JP5356111B2 - Connection method, connection structure, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接着剤により電気的接続を行うようにした接続方法,その接続方法により形成される接続構造および電子機器に関する。 The present invention relates to a connection method in which electrical connection is performed using an adhesive, a connection structure formed by the connection method, and an electronic apparatus.
近年の電子機器の小型化、高機能化の流れの中で、構成部品(例えば、液晶製品における電子部品)内の接続端子の微小化が進んでいる。このため、エレクトロニクス実装分野においては、そのような端子間の接続を容易に行える種々の異方導電性接着剤として、フィルム状の接着剤が広く使用されている。例えば、銅電極等の接着剤接続用電極が設けられたフレキシブルプリント配線板(FPC)やリジッドプリント配線板(PWBまたはPCB)等のプリント配線板と、銅電極等の配線電極が形成されたガラス基板等の配線基板との接合や、プリント配線板とICチップ等の電子部品との接合に使用されている。 In recent years, electronic devices have been miniaturized and functionalized, and connection terminals in component parts (for example, electronic parts in liquid crystal products) have been miniaturized. For this reason, in the field of electronics mounting, film adhesives are widely used as various anisotropic conductive adhesives that can easily connect such terminals. For example, a glass having a printed wiring board such as a flexible printed wiring board (FPC) or a rigid printed wiring board (PWB or PCB) provided with an adhesive connecting electrode such as a copper electrode, and a wiring electrode such as a copper electrode. It is used for bonding to a wiring board such as a substrate, and bonding between a printed wiring board and an electronic component such as an IC chip.
この異方導電性接着剤は、絶縁性の樹脂組成物中に導電性粒子を分散させた接着剤であり、被接続部材同士の間に挟まれ、加熱、加圧されて、被接続部材同士を接着する。即ち、加熱、加圧により接着剤中の樹脂が流動し、例えば、プリント配線板の表面に形成された接着剤接続用電極と、配線基板の表面に形成された配線電極の隙間を封止すると同時に、導電性粒子の一部が対峙する配線電極と接着剤接続用電極の間に噛み込まれて電気的接続が達成される。ここで、一般的に、プリント配線板の接着剤接続用電極および配線基板の配線電極のそれぞれには、酸化防止及び導電性の確保を目的として、金メッキが施されている(例えば、特許文献1参照)。 This anisotropic conductive adhesive is an adhesive in which conductive particles are dispersed in an insulating resin composition. The anisotropic conductive adhesive is sandwiched between connected members and heated and pressurized to connect the connected members to each other. Glue. That is, when the resin in the adhesive flows by heating and pressurizing, for example, the gap between the adhesive connecting electrode formed on the surface of the printed wiring board and the wiring electrode formed on the surface of the wiring board is sealed. At the same time, a part of the conductive particles is caught between the facing wiring electrode and the adhesive connecting electrode to achieve electrical connection. Here, in general, each of the adhesive connection electrode of the printed wiring board and the wiring electrode of the wiring board is plated with gold for the purpose of preventing oxidation and ensuring conductivity (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、この金メッキは、接着剤接続用電極および配線電極の表面にニッケルメッキ層を形成した上で、金メッキ層を形成するため、製造工程が複雑になってしまう。その結果、フレキシブルプリント配線板および配線基板などを互いに接続する際の製造コストが高くなる問題を含んでいた。 However, since this gold plating forms a gold plating layer after forming a nickel plating layer on the surfaces of the adhesive connecting electrode and the wiring electrode, the manufacturing process becomes complicated. As a result, there is a problem that the manufacturing cost when connecting the flexible printed wiring board and the wiring board to each other becomes high.
本発明の目的は、製造工程を簡素化しつつ、安価に接着剤接続構造を実現するための接続方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a connection method for realizing an adhesive connection structure at a low cost while simplifying the manufacturing process.
本発明の接続方法は、接着剤接続用電極が設けられた基材を用いて行われる。そして、接着剤接続用電極を、酸化防止のための有機膜で被覆した後、有機膜に軟化処理を施す。その後、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を介して接着剤接続用電極と被接続導体とを互いに接着させることにより電気的に接続する接続工程を行う。
接着剤としては、後述するように,いわゆる異方導電性接着剤(ACF)と、絶縁性接着剤(NCF)とがあるが、いずれの接着剤を用いてもよい。
上記有機膜を形成する処理は、一般的には、プリフラックス処理(OSP処理:Organic Solderability Preservation)と呼ばれている。
上記基材としては、プリント配線板の基材フィルム,電子部品の電極の下地部材などがある。被接続導体には、他のプリント配線板の電極,電子部品の電極,コネクタの電極などがある。
有機膜の軟化処理としては、樹脂成分を膨潤させる処理や、電子線等によって樹脂中の高分子間の架橋を切断する処理などがある。
The connection method of the present invention is performed using a base material on which an adhesive connecting electrode is provided. Then, after covering the adhesive connecting electrode with an organic film for preventing oxidation, the organic film is softened. Thereafter, a connecting step is performed in which the adhesive connecting electrode and the conductor to be connected are electrically bonded to each other via an adhesive mainly composed of a thermosetting resin.
As will be described later, the adhesive includes so-called anisotropic conductive adhesive (ACF) and insulating adhesive (NCF), and any adhesive may be used.
The treatment for forming the organic film is generally called preflux treatment (OSP treatment: Organic Solderability Preservation).
Examples of the substrate include a substrate film of a printed wiring board and a base member for an electrode of an electronic component. Examples of the conductor to be connected include electrodes of other printed wiring boards, electrodes of electronic components, and electrodes of connectors.
Examples of the softening treatment of the organic film include a treatment of swelling a resin component and a treatment of cutting a cross-link between polymers in the resin with an electron beam or the like.
たとえば、ヒドロキシル基、ケトン基、エステル基およびエーテル基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含む有機溶剤の液または蒸気に、有機膜を接触させることにより行うことができる。For example, it can be carried out by bringing the organic film into contact with a liquid or vapor of an organic solvent containing at least one functional group selected from a hydroxyl group, a ketone group, an ester group and an ether group.
ヒドロキシル基(ヒドロキシ基とも呼ばれる)を含む化合物とは、R−OH(Rはアルキル基、アリール基などの有機基)で表される化合物である。ヒドロキシル基を含む化合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類や、フェノール類がある。The compound containing a hydroxyl group (also referred to as a hydroxy group) is a compound represented by R—OH (R is an organic group such as an alkyl group or an aryl group). Examples of the compound containing a hydroxyl group include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol, and phenols.
ケトン基を含む化合物とは、R、R’−C=O(R、R’はアルキル基、アリール基などの有機基)で表される化合物である。ケトン基を含む化合物としては、アセトン、MEK(メチルエチルケトン)、シクロヘキサンなどがある。The compound containing a ketone group is a compound represented by R, R′—C═O (R and R ′ are organic groups such as an alkyl group and an aryl group). Examples of the compound containing a ketone group include acetone, MEK (methyl ethyl ketone), and cyclohexane.
エステル基を含む化合物とは、R−COO−R’(R、R’はアルキル基、アリール基などの有機基)で表される化合物である。エステル基を含む化合物としては、酢酸エチル、酢酸ブチルなどがある。The compound containing an ester group is a compound represented by R—COO—R ′ (R and R ′ are organic groups such as an alkyl group and an aryl group). Examples of the compound containing an ester group include ethyl acetate and butyl acetate.
エーテル基を含む化合物とは、R−O−R’で表される化合物である。エーテル基を含む化合物としては、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテルなどがある。The compound containing an ether group is a compound represented by R—O—R ′. Examples of the compound containing an ether group include methyl ethyl ether and diethyl ether.
また、上記のような官能基を複数個持つ化合物であってもよい。例えば、ヒドロキシル基とエーテル基とを持つエチレングリコールモノエチルエーテルや、エステル基とエーテル基とをもつエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどがある。Further, it may be a compound having a plurality of functional groups as described above. For example, there are ethylene glycol monoethyl ether having a hydroxyl group and an ether group, and ethylene glycol monoethyl ether acetate having an ester group and an ether group.
これらの有機溶剤の液または蒸気に、有機膜を接触させる方法としては、これらの化合物を含む溶液に有機膜を浸漬したり、これらの化合物を含む液や蒸気を有機膜に吹き付けたり、これらの化合物を含む溶液を含ませた布で有機膜を拭いたりする方法がある。これらの方法により、有機膜が軟化することが確認されている。As a method of bringing the organic film into contact with the liquid or vapor of these organic solvents, the organic film is immersed in a solution containing these compounds, or a liquid or vapor containing these compounds is sprayed onto the organic film. There is a method of wiping the organic film with a cloth containing a solution containing a compound. It has been confirmed that the organic film is softened by these methods.
本発明により、以下の作用効果が得られる。The following effects can be obtained by the present invention.
接着剤接続用電極には、従来、酸化防止用の金めっきが施されていた。それに対し、OSP処理によって有機膜を形成する工程は、金めっき層を形成する工程と比較して、製造工程が簡素化される。また、高価な金を使用しないので、材料コストも低減される。よって、本発明により、接着剤を用いた接続を行うための電極構造を安価に製造することが可能となる。Conventionally, gold plating for preventing oxidation has been applied to the adhesive connecting electrode. On the other hand, the process of forming the organic film by the OSP process simplifies the manufacturing process as compared with the process of forming the gold plating layer. Moreover, since expensive gold is not used, the material cost is also reduced. Therefore, according to the present invention, an electrode structure for performing a connection using an adhesive can be manufactured at low cost.
一方、OSP処理により形成された有機膜は、構成材料の種類やその後の環境により、硬さの幅がある。たとえば、半田リフローなどの高温処理を経たり、紫外線を浴びるなどより架橋部分が増加すると、硬さがきわめて高くなることがある。その場合、絶縁性接着剤を用いた場合には、接続工程で、接着剤接続用電極と被接続導体との間で、各一部が有機膜を突き破って相接触することが困難になる。また、導電性粒子を含む異方導電性接着剤を用いた場合には、接続工程で、導電性粒子が有機膜を突き破って電極等に接触することが困難になる。その結果、接続工程で、接着剤接続用電極と被接続導体との間で導通不良が生じるおそれがある。On the other hand, the organic film formed by the OSP process has a range of hardness depending on the type of constituent material and the subsequent environment. For example, when the number of cross-linked portions increases due to high-temperature treatment such as solder reflow or exposure to ultraviolet rays, the hardness may be extremely high. In that case, when an insulating adhesive is used, it becomes difficult for each part to break through the organic film and come into phase contact between the adhesive connecting electrode and the conductor to be connected in the connecting step. In addition, when an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles is used, it becomes difficult for the conductive particles to break through the organic film and come into contact with the electrode or the like in the connection step. As a result, in the connecting step, there is a possibility that poor conduction occurs between the adhesive connecting electrode and the connected conductor.
それに対し、本発明では、有機膜を軟化処理してから、接続工程を行うので、いずれの場合にも、電極や導電性粒子が有機膜を突き破ることが容易となり、基材上の接着剤接続用電極と、被接続部材上の被接続導体との間における導通不良の発生を抑制することができる。On the other hand, in the present invention, since the connection process is performed after the organic film is softened, in any case, it becomes easy for the electrodes and conductive particles to break through the organic film, and the adhesive connection on the substrate Occurrence of poor conduction between the electrode for connection and the connected conductor on the connected member can be suppressed.
また、有機膜を軟化させることで、被接続部材上の被接続導体との間における導通不良の発生を抑制しうる有機膜の膜厚の範囲が拡大する。実際上、膜厚をほとんど気にすることなく、有機膜を形成することも可能となる。Moreover, by softening the organic film, the range of the film thickness of the organic film that can suppress the occurrence of poor conduction with the connected conductor on the connected member is expanded. In practice, it is possible to form an organic film with little concern about the film thickness.
用いられる接着剤は、導電性粒子を含有した異方導電性接着剤であることが好ましい。導電性粒子は、有機膜を突き破って接着剤接続用電極に容易に接触することが可能である。 The adhesive used is preferably an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles. The conductive particles can easily penetrate the organic film and contact the adhesive connecting electrode.
接着剤として、複数の金属粒子が鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末からなる導電性粒子を含有したものを用いることが好ましい。これにより、製造過程で、導電性粒子が有機膜を突き破る機能が高くなり、接着剤接続構造を円滑に形成することができる。
その場合、導電性粒子のアスペクト比が5以上であることにより、導電性粒子同士の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子の配合量を増やすことなく、接着剤接続構造を円滑に形成することができる。
It is preferable to use an adhesive containing conductive particles made of a metal powder having a shape in which a plurality of metal particles are connected in a chain or a needle shape. Thereby, the function in which electroconductive particle pierces an organic film becomes high in a manufacture process, and an adhesive agent connection structure can be formed smoothly.
In that case, when the aspect ratio of the conductive particles is 5 or more, the contact probability between the conductive particles increases. As a result, the adhesive connection structure can be smoothly formed without increasing the blending amount of the conductive particles.
また、異方導電性接着剤を用いる場合、フィルム形状を有するものを用いることが好ましい。これにより、異方導電性接着剤の取り扱いが容易になる。また、加熱加圧処理により接着剤接続構造を形成する際の作業性が向上する。
その場合、導電性粒子の長径方向を、フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させることがより好ましい。これにより、接着剤の面方向においては、隣り合う電極間や導体間の絶縁を維持して短絡を防止することができる。一方、接着剤の厚み方向においては、多数の電極−導体間を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能となる。
Moreover, when using an anisotropic conductive adhesive, it is preferable to use what has a film shape. This facilitates the handling of the anisotropic conductive adhesive. Moreover, the workability | operativity at the time of forming an adhesive bond structure by heat-pressing processing improves.
In that case, it is more preferable to orient the major axis direction of the conductive particles in the thickness direction of the adhesive having a film shape. Thereby, in the surface direction of an adhesive agent, a short circuit can be prevented by maintaining insulation between adjacent electrodes or conductors. On the other hand, in the thickness direction of the adhesive, it is possible to obtain a low resistance by conducting a conductive connection between a large number of electrodes and conductors at once and independently.
また、一般的に、接着剤接続用電極が設けられる基材には、半田接続用電極も設けられている。その場合、通常は、半田接続用電極と接着剤接続用電極の双方の上に有機膜を形成してから、半田リフロー工程を行い、その後、接着剤による接続を行うことになる。先に、接着剤接続を行うと、その後、半田リフローの際に、接着剤の締め付けが緩んで、接続不良をおこす確率が高くなるからである。反面、半田リフローの際に、有機膜が熱分解を生じるおそれもある。
そこで、接着剤接続用電極が半田リフロー温度よりも高い熱分解温度を有していることにより、半田リフロー後にも,確実に有機膜が残存する。その後、有機膜の軟化処理を行うことにより、半田による接続と接着剤による接続とを円滑に行うことができる。
In general, a solder connection electrode is also provided on a base material on which an adhesive connection electrode is provided. In that case, usually, after forming an organic film on both the solder connection electrode and the adhesive connection electrode, the solder reflow process is performed, and then the connection with the adhesive is performed. This is because, if the adhesive is connected first, then the adhesive tightening is loosened during solder reflow, and the probability of connection failure increases. On the other hand, the organic film may be thermally decomposed during solder reflow.
Therefore, since the adhesive connecting electrode has a thermal decomposition temperature higher than the solder reflow temperature, the organic film reliably remains after the solder reflow. Thereafter, by performing the softening treatment of the organic film, connection by solder and connection by an adhesive can be smoothly performed.
なお、半田リフローの温度は、260℃程度であるので、有機膜は、300℃以上の熱分解温度を有していることがより好ましい。
熱分解温度が高い有機膜としては、以下のものがある。有機膜が、接着剤接続用電極を構成する金属に配位結合可能な配位原子を有する有機化合物を含んでいることにより、接着剤接続用電極を構成する金属と錯体を形成し、熱分解温度を高めることができる。特に、1分子中に複数の配位原子を有する有機化合物は、架橋錯体を形成して熱分解温度を高くすることができるため好ましい。
具体的には、有機膜として、2−フェニル−4−メチル−5−ベンジルイミダゾール,2,4−ジフェニルイミダゾール,2,4−ジフェニル−5−メチルイミダゾール等の2−フェニルイミダゾール類や、5−メチルベンゾイミダゾール,2−アルキルベンゾイミダゾール,2−アリールベンゾイミダゾール,2−フェニルベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類から選ばれる少なくとも1つの有機化合物を含んでいるものを用いることが好ましい。
In addition, since the temperature of solder reflow is about 260 degreeC, it is more preferable that the organic film has a thermal decomposition temperature of 300 degreeC or more.
Examples of the organic film having a high thermal decomposition temperature include the following. When the organic film contains an organic compound having a coordination atom capable of coordinating and bonding to the metal constituting the adhesive connection electrode, it forms a complex with the metal constituting the adhesive connection electrode, and is thermally decomposed. The temperature can be increased. In particular, an organic compound having a plurality of coordination atoms in one molecule is preferable because a thermal decomposition temperature can be increased by forming a crosslinked complex.
Specifically, as an organic film, 2-phenylimidazoles such as 2-phenyl-4-methyl-5-benzylimidazole, 2,4-diphenylimidazole, 2,4-diphenyl-5-methylimidazole, It is preferable to use one containing at least one organic compound selected from benzimidazoles such as methylbenzimidazole, 2-alkylbenzimidazole, 2-arylbenzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole.
本発明の基材としては、種々の配線部材や基板類がある。
配線部材には、フレキシブルプリント配線板,リジッドプリント配線板などの配線板や、同軸ケーブル配線、フラットケーブル配線などのケーブル配線など、電極を有する多種の配線が含まれる。
特に、フレキシブルプリント配線板は、携帯電話,デジタルカメラ,ビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルDVDプレーヤ、ポータブルノートパソコンなど、多くの電子機器に内蔵されており、本発明に用いることで、格別の効果が得られる。
There are various wiring members and substrates as the base material of the present invention.
The wiring member includes various wirings having electrodes such as wiring boards such as flexible printed wiring boards and rigid printed wiring boards, and cable wirings such as coaxial cable wiring and flat cable wiring.
In particular, flexible printed wiring boards are built in many electronic devices such as mobile phones, digital cameras, camcorders such as video cameras, portable audio players, portable DVD players, portable laptop computers, etc. A special effect is obtained.
本発明の接続構造は、上記接続方法を用いて形成されたものであり、本発明の電子機器は、上記接続方法を用いて組み立てられたものである。
本発明の接続構造や電子機器により、製造工程の簡素化と金めっきの使用量の低減とを通じて、製造コストの削減を実現することができる。
The connection structure of the present invention is formed using the above connection method, and the electronic device of the present invention is assembled using the above connection method.
With the connection structure and electronic device of the present invention, it is possible to realize a reduction in manufacturing cost through simplification of the manufacturing process and reduction of the amount of gold plating used.
本発明の接続方法,接続構造または電子機器によると、製造工程を簡素化しつつ、製造コストの削減を実現することができる。 According to the connection method, connection structure, or electronic device of the present invention, it is possible to realize a reduction in manufacturing cost while simplifying the manufacturing process.
−電子機器−
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器である携帯端末100の構造を概略的に示す斜視図である。
携帯端末100は、各種情報を表示するための表示部103と、入力部104と、ヒンジ部105とを備えている。表示部103には、液晶表示パネルを用いた表示装置106やスピーカ等が設けられている。入力部104には、入力キーやマイクが設けられている。ヒンジ部105は、入力部104と表示部103とを回動自在に連結している。
-Electronic equipment-
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a structure of a
The
図2は、実施の形態に係る携帯端末100のヒンジ部103を介した接続部分の構成を示す断面である。
表示部103には、表示部筐体131と、表示部基板135とが主要部材として設けられている。表示部基板135は、表示装置106に表示用信号を送るための回路等を備えている。表示部筐体131は、互いに連結された第1筐体131aと第2筐体131bとを有している。そして、第1筐体131aと第2筐体131bとの間に、貫通穴133が設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a connection portion via the
The
入力部104には、入力部筐体141と、入力部基板145とが主要部材として設けられている。入力キー基板145は、入力キーから送られる信号を制御するための回路等を備えている。入力部筐体141は、互いに連結された第1筐体141aと第2筐体141bとを有している。そして、第1筐体141aと第2筐体141bとの間に、貫通穴143が設けられている。
The
また、ヒンジ部105を経て、入力キー基板145と表示部基板135とを接続する配線体Aが設けられている。配線体Aは、FPC10と、FPC10の両端に設けられ、異方導電性接着剤30を介した接着剤接続構造Cとを備えている。
また、入力キー基板145には、電子部品を半田により接合した半田接合部Dが設けられている。図示されていないが、同様に、表示部基板135にも、電子部品を半田により接合した半田接合部Dが設けられている。
Further, a wiring body A that connects the input
Further, the input
−電極構造および配線体−
図3は、本実施の形態の接着剤接続構造Cを形成する前の配線体Aの端部を示す斜視図である。配線体Aは、FPC10(基材)と、その端部に設けられた電極構造Bとを有している。
FPC10は、回路層(破線参照)が形成されたベースフィルム11と、ベースフィルム11を被覆するカバーレイ13とを備える構造が一般的である。回路層の端部は、被接続導体との電気的接続を行うための接着剤接続用電極12となっている。
-Electrode structure and wiring body-
FIG. 3 is a perspective view showing an end portion of the wiring body A before forming the adhesive connection structure C of the present embodiment. The wiring body A has FPC10 (base material) and the electrode structure B provided in the edge part.
The
FPC10のベースフィルム11の材料としては、ポリイミド樹脂,ポリエステル樹脂,ガラスエポキシ樹脂等がある。カバーレイ13の材料としては、一般的には、ベースフィルムと同じ材料が用いられる。その他、エポキシ樹脂,アクリル樹脂,ポリイミド樹脂,ポリウレタン樹脂などが用いられる。
Examples of the material of the
FPC10の回路層は、ベースフィルム11上に銅箔等の金属箔を積層し、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。回路層は、銅または銅合金によって構成されるのが一般的である。回路層の中でも、接着剤接続用電極12は露出しており、一般的には、接着剤接続用電極12の酸化防止膜として機能する金めっき層が設けられる。
それに対し、本実施の形態の電極構造Bにおいては、接着剤接続用電極12には、金めっき層や他の貴金属めっき層(銀めっき層,白金めっき層,パラジウムめっき層等)は設けられていない。接着剤接続用電極12は、貴金属めっき層に代わる酸化防止膜としての有機膜15により、被覆されている。
また、有機膜15には、後述する軟化処理が施されていてもよい。
The circuit layer of the
On the other hand, in the electrode structure B of the present embodiment, the adhesive connecting
Further, the
上記有機膜15は、水溶性プリフラックス処理(OSP処理:Organic Solderability Preservation)により形成される。
OSP 処理を施す方法としては、例えば、スプレー法、シャワー法、浸漬法等が用いられ、その後、水洗、乾燥させればよい。その際の水溶性プリフラックスの温度は、25〜40℃が好ましく、水溶性プリフラックスと接着剤接続用電極12との接触時間は、30〜60秒が好ましい。
The
As a method for performing the OSP treatment, for example, a spray method, a shower method, a dipping method, or the like is used, and then it may be washed with water and dried. The temperature of the water-soluble preflux at that time is preferably 25 to 40 ° C., and the contact time between the water-soluble preflux and the adhesive connecting
一般的に、水溶性プリフラックスは、アゾール化合物を含有する酸性水溶液である。このアゾール化合物としては、例えば、イミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2,4−ジフェニルイミダゾール、トリアゾール、アミノトリアゾール、ピラゾール、ベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、2−ブチルベンゾイミダゾール、2−フェニルエチルベンゾイミダゾール、2−ナフチルベンゾイミダゾール、5−ニトロ−2−ノニルベンゾイミダゾール、5−クロロ−2−ノニルベンゾイミダゾール、2−アミノベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールなどのアゾール化合物が挙げられる。 In general, the water-soluble preflux is an acidic aqueous solution containing an azole compound. Examples of the azole compound include imidazole, 2-undecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2,4-diphenylimidazole, triazole, aminotriazole, pyrazole, benzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, benzimidazole, and 2-butyl. Benzimidazole, 2-phenylethylbenzimidazole, 2-naphthylbenzimidazole, 5-nitro-2-nonylbenzimidazole, 5-chloro-2-nonylbenzimidazole, 2-aminobenzimidazole, benzotriazole, hydroxybenzotriazole, carboxy Examples thereof include azole compounds such as benzotriazole.
本実施の形態では、有機膜15は、半田接続構造Dを形成する際の半田リフロー温度よりも高い分解温度を有している。一般的に、鉛フリー半田のリフロー温度は、260℃前後程度である。そこで、有機膜15として、熱分解温度が260℃以上、より好ましくは300℃以上である樹脂が用いられている。
In the present embodiment, the
以上の条件に適合する有機化合物としては、上記アゾール化合物のうちでも、2−フェニル−4−メチル−5−ベンジルイミダゾール,2,4−ジフェニルイミダゾール,2,4−ジフェニル−5−メチルイミダゾール等の2−フェニルイミダゾール類や、5−メチルベンゾイミダゾール,2−アルキルベンゾイミダゾール,2−アリールベンゾイミダゾール,2−フェニルベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類などがある。
ただし、接着剤による接続工程の前に、半田リフロー工程を経ない場合には、有機膜15は、半田リフロー温度よりも高い熱分解温度を有している必要はない。よって、上記化合物に限られるものではない。
Examples of organic compounds that meet the above conditions include 2-phenyl-4-methyl-5-benzylimidazole, 2,4-diphenylimidazole, 2,4-diphenyl-5-methylimidazole and the like among the above azole compounds. There are 2-phenylimidazoles and benzimidazoles such as 5-methylbenzimidazole, 2-alkylbenzimidazole, 2-arylbenzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole.
However, when the solder reflow process is not performed before the connection process using the adhesive, the
本実施の形態の電極構造Bおよび配線体Aによると、以下の効果を発揮することができる。
従来は、異方導電性接着剤(ACF)や絶縁性接着剤(NCF)を用いた接続が行われる接着剤接続用電極上には、酸化防止膜として金めっき層などの貴金属めっき層が形成されている。
それに対し、本実施の形態では、接着剤接続用電極12が貴金属めっき層に代わるOSP膜である有機膜15によって覆われている。有機膜15の形成には、スプレー法、シャワー法、浸漬法等が用いられ、その後、水洗、乾燥させるのみにて形成される。そのため、金めっき層などの貴金属めっき層を形成する場合と比較して、酸化防止膜を形成する工程が簡素化される。また、金などの貴金属を用いる場合と比較して、材料コストも低減される。また、金めっき層を形成した場合と比較して、接着剤接続用電極12と被接続電極との間の接続強度(シェア強度)を向上させることができる。
According to the electrode structure B and the wiring body A of the present embodiment, the following effects can be exhibited.
Conventionally, a noble metal plating layer such as a gold plating layer is formed as an anti-oxidation film on an electrode for connecting an adhesive that is connected using an anisotropic conductive adhesive (ACF) or an insulating adhesive (NCF). Has been.
On the other hand, in this embodiment, the adhesive connecting
一般的に、FPC10などの配線体上には、半田で実装される部材が搭載されることが多い。その場合、有機膜15を形成してから、半田リフロー炉に通されると、有機膜15が熱分解するおそれがある。
ここで、本実施の形態では、接着剤接続用電極12上に形成された有機膜15が半田リフロー温度よりも高い熱分解温度を有している。そのため、接着剤接続用電極12が形成された基板が半田リフロー炉に通された場合でも、有機膜15が熱分解することなく、確実に残存する。
Generally, a member to be mounted with solder is often mounted on a wiring body such as the
Here, in the present embodiment, the
なお、電極構造Bが設けられる基材は、フレキシブルプリント配線板(FPC)に限らず、硬質プリント配線板(PWB)などの他の種類の配線板,ケーブル配線,電子部品,コネクタなどであってもよい。 The substrate on which the electrode structure B is provided is not limited to a flexible printed wiring board (FPC), but may be other types of wiring boards such as a hard printed wiring board (PWB), cable wiring, electronic components, connectors, and the like. Also good.
−接着剤接続構造の例1−
図4は、FPC10(フレキシブルプリント配線板)と、母基板20との間に形成される接着剤接続構造Cの例1を示す断面図である。この接着剤接続構造Cは、絶縁性接着剤(NCF)を用いて形成されるものである。
-Example 1 of adhesive connection structure
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example 1 of the adhesive connection structure C formed between the FPC 10 (flexible printed wiring board) and the
母基板20は、リジッド基板21と、リジッド基板21上に設けられた接着剤接続用電極22とを有している。この母基板20は、図1に示す表示部基板135や入力キー基板145に相当するPWB(リジッドプリント配線板)である。FPC10は、接着剤接続用電極12をベースフィルム11の下側に向けて、母基板20上に実装されている。本実施の形態では、接着剤接続用電極12および接着剤接続用電極22の表面は、いずれも、導通部分を除き、有機膜15,25によって被覆されている。
母基板20の接着剤接続用電極22は、リジッド基板21上に銅箔等の金属箔を積層し、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ている。
そして、NCFである接着剤30の締め付け力によって、両電極12,22が互いに強く接触しあって導通している。
The
The adhesive connecting
The two
接着剤30は、熱硬化樹脂を主成分とし、これに硬化剤,各種フィラーを添加したものである。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、尿素樹脂、ポリイミド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、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となる。また、接着剤30は、上述の熱硬化性樹脂のうち、少なくとも1種を主成分としていればよい。 The adhesive 30 has a thermosetting resin as a main component, and is added with a curing agent and various fillers. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a polyurethane resin, an unsaturated polyester resin, a urea resin, and a polyimide resin. Among these, in particular, by using an epoxy resin as the thermosetting resin, it is possible to improve film formability, heat resistance, and adhesive strength. Moreover, the adhesive 30 should just have at least 1 sort (s) as a main component among the above-mentioned thermosetting resins.
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、AD型、またはビスフェノールA型とビスフェノールF型との共重合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。 The epoxy resin to be used is not particularly limited. For example, bisphenol A type, F type, S type, AD type, or a copolymer type epoxy resin of bisphenol A type and bisphenol F type, or naphthalene type epoxy is used. Resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin and the like can be used. A phenoxy resin that is a high molecular weight epoxy resin can also be used.
また、有機膜15,25には、加熱加圧処理を施す前に、軟化処理が施されている。ただし、半田リフロー工程を経る有機膜15または25だけに軟化処理を施してもよい。
軟化処理は、たとえば、ヒドロキシル基,ケトン基,エステル基およびエーテル基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含む有機溶剤の液または蒸気に、有機膜を接触させることにより行うことができる。
ヒドロキシル基(ヒドロキシ基とも呼ばれる)を含む化合物とは、R−OH(Rはアルキル基,アリール基などの有機基)で表される化合物である。ヒドロキシル基を含む化合物としては、メチルアルコール,エチルアルコール,イソプロピルアルコールなどのアルコール類や、フェノール類がある。
ケトン基を含む化合物とは、R,R’−C=O(R,R’はアルキル基,アリール基などの有機基)で表される化合物である。ケトン基を含む化合物としては、アセトン,MEK(メチルエチルケトン),シクロヘキサノンなどがある。
エステル基を含む化合物とは、R−COO−R’(R,R’はアルキル基,アリール基などの有機基)で表される化合物である。エステル基を含む化合物としては、酢酸エチル,酢酸ブチルなどがある。
エーテル基を含む化合物とは、R−O−R’で表される化合物である。エーテル基を含む化合物としては、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテルなどがある。
また、上記のような官能基を複数持つ化合物であってもよい。例えば、ヒドロキシル基とエーテル基とを持つエチレングリコールモノエチルエーテルや、エステル基とエーテル基とを持つエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどがある。
これらの有機溶剤の液または蒸気に、有機膜15,25を接触させる方法としては、これらの化合物を含む溶液に有機膜15,25を浸漬したり、これらの化合物を含む蒸気を有機膜15,25に吹き付けたり、これらの化合物を含む溶液を含ませた布で有機膜を拭いたりする方法がある。これらの処理により、有機膜15,25が軟化することが確認されている。
In addition, the
The softening treatment can be performed, for example, by bringing the organic film into contact with a liquid or vapor of an organic solvent containing at least one functional group selected from a hydroxyl group, a ketone group, an ester group, and an ether group.
The compound containing a hydroxyl group (also referred to as a hydroxy group) is a compound represented by R—OH (R is an organic group such as an alkyl group or an aryl group). Examples of the compound containing a hydroxyl group include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol, and phenols.
The compound containing a ketone group is a compound represented by R, R′—C═O (R and R ′ are organic groups such as an alkyl group and an aryl group). Examples of the compound containing a ketone group include acetone, MEK (methyl ethyl ketone), and cyclohexanone.
The compound containing an ester group is a compound represented by R—COO—R ′ (R and R ′ are organic groups such as an alkyl group and an aryl group). Examples of the compound containing an ester group include ethyl acetate and butyl acetate.
The compound containing an ether group is a compound represented by R—O—R ′. Examples of the compound containing an ether group include methyl ethyl ether and diethyl ether.
Further, it may be a compound having a plurality of functional groups as described above. For example, there are ethylene glycol monoethyl ether having a hydroxyl group and an ether group, and ethylene glycol monoethyl ether acetate having an ester group and an ether group.
As a method of bringing the
接続時には、FPC10を介して、接着剤30を母基板20の方向へ所定の圧力で加圧しつつ、接着剤30を加熱溶融させる(以下、「加熱加圧処理」という。)。これにより、接着剤30中の熱硬化性樹脂を硬化させ、その収縮に伴う締め付け力によって、FPC10と母基板20の各電極12,22を互いに強く接触させ、導通させている。このとき、接着剤接続用電極12および接着剤接続用電極22(被接続導体)の各一部(導通部分)は、有機膜15,25に覆われることなく互いに導通されている。
At the time of connection, the adhesive 30 is heated and melted through the
本実施の形態では、FPC10の接着剤接続用電極12は、エッチングにより表面が粗くなるように加工されている。但し、エッチングだけでなく、エンボス加工などの機械加工を用いてもよい。
各電極12,22が有機膜15,25で覆われている場合、少なくとも一方の電極の表面に突起部があれば、突起部が有機膜15,25を突き破るので、両電極12,22が確実に接触しうる。なお、両電極12,22間にバンプが配置されていてもよい。
In the present embodiment, the adhesive connecting
When the
本例1によると、電極構造の効果に加えて、以下の効果を発揮することができる。
たとえば、FPC10および母基板20の少なくとも一方が、半田リフロー工程を経たり、長期間放置されて紫外線を浴びることで、有機膜15,25が硬質化する場合がある。その場合、有機膜15,25によって各電極12,22間の導通が妨げられ、電気的に接続する接続抵抗が大きくなるおそれがある。特に、半田リフロー炉において加熱されると、有機膜15,25が硬質化しやすい。
また、OSP処理により形成された有機膜15、25は、構成材料の種類によっても硬さの幅があり、ときには、相当に硬いものを使用せざるを得ない場合もあり得る。
その結果、有機膜15,25を接着剤接続用電極12の突起部が、硬質化した有機膜15,25を突き破りにくくなり、接続抵抗の増大を招くことになる。
According to this example 1, in addition to the effect of the electrode structure, the following effects can be exhibited.
For example, when at least one of the
In addition, the
As a result, the protruding portions of the adhesive connecting
それに対し、本実施の形態では、有機膜15,25を軟化処理してから、接続工程を行うので、接着剤接続用電極12の突起部が有機膜15,25を突き破ることが容易となり、接着剤接続用電極12と,接着剤接続用電極22(被接続導体)との間における導通不良の発生(接続抵抗の増大など)を抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the
また、半田リフロー工程を経る有機膜15,25に軟化処理を施さない場合、確実な導体間の導通を実現するためには、平均膜厚を適正範囲(たとえば0.05μm以上0.5μm以下)に収めたり、膜厚が小さい領域の面積率を大きくする(たとえば0.1μm以下となる領域の面積を有機膜全体の面積の30%以上とする)、等の管理が必要となる。
それに対し、本実施の形態では、有機膜15,25を軟化させることで、上記有機膜の平均膜厚の適正範囲が拡大し、膜厚が小さい領域の面積率を大きくする必要はほとんどなくなる。実際上、膜厚をほとんど気にすることなく、有機膜15,25を形成することも可能となる。
In addition, when the softening treatment is not performed on the
On the other hand, in the present embodiment, by softening the
−接着剤接続構造の例2−
図5は、接着剤接続構造Cの例2を示す断面図である。この接着剤接続構造Cにおいては、異方導電性接着剤(ACF)である接着剤30を用いている。すなわち、本例の接着剤30は、熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物31中に、導電性粒子36を含ませたものである。
-Example of adhesive connection structure 2-
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example 2 of the adhesive connection structure C. In the adhesive connection structure C, an adhesive 30 that is an anisotropic conductive adhesive (ACF) is used. That is, the adhesive 30 of this example is one in which
本例においても、母基板20は、リジッド基板21と、リジッド基板21上に設けられた接着剤接続用電極22とを有している。本例においても、接着剤接続用電極12および接着剤接続用電極22の表面は、いずれも、導通部分を除き、有機膜15,25によって被覆されている。
そして、各電極12,22は、導電性粒子36を介して互いに導通している。導電性粒子36は、微細な金属粒子が多数直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末からなる。
なお、本例においても、例1のように電極12,22同士が直接接触している箇所が存在していてもよい。
Also in this example, the
The
Also in this example, there may be a place where the
本例においても、有機膜15,25には、加熱加圧処理を施す前に、例1と同様の軟化処理が施されている。ただし、半田リフロー工程を経る有機膜15または25だけに軟化処理を施してもよい。軟化処理の具体的方法については、例1で説明した通りである。
Also in this example, the
接続時には、上述の加熱加圧処理により、接着剤30中の熱硬化性樹脂を硬化させ、その収縮に伴う締め付け力によって、導電性粒子36を介して各電極12,22を互いに接続させている。
この例では、当初から、樹脂組成物31中に微細な金属粒子が多数直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する導電性粒子36を含ませている。
ただし、樹脂組成物31中に、微細な金属粒子からなる導電性粒子がランダムに分散したものを用いてもよい。その場合でも、加熱加圧処理を行うことにより、各電極12,22間では、微細な金属粒子が多数繋がった形状になるからである。
At the time of connection, the thermosetting resin in the adhesive 30 is cured by the above-described heat and pressure treatment, and the
In this example,
However, a
例2に使用される異方導電性接着剤としては、汎用されているもの、すなわち、エポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物中に、導電性粒子36が分散されたものが使用できる。例えば、エポキシ樹脂に、ニッケル、銅、銀、金あるいは黒鉛等の導電性粒子の粉末が分散されたものが挙げられる。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、尿素樹脂、ポリイミド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となる。また、異方導電性接着剤は、上述の熱硬化性樹脂のうち、少なくとも1種を主成分としていれば良い。
As the anisotropic conductive adhesive used in Example 2, the
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、AD型、またはビスフェノールA型とビスフェノールF型との共重合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。 The epoxy resin to be used is not particularly limited. For example, bisphenol A type, F type, S type, AD type, or a copolymer type epoxy resin of bisphenol A type and bisphenol F type, or naphthalene type epoxy is used. Resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin and the like can be used. A phenoxy resin that is a high molecular weight epoxy resin can also be used.
また、エポキシ樹脂の分子量は、異方導電性接着剤に要求される性能を考慮して、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、後述の導電性粒子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いう効果が得られる。また、加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応し、接着性能を高め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、ここでいう「平均分子量」とは、THF展開のゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)から求められたポリスチレン換算の重量平均分子量のことをいう。 The molecular weight of the epoxy resin can be appropriately selected in consideration of the performance required for the anisotropic conductive adhesive. When a high molecular weight epoxy resin is used, the film-forming property is high, the melt viscosity of the resin at the connection temperature can be increased, and there is an effect that the connection can be made without disturbing the orientation of conductive particles described later. On the other hand, when a low molecular weight epoxy resin is used, the effect of increasing the crosslink density and improving the heat resistance is obtained. Moreover, the effect of reacting with the above-mentioned hardening | curing agent rapidly at the time of a heating, and improving adhesive performance is acquired. Therefore, it is preferable to use a combination of a high molecular weight epoxy resin having a molecular weight of 15000 or more and a low molecular weight epoxy resin having a molecular weight of 2000 or less in order to balance performance. In addition, the compounding quantity of a high molecular weight epoxy resin and a low molecular weight epoxy resin can be selected suitably. In addition, the “average molecular weight” here refers to a polystyrene-reduced weight average molecular weight obtained from gel permeation chromatography (GPC) developed with THF.
また、本例および例1に使用される接着剤30として、潜在性硬化剤を含有する接着剤が使用できる。この潜在性硬化剤は、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、熱や光等により、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、酸無水物系、フェノール系、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。 Further, as the adhesive 30 used in this example and Example 1, an adhesive containing a latent curing agent can be used. This latent curing agent is a curing agent that is excellent in storage stability at a low temperature and hardly undergoes a curing reaction at room temperature, but rapidly undergoes a curing reaction by heat or light. As this latent curing agent, imidazole series, hydrazide series, boron trifluoride-amine complex, amine imide, polyamine series, tertiary amine, alkyl urea series and other amine series, dicyandiamide series, acid anhydride series, phenol series These modified products are exemplified, and these can be used alone or as a mixture of two or more.
また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系潜在性硬化剤としては、公知のイミダゾール系潜在性硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−ドデシルイミダゾール、2−フィニルイミダゾール、2−フィニル−4−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾールが例示される。 Among these latent curing agents, an imidazole-based latent curing agent is preferably used from the viewpoint that it is excellent in storage stability at a low temperature and fast curability. As the imidazole-based latent curing agent, a known imidazole-based latent curing agent can be used. More specifically, an adduct of an imidazole compound with an epoxy resin is exemplified. Examples of imidazole compounds include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-propylimidazole, 2-dodecylimidazole, 2-finylimidazole, 2-finyl-4-methylimidazole, and 4-methylimidazole. .
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。 In particular, these latent curing agents coated with a polymer material such as polyurethane and polyester, a metal thin film such as nickel and copper, and an inorganic material such as calcium silicate, This is preferable because it is possible to achieve both contradictory properties of storage stability and fast curability. Therefore, a microcapsule type imidazole-based latent curing agent is particularly preferable.
本例2によると、有機膜15,25を設け、さらに有機膜15,25に軟化処理を施したことで、例1と同様の効果を発揮することができる。ただし、本例では、導電性粒子36が、有機膜15,25を突き破って、各電極12,22に接触している。
According to the second example, the
また、異方導電性接着剤として、図5に示す形状を有するものを使用する場合は、特に以下の構成を採ることができる。
具体的には、異方導電性接着剤として、例えば、上述のエポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とし、当該樹脂中に、微細な金属粒子(例えば、球状の金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子)が多数直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する、所謂アスペクト比が大きい形状を有する金属粉末により形成された導電性粒子36が分散されたものを使用することができる。なお、ここで言うアスペクト比とは、図6に示す、導電性粒子36の短径(導電性粒子36の断面の長さ)Rと長径(導電性粒子36の長さ)Lの比のことをいう。
Moreover, when using what has a shape shown in FIG. 5 as an anisotropic conductive adhesive, the following structures can be taken especially.
Specifically, as the anisotropic conductive adhesive, for example, an insulating thermosetting resin such as the above-described epoxy resin is a main component, and fine metal particles (for example, spherical metal fine particles or
このような導電性粒子36を使用することにより、異方導電性接着剤として、異方導電性接着剤の面方向(厚み方向Xに直行する方向であって、図5の矢印Yの方向)においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、厚み方向Xにおいては、多数の接着剤接続用電極22−接着剤接続用電極12間を、一度にかつ各々を独立して接続し、低抵抗を得ることが可能になる。
By using such
また、この異方導電性接着剤において、導電性粒子36の長径Lの方向を、フィルム状の異方導電性接着剤を形成する時点で、異方導電性接着剤の厚み方向X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X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、上述の、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の接着剤接続用電極22−接着剤接続用電極12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という効果が、より一層向上する。
Further, in this anisotropic conductive adhesive, a magnetic field applied in the direction of the long diameter L of the
また、本発明に使用される金属粉末は、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、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて金属粒子を配向させることが可能になるからである。例えば、ニッケル、鉄、コバルトおよびこれらを含む2種類以上の合金等を挙げることができる。 In addition, the metal powder used in the present invention preferably contains a ferromagnetic material in part, such as a single metal having ferromagnetism, two or more kinds of alloys having ferromagnetism, a metal having ferromagnetism and others. It is preferably any one of an alloy with the above metal and a composite containing a metal having ferromagnetism. This is because by using a metal having ferromagnetism, the magnetic properties of the metal itself enable the metal particles to be oriented using a magnetic field. For example, nickel, iron, cobalt, and two or more kinds of alloys containing these can be used.
また、導電性粒子36のアスペクト比は5以上であることが好ましい。このような導電性粒子36を使用することにより、接着剤30として異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子36と各電極12,22との接触確率が高くなる。従って、導電性粒子36の配合量を増やすことなく、各電極12,22を互いに電気的に接続することが可能になる。
The aspect ratio of the
なお、導電性粒子36のアスペクト比は、CCD顕微鏡観察等の方法により直接測定するが、断面が円でない導電性粒子36の場合は、断面の最大長さを短径としてアスペクト比を求める。また、導電性粒子36は、必ずしもまっすぐな形状を有している必要はなく、多少の曲がりや枝分かれがあっても、問題なく使用できる。この場合、導電性粒子36の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。
The aspect ratio of the
−接続方法−
図7(a)〜(d)は、接着剤接続構造Cおよび半田接続構造Dを実現するための接続方法の手順を示す断面図である。
まず、図7(a)に示す工程で、接着剤接続領域Rcと、半田接続領域Rdとを有する母基板20(共通の基材)を準備する。母基板20において、接着剤接続領域Rcには接着剤接続用の接着剤接続用電極22が設けられており、半田接続領域Rdには半田接続用の半田接続用電極26が設けられている。
次に、各接着剤接続用電極22,26を覆う有機膜25を形成する。本実施の形態では、有機膜25の熱分解温度は、半田リフロー温度よりも高い。
-Connection method-
7A to 7D are cross-sectional views showing a procedure of a connection method for realizing the adhesive connection structure C and the solder connection structure D. FIG.
First, in the process shown in FIG. 7A, a mother board 20 (common base material) having an adhesive connection region Rc and a solder connection region Rd is prepared. In the
Next, an
図7(a)には図示されていないが、この時点で、接着剤接続領域Rcのみにおいて、有機膜25を覆う保護膜を形成してもよい。具体的には、粘着剤テープなどによって有機膜25を覆っておく。粘着テープ以外の保護膜を用いることもできる。
Although not shown in FIG. 7A, a protective film that covers the
次に、図7(b)に示す工程で、半田接続領域Rdに、チップ41の一部にチップ側電極42を有する電子部品40を搭載する。このとき、チップ側電極42を半田接続用電極26の位置に合わせて、両電極26,42間に鉛フリー半田を介在させる。そして、母基板20と電子部品40とを、ピーク温度が約260℃の半田リフロー炉に入れて,半田をリフローさせる。これにより、各電極26,42を半田層50を介して接合することで、各電極26,42を互いに電気的に接続する。
これにより、半田接続領域Rdにおいて、半田接続構造Dが形成される。
Next, in the step shown in FIG. 7B, the
Thereby, the solder connection structure D is formed in the solder connection region Rd.
次に、図7(c)に示す工程で、上述した有機膜25の軟化処理を行う。この例では、有機溶剤槽60に貯留されている有機溶剤61(たとえばイソプロパノール(IPA))に母基板20および電子部品40全体を浸漬する。有機溶剤61の温度は50℃程度で、浸漬時間は1分程度である。
これにより、有機膜25が、膨潤するなどにより軟化される。なお、IPAなどの有機溶剤の蒸気を有機膜25に吹き付けてもよい。その場合には、母基板20および電子部品40の全体を有機溶剤中に浸漬する必要がないので、他の部材に対する影響をそれほど考慮することなく有機溶剤の種類を選択することができる。
Next, in the process shown in FIG. 7C, the above-described
Thereby, the
次に、図7(d)に示す工程で、接着剤接続用電極22とFPC10の接着剤接続用電極12とを接着剤30により接着することにより電気的に接続する。接着剤接続構造Cの形成手順については、上記接着剤接続構造の例2(図5参照)において、説明したとおりである。
図7(d)に示す工程の前に、FPC10上の接着剤接続用電極12は、有機膜15で覆っておく。このとき、有機膜15の軟化処理を行ってもよいが、有機膜15が半田リフロー工程を経ていない場合など、不要であれば軟化処理を行う必要がない。
ただし、有機膜15の軟化処理も行うことで、有機膜15の平均膜厚や、膜厚の小さい領域の面積率の管理をほとんど行う必要がなくなる利点もある。
なお、図7(a)に示す工程の際、有機膜25を覆う保護膜(粘着材など)を形成した場合には、接着剤30で接着する前に、保護膜を除去する。
これにより、接着剤接続領域Rcにおいて、接着剤接続構造Cが形成される。
Next, in the step shown in FIG. 7D, the adhesive connecting
Before the step shown in FIG. 7D, the adhesive connecting
However, the softening treatment of the
7A, when a protective film (such as an adhesive material) that covers the
Thereby, the adhesive connection structure C is formed in the adhesive connection region Rc.
なお、上述のごとく、導電性粒子36を含む接着剤30(異方導電性接着剤)は、熱硬化性樹脂を主成分としている。そのため、異方導電性接着剤は、加熱すると、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の硬化時間が経過すると、異方導電性接着剤の硬化温度の維持状態、および加圧状態を開放し、冷却を開始する。これにより、接着剤30中の導電性粒子36を介して、各電極12,22を互いに接続し、FPC10を母基板20上に実装する。
As described above, the adhesive 30 (anisotropic conductive adhesive) containing the
図7(a)〜(d)には、PWBである母基板20に、接着剤接続構造Cと、半田接続構造Dとを形成する例を示している。
ただし、FPC10を共通の基材として、FPC10に接着剤接続構造Cと、半田接続構造Dとを形成してもよい。その場合には、図7に示す母基板20をFPC10と置き換え、接着剤接続用電極12上に有機膜15を形成することになる。処理の手順は、上述の通りである。
なお、FPCには,片面回路型構造だけでなく両面回路型構造もある。両面回路型構造の場合には、半田リフロー炉に2回入れることになる。
7A to 7D show an example in which the adhesive connection structure C and the solder connection structure D are formed on the
However, the adhesive connection structure C and the solder connection structure D may be formed on the
The FPC has not only a single-sided circuit type structure but also a double-sided circuit type structure. In the case of a double-sided circuit type structure, it is put in the solder reflow furnace twice.
本実施形態の接続方法によれば、上記電極構造B、接着剤接続構造Cの効果に加えて、以下の効果を発揮することができる。
通常、半田接続と接着剤接続とを同じ基板上で行う場合、半田接続用電極26と接着剤接続用電極22の双方の上に有機膜25を形成してから、半田接続を行い、その後、接着剤による接続を行うことになる。先に、接着剤接続を行うと、その後、半田リフロー処理の際に、接着剤の締め付けが緩んで、接続不良をおこす確率が高くなるからである。反面、半田リフロー処理の際に、有機膜が熱分解を生じるおそれもある。
本実施の形態の接続方法では、図7(a)に示す工程で、接着剤接続用電極22上に形成された有機膜25が半田リフロー温度よりも高い熱分解温度を有している。そのため、図7(b)に示す工程でも、有機膜25が熱分解することなく、確実に残存することになる。
なお、有機膜25の上に保護膜を形成すれば、より確実に、有機膜25を残存させることができる。よって、半田接続構造Dと接着剤接続構造Cとを、より確実に形成することができる。
なお、半田接続用電極26上を覆っていた有機膜25は、熱分解温度が半田リフロー温度よりも高くても、鉛フリー半田に含まれるフラックスなどと反応して、半田層50に溶け込む。したがって、半田接続構造Dの形成に支障が生じることはない。
According to the connection method of the present embodiment, in addition to the effects of the electrode structure B and the adhesive connection structure C, the following effects can be exhibited.
Usually, when the solder connection and the adhesive connection are performed on the same substrate, the
In the connection method of the present embodiment, in the step shown in FIG. 7A, the
If a protective film is formed on the
The
半田接続用電極26の上には、必ずしも金めっきを施す必要はないが、変色を回避する等の目的で、一般的には金めっきが施される。
本実施の形態では、母基板20のどの電極にも金めっきを施す必要がない。上述のように、有機膜25はフラックスと反応して半田層50に溶け込むので、半田接続用電極26の上にも、金めっきに代えてOSP処理による有機膜25を選択することができる。よって、上述の製造コストの低減効果を顕著に発揮することができる。
Although it is not always necessary to perform gold plating on the
In the present embodiment, it is not necessary to apply gold plating to any electrode of the
また、半田接続用電極26の上に、酸化防止膜である有機膜25を形成したことにより、各電極26,42間の接続強度(シェア強度)を向上させることができる。
Further, by forming the
一方、半田リフロー工程を経た後に、接着剤接続構造Cを形成する場合には、半田リフロー炉を通さない場合と比較して、各電極12,22間の電気的に接続する接続抵抗が大きくなるおそれがある。これは、半田リフロー炉において加熱されることによって、有機膜25が硬質化する等、変質することで、導電性粒子36が、有機膜25を突き破りにくくなっていることによると考えられる。
そこで、接着剤による接続工程の前に、有機膜25に軟化処理を施すことで、半田リフロー処理によって硬化した有機膜25を軟化させることができる。よって、有機膜15,25が半田リフロー炉を通った後に、接着剤接続構造Cを形成しても、より確実に各電極12,22間の電気的な接続抵抗を小さく抑えることができる。
また、有機膜25の平均膜厚や、膜厚が小さい領域の面積率を厳しく管理する必要がない。
On the other hand, when the adhesive connection structure C is formed after the solder reflow process, the connection resistance for electrical connection between the
Therefore, the
Further, it is not necessary to strictly manage the average film thickness of the
以上総合すると、本実施の形態では、以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態の接着剤接続構造Cにおいては、母基板20の接着剤接続用電極22およびFPC10の接着剤接続用電極12のそれぞれの表面にOSP処理を施して、酸化防止膜である有機膜15,25をそれぞれ形成する構成としている。この構成によれば、各電極12,22が金めっき層で被覆される場合と比較して、酸化防止膜を形成する工程が簡素化される。また、金などの貴金属を用いる場合と比較して、材料コストも低減される。その結果、各電極12,22を互いに接続する際の製造コストを安価にすることが可能となる。
In summary, the following effects can be obtained in the present embodiment.
(1) In the adhesive connection structure C of the present embodiment, the surfaces of the
しかも、半田リフロー処理や紫外線を浴びることなどによって有機膜15,25が硬質化しても、接着剤30による接続を行う前に有機膜15,25を軟化処理しているので、導電性粒子36が有機膜15,25を突き破りやすくなる。よって、導電性粒子36が有機膜15,25を突き破れないことに起因する各電極12,22間の導電性の悪化を抑制することができる。
また、有機膜15,25の平均膜厚や、膜厚が小さい領域の面積率を厳しく管理する必要がない。
Moreover, even if the
Further, it is not necessary to strictly manage the average film thickness of the
(2)本実施形態においては、使用する異方導電性接着剤である接着剤30における導電性粒子36は、微細な金属粒子が多数直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末により構成されている。この構成によれば、接着剤30の面方向であるY方向においては、隣り合う接着剤接続用電極22間、または接着剤接続用電極12間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、接着剤30の厚み方向であるX方向においては、多数の接着剤接続用電極22および接着剤接続用電極12間を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能となる。
(2) In this embodiment, the
(3)本実施形態においては、導電性粒子36のアスペクト比が5以上である構成としている。この構成によれば、異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子36間の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子36の配合量を増やすことなく、各電極12,22を互いに電気的に接続することが容易となる。
(3) In the present embodiment, the aspect ratio of the
(4)本実施形態においては、接着剤接続構造Cを形成する前の接着剤30(異方導電性接着剤)として、フィルム形状を有するものを用いている。この構成によれば、異方導電性接着剤の取り扱いが容易になる。また、加熱加圧処理により接着剤接続構造Cを形成する際の作業性が向上する。 (4) In this embodiment, what has a film shape is used as the adhesive 30 (anisotropic conductive adhesive) before forming the adhesive connection structure C. According to this configuration, the anisotropic conductive adhesive can be easily handled. Moreover, the workability | operativity at the time of forming the adhesive bond structure C by heat-pressing processing improves.
(5)本実施形態においては、導電性粒子36の長径方向を、フィルム形状を有する接着剤30(異方導電性接着剤)の厚み方向であるX方向に配向させたものを用いている。この構成によれば、接着剤30の面方向であるY方向においては、隣り合う接着剤接続用電極22間、または接着剤接続用電極12間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、接着剤30の厚み方向であるX方向においては、多数の接着剤接続用電極22および接着剤接続用電極12間を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能となる。
(5) In the present embodiment, the
(6)本実施形態においては、母基板20である硬質プリント基板(PWB)にフレキシブルプリント配線板(FPC10)を接続する構成としている。この構成によれば、母基板20がFPCである場合と比較して、多層の導電パターン構造を安価に提供することができる。また、母基板20上にFPC10を接続することにより、FPC10に代えて硬質プリント配線板を接続した場合と比較して、図2に示すごとく、FPC10を他の基板のコネクタに接続する際に、他の基板の配置の自由度を向上させることができる。その上、接着剤接続用配線電極12,22を有機膜15,25にて被覆することにより、各電極12,22を金メッキにて被覆するよりも安価にできるため、母基板20およびFPC10の接続体を安価に提供することができる。
(6) In this embodiment, the flexible printed wiring board (FPC 10) is connected to the hard printed circuit board (PWB) which is the
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・上記実施形態においては、母基板20として硬質プリント基板(PWB)を使用しているが、他の構成であっても良い。たとえば、母基板20としてフレキシブルプリント配線板(FPC)を使用してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, a hard printed circuit board (PWB) is used as the
・上記実施形態においては、接着剤接続構造Cは、FPC10とPWBである母基板20との電極同士の接続に用いたが、本発明の接着剤接続構造はこれに限定されることはない。例えば、導電体としてICチップ等の電子部品の突起電極(または、バンプ)と、PWBまたはFPC上の電極との接着剤接続構造Cとしてもよい。
In the above embodiment, the adhesive connection structure C is used to connect the electrodes of the
・上記実施形態におけるFPC10に代えて、PWBを母基板20上に実装してもよい。また、FPC10の代わりに電子部品を実装してもよい。
In place of the
・上記実施形態においては、OSP処理として、水溶性プリフラックス処理を接着剤接続用電極12,22に施したが、OSP処理を、例えば、耐熱性プリフラックス処理としてもよい。また、水溶性プリフラックス処理として、アゾール化合物を含有する酸性水溶液としたが、他の水溶液であってもよい。
In the above embodiment, the water-soluble preflux treatment is applied to the adhesive connecting
・上記実施形態においては、各接着剤接続用電極12,22の両方にOSP処理を施したが、例えば、一方の接着剤接続用電極12または22のみにOSP処理を施してもよい。その場合、他方の接着剤接続用電極22または12には、金めっき層などの貴金属めっき層を形成することになるが、これによっても、上記実施形態の効果(1)を得ることはできる。
In the above embodiment, both the
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更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。
(実施例1)
(接着剤の作成)
導電性粒子として、長径Lの分布が1μmから10μm、短径Rの分布が0.1μmから0.4μmである直鎖状ニッケル微粒子を用いた。また、絶縁性の熱硬化性樹脂としては、2種類のビスフェノールA型の固形エポキシ樹脂〔(1)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(2)エピコート1004〕、ナフタレン型エポキシ樹脂〔(3)大日本インキ化学工業(株)製、商品名エピクロン4032D〕を使用した。また、熱可塑性であるポリビニルブチラール樹脂〔(4)積水化学工業(株)製、商品名エスレックBM−1〕を使用し、マイクロカプセル型潜在性硬化剤としては、(5)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〕を使用し、これら(1)〜(5)を重量比で(1)35/(2)20/(3)25/(4)10/(5)30の割合で配合した。
Below, this invention is demonstrated based on an Example and a comparative example. In addition, this invention is not limited to these Examples, These Examples can be changed and changed based on the meaning of this invention, and they are excluded from the scope of the present invention. is not.
Example 1
(Create adhesive)
As the conductive particles, linear nickel fine particles having a long diameter L distribution of 1 μm to 10 μm and a short diameter R distribution of 0.1 μm to 0.4 μm were used. Insulating thermosetting resins include two types of bisphenol A-type solid epoxy resins (trade name Epicoat 1256 and (2) Epicoat 1004 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), naphthalene type epoxy. Resin [(3) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, trade name: Epicron 4032D] was used. In addition, a polyvinyl butyral resin [(4) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name ESREC BM-1], which is thermoplastic, is used as a microcapsule type latent curing agent. Using a curing agent [trade name NOVACURE HX3941 manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.], these (1) to (5) are (1) 35 / (2) 20 / (3) 25 / (4) 10 by weight ratio. / (5) Blended at a ratio of 30.
これらのエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、および潜在性硬化剤を、セロソルブアセテートに溶解して、分散させた後、三本ロールによる混錬を行い、固形分が50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、0.05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、固化させて、膜中の直鎖状粒子が磁場方向に配向した厚さ25μmのフィルム状の異方導電性をもつ異方導電性接着剤を作製した。 These epoxy resin, thermoplastic resin, and latent curing agent were dissolved and dispersed in cellosolve acetate, and then kneaded with three rolls to prepare a solution having a solid content of 50% by weight. The Ni powder was added to this solution so that the metal filling rate represented by the ratio of the total solid content (Ni powder + resin) was 0.05% by volume, and then stirred using a centrifugal mixer. As a result, Ni powder was uniformly dispersed to produce a composite material for an adhesive. Next, this composite material was applied onto a PET film subjected to a release treatment using a doctor knife, and then dried and solidified in a magnetic field having a magnetic flux density of 100 mT at 60 ° C. for 30 minutes, whereby the linear particles in the film were formed. An anisotropic conductive adhesive having a film-like anisotropic conductivity having a thickness of 25 μm oriented in the magnetic field direction was produced.
(プリント配線板の作成)
幅150μm、長さ4mm、高さ18μmの銅電極である接着剤接続用電極が150μm間隔で30個配列されたフレキシブルプリント配線板を用意した。OSP処理により、接着剤接続用電極に、2−フェニル−4−メチル−5−ベンジルイミダゾールを含む酸化防止膜を形成した。その熱分解温度は、310℃、平均膜厚は0.10μm、厚さ0.1μm以下となる領域の面積率は60%であった。
(Create printed wiring board)
A flexible printed wiring board was prepared in which 30 adhesive connection electrodes, which are copper electrodes having a width of 150 μm, a length of 4 mm, and a height of 18 μm, were arranged at intervals of 150 μm. By the OSP treatment, an antioxidant film containing 2-phenyl-4-methyl-5-benzylimidazole was formed on the adhesive connecting electrode. The thermal decomposition temperature was 310 ° C., the average film thickness was 0.10 μm, and the area ratio of the region having a thickness of 0.1 μm or less was 60%.
(接続抵抗評価)
上記フレキシブルプリント配線板に、窒素をフローすることで酸素濃度を1%以下としたリフロー槽内において、ピーク温度を260℃とした半田リフロー処理を施した。その後、接着剤接続用電極を50℃に加熱されたイソプロパノール槽中に1分間浸漬した後、フレキシブルプリント配線板同士を、連続する30箇所の接続抵抗が測定可能なデイジーチェーンを形成するように対向させて配置するとともに、これらフレキシブルプリント配線板の間に作製した接着剤を挟み、190℃に加熱しながら、5MPaの圧力で15秒間加圧して接着させ、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。次いで、この接合体において、接着剤接続用電極、接着剤、および接着剤接続用電極を介して接続された連続する30箇所の抵抗値を四端子法により求め、求めた値を30で除することにより、接続された1箇所あたりの接続抵抗を求めた。そして、この評価を10回繰り返し、接続抵抗の平均値を求めた。そして、接続抵抗が50mΩ以下の場合を、導電性を確保したものとして判断した。
(Connection resistance evaluation)
The flexible printed wiring board was subjected to a solder reflow treatment with a peak temperature of 260 ° C. in a reflow bath in which the oxygen concentration was 1% or less by flowing nitrogen. Then, after dipping the adhesive connection electrode in an isopropanol bath heated to 50 ° C. for 1 minute, the flexible printed wiring boards face each other so as to form a daisy chain capable of measuring 30 consecutive connection resistances. The adhesive prepared between these flexible printed wiring boards was sandwiched between the flexible printed wiring boards, and heated and heated to 190 ° C. for 15 seconds under a pressure of 5 MPa to be bonded to obtain a joined body of flexible printed wiring boards. Next, in this joined body, the resistance value at 30 consecutive points connected via the adhesive connecting electrode, the adhesive, and the adhesive connecting electrode is obtained by the four-terminal method, and the obtained value is divided by 30. Thus, the connection resistance per connected place was obtained. And this evaluation was repeated 10 times and the average value of connection resistance was calculated | required. And the case where connection resistance was 50 m (ohm) or less was judged as what ensured electroconductivity.
(接続信頼性評価)
上記のように作成した接続体を、85℃,85%RH高温高湿槽中に500hr静置した後、上記と同様に、接続抵抗を測定した。そして、接続抵抗の上昇率が50%以下の場合を、接続信頼性が良好と判断した。
(Connection reliability evaluation)
The connection body prepared as described above was allowed to stand for 500 hours in an 85 ° C., 85% RH high-temperature and high-humidity tank, and then the connection resistance was measured in the same manner as described above. And when the rate of increase in connection resistance was 50% or less, it was judged that the connection reliability was good.
(実施例2)
酸化防止膜の平均膜厚を0.60μm,厚さ0.1μm以下となる領域の面積率を2%としたこと以外は、実施例1と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、実施例1と同一条件で、接続抵抗評価及び接続信頼性評価を行った。
(Example 2)
A joined body of flexible printed wiring boards is formed in the same manner as in Example 1 except that the area ratio of the region where the average thickness of the antioxidant film is 0.60 μm and the thickness is 0.1 μm or less is 2%. Obtained. Thereafter, connection resistance evaluation and connection reliability evaluation were performed under the same conditions as in Example 1.
(比較例1)
実施例2と同じ材料からなる酸化防止膜を用い、半田リフロー処理後にイソプロパノール槽中に浸漬することによる軟化処理を行わなかったこと以外は実施例2と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。
その後、上述の実施例1と同一条件で、接続抵抗評価及び接続信頼性評価を行った。
(Comparative Example 1)
Bonding of flexible printed wiring boards in the same manner as in Example 2 except that an antioxidant film made of the same material as in Example 2 was used and the softening process by immersion in an isopropanol bath was not performed after the solder reflow process. Got the body.
Then, connection resistance evaluation and connection reliability evaluation were performed on the same conditions as the above-mentioned Example 1.
(熱分解温度測定)
熱分解温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry, DSC)を用いて測定した。10℃/minの速度で昇温した際の発熱開始温度を熱分解温度とする。
(膜厚測定)
酸化防止膜が形成された接着剤接続用電極の断面を観察する。0.2μm間隔で膜厚を測定し、平均膜厚0.1μm以下の領域の面積率を算出する。
(Measurement of thermal decomposition temperature)
The thermal decomposition temperature was measured using differential scanning calorimetry (DSC). The heat generation start temperature when the temperature is raised at a rate of 10 ° C./min is defined as a thermal decomposition temperature.
(Film thickness measurement)
The cross section of the adhesive connecting electrode on which the antioxidant film is formed is observed. The film thickness is measured at intervals of 0.2 μm, and the area ratio of the region having an average film thickness of 0.1 μm or less is calculated.
上記表1は、実施例1、2および比較例の接続抵抗評価と接続信頼性評価の結果を示している。
表1に示すように、実施例1、2のいずれの場合においても、初期接続抵抗が50mΩ以下であり、接続抵抗は十分小さく良好である。また、実施例1,2では、抵抗上昇率が50%以下であるので、接続信頼性もほぼ良好であることがわかる。
一方、比較例1では、初期接続抵抗が50mΩ以上と高かった。また、高温高湿槽中に500hr静置したあとは、接続オープンとなり、抵抗上昇率は∞(無限大)となった。この原因は、半田リフロー処理の際に比較例1の酸化防止膜が硬質化したにも拘わらず軟化処理を施さなかったことで、導電性粒子が酸化防止膜を確実に突き破ることができず、そのために導電性粒子と接着剤接続用電極との接触が不安定になったことによると考えられる。
さらに、実施例1、2を比較すると、実施例1の方が初期接続抵抗も小さく、接続信頼性も高い。よって、平均膜厚が小さく、かつ、膜厚が0.1μm以下となる領域の面積率が高いほど、軟化処理の効果が顕著に得られることがわかる。
Table 1 above shows the results of connection resistance evaluation and connection reliability evaluation of Examples 1 and 2 and the comparative example.
As shown in Table 1, in both cases of Examples 1 and 2, the initial connection resistance is 50 mΩ or less, and the connection resistance is sufficiently small and good. Further, in Examples 1 and 2, since the rate of increase in resistance is 50% or less, it can be seen that the connection reliability is substantially good.
On the other hand, in Comparative Example 1, the initial connection resistance was as high as 50 mΩ or more. Moreover, after leaving it to stand in a high-temperature and high-humidity tank for 500 hours, the connection was opened, and the resistance increase rate was ∞ (infinite). The reason for this is that, although the antioxidant film of Comparative Example 1 was hardened during the solder reflow treatment, the softening treatment was not performed, so that the conductive particles could not reliably break through the antioxidant film. Therefore, it is considered that the contact between the conductive particles and the adhesive connecting electrode becomes unstable.
Further, when Examples 1 and 2 are compared, Example 1 has a smaller initial connection resistance and higher connection reliability. Therefore, it can be seen that the softening effect becomes more remarkable as the area ratio of the region where the average film thickness is smaller and the film thickness is 0.1 μm or less is higher.
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。 The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明の電極構造,配線体および接着剤接続構造は、携帯電話機の他、デジタルカメラ,ビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルDVDプレーヤ、ポータブルノートパソコンなどの電子機器内に配置される部材の電極構造や、接続構造に利用することができる。また、本発明の離型シート体は、FPCの他、リジッドプリント配線板(PCB)等の各種配線板や、各種電子部品の接続に用いることができる。 The electrode structure, wiring body, and adhesive connection structure of the present invention are members disposed in electronic devices such as a camera such as a digital camera and a video camera, a portable audio player, a portable DVD player, and a portable laptop computer in addition to a mobile phone. It can be used for the electrode structure and the connection structure. Moreover, the release sheet body of the present invention can be used for connection of various wiring boards such as a rigid printed wiring board (PCB) and various electronic components in addition to the FPC.
10 FPC
11 ベースフィルム
12 接着剤接続用電極
13 カバーレイ
15 有機膜
20 母基板
21 リジッド基板
22 接着剤接続用電極
25 有機膜
26 半田接続用電極
30 接着剤
31 樹脂組成物
36 導電性粒子
40 電子部品
41 チップ
42 チップ側電極(被接続導体)
50 半田層
60 有機溶剤槽
61 有機溶剤
10 FPC
DESCRIPTION OF
50
Claims (10)
前記基材上の接着剤接続用電極を、酸化防止のための有機膜で被覆する工程(b)と、
ヒドロキシル基、ケトン基、エステル基およびエーテル基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含む有機溶剤の液または蒸気に、前記有機膜を接触させることにより有機膜に軟化処理を施す工程(c)と、
前記工程(c)の後、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を介して前記接着剤接続用電極と被接続体とを互いに接着させることにより電気的に接続する工程(d)と、
を含む接続方法。 Preparing a substrate provided with an adhesive connecting electrode (a);
Covering the adhesive connecting electrode on the substrate with an organic film for preventing oxidation (b);
(C) performing a softening treatment on the organic film by bringing the organic film into contact with a liquid or vapor of an organic solvent containing at least one functional group selected from a hydroxyl group, a ketone group, an ester group and an ether group ;
After the step (c), a step (d) of electrically connecting the adhesive connecting electrode and the body to be connected to each other through an adhesive mainly composed of a thermosetting resin;
Including connection method.
前記工程(d)では、前記接着剤として、導電性粒子を含有した異方導電性接着剤を用いる、接続方法。 The connection method according to claim 1,
In the step (d), a connection method using an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles as the adhesive .
前記接着剤として、複数の金属粒子が鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末からなる導電性粒子を含有したものを用いる、接続方法。 The connection method according to claim 2 ,
A connection method using a conductive particle made of metal powder having a shape in which a plurality of metal particles are connected in a chain or a needle shape as the adhesive.
前記導電性粒子のアスペクト比が5以上である、接続方法。 The connection method according to claim 3,
The connection method, wherein the conductive particles have an aspect ratio of 5 or more .
前記接着剤として、フィルム形状を有するものを用いる、接続方法。 In the connection method as described in any one of Claims 2-4 ,
A connection method using an adhesive having a film shape .
前記接着剤として、前記導電性粒子の長径方向を、前記フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させたものを用いる、接続方法。 The connection method according to claim 5 , wherein
The connection method using the thing which orientated the major axis direction of the said electroconductive particle as the said adhesive agent in the thickness direction of the adhesive agent which has the said film shape .
前記工程(a)では、前記基材として、半田接続用電極が設けられた基材を準備し、
前記工程(b)の後、前記工程(c)の前に、非酸化性雰囲気中で半田リフロー処理することにより、前記半田接続用電極を被半田接続導体に接合する工程(e)をさらに含む接続方法。 In the connection method according to any one of claims 1 to 6 ,
In the step (a), as the base material, a base material provided with solder connection electrodes is prepared,
After the step (b) and before the step (c), the method further includes a step (e) of joining the solder connection electrode to the solder connection conductor by performing a solder reflow process in a non-oxidizing atmosphere. Connection method.
前記工程(a)では、前記基材として、フレキシブルプリント配線板を準備する、接続方法。 In the connection method as described in any one of Claims 1-7,
In the step (a), a flexible printed wiring board is prepared as the base material .
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