JP4872291B2

JP4872291B2 - 電極接続方法、電極接続装置、および配線板接合体の製造方法

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Publication number: JP4872291B2
Application number: JP2005279961A
Authority: JP
Inventors: 惠司小山; 優芳賀; 良雄岡
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007095779A

Description

本発明は、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する電極接続方法、電極接続装置、および配線板接合体の製造方法に関する。

従来、例えば、ＩＣチップ等の電子部品や回路基板等の被接合部材の接合形態として、種々の方式が知られているが、近年の小型軽量化の要請から、ガラス基板に電子部品を直接接合する方式が主流になりつつある。そして、この方式では、一般に、ＩＣチップを、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を介して、回路基板上に接合する方法が採用されている。

また、この際、例えば、電子部品の表面に形成された突起電極（または、バンプ）と、回路基板の表面に形成された回路電極を接続する方法として、電子部品を下向き（フェースダウン）にして、所定の温度に加熱された圧着部材により、上方から加熱加圧処理を行うことにより、例えば、異方導電性接着剤を介して突起電極と回路電極を接続する方法が採用されている。この接続方法は、一般に、フレキシブル配線板と回路基板や、複数のフレキシブル配線板を接合する際にも、採用されている。

ここで、上述の圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、電子部品や回路基板の側面から、接着剤の成分がはみ出してしまい、当該接着剤の成分が圧着部材に付着してしまうという問題があった。そこで、圧着部材と電子部品の間に、離型シートを介在させた状態で、電極の接続を行う方法が提案されている。より具体的には、ステンレス箔等の金属箔を備えるとともに、当該金属箔の、少なくとも片面側（例えば、加熱加圧処理を行う際に、電子部品と接着する側）にフッ素樹脂層が設けられた離型シートを使用する方法が開示されている。本構成により、電子部品や回路基板の側面からはみ出した接着剤成分に対し、確実な離型性を保持できるとともに、加熱加圧処理を行う際に、離型シートのシワの発生や変形が起こりにくくなるため、確実な導電接続が可能になると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１００８０７号公報

しかし、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、圧着部材と被加圧部材である回路基板との平行度を保つことが困難であるため、上記従来の方法においては、電子部品や回路基板に形成された電極の平面方向（即ち、当該電極が、接着剤と接触する面の方向）における荷重分布が不均一となり、結果として、電極間の接続信頼性が低下するという問題があった。特に、例えば、２〜５ＭＰａの小さい圧力で加圧処理を行う場合は、上述の荷重分布が一層不均一になってしまい、電極間の接続信頼性が一層低下するという問題があった。

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、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する際に、電極間の接続信頼性を向上することができる電極接続方法、電極接続装置、および配線板接合体の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する電極接続方法において、圧着部材と被接合部材の間に、熱可塑性樹脂により形成され、かつ、両面にシート部材が設けられた変形可能な樹脂シートを介在させて、圧着部材による加熱加圧処理を行い、この加熱加圧処理において、前記シート部材に挟まれる前記樹脂シートを溶融させることにより同樹脂シートの粘度を低下させるとともに、同樹脂シートが前記圧着部材と前記被接合部材の間に介在し続ける圧力で加圧することを特徴とする。

同構成によれば、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、樹脂シートがクッション材として機能することになる。従って、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、圧着部材と被接合部材との平行度が保たれていない場合であっても、接続される電極の平面方向（即ち、電極が、接着剤と接触する面の方向）における荷重分布を均一にすることが可能になる。従って、複数の電極間を接続する場合に、各電極間にかかる荷重が均一になる。また、接着剤の内部や、当該接着剤と被接合部材との界面におけるボイドを外部に放出できるため、ボイドによる、電極間の接続位置のずれを防止できる。その結果、電極間の接続信頼性が向上することになる。また、圧着部材により加熱加圧処理を行うと、樹脂シートが加熱溶融するとともに流動するため電極の平面方向における荷重分布をより一層均一にすることが可能になり、結果として、電極間の接続信頼性がより一層向上することになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電極接続方法であって、複数の被接合部材が、リジッドな基材上に形成された第１の回路電極を有するリジッド配線板と、フレキシブルな基材上に形成された第２の回路電極を有するフレキシブル配線板からなり、圧着部材とフレキシブル配線板の間に樹脂シートを介在させるとともに、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、第１、第２の回路電極間を接続することを特徴とする。

同構成によれば、フレキシブル配線板において、第２の回路電極の部分は硬く、第２の回路電極が形成されていない基材部分は柔軟であるが、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、圧着部材とフレキシブル配線板の間に変形可能な樹脂シートを介在させることで、第２の回路電極と第２の回路電極が形成されていない基材部分にかかる荷重を均一にすることが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電極接続方法であって、複数の被接合部材が、フレキシブルな基材上に形成された回路電極を有する複数のフレキシブル配線板からなり、圧着部材とフレキシブル配線板の間に樹脂シートを介在させるとともに、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、複数のフレキシブル配線板の各々に形成された回路電極間を接続することを特徴とする。

同構成によれば、複数のフレキシブル配線板の各々において、回路電極の部分は硬く、回路電極が形成されていない基材部分は柔軟であるが、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、圧着部材とフレキシブル配線板の間に変形可能な樹脂シートを介在させることで、回路電極と回路電極が形成されていない基材部分にかかる荷重を均一にすることが可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電極接続方法であって、接着剤が、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤であるとともに、導電性粒子が、微細な粒子が、多数、繋がった形状あるいは針形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電極接続方法。

同構成によれば、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、低い圧力（例えば、２〜５ＭＰａ）で導電性微粒子が電極間に噛み込むため、結果として、低い圧力により、電極間の接続信頼性を向上させることが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電極接続方法であって、樹脂シートを搬送可能に設けるとともに、圧着部材による加熱加圧処理により、複数の被接合部材の各々に形成された電極間が接続された後に、圧着部材と被接合部材の間に介在する前記樹脂シートを搬送させて巻き取ることを特徴とする。同構成によれば、使用済みの樹脂シートを、容易に回収することが可能になる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電極接続方法により電極を接続する工程を含む配線板接合体の製造方法である。同構成によれば、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電極接続方法により電極を接続する構成としているため、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電極接続方法と同じ効果を得ることが可能になる。

請求項７に記載の発明は、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続するための加熱加圧処理を行う圧着部材と、熱可塑性樹脂により形成され、かつ、両面にシート部材が設けられた変形可能な樹脂シートが巻回されるとともに、圧着部材と被接合部材の間に熱可塑性樹脂により形成された樹脂シートを供給する巻き出し部材と、圧着部材と被接合部材の間に、樹脂シートを介在させた状態で、圧着部材による加熱加圧処理を行うことにより、この加熱加圧処理において、前記シート部材に挟まれる前記樹脂シートを溶融させることにより同樹脂シートの粘度を低下させるとともに、同樹脂シートが前記圧着部材と前記被接合部材の間に介在し続ける圧力で加圧し、複数の被接合部材の各々に形成された電極間が接続された後に、巻き出し部材から供給された前記樹脂シートを巻き取る巻き取り部材と、を備えることを特徴とする電極接続装置である。

同構成によれば、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、樹脂シートがクッション材として機能することになる。従って、圧着部材により加熱加圧処理を行う際に、圧着部材と被接合部材との平行度が保たれていない場合であっても、接続される電極の平面方向（即ち、電極と、接着剤が接触する面の方向）における荷重分布を均一にすることが可能になる。また、接着剤の内部や、当該接着剤と被接合部材との界面におけるボイドを外部に放出できるため、ボイドによる、電極間の接続位置のずれを防止できる。その結果、電極間の接続信頼性が向上することになる。また、電極間の接続工程と、使用済みの樹脂シートの回収工程を同時に行うことができるため、電極間の接続を効率良く行うことが可能になる。また、圧着部材により加熱加圧処理を行うと、樹脂シートが加熱溶融するとともに流動するため電極の平面方向における荷重分布をより一層均一にすることが可能になり、結果として、電極間の接続信頼性がより一層向上することになる。

本発明によれば、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する際に、電極間の接続信頼性をより一層向上することができる。

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、本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、電極間を接続する前の状態を示す図である。また、図２は、本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、電極間を接続した後の状態を示す図である。なお、本実施形態においては、複数の被接合部材として、リジッドな基材上に形成された第１の回路電極を有するリジッド配線板と、フレキシブルな基材上に形成された第２の回路電極を有するフレキシブル配線板を例に挙げて説明する。

本実施形態における電極接続方法としては、被接合部材であるリジッド配線板とフレキシブル配線板の間に接着剤を介して、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、リジッド配線板に形成された第１の回路電極とフレキシブル配線板に形成された第２の回路電極の間を接続する。

より具体的には、図１に示すように、基台７上に載置されたリジッドな基材であるガラス基材１と、当該ガラス基材１上に形成された第１の回路電極５を有するリジッド配線板１４上に、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性微粒子１３を含有する接着剤である異方導電性接着剤３を載置し、当該異方導電性接着剤３を所定の温度に加熱した状態で、ガラス基材１の方向へ所定の圧力で加圧し、異方導電性接着剤３をガラス基材１上に仮接着する。次いで、フレキシブルな基材８を有するフレキシブル配線板２を下向き（フェースダウン）にした状態で、ガラス基材１の表面に形成された第１の回路電極５と、フレキシブルな基材８の表面に形成された第２の回路電極６との位置合わせをしながら、フレキシブル配線板２を異方導電性接着剤３上に載置することにより、リジッド配線板１４とフレキシブル配線板２との間に異方導電性接着剤３を介在させる。

次いで、図１に示すように、圧着部材であるヘッド４を、フレキシブル配線板２の上方に設置する。そして、当該ヘッド４を、図中の矢印Ｘの方向に移動させて、図２に示す状態とし、フレキシブル配線板２を介して、当該異方導電性接着剤３をリジッド配線板１４の方向へ所定の圧力で加圧した状態で、異方導電性接着剤３を加熱溶融させ、硬化温度に加熱する。なお、上述のごとく、異方導電性接着剤３は、熱硬化性樹脂を主成分としているため、当該異方導電性接着剤３は、上述の硬化温度にて加熱をすると、一旦、軟化するが、当該加熱を継続することにより、硬化することになる。そして、予め設定した異方導電性接着剤３の硬化時間が経過すると、ヘッド４による加熱状態を解除して、異方導電性接着剤３の硬化温度の維持状態を開放し、冷却を開始することにより、異方導電性接着剤３を介して、複数（図１、図２においては、８個）の第１の回路電極５−第２の回路電極６間を接続して、フレキシブル配線板２をリジッド配線板１４上に実装し、フレキシブル配線板２とリジッド配線板１４からなる配線板接合体が製造される。

フレキシブル配線板２は、柔軟な樹脂フィルムにて形成された基材８の片面に、導体回路層を構成する第２の回路電極６を設けた、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、基材８上に第２の回路電極６を設ける構成としても良い。

基材８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。また、第２の回路電極６により構成される導体回路層としては、銅箔等の金属箔が好適に使用される。

また、本発明の第１の回路電極５としては、例えば、ガラス基材１上に形成されたＩＴＯ電極が使用される。また、第２の回路電極６は、例えば、基材８上に形成された銅箔などの金属箔を、常法により、露光、エッチングすることにより形成される。

ここで、本発明においては、図１、図２に示すように、圧着部材であるヘッド４と被接合部材であるフレキシブル配線板２の間に、変形可能な樹脂シート９を介在させた状態で、ヘッド４による加熱加圧処理を行うことにより、第１の回路電極５と第２の回路電極６間を接続することを特徴としている。

このような接続方法により、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、樹脂シート９がクッション材として機能することになる。従って、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、当該ヘッド４とリジッド配線板１４との平行度が保たれていない場合であっても、第１の回路電極５、または第２の回路電極６の平面方向（即ち、第１の回路電極５、または第２の回路電極６が、異方導電性接着剤３と接触する面５ａ、または面６ａの方向であって、図２に示す矢印Ｙの方向）における荷重分布を均一にすることが可能になる。従って、複数の第１の回路電極５−第２の回路電極６間を接続する場合に、各第１の回路電極５−第２の回路電極６間にかかる荷重が均一になる。また、異方導電性接着剤３の内部や、当該異方導電性接着剤３とリジッド配線板１４（または、フレキシブル配線板２）との界面におけるボイドを外部に放出できるため、ボイドによる、電極間の接続位置のずれを防止できる。その結果、第１の回路電極５と第２の回路電極６間の接続信頼性が向上することになる。

また、本実施形態において使用される樹脂シート９は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体等の熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。この場合、ヘッド４により加熱加圧処理を行うと、樹脂シート９が加熱溶融するとともに流動し、熱硬化性樹脂が第１の回路電極５、または第２の回路電極６の表面に形成された微細な凹凸等に侵入することになる。従って、第１、第２の回路電極５、６の平面方向における荷重分布をより一層均一にすることが可能になり、結果として、第１の回路電極５と第２の回路電極６間の接続信頼性がより一層向上することになる。なお、樹脂シート９を熱硬化性樹脂により形成する場合、上述の異方導電性接着剤３の加熱状態を開放し、冷却を開始することにより、熱可塑性樹脂により形成される樹脂シート９は硬化する。

また、特に、本実施形態のごとく、複数の被接合部材として、リジッドなガラス基材１上に形成された第１の回路電極５を有するリジッド配線板１４と、フレキシブルな基材８上に形成された第２の回路電極６を有するフレキシブル配線板２を使用する場合、フレキシブル配線板２において、第２の回路電極６の部分は硬く、当該第２の回路電極６が形成されていない基材８の部分は柔軟であるが、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に変形可能な樹脂シート９を介在させることで、第２の回路電極６と当該第２の回路電極６が形成されていない基材８の部分にかかる荷重を均一にして第１の回路電極５と第２の回路電極６との間を接続することが可能となる。

また、図３に示すように、樹脂シート９の表面に、離型処理が施されたシート部材１０を設け、当該シート部材１０により、樹脂シート９を狭持する構成としても良い。このような構成により、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、樹脂シート９を構成する樹脂成分が、リジッド配線板１４、フレキシブル配線板２、またはヘッド４に付着するという不都合を防止することが可能になる。このシート部材１０としては、例えば、エチレン／テトラフルオロエチレン樹脂により形成されたものが使用できる。

また、樹脂シート９を搬送可能に設けるとともに、ヘッド４による加熱加圧処理により、第１、第２の回路電極５、６間が接続された後に、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に介在する樹脂シート９を搬送させて巻き取るようにしても良い。このような構成により、使用済みの樹脂シート９を、容易に回収することが可能になる。

より具体的には、図４に示すように、樹脂シート９が捲回されるとともに、樹脂シート９を図中の矢印Ｚの方向に搬送させて、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に樹脂シート９を供給する巻き出し部材１１と、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に、樹脂シート９を介在させた状態で、ヘッド４による加熱加圧処理を行い、第１の回路電極５と第２の回路電極６間が接続された後に、当該巻き出し部材１１から供給された樹脂シート９を巻き取る巻き取り部材１２を設ける構成とする。このような構成により、第１、第２の回路電極５、６間の接続工程と、使用済みの樹脂シート９の回収工程を同時に行うことができるため、第１、第２の回路電極５、６間の接続を効率良く行うことが可能になる。

なお、上述の図３において説明した、シート部材１０が表面に設けられた樹脂シート９を巻き出し部材１１に巻回するとともに、シート部材１０に狭持された樹脂シート９を巻き取り部材１２による巻き取る（即ち、樹脂シート９とシート部材１０を一体的に巻き取る）構成としても良い。

また、本発明に使用される異方導電性接着剤３としては、従来、リジッド配線板１４とフレキシブル配線板２の接続に使用されてきた、熱硬化性樹脂を主成分とするとともに、潜在性硬化剤を含有し、当該樹脂中に導電性微粒子１３が分散されたものが使用できる。ここで、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。このうち、特に、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、異方導電性接着剤３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。

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、またはＡＤ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。

エポキシ樹脂の分子量は、被接合部材の種類等を考慮して、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、導電性微粒子１３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ともに、樹脂の凝集力が高まるため、接着力が高くな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、本発明に使用される潜在性硬化剤は、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、加熱等により、所定の条件とすることにより、速やかに硬化反応を行う硬化剤である。この潜在性硬化剤としては、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、酸および酸無水物系硬化剤、塩基性活性水素化化合物、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。

また、特に、これらの潜在性硬化剤を、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、ニッケル、銅等の金属薄膜およびケイ酸カルシウム等の無機物で被覆してマイクロカプセル化したものは、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができるため、好ましい。従って、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が、特に好ましい。

また、異方導電性接着剤３に使用される導電性微粒子１３としては、例えば、球状の金属微粒子や、金属でめっきされた球状の樹脂粒子を使用することができるが、微細な粒子が、多数、繋がった形状あるいは針形状を有する、所謂アスペクト比が大きい形状を有する導電性微粒子を使用することもできる。このような構成により、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、低い圧力（例えば、２〜５ＭＰａ）で導電性微粒子１３が第１の回路電極５と第２の回路電極６との間に噛み込むため、結果として、低い圧力により、第１、第２の回路電極５、６間の接続信頼性を向上させることが可能になる。

また、特に、導電性微粒子１３を、異方導電性接着剤３を形成する時点で異方導電性接着剤３の厚み方向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（磁場方向であって、図１の矢印Ｗで示す方向）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、異方導電性接着剤３の面方向（上述の矢印Ｙの方向）における高い導電抵抗によ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、異方導電性接着剤３の厚み方向における低い導電抵抗によって、多数の第１の回路電極５−第２の回路電極６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。

使用する導電性微粒子としては、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、金属自身が有する磁性により、磁場を用いて導電性微粒子１３を配向させることが可能になるからである。例えば、直鎖状に繋がった形状を有するニッケル、鉄、コバルトおよびこれらのうち２種類以上の合金等を挙げることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

例えば、上述の実施形態において使用したリジッド配線板１４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。即ち、図５に示すように、複数の被接合部材として、上述の第２の回路電極６を有するフレキシブル配線板２と、上述の基材８を構成する柔軟性に優れた樹脂材料からなる基材２０上に形成された第３の回路電極２１を有するフレキシブル配線板２２を使用する構成としても良い。そして、この場合、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に、例えば、上述の熱可塑性樹脂により形成された樹脂シート９を介在させるとともに、異方導電性接着剤３を介して、ヘッド４により加熱加圧処理を行うことにより、回路電極６、２１間を接続する。本構成においても、フレキシブル配線板２、２２の各々において、第２、第３の回路電極６、２１の部分は硬く、当該第２、第３の回路電極６、２１が形成されていない基材８、２０の部分は柔軟であるが、ヘッド４により加熱加圧処理を行う際に、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に変形可能な樹脂シートを介在させることで、第２、第３の回路電極６、２１と基材８、２０にかかる荷重を均一にすることが可能になる。

なお、この場合も、上述のリジッド配線板１４を使用する場合と同様に、樹脂シート９の表面に、離型処理が施されたシート部材１０を設けたものを使用しても良い。また、異方導電性接着剤３が含有する導電性微粒子１３として、微細な粒子が、多数、繋がった形状あるいは針形状を有するものを使用しても良い。さらに、樹脂シート９を搬送可能に設けるとともに、ヘッド４による加熱加圧処理により、第２、第３の回路電極６、２１間が接続された後に、ヘッド４とフレキシブル配線板２の間に介在する樹脂シート９を搬送させて巻き取るようにしても良い。いずれの場合も、上述のリジッド配線板１４を使用する場合と同様の効果を得ることができる。

以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。
（実施例１）
（接着剤の作製）
導電性微粒子として３μｍから１１μｍまでの鎖長分布を有する直鎖状ニッケル微粒子を用いた。樹脂としては、ビスフェノールＡ型の固形エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１２５６、およびエピコート１００２〕、ビスフェノールＡ型の液状エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート８２８ＵＳ〕と、マイクロカプセル型イミダゾール系硬化剤〔旭化成エポキシ（株）製、商品名ノバキュアＨＸ３９４１〕とを重量比で４０／２０／４０／３５の割合で用いた。

これらの樹脂を酢酸ブチルに溶解後、三本ロールによる混練を行い、樹脂濃度が４０重量％である溶液を作製した。この溶液に、固形分の総量（Ｎｉ粉末＋樹脂）に占める割合で表される金属充填率が、１体積％となるように上記Ｎｉ粉末を添加した後、遠心攪拌ミキサーを用いて攪拌することによりＮｉ粉末を均一に分散し、接着剤用の複合材料を作製した。次いで、この複合材料を離型処理したＰＥＴフィルム上にドクターナイフを用いて塗布した後、磁束密度１００ｍＴの磁場中、６０℃で３０分間、乾燥、固化させることにより、膜中の直鎖状粒子が磁場方向に配向した、厚さ２５μｍの異方導電性接着剤を作製した。

（加熱加圧処理）
リジッド配線板として、ガラス基材上に、幅５０μｍ、長さ３ｍｍ、高さ０．１５μｍのＩＴＯ電極が５０μｍ間隔で２本ずつコの字型に接続された８組の電極が形成されたものを用意した。そして、このガラス基板上に作製した接着剤を載置し、６０℃に加熱しながら、０．０８ＭＰａの圧力で５秒間加圧して仮接着させた。その後、接着剤から、離型処理したＰＥＴフィルムを剥がし、幅５０μｍ、長さ３ｍｍ、高さ１８μｍの回路電極が５０μｍ間隔で１６個配列されたフレキシブル配線板を、ＩＴＯ電極と回路電極の位置合わせをしながら、接着剤上に載置して、このフレキシブル配線板とガラス基板の間に作製した接着剤を挟み込む状態にした。次いで、圧着部材であるヘッドを、フレキシブル配線板の上方に設置するとともに、ヘッドとフレキシブル配線板の間に、厚さが１００μｍである、ポリテトラフルオロエチレンからなる樹脂シートを介在させた状態で、ヘッドを移動させて加圧し、１８０℃に加熱しながら、４ＭＰａの圧力で２５秒間加圧して、ＩＴＯ電極と回路電極を接続させ、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。

（抵抗評価）
次いで、この接合体の、接着剤を介して接続されたＩＴＯ電極と回路電極により構成される、回路電極の隣り合う２個の電極を１組として、連続する８組の電極の各々の抵抗値を四端子法により求めた。より具体的には、ＩＴＯ電極、または回路電極の平面方向（即ち、上述の図２において示した矢印Ｙの方向）において連続する８組の電極の各々において、１ｍＡの電流を印加した場合の電圧を測定し、抵抗値を算出した。そして、この評価を１０回繰り返し、各電極における抵抗値の平均値を求め、これを接続抵抗とした。その結果を、図６に示す。なお、図６、及び、後述の図７〜図１１において、連続する８個の電極を、上述の平面方向の一端側から他端側にかけて（即ち、図２において、紙面の左側から右側にかけて）、1〜８の整数値で表示した。

（実施例２）
導電性微粒子として、５μｍから１０μｍの粒子径分布を有する球状のニッケル微粒子を用いた。樹脂としては、ビスフェノールＡ型の固形エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１２５６、およびエピコート１００２〕、ビスフェノールＡ型の液状エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート８２８ＵＳ〕と、マイクロカプセル型イミダゾール系硬化剤〔旭化成エポキシ（株）製、商品名ノバキュアＨＸ３９４１〕とを重量比で４０／２０／４０／３５の割合で用いた。

これらの樹脂を酢酸ブチルに溶解後、三本ロールによる混練を行い、樹脂濃度が４０重量％である溶液を作製した。この溶液に、固形分の総量（ニッケル粉末＋樹脂）に占める割合で表される金属充填率が、１体積％となるように上記ニッケル粉末を添加した後、遠心攪拌ミキサーを用いて攪拌することによりニッケル粉末を均一に分散し、接着剤用の複合材料を作製した。次いで、この複合材料を離型処理したＰＥＴフィルム上にドクターナイフを用いて塗布し、厚さ２５μｍの異方導電性接着剤を作製した。

次いで、上述の実施例１と同様にして、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、抵抗評価を行った。以上の結果を図７に示す。

（実施例３）
樹脂シートとして、厚さが９０μｍである、エチレンビニルアルコール樹脂からなる樹脂シートを使用し、当該樹脂シートの表面に、離型処理が施され、厚さが２０μｍである、エチレン／テトラフルオロエチレン樹脂からなるシート部材１０を設けたものを使用したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、抵抗評価を行った。以上の結果を図８に示す。

（実施例４）
樹脂シートとして、厚さが９０μｍである、エチレンビニルアルコール樹脂からなる樹脂シートを使用し、当該樹脂シートの表面に、離型処理が施され、厚さが２０μｍである、エチレン／テトラフルオロエチレン樹脂からなるシート部材１０を設けたものを使用したこと以外は、上述の実施例２と同様にして、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、抵抗評価を行った。以上の結果を図９に示す。

（比較例１）
ヘッドとフレキシブル配線板の間に、樹脂シートを介在させなかったこと以外は、上述の実施例１と同様にして、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、抵抗評価を行った。以上の結果を図１０に示す。

（比較例２）
ヘッドとフレキシブル配線板の間に、樹脂シートを介在させなかったこと以外は、上述の実施例２と同様にして、リジッド配線板とフレキシブル配線板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、抵抗評価を行った。以上の結果を図１１に示す。

図６〜図９に示すように、実施例１〜４においては、いずれの場合においても、連続する８組の電極の各々における接続抵抗がほぼ均一となっており、バラツキが殆ど生じておらず、ＩＴＯ電極−回路電極間の接続信頼性が向上していることが判る。一方、図１０、図１１に示すように、比較例１〜２においては、いずれの場合においても、各電極の接続抵抗が均一となっておらず、バラツキが生じており、ＩＴＯ電極−回路電極間の接続信頼性が低下していることが判る。

これは、実施例１〜４においては、ヘッドとフレキシブル配線板の間に、変形可能な樹脂シートを介在させた状態で、加熱加圧処理を行うことにより、ＩＴＯ電極と回路電極間を接続しているため、樹脂シートがクッション材として機能し、上述の平面方向における荷重分布を均一にすることができたためであると考えられる。一方、比較例１〜２においては、ヘッドとフレキシブル配線板の間に、変形可能な樹脂シートを介在させていないため、上述の平面方向における荷重分布を均一にすることができなかったためであると考えられる。

また、エチレンビニルアルコール樹脂からなる樹脂シートを使用した実施例３は、ポリテトラフルオロエチレンからなる樹脂シートを使用した実施例１に比し、各電極の接続抵抗をより一層均一にできることが判る。なお、同様の結果が、実施例２と実施例４の比較からも判る。

本発明の活用例としては、複数の被接合部材の間に接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する電極接続方法および電極接続装置が挙げられる。

本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、電極間を接続する前の状態を示す図である。本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、電極間を接続した後の状態を示す図である。本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、樹脂シートの表面に、離型処理が施されたシート部材を設けたものを使用する場合の図である。本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、樹脂シートを搬送させて巻き取る場合の図である。本発明に係る電極接続方法を説明するための要部断面図であり、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場合の図である。本発明の実施例１における接続抵抗の測定結果を示す図である。本発明の実施例２における接続抵抗の測定結果を示す図である。本発明の実施例３における接続抵抗の測定結果を示す図である。本発明の実施例４における接続抵抗の測定結果を示す図である。本発明の比較例１における接続抵抗の測定結果を示す図である。本発明の比較例２における接続抵抗の測定結果を示す図である。

符号の説明

１…ガラス基材、２…フレキシブル配線板、３…異方導電性接着剤、４…ヘッド、５…第１の回路電極、６…第２の回路電極、７…基台、８…基材、９…樹脂シート、１０…シート部材、１１…巻き出し部材、１２…巻き取り部材、１３…導電性微粒子、１４…リジッド配線板、２０…基材、２１…第３の回路電極、２２…フレキシブル配線板、Ｙ…回路電極の平面方向

Claims

複数の被接合部材の間に接着剤を介して、圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、前記複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続する電極接続方法において、
前記圧着部材と前記被接合部材の間に、熱可塑性樹脂により形成され、かつ、両面にシート部材が設けられた変形可能な樹脂シートを介在させて、前記圧着部材による加熱加圧処理を行い、この加熱加圧処理において、前記シート部材に挟まれる前記樹脂シートを溶融させることにより同樹脂シートの粘度を低下させるとともに、同樹脂シートが前記圧着部材と前記被接合部材の間に介在し続ける圧力で加圧することを特徴とする電極接続方法。
前記複数の被接合部材が、リジッドな基材上に形成された第１の回路電極を有するリジッド配線板と、フレキシブルな基材上に形成された第２の回路電極を有するフレキシブル配線板からなり、前記圧着部材と前記フレキシブル配線板の間に前記樹脂シートを介在させるとともに、前記圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、前記第１、第２の回路電極間を接続することを特徴とする請求項１に記載の電極接続方法。
前記複数の被接合部材が、フレキシブルな基材上に形成された回路電極を有する複数のフレキシブル配線板からなり、前記圧着部材と前記フレキシブル配線板の間に前記樹脂シートを介在させるとともに、前記圧着部材により加熱加圧処理を行うことにより、前記複数のフレキシブル配線板の各々に形成された前記回路電極間を接続することを特徴とする請求項１に記載の電極接続方法。
前記接着剤が、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤であるとともに、前記導電性粒子が、微細な粒子が、多数、繋がった形状あるいは針形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電極接続方法。
前記樹脂シートを搬送可能に設けるとともに、前記圧着部材による加熱加圧処理により、前記複数の被接合部材の各々に形成された電極間が接続された後に、前記圧着部材と前記被接合部材の間に介在する前記樹脂シートを搬送させて巻き取ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電極接続方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電極接続方法により電極を接続する工程を含む配線板接合体の製造方法。
複数の被接合部材の間に接着剤を介して、前記複数の被接合部材の各々に形成された電極間を接続するための加熱加圧処理を行う圧着部材と、熱可塑性樹脂により形成され、かつ、両面にシート部材が設けられた変形可能な樹脂シートが巻回されるとともに、前記圧着部材と前記被接合部材の間に前記樹脂シートを供給する巻き出し部材と、前記圧着部材と前記被接合部材の間に、前記樹脂シートを介在させた状態で、前記圧着部材による加熱加圧処理を行うことにより、この加熱加圧処理において、前記シート部材に挟まれる前記樹脂シートを溶融させることにより同樹脂シートの粘度を低下させるとともに、同樹脂シートが前記圧着部材と前記被接合部材の間に介在し続ける圧力で加圧し、前記複数の被接合部材の各々に形成された電極間が接続された後に、前記巻き出し部材から供給された前記樹脂シートを巻き取る巻き取り部材と、を備えることを特徴とする電極接続装置。