JPH01124976A - 接着性熱溶融形コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は接着性熱溶融形コネクタ、特には対向して隔置
された電極または電極群を熱圧接着手段によって電気的
に接続して微細ピッチ電極を高温雰囲気においても信頼
性高く接続させることのできる接着性熱溶融形コネクタ
に関するものである。

（従来の技術） 近年、液晶デイスプレィ、プラズマデイスプレィなどの
ガラス基板の引出し端子電極（以下接栓という）と、駆
動・制御系の銅張り硬質プリント基板（以下単にプリン
ト基板と呼称する）の接栓とを簡便に接続する方法が検
討されている。

そして、この接続方法については、ガラス基板の配線パ
ターンおよび接栓がＩＴＯ皮膜がらなり、半田付けがで
きないという制約があることがら、■該接栓と同一ピッ
チの配線パターンをもつフレキシブル・フラット・コネ
クター（以下ＦＦＣと略記する）の一方の端子を、プリ
ント基板の接栓に半田付は接続し、もう一方の端子をガ
ラス基板の接栓に位置合わせして置き、この間に接着性
熱溶融形樹脂中に金属粉、カーボン粉などの導電性粒子
を粒子同志がなるべく接触しないように分散させた異方
導電性の熱接着形樹脂組成物をフィルム状に成形して挿
入し、該樹脂の熱溶融接着によってＦＦＣとガラス基板
間に該導電性粒子を固定して電気的に接続する方法、■
第４図に示したようにポリエステルフィルム、ポリイミ
ドフィルムなどのような絶縁性ベースフィルム１１の片
面に。

金属箔張合わせおよびエツチング；金属蒸着およびエツ
チング；導電ペーストのスクリーン印刷などによって該
接栓と同一ピッチの導体パターン１２を形成し、この上
面に接着性熱溶融形樹脂１６の中に金属粉、カーボン粉
などの導電性粒子１５を粒子同志がなるべく接触しない
ように分散させた異方導電性熱接着性樹脂組成物の塗膜
を形成してなるテープ状コネクタの一方の端子をプリン
ト基板１３の接栓１４に当接し、°もう一方の端子をガ
ラス基板１３の接栓１４に当接してそれぞれを熱圧着し
、該樹脂の熱溶融接着によってテープ状コネクタとプリ
ント基板、テープ状コネクタとガラス基板の間に該導電
性粒子を固定し、このテープ状コネクタを介して電気的
接続を行なう方法、などが行われている。

しかし、このような異方導電性熱接着性樹脂組成物の熱
溶融接着に、よる方法は第４図に示したように、該導電
性樹脂組成物が粒子−粒子間接触による等方導電性をも
たず、対向する電極１２と１４の縦方向に単一の粒子１
５を存在させ、横方向の粒子が接触しない状態で該樹脂
１６が対向する電極相互を接着させるもので、これは該
樹脂がファン・デル・ワールズ結合力によって電極１２
−粒子１５−電極１４を固定することによって電極１２
−粒子１５−電極１４の電気的接触を維持しようとする
ものであるため、これには■電極面と粒子との接触状態
が絶縁性樹脂の接着によるものであるために、この界面
に絶縁性薄膜が存在することとなり、したがって電気的
には極めて不安定な接続となる。Ｏ二Ｎに使用する粒子
は分級によって粒度分布を狭くすることができるが粒径
を等しくすることはできないので大小の粒径の粒子が存
在することになり、大粒径の粒子にょる接続部が小粒径
の粒子による接続部を引き剥がそうと作用するために、
母材樹脂の軟化する高温雰囲気では該接続状態がオープ
ンになり易く、したがって７０℃以上の高温信頼性が満
足されず１例えば車載用規格（８５℃）を満足させるこ
とができないという不利がある。

また、このものはニーに使用する導電性粒子の粒径が小
さすぎると、接着剤層の厚みが薄くなって接着力が低下
するので、この粒子は数十−以上の粒径のものとする必
要があるが、この粒径の大きい粒子は隣接する電極の中
間にも存在するし、この粒子が相互接触して存在する確
率も高いので、微細ピッチの接栓を接続する場合には隣
接電極間で横導通を引き起こし易いという欠点が有り、
センター・ツウ・センター・ピッチが０．５＋ｍ＋以下
の接栓は接続することができないという難点がある。

（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決することのできる、ガラ
ス基板とプリント基板、プリント基板とプリント基板な
どの回路基板間の電気的接続に使用される接着性熱溶融
形コネクタに関するものであり、これはベースフィルム
の一方の面に接着性熱溶融形の等方導電性樹脂層を配線
パターンとして設け、対向して配置された電極または電
極群をそれぞれこの樹脂層に当接し、熱圧接着すること
によって該電極間を電気的に接続させるようにしてなる
ことを特徴とするものである。

すなりち１本発明者らはガラス基板とプリント基板など
の対向する複数の接栓を容易にかつ確実に電気的に接続
する方法について種々検討した結果、絶縁性のベースフ
ィルムの一方の面に接着性熱溶融形の導電性樹脂層を該
接栓と等ピッチのパターンで形成し、これを該接栓に当
接して熱圧着すればこれら複数の接栓が導電性樹脂層パ
ターンに溶融接着されるので、これらの接栓はこの導電
性樹脂層パターンを介して容易にかつ確実に電気的に接
続されることを確認して本発明を完成させた。

以下、これを添付の図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明の接着性熱溶融コネクタの斜視図を示し
たものであり、このものはベースフィルム１に接着性熱
溶融形の等方導電性樹脂層２が適宜の間隔で平行にパタ
ーン配設されているが、このものは第２図に示したよう
にベースフィルム１の上に予め金属層３を設け、金属層
３の上に上記した接着性熱溶融形の等方導電性樹脂層２
を適宜の間隔で平行にパターン配設したのち、非パター
ン部の金属層をエツチング除去したものであってもよい
。

本発明の接着性熱溶融形コネクタを製造するために使用
されるベースフィルムは導電性樹脂層を熱溶融させるた
めに、高音の加熱ルーツをフィルム面に押し当てること
から耐熱性のすぐれたものとする必要があり、この観点
から従来フレキシブルプリント基板、ＦＦＣ用などに使
用されているポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル
イミド、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、
エポキシ樹脂含浸ガラス布などから作られたフィルムと
することがよい。これらは耐屈曲性や後述する導電性樹
脂組成物との密着性などを考慮して上記のものから適宜
選択すればよいが、この厚みはこのフィルム上に配設さ
れている接着性熱溶陽形樹脂を接栓に当接して加熱加圧
するときに、これが厚すぎると加熱時間が余計にががり
、薄すぎると本発明のテープ状コネクタの取扱いが困難
となるので１０〜５０ｍの範囲とすることがよい。

つぎにこのベースフィルムの一方の面に配設される接着
性熱溶融形の等方導電性樹脂は適当な母材樹脂に導電性
充填剤、溶剤および必要に応じ粘着付与剤などの添加剤
を加えた樹脂組成物から作ればよいが、このものはスク
リーン印刷によるパターン形成やコーティングによる塗
膜形成に適した粘度に予じめ調製しておくことが必要と
される。

この母材樹脂としては加熱によって溶融するものとされ
るが、これはその溶融温度が液晶デイスプレィなどのガ
ラス基板の耐熱温度よりも高すぎないものとすることが
よいので、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーか
らなるものとすればよい。この熱可塑性樹脂としては線
状飽和共重合ポリエステル系樹脂、ブチラール系樹脂、
酢酸ビニル共重合系樹脂、セルロース誘導体系樹脂、ポ
リメチルメタクリレート系樹脂、ポリビニルエーテル系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
エチレン・酢酸ビニル共重合系樹脂、エチレン・アクリ
ル酸エチル共重合系樹脂、エチレン・アクリル酸イソブ
チル共重合系樹脂などが例示され、この熱可塑性エスト
ラマーとしてはスチレン・ブタジェン・スチレンブロッ
ク共重合体（Ｓ−Ｂ−５）　、スチレン・イソプレン・
スチレンブロック共重合体（ｓ−ｒ−ｓ）、スチレン・
エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（Ｓ−
ＥＢ−８）、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可
塑性ポリウレタンエラストマー、ポリエチレン・ブチル
ゴムグラフト共重合体、アイオノマー、トランス１，４
−ポリイソプレン、塩素化ポリエチレンなどが例示され
る。

しかし、この樹脂組成物についてはそれが等方導電性で
あることが必要とされるので、上記した母材樹脂にはこ
れに導電性充填剤を添加してこれを等方導電性とするこ
とが必要とされる。この導電性充填剤は公知のものでよ
く、これには天然または人造の黒鉛粉、アセチレンブラ
ック、ケッチエンブラック、ファーネスブラックなどの
カーボンブラック、Ａｇ、　Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ａｕ、　
Ｐｂなどの金属粉が例示される。これらは上記した母材
樹脂が通常はこれを溶剤に溶かした導電性インクとして
使用されるので鱗片状粉のものとしてこれを小粒径の球
状粉と適当な割合で組合せることがよいが、この導電性
充填剤の粒径はカーボンブラックについては１次粒子の
平均粒径が２０〜５０ｎａ＋、粒度分布が１〜２００ｎ
ｍのものとされるのでそのまま使用すればよく、黒鉛粉
や金属粉については粒度が大きすぎるとこれを添加した
樹脂を導電性インクとしたときにスクリーン印刷が難し
くなるし、細かすぎると粒子間の接触確率が減って体積
固有抵抗が大きくなる傾向があるので１粒度分布が０．
３〜３０庫、好ましくは１〜１０％のものとすることが
よい。なお、この導電性充填剤の添加量はこれを添加し
た導電性樹脂が等方導電性であり１体積固有抵抗がＩ　
Ｘ　１０−’Ω・ａｉ〜１Ω・口の範囲となることが必
要とされるので、導電性インク１００容量％に対し目的
とする体積固有抵抗の得られる範囲で２０〜６０容量％
添加すればよい。

また、この母材樹脂にはガラス基板の接栓部（アルミニ
ウム電極、ＩＴＯ電極、クロム電極、金電極）やプリン
ト基板の接栓部（金電極、すず電極、半田電極）などに
よく接着することが要求されるので、これらには必要に
応じ粘着付与剤が添加されるが、この粘着付与剤として
はロジンまたはロジン誘導体、テルペン樹脂または変性
テルペン樹脂、石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂などが例示される。なお
、この母材樹脂にはその溶融温度を低めに制御するため
にワックスを添加してもよく、このワックスとしては融
点が４０〜８０”Ｃであるカルナバワックス、ライスワ
ックス、木ろう、みつろう、モンタンワックス、パラフ
ィンワックス。

マイクロクリスタリンワックスなどの天然ワックスおよ
びポリエチレンワックス、変性パラフィンワックス、変
性マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプ
シュワックスなどの合成ワックスが例示されるが、この
母材樹脂に必要に応じ老化防止剤、酸化防止剤、安定剤
などを添加することは任意とされる。

なお、この等方導電性樹脂によるパターンの形成は第１
図に示したように上記したベースフィルムの一方の面に
一定の巾で直線状に適宜の間隔を空けて設ければよいが
、これについては上記した母材樹脂に前記した粘着付与
剤、ワックス、その他の添加剤を配合した樹脂組成物を
適当な溶剤に溶解したのち、この樹脂溶液に上記した導
電性充填剤を添加して等方導電性樹脂組成物を作り、つ
いでこれをガラス基板とプリント基板の双方の接栓パタ
ーンに合うようにバターニングしたスクリーン版を用い
てベースフィルムに印刷してから、乾燥して溶剤を揮散
させればよい。この導電性樹脂皮膜の膜厚はこれが薄す
ぎると接着強度が得られず、厚すぎると熱圧時に導電性
樹脂が横方向に流れ出して隣接電極間の横導通を引き起
し、微細ピッチの接栓に対する接続に不利が生じるおそ
れがあるので、５〜５０μｓの範囲、好ましくは１０〜
３０趨の範囲のものとすることがよい。また。

この皮膜については体積固有抵抗がＩ　Ｘ　１０−’Ω
・０〜１Ω・Ｇの範囲のものとされているが、テープ状
コネクタはそのインピーダンスが低いほうがよいのでこ
れはＩ　Ｘ　１０−’Ω・１以下のものとすることがよ
い。

本発明のコネクタは上記したようにベースフィルムに接
着性熱溶融形の等方導電性樹脂組成物をパターン配設す
ることによって作られるが、これは第２図に示したよう
にこのベースフィルム１の一面に銅箔、黄銅、洋白、青
銅などの銅合金箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼
箔、チタン箔、ベリリウム銅箔、ニッケル箔、４２アロ
イ箔、すず箔、鉄箔、銀箔などの金属層３を設けたもの
としてこの金属層３の上に前記した等方導電性樹脂組成
物２のパターン層を配設して非パターン部の金属層を除
去したものとしてもよく、これによればテープ状コネク
タの長さ方向の導体抵抗をより低抵抗化したものが得ら
れる。なお、この金属層をもつコネクタの製造はベース
フィルムの１面金体に金属層を設け、この金属層の上に
等方導電性樹脂組成物のパターン層を形成させたのち、
こめ樹脂パターン層を耐腐食性塗膜として塩化第２鉄、
塩化第２銅、アルカリエッチャントなどのエツチング液
を用いて樹脂パターン層以外の金属層部分をエツチング
除去するという方法で行なうことができる。

上記のようにして得られた第１図、第２図に示したよう
な本発明の接着性熱溶融形コネクタは対向して隔置され
た電極または電極群を電気的に接続するために使用する
ことができる。第３図は第２図に示した金属層３を有す
る本発明のコネクタの使用方法を図示したものでａ）は
その使用前のコネクタと電極群との位置関係を示す斜視
図、ｂ）は使用時の縦断面図を示したものである。第３
図ａ）に示したように本発明の接着性熱溶融形コネクタ
はベースフィルム１に金属ＰＩＪ３と接着性熱溶融形の
等方導電性樹脂層２をガラス基板および／またはプリン
ト基板５の動線パターン６に位置合わせて設けたものと
されており、この両端に２枚のガラス基板および／また
はプリント基板５がコネクタの導電性樹脂層２のパター
ンと配線パターン６が位置合わせされるように配置され
る。

このコネクタとガラス基板および／またはプリント基板
はこのままの形で接合されると等方導電性樹脂層２と配
線パターン６が当接されるが、ベースフィルムｌの背面
に加熱ツールを当接して加熱加圧すると導電性樹脂層２
が配線パターン６に熱溶融接着するので配線パターン６
とコネクタの金属層３とが電気的に接続され、隔置され
た２枚のガラス基板および／またはプリント基板は完全
にかつ容易に電気的に接続される。

（本発明の効果） 本発明の接着性熱溶融形コネクタはベースフィルムの一
面に接着性熱溶融形の等方導電性樹脂層を必要に応じ金
属層を介して配線パターンとじて設けたもので、これを
対向して隔置された複数の電極または電極群に当接して
熱圧着すればこれらを容易にかつ確実に電気的に接続さ
せることができ、この際この導電性樹脂層は金属粒子を
相互に接触しないように分散させた異方導電性のもので
はなく、カーボンブラックや細粒の金属粉を均一に分散
した等方性のものとされているので、この異方導電性樹
脂層の金属粒子にもとづく不利が解決されるし、このも
のはこの導電性樹脂が高温で軟化しても導電性を失わず
、軟化温度を越えて回路基板の接栓との接着性が低下し
ても接栓との電気的接続が失われることはなく、さらに
は二＼に使用される母材樹脂には環球法による軟化温度
が１５０℃を越えるものが種々存在するのでこれを適宜
選択すれば車載用規格（８５℃）を十分に満足するもの
が得られるという有利性をもつものである。

また、このものは等方導電性樹脂層による配線パターン
もスクリーン印刷技術でピッチ０．２＋ｎｍを満足する
ものを容易に作ることができるので、微細ピッチのもの
にも十分対応が可能である。

なお、この接着性熱溶融形コネクタは上記してきた一定
パターンを持つものに限定されるものではなく、ベース
フィルムの一面に該導電性樹脂層をコーティングによっ
て全面に設け、これを異形打抜き品や裁断加工品として
、少なくとも２個の電極を接続するのに使用することが
できる。このような用途としてはプリント基板上の２個
の電極　゛を接続するジャンパー線用途、太陽電池とプ
リント基板の接続用途、フロッピーディスク磁気ヘッド
のフェライトコアの接続用途などが挙げられ、このよう
な目的のためにはベースフィルムとして上記した金属箔
の使用が高導電性と低価格の観点から望ましい。

（実施例） つぎに本発明の実施例をあげる 実施例、比較例 スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重
合樹脂・クレイトンＧ１６５７　［シェル化学■製商品
名］６０部・テルペンフェノール樹脂・ＹＳポリスター
Ｔ１３０　［安原油脂■製商品名］４０部・老化防止剤
・アンテージＤＡＨ［川口化学■製商品名］１部をトル
エン２００部に溶解した母材樹脂溶液に１粒径２×１０
−の高純度銀フレーク粉・Ｎ１１３Ｂ−１［モリテック
ス社製商品名］８ｂ部と粒径３ｐの高純度銀パウダー粉
・タイプＧ［モリテックス社製商品名］２０部を、上記
母材樹脂６０容量％に対して４０容量％配合して体積固
有抵抗がｌ　Ｘ　１０−’Ω・１の導電性樹脂組成物を
作った。

ついで厚み３５．の電解銅箔を厚み２５．のポリイミド
フィルムに張り合わせた銅張フィルム・二カフレックス
Ｆ３０Ｔ２５Ｃ１［ニラカン工業＠製商品名］の銅表面
に、この導電性樹脂組成物を導体ピッチ１．２ｍｓ、導
体中０．６ｍでスクリーン印刷して厚さ２０．の配線パ
ターンを形成し、これを４０°Ｂｅ’の塩化第２鉄水溶
液に浸漬したところ、非パターン部の銅が溶解して、上
記導電性樹脂組成物の配線パターンを上層に有するテ−
プ状コネクタが得られた。

つぎに、厚さ１．１ｍのソーダ石英ガラスの片面に面積
抵抗が３０Ω／口であるＩＴＯ皮膜をベタ形成したガラ
ス基板と、導体ピッチ１．２ｍｓ、導体巾０．６ｍの平
行配線パターンを形成した金めつき銅張ガラス布エポキ
シ基板を作り、上記で得た長さ５０ｍのテープ状コネク
タの配線パターンをこのガラス基板のＩＴＯ皮膜とエポ
キシ基板の配線パターンに当接してから先端子中２ｍ、
先端予湿度１５０℃の加熱ツールをテープ状コネクタの
ベースフィルム面に当てて圧力２０ｋｇ／ｃｍ２、時間
１０秒の条件で熱圧してこの当接部の導電性樹脂層を熱
溶融接着させたところ、両基板は常温での接続抵抗が約
５０ｍΩで電気的に接続されたものとなり、この接続抵
抗はこれを１００℃の試験槽に５００時間放置したのち
でも約５０〜６０ｍΩと変らず、このものはまたそのＴ
剥離接着強度が常温で１０−巾当り約７００ｇｆで、こ
れは９０℃のときも１０ｍｍ巾当り約５００ｇｆで実用
上支障のないものであった。

しかし、比較のために熱可塑性ＳＢＲ系エラストマーに
粒径４４．以下の還元ニッケル粉を分散させて作った厚
さ２５ＩＵの異方導電性熱溶融形コネクタＪＡタイプを
用いて、導体ピッチ１．２ｍｍ。

導体巾０．６■の平行配線パターンをもつベースフィル
ム厚み２５．の金メツキ銅張ポリイミドＦＦＣを長さ５
０ｍのものとし、上記と同様のガラス基板と金めっき銅
張基板とを上記と同様の条件で接続したところ、この両
基板は常温での接続抵抗が約１Ωで電気的に接続された
が、このものを８５℃の試験槽中に５００時間放置した
のちの接続抵抗はすべての測定点で２０ＭΩ以上となっ
たし、このものはＴ剥離強度が常温では１０■巾当り約
７００ｇｆであったけれども９０℃では１０Ｉ１１１当
り数十ｇｆとなり、高温下での使用に耐えないものであ
ることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接着性熱溶融形コネクタの斜視図、第
２図はベースフィルムに金属層を設けたものに等方導電
性樹脂層を配設した本発明の別の態様の接着性熱溶融形
コネクタの斜視図、第３図は本発明の接着性熱溶融形コ
ネクタの使用方法を示す図でａ）はその使用前の配置を
示す斜視図、ｂ）は使用時の縦断面図を示したもの、第
４図は従来公知の異方導電性コネクタの使用状況の縦断
面図を示したものである。 １．１１・・・ベースフィルム、 ２・・・接着性熱溶進形導電性樹脂層。 ３・・・金属層、　　　５・・・ガラス基板またはプリ
ント基板、 ６・・・配線パターン、 １２・・・導体パターン、 １３・・・ガラス基板またはプリント基板、１４・・・
接栓、　　　　１５・・・導電性粒子。 １６・・・接着性熱溶進形樹脂層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベースフィルムの一方の面に接着性熱溶融形の等方
   導電性樹脂層を配線パターンとして設け、対向して隔置
   された電極または電極群をそれぞれこの樹脂層に当接し
   、熱圧接着することによって該電極間を電気的に接続さ
   せるようにしてなることを特徴とする接着性熱溶融形コ
   ネクタ。 ２、ベースフィルムが絶縁性のものである特許請求の範
   囲第１項記載の接着性溶融形コネクタ。 ３、接着性熱溶融形の等方導電性樹脂層がベースフィル
   ム上の金属層に配設されている特許請求の範囲第１項記
   載の接着性熱溶融形コネクタ。 ４、ベースフィルムが金属箔である特許請求の範囲第１
   項記載の接着性熱溶融形コネクタ。