JP6344888B2 - 接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続構造体 - Google Patents

Description

本発明は、接着剤を介して基板を接続対象物上に接続する方法に関し、特に、基板や接続対象物上に形成された端子同士を接続して構成される接続構造体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続構造体に関する。

従来、ガラス基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板とフレキシブル基板とを接続する際や、フレキシブル基板同士を接続する際に、接着剤として導電性粒子が分散されたバインダー樹脂をフィルム状に成形した異方性導電フィルムが用いられている。フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子とを接続する場合を例に説明すると、図７（Ａ）に示すように、フレキシブル基板５１とリジッド基板５４の両接続端子５２，５５が形成された領域の間に異方性導電フィルム５３を配置し、適宜緩衝材５０を配して加熱押圧ヘッド５６によってフレキシブル基板５１の上から熱加圧する。すると、図７（Ｂ）に示すように、バインダー樹脂は流動性を示し、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間から流出するとともに、異方性導電フィルム５３中の導電性粒子は、両接続端子間に挟持されて押し潰される。

その結果、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５とは、導電性粒子を介して電気的に接続され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。両接続端子５２，５５の間にない導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間のみで電気的導通が図られることになる。

特開２００５−２６５７７号公報

近年、例えばタッチパネルのセンサーフィルムとフレキシブル基板との接続においては、電子機器外筐に対する液晶画面の大型化に伴い、画面の外縁部分である所謂額縁部を狭くする狭額縁化が進んでいる。そのため、センサーフィルムとフレキシブル基板とを接続するエリアも狭くなり、その結果、図８に示すように、フレキシブル基板５１の外縁近傍までを覆うカバーレイを一部含んで異方性導電フィルムを介した接続を行うケースが増えている。

しかし、カバーレイの外縁部を含んで異方性導電フィルム５３を配置する場合、当該カバーレイの外縁部を含んだ領域を加熱押圧ヘッド５６によって熱加圧することとなるが、図９に示すように、カバーレイ６０の外縁部６０ａと接続端子５２との間に生じる段差部６１により、加熱押圧ヘッド５６の熱と圧力の伝達が不十分となり、良好な接続が得られないという問題があった。また、図１０に示すように、カバーレイ６０との段差部６１に沿って導電性粒子６２が滞留し、相隣接する接続端子５２，５５間が短絡する恐れもあった。

このような課題を解決するために、加熱押圧ヘッド５６を狭額縁化されたフレキシブル基板５１の実装部に応じて狭小化する方法も提案されている。しかし、この方法では、フレキシブル基板５１の接続端子５２及びリジッド基板５４の接続端子５５の大きさや、額縁部の広さ等の設計に応じて加熱押圧ヘッド５６の形状を変える必要があることから、製造工程の煩雑化、高コスト化を招く。また、加熱押圧ヘッド５６を狭小化することにより、接続面積が減少し、フレキシブル基板５１とリジッド基板５４との接続強度が低下するという問題もある。

また、図１１に示すように、段差部６１の形状に対応した段差形状を有する加熱押圧ヘッド５６を製造することにより導通信頼性を確保する方法も提案されている。しかし、この方法においても、段差部６１の寸法に応じて加熱押圧ヘッド５６を加工する必要が生じ、製造工程の煩雑化、高コスト化を招く。また、段差部６１の形状に応じて熱加圧した場合にも、依然としてカバーレイ６０の外縁部６０ａに沿って導電性粒子６２が滞留し、接続端子５２，５２間がショートする危険は残る。

また、カバーレイ６０との段差部６１の高さを考慮して、異方性導電フィルム５３に含有する導電性粒子の粒子径を大径化することで、段差部６１近傍の熱不足や圧力不足を解消しようとする場合、導電性粒子の大径化に伴い、端子間ショートの危険が増大してしまう。

そこで、本発明は、フレキシブル基板が異方性導電接続される額縁部の狭小化によっても、十分な接続強度を確保しつつ、端子間ショートも防止することができる接続構造体、接続構造体の製造方法、及び接続方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る接続構造体は、一面に第１の接続端子が設けられるとともに、上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物と、バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有し、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設けられ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とを接続するとともに、上記第１、第２の接続端子を電気的に接続する導電性接着剤とを備え、上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒの関係を満たすものである。

また、本発明に係る接続構造体の製造方法は、一面に第１の接続端子が設けられるとともに上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物との間に、バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有する導電性接着剤を、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設け、上記導電性接着剤を上記フレキシブル基板及び上記接続対象物を加熱押圧することにより、上記接着剤を硬化させ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とが接続されるとともに、上記第１、第２の接続端子が電気的に接続された接続構造体の製造方法において、上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒの関係を満たすものである。

また、本発明に係る接続方法は、一面に第１の接続端子が設けられるとともに上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物との間に、バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有する導電性接着剤を、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設け、上記導電性接着剤を上記フレキシブル基板及び上記接続対象物を加熱押圧することにより、上記接着剤を硬化させ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とが接続されるとともに、上記第１、第２の接続端子が電気的に接続する接続方法において、上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒの関係を満たすものである。

本発明によれば、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈの関係を満たすことにより、導電性接着剤を介して第１、第２の接続端子同士を圧着した際に、第１、第２の接続端子間において導電性粒子が十分に潰れ、導通信頼性を確保することができる。また、ｄ≧２Ｒの関係を満たすことにより、カバーレイの外縁部と第１、第２の接続端子との間が開くことから、カバーレイの外縁部に沿って導電性粒子が滞留した場合にも、これら滞留した導電性粒子によって第１の接続端子間、あるいは第２の接続端子間が短絡することを防止することができる。

本発明が適用された透明フィルムとフレキシブル基板との接続構造体の製造工程を示す断面図である。 透明フィルムのフレキシブル基板が実装される実装部における接続状態を示す分解斜視図である。 本発明が適用されたフレキシブル基板を示す断面図である。 異方性導電フィルムを示す断面図である。 比較例に係るフレキシブル基板を示す断面図である。 比較例に係る熱圧着ツールによる熱加圧工程を示す断面図である。 異方性導電フィルムを用いた従来の接続工程を示す断面図である。 異方性導電フィルムを用いた従来の接続工程を示す断面図である。 従来の接続工程において、カバーレイの段差部による熱加圧不足の状態を示す断面図である。 従来の接続工程において、カバーレイの外縁部に滞留した導電性粒子による接続端子間が短絡した状態を示す平面図である。 カバーレイの段差部に応じて熱加圧面の形状を変えた熱圧着ツールを用いた接続工程を示す断面図である。

以下、本発明が適用された接続構造体、接続構造体の製造方法、接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

本発明が適用された接続構造体は、フレキシブル基板とリジット基板とが異方性導電接続された接続構造体、あるいはフレキシブル基板同士が異方性導電接続された接続構造体であり、例えば、テレビやＰＣ、携帯電話、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末あるいは車載用モニタ等のあらゆる電子機器に内蔵されている配線板に用いることができる。このようなプリント配線板においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、各種回路が形成されたフレキシブル基板を直接プリント配線板上に実装するいわゆるＦＯＢ（film on board）、フレキシブル基板同士を接続するＦＯＦ（film on film）が採用されている。

以下では、各種モニタに入力デバイスとして組み込まれるタッチセンサ１を例に説明する。タッチセンサ１としては、電極パターンを形成したフィルムやプラスチック等の基体を２枚組み合わせたものや、１枚の基体の両面に電極パターンを形成したものが広く用いられている。

基体となる透明フィルム２には、センサ部となる電極パターンがマトリクス状に形成され、各電極パターンは、透明フィルムの外縁部に形成された接続端子３と、配線パターンを介して接続されている。そして、タッチセンサ１は、図１に示すように、複数の接続端子３が並列する実装部４に、位置検出用のコントローラと接続されたフレキシブル基板５が接続される。

タッチセンサ１の基体となる透明フィルム２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明な合成樹脂からなるフィルム材を用いることができる。センサ部を構成する電極パターンとしては、有機導電高分子を主剤とした透明な導電材料を用いることができる。例えば、ポリチオフェン誘導体ポリマーと、水溶性有機化合物と、ドーパンドとを少なくとも含む組成物が挙げられる。このような有機導電性高分子からなるペーストを印刷インクとして使用し、例えばスクリーン印刷により直接パターニングすることで、透明フィルム２の表面に所定形状の電極パターンを形成することができる。或いは、有機導電性高分子を透明フィルム２の両面にコーティングした後、酸もしくは塩基性の試薬を含む透明な印刷インクにより有機導電性高分子の層を部分的に劣化させることによっても電極パターンを形成することができる。その他にも、電極パターンのパターニングには、グラビア印刷、インクジェットプリンティングなどの種々の手法を用いることができる。また、感光性の物質を塗布した基体の表面をパターン状に露光することにより、所定のパターンを形成するフォトリソグラフィ等を用いることもできる。すなわち、電極パターンとして、有機導電高分子を主剤とする透明な導電材料を形成することができれば、上記手法以外の手法を用いることができる。

各電極パターンと配線パターンを介して接続される複数の接続端子３は、例えば銀ペーストのスクリーン印刷により直接パターニングすることにより、あるいは銅箔をエッチングすること等により形成することができる。複数の接続端子３は、例えば略矩形状に形成され、図２に示すように、透明フィルム２の外縁部に長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されることにより、フレキシブル基板５が接続される実装部４を構成する。

この実装部４とフレキシブル基板５との接続には、導電性の接着剤として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）６が用いられる。異方性導電フィルム６は、後述するように、バインダー樹脂に導電性粒子を含有しており、フレキシブル基板５の接続端子７と透明フィルム２に形成された接続端子３とを、導電性粒子を介して電気的に接続させる。

［フレキシブル基板］
透明フィルム２の実装部４に接続されるフレキシブル基板５は、図示しない位置検出用のコントローラに接続され、センサ部を構成する電極パターン毎に設けられている接続端子３と当該コントローラとを接続するコネクタとなる。フレキシブル基板５は、ポリイミド等の可撓性を有する基板９の一面９ａ上に、図２に示すように、透明フィルム２の接続端子３と接続される接続端子７が複数配列して形成されている。接続端子７は、例えば銅箔等がパターニングされるとともに、適宜、表面にニッケル金メッキ等のメッキコート処理が施されることにより形成され、接続端子３と同様に、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。接続端子７の幅と接続端子３の幅、及び相隣接する接続端子７間の間隔と相隣接する接続端子３間の間隔とは、略同じパターンで配列され、接続端子７と接続端子３とは、異方性導電フィルム６を介して重畳される。

また、接続端子７は、フレキシブル基板５の透明フィルム２と接続される一面９ａと反対側の他面９ｂに形成された配線パターン１０と、基板９を貫通する導電層１１を介して接続されている。導電層１１は、フレキシブル基板５に形成された貫通孔に、導電ペーストの充填、あるいは導電めっき層を形成すること等に形成することができる。

［カバーレイ］
また、フレキシブル基板５は、接続端子７の近傍にカバーレイ８が設けられている。カバーレイ８は、基板９の透明フィルム２と接続される一面９ａに形成された他の配線パターンを保護するものであり、絶縁性のベースフィルムの一面に接着剤層が設けられ、この接着剤層によって基板９の一面９ａに貼り付けられている。

タッチセンサ１は、透明フィルム２の接続端子３が設けられた実装部４や、とフレキシブル基板５の接続端子７が設けられた外縁部が狭小化されていることから、図１に示すように、フレキシブル基板５の外縁近傍までを覆うカバーレイ８を一部含んで異方性導電フィルム６を介した接続を行う。これにより、タッチセンサ１は、透明フィルム２とフレキシブル基板５との電気的、機械的な接続信頼性を確保している。

ここで、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板５は、カバーレイ８の接続端子７近傍の外縁部８ａの厚みをｈ、接続端子７の厚みをＨ、及び異方性導電フィルム６の導電性粒子１６の平均粒子径をＲ、カバーレイ８の外縁部８ａと接続端子７との距離をｄとしたとき、
０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ
ｄ≧２Ｒ
との関係を満たす。

０．７Ｒ≧ｈ−Ｈの関係を満たすことにより、異方性導電フィルム６を介して接続端子３，７同士を圧着した際に、接続端子３，７間において導電性粒子が十分に潰れ、導通信頼性を確保することができる。

一方、カバーレイ８の外縁部８ａの厚みｈと接続端子７の厚みＨとの差（ｈ−Ｈ）が導電性粒子の平均粒子径Ｒの０．７倍より大きいと、接続端子３，７間に導電性粒子を挟持した場合にも、カバーレイ８の外縁部８ａによって接続端子３，７同士の近接が阻害され、導電性粒子を十分に押圧することができない。このため、接続初期や環境試験後において、導通信頼性が悪化するおそれがある。

また、ｄ≧２Ｒの関係を満たすことにより、カバーレイ８の外縁部８ａと接続端子７との間が開くことから、カバーレイ８の外縁部８ａに沿って導電性粒子１６が滞留した場合にも、これら滞留した導電性粒子１６によって接続端子３，３間、あるいは接続端子７，７間が短絡することを防止することができる。

一方、カバーレイ８の外縁部８ａと接続端子７との距離ｄが導電性粒子１６の平均粒子径の２倍未満の場合、カバーレイ８の外縁部８ａに沿って滞留した導電性粒子１６によって接続端子３，３間、あるいは接続端子７，７間が短絡するおそれがある。

また、フレキシブル基板５は、カバーレイ８の外縁部８ａと接続端子７との間に導電性粒子１６の平均粒子径の２倍以上の距離を隔てていることから、熱圧着ツール２０によりカバーレイ８の外縁部８ａを含んで接続端子７を熱加圧した場合にも、カバーレイ８の段差部による熱不足や圧力不足による影響がなく、接続端子３，７間の導通信頼性を確保することができる。

さらに、フレキシブル基板５は、隣接する接続端子間の距離Ｄと導電性粒子１６の平均粒子径Ｒとが
Ｄ＞５Ｒ
との関係を満たすことが好ましい。

これにより、相隣接する接続端子３，３間や、接続端子７，７間に導電性粒子が連続することなく、相隣接する端子間のショートを防止することができる。一方、相隣接する接続端子３，３間や、接続端子７，７間の距離Ｒが導電性粒子の平均粒子径Ｒの５倍以下であると、各接続端子間において導電性粒子１６が連続することにより、相隣接する端子間のショートが発生するおそれがある。

［異方性導電フィルム］
異方性導電フィルム６は、熱硬化型の接着剤であり、後述する熱圧着ツール２０により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子１６が透明フィルム２及びフレキシブル基板５の各接続端子３、７の間で押し潰され、加熱により、導電性粒子１６が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム６は、透明フィルム２とフレキシブル基板５とを電気的、機械的に接続する。

異方性導電フィルム６は、例えば図４に示すように、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂１５（接着剤）に導電性粒子１６が分散されてなり、この熱硬化性接着材組成物がベースフィルム１７上に塗布されることによりフィルム状に成型されたものである。

ベースフィルム１７は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。

バインダー樹脂１５に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。

アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシメトキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシエトキシ）フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、加圧等のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン、ラジカル）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型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、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。

シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。

導電性粒子１６としては、異方性導電フィルム６において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子１６としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。

なお、異方性導電フィルム６は、取り扱いの容易さ、保存安定性等の見地から、ベースフィルム１７が積層された面とは反対の面側にカバーフィルムを設ける構成としてもよい。また、異方性導電フィルム６の形状は、特に限定されないが、例えば、図４に示すように、巻取リール１８に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。

また、上述の実施の形態では、接着剤として、バインダー樹脂１５に適宜導電性粒子１６を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂１５のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子１６を含有したバインダー樹脂１５からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、接着剤は、このようなフィルム成形されてなる導電性接着フィルムに限定されず、バインダー樹脂組成物に導電性粒子１６が分散された導電性接着ペーストとしてもよい。さらに、接着剤は、バインダー樹脂１５に導電性粒子１６が含有されていない絶縁性接着フィルム、あるいは絶縁性接着ペーストであってもよい。本発明に係る接着剤は、上述したいずれの形態をも包含するものである。

［熱圧着ツール］
次いで、フレキシブル基板５を熱加圧する熱圧着ツール２０について説明する。図１に示すように、熱圧着ツール２０は、透明フィルム２及びフレキシブル基板５が載置されるステージ１９の上方に昇降自在に設けられている。

熱圧着ツール２０は、適宜、緩衝材を介して、フレキシブル基板５の接続端子７が並列する端子領域を、透明フィルム２の実装部４に加熱押圧するものである。熱圧着ツール２０は、フレキシブル基板５及び透明フィルム２を熱加圧することにより、接続端子３、７間に熱と圧力を掛けることができ、導電性粒子１６を確実に挟持させるとともに、この状態でバインダー樹脂１５を硬化させることができる。

なお、熱圧着ツール２０のフレキシブル基板５と接する熱加圧面２０ａは平坦化されており、また熱加圧面２０ａとフレキシブル基板５との間に適宜介在される緩衝材は、シート状の弾性材からなり、例えばシリコンラバーが用いられる。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、熱圧着ツールの熱加圧面の形状や、フレキシブル基板のカバーレイ及び接続端子の構成を変えて、フレキシブル基板５が異方性導電フィルム６を介してプリント配線板に接続された接続構造体を製造し、これら接続構造体サンプルについて、接続初期と信頼性試験後における導通信頼性を測定し、また端子間の絶縁試験を行った。

フレキシブル基板５の接続に用いた異方性導電フィルム６は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成製） ４０質量部
ウレタンアクリレート（Ｍ１６００、東亞合成製） ３０質量部
アクリレート（Ｍ−３１５、東亞合成製） １０質量部
ラジカル系硬化剤（パーヘキサ３Ｍ、日本化薬製） ５質量部
導電性粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキアクリル樹脂粒子） ３質量部
を配合した樹脂組成物をＰＥＴフィルム上に塗布することにより成型した。

実施例及び比較例に用いたプリント配線板は、導通信頼性試験については、厚さ０．７ｍｍのガラス基材の全面にＩＴＯコーティングを施したガラス基材を使用した。また、絶縁信頼性試験については、厚さ０．７ｍｍのノンアルカリガラスを使用した。

［実施例１］
実施例１に用いたフレキシブル基板は、厚さ２５μｍのポリイミド基板の両面に、厚さ９μｍのＣｕ配線が、１００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍ）で形成されることにより、プリント配線板と接続される一面側に接続端子が、一面と反対側の他面に配線パターンが形成されている。接続端子と配線パターンとは、ポリイミド基板を貫通する導電層を介して接続されている。また、実施例１に係るフレキシブル基板は、接続端子が形成された一面にカバーレイが設けられ、カバーレイの接続端子近傍の外縁部の厚みｈを２２μｍ、接続端子の厚みＨを１８μｍ、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを１０μｍ、カバーレイの外縁部と接続端子との距離ｄを３０μｍ、相隣接する接続端子間の距離Ｄを５０μｍとした。すなわち、実施例１では、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒを満たす（図３参照）。

また、実施例１に用いた熱圧着ツールは、熱加圧面が平坦化されている（図１参照）。熱圧着ツールによる熱圧着条件は、１５０℃、２ＭＰａ、１０秒である。

［実施例２］
実施例２では、フレキシブル基板の接続端子の厚みＨを１８μｍとした他は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、実施例２では、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒを満たす。

［実施例３］
実施例３では、フレキシブル基板の接続端子の厚みＨを１２μｍ、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを１５μｍとした他は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、実施例３では、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ、ｄ≧２Ｒを満たす。

［比較例１］
比較例１では、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを５μｍとした他は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、比較例１では、０．７Ｒ＜ｈ−Ｈである。

［比較例２］
比較例２では、フレキシブル基板の接続端子の厚みＨを１２μｍ、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを１０μｍとした他は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、比較例２では、０．７Ｒ＜ｈ−Ｈである。

［比較例３］
比較例３では、厚さ２５μｍのポリイミド基板の両面に、厚さ９μｍのＣｕ配線が、１００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍ）で形成されることにより、プリント配線板と接続される一面側に接続端子及び配線パターンが形成されているフレキシブル基板を用いた（図８参照）。図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、比較例３に係るフレキシブル基板は、カバーレイの外縁部の厚みｈを２２μｍ、接続端子の厚みＨを１８μｍ、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを１０μｍ、相隣接する接続端子間の距離Ｄを５０μｍとした。すなわち、比較例３では、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈを満たすものの、接続端子とカバーレイの外縁部との間に段差部が設けられている。

また、比較例３に用いた熱圧着ツールは、実施例１と同様に、熱加圧面が平坦化されている。熱圧着ツールによる熱圧着条件は、１５０℃、２ＭＰａ、１０秒である。

［比較例４］
比較例４では、接続端子の厚みＨを１５μｍとした他は、比較例３と同じ条件とした。すなわち、比較例４においても、０．７Ｒ≧ｈ−Ｈを満たすものの、接続端子とカバーレイの外縁部との間に段差部が設けられている（図５（Ａ）参照）。

［比較例５］
比較例５では、比較例４と同じフレキシブル基板を用いるとともに、接続端子とカバーレイの外縁部との間に形成された段差部に応じた段差形状を有する熱圧着ツール（図６参照）を用いた。その他の条件は比較例４と同じである。

［比較例６］
比較例６では、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒを１５μｍ、カバーレイの外縁部と接続端子との距離ｄを２０μｍとした他は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、比較例６では、ｄ＜２Ｒである。

各実施例及び比較例に係る接続構造体サンプルについて、接続端子間の導通抵抗を４端子法にて測定した。測定は、接続初期と信頼性試験後に行い、抵抗値が５．０Ω以下を○、２０Ω以上を△、未接続を×とした。信頼性試験としては、環境試験（６０℃ ９５％ＲＨ ２５０ｈ）を行った。

また、各実施例及び比較例に係る接続構造体サンプルについて、接続端子間の短絡試験を行い、それぞれ３０個のサンプルのうち短絡が発生した個数を計測した。

表１に示すように、実施例１〜３に係る接続構造体サンプルでは、環境試験後における導通抵抗値が、いずれも５Ω以下と良好であった。これは、実施例１〜３では、カバーレイの接続端子近傍の外縁部の厚みｈと接続端子の厚みＨとの差（ｈ−Ｈ）が、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒの０．７倍以下であったことから、カバーレイの外縁部の厚さによってフレキシブル基板及びプリント配線板の接続端子同士による導電性粒子の押圧が阻害されず、導電性粒子を十分に潰した状態で挟持することができたことによる。

一方、比較例１、２では、カバーレイの接続端子近傍の外縁部の厚みｈと接続端子の厚みＨとの差（ｈ−Ｈ）が、異方性導電フィルムに含有された導電性粒子の平均粒子径Ｒの０．７倍よりも大きいことから、カバーレイの外縁部の厚みよってフレキシブル基板及びプリント配線板の各接続端子間の距離が開き、導電性粒子を十分に潰すことができない。このため、比較例１、２では、環境試験後において接続端子間の導通が取れなくなった。

また、実施例１〜３に係る接続構造体サンプルでは、相隣接する接続端子間の短絡が殆ど発生しなかった。これは、実施例１〜３では、カバーレイの外縁部と接続端子との距離ｄが、導電性粒子の平均粒子径Ｒの２倍以上であったことから、カバーレイの外縁部に沿って導電性粒子が滞留した場合にも、この滞留した導電性粒子によって接続端子間が短絡することを防止することができたことによる。

一方、比較例３〜５では、図５（Ｂ）に示すように、カバーレイが接続端子上に設けられていることから、３０個のサンプルのうち、９個（比較例３）、１２個（比較例４）、１３個（比較例５）のサンプルにおいてカバーレイの外縁部に沿って滞留した導電性粒子によって接続端子間が短絡した。また、比較例６では、カバーレイの外縁部と接続端子との間に距離ｄを設けているものの、当該距離ｄが、導電性粒子の平均粒子径Ｒの２倍未満であったことから、３０個のサンプルのうち１５個サンプルにおいて、カバーレイの外縁部に沿って滞留した導電性粒子によって接続端子間が短絡した。

また、実施例１，２と実施例３とを対比すると、実施例１，２では接続端子間の短絡が全サンプルにおいて発生しなかったのに対して、実施例３では３０個のサンプル中１つのサンプルにおいて短絡が発生した。これは、実施例１，２においては、相隣接する接続端子間の距離Ｄが導電性粒子の平均粒子径Ｒの５倍よりも大きく、導電性粒子による相隣接する接続端子間の短絡を防止するのに必要な距離を確保したのに対して、実施例３では、当該距離Ｄが導電性粒子の平均粒子径Ｒの５倍に満たないことによる。これにより、相隣接する接続端子間の距離Ｄが導電性粒子の平均粒子径Ｒの５倍よりも大きくすることが好ましいことが分かる。

１ タッチセンサ、２ 透明フィルム、３ 接続端子、４ 実装部、５ フレキシブル基板、６ 異方性導電フィルム、７ 接続端子、８ カバーレイ、８ａ 外縁部、１０ 配線パターン、１１ 導電層、１５ バインダー樹脂、１６ 導電性粒子、１７ ベースフィルム、１８ 巻取リール、１９ ステージ、２０ 熱圧着ツール、２０ａ 熱加圧面

Claims (12)

1. 一面に第１の接続端子が設けられるとともに、上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、
   上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物と、
   バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有し、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設けられ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とを接続するとともに、上記第１、第２の接続端子を電気的に接続する導電性接着剤とを備え、
   上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、下記の関係を満たす接続構造体。
   ０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ
   ｄ≧２Ｒ
2. 下記の関係を満たす請求項１に記載の接続構造体。
   ３Ｒ≧ｄ≧２Ｒ
3. 上記接続対象物は、ガラス基板または透明フィルムであり、
   上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域は、上記接続対象物の額縁部に対応した領域内である請求項１又は２に記載の接続構造体。
4. 上記第１、第２の接続端子は、それぞれ、複数並列して設けられ、隣接する接続端子間の距離Ｄが、下記の関係を満たす請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体。
   Ｄ＞５Ｒ
5. 上記第１の接続端子は、上記フレキシブル基板の上記接続対象物上に接続される上記一面と反対側の他面に設けられた配線パターンと、上記フレキシブル基板を貫通する導電層を介して接続されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体。
6. 上記フレキシブル基板又は上記接続対象物のいずれかが、タッチパネルセンサーフィルムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体。
7. 一面に第１の接続端子が設けられるとともに上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物との間に、バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有する導電性接着剤を、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設け、
   上記導電性接着剤を上記フレキシブル基板及び上記接続対象物を加熱押圧することにより、上記接着剤を硬化させ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とが接続されるとともに、上記第１、第２の接続端子が電気的に接続された接続構造体の製造方法において、
   上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、下記の関係を満たす接続構造体の製造方法。
   ０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ
   ｄ≧２Ｒ
8. 下記の関係を満たす請求項７に記載の接続構造体の製造方法。
   ３Ｒ≧ｄ≧２Ｒ
9. 上記接続対象物は、ガラス基板または透明フィルムであり、
   上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域は、上記接続対象物の額縁部に対応した領域内である請求項７又は８に記載の接続構造体の製造方法。
10. 一面に第１の接続端子が設けられるとともに上記第１の接続端子近傍にカバーレイが設けられたフレキシブル基板と、上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子が形成された接続対象物との間に、バインダー樹脂と、上記バインダー樹脂に含有された導電性粒子とを有する導電性接着剤を、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域に設け、
    上記導電性接着剤を上記フレキシブル基板及び上記接続対象物を加熱押圧することにより、上記接着剤を硬化させ、上記フレキシブル基板と上記接続対象物とが接続されるとともに、上記第１、第２の接続端子が電気的に接続する接続方法において、
    上記フレキシブル基板は、上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部の厚みをｈ、上記第１の接続端子の厚みをＨ、上記導電性粒子の平均粒子径をＲ、上記カバーレイの上記外縁部と上記第１の接続端子との距離をｄとしたとき、下記の関係を満たす接続方法。
    ０．７Ｒ≧ｈ−Ｈ
    ｄ≧２Ｒ
11. 下記の関係を満たす請求項１０に記載の接続方法。
    ３Ｒ≧ｄ≧２Ｒ
12. 上記接続対象物は、ガラス基板または透明フィルムであり、
    上記カバーレイの上記第１の接続端子近傍の外縁部と上記第１の接続端子とを含む領域は、上記接続対象物の額縁部に対応した領域内である請求項１０又は１１に記載の接続方法。

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