JPH1197825A - 回路電極の接続構造および回路電極の接続方法 - Google Patents
回路電極の接続構造および回路電極の接続方法Info
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- JPH1197825A JPH1197825A JP9252932A JP25293297A JPH1197825A JP H1197825 A JPH1197825 A JP H1197825A JP 9252932 A JP9252932 A JP 9252932A JP 25293297 A JP25293297 A JP 25293297A JP H1197825 A JPH1197825 A JP H1197825A
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- H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温速硬化性に優れるラジカル重合による硬
化性の接着剤を用いた回路電極の接続構造及び接続方法
を提供する。 【解決手段】 基板１はプラスチック等の絶縁基板であ
り、これに対向する基板２も同様な材質からなる。回路
電極１−ａは基板１の表面に銅箔で設けたものである。
回路電極２−ａは基板２の表面に銅箔で設けたもので、
金の表面層が形成されている。接着剤３は加熱により遊
離ラジカルを発生する硬化剤およびラジカル硬化性の物
質を必須とする接着剤であり、導電性粒子を所定量分散
したラジカル硬化性の異方導電性接着剤が使用される。
仮接続構造の後に、基板１の回路電極１−ａと基板２の
回路電極２−ａを位置合わせし、基板２上方より熱板５
にて所定時間の加熱加圧を行い本接続を完了する。
化性の接着剤を用いた回路電極の接続構造及び接続方法
を提供する。 【解決手段】 基板１はプラスチック等の絶縁基板であ
り、これに対向する基板２も同様な材質からなる。回路
電極１−ａは基板１の表面に銅箔で設けたものである。
回路電極２−ａは基板２の表面に銅箔で設けたもので、
金の表面層が形成されている。接着剤３は加熱により遊
離ラジカルを発生する硬化剤およびラジカル硬化性の物
質を必須とする接着剤であり、導電性粒子を所定量分散
したラジカル硬化性の異方導電性接着剤が使用される。
仮接続構造の後に、基板１の回路電極１−ａと基板２の
回路電極２−ａを位置合わせし、基板２上方より熱板５
にて所定時間の加熱加圧を行い本接続を完了する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は相対峙する回路電極
の接続構造および接続方法に関する。
の接続構造および接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】回路電極の接続方法として、はんだや共
晶などの従来のリジッドな接続に比べ、ソフトな接続が
得られ、熱応力の緩和が可能な接着剤による検討が近年
盛んに行われている。接着剤としては、粒子等の導電材
料を所定量含有することで、加圧もしくは加熱加圧等に
より、加圧方向のみに導電性を有する、いわゆる異方導
電性接着剤が主に検討されている。異方導電性接着剤に
よる接続は、接続すべき回路電極の一方、もしくは両方
に液状の異方導電性接着剤を塗布したり、フィルム状の
異方導電性接着剤を載置するなどして形成（仮接続）
し、もう一方の電極回路を位置合わせし、通常１６０℃
〜１８０℃の温度で２０秒程度の加熱加圧により多数の
回路電極を一括接続（本接続）するもので、エポキシ樹
脂を主体とした硬化性の異方導電性接着剤が検討されて
いる。この際、仮接続後に生産行程の調整のために一定
期間（例えば１週間程度）放置される場合がある。
晶などの従来のリジッドな接続に比べ、ソフトな接続が
得られ、熱応力の緩和が可能な接着剤による検討が近年
盛んに行われている。接着剤としては、粒子等の導電材
料を所定量含有することで、加圧もしくは加熱加圧等に
より、加圧方向のみに導電性を有する、いわゆる異方導
電性接着剤が主に検討されている。異方導電性接着剤に
よる接続は、接続すべき回路電極の一方、もしくは両方
に液状の異方導電性接着剤を塗布したり、フィルム状の
異方導電性接着剤を載置するなどして形成（仮接続）
し、もう一方の電極回路を位置合わせし、通常１６０℃
〜１８０℃の温度で２０秒程度の加熱加圧により多数の
回路電極を一括接続（本接続）するもので、エポキシ樹
脂を主体とした硬化性の異方導電性接着剤が検討されて
いる。この際、仮接続後に生産行程の調整のために一定
期間（例えば１週間程度）放置される場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回路電
極の高密度化により回路電極の位置ずれを防止するため
に、上記温度よりも低温の１４０℃での接続が望まれて
いる。この対策として反応性に優れるラジカル硬化性の
接着剤の使用が考えられるが、この接続方法で表面がニ
ッケルや銅などの遷移金属の回路電極を用いて接続を行
う場合、ラジカル硬化性の接着剤を回路電極に載置形成
（仮接続）後一定期間放置すると、酸化還元作用により
ラジカル重合が進行してしまい接着剤が流動しにくくな
り、本接続時に十分な電気的接続ができない。本発明
は、従来のエポキシ樹脂系よりも低温速硬化性に優れる
ラジカル重合による硬化性の接着剤を用いた回路電極の
接続構造及び接続方法を提供するものである。
極の高密度化により回路電極の位置ずれを防止するため
に、上記温度よりも低温の１４０℃での接続が望まれて
いる。この対策として反応性に優れるラジカル硬化性の
接着剤の使用が考えられるが、この接続方法で表面がニ
ッケルや銅などの遷移金属の回路電極を用いて接続を行
う場合、ラジカル硬化性の接着剤を回路電極に載置形成
（仮接続）後一定期間放置すると、酸化還元作用により
ラジカル重合が進行してしまい接着剤が流動しにくくな
り、本接続時に十分な電気的接続ができない。本発明
は、従来のエポキシ樹脂系よりも低温速硬化性に優れる
ラジカル重合による硬化性の接着剤を用いた回路電極の
接続構造及び接続方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の回路電極の接続
構造は、相対峙する回路電極が回路接続材料を介して電
気的に接続された回路電極の接続構造であって、前記回
路電極の少なくとも一方の表面が遷移金族から選ばれる
金属であり、前記回路接続材料がラジカル重合による硬
化性を有する回路接続材料であることを特徴とする。回
路電極の接続構造。本発明の回路電極の接続方法は、ラ
ジカル重合による硬化性を有する回路接続材料を一方の
電極回路に形成した後、もう一方の回路電極を位置合わ
せし加熱、加圧して接続する工程を６日以内に行い前記
回路電極の接続構造を製造する。また本発明の回路電極
の接続方法は、ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料を表面が金、銀、錫及び白金族から選ばれる金
属である一方の電極回路に形成した後、表面が遷移金族
から選ばれる金属であるもう一方の回路電極を位置合わ
せし加熱、加圧して接続し前記の回路電極の接続構造を
製造する。ラジカル重合による硬化性を有する回路接続
材料としては、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤
が使用され、異方導電性接着剤の導電性粒子としては表
面が金、銀及び白金族から選ばれる貴金属である導電性
粒子が使用される。
構造は、相対峙する回路電極が回路接続材料を介して電
気的に接続された回路電極の接続構造であって、前記回
路電極の少なくとも一方の表面が遷移金族から選ばれる
金属であり、前記回路接続材料がラジカル重合による硬
化性を有する回路接続材料であることを特徴とする。回
路電極の接続構造。本発明の回路電極の接続方法は、ラ
ジカル重合による硬化性を有する回路接続材料を一方の
電極回路に形成した後、もう一方の回路電極を位置合わ
せし加熱、加圧して接続する工程を６日以内に行い前記
回路電極の接続構造を製造する。また本発明の回路電極
の接続方法は、ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料を表面が金、銀、錫及び白金族から選ばれる金
属である一方の電極回路に形成した後、表面が遷移金族
から選ばれる金属であるもう一方の回路電極を位置合わ
せし加熱、加圧して接続し前記の回路電極の接続構造を
製造する。ラジカル重合による硬化性を有する回路接続
材料としては、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤
が使用され、異方導電性接着剤の導電性粒子としては表
面が金、銀及び白金族から選ばれる貴金属である導電性
粒子が使用される。
【０００５】すなわち本発明は、ラジカル重合による硬
化性を有する接着剤を用いて、相対峙する回路電極を電
気的に接続する接続方法を鋭意検討した結果、回路電極
の少なくとも一方の表面を金、銀、白金族、または錫と
し、この面にラジカル硬化性の接着剤を載置形成（仮接
続）後、本接続することにより、良好な電気的接続が得
られることを見い出したことによりなされたものであ
る。
化性を有する接着剤を用いて、相対峙する回路電極を電
気的に接続する接続方法を鋭意検討した結果、回路電極
の少なくとも一方の表面を金、銀、白金族、または錫と
し、この面にラジカル硬化性の接着剤を載置形成（仮接
続）後、本接続することにより、良好な電気的接続が得
られることを見い出したことによりなされたものであ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照しながら説明
する。図１は本発明の一実施例を説明する回路基板の仮
接続行程を示す断面図である。本発明に用いる基板１
は、半導体チップ類のシリコーンやガリウム・ヒ素等
や、ガラス、セラミックス、ガラス・エポキシ複合体、
プラスチック等の絶縁基板であり、これに対向する基板
２も同様な材質からなる。本発明に用いる回路電極１−
ａは基板１の表面に銅箔で設けたものである。回路電極
２−ａは基板２の表面に銅箔で設けたもので、金の表面
層が形成されている。表面層は金、銀、白金族、または
錫のいずれかから選択され、これらを組み合わせて用い
てもよい。また、銅／ニッケル／金のように複数の金属
を組み合わせて多層構成としてもよい。
する。図１は本発明の一実施例を説明する回路基板の仮
接続行程を示す断面図である。本発明に用いる基板１
は、半導体チップ類のシリコーンやガリウム・ヒ素等
や、ガラス、セラミックス、ガラス・エポキシ複合体、
プラスチック等の絶縁基板であり、これに対向する基板
２も同様な材質からなる。本発明に用いる回路電極１−
ａは基板１の表面に銅箔で設けたものである。回路電極
２−ａは基板２の表面に銅箔で設けたもので、金の表面
層が形成されている。表面層は金、銀、白金族、または
錫のいずれかから選択され、これらを組み合わせて用い
てもよい。また、銅／ニッケル／金のように複数の金属
を組み合わせて多層構成としてもよい。
【０００７】回路電極を設けた基板は接続時の加熱によ
る揮発成分による接続への影響をなくすために、回路接
続材料による接続工程の前に予め加熱処理されることが
好ましい。加熱処理条件は５０℃以上の温度で１時間以
上が好ましく、１００℃以上の温度で５時間以上がより
好まい。
る揮発成分による接続への影響をなくすために、回路接
続材料による接続工程の前に予め加熱処理されることが
好ましい。加熱処理条件は５０℃以上の温度で１時間以
上が好ましく、１００℃以上の温度で５時間以上がより
好まい。
【０００８】本発明に用いる接着剤３は加熱により遊離
ラジカルを発生する硬化剤およびラジカル硬化性の物質
を必須とする接着剤であり、導電性粒子を所定量分散し
たラジカル硬化性の異方導電性接着剤としてもよい。こ
の際、導電性粒子の表面は金、銀、または白金族から選
択される貴金属であることが好ましい。接着剤３は基板
１上に載置形成（仮接続）されている。
ラジカルを発生する硬化剤およびラジカル硬化性の物質
を必須とする接着剤であり、導電性粒子を所定量分散し
たラジカル硬化性の異方導電性接着剤としてもよい。こ
の際、導電性粒子の表面は金、銀、または白金族から選
択される貴金属であることが好ましい。接着剤３は基板
１上に載置形成（仮接続）されている。
【０００９】図２は、本発明の一実施例を説明する回路
基板の本接続行程を示す断面図である。仮接続構造の後
に、基板１の回路電極１−ａと基板２の回路電極２−ａ
を位置合わせし、基板２上方より熱板５にて所定時間の
加熱加圧を行い本接続を完了する。
基板の本接続行程を示す断面図である。仮接続構造の後
に、基板１の回路電極１−ａと基板２の回路電極２−ａ
を位置合わせし、基板２上方より熱板５にて所定時間の
加熱加圧を行い本接続を完了する。
【００１０】図３（ａ）、図３（ｂ）は、本発明の一実
施例を説明する回路基板の本接続構造を示す断面図であ
る。基板電極１−ａと２−ａは基板電極どうしの直接接
触および／または導電性粒子５を介在した接触により導
通し、熱ラジカル硬化性の接着剤により固定されてい
る。
施例を説明する回路基板の本接続構造を示す断面図であ
る。基板電極１−ａと２−ａは基板電極どうしの直接接
触および／または導電性粒子５を介在した接触により導
通し、熱ラジカル硬化性の接着剤により固定されてい
る。
【００１１】
【作用】本発明においては、従来のエポキシ樹脂系より
も低温速硬化性に優れかつ可使時間が長い電気・電子用
の回路接続が可能となる。
も低温速硬化性に優れかつ可使時間が長い電気・電子用
の回路接続が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。 実施例１ （１）熱ラジカル硬化性回路接続材料の作製 フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品
名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、重量
比でトルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／
酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０
／５０の混合溶剤に溶解して、固形分４０％の溶液とし
た。ラジカル重合性物質としてトリヒドロキシエチルグ
リコールジメタクリレート（共栄社油脂株式会社製、商
品名８０ＭＦＡ）を用いた。遊離ラジカル発生剤として
ベンゾイルパーオキサイドを用いた。ポリスチレンを核
とする粒子の表面に、厚み０．２μｍのニッケル層を設
け、このニッケル層の外側に、厚み０．０４μｍの金層
を設け、平均粒径１０μｍの導電性粒子を作製した。固
形重量比でフェノキシ樹脂５０ｇ、トリヒドロキシエチ
ルグリコールジメタクリレート樹脂５０ｇ、ベンゾイル
パーオキサイド５ｇとなるように配合し、さらに導電性
粒子を３体積％配合分散させ、厚み８０μｍのフッ素樹
脂フィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、１０分
の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが３５μｍの回路接
続材料を得た。 （２）熱ラジカル硬化性接着剤シートの基板上への形成
（仮接続） ライン幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、厚み１８μｍの
銅回路上に２μｍのＮｉ層を設け、さらに０、０５μｍ
のＡｕ層を設けた回路を５００本有するプリント基板上
に上記回路接続材料を８０℃、１ＭＰａ、３ｓで加熱加
圧（仮接続）し、フッ素樹脂フィルムをはがして回路接
続材料を載置した。 （３）本接続 仮接続後、室温で１週間経過した上記仮接続品にライン
幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、厚み１８μｍの表面が
銅回路を５００本有するフレキシブル基板（ＦＰＣ）を
位置合わせし１５０℃、３ＭＰａで１０秒間加熱加圧し
て幅２ｍｍにわたり接続した。
する。 実施例１ （１）熱ラジカル硬化性回路接続材料の作製 フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品
名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、重量
比でトルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／
酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０
／５０の混合溶剤に溶解して、固形分４０％の溶液とし
た。ラジカル重合性物質としてトリヒドロキシエチルグ
リコールジメタクリレート（共栄社油脂株式会社製、商
品名８０ＭＦＡ）を用いた。遊離ラジカル発生剤として
ベンゾイルパーオキサイドを用いた。ポリスチレンを核
とする粒子の表面に、厚み０．２μｍのニッケル層を設
け、このニッケル層の外側に、厚み０．０４μｍの金層
を設け、平均粒径１０μｍの導電性粒子を作製した。固
形重量比でフェノキシ樹脂５０ｇ、トリヒドロキシエチ
ルグリコールジメタクリレート樹脂５０ｇ、ベンゾイル
パーオキサイド５ｇとなるように配合し、さらに導電性
粒子を３体積％配合分散させ、厚み８０μｍのフッ素樹
脂フィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、１０分
の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが３５μｍの回路接
続材料を得た。 （２）熱ラジカル硬化性接着剤シートの基板上への形成
（仮接続） ライン幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、厚み１８μｍの
銅回路上に２μｍのＮｉ層を設け、さらに０、０５μｍ
のＡｕ層を設けた回路を５００本有するプリント基板上
に上記回路接続材料を８０℃、１ＭＰａ、３ｓで加熱加
圧（仮接続）し、フッ素樹脂フィルムをはがして回路接
続材料を載置した。 （３）本接続 仮接続後、室温で１週間経過した上記仮接続品にライン
幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、厚み１８μｍの表面が
銅回路を５００本有するフレキシブル基板（ＦＰＣ）を
位置合わせし１５０℃、３ＭＰａで１０秒間加熱加圧し
て幅２ｍｍにわたり接続した。
【００１３】実施例２ 回路接続材料が導電性粒子を含有しない他は実施例１と
同様の接続方法で接続した。
同様の接続方法で接続した。
【００１４】実施例３ 回路接続材料を仮接続するプリント基板の回路の表面が
パラジウム（Ｐｄ）である他は実施例１と同様の接続方
法で接続した。
パラジウム（Ｐｄ）である他は実施例１と同様の接続方
法で接続した。
【００１５】実施例４ 回路接続材料を仮接続するプリント基板の回路の表面が
錫（Ｓｎ）である他は実施例１と同様の接続方法で接続
した。
錫（Ｓｎ）である他は実施例１と同様の接続方法で接続
した。
【００１６】実施例５ フレキシブル基板を１００℃で５時間加熱処理を行った
他は他は実施例１と同様の接続方法で接続した。
他は他は実施例１と同様の接続方法で接続した。
【００１７】実施例６ フレキシブル基板及びプリント基板を１００℃で５時間
加熱処理を行った他は他は実施例１と同様の接続方法で
接続した。
加熱処理を行った他は他は実施例１と同様の接続方法で
接続した。
【００１８】実施例７ 回路接続材料をライン幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、
厚み１８μｍの銅回路を５００本有するプリント基板上
に８０℃、１ＭＰａで加熱加圧（仮接続）し、室温で１
日以内に本接続を行う他は実施例１と同様の接続方法で
接続した。
厚み１８μｍの銅回路を５００本有するプリント基板上
に８０℃、１ＭＰａで加熱加圧（仮接続）し、室温で１
日以内に本接続を行う他は実施例１と同様の接続方法で
接続した。
【００１９】比較例 基板の回路電極の表面を全て金とした以外は実施例１と
同様の接続方法で接続した。
同様の接続方法で接続した。
【００２０】接続体の評価 （接続抵抗の測定）回路の接続後、上記接続部を含むＦ
ＰＣの隣接回路間の抵抗値を、初期と、８５℃、８５％
ＲＨの高温高湿槽中に５００時間保持した後にマルチメ
ータで測定した。抵抗値は隣接回路間の抵抗１５０点の
平均（ｘ＋３σ）で比較した。実施例１では初期の接続
抵抗も低く、高温高湿試験後の抵抗の上昇もわずかであ
り、高い耐久性を示した。また、実施例２〜７において
も同様に良好な接続信頼性が得られた。これらに対し
て、比較例では仮接続するプリント基板の回路電極表面
がＮｉと遷移金属であるために酸化還元作用により回路
接続材料の硬化が進み、本接続で良好な接続信頼性が得
られなかった。 （接着力の測定）回路の接続後、９０度剥離、剥離速度
５０ｍｍ／ｍｉｎで接着力測定を行った。比較例１では
３００ｇｆ／ｃｍ程度と接着力が低いが、実施例１〜７
では１０００ｇｆ／ｃｍ程度と良好な接着力が得られ
た。
ＰＣの隣接回路間の抵抗値を、初期と、８５℃、８５％
ＲＨの高温高湿槽中に５００時間保持した後にマルチメ
ータで測定した。抵抗値は隣接回路間の抵抗１５０点の
平均（ｘ＋３σ）で比較した。実施例１では初期の接続
抵抗も低く、高温高湿試験後の抵抗の上昇もわずかであ
り、高い耐久性を示した。また、実施例２〜７において
も同様に良好な接続信頼性が得られた。これらに対し
て、比較例では仮接続するプリント基板の回路電極表面
がＮｉと遷移金属であるために酸化還元作用により回路
接続材料の硬化が進み、本接続で良好な接続信頼性が得
られなかった。 （接着力の測定）回路の接続後、９０度剥離、剥離速度
５０ｍｍ／ｍｉｎで接着力測定を行った。比較例１では
３００ｇｆ／ｃｍ程度と接着力が低いが、実施例１〜７
では１０００ｇｆ／ｃｍ程度と良好な接着力が得られ
た。
【００２１】
【発明の効果】本発明においては、従来のエポキシ樹脂
系よりも低温速硬化性に優れかつ可使時間が長い電気・
電子用の回路接続が可能となる。
系よりも低温速硬化性に優れかつ可使時間が長い電気・
電子用の回路接続が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を説明する回路基板の仮接続
行程を示す断面図。
行程を示す断面図。
【図２】本発明の一実施例を説明する回路基板の本接続
行程を示す断面図。
行程を示す断面図。
【図３】本発明の一実施例を説明する回路の接続構造を
示す断面図。
示す断面図。
１・・基板、２・・基板、１−ａ・・回路電極、２−ａ
・・回路電極、３・・接着剤、４・・導電性粒子、５・
・熱板
・・回路電極、３・・接着剤、４・・導電性粒子、５・
・熱板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１ Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１Ｓ
Claims (8)
- 【請求項１】 相対峙する回路電極が回路接続材料を介
して電気的に接続された回路電極の接続構造であって、
前記回路電極の少なくとも一方の表面が遷移金族から選
ばれる金属であり、前記回路接続材料がラジカル重合に
よる硬化性を有する回路接続材料であることを特徴とす
る回路電極の接続構造。 - 【請求項２】 ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料が、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤で
ある請求項１記載の回路電極の接続構造。 - 【請求項３】 異方導電性接着剤の導電性粒子の表面が
金、銀及び白金族から選ばれる貴金属である請求項２記
載の回路電極の接続構造。 - 【請求項４】 ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料を一方の電極回路に形成した後、もう一方の回
路電極を位置合わせし加熱、加圧して接続する工程を６
日以内に行う請求項１記載の回路電極の接続構造を製造
する回路電極の接続方法。 - 【請求項５】 ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料を表面が金、銀、錫及び白金族から選ばれる金
属である一方の電極回路に形成した後、表面が遷移金族
から選ばれる金属であるもう一方の回路電極を位置合わ
せし加熱、加圧して接続する請求項１記載の回路電極の
接続構造を製造する回路電極の接続方法。 - 【請求項６】 ラジカル重合による硬化性を有する回路
接続材料が、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤で
ある請求項４又は５記載の回路電極の接続方法。 - 【請求項７】 異方導電性接着剤の導電性粒子の表面が
金、銀及び白金族から選ばれる貴金属である請求項６記
載の回路電極の接続方法。 - 【請求項８】 回路基板を有する基板の少なくとも一方
を５０℃以上の温度で１時間以上加熱処理する請求項４
〜７各項記載の回路電極の接続方法。
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