JPS60140896A - 配線基板 - 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、基板上に配された多数の導電パターンに対し
、夫々対応する他の導電パターン若しくは他の集積回路
（ＩＣ）等の電子部品のリードのような導電体を接続す
る場合に適用して好適な配線基板に係わる。

背景技術とその問題点 近時、電子機器の小型化、電子部品の小型化に伴って、
配線基板、例えばフレキシブル基板、若しくは剛性（リ
ジッド）な基板上に狭ピッチをもって形成された多数の
導電パターンに対し、これらパターンに対応して同様に
狭ピッチに配列された他の例えばフレキシブル基板上に
設けられた導電パターンや、ＩＣ等の部品のリードなど
の多数の狭ピッチの導電体を接続する作業が必要とされ
ている。これら接続は、通常例えば金線等によるいわゆ
るワイヤーボンディングや、半田ディツプを伴う半田付
は法などによっている。

しかしながら、金線によるワイヤーボンディングは、ワ
イヤー自体が高価格であることと、一括した接続が行え
ないことによって接続作業が煩雑でコスト高を招来し、
また多数の接続部の狭ピッチ化によってワイヤー相互の
接触、或いはボンディング部を幅狭とすることによる接
続強度及び接続部相互の短絡など信頼性にも問題が生じ
る。

また半田ディツプによる場合、接続部ピッチの狭隘化に
よって接続部相互に半田の流れが生じ短絡事故を招来す
るとか、溶融状態の半田材はその粘性が極めて低いこと
から加熱接着に際しての流れ作業における短時間の加圧
では、その接続部に付着された半田が加熱によって溶融
されてから再び固化されて接着する以前にその加圧の状
態が排除されてしまうことから接続部に浮き上りが生じ
る場合があるなど信頼性に問題が生じる。

また、いわゆるゼブラコネクタによる接続法もあるが、
ゼブラコネクタ自体に機械的に固定する機能がなく、所
定の幅を一定の加圧力で保持するのが困難であるという
欠点がある。

また、カーボンファイバー入りの導電性溶融型接着剤と
、絶縁性熱溶融型接着剤を交互に筋塗りした接着剤層を
、導電パターンとこれに対する導電体との接続部に介在
させる接続も行なわれた。

しかし、筋塗りの幅を狭くするには限界があり、狭ピッ
チの導電パターンに対する接続には適さず、また製造が
極めて煩雑となる欠点がある。

また、他の方法としては、特公昭４７−２２２３号公報
に開示された接続方法がある。これは、熱可塑性の接着
剤を介して配線パターンを基板上に形成し、２枚の基板
を加熱圧着することによって接着剤を溶かして両基板の
接合を行うものである。

ところがこの場合、その接着剤を熱によって溶かしたと
き、配線パターンが移動してしまってパターン相互の短
絡を生じるなどの信頼性に問題があり、パターンの微細
、軸密化を充分にはかることができないという欠点があ
る。また、この場合、基板の屈曲による変形によって基
板間の接着を行う必要があるので、基板の少くとも一方
は充分柔軟性を有する必要があるのみならず、このよう
にしてもパターン間の間隔が狭い場合、充分な接着強度
が得られなくなるとか、Ｃｕ箔のようなパターンを基板
に接着するための接着を利用するのでは、パターン相互
を埋めて両基板を接着するに充分な接着剤の量が得られ
ないなど信頼性に難点がある。

更にまた、他の接続態様としては、例えば第１図に示す
ような、連結シート（１）を用いるものがある。この連
結シート（１）は、同図に示すように、絶縁性の接着剤
（２）中にカーボンファイバーのような繊維状導電体（
３）を一方向にほぼ沿うように配向して混入させた接着
６１１４（４１が、例えば剥離シート（５）上に塗布さ
れて成る。繊維状導電体（３）は、接着剤（２）の１０
０容量部に対して例えば５〜２０容量部混入される。ま
た、シート状接看削層（４）の厚さは、後に述べる配線
相互の電気的接続を行なう以前の未使用状態で２０〜１
２０μｍの厚さとする。そして繊維状導電体は直径５〜
５０μｍ１長さ０．０５〜３ｗの例えば繊維状カーボン
が用いられる。

この連結シート（１）による接続は、第２図にその拡大
平面図を示し、第３図に第２図のＡ−Ａ線の断面図を示
すように、相互に接続すべき複数の導電パターン（６）
と他の導電体（７）とを互いに重ね合せた状態で、シー
ト（１）の剥離シート（５）を剥離してその絶縁剤層（
４）を介在させることによって行う。この例では、リジ
ッドな基板（８）上に配列被着形成された多数の導体パ
ターン（６）に、これらに対応して設けられた他の導電
体（７）、例えばフレキシブル基板（９）上に配列被着
形成された導電パターンを接続する場合で、この場合、
対応する各導体パターン（６）と導電体（７）とが互い
にその接続部においてその延長方向を一致させ且つでき
るだけ合致して重なり合うように両基板（８）及び（９
）を重ね合せ、その互いに重なり合う全導電パターン（
６）と導電体（７）とに差し渡るように、第４図に第２
図のＢ−Ｂ線上の断面を示すように、連結シート（１）
の剥離シート（５）を剥離した接着剤層（４）、すなわ
ち接着剤（２）に繊維状導電体（３）を配向分散させた
接着剤（４１を、その繊維状導電体（３）の配向方向が
導電パターン（６）と導電体（７）の延長方向に沿うよ
うにして介在させ、両基板（８）及び（９）をその外面
から矢印ａ及びｂに示すように加圧して加熱する。この
ようにすると、第５図に示すように、互いに対応する導
電ノくターン（６）と導電体（７）とが、繊維状導電体
（３）によって相互に電気的に連結される。そして、繊
維状導電体（３）は、相互に接着剤（２）によって電気
的に絶縁されるので隣り合う接続部間の間隔より導電体
（３）の径を十分小に選定しておくことによって、導電
体（３）によって隣り合う接続部間が相互に電気的に連
結されるを回避することができ、しかも両基板（８）及
び（９）は、接着剤（２）によって機械的に強固に接着
連結される。

この場合、連結シート（１）中゛の繊維状導電体（３）
の配向によってその電気的連結が異方性をもってなされ
るので接続部相互の短絡事故が回避でき、信頼性の向上
をはかることができ、また多数の配列された導電パター
ンに対し夫々対応する他の導電体を同時に接続できるの
で、量産性にすぐれているという利点を有するが、その
接続が比較的抵抗の大きいカーボンによって行われてい
るために、この接続部に電圧が印加される駆動態様が採
られる場合には問題がないが、電流を通じさせる態様を
採る場合、その抵抗が問題となる場合がある。

発明の目的 本発明は上述した欠点を解消し、多数の狭ピッチに配置
された導電パターンに夫々対応する他の導電体を電気的
及び機械的に確実に連結することができるようにした配
線基板を提供するものである。

すなわち、本発明においては、電気的接続を半田付けに
よって行って導通抵抗の低減化をはかるものであるが、
隣り合う狭隘な接続部間においても、半田の流れによる
短絡事故の発生、更に浮き上りによる接続不良等を効果
的に回避して信頼性の向上をはかるものである。

発明の概要 本発明においては、複数の導電パターンが配された基板
と、その複数の導電パターンに対応して電気的に接続さ
れる複数の導電体とを有し、その導電パターンとこれに
対応する導電体の少くとも一方の表面には半田層を有し
、導電パターンと導電体とは、絶縁性接着剤を介して互
いの接続部が重ね合せられて相互に加圧加熱されること
により導電パターンと導電体との間から絶縁性接着剤が
排除されて半田層の溶融により上記導電パターンと導電
体とが電気的に接続されると共に、絶縁性接着剤により
固着されて成るものである。

ここに導電パターンとこれに対応する導電体の少くとも
いずれか一方°に形成する半田層はその厚さが５１Ａｒ
ｒＬ程度以上であれば良い。また、この半田は、その融
点が５０℃〜３５０℃、好ましくは８０’Ｃ〜２６０℃
に選定される。このような半田材としては、例えばＰｂ
　−Ｓｎ合金にその融点を下げるためにｓｂまたはＢｉ
或いはその双方を添加した低融点半田を用い得る。

そして、絶縁性接着剤は、半田層の溶融加熱時の温度で
流動性を呈する接着剤、例えばゴム系、或いはエチレン
−酢酸ビニール系のいわゆるホットメルトタイツ、或い
は熱架橋するエポキシ系の熱硬化型の接着剤を用いるこ
とができる。

そして、導電パターンと導電体との接合時の加熱は、半
田材の融点以上で、できるだけ低い温度、したがって上
述した５０°Ｃ〜３５０℃、好ましくは８０℃〜２６０
℃に選定するが、ここに、この加熱温度、すなわち、半
田材の融点を５０℃以上、好ましくは８０℃以上に選定
するのは、配線基板の例えば電子機器への実装状態、す
なわち、使用状態で５０℃未満、好ましくは８０’Ｃ未
満の外囲温度で、導電パターンと導電体との接続部にお
いて両省間な融着する金属が再溶融して剥離や接続不良
が発生するような信頼性の低下を回避するためであり、
３５０℃以下、好ましくは２６０℃以下に選定するのは
これを超えるような加熱処理に耐える基板材料の選定が
困難となり、また加熱手段、作業が煩雑となり、工業的
に不利益となってくることに因る。

また、絶縁性接着剤は、導電パターンを有する基板上に
予め全面的に、或いは他の導電体と接続される部分を含
んで一部の領域に塗布しおくとか、シート状とされた接
着剤を基板と導電体との間に介在させてその接合を行う
。

実施例 実施例１ 第６図に示すように、ガラスエポキシ繊維にエポキシを
含浸させたいわゆるガラスエポキシ基板（８）上に、こ
れに被着された厚さ１８μｍのＣｕ箔を、選択的にエツ
チングして０．４１ｍ１ｌ＋ピツチ（幅Ｑ、２ｍｍ、間
隔０．２ｗｎ　）の互いに平行配列された複数の帯状の
導電パターン＋６１を形成した。一方、厚さ５０μｍの
ポリエチレンテレフタレートのシート状のフレキシブル
基板（９）を設け、これに上述の導電パターン（６）と
同様の寸法形状のＣｕ箔による導電パターンより成る導
電体（７）を形成した。そして、導電パターン（６）と
導電体（７）の表面にＰｂ　−Ｓｎ合金に、５ｂ１Ｂｉ
を混入した融点１４０℃の半田（１３）をメッキした。

一方、剥離シート００）上に、接着剤層）を塗布した連
結シート（Ｉ２１を用意する。この連結シート０２１の
接着剤層は、ホットメルトタイプの絶縁性接着剤を用い
た。絶縁性接着４Ｊの塗料は次の組成とした。

この組成の絶縁性接着剤塗料を乾燥後の厚さが４０μｍ
となるように剥離シート００）上にコーターによって塗
布して連結シート０２）を得た。このようにして得た連
結シート０２１の剥離シート００）を剥離して基板（８
）上の各導電パターン（６）上の少くとも導電体（７）
と接続すべき部分に差し渡ってその接着剤層）を載せ、
これの上に、第７図に示すように、フレキシブル基板（
９）をその各導電体（７）が対応する導電パターン（６
）上に、互いに接続すべき部分が夫々同一方向に延び接
着剤αＢを介して１なり合うように載せ、両者を２００
℃、５０ｋｇ／ｃｍで２０秒間加圧圧着した。このよう
にすると、接着剤（Ｉｌｌ中の接着剤が加熱によって着
←≠流動性を呈するので、特に内基板（８）及び（９）
の互いの対向面より実質的突出しているために圧力が掛
けられる導電パターン（６）とこれに対応する導電体（
７）との間に介在する絶縁性接着剤層）は側方に押し出
され、これら導電パターン（６）と導電体（７）との間
において半田（１３１が、その加熱加圧によって第８図
に示すように溶融し導電パターン（６１と導電体（７）
間が半田づゆされて両者が電気的に接続される。このよ
うにして導電体（７）と導電パターン（６）とが接続さ
れた配線基板は、この接続部における導通抵抗、すなわ
ち、導電体（７）とこれに対応する導電パターン（６）
の間の導通抵抗の実測値は、０，１０以下であり隣り合
う接続部間の絶縁抵抗は１００以上であった。そして、
その接着力は、９０ビールで１５００　ｇ／ｃｒｎであ
った。また、この配線基板に対し、８０℃で相対湿度９
５％、２４０時間の強制老化処理を行って、その後抵抗
値を測定したところ導通抵抗は、０．１Ω以下、絶縁抵
抗は１００以上で、９０ピールは１２００　ｇ／ｃｍで
あった。

このように接続部における導通抵抗が充分小さくされ、
接続部間の絶縁抵抗を充分大となし得るのは、上述した
ように加熱加圧によって、流動性に富んだ状態とされた
絶縁性接着剤層）が、パターン（６）と導電体（７）と
の間から外側に押し出され両者が半田層（１３１によっ
て良好に融着され、その接続部外に押し出された絶縁性
接着剤（１１１が隣り合う接続部間に充填されることに
よって各接続部間の電気的接続と共に内基板（８１（９
１を強固に固着していることに因るものと思われる。

実施例２ 実施例１と同様の手順によって配線基板を得たが、この
実施例２では、絶縁性接着剤組成を次の組成とした。

この絶縁性接着剤塗料を剥離シート００）上に乾燥後の
接着剤層）の厚さが３０μｍとなるように塗布して連結
シート０２１を得た。一方、フレキシブル基板（９）は
、厚さ３５μｍのポリイミド基板を用いた。また、基板
（８）及び（９）上の各導電パターン（６）及び導電体
（７）は、夫々厚さ３５μｍのＣｕ箔を選択的にエツチ
ングして夫々ピッチｘ、ｏｍ　（幅がＱ、５ｍ＋ｎ、間
隔が０．５ｍ）とした。連結シート（１２１の剥離シー
トを剥がし、接着剤層）を基板（８）及び（９）の各導
電パターン（６）と導電体（７）との間に挟み込んで２
７０’Ｃ１５０ｋｇ／ｃｒｎ、　３０秒間の加熱加圧を
施した。このようにして得た配線基板は、その導電パタ
ーン（６）と導電体（７）との接続部における導通抵抗
が０．１Ω以下、隣り合う接続部間の絶縁抵抗は１００
以上であった。そして、その接着力は９０ピールで２０
００ｇ／ｃｒｎであった。そして８０℃相対湿度９５％
、２４０時間の強制老化処理後においても夫々の抵抗は
０．１Ω以下、１００以上で、９０ビールはｔ　ｓ　ｏ
　Ｏｇ／ｃｍであった。

実施例３ 紙にフェノール樹脂を含浸させた紙フェノール基板（８
）と、ポリイミドのフレキシブル基板（９）とに夫々に
、厚さ３５μｍのＣｕ箔よりなり２．５４ｍピッチ（幅
１．２７＋ａ＋、間隔１．２７ｍｍ）の導電パターン（
７）と導電体（８１とを形成し、互いの接続部のパター
ン（７）の表面にはロールハンダによって融点１４０℃
の半田層Ｑ３１を被着し、これの上に２液型工ポキシ接
着剤（シェル化学社製エピコート８２８を５０重量部と
、同社製エピメー）　ＱＸＩＩを５０ｉ量部）を塗布し
、導電体（７）の表面に７ラツクスを塗布し、導電パタ
ーン（６）と導電体（７）の互いの接続を重ね合せ、１
６０’Ｃ１７０ｋｇ／ｃｍ　、３０秒間の加圧加熱圧着
した。この時導通抵抗は、０．１Ω以下、隣り合う接続
部間の絶縁抵抗は、１００以上で、９ｏピールは２００
０ｇ／ｃｒｎであった。そして、８０℃、相対湿度９５
％、２４０時間の強制老化処理後においては、導通抵抗
０．１Ω以下、絶縁抵抗は１００以上、９ｏピールは２
０００　ｇ７ｃｍであった。

尚、上述の各側においては、基板（９１及び（１０１上
の各配線パターン間の接続を行う場合の例であるが電子
部品、例えば半導体集株回路（ＩＣ）上の端子導電体或
いはリード脚を直接的に例えばフレキシブル基板上に端
子リード導出用の配線パターン、或いは回路配線パター
ンが被着形成されたいわゆるフィルムキャリアテープ、
或いは回路基板上に、電気的及び機椋的に連結する場合
に適用することもできる。

実施例４ 第９図に示すように、外方に突出してリード脚の導電体
（７）が導出された構造を有するＩＣ部品（１４）を、
第１０図及び第１１図に示すように、部品（１４１の導
電体（７）を夫々基板（８）、この例ではフィルムキャ
リアテープ上の対応する導電パターン（６）上に実施例
１におけると同様の絶縁性接着剤０１１を介して重ねる
と共に、重ね合せ部、すなわち、全域に差し渡るように
カバーフィルム、この例では枠状をなすポリイミドフィ
ルムより成り、下面に接着剤（ＩＯが塗られたカバーフ
ィルム０５）を載せ、加熱加圧圧着した。このようにし
た配線基板は、前述した各側と同様に導電パターン（６
）と導電体（７）との間の接続部においては半田０３）
による融着がなされ、隣り合う接続部間のカバーフィル
ム０５１と基板（８）との間に絶縁性接着剤ＱＩＪが充
填されてその接着が強固になされると共に、接続部相互
の電気的絶縁が確実になされた。

上述した各側においては、シート状とされた接着剤、す
なわち連結シートを導電パターンと導電体との接合時に
これら間に挟み込んで用いた場合であるが成る場合は、
基板上に予め直接的に、上述した絶縁同着剤に金属粒子
を分散させた接着剤層を被着しておくこともできる。こ
の場合の接着剤層は、基板上の導電パターンの他の導電
体との接続部以外の部分上を含んで全面的に被着形成し
て導電パターンの保護膜としても用いるようになすこと
もできるし、複数配列される接続部に差１〜渡るものの
この部分を含んで局部的に形成することもできる。

この接着剤層の被着は、各種方法、例えば刷毛ｍす、ロ
ールコータ−、ナイフコーター等の各種コーターによっ
て塗布することもできるし、シート状の接着剤層を基板
上に貼着することもできる。

次に、この場合の実施例を挙げる。

実施例５ 上記組成の絶縁性接着剤を用意した。一方、ガラスエポ
キシ基板上のＣｕ箔より成る導電パターン上にロール半
田により融点１４０℃の低融点半田（Ｐｂ　−ＳｎにＢ
ｊ、Ｓｂを混入したもの）を付着させ、これの上を櫟っ
て基板上に全面的に、上記組成の絶縁性接着剤を乾燥後
の厚さが３０μｍとなるように塗布し、これの上から、
パッケージの一方の面に端子導電体が配列されたＩＣを
重ね２００℃、４０ｋｇ１５秒間の加熱加圧を行って、
ＩＣ部品のいわゆるダイレクトボンドを行った。この場
合、良好なボンディングがなされた。

上述した各側のように、本発明においては、複数の導電
パターンとこれに対応して接続されるべき導電体とをそ
の少くとも一方に半田層を被着させておいて、予めシー
ト状にされた接着剤を介在させて重ねるか、導電パター
ン上に接着剤を塗布しおくか貼り合せておいてこの接着
剤を介して重ね合せて加熱加圧することによって互いに
重なる導電パターンと導電体との間からの絶縁性接着剤
を他部にその流動性によって排除して半田によって良好
に導電パターンと導電体間の融着な行い、その各接続部
外に押し出された絶縁性接着剤を隣り合う接続部間に充
填させることによって接続部間の電気的絶縁を保持し、
且つ機械的に強固にその固着を行うものである。そして
、このような現象が効果的に生じ、４直抵抗を０．１０
以下、絶縁抵抗を１０Ω以上好ましくは１０Ωとするに
は、絶縁性接着の加熱接合時のＭ、Ｆ、■（メルト・フ
ロー・インデックス）は、０．００１以上、好ましくは
０．００５以上とする。このＭ、　Ｆ、　Ｉは、Ａ８Ｔ
Ｍ　、　Ｄ１２３８のＡ法またはＪＩＳ、に７２１０の
Ａ法に規定された装置で、所定の圧着温度において２１
６０ｇの荷重を印加した時にオリフィス（：ｆＬ）から
１０分間に流出する樹脂のグラム数を示すものである。

また、絶縁性接着剤層の厚さは、各接続部間に生じる空
間体積を考慮する。その量はこの空間の１０〜３００％
好ましくは３０〜２００％とし、その厚さは５〜２００
μｍとすることが望ましい。

上述したように本発明構成においては、配線パターン、
端子導出リードパターン等の複数の導電パターンと、こ
れに対応する同様の配線パターンや、端子、リード脚等
の導電体とを接続するものであるが、この場合にこれら
配線パターンと導電体とを挟むように配された２枚の基
板、或いは基板と部品、基板とカバーフィルムとの間の
各接続部間の空間を絶縁Ａｑ接着剤で充填して機械的強
度と接続部間の絶縁抵抗を確保する上で、この空間を挟
む少くとも一方の基板若しくはカバーフィルムはフレキ
シブルであるようにして実質的にこの空間を絶縁性接着
剤によって隙間なく埋込むことができるようにすること
が望ましい。

そして、その補強を、より確実に行うために、必要に応
じて第１３図及び第１４図に示すように、複数の４ｔパ
ターン（６）と導電体（７）との接続部の配列部の外周
端縁の全域或いは一部に補強用接着樹脂〔ηを被着させ
ることもできる。

尚、上述の本発明構成において半田融着に際して半田フ
ラックスを用いることが望ましい場合は、接着剤の塗料
中にそのフラックス材を混入させておくとか半田層上に
フラックス材を付着させておくなどの態様をとり得る。

また、導電パターン（６）と導電体（７）との重ね合せ
長さ、すなわち接着剤（Ｉｌｌの介在幅は、電気的接続
、機械的接続の上から０．１〜５Ｑｍｍ、好ましくは０
．５〜１０ＷＩｎとする。

発明の効果 上述したように本発明においては、互いに電気的に接続
する導電パターンと、これに対応する導電体との間は、
半田融着がなされるので低抵抗接続を確実に行うことが
できるものである。したがってこの接続部に電流を通ず
る電流駆動態様を採る場合にも本発明を適用できるとい
う利点を有する。また、各接続部間には絶縁性接着剤が
充填されていることによって互いの接続部間が狭ピッチ
に近接した、すなわち高密度配線を採る場合においても
半田が流れ出して他の接続部に達する不都°合を回避で
き、接続部間の絶縁性が確保されることにより、信頼性
が向上し、より高い密度、微細パターンの配線基板が実
現できるものである。

また、半田融着によるものではあるが、その半田融着に
際して、短時間の加圧処理で外圧が解除されても、溶融
状態の半田に比してはその粘性が高い接着剤がその周辺
に存在していることによって半田の粘性が低いことによ
って、導電パターンと導電体間が浮き上ったり、剥離し
たりするような不都合を回避でき、信頼性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明に供する従来の連結シートの要部
の拡大斜視図、第２図は従来の配線基板の要部の拡大平
面図、第３図はその拡大断面図、第４図及び第５図はそ
の連結方法の説明に供する拡大断面図、第６図は本発明
による配線基板の要部の分解拡大斜視図、第７図及び第
８図はその説明に供する拡大断面図、第９図は本発明の
他の例の部品の一例の拡大斜視図、第１０図は本発明の
他の例の拡大平面図、第１１図はそのＡ−Ａ線の断面図
、第１２図は本発明による配線基板の一例の拡大斜視図
、第１３図及び第１４図は夫々本発明の他の例の要部の
拡大断面図及び斜視図である。 （６）は導電パターン、（７）は導電体、（８）は基板
、（１，２＋は連結シート、（１１１はその接着剤、（
１３１は半田層、０４）は部品、（１５１はカバーフィ
ルム、（１７１は補強用接着樹脂である。 区 ０） 派 聾　） くＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の導電パターンが配された基板と、上記複数の導電
   パターンに対応して電気的に接続される複数の導電体と
   を有し、上記導電パターンとこれに対応する上記導電体
   の少くとも一方の表面には半田層を有し、上記導電パタ
   ーンと上記導電体とは、絶縁性接着剤を介して互いの接
   続部が重ね合せられて相互に加圧加熱されることにより
   上記導電パターンと導電体との間から上記絶縁性接着剤
   が排除されて上記半田層の溶融により上記導電パターン
   と導電体とが電気的に接続されると共に、上記絶縁性接
   着剤により固着されて成る配線基板。