JPH0793156B2

JPH0793156B2 - 熱接着性可撓性接続部材および接続構造

Info

Publication number: JPH0793156B2
Application number: JP4082824A
Authority: JP
Inventors: 智小田嶋
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH06181074A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱接着性可撓性接続部材
および接続構造、特には電気回路間、例えばＬＣＤ（液
晶ディスプレイ）、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセン
ス）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＣＤ（エレクトロ
・クロミック・ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマ・デ
ィスプレイ）などの表示パネルとＰＣＢ（硬質プリント
配線板）またはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の
接続、ＰＣＢとＰＣＢ、ＦＰＣとＰＣＢ、ＦＰＣとＦＰ
Ｃとの接続に用いられる熱接着性可撓性接続部材および
接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱接着性可撓性接続部材としては
各種のものが公知とされており、これについては例えば
（イ）図３（ａ）および拡大断面図である図３（ｂ）に
示したように、電気絶縁性基材（以下、単に基材と略記
する）12の上に導電性ペーストによって配線パターン13
を形成し、乾燥したのち、ヒートシール接続する配線パ
ターンに接触する部位に導電性粒子14を均一に分散した
絶縁性の熱接着剤15を塗布する方法が知られている。

【０００３】また、これについては（ロ）拡大断面図で
ある図３（ｃ）に示したように基材22の上に、電気回路
の形成に寄与する導電性微粉末23と、ヒートシール接続
時に配線パターン間の電気的接続に寄与する導電性粒子
24とを含む導電性ペーストまたはインクによって配線パ
ターン25を形成し、乾燥したのち、この少なくともヒー
トシール接続部に導電性粒子を含まない絶縁性熱接着性
の接着剤26を塗布してなるものも知られている。

【０００４】さらに、これについては拡大断面図である
図３（ｄ）に示したように、基板32の上に導電性微粉末
33を含む導電性ペーストで第１層目の配線パターン34を
形成し、乾燥したのち、この上に導電性微粉末35と導電
性粒子36を含む導電性ペーストを用いて第２層目の配線
パターン37を重ねて形成し、乾燥したのち、導電性粒子
を含まない絶縁性熱接着性の接着剤38を塗布してなるも
のも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この公知のも
のでは、この（イ）のものには絶縁性接着剤中に分散配
合されている導電性粒子に分散不良があると、密度が高
い場所では配線パターン間の電気絶縁性を保つことがで
きず、特にこの配線パターンが細密であるときには数個
の粒子が凝集体にあるだけとなるためにリークが生じ、
またヒートシールした際にヒートシール接着剤の流れに
伴なって配線パターン間に導電性粒子が配列してリーク
の生ずることがしばしばあるという不利がある。

【０００６】また、上記した（ロ）のものでは通常、配
線パターンの形成がスクリーン印刷法で行なわれるが、
導電性粒子24がスクリーン印刷版に目詰りすることがあ
るため、これを回避するためにスクリーン印刷版のメッ
シュ数を落してオープニングを大きくするか、導電性粒
子24の粒径を小さくすることも行なわれているが、前者
の場合には微細パターンを印刷するのに必要な 200メッ
シュ以上のスクリーン印刷版が使用できないので微細な
配線パターンが限定されたものとなるし、後者の場合に
は粒径が微細パターンの印刷厚みよりも小さくなるので
導電性粒子が微細パターン中に埋設してしまい、接続の
安定性が薄れたものになるという不利がある。

【０００７】さらに、上記した（ハ）のものは配線パタ
ーンが２層とされ、配線パターンの機能は第１層目で達
成されるので、第２層目の導電ペーストを薄く塗布して
この第２層目中の導電性微粉末36を配線パターン37より
突出させることはできるが、しかしこの場合には第１層
目、第２層目の配線パターン34と37は位置ずれし易いの
で、微細な配線パターンの形成が難しいものになるとい
う不利がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
公知のものにおける不利を解決した熱接着性可撓性接続
部材および接続構造に関するもので、この熱接着性可撓
性接着部材は絶縁性可撓性高分子物質からなる基材の少
なくとも片面に、導電性ペーストによって配線パターン
を形成し、この配線パターンの少なくとも一部に、ヒー
トシール時に配線パターンにめり込んでその周囲の配線
パターンを盛り上げるべき絶縁性粒子を配合分散させて
なる絶縁性熱接着剤層を設けてなることを特徴とするも
のであり、この接続構造は絶縁性可撓性高分子物質から
なる基材の少なくとも片面に形成された、導電性ペース
トからなる配線パターンにめり込んだ絶縁性粒子周囲に
盛り上がった当該盛り上り部分と、被接続回路基板の接
続用電極とを接続させてなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明者はリークを生ずること
がなく、しかも容易に製造でき、したがって微細な配線
パターンの精度のよい熱接着性可撓性接続部材を開発す
べく種々検討した結果、基材の上に公知の方法で配線パ
ターンを形成させたのち、この上に絶縁性粒子を分散配
合させた絶縁性熱接着性の接着剤層を設けると、ヒート
シール時に絶縁性粒子が配線パターン中にめり込んで絶
縁性粒子周囲の配線パターンが盛り上がって盛り上り部
分を形成すると共に、絶縁性熱接着剤が排除されて、配
線パターンと被接続回路基板の接続用電極とが直接接触
して導通が得られるようになるということを見出し、こ
こに使用する各種材料、その組合せなどについての研究
を進めて本発明を完成させた。以下にこれをさらに詳述
する。

【００１０】

【作用】本発明は熱接着性可撓性接続部材および接続構
造に関するものであり、これは基板の少なくとも片面に
導電性ペーストによって配線パターンを形成し、この配
線パターンの少なくとも一部に絶縁性粒子を配合分散し
た絶縁性熱接着性の接着剤層を設けたものであるが、こ
のものは電気回路間の接続が確実に行なえるし、リーク
が生ずることがないという有利性をもつものである。

【００１１】本発明の熱接着性可撓性接続部材は基材の
少なくとも片面に配線パターンを形成し、これに配線パ
ターンにめり込んでその周囲の配線パターンを盛り上げ
るべき絶縁性粒子を配合分散させた絶縁性熱接着性の接
着剤層を設けたものであるが、この基材は絶縁性で可撓
性をもつ高分子物質からなるものとされる。

【００１２】したがって、この基材としては、ポリイミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレン
サルファイド、液晶ポリマーなどからなるものが例示さ
れるが、本発明の接続部材が電気接続に用いられるもの
であることから、このものは体積抵抗率が 10⁸Ω・cm以
上、好ましくは10¹⁰Ω・cm以上の電気絶縁性のものとす
ることが必要であり、したがってこれは耐熱性、温度変
化外力に対する寸法安定性にすぐれているポリエステル
が好ましい。また、この基材の厚さは可撓性の観点から
５〜50μm 、好ましくは10〜30μm のものとされる。

【００１３】また、この基材にはその少なくとも片面に
導電性ペーストで配線パターンが形成されるのである
が、この導電性ペーストは有機バインダー、溶剤、導電
性微粉末およびその他の添加剤とからなるものとされ
る。この有機バインダーとしては塩化ビニル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、これらの共重合体、アクリル樹脂、熱可塑
性ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、ポリブタジエ
ン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、
フェノール樹脂などが例示されるが、これは必要に応
じ、これにイソシアネート類、アミン類、酸無水物など
の硬化剤を添加したものとしてもよい。

【００１４】また、ここに使用する溶剤はエステル系、
ケトン系、エーテルエステル系、塩素系、エーテル系、
アルコール系、炭化水素系のいずれであってもよく、こ
れには酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢
酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケ
トン、メチルアミルケトン、エチルアミルケトン、イソ
ブチルケトン、メトキシメチルペンタノン、シクロヘキ
サノン、ジアセトンアルコール、酢酸メチルセロソル
ブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、酢
酸メトキシブチル、酢酸メチルカルビトール、酢酸エチ
ルカルビトール、酢酸ジブチルカルビトール、トリクロ
ロエタン、トリクロロエチレン、ｎ−ブチルエーテル、
ジイソアミルエーテル、ｎ−ブチルフェニルエーテル、
プロピレンオキサイド、フルフラール、イソプロピルア
ルコール、イソブチルアルコール、アミルアルコール、
シクロヘキサノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、
イソプロピルベンゼン、石油スピリット、石油ナフタな
どが例示されるが、一般的にはエステル系、ケトン系、
エーテルエステル系のものとすることがよく、これらは
特に制限はないが、この導電性ペーストが粘度50〜 1,0
00ポイズ、揺変度が２〜15に調整されるような範囲で使
用すればよい。

【００１５】さらに、ここに使用される導電性微粉末と
しては粒径が0.01〜10μm である粒状、鱗片状、板状、
樹枝状、サイコロ状等の銀、銀メッキ銅、銅、金、ニッ
ケル、パラジウム、さらにはこれらの合金類、これら金
属の一種または二種以上をメッキした樹脂粉、ファーネ
スブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラッ
クやグラファイト粉末の一種または二種以上などが例示
され、これらは上記した有機バインダーに対し、10〜90
重量％混合分散させればよい。

【００１６】本発明で使用される導電性ペーストは上記
した有機バインダー、溶剤および導電性微粉末の所定量
を混合することによって得ることができるが、これには
必要に応じて硬化促進剤、レベリング剤、分散安定剤、
消泡剤、揺変剤、金属不活性剤などの添加物を添加して
もよい。なお、このようにして作られた導電性ペースト
を用いて配線パターンを形成させるには、これをスクリ
ーン印刷法、グラビア印刷法などで印刷すればよいが、
良好な電気接続を得るためには配線パターンの厚さを５
μm 以上とすることが望ましいので、この厚さを得るた
めにはスクリーン印刷とすることが好ましい。

【００１７】本発明の熱接着性可撓性接続部材はこのよ
うにして作られた配線パターン上に絶縁性粒子を分散配
合した絶縁性熱接着剤を塗布することによって得られる
が、ここに使用される絶縁性熱接着剤は熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂あるいはこれらのブレンド物に絶縁性
粒子を分散配合したものとされる。この熱可塑性樹脂と
してはポリアミド系、ポリエステル系、アイオノマー
系、ＥＶＡ、ＥＡＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡ等のポリオレフィ
ン系、各種合成ゴム系のもの、さらにはこれらの変性
物、複合物が例示され、熱硬化性樹脂としてはエポキシ
樹脂系、ウレタン系、アクリル系、シリコーン系、クロ
ロプレン系、ニトリル系などの合成ゴム類、もしくはこ
れらの混合物が例示されるが、これにはいずれの場合に
も硬化剤、加硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、
熱伝導向上剤、粘着付与剤、軟化剤、着色剤などが適宜
添加されても良い。

【００１８】この熱可塑性樹脂は比較的低温、短時間で
接着させることが可能であり、ポットライフも長いとい
う特徴をもっており、熱硬化性樹脂は接着強度が大き
く、耐熱性もすぐれているという特徴をもっているの
で、これらはその使用目的、範囲に応じて適宜選択すれ
ばよい。なお、これらはその塗布時には、予じめ溶剤に
溶解したものとすることがよく、この溶剤としては前記
した導電性ペースト作製時に使用したものと同様のもの
を例示することができる。

【００１９】つぎにこれに分散配合される絶縁性粒子は
ヒートシール時に押圧された絶縁性粒子が配線パターン
にめり込んでこの粒子周囲の配線パターンを盛り上げ盛
り上げ部分を形成するのであるが、これが配線パターン
間に存在したとしてもリークが生じないようにするため
に、これは１０^８Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^１０Ω
・ｃｍ以上の電気的絶縁性をもつものとすることが必要
であり、これはまたヒートシール時に配線パターンにめ
り込ませるためにはヒートシール温度における圧縮強度
が０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、好ましくは２ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２以上であるものとすることが好ましいものとされ
る。

【００２０】また、この絶縁性粒子の粒径はこれが配線
パターンの厚さに対して大き過ぎると粒子が配線パター
ンにめり込んでその周囲の部分の配線パターンが盛り上
っても被接続回路基板の接続用電極と配線パターンとの
接触がなされなくなる恐れがあるので、これは配線パタ
ーンの厚さ以下、好ましくは配線パターンの厚さの ³/₄
以下とすることがよいが、これが配線パターンの厚さに
対して小さ過ぎるときにはヒートシール時における配線
パターンの盛り上りが少なく、安定した電気接続が得ら
れにくいので、これは３μm 以上、好ましくは５μm 以
上で上限は配線パターンの厚さ以下、好ましくは配線パ
ターンの厚さの ³/₄以下のものとすることがよい。

【００２１】この絶縁性粒子はアクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、液晶ポリマーなどの樹脂粒子、ガラス粒子、
セラミックス粒子などからなるものとすればよい。この
形状は特に限定されるものではなく、これは球状、針
状、鱗片状、板状、樹脂状、サイコロ状、有突起球状、
不定形状などのいずれでもよいが、配線パターンへのめ
り込み易さ、めり込んだ後の粒子のつっぱりにより抵抗
値の上昇を抑制するということからは球状あるいは球状
に近いものとすることがよい。

【００２２】本発明で使用される絶縁性熱接着剤は前記
した配線パターン上にスクリーン印刷法、グラビア印刷
法などの印刷法、キスコーティング法、バーコーティン
グ法、ナイフコーティング法のコーティング法、あるい
はディピング法などの方法で塗膜層を形成することによ
って本発明の熱接着性可撓性接続部材とされる。

【００２３】しかし、この場合この絶縁性粒子の添加量
が少なすぎると安定した抵抗値が得られにくく、また多
すぎると接着剤の接着性が損なわれるおそれがあるの
で、これは接着剤中に40個／mm² 以上、好ましくは 100
個／mm² 以上とし、面積比が ¹/₂以下となるようにする
ことがよく、この接着剤層の厚さはこれが厚すぎるとヒ
ートシール時に接着剤が排除し切れないで目的とする導
伝度の導通が得られず、また薄すぎると接続構造の保持
力が小さくなりやすくて信頼性に欠ける場合には、３〜
30μm 、好ましくは５〜20μm とすることが望ましい。

【００２４】このようにして作られた本発明の熱接着性
可撓性接続部材は図１に示したとおりのものとなる。図
１（ａ）は基材に配線パターンを形成した本発明の熱接
着性可撓性接続部材１の平面図、図１（ｂ）はその拡大
断面図を示したものであるが、このものはまず図１
（ａ）に示したように絶縁性可撓性の高分子物質からな
る基板２の上に導電性ペーストで配線パターン３を形成
する。この配線パターン３は図１の（ｂ）に示したよう
に導電性微粒子４を含有するものであるが、本発明の熱
接着性可撓性接続部材１はこの図１（ａ）に示したもの
に絶縁性粒子５を含有する絶縁性熱接着性接着剤６を塗
布することによって作られる。

【００２５】この本発明の熱接着性可撓性接続部材を用
いて電気回路間の接続を行なう際のヒートシール時の条
件は、これに使用している絶縁性熱接着性接着剤の粘度
が５×１０^６ポイズ以下、好ましくは５×１０^５ポイズ
以下となる温度で、かつ５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、好まし
くは１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力で３秒以上保持する
ようにするのがよく、これによれば接続構造を示す図２
の拡大断面図に示したように絶縁性粒子６が配線パター
ン３にめり込み、その周囲の配線パターンが図の９のよ
うに環状に盛り上がってこの部分（盛り上げ部分）の絶
縁性熱接着性接着剤５が排除されるので、配線パター
ン３と被接続回路基板７の接続用電極８が接触すると共
に、全体的に前記接着剤層５により接続が保持され、
良好な接続構造を得ることができるという有利性が与
えられる。

【００２６】

【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。実施例厚さ25μm のポリエステルフィルムの片面に、ウレタン
系バインダー 100重量部、平均粒径 0.3μm の鱗片状銀
粉末 800重量部、酢酸カルビトール 200重量部、シリコ
ーン系レベリング剤２重量部からなる導電性ペーストを
400メッシュスクリーン版を用いて、ピッチ 0.3mm、導
体幅0.15mmとなるように印刷し、乾燥させて配線パター
ンを形成したが、この配線パターンの厚さは12μm であ
った。

【００２７】ついで、この配線パターンの上に 130℃に
おける粘度が３×10⁵ ポイズであるポリエステル系接着
剤中に平均粒径が８μm で、圧縮強度が4.0kgf/mm²であ
る球状フェノール樹脂を分散させた接着剤層を 120メッ
シュのスクリーン版を用いてスクリーン印刷で形成させ
たところ、この接着剤層の厚さは15μm 、粒子の分散密
度は 150個／mm² であったので、このものを配線パター
ン本数 240本、配線パターン長さ方向の長さ25mmとなる
ようにサイジングして本発明の熱接着性可撓性接続部材
を作り、同様の方法で同じものを 500個製造した。

【００２８】つぎにこの接続部材 200個を用いて、 0.3
mmピッチで接続電極を有するＬＣＤとドライバーＩＣを
搭載したＰＣＢとを、 130℃、30kgf/cm² で５秒間保持
してヒートシール接続したところ、 200個すべてが正常
に接続された。なお、この接続部材を 500個製造したと
きの収率は98.6％で不良品率は極めて低いものであっ
た。

【００２９】比較例１絶縁性熱接着剤中に分散させる絶縁性粒子を平均粒径が
20μm の不定形ニッケル粒子（このものは言うまでもな
く導電性である）としたほかは実施例と同じ方法で熱接
着性可撓性接続部材 500個を作成したところ、このもの
はリーク発生による不良品が多く、収率は63.3％であ
り、この 200個についてヒートシール接続をしたとこ
ろ、このものはその34個でニッケル粒子が接着剤の流れ
に伴なって移動したためにリークによる表示不良が発生
した。

【００３０】比較例２実施例の導電性ペーストにおける導電性粒子にさらに平
均粒径が20μm の不定形ニッケル粒子 100重量部を加
え、また絶縁性熱接着剤中に絶縁性粒子を全く添加しな
かったほかは実施例と同じ方法で熱接着性可撓性接続部
材 500個を作ったところ、このものはニッケル粒子のス
クリーンメッシュへの目詰りが著しいために配線パター
ンの断線が多く、配線パターンにおける 240本の配線部
のすべてが導通しているものは０であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は熱接着性可撓性接続部材に関す
るものであり、これは絶縁性可撓性の基材の片面に導電
性ペーストで配線パターンを形成し、この上に絶縁性粒
子を分散させた絶縁性熱接着性の接着剤層を設けてなる
ものであるが、この接続部材は断線、リークを生ずるこ
となく容易に製造することができるし、ヒートシールに
よって生ずるリークも防止することができるので、リペ
アーに要する手間も削減でき、これはまたこの接続部材
で配線パターンと被接続回路基板の接続用電極が直接接
触するので安定した電気的導通が得られるという有利性
をもつものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱接着性可撓性接続部材を示したもの
で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面拡大図であ
る。

【図２】本発明の熱接着性可撓性接続部材を用いた接続
構造の拡大断面図を示したものである。

【図３】従来公知の熱接着性可撓性接続部材を示したも
ので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面拡大図、
（ｃ）、（ｄ）はその他の公知例の拡大断面図である。

【符号の説明】１、１１、２１、３１……熱接着性可撓性接続部材、２、１２、２２、３２……基材、３、１３、２５、３４、３７……配線パターン、４、３３、３５……導電性微粉末、５、１５、２６、３８……絶縁性熱接着性接着剤、６……絶縁性粒子、７……被接続回路基板、８……接続用電極、９……盛り上り部分、１４、２４、３６……導電性粒子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性可撓性高分子物質からなる基材の少
なくとも片面に、導電性ペーストによって配線パターン
を形成し、この配線パターンの少なくとも一部に、ヒー
トシール時に配線パターンにめり込んでその周囲の配線
パターンを盛り上げるべき絶縁性粒子を配合分散させて
なる絶縁性熱接着剤層を設けてなることを特徴とする熱
接着性可撓性接続部材。
【請求項２】絶縁性可撓性高分子物質からなる基材の少
なくとも片面に形成された、導電性ペーストからなる配
線パターンにめり込んだ絶縁性粒子周囲に盛り上った当
該盛り上り部分と、被接続回路基板の接続用電極とを接
続させてなることを特徴とする接続構造。