JP6370562B2 - 接続体の製造方法、フレキシブル基板の接続方法、接続体及びフレキシブル基板 - Google Patents

Description

本発明は、異方性導電接着剤を介してフレキシブル基板が接続対象に対して押圧されることにより接続された接続体の製造方法、フレキシブル基板の接続方法、接続体及びフレキシブル基板に関する。

従来から、ＰＣモニタ、スマートホン、携帯型ゲーム機、デジタルオーディオプレーヤー、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示入力手段として、液晶表示装置や有機ＥＬパネル等の表示装置と、該表示装置に圧力を加えることにより画面位置の情報を感知して情報信号として出力する入力装置とを備えたタッチパネルが用いられている。近年、このようなタッチパネル装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を用いて、可撓性基板に各種回路パターンが形成されたフレキシブル基板と電極フィルムとを接続する工法や、フレキシブル基板と透明電極が形成されたガラス基板とを接続する工法が採用されている。

異方性導電フィルムは、バインダー樹脂（接着剤）に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルムを構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。

異方性導電フィルムを用いてフレキシブル基板をガラス基板へ接続する場合は、先ず、ガラス基板の電極上に異方性導電フィルムを仮圧着手段によって低温低圧で加熱押圧することにより仮貼りする。続いて、異方性導電フィルムを介してガラス基板上にフレキシブル基板を搭載し仮接続体を形成する。仮接続体は、接続装置のステージに載置された後、熱圧着ヘッド等の熱圧着手段によってフレキシブル基板が異方性導電フィルムとともにガラス基板側へ加熱押圧される。この熱圧着ヘッドによる加熱によって、異方性導電フィルムのバインダー樹脂は熱硬化反応を起こし、これによりフレキシブル基板がガラス基板上に接続された接続体が形成される。

特開２０１２−５４５６４号公報 特開２００６−３４４７５６号公報

しかし、フレキシブル基板を異方性導電接着剤によって接続する場合において、例えばフレキシブル基板が厚い場合や、電極端子間が広い場合、高い圧着圧力が必要な場合等では、図９（Ａ）に示すように、圧着時にフレキシブル基板１０３の配線間が撓まされることにより応力が残存する。そして、図９（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板１０３は、圧着終了後や、信頼性試験後において、残留応力によって配線間が押圧方向と反対方向に戻る力が働く（いわゆるスプリングバック）。

このとき、異方性導電フィルムのバインダー樹脂層の凝集力が足りないと、フレキシブル基板１０３に形成された電極端子１０４もフレキシブル基板１０３とともに、ガラス基板１０１に形成された基板電極１０２から離間する方向に引き離され、導電性粒子１０５への押圧力が不足し接続不良となる。

特に、近年は端子高さのばらつきの吸収や、連続生産によって生じる熱圧着ヘッドの傾き等による端子毎の接続抵抗のばらつきを抑えるために、比較的高圧で接続する工法も求められていることから、フレキシブル基板の残留応力によるスプリングバックの問題も顕著に現れてくる。

このような課題に対して、特許文献１には、熱圧着手段とフレキシブル基板との間に緩衝材を配すると共に、この緩衝材に配線に合わせて凹凸を設けることにより、配線に圧力を集中し、配線間に掛かる圧力を緩和する工法が提案されている。

しかし、特許文献１に記載の工法では、熱圧着工程の度に緩衝材の凹凸と配線パターンとを正確に位置合わせする必要があり、生産性が悪化してしまう。

そこで、本発明は、フレキシブル基板の残留応力によるスプリングバックを防止し、電極端子の接続不良を解消することができる接続体の製造方法、フレキシブル基板の接続方法、接続体及びフレキシブル基板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、本発明に係る接続体の製造方法は、一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板を、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象の上記端子部上に配置し、上記接着剤を介して上記電極端子と上記端子部とを対向させ、上記フレキシブル基板を、上記電極端子の裏側から熱圧着ヘッドによって加熱押圧して上記接着剤を硬化させる工程を有し、上記フレキシブル基板は、上記熱圧着ヘッドが当接する部位に熱硬化性樹脂層が設けられているものである。

また、本発明に係る接続体は、一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板と、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象とが、接着剤によって接続された接続体において、上記フレキシブル基板は、歪みを有し、上記電極端子の裏側に熱硬化性樹脂層が設けられ、上記熱硬化性樹脂層は、上記フレキシブル基板の歪みに応じた形状を有するものである。

また、本発明に係るフレキシブル基板の接続方法は、一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板を、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象の上記端子部上に配置し、上記接着剤を介して上記電極端子と上記端子部とを対向させ、上記フレキシブル基板を、上記電極端子の裏側から熱圧着ヘッドによって加熱押圧して上記接着剤を硬化させる工程を有し、上記フレキシブル基板は、上記熱圧着ヘッドが当接する部位に熱硬化性樹脂層が設けられているものである。

また、本発明に係るフレキシブル基板は、一方の面に電極端子が形成され、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象に接続されるフレキシブル基板において、上記接着剤を硬化させる熱圧着ヘッドによって加熱押圧される上記電極端子の裏側の部位に、熱硬化性樹脂層が設けられ、上記熱硬化性樹脂層は、支持フィルムに支持されているものである。

本発明によれば、熱硬化性樹脂層が軟化溶融されると、熱圧着ヘッドに押圧されて歪んだフレキシブル基板の電極端子間の形状に応じて流動し、この状態で硬化するため、フレキシブル基板に歪みによる残留応力が内在した場合にも、熱硬化性樹脂層によってフレキシブル基板の残留応力の発現を抑制し、スプリングバックによる接続抵抗の上昇を防止することができる。

図１は、本発明が適用された接続体の一例を示す斜視図である。 図２は、フレキシブル基板の接続工程を示す斜視図である。 図３は、熱硬化性樹脂シートの断面図である。 図４は、フレキシブル基板の接続工程を示す断面図である。 図５は、フレキシブル基板の接続工程を示す断面図である。 図６は、フレキシブル基板の他の接続工程を示す断面図である。 図７は、熱硬化性樹脂がはみ出した接続体を示す断面図である。 図８は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図９は、従来のフレキシブル基板の接続工程を示す図であり、（Ａ）は加熱押圧工程を示し、（Ｂ）はフレキシブル基板にスプリングバックが生じた状態を示す。

以下、本発明が適用された接続体の製造方法、フレキシブル基板の接続方法、接続体及びフレキシブル基板について、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体は、一方の面に電極端子が複数並列されたフレキシブル基板と、電極端子と接続される端子部が複数並列された接続対象物とが接着剤によって接続されたものであり、例えば、フレキシブル基板がガラス基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板に異方性導電接続された接続体、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体である。

本発明が適用された接続体は、例えば、テレビやＰＣ、スマートホン、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末、ウェアラブル端末、車載用モニタあるいはカメラモジュール等のあらゆる電子機器に設けられているプリント配線板の接続端子部とフレキシブル基板との接続等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やガラス基板等のリジッド基板の接続端子部に実装するいわゆるＦＯＢ（film on board）やＦＯＧ（film on glass）が採用されている。

以下では、接続体１として、ガラスエポキシ基板からなるプリント配線板２に、接着剤として異方性導電フィルム（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）３を用いて、フレキシブル基板４を接続する場合を例に説明する。

プリント配線板２は、図１に示すように、各種配線パターンが形成されると共に、ＩＣチップ等の各種部品が実装され、あるいはスルーホールを介して裏面に形成された配線パターンと接続されている。そして、プリント配線板２は、フレキシブル基板４が異方性導電フィルム３を介して接続されることにより接続体１を構成する。

プリント配線板２は、フレキシブル基板４が接続されるＦＯＢ実装部５に、フレキシブル基板４に設けられた電極端子７と接続される複数の端子部６が形成されている。端子部６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る。また、端子部６は、図２に示すように、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。各端子部６は、導電パターン１０を介して他の回路や電子部品と接続されている。

このＦＯＢ実装部５は、導電性の接着剤として異方性導電フィルム３を用いてフレキシブル基板４が接続される。異方性導電フィルム３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４の電極端子７とプリント配線板２に形成された端子部６とを、導電性粒子を介して電気的に接続させる。また、端子部６と電極端子７とは、異方性導電フィルム３を介して対向配置された後、熱圧着ヘッド２１によってフレキシブル基板４の上から熱加圧されることにより接続されていく。

［フレキシブル基板］
プリント配線板２のＦＯＢ実装部５に接続されるフレキシブル基板４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、端子部６と接続される電極端子７が複数配列して形成されている。電極端子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、端子部６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。電極端子７と端子部６、及び電極端子７間のスペースと端子部６間のスペースとは、略同じパターンで配列され、同一幅を有し、異方性導電フィルム３を介して重畳される。

フレキシブル基板４は、電極端子７が端子部６と対向するようにプリント配線板２のＦＯＢ実装部５に配置されると、電極端子７の裏側、すなわち、電極端子７が形成されている一方の面９ａと反対側の他方の面９ｂ側から熱圧着ヘッド２１によって加熱押圧され、電極端子７が端子部６に熱加圧される。そして、フレキシブル基板４の他方の面９ｂには、この熱圧着ヘッド２１が当接される部位に熱硬化性樹脂層１１が設けられている。

［熱硬化性樹脂層］
熱硬化性樹脂層１１は、熱圧着ヘッド２１によって加熱押圧されることにより硬化し、熱圧着ヘッド２１の加熱押圧により生じたフレキシブル基板４の歪みを強固に固定するものである。熱硬化性樹脂層１１が設けられることにより、フレキシブル基板４は、残留応力の発現が抑制され、スプリングバックによる抵抗値の上昇やプリント配線板２との接続不良を防止することができる。

熱硬化性樹脂層１１は、熱硬化型の異方性導電フィルムのバインダー樹脂層に用いられる熱硬化性樹脂組成物を用いることができる。具体的に、熱硬化性樹脂層１１は、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤等を含有する。

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、加圧等の用途に応じて選択される各種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。

熱硬化性樹脂層１１を構成する接着剤組成物は、このように膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤等を含有する場合に限定されず、通常の異方性導電フィルムの接着剤組成物として用いられる何れの材料から構成されるようにしてもよい。また、熱硬化性樹脂層１１は、硬化収縮を少なくするために、硬化成分量の調整やゴム成分を添加してもよい。

［熱硬化性樹脂層の製法］
熱硬化性樹脂層１１は、例えば以下の方法によって製造される。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤等を含有する熱硬化性樹脂組成物を調整する。調整した熱硬化性樹脂組成物をバーコーター、塗布装置等を用いて支持フィルム１２上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、図３に示すように、支持フィルム１２に熱硬化性樹脂層１１が支持された熱硬化性樹脂シート１３を得る。

なお、熱硬化性樹脂組成物の塗布厚みは、乾燥後における熱硬化性樹脂層１１が電極端子７や端子部６の高さばらつきを吸収できる厚みとなるように適宜調整する。

［支持フィルム］
熱硬化性樹脂層１１を支持する支持フィルム１２は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等を用いることができる。支持フィルム１２は、熱硬化性樹脂層１１の乾燥を防ぐとともに、熱硬化性樹脂層１１の形状をシート状に維持する。

また、支持フィルム１２は、熱硬化性樹脂層１１との界面に、予めシリコーン等の剥離剤を塗布することにより剥離処理を施してもよい。これにより、熱硬化性樹脂シート１３は、フレキシブル基板４への仮貼り後、あるいは熱圧着ヘッド２１による加熱押圧工程の後、熱硬化性樹脂層１１より支持フィルム１２を剥離することができる。

なお、支持フィルム１２は、接続体１としてフレキシブル基板４の他方の面９ｂ上に残存させても問題ないときには、剥離処理を行うことなく存置させてもよい。支持フィルム１２を存置させておくことにより、接続体１は、熱硬化性樹脂層１１と共にフレキシブル基板４の残留応力の発現をより抑制することができる。

熱硬化性樹脂シート１３の形状は、特に限定されないが、例えば、図３に示すように、巻取リール１４に巻回可能な長尺テープ形状とすることにより、所定の長さだけカットして使用することができる。

［仮貼り・本硬化］
この熱硬化性樹脂シート１３は、熱硬化性樹脂層１１側を、フレキシブル基板４の熱圧着ヘッド２１が当接する部位に仮貼りされる。熱硬化性樹脂シート１３の仮貼りは、支持フィルム１２を、仮圧着ツールによって加熱押圧することによって行う。仮圧着ツールによる加熱押圧は、熱硬化性樹脂層１１が流動性を示すが硬化反応は開始しない低温、低圧で行う。

熱硬化性樹脂シート１３は、フレキシブル基板４への仮圧着後、剥離処理された支持フィルム１２が剥離される。次いで、図４、図５に示すように、フレキシブル基板４の接続工程において、熱硬化性樹脂層１１は、緩衝材２０を介して熱圧着ヘッド２１によって加熱押圧される。緩衝材２０は、フレキシブル基板４の電極端子７の高さばらつきを吸収するとともに、熱硬化性樹脂層１１が熱圧着ヘッド２１の熱加圧面に付着することを防止することができ、例えばシリコーン系の材料が好適に用いられる。

これにより、図５に示すように、熱硬化性樹脂層１１は、軟化溶融され、熱圧着ヘッド２１に押圧されて歪んだフレキシブル基板４の電極端子間の形状に応じて流動し、この状態で硬化する。したがって、熱硬化性樹脂層１１は、フレキシブル基板４に歪みによる残留応力が内在した場合にも、この残留応力の発現を抑制し、スプリングバックによる接続抵抗の上昇を防止することができる。

［緩衝材］
なお、フレキシブル基板４の接続工程においては、熱硬化性樹脂シート１３の熱硬化性樹脂層１１が緩衝材としても機能するため、緩衝材２０を設けなくともよい。但し、この場合、熱硬化性樹脂シート１３は、図６に示すように、支持フィルム１２を剥離せずに加熱押圧する。すなわち、熱硬化性樹脂シート１３は、支持フィルム１２に熱圧着ヘッド２１の熱加圧面が直接当接し、支持フィルム１２を介して熱硬化性樹脂層１１が加熱される。これにより、支持フィルム１２によって、溶融した熱硬化性樹脂層１１が熱圧着ヘッド２１の熱加圧面に付着することを防止することができる。勿論、支持フィルム１２を剥離せずに加熱押圧する場合においても、支持フィルム１２と熱圧着ヘッド２１との間に緩衝材２０を設けてもよい。

また、熱硬化性樹脂層１１とともにフレキシブル基板４に接続された支持フィルム１２は、熱硬化性樹脂層１１の硬化後に剥離してもよい。この場合、支持フィルム１２は、予め熱硬化性樹脂層１１の支持面に、シリコーン等の剥離剤を塗布することにより剥離処理が施されている。

あるいは、接続体１として支持フィルム１２を残しても問題ない場合は、熱硬化性樹脂層１１の硬化後に剥離せずにおいてもよい。この場合、支持フィルム１２には、剥離処理は不要である。また、接続体１は、支持フィルム１２が熱硬化性樹脂層１１上に残すことにより、フレキシブル基板４の剛性を高め、内在するフレキシブル基板４の残留応力の発現によるスプリングバックをより確実に抑制することができる。

また、熱硬化性樹脂層１１は、フレキシブル基板４の電極端子７の形成領域よりも広範囲に設けることが好ましい。熱硬化性樹脂層１１が電極端子７の形成領域を包含する、より広範囲に設けられることにより、フレキシブル基板４の残留応力による歪みの発生を、電極端子７の形成領域の周辺まで抑制することができ、スプリングバックによる接続抵抗の上昇を確実に防止することができる。

このとき、熱硬化性樹脂層１１は、フレキシブル基板４の外縁部に設けられるとともに、加熱押圧されることにより、フレキシブル基板４の外縁からはみ出させるようにしてもよい。図７に示すように、はみ出した熱硬化性樹脂は、プリント配線板２とフレキシブル基板４の境界を被覆して硬化するため、フレキシブル基板４のスプリングバックを抑制するとともに、外部からの水分の浸入を防止することができる。

［異方性導電フィルム］
次いで、プリント配線板２とフレキシブル基板４とを接続する異方性導電フィルム３について説明する。異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１は、図８に示すように、通常、基材となる剥離フィルム１７上に導電性粒子１６を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）１５が形成されたものである。異方性導電フィルム３は、熱硬化型の接着剤であり、プリント配線板２のＦＯＢ実装部５上に貼着されるとともにフレキシブル基板４が搭載され、熱圧着ヘッド２１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が相対向するプリント配線板２の端子部６とフレキシブル基板４の電極端子７との間で押し潰されるとともに、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３は、プリント配線板２とフレキシブル基板４とを接続し、導通させることができる。

また、異方性導電フィルム３は、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の添加剤を含有する通常のバインダー樹脂層１５に導電性粒子１６が分散されている。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤としては、上述した熱硬化性樹脂層１１と同様のものを用いることができる。

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３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。

バインダー樹脂層１５を支持する剥離フィルム１７は、上述した支持フィルム１２と同様のものを用いることができる。また、剥離フィルム１７は、シリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム３の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム３の形状を維持する。

異方性導電フィルム３は、何れの方法で作製するようにしてもよいが、例えば以下の方法によって作製することができる。先ず、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、導電性粒子等を含有する接着剤組成物を調整する。調整した接着剤組成物をバーコーター、塗布装置等を用いて剥離フィルム１７上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、剥離フィルム１７にバインダー樹脂層１５が支持された異方性導電フィルム３を得る。

また、本発明に係る異方性導電フィルム３は、導電性粒子１６を含有するバインダー樹脂層１５と、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層とを積層されてなる複数層構造の異方性導電フィルムとしてもよい。

絶縁性接着材層を構成する絶縁性の接着剤組成物は、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成分からなり、上述したバインダー樹脂層１５の接着剤組成物と同様の材料で構成することができる。

絶縁性接着剤層と導電性接着剤層の２層構造からなる異方性導電フィルム３は、絶縁性接着剤層を構成する接着剤組成物を剥離フィルムに塗布、乾燥させた後、上述した剥離フィルム１７に支持されたバインダー樹脂層１５と貼り合わせることにより形成することができる。

なお、異方性導電フィルム３の形状は、特に限定されないが、例えば、図８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することにより、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、異方性導電フィルム３として、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、例えば導電性粒子１６を含有したバインダー樹脂からなる導電性接着ペーストでもよい。

また、本発明においては、接着剤として、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなるバインダー樹脂層からなる絶縁性接着フィルム又は絶縁性接着ペーストを用いてもよい。

さらに、本発明においては、熱硬化型の接着剤以外にも、光硬化型又は光熱併用型の接着剤を用いてもよい。この場合、フレキシブル基板４の接続対象としては、ガラス等の光透過性の基板が用いられ、熱圧着ヘッド２１による熱加圧と、紫外線照射器による光照射とを行うことにより、フレキシブル基板４の接続と、熱硬化性樹脂層１１の熱硬化を行う。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。

［製造工程１］
次いで、プリント配線板２にフレキシブル基板４を接続する接続工程について説明する。先ず、フレキシブル基板４に熱硬化性樹脂シート１３を貼着する。熱硬化性樹脂シート１３の貼着は、上述したように、フレキシブル基板４の電極端子７の裏側に熱硬化性樹脂層１１を貼り付け、支持フィルム１２上から仮圧着ツールによって低温低圧で加熱押圧することにより行う。熱硬化性樹脂シート１３の貼着後、支持フィルム１２を剥離してもよく、存置しておいてもよい。

次に、プリント配線板２に異方性導電フィルム３を仮貼りする。異方性導電フィルム３の仮貼りも、同様にバインダー樹脂層１５をプリント配線板２の端子部６上に貼りつけた後、仮圧着ツールによってバインダー樹脂層１５が流動性を示す程度の低温かつ低圧で、剥離フィルム１７上より加熱押圧することにより行う。仮貼り後、剥離フィルム１７はバインダー樹脂層１５より剥離される。

次いで、バインダー樹脂層１５が仮貼りされたプリント配線板２上に、バインダー樹脂層１５を介してフレキシブル基板４が搭載される。このとき、プリント配線板２の端子部６とフレキシブル基板４の電極端子７とが正対するようにアライメント調整が行われる。

次いで、バインダー樹脂層１５を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド２１によって、所定の圧力、時間で熱硬化性樹脂シート１３上から熱加圧する。このとき、熱硬化性樹脂シート１３の支持フィルム１２が剥離されている場合は、熱圧着ヘッド２１の熱加圧面に対する溶融した熱硬化性樹脂層１１の付着を防止するために、熱圧着ヘッド２１と熱硬化性樹脂層１１との間に緩衝材２０が配置される。一方、熱硬化性樹脂シート１３の支持フィルム１２が存置されている場合は、緩衝材２０の使用は任意である。

熱圧着ヘッド２１による加熱押圧により、異方性導電フィルム３のバインダー樹脂層１５は流動性を示し、フレキシブル基板４の電極端子７とプリント配線板２の端子部６との間から流出するとともに、バインダー樹脂層１５中の導電性粒子１６は、電極端子７と端子部６との間に挟持されて押し潰され、この状態で熱圧着ヘッド２１によって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。

その結果、フレキシブル基板４の電極端子７とプリント配線板２の端子部６とは、導電性粒子１６を介して電気的に接続される。電極端子７及び端子部６の間にない導電性粒子１６は、バインダー樹脂層１５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４の電極端子７とプリント配線板２の端子部６との間のみで電気的導通が図られる。

また、熱硬化性樹脂層１１は、軟化溶融され、熱圧着ヘッド２１に押圧されて歪んだフレキシブル基板４の形状に応じて流動し、この状態で硬化する。したがって、熱硬化性樹脂層１１は、フレキシブル基板４に歪みによる残留応力が内在した場合にも、この残留応力の発現を抑制し、スプリングバックによる接続抵抗の上昇を防止することができる。

なお、支持フィルム１２が存置されている場合、熱硬化性樹脂層１１の硬化後に剥離されるが、存置しておいても問題ない場合は、剥離しなくともよい。以上のようにして、プリント配線板２にフレキシブル基板４が接続された接続体１を製造することができる。

［製造工程２］
また、熱硬化性樹脂シート１３あるいは熱硬化性樹脂層１１が仮貼りされていることにより、アライメントマークの視認性が落ちる等、フレキシブル基板４のプリント配線板２に対するアライメント調整に支障をきたす場合には、先ず、プリント配線板２に異方性導電フィルム３を仮貼りし、フレキシブル基板４を搭載した後に、熱硬化性樹脂シート１３あるいは熱硬化性樹脂層１１を仮貼りする。その後、熱圧着ヘッド２１によって、バインダー樹脂層１５及び熱硬化性樹脂層１１が本硬化される。

これにより、フレキシブル基板４は、熱硬化性樹脂シート１３あるいは熱硬化性樹脂層１１によってプリント配線板２に対するアライメント調整が阻害されることなく、精度よく搭載することができる。また、熱硬化性樹脂シート１３は、フレキシブル基板４へ仮貼りした後に熱圧着ヘッド２１によって本硬化させてもよく、あるいは仮貼り工程を経ることなくフレキシブル基板４に搭載後、支持フィルム１２上から熱圧着ヘッド２１によってバインダー樹脂層１５とともに本硬化させてもよい。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、リジッド基板に熱硬化性樹脂シートを貼着したフレキシブル基板を接続した接続体を製造し、従来の接続体と比較して、スプリングバックの有無及び導通抵抗を測定、評価した。

本実施例では、プリント配線板として、ガラスエポキシ樹脂銅貼り積層板からなるプリント配線板（厚さ：１．０ｍｍ、ＦＲ−４）を用いた。プリント配線板は、厚さ３５μｍのＣｕ配線にＮｉ−Ａｕメッキを施した配線パターンを形成した。端子部は６００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝１／１）である。また、プリント配線板に接続されるフレキシブル基板は、厚さ５０μｍのポリイミドを基材とし、厚さ１８μｍのＣｕ配線にＮｉ−Ａｕメッキを施した配線パターンを形成した。端子部は６００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝１／１）である。

また、異方性導電フィルムとして、平均粒径１０μｍの導電性粒子を含有したＡＣＦ（ＣＰ８０１ＡＭ−３５ＡＣ：デクセリアルズ株式会社製）を使用した。

また、熱圧着ヘッドとフレキシブル基板との間に緩衝材（３５０μｍのシリコンラバー）を配して加熱押圧を行った。熱圧着ヘッドによる加熱押圧は、１９０℃、５ＭＰａ、２０秒である。

各実施例に係る熱硬化性樹脂シートは、熱硬化性樹脂層として、
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；２０質量部
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鉄住金化学株式会社製）；３０質量部
液状エポキシ分散型イミダゾール型硬化剤樹脂（ノバキュア３９４１ＨＰ、旭化成社製）５０質量部
をトルエンで希釈、混合させた樹脂溶液を作成し、この樹脂溶液をバーコーターにて支持フィルム（ＰＥＴ：厚さ３８μｍ）上に塗布し、６０℃２０分間乾燥させ、厚さ３０μｍのフィルム状に成形したものを用いた。

［実施例１］
実施例１では、フレキシブル基板の電極端子の裏側に熱硬化性樹脂シートを仮貼りするとともに、剥離処理された支持フィルムを剥離した。その後、緩衝材を介して熱硬化性樹脂層の上から加熱押圧することにより、接続体サンプルを製造した。

［実施例２］
実施例２では、フレキシブル基板の電極端子の裏側に熱硬化性樹脂シートを仮貼りし、緩衝材を使用せずに直接支持フィルムの上から加熱押圧することにより、接続体サンプルを製造した。フレキシブル基板の接続後、剥離処理された支持フィルムを剥離した。

［実施例３］
実施例３では、フレキシブル基板の電極端子の裏側に熱硬化性樹脂シートを仮貼りし、緩衝材を使用せずに直接支持フィルムの上から加熱押圧することにより、接続体サンプルを製造した。また、実施例３では、剥離処理されていない支持フィルムを用いて、フレキシブル基板の接続後、支持フィルムは存置させた。

［実施例４］
実施例４では、フレキシブル基板の縁部と熱硬化性樹脂シートの縁部とを揃えて配置するとともに、実施例３と同じ条件で熱硬化性樹脂シートを加熱押圧することにより、溶融した熱硬化性樹脂がフレキシブル基板の縁部から約１ｍｍはみ出すように調整した。

［比較例１］
比較例１では、フレキシブル基板に熱硬化性樹脂シートを設けることなく、緩衝材を介してフレキシブル基板の上から加熱押圧することにより、接続体サンプルを製造した。

これら実施例及び比較例に係る接続体サンプルについて、初期導通抵抗及び信頼性試験後における導通抵抗を測定した。抵抗値の測定はいわゆる４端子法にて行った。また、信頼性試験として、８５℃８５％ＲＨ、１０００時間のエージング後に測定を行った。

測定の結果、導通抵抗値が１．０Ω未満を◎（良好）、１．０Ω以上２．０Ω未満を〇（普通）、２．０Ω以上を×（不良）とした。また、信頼性試験における評価が×（不良）の場合には、フレキシブル基板にスプリングバックが発現したものと評価した。結果を表１に示す。

表１に示すように、熱硬化性樹脂シートを貼り付けた実施例１〜４に係る接続体サンプルでは、初期及び信頼性試験後の導通抵抗値がいずれも２．０Ω未満であり、スプリングバックの発現が抑制されたことが分かる。これは、実施例１〜４においては、溶融した熱硬化性樹脂が熱圧着ヘッドに押圧されて歪んだフレキシブル基板の形状に応じて流動し、この状態で硬化することにより、フレキシブル基板の残留応力によるスプリングバックの発現を抑制したことによる。

一方、熱硬化性樹脂シートを設けていない比較例１に係る接続体サンプルにおいては、初期導通抵抗値は低く抑えられたものの、信頼性試験後にフレキシブル基板の残留応力によるスプリングバックが発現し、導通抵抗値が２．０Ω以上に上昇してしまった。

なお、実施例４では、溶融した熱硬化性樹脂がフレキシブル基板の縁部から約１ｍｍはみ出すように調整したことにより、熱硬化性樹脂層がフレキシブル基板の側縁からプリント配線板上にかけて被覆した。これにより、フレキシブル基板とプリント配線板との境界からの水分の浸入を防止できるとともに、フレキシブル基板の残留応力の抑制効果が高まり、信頼性試験後における導通抵抗値も１．０Ω未満と良好であった。

１ 接続体、２ プリント配線板、３ 異方性導電フィルム、４ フレキシブル基板、５ ＦＯＢ実装部、６ 端子部、７ 電極端子、９ 基板、１０ 導電パターン、１１ 熱硬化性樹脂層、１２ 支持フィルム、１３ 熱硬化性樹脂シート、１４ 巻取リール、１５ バインダー樹脂層、１６ 導電性粒子、１７ 剥離フィルム、１８ 巻取リール、２０ 緩衝材、２１ 熱圧着ヘッド

Claims (9)

1. 一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板を、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象の上記端子部上に配置し、上記接着剤を介して上記電極端子と上記端子部とを対向させ、
   上記フレキシブル基板を、上記電極端子の裏側から熱圧着ヘッドによって加熱押圧して上記接着剤を硬化させる工程を有し、
   上記フレキシブル基板は、上記熱圧着ヘッドが当接する部位に熱硬化性樹脂層が設けられている接続体の製造方法。
2. 上記熱硬化性樹脂の上記熱圧着ヘッドが当接する側に、支持フィルムが設けられている請求項１記載の接続体の製造方法。
3. 上記熱圧着ヘッドは、上記フレキシブル基板を加熱押圧する面と上記フレキシブル基板との間に緩衝材を介在させないで加熱押圧を行う請求項２記載の接続体の製造方法。
4. 上記フィルムは、剥離処理が施されている請求項２又は３に記載の接続体の製造方法。
5. 上記熱硬化性樹脂層は、上記電極端子が設けられた領域よりも広範囲に設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続体の製造方法。
6. 一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板と、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象とが、接着剤によって接続された接続体において、
   上記フレキシブル基板は、上記電極端子の裏側に熱硬化性樹脂層が設けられ、
   上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法により製造された接続体。
7. 一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板を、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象の上記端子部上に配置し、上記接着剤を介して上記電極端子と上記端子部とを対向させ、
   上記フレキシブル基板を、上記電極端子の裏側から熱圧着ヘッドによって加熱押圧して上記接着剤を硬化させる工程を有し、
   上記フレキシブル基板は、上記熱圧着ヘッドが当接する部位に熱硬化性樹脂層が設けられているフレキシブル基板の接続方法。
8. 一方の面に電極端子が形成されたフレキシブル基板と、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象とが、接着剤によって接続された接続体において、
   上記フレキシブル基板は、歪みを有し、上記電極端子の裏側に熱硬化性樹脂層が設けられ、
   上記熱硬化性樹脂層は、上記フレキシブル基板の歪みに応じた形状を有する接続体。
9. 一方の面に電極端子が形成され、接着剤を介して、上記電極端子と導通接続される端子部が形成された接続対象に接続されるフレキシブル基板において、
   上記接着剤を硬化させる熱圧着ヘッドによって加熱押圧される上記電極端子の裏側の部位に、熱硬化性樹脂層が設けられ、
   上記熱硬化性樹脂層は、支持フィルムに支持されているフレキシブル基板。

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