JPS60262489A

JPS60262489A - 連結シ−ト

Info

Publication number: JPS60262489A
Application number: JP11949784A
Authority: JP
Inventors: 尚安藤; 和明鈴木; 沼尾　秀裕; 松原　裕一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1984-06-11
Publication date: 1985-12-25

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）等の電子部品のり一ト′のような導電体を電気
的に接続しかつ機械的に結合する場合に使用して好適な
連結シートに関するものである。

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数、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ｊＪられた導電パターンや、ＩＣ等の部品のり−Ｆ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。これらの接続は、１ｆｆｌ當例えば金線等に
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
い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
イヤー自体が鵡価格であることと、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し
る。

また半田ディツプによる場合、接続部ビソナの狭隘化に
よって接続部相互に半田の流れが生じ短絡などの事故を
招来するなど同様にｒｔ＝孝・ｒｉ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ｔｍ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、他の方法とし一ζは、特公昭４１−２２２：３号
公報に開示された接続方法がある。これは、熱口Ｊ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内
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熔かしたとき、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、稠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、基板の少な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内基板を接着
するに充分な接着剤の縦が得られないなど信頼性に難点
がある。

また１達した欠点を解消し、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を企図としたものとして、
基板」−に配された複数の導電パターンとこの導電パタ
ーンに対応し°ζ電気的に接続される複数の導電体との
接続に当り、その複数の導電パターンと導電体との間に
介在されて両者を電気的機械的に連結するようになされ
る絶縁性接着剤に例えば半田等の金属粒子が分散された
接着剤層を有して成る連結シート（特願昭５８−２５０
７８８）がある。

次にこの例における連結例につき説明する。第１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（１）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
０．２龍ピツチ（幅０．１龍、間　１隔０．１ｍ）の互
いに平行配列された複数の帯状の導電パターン（２）を
形成する。また一方、厚さ５０μｍのシーＩ・状のフレ
キシブル基＆（３）Ｉ−、に上述の導電パターン（２）
と同様の寸法形状のＣｕ箔による複数の導電パターンよ
り成る導電体（４）を形成する。更に、剥離シート（５
）上に、接着剤層（６）を塗布した連結シー１−（７１
を用意する。この連結シート１７１の接着剤層（６）は
、ホットメルトタイプの絶縁性接着剤（６ａ）に半田金
属粒子（６ｂ）を分散した塗料を用いる。

この例では絶縁性接着剤に、これの固形分１００容最部
に対し、１０容量部の低融点半田金属粒子を分散させた
塗料とする。また、この金属粒子は、Ｐｂ−５ｎ合金に
ｓｂと旧を添加してその融点が１４０℃とされた平均粒
径２０μｍの半田金属粒子を用いる。

このように絶縁性接着剤に低融点半田金属粒子（６ｂ）
が分散された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（５）上にコーターによって塗布し
°ζ連結シート（６）を得る。このようにして得た連結
シート（６）の剥離シート（５）を剥＾１１シて基板（
１１上の各導電パターン（２）上の少なくとも導電体（
４）と接続すべき部分に差し渡ってその接着剤層（６）
を載せ、これの上に、第２図に示すように、フレキシブ
ル基数（３）をその各導電体（４）が対応する導電パタ
ーン（２）上に、互いに接続すべき部分が夫々同一方向
に延び接着剤層（７）を介して重なり合うように載せ、
両者を１８０℃下で４０ｋｇ　／　ｃｄで３０秒間加圧
圧着する。このようにすると、接着剤層（７）中の接着
剤が加熱によって流動性を呈するので、特に内基板（１
１及び（３）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（２）とこれに対応
する導電体（４）との間に介在する絶縁性接着剤の多く
が側方に押し出され、これら導電パターン（２）と導電
体（４）との間において半田粒子（６ｂ）が、その加熱
加圧によって第３図に示すように溶融圧潰され、導電パ
ターン（２）と導電体（４）間が半田づけされて両者が
電気的に接続される。

しかし、この連結シートを介在させて狭ピンチの複数の
導電パターンを互いに対応させて接合する場合には熱圧
着条件（温度、圧力時間）を満たし高粘度に導電パター
ン同士を対応させて熱圧着することが要求される。もし
、ブレス粕度（平面性、均一な当り）が不備で誤差が生
じた場合、あるいは温度、時間、圧力等の条件が十分で
なかったりした場合には、対向パターン間の導ｉ１１に
寄り−する金属粒子または絶縁性接着剤は対向する導電
パターン間からはみ出したりなくなったりすることがあ
る。さらには、対向する導電パターンからはみ出した溶
融性金属粒子等によりパターン間のリークさえ起こるこ
とがある。または、この反対に対向パターン間の距離が
金属粒子より大きく開いてしまって導電不良、接着不良
を起こしたりする。そのため、信頼性高く対応パターン
相方の電気的接続及び機械的接続を同時に行えるように
する要請があった。

また、他の手段としては特開昭５２−７１１７７号公報
に開示された、半導体装置における電極膜（４′）と電
極取出し部（２′）とを溶液中にボール（１０）と導電
性の粒子（１１）とを混入した層を介在させ′ζ連結し
たものも提案されている。ここで（１２）はセラミック
基板、（１３）は半導体チップである。しかし、この例
の導電性粒子（１１）は溶融性のものではなく、電極Ｍ
（４’）と電極取出し部（２′）との導電性が導電性端
子（１１）が溶融しないために保持できずに安定した電
気的接続がなされない欠点がある。また、ボール（１０
１の径が導電キｌＩ粒子（１１）の径よりはるかに大き
いのでこの点からも電極膜（４′）と電極取出し部（２
′）との導電性は不確実なものとなる点に問題があった
。

発明の目的本発明は、上述の点に鑑み”ζなされたもので、特に対
向する導電パターン相互の導通性、隣接する導電パター
ン相互の絶縁性及び機械的結合の信頼性の高い連結シー
トを提供せんとするものである。

発明の概要本発明は、互いに接続される複数の導電パターン対間に
配され、導電パターン対の導電パターンをそれぞれ電気
的に接続しかつ機械的に結合する連結シートにおいて、
絶縁性接着剤中に接合時の加熱により溶融する導電性金
属粒子と加熱時にｆ６１融しない粒子を含有すると共に
溶融しない粒子の粒径を溶融する導電性金属粒子の粒径
よりも小さくしたもので対向する導電パターン相１１．
の導通性、隣接する導電パターン相互の絶縁性及び機械
的結合の信頼性の高い連結シートを提供せんとするもの
である。

実施例以下第５図を参照して本発明連結シートの実施例につい
て説明しよう。この第５図において第１図、第２図及び
第３図に対応する部分には同一符号を付しそれらの詳細
な説明は省略する。

〔実施例１〕まず、次の組成の絶縁性接着剤（６ａ）を用意した。

そして、この組成の接着剤（６ａ）中にそれぞれ粒子が
導電性の金属粒子（６ｂ）となる融点（１３８℃）半田
の粉末（平均粒子径３０μｍ）１００重量部を混合し、
さらに対向する導電パターン相互の加熱化着後の間隙を
規定するスペーサとして直径７μｍ、長さ３０μｍのカ
ーボンファイバー（１４）７重量部を均一になるように
分散混合し、剥離紙上に乾燥後の厚みが３０μｍになる
ように塗布して連結シート（７）を得た。また一方、厚
さ２５μｍのポリイミド基材（１５）に０．８寵ピツチ
（パターン幅及びパターン間隔それぞれ０６４１ピツチ
）のＣｕパターン（１６）の配されたものとガラスエポ
キシ基材（１７）に同ピンチのＣｕパターン（１８）の
配されたものとを用意し、この例の連結シート（７）を
介在させて温度１４０〜２００℃、圧力５〜７０ｋｇ／
ｃ＋ａの広範囲な条件下、パターン相互の間隔がスペー
サ（１４）の径よりも小さくなるまで加圧して互いに接
続される複数の導電パターン同士を対応させて前述提案
側同様複数の導電パターン相互の電気的接続及び機械的
結合を同時になした（第５図Ｂ）。その結果、対向パタ
ーン同士の導通抵抗は平均０．１Ωの良好０な電気的接続を得ると共に絶縁）１ｋ　を力、コ１を均
」ｏ１０Ω１０Ωなった。

〔実施例２〕上述実施例１と同じ接着剤組成のものに低融点（１２６
℃）の半田の粉末（平均粒子径１．５μｍ）８０重量部
を混合し、さらにスペーサ（１４ａ）としてニッケル粉
末（粒子径２．６〜３．３μｍ）２０市９部を均一に分
散混合し、乾燥後の厚めが２０μｍとなるように塗布し
連結シート（７）を得た。このシートを介して厚さ２５
μｍのポリイミド基材（１５ａ　）にＣｕパターン（０
，２ｉｍピッチ）（１６ａ）を配したものとガラス基材
（１７ａ）上にＩＴＯよりなる透明電極パターン（１８
ａ）を配したものを所定の位置関係でパターン相互の間
隙がスペーサ（４ａ）の径よりも小さくなる程度に加圧
し熱圧着して、＜１−。

いに接続される複数の導電パターン（１６ａ）と（１８
ａ）との電気的接続と複数の導電パターン相互の機械的
接続を同時になして連結した。この場合、熱圧着時の条
件としては温度１３５℃〜２２０　’Ｃ２圧力３〜７０
ｋｇ／ｃｎ！の範囲とすると、−〜いに接続される複数
の導電パターン間の良好な導電性、隣接パターン間の良
好な絶縁性、良好な機械的連結がなされた。

また、−ト述例で接合時の加熱温度、互い換えれば、金
属粒子の融点は５０’ｃ〜３５０℃、好ましくは８０℃
〜２６０℃に選定される。ここにこの加熱温度、すなわ
ち金属粒子の融点を５０’Ｃ以上、好ましくは８０℃以
」−に選定するのは、配線基様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℃未満の外囲温度で、導電バタ、。

−ンと導電体との接続部において両者間を融着する金属
が再溶融して剥離や接続不良が発生ずるような信頼性の
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、金属粒子は、その粒径を、導電パターンとこれに
対する導電体との接続部間の間隔、ずなわち隣り合う導
電パターン間、隣り合う導電体間　１１の間隔の１／２以−ト程度に選定されることが望ましく
、このようにするときは、隣り合う接続部間が金属粒子
によって短絡されるような事故を確実に回避できること
を確かめた。

また、上述した導電パターンとこれに対応する導電体間
に介在させる予めシート状とされた或いは基板上に予め
塗布される接着剤１−中の接着剤と金属粒子との混合割
合は、接着剤（固形分）１００容量部に対して、金属粒
子は０．５〜５０容量部に選定する。これは０．５未満
では低抵抗接続が不充分となる場合があり、５０容量部
を紹えると接続部以外における金属粒子相互の絶縁が不
完全となったり、機械的接着強度が不充分となってくる
場合があることによる。

また、これに用いられる絶縁性接着剤としては、上述し
た接合時の加圧加熱条件下で少なくとも一旦は、流動性
が得られる接着剤、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プ或いは熱架
橋するエポキシ糸の熱硬化型の接着剤を用いることがで
きる。

３２また、このような現象が効果的に生じ、導通抵抗を０．
１Ω以下、絶縁抵抗を１０７　Ω以上、好ましくは１０
９Ωとするには、絶縁性接着剤の加熱接合時のＭ’、Ｆ
、１．（メルト・フロー・インデックス）は、０．００
１以上、好ましくは０．００５以上とする必要がある。

このＭ、Ｆ、１．は、＾ＳＴＭ、　０１２３ＢのＡ法ま
たはＪＩＳ、　Ｋ７２１０のＡ法に規定された装置で、
所定の圧着温度において２１６０ｇの荷重を印加した時
にオリフィス（孔）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の１０〜３００％好まし
くは３０〜２００％とし、その厚さは５〜２００μｍと
することが望ましい。

そして、この配線基板に対し、　１３０℃で１週間の強
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１０１０Ω以上
で、その特性に変化が認められなかった。

このように晶範囲の熱圧着条件下で安定して接続部にお
ける導電抵抗が充分小さくされ、接続部４間の絶縁抵抗を充分大となし得るのは、−１一連したよ
うにスペーサ（１４）により導電パターン相Ｊ１の間隙
が規定されたうえで加熱加圧されるごとによって、流動
性に富んだ状態とされた絶縁性接着剤（６）が、パター
ン間から外側に押し出され、両者がスペーサ（１４）よ
り径が小さく良好につぶされた半田金属によって良好に
融着され、その接続部外に押し出された絶縁性接着剤（
６）が導電性を有する金属粒子（６ａ）を包み込め、■
、っ隣り合う接続部間にこの接着剤（６ａ）が多少に存
在することによって内基板（１５）　（１７）を強固に
固着しζいることに因るものと考えられる。

以上述べたように、本発明の実施例によれば絶縁性接着
剤（６ａ）中に接合時の加熱により溶融する導電性金属
粒子（６ａ）たる半田粒子と、加熱時に溶融しないスペ
ーサ（１４）としての粒子を含有すると共に、溶融しな
い粒子（１４）の粒径を溶融する導電性金属粒子の粒径
よりも小さくしたので、加熱圧着時に溶融する導通性金
属粒子（６ａ）が溶融しないスペーサ（１４）より先に
つぶされるので、ｌ「いに接続される複数の導電パター
ン対（ＩＣ）（１８）間に電気的接続をなして介在する
ことになり対向するパターン間の導通を常に良好に保持
できる利益がある。また一方加圧着時に溶融しない粒子
の径の大きさの選定にて加熱圧着後の対向する複数の導
電パターン間の間隙を任意に選択できるので、圧着圧力
が多少設定した値より大きくなっても溶融する導電性金
属粒子（６ａ）がつぶれずぎることがなくプレス精度の
！差をカバーして対向パターン間が密着しすぎて導通不
良あるいは接着不良となることがなくなり、良好な連結
をなすことができる。それゆえ、加熱圧着の条件の範囲
が広がり、多少の諸条件の変化に対応できるので、連続
的に加熱圧着して信頼性高く大量に、導電パターン同士
の電気的接続をなすことができる利益がある。

また、スペーサ（１４）は導電性の有無を間わないもの
である。

また、この連結シートはＩＣのダイレクトボンディング
にも適用できる。　！ｂなお、本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨を逸脱
することなくその他種々の構成が取り得ることは勿論で
ある。

発明の効果本発明は、絶縁性接着剤中に接合時の加熱により溶融す
る導電性金属粒子と加熱時に溶融しない粒子を含有する
と共に溶融しない粒子の粒径を溶融する導電性金属粒子
の粒径よりも小さくしたので、対向する導電パターン相
互の導通性、隣接する導電パターン相互の絶縁性及び機
械的結合の信頼性の高い連結シートとできる利益がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の連結シートの例をン５ず斜視図、第２図
及び第３図はその連結方法の説明に供する拡大断面図、
第４図は他の従来の連結例をボず線図、第５図及び第６
図はそれぞれ本発明連結シートの実施例を示す線図であ
る。（１６）及び（１８）は導電パターン、（６ｂ）は導電
性金属粒子、（１４）はスペーサである。７６く薗４４５− ロク

Claims

【特許請求の範囲】

互いに接続される複数の導電パターン対間に配され、上
記導電パターン対の導電パターンをそれぞれ電気的に接
続し、かつ機械的に結合する連結シートにおいて、絶縁
性接着剤中に接合時の加熱により溶融する導電性金属粒
子と上記加熱時に溶融しない粒子を含有すると共に上記
溶融しない粒子の粒径を上記溶融する導電性金属粒子の
粒径よりも小さくしたことを特徴とする連結シート。