JPH05258830A - 回路の接続方法 - Google Patents
回路の接続方法Info
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Abstract
つ突出電極が回路端子部のように極めてアスペクト比の
大きな場合における絶縁性接着剤を用いた回路の接続方
法を提供する。 【構成】 可撓性基板1に形成された多数の平行回路よ
りなる回路3と、相対峙する回路6との接着剤4による
接続において、一方の回路3は伸び率10%以上の可撓
性基板1に形成された回路幅70μm以下、ピッチ15
0μm以下の平行回路であり、当該回路と相対峙する回
路6との間に導電粒子を0〜1.0体積%含有した絶縁
性接着剤4を介在させて両回路3,6を位置合わせし、
加熱加圧下で接着剤4を硬化する。
Description
は電極を電気的及び機械的に接続する回路の接続方法に
関する。
用いる回路類は高密度、高精細化している。これら微細
回路の接続は、例えば接着剤中に粒径7〜30μm程度
の導電粒子を1〜10体積%含有した異方導電性接着剤
を用いる方法が知られている。
が隣接する回路間を覆って存在すると、回路間の短絡
(ショート)が発生し、7本/mm以上といった最近の
高密度回路の接続には対応できなくなっている。
号公報に示すものでは、紫外線(UV)等による硬化性
の絶縁性接着剤をガラス基板回路上に介在させて、半導
体素子上の突起電極と対向させ、接着剤を加圧下で硬化
するようにしている。
開昭60−262430号公報に示される方法は、接着
剤中に導電粒子を含有しないので、隣接回路間のリーク
は改良されるものの、接続すべき回路の基板をガラスや
シリコンといった硬質基板同士に限定しないと十分な接
続信頼性が得られない。また、突出電極の接続面形状は
円や正方形などのアスペクト比(長径/短径の比)が1
に近いか、あるいは長方形等の場合でもこの比が3以下
程度であり、長径の大きさも微細化に対応するため20
0μm以下とする必要があるなど電極形状に制約があ
る。
は、多数の突出電極の高さがバラツキを有するため、高
さの大きな電極は容易に接続すべき回路面に接触可能だ
が、高さの低い電極は接触不可能であるため、接続時の
圧力により硬質基板間で突出電極を変形させて、多数の
電極を平担化させて接続する必要があるからである。こ
の時、電極形状は、アスペクト比の小さい方が好まし
い。これは、圧力が極部的に集中出来るので変形が容易
であること、また電極と回路との接触部以外へ接着剤を
流動排除し易いことなどにより接続信頼性の向上が可能
なためである。
AB(Tape Automated Bonding)やFPC(Flexible P
rinted Circuit)のような、絶縁された多数の平行電極
(回路)を一括して他の回路と接続する用途に適用する
ことは極めて困難な状況にあった。
なされたもので、その目的とするところは、少なくとも
一方の基板が可撓性であり、かつ突出電極が回路端子部
のように極めてアスペクト比の大きい場合における、絶
縁性接着剤を用いた回路の接続方法を提供することにあ
る。
成するために、絶縁基板に形成された多数の回路と相対
峙する回路とを接着剤によって接続する回路の接続方法
において、少なくとも一方の回路は回路幅70μm以
下、ピッチ150μm以下で、破断伸び率が10%以上
の可撓性基板上に形成され、当該回路と相対峙する回路
との間に絶縁性接着剤を介在させて両回路を位置合せ
し、接続部の長さLと回路幅Wとの比(L/W)を40
以上として、加圧下で上記接着剤を硬化することを特徴
とする。
る。
模式図である。可撓性基板1は、破断伸び率(以下伸び
率という)10%以上の膜状物であり、例えばポリイミ
ドやポリエチレンテレフタレート及びその他のプラスチ
ックフィルムである。特にポリイミドは機械的強度が大
きいことや、熱膨脹率が一般的に50×10-6/℃以下
と比較的小さいので、回路接続時の熱膨脹により相対峙
する回路とのズレ(以下回路ズレという)が少ない。こ
れらの可撓性基板1の引張弾性率は、1000kg/m
m2 以下が好ましい。
の加圧により多数の回路間の平担性を得るためのクッシ
ョン機的な作用を得るためである。伸び率は大きい方が
可撓性が大きいので好ましいが、伸び率が大きくなると
前述の回路ズレも一般的に大きくなってしまうため、伸
び率15〜150%が好ましく、同様な理由から20〜
〜90%とすることが更に好ましい。ここで本発明の伸
び率や弾性率は、ASTM−D−882によるものとす
る。
が強度及び価格面から好ましい。
着を目的とするもので、必要に応じて取捨される。接着
剤2の有る場合は、前記可撓性基板1と同様、接続時の
回路の平坦性が得易いことから好ましく、接着剤2の無
い場合は回路の高密度化や耐熱性の向上が可能となる。
の点からCuが好ましい。また、表面が粗化等により凹
凸が形成されたり、Sn,Zn,Au,半田などのメッ
層等の被覆層の存在により、回路の表面が粗さ0.1〜
10μm程度に凹凸化すると、他の接続すべき回路との
接触が容易となり好ましい。
前述の表面粗化を得易く、圧延法やアディティブ法は回
路の高精細品が得易いので、これらの特徴により適宜選
択する。
以下とすることが好ましい。この比(H/T)は、可撓
性基板1の伸び率が大きな程小さく出来るが、0.2〜
0.9、更に好ましくは0.3〜0.8とすることが接
続時の回路ズレと高さの平担性を両立できるので好まし
い。
ると、本発明ではW=70μm以下、P=150μm以
下、より好ましくはW=45μm以下、P=90μmが
適用できる。
と基板側の底部の幅が等しいものや、頂部の幅が底部よ
り大の場合であっても、本発明は実施可能である。
の接着剤の排除が不十分となり、Pが150μmより大
きいと、スペース部における接着性が不十分となる。
も適用できる点が特徴である。
ように、回路の長さ方向で接着剤の形成される距離とす
る。すなわち、接続前における接着剤4の形成される長
さか、または接続後における回路の対峙する距離であ
り、両者で異なる場合は距離の短かい方を採用する。こ
こで、回路幅との比、すなわち(L/W)を40以上、
好ましくは60以上とすることが、接続部における接触
点が増加し好ましい。
面積が拡大してしまうため、上限は300程度である。
この比は60〜200が好ましく、65〜150とする
ことが更に好ましい。
に塗布すればよく、またフィルム状の場合はどちらかに
貼付けても良い。フィルム状の場合には、図1に示した
ように回路3,6に貼付けずに、位置合わせをしながら
両回路を一度に接続することも可能である。
固形でも良いが、フィルム状であると、液状の場合に比
べ塗布工程が不要であり、又一定厚みの連続テープ状で
の入手が可能なことから、製造工程を自動化し易いので
好ましい。
ト等に用いられる熱可塑性材料や、熱や光により硬化性
を示す材料が広く適用できる。接続後の耐熱性や耐湿性
に優れることから、硬化性材料の適用が好ましい。中で
もエポキシ系接着剤は、短時間での硬化が可能で、接続
作業性が良く、また分子構造上、接着性に優れる等の特
徴から好ましく適用できる。
キシ樹脂、固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂、及び
ウレタンやポリエステル、NBR等で変性したエポキシ
樹脂などを主成分とし、これに潜在性硬化剤やカップリ
ング剤及び他のポリマーなどの各種変性剤、触媒等を添
加した系から成るものが一般的である。これらの接着剤
は、室温近辺で粘着性を有すると、回路の位置合せ後の
仮固定が簡単で好ましい。
して、接続後に回路間のスペース部を充填できる程度に
決定するが、5〜40μmが一般的である。
子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物であり、各
種の材料が適用できる。
存下で30℃以下で1ヶ月以上の保存性を有し、加熱下
で急速硬化するものをいう。
室温ではエポキシ樹脂に溶解しないが、融点近辺まで加
熱することで溶解して急激に反応する、例えばホウ素醋
塩,ヒドラジド、3級アミン,イミダゾール,ジシアン
ジアミド等やこれらの誘導体,アミンイミド等の熱分解
型硬化剤,モレキュラーシーブ封入型及びマイクロカプ
セル型等がある。これらは、単独もしくは2種以上混合
して使用することもできる。
が好ましく適用できる。マイクロカプセル型硬化剤は、
硬化剤よりなる核材の実質的な全表面が被覆層により覆
われてなる。マイクロカプセル型硬化剤の核材である硬
化剤は、脂肪族アミン、芳香族アミン、カルボン酸無水
物、チオール、アルコール、フェノール、イソシアネー
ト、第三級アミン、ホウ素錯塩、無機酸、ヒドラジド化
合物及びイミダゾール化合物など、及びこれらの変性物
が採用できる。
優れ、またイオン重合型で触媒的に作用するので化学当
量的な考慮の少なくてよい第三級アミン、ホウ素錯塩、
ヒドラジド化合物及びイミダゾール化合物が好ましく、
中でも誘導体の種類により活性化温度を広範囲に制御し
易いイミダゾール化合物及びその変性物がより好ましく
用いられる。これらは単独若しくは2種以上の混合体と
して使用される。
の物が好ましく、この時紫外線(UV)を併用すること
も可能である。
より好ましくは1〜5%とすることが接続後の可撓性基
板1の変形による剥離を防止できるので好ましい。
を損わない程度の導電粒子を必要に応じて少量含有する
ことが出来る。
の間隙未満とする必要があり、平均粒径で10μm以下
が好ましく、0.5〜7μmとすることが更に好まし
い。0.5μm未満では分散性が低下してリークが発生
し易く、10μmをこすと接続部の電極間の距離が増大
し、各々信頼性が低下する傾向にある。
積%であり、好ましくは0.8体積%以下、さらに好ま
しくは0.1体積%以下である。
着剤で多用されているものに比べて小径で少量とする理
由は、本発明の導電粒子は回路の凹凸形成材として補助
的に作用すれば良く、更に添加量が少ないと接着剤中へ
の粒子の分散性も向上し、隣接回路間の絶縁性が得易い
為である。
撓性基板でも良いが、可撓性基板1よりも剛性である
と、本発明で得た接続構造体が変形し難く強固となるの
で好ましい。基板5としては、ガラス,セラミック,樹
脂及びこれらの複合体などが例示できる。
明導電膜に多用されるITO,Ni,Cr,Au,T
a,半田など各種材料が適用可能である。
縁性接着剤4を介在させ、回路3と6を位置合わせし、
可撓性基板1と基板5を加熱加圧する。この時、温度は
50〜200℃程度、圧力は5〜100kgf/cm2 程度で
ある。加熱加圧により、絶縁性接着剤5は粘度が著しく
低下し、回路3と6との一部もしくは全部が接触し、回
路3,6間で導通可能となる。従ってこの時、導通状態
の検査を接着剤が未硬化の状態で行うことも出来る。
間のスペースを経て、さらに接続部の長さL部分の外側
にはみ出す。
に至り、回路3,6の強固な接続が可能となる。
接続部の防湿材として作用するので、必要に応じて除去
すればよい。
断面模式図を示す。
し、合わせて回路幅70μm以下でその高さを可撓性基
板の厚み以下とすることで、回路高さのバラツキを可撓
性基板の変形により吸収可能となり、接続時の信頼性が
向上する。
ことで、接続時における回路接触部以外への接着剤の流
出を促進させて、接続回路の良好な接触を得る。この
時、回路のアスペクト比が40以上と大きいので、回路
の長さ方向での接触確率が増加し、接続信頼性が向上す
る。
回路との絶縁性を損わない程度に導電粒子を極少量添加
することが可能であり、この場合の導電粒子は回路上の
微小凹凸形成材として作用するので接触確率が向上し、
また回路表面の汚染層を破壊する等により良好な回路の
接触ができるので、更に接続信頼性の向上が可能とな
る。
剤を必要成分とするフィルム状であることから、使用ま
での長期保存と、短時間硬化の両立が可能で、微小接続
部の強度や耐環境性が向上する。
剤は、機械的補強及び防湿層として作用する。
ら説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 [実施例1〜3及び比較例1]ユーピレックスS(宇部
興産(株)製ポリイミドフィルム,厚み25μm,伸び
率30%,引張弾性率900kg/cm2 )上に、接着剤層を介
して高さ18μmのCu回路(W=30μm、P=70
μm、表面に0.5μmのSnめっき)を有するFPC
と、この回路と相対峙する厚み2000AのITO回路
を形成したガラス基板(厚み1.1mm)を準備した。
ポキシ当量4.000)/液状エポキシノボラック樹脂
(エポキシ当量178)/マイクロカプセル型硬化剤
(旭化成工業(株)製HX−3721:イミダゾール系
硬化剤を核とし、表面をポリウレタン系材料で被覆した
硬化剤を液状ビスフェノール系エポキシ中に分散したマ
スターバッチ)の比を、30/50/20とした絶縁性
接着剤中に、ニッケル287(インターナショナルニッ
ケル社製,平均粒径2〜4μm)の含有量を、0(実施
例1),0.09体積%(実施例2),0.4体積%
(実施例3)及び2.0体積%(比較例1)と変化させ
て、剥離処理したポリエチレンテレフタレート(PE
T)フィルム上に形成した、厚み15μmの接着フィル
ムを用意した。
分)後の伸び率は2.6〜3.5%であった。
mmで回路と直交するように仮接着し、PETフィルム
を除去し、次いで前記FPCの回路とガラス回路とを顕
微鏡下で位置合わせした。接着フィルムの粘着性によ
り、位置合わせ後の仮固定が容易であった。
間の加熱加圧により、両回路を接続部の長さ2mmで接
続し、熱衝撃試験後の接続部の抵抗を評価した。
のガラス基板回路をコモンとし、可撓性基板の回路を他
の端子として、60℃の加熱下でマルチメータにより測
定した。1接続体中の200電極のなかに、3kΩ(配
線抵抗を含む)以上のある場合をオープン(×)とし、
3kΩ未満を良好(○)とした。
オームメータで測定し、10MΩ未満をショートとして
(×)で示し、10MΩ以上は(○)で示した。
後においても良好な接続抵抗と絶縁性を示した。
ルムによる接続のため、回路間のショートが発生した。
ーレ・デュポン(株)製,ポリイミドフィルム,厚み7
5μm,伸び85%、引長弾性率400kg/mm2 )
を用い、接着剤を介して高さ25μmのCu回路(W=
30μm,P=90μm,表面にZnベースの防錆処
理)を形成した。相対峙する回路として、厚さ1.1m
mのガラス基板上にCrを下地とし、その上にITO回
路を構成した回路板を用意した。
表1に示した。
れた。 [実施例7〜9]実施例1のFPC基材を、MCF−5
000I(日立化成工業(株)製,ポリイミド/Cuの
2層構造体,ポリイミドの伸び率20%,引張弾性率8
00kg/mm2 ,厚み25μm,Cu高さ18μm)と
し、その他の構成及び評価は実施例4〜6と同様とし
た。可撓性基板とCu間に接着剤のない、いわゆる2層
FPCの場合も良好な接続特性を示した。 [実施例10]ユーピレックスR(宇部興産(株)製ポ
リイミドフィルム,厚み25μm,伸び率130%,引
張弾性率380kg/mm2 )を可撓性基板とし、接着剤
層を介してCu高さ18μmの回路(W=60μm,P
=140μm)を用意した。接着フィルムとして、エポ
キシ樹脂(エポキシ当量470)とポリビニルブチラー
ル樹脂(酢酸ビニル成分2.0重量%,平均重合度50
0)およびHX−3721(前出)との比を60:2
0:20とし、ポリテトラフルオロエチレン基材上に厚
みが20μmの接着フィルムを形成した。このフィルム
の硬化後(200℃−10分)の伸び率は4.5%であ
った。相対峙する回路は、ガラス基板上にITOで構成
し、接続幅を3mmとした以外は、実施例1と同様に回
路の接続と評価を行った。結果を表1に示した。各実施
例とも良好な接続特性であった。 [比較例2]実施例10の回路を、W=90μm,P=2
00μmと変更した以外は、実施例10と同様な接続及
び評価を行った。結果を表1に示した。本例は回路幅が
広く、回路の接触部以外に接着剤が十分排除されなかっ
たので、評価時の加熱により接着剤が熱膨脹し、回路オ
ープンとなった。 [実施例11]実施例10の可撓性基板同士を、実施例
10と同様に接続評価した。表1に示したように、可撓
性基板同士でも、良好な接続特性を得た。
平行回路を一括して他の回路と接続する超微細回路の接
続が可能となった。
る模式図。
体の断面模式図。
Claims (4)
- 【請求項1】 絶縁基板に形成された多数の回路と相対
峙する回路とを接着剤によって接続する回路の接続方法
において、少なくとも一方の回路は回路幅70μm以
下、ピッチ150μm以下で、破断伸び率が10%以上
の可撓性基板上に形成され、当該回路と相対峙する回路
との間に絶縁性接着剤を介在させて両回路を位置合せ
し、接続部の長さLと回路幅Wとの比(L/W)を40
以上として、加圧下で上記接着剤を硬化することを特徴
とする回路の接続方法。 - 【請求項2】 上記可撓性基板上に形成される上記回路
高さが可撓性基板の厚み以下であることを特徴とする請
求項1に記載の回路の接続方法。 - 【請求項3】 上記絶縁性接着剤がエポキシ樹脂と潜在
性硬化剤を主成分とするフィルム状であることを特徴と
する請求項1または2に記載の回路の接続方法。 - 【請求項4】 上記絶縁性接着剤がエポキシ樹脂と潜在
性硬化剤を主成分とし、さらに導電粒子を0.01〜
1.0体積%含有してなるフィルム状であることを特徴
とする請求項1または2に記載の回路の接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4055800A JP2995993B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 回路の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05258830A true JPH05258830A (ja) | 1993-10-08 |
JP2995993B2 JP2995993B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=13008996
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4055800A Expired - Lifetime JP2995993B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 回路の接続方法 |
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JP (1) | JP2995993B2 (ja) |
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