子１２との接続部を封止樹脂３１、３２で封止することが行なわれている。

しかしながら、封止樹脂３１、３２による接続部の封止だけでばマイグレーションを十分に防止することはできない。これに対しては、陽イオン交換体と陰イオン交換体を含む樹脂で配線間に障壁を形成することが提案されている（特許文献１）が、接続工程が複雑になり、コストが上昇する。
特開２０００−１８３４７０号公報

本発明は、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板との接続構造において、従来の圧着ツールを用いて簡便にプラスマディスプレイパネルの電極、特にＡｇ電極のマイグレーションを防止し、配線の信頼性を高めることを目的とする。

本発明者は、プラズマディスプレイパネルの電極と、フレキシブルプリント基板の配線端子とを異方導電性接着剤を介して圧着ツールで加熱加圧することにより接続する際に、圧着ツールのエッジ、プラズマディスプレイパネルの電極、及びフレキシブルプリント基板の配線端子を特定の位置関係に置くことにより、マイグレーションの発生を顕著に抑制できることを見出した。

即ち、本発明は、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子とを異方導電性接着剤を介して圧着ツールで加熱加圧することにより接続する回路の接続方法において、圧着ツールの幅をａ、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子との重なり幅をｂ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからプラズマディスプレイパネルの電極端部への距離をｃ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからフレキシブルプリント基板のカバーレイの端部への距離をｄ、接続後の異方導電接着剤の幅をｅ、圧着ツールのプラズマディスプレイパネル側エッジからフレキシブルプリント基板の配線端子端部への距離をｆ、異方導電性接着剤に含有される導電粒子の平均粒子径をｍとする場合に、
ａ≧ｅ≧ｂ
ｃ≧０
ｆ≧０
ｄ：ｍ＝２０：１〜２００：１
が満たされるように、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールを配置することを特徴とする回路の接続方法を提供する。

また、本発明は、上述のようにして得られる回路の接続構造として、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子とが異方導電性接着剤を介して加熱加圧されている回路の接続構造において、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子との重なり幅をｂ、異方導電接着剤の幅をｅ、フレキシブルプリント基板のカバーレイの端部とプラズマディスプレイパネルの電極端部との距離をｇ、異方導電性接着剤に含有される導電粒子の平均粒子径をｍとする場合に、
ｅ≧ｂ
ｇ：ｍ＝２０：１〜２００：１
が満たされていることを特徴とする回路の接続構造を提供する。

本発明によれば、従前の圧着ツールを用いて、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板との接続構造における、プラスマディスプレイパネルの電極、特にＡｇ電極のマイグレーションを防止し、配線の信頼性を高めることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。

図１は、本発明の一実施形態によりプラズマディスプレイパネル１とフレキシブルプリント基板１０とを異方導電性接着剤２０を介して圧着ツール４０で加熱加圧することにより接続する際の、圧着ツール４０、プラズマディスプレイパネル１及びフレキシブルプリント基板１０の位置関係を示す断面図である。

このプラズマディスプレイパネル１は、放電空間をおいてガラス基板２、２’を対向させたものであり、その下側のガラス基板２にはＡｇペーストの印刷により形成された電極３が設けられている。この電極３は、幅０．０５〜１．０ｍｍの電極線を、ピッチ０．１〜２０ｍｍで多数並設したものとなっており、フレキシブルプリント基板１０との接続部において露出している。

一方、フレキシブルプリント基板１０は、ポリイミド等からなるフレキシブル基板（厚さ１０〜１００μｍ）１１上にＣｕ配線（厚さ５〜４０μｍ）を積層し、その上にポリイミド等からなるカバーレイ（厚さ１０〜５０μｍ）１３を設けたもので、このＣｕ配線の配線端子１２は、プラズマディスプレイパネル１との接続部において露出している。

異方導電性接着剤２０は、粒径０．１〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍの導電性粒子を絶縁性接着剤に分散し、厚さ１０〜５０μｍのフィルム状に成形したものである。この異方導電性接着剤２０は、加熱加圧することにより、その厚さ方向にのみ導電性を発現し、それ以外の方向には、導電性を示さない。なお、異方導電性接着剤２０としては、塗料状のものを使用し、その塗膜が加熱加圧により異方導電性を発現するものを用いてもよい。

圧着ツール４０としては、被圧着物を温度１５０〜２００℃、圧力２〜１０ＭＰａで加熱加圧できるものを使用する。

図１に示した本発明の方法においては、圧着ツール４０の幅をａ、プラズマディスプレイパネル１の電極３とフレキシブルプリント基板１０の配線端子１２との重なり幅をｂ、圧着ツール４０のフレキシブルプリント基板１０側エッジからプラズマディスプレイパネル１の電極端部への距離（即ち、圧着ツール４０のフレキシブルプリント基板１０側のエッジからプラズマディスプレイパネル１の中央部への方向を正とした場合の、該エッジとプラズマディスプレイパネル１の電極端部との距離）をｃ、圧着ツール４０のフレキシブルプリント基板１０側エッジからフレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１３の端部への距離（即ち、圧着ツール４０のフレキシブルプリント基板１０側のエッジからフレキシブルプリント基板１０の中央部への方向を正とした場合の、該エッジとカバーレイ１３の端部との距離）をｄ、接続後の異方導電接着剤の幅をｅ、圧着ツール４０のプラズマディスプレイパネル１側エッジからフレキシブルプリント基板１０の配線端子１２端部への距離（即ち、圧着ツール４０のプラズマディスプレイパネル１側のエッジからフレキシブルプリント基板１０の中央部への方向を正とした場合の、該エッジと配線端子１２の端部との距離）をｆ、異方導電性接着剤に含有される導電粒子の平均粒子径をｍとする場合に、
ａ≧ｅ≧ｂ
ｃ≧０
ｆ≧０
ｄ：ｍ＝２０：１〜２００：１
が満たされるように、プラズマディスプレイパネル１とフレキシブルプリント基板１０と圧着ツール４０を配置する。

ｅ≧ｂとすることにより、接続部におけるＡｇ電極３の露出部分を少なくし、さらにａ≧ｅとすることにより、圧着ツール４０で異方導電性接着剤２０を接続部全体に十分に接着する。なお、図１には接続後の異方導電性接着剤２０がフレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１３に達していない態様を示しているが、図２に示すように、接続後の異方導電性接着剤２０が、接続部のＡｇ電極を覆うだけでなく、フレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１３も一部覆うようにしてもよい。

また、本発明では、ｃ≧０、ｆ≧０とすることにより、圧着ツール４０で接続部全体を加熱圧着することができるので、異方導電性接着剤２０を接続部全体に十分に接着することが可能となる。

さらに、Ａｇ電極３と配線端子１２との間で異方導電性接着剤２０が圧着ツール４０により加熱加圧され、異方導電性接着剤２０中の導電性粒子と絶縁性接着剤が接続部の周囲へ流動するときに、ｄが小さいと、導電性粒子の流動がフレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１３によって妨げられ、導電性粒子が接続部のカバーレイ１３側に溜まり、そこでショートが起こりやすくなる。また、圧着ツール４０で加熱加圧するときに、フレキシブルプリント基板１０の非圧着部分が撓む場合があり、この場合にも導電性粒子が接続部のカバーレイ１３側に溜まり、そこでショートが起こりやすくなる。これに対し、本発明ではｄ：ｍ＝２０：１〜２００：１とし、ｄを十分に広くするので、このようなショートを防止することができる。

こうして、加熱圧着されたプラズマディスプレイパネル１とフレキシブルプリント基板１０との接続構造においては、ｅ≧ｂとなり、強固に接着した異方導電性接着剤の絶縁性接着剤によって接続部が覆われているので、Ａｇ電極が湿気あるいは水分に晒されることによるマイグレーションを防止することができる。さらに、フレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１３の端部とプラズマディスプレイパネル１の電極３の端部との距離をｇとする場合に、ｇ：ｍ＝２０：１〜２００：１であり、接続部で異方導電性接着剤中の導電性粒子によるショートが生じることもない。

本発明においては、プラズマディスプレイパネル１の電極３のマイグレーションの発生をより一層防止するため、図８に示した従来例のように、接続部のプラズマディスプレイパネルの中央部側とフレキシブルプリント基板の中央部側とをそれぞれ封止樹脂３１、３２で封止してもよい。

実施例１、比較例２〜５
プラズマディスプレイパネルの電極の接続に一般に使用されている異方導電性接着剤（ソニーケミカル社、ＣＰ７６４２Ｋ、導電粒子の平均粒径６μｍ）を使用し、図１に示した配置で、プラズマディスプレイ１のガラス基板２（旭ガラス社製、ＰＤ２００）上の電極３（Ａｇ電極、厚さ１０μｍ、ピッチ０．２ｍｍ、ライン数１００本）と、フレキシブルプリント基板１０の配線端子１２（厚さ３５μｍのＣｕ配線上にＮｉメッキとＡｕメッキを順次施したもの、ピッチ０．２ｍｍ（Ｌ／Ｓ＝１／１））とを圧着ツールを用いて加熱圧着（１７０℃、３ＭＰａ、２０秒、緩衝材：０．２ｍｍシリコンラバー）することにより接続した。

その後、６０℃、９５％ＲＨの環境下で、５００時間、ＤＣ１００Ｖ印加エージングを行い、隣接端子間の接続抵抗が１０⁶Ωを下回る場合をショートと判定し、ショートするまでの時間を測定した。

また、前述のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの距離とｄ／ｍを表１のようにする以外は、同様にプラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板を接続し、エージングによるショートの発生を調べた。

結果を表１に示す。なお、表１に示す比較例１〜５の配置を、図３〜図７に示した。

実施例２
異方導電性接着剤として次のように調製したものを使用する以外は実施例１と同様にプラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板を接続し、エージングによるショートの発生を調べた。結果を表１に示す。

異方性導電接着剤の調製方法：絶縁性接着剤としてフェノキシ樹脂（東都化成社、ＹＰ５０）４０重量部とエポキシ樹脂（油化シェル社、ＥＰ８２８）３０重量部と潜在性硬化剤（旭化成社、ＨＸ３７４１）３０重量部を混合したものを用意し、この絶縁性接着材１００重量部にジビニルベンゼン粒子にニッケル／金メッキを行った導電性粒子（平均粒径２．５μｍ）（積水ファインケミカル社、ミクロパールＡｕ２１０）５重量部を分散させたものを異方性導電接着剤とした。

実施例３
異方性導電接着剤として、実施例２の絶縁性接着剤１００重量部に対し、ベンゾグアナミン樹脂粒子の表面にニッケルメッキ層を形成した導電性粒子（平均粒子径１０μｍ）（日本化学社）５重量部を分散させたものを使用する以外は実施例１と同様にプラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板を接続し、エージングによるショートの発生を調べた。結果を表１に示す。

［表１］
（単位：ｍｍ）

表１から、本発明の実施例１〜３によれば、５００時間のエージング後も隣接端子間の抵抗が１０⁶Ωを超え、配線の信頼性は良好であったが、比較例１〜５ではいずれもショートが発生した。特に、距離ｄが０．０５ｍｍで、ｄ／ｍが２０未満の比較例５では、接続部のフレキシブルプリント基板１側で異方導電性接着剤の導電性粒子がつながり、直ちにショートが起こった。

本発明は、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子を異方導電性接着剤を用いて接続する場合に有用である。

本発明の方法における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。本発明の方法における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。比較例における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。比較例における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。比較例における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。比較例における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。比較例における、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールの配置を示す断面図である。プラズマディスプレイの電極の接続構造を示す斜視図（同図（ａ））及びｘ−ｘ断面図（同図（ｂ））である。

符号の説明

１…プラズマディスプレイパネル、２…ガラス基板、３…プラズマディスプレイパネルの電極（Ａｇ電極）、１０…フレキシブルプリント基板、１１…フレキシブル基板、１２…配線端子、１３…カバーレイ、２０…異方導電性接着剤、３１…封止樹脂、３２…封止樹脂、４０…圧着ツール、

Claims

プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子とを異方導電性接着剤を介して圧着ツールで加熱加圧することにより接続する回路の接続方法において、
圧着ツールの幅をａ、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子との重なり幅をｂ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからプラズマディスプレイパネルの電極端部への距離をｃ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからフレキシブルプリント基板中央部への方向を正とした場合の、該圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからフレキシブルプリント基板のカバーレイの端部への距離をｄ、接続後の異方導電接着剤の幅をｅ、圧着ツールのプラズマディスプレイパネル側エッジからフレキシブルプリント基板の配線端子端部への距離をｆ、異方導電性接着剤に含有される導電粒子の平均粒子径をｍとする場合に、
ａ≧ｅ≧ｂ
ｃ≧０
ｆ≧０
ｄ：ｍ＝２０：１〜２００：１
が満たされるように、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールを配置することを特徴とする回路の接続方法。
請求項１記載の接続方法により、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子とが異方導電性接着剤を介して接続されてなる回路の接続構造。
プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子とを異方導電性接着剤を介して圧着ツールで加熱加圧することにより接続してなる、回路の接続構造の製造方法において、
圧着ツールの幅をａ、プラズマディスプレイパネルの電極とフレキシブルプリント基板の配線端子との重なり幅をｂ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからプラズマディスプレイパネルの電極端部への距離をｃ、圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからフレキシブルプリント基板中央部への方向を正とした場合の、該圧着ツールのフレキシブルプリント基板側エッジからフレキシブルプリント基板のカバーレイの端部への距離をｄ、接続後の異方導電接着剤の幅をｅ、圧着ツールのプラズマディスプレイパネル側エッジからフレキシブルプリント基板の配線端子端部への距離をｆ、異方導電性接着剤に含有される導電粒子の平均粒子径をｍとする場合に、
ａ≧ｅ≧ｂ
ｃ≧０
ｆ≧０
ｄ：ｍ＝２０：１〜２００：１
が満たされるように、プラズマディスプレイパネルとフレキシブルプリント基板と圧着ツールとを配置することを特徴とする製造方法。