JP5247571B2 - 配線基板と配線基板の接続方法 - Google Patents

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Description

本発明は、配線を有する基板同士を電気的に接続した配線基板と配線基板の接続方法に関する。
基板の上に電子部品を実装するフリップチップ（Flip Chip）実装では、前記基板の配線端子の上や前記電子部品の電極の上にバンプ（Bump）が形成される。配線端子の上にバンプを形成する技術として、近年、従来のソルダーペースト法やスーパーソルダー法等の技術と呼ばれる技術に代えて、基板の前記配線端子の上や電子部品の前記電極の上に、導電性粒子（例えば、はんだ粉）を自己集合させてバンプを形成する方法がある。あるいは、前記基板と前記電子部品の電極間に導電性粒子を自己集合させて、基板の前記配線端子と電子部品の電極間に接続体を形成して、前記基板に電子部品をフリップチップを実装する方法が提案されている。
図９Ａ〜図９Ｄと図１０Ａ〜１０Ｄは、導電性粒子を自己集合させてバンプを形成する従来技術を示している。
先ず、図９Ａに示すように、複数のパッド電極３２を有する基板３１の上に、はんだ粉１１６と気泡発生剤（図示せず）を含有した樹脂１１４を供給する。
次に図９Ｂに示すように、樹脂１１４の表面に平板１４０を配設する。
この状態で樹脂１１４を加熱すると、図９Ｃに示すように、樹脂１１４の中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。そして図９Ｄに示すように、樹脂１１４の一部は発生した気泡３０が成長することで気泡外に押し出される。
押し出された樹脂１１４は、図１０Ａに示すように、基板３１のパット電極３２との界面、及び平板１４０との界面に柱状に自己集合する。なお、基板３１の縁部に存在する樹脂１１４の一部は基板３１の外縁から外部に押し出されることになる（図示省略）。
次に、樹脂１１４を更に加熱すると、図１０Ｂに示すように樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６が溶融し、パッド電極３２上に自己集合した樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６同士が溶融して結合する。
パッド電極３２は、溶融して結合したはんだ粉１１６に対して濡れ性が高いので、図１０Ｃに示すようにパッド電極３２上に溶融はんだ粉よりなるバンプ１９を形成する。
最後に、図１０Ｄに示すように樹脂１１４と平板１４０を除去することにより、パッド電極３２の上にバンプ１９が形成された基板３１が得られる。
なお、以上の工程においては、供給する樹脂１１４の量は誇張して図示したものであり、実際には、パッド電極３２の上に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量の樹脂１１４が供給される。
この従来の方法の特徴は、基板３１と平板１４０の隙間に供給された樹脂１１４を加熱することによって、気泡発生剤から気泡３０を発生させ、気泡３０が成長することで樹脂１１４を気泡外に押し出すことにより、はんだ粉１１６を含んだまま樹脂１１４を基板３１のパッド電極３２と平板１４０との間に自己集合させる点にある。
樹脂１１４がパッド電極３２の上に自己集合する現象は、図１１Ａと図１１Ｂに示すメカニズムで起きているものと考えられる。
図１１Ａは、成長した気泡（図示せず）によって基板３１のパッド電極３２上に樹脂１１４が押し出された状態を示している。パッド電極３２に接した樹脂１１４は、その界面における界面張力（いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力）に応じた力：Ｆｓが、樹脂の粘度：ηから発生する応力：Ｆηよりも大きいので、パッド電極３２の全面にわたって樹脂１１４が広がり、最終的には、パッド電極３２の端部を境とした柱状樹脂が、パッド電極３２と平板１４０の間に形成される。
なお、パッド電極３２の上に自己集合して形成された柱状の樹脂１１４には、図１１Ｂに示すように気泡３０の成長（または移動）による応力：Ｆｂが加わるが、樹脂１１４の粘度：ηによる応力：Ｆηの作用により、その形状を維持することができ、パッド電極３２の上に自己集合した樹脂１１４が消滅することはない。
ここで、自己集合した樹脂１１４が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力に応じた力：Ｆｓの他にパッド電極３２の面積：Ｓ及びパッド電極３２と平板１４０との隙間の距離：Ｌや、樹脂１１４の粘度：ηにも依存する。樹脂１１４を一定形状に維持させる目安を“ Ｔ ”とすると、安定性には以下のような関係が成り立つものと考えられる。
Ｔ ＝ Ｋ・（Ｓ／Ｌ）・η・Ｆｓ （ Ｋ は 常数 ）
このように従来の方法は、樹脂１１４の界面張力による自己集合を利用して、パッド電極３２の上に樹脂１１４を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、基板３１の表面に形成されたパッド電極３２が凸状に形成されているが故に、基板３１と平板１４０の間に形成されたギャップの中で、基板３１と平板１４０との間よりも狭くなっている、平板１４０とパッド電極３２との間で起きる現象を利用したものと言える。
この従来の方法を用いると、樹脂１１４中に分散したはんだ粉を効率良くパッド電極上に自己集合させることができ、均一性に優れ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。
又、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、基板の上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に、特に有用である。
特許第３９６４９１１号公報 特許第３９５５３０２号公報
以上のような樹脂を自己集合させることによりはんだ粉を自己集合させる技術は、バンプ形成のみならず、他の用途に用いることが考えられる。
そのような用途として、本発明者は、基板同士の接続に当該技術を利用することを見いだした。
携帯電話装置やデジタルカメラなどの電子機器の内部配線には、薄くて折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits 以下、ＦＰＣと記す）が多く使用されている。近年、携帯機器の小型化や可動部の増加に伴い、ＦＰＣの使用比率が高まっている。メインボードに使用される硬質基板にＦＰＣを接続する場合、コネクタ接続が一般的であり、コネクタ接続ではＦＰＣを繰り返して脱着できることが大きなメリットである。
脱着の必要がない場合でも容易に基板間接続ができる利点がある。しかしながら、コネクタ接続では、コネクタが占める三次元的なスペースが機器の小型化・薄型化に対して障害となる。また、現行のコネクタの最小ピッチは０．３ｍｍのものが主流であり、それよりも狭ピッチの電極端子接続が困難である。
一方、硬質基板とＦＰＣを完全に一体化したリジットフレックス基板も存在する。リジッドフレックス基板は、ＦＰＣが硬質基板の内層に挟まれるため外周に接続部を必要とない利点があるが、製造工程が長く、特に層数の異なる硬質基板の組み合わせでは、工程が複雑となる。
こうした中、最近では、別々の硬質基板の間をＦＰＣで接続すると、リジットフレックス基板と同等の構造の配線基板を製造することができる。リジットフレックス基板と比較して工程を簡略化することができ、また配線基板の外形や構造が制約されることが少ない。
そこで、かかる狭ピッチの電極端子を有する基板同士の接続に、はんだ粉を自己集合させる従来技術を用いることは有効と考えられる。
一方、本発明者は、上記方法を応用して配線基板と配線基板を接続する方法を検討している際に、以下のような現象を見出した。以下、その現象を説明する。
図１２に接続検討する際に用いた配線基板を示す。
基板３１ａには、帯状の複数の配線３３ａが併設されており、基板３１ａの端部の領域３４ａに接続端子（以下、接続端子３４ａと呼ぶ）が形成されている。
配線３３ａの幅は０．０５ｍｍ、隣り合う配線とのスペース３５ａは０．０５ｍｍであり、ピッチ０．１ｍｍの配線ルールである。
この基板３１ａの接続端子３４ａの中央部に、はんだ粉と気泡発生剤（図示せず）を含有した樹脂１１４を適量だけ塗布する。
次に、図１２で樹脂１１４を塗布した基板３１ａの上に、図１３Ａ，図１３Ｂに示すように、基板３１ａとは別の基板３１ｂの端部を重ね合わせて、基板３１ｂの端部の領域３４ｂに接続端子（以下、接続端子３４ｂと呼ぶ）と基板３１ａの接続端子３４ａを、樹脂１１４を介して対向させる。ここでは、接続端子３４ａ，３４ｂは互いに同寸法、同一ピッチである。
この状態で樹脂１１４を加熱すると、接続端子３４ａと接続端子３４ｂとが重なる領域に、樹脂１１４の中のはんだ粉が自己集合した後、溶融して固化することで基板３１ａと基板３１ｂが接続されることが期待される。
しかしながら実際に加熱を行った場合には、図１４に示すように接続端子３４ａと接続端子３４ｂとが重なる領域の外まで樹脂１１４およびはんだ粉が大きく移動した。特に、基板３１ａにおける隣り合う配線とのスペース３５ａ、基板３１ａにおける隣り合う配線とのスペース３５ｂからの樹脂１１４及びはんだ粉の移動が顕著であった。
基板３１ａと基板３１ｂの重なり部を、Ｘ線透視装置により観察すると、図１５に示すように移動して集合したはんだ粉が溶融して固化した状態になっていた。１６ａは接続領域の外にはんだ粉が集合して固化した部位、１６ｂは接続端子にはんだが不足した部位、１６ｃは未接続部位であって、全てのはんだ粉が接続端子３４ａと接続端子３４ｂとが重なる領域に集合することはなかった。
このように、微細な帯状の接続端子を併設してなる基板同士を、はんだ粉等の導電性粒子を電極上に自己集合させることにより接続するためには、上述の不具合を解消することが必要であることが分かった。
本発明は、微細な帯状の接続端子を併設してなる基板同士を、導電性粒子の自己集合によって良好に接続した配線基板と配線基板の接続方法を提供することを目的とする。
本発明の配線基板は、第１基板の端部の接合領域と第２基板の端部の接合領域とをそれぞれの表面に形成されている配線を内側にして重ね合わせて接続した配線基板であって、第１基板の接合領域では端から後退した位置に配線の端面が位置し、第２基板の接合領域では端から後退した位置に配線の端面が位置し、第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面との隙間が導電体により接合され、前記第１基板と前記第２基板が樹脂を介して接合されていることを特徴とする。
具体的には、前記第１，第２基板の配線の端部の平面形状が、傾斜型、鍵型、凹凸、段形状、漏斗状のいずれかであることを特徴とする。
具体的には、第１基板の前記配線の端面と、第２基板の前記配線の端面との距離が、第１基板における前記配線の間隔ならびに第２基板における前記配線の間隔より狭いことを特徴とする。
具体的には、前記接続端子は互いに、中心が一致するように前記接続端子の端面同士が突き合わせされていることを特徴とする。
具体的には、第１基板の前記配線の端面と、第２基板の前記配線の端面は互いに、一定の隙間を保って前記端面同士が突き合わせされていることを特徴とする。
具体的には、第１基板と第２基板はそれぞれ前記配線が並列に形成されており、前記配線のうちの隣接する第１，第２の配線は、前記端から後退した距離が異なることを特徴とする。
また、本発明の配線基板の接続方法は、第１基板の端部の接合領域と第２基板の端部の接合領域とをそれぞれの表面に形成されている配線を内側にして重ね合わせて接続するに際し、端から後退した位置に配線の端面が位置する前記第１基板と、端から後退した位置に配線の端面が位置する前記第２基板とを、第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面とが対向するように重ね合わせて前記第１，第２基板同士を突き合わせ位置決めする工程と、第１基板の接合領域と第２基板の接合領域とを重ね合わせる前に少なくとも一方の接合領域に、または前記配線の端面同士の隙間に気泡発生剤と導電性粒子を含んだ導電性接合体を塗布する工程と、前記導電性接合体を加熱しその後冷却して第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面との間の隙間を、集合して溶融して固化した前記導電性粒子によって接続する工程とを備えたことを特徴とする。
前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、前記導電性接合体は、加熱により沸騰または熱分解することにより気体を発生させる材料を含むことを特徴とする。
この構成によれば、微細な帯状の接続端子を併設してなる基板同士を、導電性粒子の自己集合によって良好に接続できる。
本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法に用いる配線基板の拡大平面図 図１Ａの正面図 同実施の形態の配線基板の接続方法を説明する平面図 図２Ａの正面図 同実施の形態の配線基板の接続方法を説明する平面図 図３ＡのＡ−Ａ断面図 同実施の形態の配線基板の接続方法の工程を説明する図 同実施の形態の配線基板の接続方法の工程を説明する図 同実施の形態の配線基板の接続方法の工程を説明する図 図３ＡのＡ−Ａ断面図により同実施の形態の配線基板の接続方法の工程を説明する図 本発明の各実施の形態に係わる導電性粒子の材料の一例を示す図 本発明の各実施の形態に係わる気泡発生剤の材料の一例を示す図 本発明の各実施の形態に係わる気泡発生剤の材料の一例を示す図 本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法を説明する平面図 同実施の形態の配線基板の接続方法を説明する平面図 本発明の実施の形態３の配線基板の接続方法を説明する平面図 同実施の形態の配線基板の接続方法を説明する平面図 樹脂の自己集合を利用した従来例のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来のバンプ形成方法の基本工程を示した断面図 従来の方法である樹脂の自己集合のメカニズムを説明する図 従来の方法である樹脂の自己集合のメカニズムを説明する図 樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明する平面図 樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明する平面図 図１３ＡのＡ−Ａ断面図 従来の方法において、樹脂とはんだ粉が接続領域から押し出された状態を示す平面図 従来の方法において、はんだ粉が集合した後に溶融固化した状態を説明する図 従来の方法において、導電性粒子としてのはんだ粉の形成異常が形成される理由を説明する平面図 図１６ＡのＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態１の配線基板の断面図 従来例の配線基板の断面図 別の実施の形態の接続端子の形状を示す平面図と接続状態の説明図 別の実施の形態の接続端子の配置例を示す平面図と接続状態の説明図
以下、本発明の配線基板の接続方法を、具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１Ａと図１Ｂに基づいて説明する。
図１Ａ，図１Ｂは配線基板の平面図とその正面図で、配線３３ａとその他の部分とを区別するために配線３３ａがハッチングで図示されている。
第１基板としての基板３１ａは、絶縁体２０ａの上に配線３３ａが複数併設されており、端部の領域３４ａに接続端子（以下、接続端子３４ａと呼ぶ）が形成されている。接続端子３４ａは、配線３３ａがスペース３５ａにおいて形成されている第１の領域５１と、配線３３ａが形成されていない第２の領域５２とで構成されている。
配線３３ａの幅は０．０５ｍｍ、隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。接続端子３４ａは絶縁体２０ａの端より全長が１．０ｍｍである。配線３３ａの先端位置３６ａは絶縁体２０ａの端より０．５ｍｍである。また、配線３３ａの厚みは約１５μｍ（銅箔厚１２μｍ上にＮｉ／Ａｕメッキ厚３μｍを形成）とした。
この基板３１ａの端部に重ね合わせて接続する第２基板としての基板３１ｂの端部にも接続端子３４ａと同様に、配線３３ｂがスペース３５ｂにおいて形成されている第１の領域５１と、配線３３ａが形成されていない第２の領域５２とで構成されている。
基板３１ｂは、基板３１ａと同一形状であり、接続端子３４ａと同一形状、同一寸法の接続端子３４ｂを有している。
図３Ｅ，図３Ｆは基板３１ａと基板３１ｂを重ね合わせて接合した配線基板の平面図とその正面図である。図１７Ａは配線３３ａ，３３ｂの重ね合わせ部分の断面図を示している。１６Ａは配線３３ａと配線３３ｂを接合している半田である。この実施の形態１の配線基板は、基板３１ａの絶縁体２０ａと基板３３ｂの絶縁体２０ｂとの間隔（板厚方向の隙間）が、配線３３ａと配線３３ｂとが固化した半田１６Ａを挟んで接合されている従来例（図１７Ｂ参照）のものよりも小さい。
この配線基板は、次の工程で基板３１ａ，３１ｂを接続している。
図２Ａと図２Ｂに示すように接続端子３４ａの上に、導電性粒子１６と気泡発生剤（図示せず）を含有した導電性接合体としての流動体１４を供給する。流動体１４の供給位置は、配線３３ａの先端位置３６ａを略中心とするように線状に供給した。
本実施の形態１における流動体１４としては導電性粒子１６を含む樹脂を用いた。なお、導電性粒子１６、気泡発生剤の具体例については後述する。
次に、この基板３１ａの端部に基板３１ａとは別の基板３１ｂの端部を、配線３３ａ，３３ｂを内側にして図３Ａと図３Ｂに示すように重ね合わせる。
具体的には、配線基板３１ａの配線３３ａの中心線３７ａと、対向する他方の配線基板３１ｂの配線３３ｂの中心線３７ｂとが一致するように位置合わせするとともに、接続端子３４ａの配線の先端の端面３６ａと、接続端子３４ｂの配線の先端の端面３６ｂとを対向させて配置する。このとき互いに突き合わせされた配線の端面３６ａと端面３６ｂは導電性接合体としての流動体１４を介して一定の隙間Ｗ（図３Ａ）になるように配置されている。
このように位置合わせすることで、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂだけで配線３３ｂが形成されていない第２の領域５２の部分が、接続端子３４ａの配線３３ａに被さり、接続端子３４ａの絶縁体２０ａだけで配線３３ａが形成されていない第１の領域５１の部分が、接続端子３４ｂの配線３３ｂに互いに被さり合った構成となるとともに、接続端子３４ａ，３４ｂの空間領域には流動体１４が満たされた状態となる。
図３Ａと図３Ｂに示したように、基板３１ａ，３１ｂが前記隙間Ｗを維持するように保持した状態で接続端子３４ａ，３４ｂの領域を集中して加熱すると、図３Ｃに示すように、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。隙間Ｗは、導電性粒子１６の粒径よりも広く、スペース３５ａ、スペース３５ｂの幅より狭い。つまり、配線基板３１ａの配線３３ａの端面と、配線基板３１ｂの前記配線３３ｂの端面との距離（隙間Ｗ）が、配線基板３１ａにおける配線３３ａの間隔、ならびに 配線基板３１ｂにおける配線３３ｂの間隔より狭い。
また図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、接続端子３４ａと接続端子３４ｂの接続領域に満たされた流動体１４は、互いの基板３１ａ，３１ｂの絶縁体２０ａ，２０ｂ間の表面張力によって接続端子３４ａ，３４ｂを含む領域に留めることができるので、当該領域を大きく超えて流動体１４が広がることは無い。
次に、図３Ｄ及び図３Ｅを参照して、気泡３０の発生後の過程について説明を続ける。
図３Ｄに示すように、流動体１４は加熱により発生した気泡３０は膨張により内圧が高くなり、より圧力が低い大気側に伸びるように成長する、または移動を開始する。
ここで上述したように、配線３３ａの中心線３７ａに、他方の配線３３ｂの中心線３７ｂを一致させるように位置合わせし、さらに配線３３ｂの端面３６ｂを配線３３ａの端面３６ａとの間隔が一定の隙間Ｗとなるように対向突き合わせされており、
スペース３５ａ、スペース３５ｂの寸法 ＞ 隙間Ｗ ＞ 導電性粒子１６の直径
の関係にある。このことから隙間Ｗには、接続端子３４ａ、接続端子３４ｂ領域のスペース３５ａ、スペース３５ｂより大きな表面張力が作用することとなる。これにより、気泡３０の成長や動きによって移動する流動体１４に含まれる導電性粒子１６は、より大きな表面張力が作用している隙間Ｗの近傍に集合する。
流動体１４をさらに加熱すると、図３Ｅに示すように流動体１４の中に含有する導電性粒子１６が溶融し、その結果、導電性粒子１６の自己集合が完了する。つまり配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂの間は溶融した導電性粒子により接続される。
次に、加熱を停止して冷却することで、溶融した導電性粒子は固化する。これにより、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂは、図１７Ａに示すように半田１６Ａによって完全に接続される。
図３ＥのＡ−Ａ断面図である図３Ｆに示すように、溶融固化した導電性粒子を除く流動体１４は、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂと接続端子３４ａの配線３３ａおよび、接続端子３４ａの絶縁体２０ａと接続端子３４ｂの配線３３ｂは互いに被さり合っているので、それぞれを接着する作用として機能する。これにより、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂの間は接続された部分が補強され、配線基板３１ａと配線基板３１ｂの良好な接続を行うことが可能となる。
本発明者が見い出した従来の問題点である配線基板における導電性粒子としてのはんだ粉の形成異常が形成される理由を、従来例の図１３〜図１５の詳細を説明するための図１６Ａと図１６Ｂを用いて説明する。
図１３Ａ，図１３Ｂの状態で樹脂１１４を加熱すると、樹脂１１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。発生した気泡３０が樹脂１１４内のはんだ粉１１６を押し退けながら移動する。さらに、気泡３０は成長して移動速度を高めながら配線３３ａ及び配線３３ｂに沿って接続端子３４ａ，３４ｂの接続領域外に排出する。気泡３０の移動が緩慢であれば本来は気泡３０により押し退けられて配線３３ａ、配線３３ｂ間に集合すべきはんだ粉１１６は、樹脂１１４とともに接続領域外に流出し溶融固化する。接続端子３４ａ，３４ｂ間で集合すべきはんだ粉１１６が押し出されることにより、配線３３ａ，３３ｂ間を接続するためのはんだの量に不足が生じることで、接続端子間にはんだが不足した部位や未接続の部位が生じたものと考えられる。
この要因として、スペース３５ａとスペース３５ｂの空隙は、配線３３ａと配線３３ｂおよびその隙間により決定されるが、この空隙の間隔が広いことにより樹脂１１４に作用する表面張力や樹脂１１４の粘性による気泡３０の成長やその移動速度の抑制が出来なかったことが考えられる。
以上の不具合に対し、本実施の形態においては、上述したスペース３５ａとスペース３５ｂの空隙を狭める構成としたことにより、抑制された気泡の成長や移動速度による、流動体１４の接続領域外への流出がなく、配線の先端の端面３６ａ，３６ｂの間にはんだ粉が自己集合されるので、接続領域の外へのはんだ集合、接合端子のはんだ不足、はんだ未接続などの課題が解決できる。
このことから、基板同士の接合であっても、均一性に優れ、かつ、生産性の高い電気接続を行うことができる。さらに、配線の先端の端面同士を突き合わせる構成としているので、従来の配線を重ね合わせる構成に比べて、接続部の厚みを薄くできる。
上記の作用は、流動体１４の具体的な組成によって特に限定されない。しかしながら、それぞれ、以下の材料を使用することができる。
流動体１４としては、室温から導電性粒子１６の溶融温度の範囲内において流動可能な程度の粘度を有するものであれば良く、又、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑樹脂、または光（紫外線）硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。
又、導電性粒子１６及び気泡発生剤としては、図４及び図５に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。
なお、導電性粒子１６の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体１４を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。
又、気泡発生剤は、沸点の異なる２種類以上の材料からなるものであっても良い。沸点が異なれば、気泡発生及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体１４の移動が段階的に行われるので、流動体１４の自己集合過程が均一化されてこれにより、安定して配線基板接続を行うことができる。
なお、気泡発生剤としては、図５に挙げた材料以外に、流動体１４が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図６に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物（水酸化アルミニウム）を使用した場合、流動体１４が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。
また、以上の工程を示す各図においては、供給する流動体１４の量は誇張して図示したものであり、実際には、接続端子３４ａ，３４ｂの間に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量が供給される。ここで、流動体１４の例としては、ハンダ粉５０重量％、エポキシ樹脂（含硬化剤）４５重量％、残部（活性剤、気泡発生剤など）５重量％を用いることができる。
なお、上述した実施の形態１では、接続端子３４ａ上に流動体１４を供給した後、接続端子３４ｂを配置したが、それに限らず、先に、隙間Ｗを生ずるようにあらかじめ配線端子同士を対向配置しておき、その後に導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給するようにしても良い。要するに、接続基板同士の位置合わせを行う工程の順序によって本発明は限定されるものではない。
（実施の形態２）
図７Ａと図７Ｂは本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１の配線３３ａ，３３ｂのそれぞれの端部３６ａ，３６ｂの平面形状は直線であったが、この実施の形態２では配線３３ａ，３３ｂのそれぞれの端部の平面形状は円弧状である。その他は実施の形態１と同じである。
図７Ｂは、流動体１４が塗布され、配線基板３１ａの配線３３ａの中心線３７ａと、対向する他方の配線基板３１ｂの配線３３ｂの中心線３７ｂとが一致するように位置合わせするとともに、接続端子３４ｂの端面３６ｂを、接続端子３４ａの端面３６ａに対向させて配置する。このとき互いに突き合わせされた端面３６ａと端面３６ｂは流動体１４を介して一定の隙間Ｗになるように配置されている。流動体１４は、実施の形態１と同じものを用いた。
以上のように位置合わせすることで、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂは接続端子３４ａの配線３３ａに被さり、接続端子３４ａの絶縁体２０ａは接続端子３４ｂの配線３３ｂに互いに被さり合った構成となるとともに、接続端子３４ａ、３４ｂの空間領域には流動体１４が満たされた状態となる。この状態で流動体１４を加熱すると、実施の形態１と同様に、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂは導電性粒子１６の溶融固化により完全に接続される。ここで、配線３３ａ，３３ｂの先端を丸めた形状にして突き合わせているので、配線３３ａ，３３ｂの外側から中心になるに従って隙間Ｗが次第に小さくなる漏斗状の開先部分が導電性粒子１６の集合を容易にしている。
また、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂと接続端子３４ａの配線３３ａおよび、接続端子３４ａの絶縁体２０ａと接続端子３４ｂの配線３３ｂは互いに被さり合っているので、この絶縁体２０ａ，２０ｂの間は、硬化した導電性粒子１６が配線３３ａ，３３ｂの間に集合することによって流動体１４の中の残った樹脂成分によってそれぞれを接着するように作用して機能する。これにより、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂの間は溶融した導電性粒子により接続された部分が補強され、配線基板３１ａと配線基板３１ｂの良好な接続を行うことが可能となる。
なお、上述した実施の形態２では、配線３３ａ，３３ｂの先端を円弧状に丸めて突き合わせて漏斗状の開先部分を形成したが、それに限らず、配線３３ａ，３３ｂの先端を台形にしても良い。要するに、配線３３ａ，３３ｂの端面を突き合わせて漏斗状の開先部分を形成すればよい。
（実施の形態３）
図８Ａと図８Ｂは本発明の実施の形態３を示す。
実施の形態１の配線３３ａ，３３ｂのそれぞれの端部の平面形状は直線であったが、この実施の形態３では配線３３ａ，３３ｂの端部に切り欠き５３を形成してそれぞれの端部の平面形状を鍵形に形成して端面の対向長さを長くしている点が異なっている。その他は実施の形態１と同じである。
図８Ａにおいて配線基板３１ａは、絶縁体２０ａ上に配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域は、配線３３ａと配線３３ａを含まない絶縁体２０ａのみで形成される接続端子３４ａであり、配線３３ａの端面３６ａは配線基板３１ａの端より０．４ｍｍの位置関係にあり配線３３ａを含む接続端子３４ａの長さは１．０ｍｍである。また、配線３３ａの先端部には長辺０．２ｍｍ、短辺０．０３ｍｍの切り欠きを設けた。配線３３ａの幅は０．０５ｍｍであり、隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。また、配線３３ａの厚みは約１５μｍ（銅箔厚１２μｍ上にＮｉ／Ａｕメッキ厚３μｍを形成）とした。
図８Ｂは、配線基板３１ａの配線３３ａの中心線３７ａと、対向する他方の配線基板３１ｂの配線３３ｂの中心線３７ｂとが一致するように位置合わせするとともに、接続端子３４ｂの端面３６ｂを、接続端子３４ａの配線３３ａの切り欠き部５３に対向させて配置する。このときには既に流動体１４が塗布されており、互いの切り欠き部５３に突き合わせされた端面３６ａと端面３６ｂは流動体１４を介して一定の隙間Ｗになるように配置されている。流動体１４は実施の形態１と同じものを用いた。
このように位置合わせすることで、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂは接続端子３４ａの配線３３ａに被さり、接続端子３４ａの絶縁体２０ａは接続端子３４ｂの配線３３ｂに互いに被さり合った構成となるとともに、接続端子３４ａ，３４ｂの空間領域には流動体１４が満たされた状態となる。この状態で流動体１４を加熱すると、実施の形態１と同様に、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂは導電性粒子１６の溶融固化により完全に接続される。ここで、配線３３ａ，３３ｂの先端部に切り欠きを設けた形状にして突き合わせているので、互いの接続長を長くでき、導電性粒子１６による接続の信頼性を高めることができる。
また、接続端子３４ｂの絶縁体２０ｂと接続端子３４ａの配線３３ａおよび、接続端子３４ａの絶縁体２０ａと接続端子３４ｂの配線３３ｂは互いに被さり合っているので、この絶縁体２０ａ，２０ｂの間は、硬化した導電性粒子１６が配線３３ａ，３３ｂの間に集合することによって流動体１４の中の残った樹脂成分によってそれぞれを接着するように作用して機能する。これにより、配線３３ａの端面３６ａと配線３３ｂの端面３６ｂの間は溶融した導電性粒子により接続された部分が補強され、配線基板３１ａと配線基板３１ｂの良好な接続を行うことが可能となる。
なお、実施の形態３では、配線３３ａ，３３ｂの先端部に切り欠き５３を設けた形状にして突き合わせて接続長を長くしたが、図１８（ａ）〜（ｅ）に示すように配線３３ａと配線３３ｂの接続長が長くなるように配線端を形成すればよい。
具体的には、図１８（ａ）の端面３６ａ，３６ｂの形状は、配線３３ａ，３３ｂの中心では隙間Ｗで直線状に対向し、中心から外側になるに従って隙間Ｗが次第に大きくなる傾斜面５４で構成されている。図１８（ａａ）は集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合状態を示している。
図１８（ｂ）の端面３６ａ，３６ｂの形状は、 配線３３ａ，３３ｂの中心から外側に向かって傾いた傾斜面で、かつ隙間Ｗは配線３３ａ，３３ｂの幅方向に一定である。図１８（ｂｂ）は集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合状態を示している。
図１８（ｃ）の端面３６ａ，３６ｂの形状は、一方向に傾いた傾斜面で、かつ隙間Ｗは配線３３ａ，３３ｂの幅方向に一定である。図１８（ｃｃ）は集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合状態を示している。
図１８（ｄ）の端面３６ａ，３６ｂの形状は、 階段状に傾いた傾斜面で、かつ隙間Ｗは配線３３ａ，３３ｂの幅方向に一定である。図１８（ｄｄ）は集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合状態を示している。
図１８（ｅ）の端面３６ａ，３６ｂの形状は凹凸形状で、かつ隙間Ｗは配線３３ａ，３３ｂの幅方向に一定である。図１８（ｅｅ）は集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合状態を示している。
上記の各実施の形態において、基板３１ａにスペース３５ａの間隔で設けられて隣接している複数の配線３３ａの端面３６ａの位置が、基板３１ａの端から同じ距離だけ後退した位置であって、基板３１ｂにスペース３５ｂの間隔で設けられた複数の配線３３ｂの端面３６ｂの位置も、基板３１ｂの端から同じ距離だけ後退した位置にあって、集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合個所は、基板３１ａ，３１ｂの端から同じところに位置していたが、配線３３ａの中で隣接する配線の相互は、集合して固化した半田１６Ａによる配線３３ａと配線３３ｂの接合個所が、基板３１ａの端から異なるところに位置させることによって、スペース３５ａ，３５ｂの狭ピッチ化に対応できる。図１８（ａ）の場合を例に挙げて図１９（ａ）（ｂ）に基づいて具体的に説明する。
図１９（ａ）は基板３１ａと基板３１ｂを重ね合わせた状態を示しており、図示は省略されているが図３Ａと同様に、基板３１ａの接続端子３４ａと基板３１ｂの接続端子３４ｂの間に流動体１４が挟まれている。この具体例では、基板３１ａの配線３３ａは、基板３１ａの端から距離Ｌ１だけ後退したものと、基板３１ａの端から距離Ｌ２だけ後退したものとの２種類があって、距離Ｌ１の配線３３ａと距離Ｌ２の配線３３ａが交互に形成されている。基板３１ｂも同様に基板３１ｂの端から距離Ｌ１の配線３３ｂと距離Ｌ２の配線３３ｂが交互に形成されている。
このようにして流動体１４を加熱して冷却することによって、図１９（ｂ）に示すように配線３３ａ，３３ｂの半田１６Ａによる接続個所は、隣接する配線の間で水平方向に距離Ｌ３だけずれる。ここでは図１８（ａ）の形状の場合を例に挙げて説明したが、図１８（ｂ）〜（ｅ）などの何れの形状の場合も同様であって、配線の狭ピッチ化に特に有効である。
上記の各実施の形態では、基板３１ａ，３１ｂは何れも片面に配線３３ａまたは配線３３ｂが形成されたものであったが、配線３３ａまたは配線３３ｂが形成された反対側の面に別の配線が形成されているものであっても同様である。具体的には、配線３３ａまたは配線３３ｂが形成された反対側の面がグランドパターンの場合であっても有効である。
本発明はフレキシブル基板とリジット基板の接続、またはフレキシブル基板同士の接続、またはフレキシブル基板同士の接続を必要としている各種の電子機器の信頼性の向上に寄与できる。
１４ 流動体（導電性接合体）
１６ 導電性粒子
３０ 気泡
３１ａ，３１ｂ 基板（第１基板，第２基板）
３３ａ，３３ｂ 配線
３４ａ，３４ｂ 接続端子
３５ａ，３５ｂ スペース

Claims (8)

  1. 第１基板の端部の接合領域と第２基板の端部の接合領域とをそれぞれの表面に形成されている配線を内側にして重ね合わせて接続した配線基板であって、
    第１基板の接合領域では端から後退した位置に配線の端面が位置し、
    第２基板の接合領域では端から後退した位置に配線の端面が位置し、
    第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面との隙間が導電体により接合され、
    前記第１基板と前記第２基板が樹脂を介して接合されている
    配線基板。
  2. 前記第１，第２基板の配線の端部の平面形状が、傾斜型、鍵型、凹凸、段形状、漏斗状のいずれかである
    請求項１記載の配線基板。
  3. 第１基板の前記配線の端面と、第２基板の前記配線の端面との距離が、第１基板における前記配線の間隔ならびに第２基板における前記配線の間隔より狭い
    請求項１記載の配線基板。
  4. 前記接続端子は互いに、中心が一致するように前記接続端子の端面同士が突き合わせされている
    請求項１記載の配線基板。
  5. 第１基板の前記配線の端面と、第２基板の前記配線の端面は互いに、一定の隙間を保って前記端面同士が突き合わせされている
    請求項１記載の配線基板。
  6. 第１基板と第２基板はそれぞれ前記配線が並列に形成されており、前記配線のうちの隣接する第１，第２の配線は、前記端から後退した距離が異なる
    請求項１記載の配線基板。
  7. 第１基板の端部の接合領域と第２基板の端部の接合領域とをそれぞれの表面に形成されている配線を内側にして重ね合わせて接続するに際し、
    端から後退した位置に配線の端面が位置する前記第１基板と、端から後退した位置に配線の端面が位置する前記第２基板とを、第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面とが対向するように重ね合わせて前記第１，第２基板同士を突き合わせ位置決めする工程と、
    第１基板の接合領域と第２基板の接合領域とを重ね合わせる前に少なくとも一方の接合領域に、または前記配線の端面同士の隙間に気泡発生剤と導電性粒子を含んだ導電性接合体を塗布する工程と、
    前記導電性接合体を加熱しその後冷却して第１基板の配線の端面と第２基板の配線の端面との間の隙間を、集合して溶融して固化した前記導電性粒子によって接続する工程と
    を備えた
    配線基板の接続方法。
  8. 前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、
    前記導電性接合体は、加熱により沸騰または熱分解することにより気体を発生させる材料を含む
    請求項７に記載の配線基板の接続方法。
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