JPH0374063A - 導電用結合剤および導電接続構造 - Google Patents

導電用結合剤および導電接続構造

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JPH0374063A
JPH0374063A JP1209638A JP20963889A JPH0374063A JP H0374063 A JPH0374063 A JP H0374063A JP 1209638 A JP1209638 A JP 1209638A JP 20963889 A JP20963889 A JP 20963889A JP H0374063 A JPH0374063 A JP H0374063A
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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] この発明は導電用結合剤および導電接続構造に関する。
【従来の技術】
相互に離間して配置された接続端子を電気的に接続する
方法として各種の方式が知られている。 最も一般的な手法としては半田付けによる方法がある。 近年の接続端子のピッチ微細化の要求に即応して、半田
付は手法も腑分と進歩している。最新の設備と細心の注
意力をもってすれば、半田付けは、2004m程度のピ
ッチの接続端子の接続に適用することが可能である。し
かし、この手法における欠点は、接続端子が半田濡れ性
を有していなければならず、従って、少なくとも、導電
性金属箔で形成されていなければならないことと。 高温接合のため、耐熱性絶縁基板が用いられる必要があ
ることである。これらの条件は、材料の価格を上昇させ
る。 安価な樹脂基板に形成された接続端子を電子部品に接続
する方法として、導電性接着剤による方法が知られてい
る。しかし、この方法は、接続端子上に導電性接着剤を
正確に位置決めして被着しなければならず、極めて非能
率的である。また、導電性接着剤が被着されていない部
分すなわち。 接続端子間は全く接着されない為、接合力が極度に不足
し、接合強度の補強手段を必要とされる。 このため、接合部分が広い容積を占めることになる。し
かも、このような欠点に加えて、接続作業に伴なう位置
合わせの精度不良のため、接続端子のピッチが200〜
300ILm以下の場合には、短絡や導通不良が極度に
増大する。 他の従来技術として、−この方法は、上述した手法と比
較すると本発明の概念に割と近いが一興方導電性接着剤
を用いる方法がある。異方導電性接着剤とは、絶縁性接
着剤中に導電性微粒子を分散混合したものである。この
異方導電性接着剤を用いて基板の接続端子を電子部品の
接続端子に接続する場合、M方導電性按着剤は基板に設
けられた接続端子上のみでなく接続端子間の基板上にも
被着される。基板の被kI&#1子と電子部品の接続端
子を異方導電性接着剤を介在して熱圧着すると。 各導電性微粒子と基板もしくは電子部品の接続端子間に
介在される絶縁性接着剤は接続端子間に流動し、基板お
よび電子部品の接続端子は導電性金属箔に直接接触する
。この際、各導電性微粒子が、互いに導通しないように
十分に離間して分散されていれば、基板または電子部品
に設けられた接続端子は短絡することはない、すなわち
、異方導電性接着剤とは接合された状態において、厚み
方向には導電性を有するが面方向には絶縁性を呈するも
のであり、導電性に方向性を有する接着剤ということで
ある。 この異方導電性接着剤は、絶縁性接着剤として100〜
300℃の比較的低温で溶融する材料が用いられている
ため樹脂基板にも適用できる。また、基板の接続端子上
に被着する際1位置合せが必要でないので能率的である
。さらに、接続端子間にも#着剤が介在されているため
、接合強度を大きくできる。という特徴を有する。 [発明が解決しようとする課題] 上述した如く、異方導電性接着剤は、厚さ方向には導電
性を1面方向には絶縁性を呈することが絶対的条件であ
る。厚さ方向に導電性を呈するためには、基板の接続端
子と電子部品の接続端子間には、最低(単に理論的には
)、−偶の導電性微粒子が介在される必要がある0面方
向に絶縁性を呈するためには、どの導電性微粒子も隣接
する導電性微粒子とは絶縁性接着剤により電気的に不導
通となる間隔に隔てられていることが理想である。隣接
する導電性微粒子が、たまたま隣の接続端子と絶縁され
ていることを仮定すれば、そのような条件においてのみ
導電性微粒子同志が導通することが許容される。しかし
、そのような導電性微粒子が隣の接続端子から絶縁され
ているという保証はない、それ故、どの導電性微粒子も
隣接の導電性微粒子とは導通することがないような構造
にする必要がある。 しかしながら、異方導電性接着剤において、絶縁性接着
剤中に分散される導電性微粒子の配置は単に攪拌によっ
てのみ決定される。このたぬ、導電微粒子の分布は、当
然のことながら、−様ではなく密の部分と疎の部分を有
している。従って。 密の部分においても導電性微粒子が相互に導通しないこ
と、および疎の部分においても必ず1つの接続端子に対
して、1以上の導電性微粒子が位置付けられなければな
らない、という条件が生じる。 接続端子のピッチが小さくなり、従って、#c続端子の
巾が狭くなるに比例して、上記の条件を満足することは
困憩になる。1つの接続端子上に位置する導電性微粒子
は、I!統端子が巾狭になるにつれ小数となる・しかし
ながら、接続端子上に位置する導電性微粒子の数の増大
を図って、絶縁性接着剤中に混合する導電性微粒子の割
合を増やせば、密の部分の導電性微粒子の密度がさらに
増大サレる。Mう迄もなく、この導電性微粒子の密の部
分は巾狭の接続端子間を満たし回路を短絡させる。 このような構造および作用のため、異方導電性接着剤に
よる接続は、接続端子のピッチが導電性微粒子の直径の
数倍程度の場合にまで適用可能であるとみられるにも拘
わらず、現実的には、これには程遠いものであった。−
例として直径10〜20μm程度の導電性微粒子を用い
た場合、接続端子のピッチは200〜3004mとする
ことが限界であった。この方法による限り、理論的にも
、接続端子のピッチが導電性微粒子の直径よりも小さい
場合には適用は不可能である。 この発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、配線材料および基板材料と
して如何なるものにも対応できるよう低ll接合が可能
であり、且つ接続端子のピッチが従来よりも遥かに微小
の場合にも適用することのできる。全く新規な構造を有
する導電性結合剤およびこの導電性結合剤を用いた導電
接続構造を提供することにある。 【H題を解決するための手段1 この発明の導電用結合剤は、樹脂微粒子の表面に導電膜
を設け、この導電膜の外周面を全体的または部分的に外
部から電気的に隔絶する低融点の樹脂層で覆って接続用
微粒子を形成し、この接続用微粒子を絶縁性接着剤中に
混合してなり、前記樹脂層が熱圧着力により厚み方向の
部分が破壊され、かつ面方向の部分が残存するようにし
たものである。 また、この発明の導電接続構造は、互いに対向する第1
.第2の接続端子間に、樹脂微粒子の表面に設けられた
導電膜の外表面を全体的または部分的に電気的に隔絶す
る樹脂層で覆った複数の接続用微粒子を介在するととも
に、前記第1、第2の接続端子間の空隙に絶縁性接着剤
を充填し、前記接続用微粒子の樹脂層が厚み方向の部分
が破壊され、かつ面方向の部分が残存することにより、
前記樹脂微粒子の導電膜で第1、第2の接続端子を接続
したものである。 [作用] 異方導電性接着剤における問題点は、導電性微粒子を相
互に電気的に絶縁するために、絶縁性接着剤中に混入で
きる導電性微粒子の割合を所定値以上にすることができ
ない点にあった。従って。 もし仮に導電性微粒子が相互に電気的に導通しないこと
が保鉦されれば、上記の問題点は解消される。すなわち
、導電性微粒子の割合が十分に密になれば、接続端子の
巾が如何に小さくなろうとも、導通に必要な十分な数の
導電性微粒子を、各接続端子上に位置付けすることがで
きる。しかも、この場合、接続端子間に導電性微粒子が
どのように密に分布しようとも、導電性微粒子相互が導
通しない限り、wi続端子が短絡されることはない。 この発明の導電用結合剤は、絶縁性接着剤中に混合する
接続用微粒子として、m脂微粒子の表面に導電膜を設け
、この導電膜の外周面を全体的または部分的に外部から
電気的に隔絶する樹脂層で覆ったものを用いている。こ
の場合、外周面を全体的または部分的に外部から電気的
に隔絶することは、樹脂微粒子の導電膜相互の導通を防
止することを意味する。従って、この発明の接続用微粒
子は上記した作用を呈する。 このような導電用結合剤において、結合剤の厚さ方向に
対して電気的な導通を達成できるならば、この結合剤は
、如何に小さなピッチで配列された接続端子に対しても
適用できるものであることは明らかである。この目的の
ため、この発明の接続用微粒子の樹脂層は低融点のもの
で形成され且つ結合剤に加えちる熱圧着力により厚み方
向の部分は破壊されかつ面方向の部分が残存するもので
ある。 従って、この導電用結合剤を用いて接続された導電接続
構造は、熱圧着治具等により接続された後、導電用結合
剤に含まれた接続用微粒子によって、結合剤の厚み方向
には導電性を呈するが、接続用微粒子が配列された方向
、すなわち面方向には絶縁性を呈する。 [実施例] 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。 第1図はこの発明の導電用結合剤を用いて液晶表示パネ
ルとフィルム基板との接続に適用した導電接続構造を示
す、液晶表示パネルlは上下一対のガラス基板2,3の
対向面にI T O(Indiu+eTin 0xid
e)等よりなる透明電極4.5が形成され、その間の周
囲に封止材6が設けられ、その内部に液晶7が封入され
ている。この場合、上下の透明電極4,5は上側のガラ
ス基板2から側方へ突出した下側のガラス基板3上に設
けられた接続端子8に接続されている。なお、接続端子
8は上下の透明電極と同じ数だけ等間隔に配列されてい
る。フィルム基板9はTA B (Tape Auto
matedBonding)方式によりキャリアテープ
10の下面にフィンガリード11・・・を形成し、この
フィンガリード11・・・にICチップ12を接続した
ものである。すなわち、キャリアテープlOの開口部1
3内に突出したフィンガリード11・・・の内端部にI
Cチップ12のバンプ14・・・をボンディングする。 この場合1図示しないヒータチップを400〜500℃
程度の高い温度に発熱させてフィンガリード11をバン
プ14に熱圧着する。このあと、ICチップ12のボン
ディング面を樹脂15で封止する。なお、フィンガリー
ド11はキャリアテープlOにラミネートされた銅等の
金属箔をエツチングすることにより形成され、その外端
部が接続端子16をなす、この接続端子16は液晶表示
パネル14の接続端子8と同じ数だけ等間隔に配列され
ている。 そして、液晶表示パネルlとフィルム基板9は、導電用
結合剤17により液晶表示パネル1の接続端子8とフィ
ルム基板9の接続端子16が接続されている。すなわち
、導電用結合剤17は、第1図および第2面に示すよう
に、樹脂微粒子1Bの表面に導電!I19を形成し、こ
の導電膜19の外周面を電気的に隔絶する樹脂層20で
覆って接続用微粒子21を形威し、この接続用微粒子2
1・・・を相互に接触させて平面的に配列した状態で絶
縁性接着剤22中に混合したものである。この場合、樹
脂微粒子18はアクリル樹脂等よりなる。導電[919
は金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属をメツ
キや蒸着等で被覆したものである。4#脂層20は導電
!l!19の外周面を電気的に隔絶するためのもので、
絶縁性を禽する低融点(100〜300℃程度)の微粉
末を導電膜19の外周面に静電気で吸着させた構成とな
っている。なお、微粉末は樹脂微粒子!8よりも遥かに
小さなものである。このような樹脂微粒子1Bの導電膜
19を樹脂層20で覆った接続用微粒子21はその径を
約1101L程度の大きさに形成することが可能である
。また、絶縁性接着剤22は熱可塑樹脂よりなる熱溶融
型に属するホットメルト型のものが望ましいが、これに
限らず、熱硬化樹脂よりなるものでもよい。 第2図は導電用結合剤17による接続端子8.16の接
合状態を示す、導電用結合剤17は、液晶表示パネルl
のガラス基板3の接続端子8とフィルム基板9の接続端
子16の間に配置されて1図示しないヒータチップによ
り熱圧着される。すると、絶縁性接着剤22によりガラ
ス基板3とフィルム基板9が相互に接着されるのと、同
時に、対向する接続端子8.16が接続用微粒子21に
より接続される。すなわち、接続端子8.16間に位置
する接続用微粒子21は接続端子8.16で上下に加圧
され、かつ加熱されるので、接続端子8,16が接触す
る部分(厚さ方向の部分)の樹脂層20が溶融して押し
流され、樹脂微粒子18の表面に設けられた導電膜19
が露出して接続端子8.16に接触して導通する。しか
し、vi続端子8,16が接触しない部分(面方向の部
分)の樹脂層20は厚さ方向の部分に較べ加圧力が小さ
いため、そのまま残存する。なお、対向する接続端子8
.8または16.16間に配置された接続用微粒子21
は接続端子8.16によって加圧されないので、樹脂層
20はそのまま残存する。したがって、樹脂微粒子18
の表面に設けられた導電膜19は接続端子8,16の配
列方向に導通することはなく、対向する接続端子8.1
6のみに接触して導通する。この結果、隣接する接続端
子8.16は相互に導通することがなく、対向する接続
端子8,16のみが確実に接続される。この場合、仮に
、対向する接続端子8.16のピッチが接続用微粒子2
1の大きさよりも小さくても、隣接する接続端子8,1
6が導通することなく、対向する接続端子8.16のみ
を接続することが可能である。以下、このことについて
説明する。 第3図はvi続端子23のピッチを接続用微粒子21よ
りも小さくした場合の接続端子23と接続用微粒子21
との導通関係を示す、この図において、各接続用微粒子
21の中央部に示された点線の円24a〜24dは熱圧
着時に溶融される樹脂層20の部分であり、従って、こ
の領域が接続端子23に接触する。また、二点鎖線で示
された接続端子23は、第2図の接続端子8および16
に対応する。ここでは、接続端子23の幅を樹脂微粒子
18の表面に設けられた導電膜19の外径の約1/2程
度の大きさとし、そのピッチを導電膜19の外径とほぼ
同じ長さとし、かつ接続端子23の長さを接続用微粒子
21のほぼ2倍程度とする。また、接続用微粒子21・
・・は隣接のものと相互に接触するよう隙間なく配列さ
れている。このことは接続端子23のピッチ方向だけで
なく長さ方向においても同様である。左下側の樹脂微粒
子18の導電膜19と接続端子23とは接触領域24a
内に示されたハツチング部分内で接触している。その右
隣りの導電膜19の接触領域24bは右隣りの接続端子
23を飛び越してしまうため、この右隣りの接続端子2
3と接触することがない、しかし、左下側の接続用微粒
子21とその右隣りの接続用微粒子21の前後に位置す
る樹脂微粒子18.18の導電膜19.19の接触領域
24c、24dは斜線で示すように一部が右隣りの接続
端子23の前後部において接触する。これは、接続用微
粒子21・・・が相互に接触して配置されるため1前後
の樹脂微粒子18.18の導電膜19.19が左下側の
樹脂微粒子18の導電膜19と右隣りの樹脂微粒子18
の導電1119との中間に位置しているからである。 このように、接続端子23の幅およびピッチを接続用微
粒子21よりも小さく形成しても、隣接する接続端子2
3を導通させずに、対向する接続端子23のみを接続す
ることかで可能となる。実際には、接続端子23の長さ
は接続用微粒子21よりも遥かに長いから、接続端子2
3の長さ方向に接続用微粒子21・・・が多数配列され
ることとなり5上述した接続がより一層確実なものとな
る。 例えば1wi続端子23の長さを「■としても、直径1
0ILm程度の接続用微粒子21ならば、長さ方向に1
00列程度は配列されることになる。しかも、この10
0列に配列された接続用微粒子21は、第3図に示す如
く、接続端子23のピッチ方向に少しずつ位置がずれて
いる。従って、理論的には、接続用微粒子21の直径よ
りも小さいピッチで配列された接続端子に対しても適用
することができる。 tlS、4図〜第7図は上述した導電用接合剤17をフ
ィルム基板9の接続端子16上に設けて液晶表示パネル
lと接続する工程を示す、まず、第4図に示すように、
ロール状に巻かれた転写用シート25を引き出し、その
下面の所定箇所に導電用結合剤17を設ける。この転写
用シート25は第7図に示すように、テープ状をなす屈
曲自在なベースシート26の下面に剥離層27を設けた
ものであり、この剥離層27に導電用結合剤17が設け
られている。この導電用結合剤17は上述と同様、接続
用微粒子21・・・を相互に接触させて平面的に配列し
た状態で絶縁性接着剤22中に混合し、スクリーン印刷
等の印調子段により剥離層27に塗布されて乾燥固化さ
れている竺そして、転写用シート25の導電用結合剤1
7をフィルム基板9の接続端子16に対応させる。 この場合、転写用シート25は屈曲自在であるから、フ
ィルム基板9に予めICチップ12が接続されていても
、導電用結合剤17をフィルム基板9の接続端子16に
容易に対応させることができる。第5図において、仮に
フィルム基板9の上部にlCf−ツブ12が突出してい
るような場合であっても、転写用シート25はその凸部
に応じて屈曲するので、導電用結合剤17を容易に対応
させることができる。 この状態で、転写用シート25上にヒータチップ28を
当てて熱圧着すると、ヒータチップ28の熱により導電
用結合剤17がフィルム基板9の接続端子16に熱転写
される。この場合の熱圧着は、上述したICチップ12
のポンディングのときよりも、低い温度で行なわれる。 このように導電用結合剤17がフィルム基板9側に転写
されると、第6図に示すように、導電用結合剤17は転
写用シートの剥離層27から剥離され、導電用結合剤1
7のみがフィルム基板9の接続端子16に転写される。 この後、第1図に示すように、フィルム基板9を上下反
転させて、接続端子16を液晶表示パネルlの接続端子
8に導電用結合剤17を介して対応させ、この状態で熱
圧着すれば、上述したように導電用結合剤17の絶縁性
接着剤22により相互に接着されるとともに、接続用微
粒子21の導電[119により接続端子8,16が電気
的に接続される。 したがって、このような液晶表示パネル1とフィルム基
板9との接続構造では、対向する接続端子i!117.
16間に導電用結合剤17を配置してヒータチップ等で
熱圧着するだけで、簡単に接合することができる。この
場合、各接続端子8.16の端子数が多く、ファインピ
ッチ化しても。 隣接する接続端子が導通せずに、対向する接続端子のみ
を確実に接続することができる。 第8図は上述した導電用結合剤17を用いて液晶表示パ
ネル29の対向する透明電極4.5の一方と接続端子8
との接続に適用した場合を示す。 この液晶表示パネル29においても、上述と同様、対向
面に透明電極4,5が設けられた一対のガラス基板2,
3間に液晶7が封止材(ここでは図示せず)により封止
されているが、この封止材の一部が導電用結合剤17で
構成されている。すなわち、導電用結合剤17はガラス
基板2,3間に配置されて熱圧着されると、上述したよ
うに絶縁性接着剤22が上下のガラス基板2,3を接着
すると同時に、接続用微粒子21が上側の透明電極4と
下側のガラス基板3の接続端子8とを確実に接続し、隣
接するもの同士の導通を防ぐ、なお、このような液晶表
示パネル29においても、第1図の液晶表示パネルlと
同様に、導電用結合剤17でフィルム基板9に接合する
ことができる。 第9図は導電用結合剤の第1変形例を示す、この導電用
結合剤30は接続用微粒子21・・・を厚さ方向にも積
み重ねて絶縁性接着剤22中に混合したものである。こ
の導電用結合剤30は上下に対向する基板31.32間
に配置されると、基板31.32間には接続用微粒子2
1−・・が厚さ方向にも積み重ねられて配置され、かつ
これらの空隙に絶縁性接着剤22が充填されることとな
る。そのため、上下の基板31.32を熱圧着すると、
絶縁性接着剤22により上下の基板31.32が接着さ
れ、かつ上下の基板31.32に対向して設けられた接
続端子33.34はその間において厚さ方向に配列され
た接続用微粒子21・・・の相互の導通により電気的に
接続される。すなわち、対向する接続端子33.34間
において厚さ方向に配列された接続用微粒子21・・・
は熱圧着により上下部が相互に圧擦し合うので、その部
分の樹脂層20が相互に破壊され、上下の樹脂微粒子1
8の導電膜19が相互に導通する。しかし1面方向に隣
接する接続用微粒子21の樹脂層20は破壊されずに残
存するので、面方向に隣接する樹脂微粒子18の導電膜
19は相互に導通することはない、この結果、接続端子
33.34のうち、隣接する接続端子33.34が導通
することなく、対向する接続端子33.34のみが確実
に接続される。 第1O図は導電用結合剤の第2変形例を示す。 この導電用結合剤35は、樹脂微粒子18の導電WJ1
9の外周面に絶縁性を有する低融点の樹脂層36を膜状
にコーティングして接続N8I微粒子37を構璃し、こ
の接続用微粒子37を相互に接触させて絶縁性樹脂22
中に混合したものである。このような導電用結合剤35
においても、熱圧着等により厚さ方向の樹脂層36が破
壊されて樹脂微粒子18の導電膜19が露出し、これと
直交する面方向の樹脂層36は破壊されないので、上述
した導電用結合剤17と同様の効果がある。 [発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明の導電用結合剤は
、接続用端子のピッチが従来よりも遥かに小さい場合に
も適用できる。しかも、接続用微粒子は、絶縁性接着剤
によって絶縁されている訳ではなく、接続用微粒子自体
が絶縁層を有しているものであるから接続端子のI!I
i絡を確実に防止できる。また、このような導電用結合
剤を用いた導電接続構造は、低温接合が可能であるから
接続端子や絶縁基板の材料として安価なものにも適用す
ることができ、かつ、接続用端子のピッチが小さいにも
拘わらず接続の信頼性に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はとの発明の導電用結合剤を用いて液晶表示パネ
ルとフィルム基板を接続した場合の要部拡大断面図、第
2図は導電用結合剤による接続端子の接合状態を示す要
部拡大断面図、第3図は接続端子のピッチを接続用微粒
子よりも小さくした場合の接続端子と接続用微粒子との
導通を説明するための平面図、第4図〜第7図は導電用
結合剤を用いた接続工程を示し、第4図は転写用シート
に導電用結合剤を設ける工程を示す側面図、第5図は転
写用シートの導電用結合剤をフィルム基板に転写する工
程を示す断面図、第6図は導電用結合剤がフィルム基板
に転写された状態を示す断面図、第7図は転写用シート
に導電用結合剤を設けた状態の要部拡大断面図、第8図
は導電用結合剤を用いた液晶表示パネルを示す要部拡大
断面図、第9図および第1o図はこの発明の変形例を示
す要部拡大断面図である。 8.18゜ 17.30゜ 脂微粒子、1 層、21.3 性按着剤。 23.33.34・・・・・・接a端子、35・・・・
・・導電用結合剤、18・・・・・・樹9・・・・・・
導電膜、20.36・・・・・・樹脂7・・・・・・接
続用微粒子、22・・・・・・絶縁層 許 出 願 人 カシオ計算機株式会社 第 ワ 図 第 図 第 図 第 0 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)樹脂微粒子の表面に導電膜を設け、この導電膜の
    外周面を全体的または部分的に外部から電気的に隔絶す
    る低融点の樹脂層で覆って接続用微粒子を形成し、この
    接続用微粒子を絶縁性接着剤中に混合してなり、前記樹
    脂層が熱圧着力により厚み方向の部分が破壊され、かつ
    面方向の部分が残存することを特徴とする導電用結合剤
  2. (2)互いに対向する第1、第2の接続端子と、前記第
    1、第2の接続端子間に介在され、それぞれが樹脂微粒
    子の表面に設けられた導電膜の外周面を全体的または部
    分的に電気的に隔絶する樹脂層で覆われた複数の接続用
    微粒子と、前記第1、第2の接続端子間の空隙に充填さ
    れた絶縁性接着剤を具備し、 前記接続用微粒子の樹脂層の厚み方向の部分が破壊され
    、かつ面方向の部分が残存することにより、前記第1、
    第2の接続端子を前記樹脂微粒子の表面の導電膜で接続
    したことを特徴とする導電接続構造。
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