JPS60262491A - 連結シ−ト - 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築積回路
（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連結シートに係わる。

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。これらの接続は、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、一括した接続が行な
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ンチ化によってワイヤー相互
の接Ｍ、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などの事故を
招来するなど同様に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、
セ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が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態溶融型接着剤
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
在さ一ロる接続も行なわれた。

しかし、筋塗りの１層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。これば、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
接合を行なうものである。

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かあり、パターンの微細
、稠密化を十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
板間の接着を行なう必要があるので一１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
た接着剤層（４）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１
００容量部に対して例えば５〜２０容量部混入される。

また、シート状接着剤層（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〜
１２０μｍの厚さとする。そして繊維導電体は直径５〜
５０μｍ１長さ０．０５〜３ｍｍ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なう。

この例では、リジッドな基板（８）上に配列被着形成さ
れた多数の導電パターン（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１
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、対応する各導電パターン（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のｔ３−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層（４）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パターン（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Ｔ３１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の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−ト
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なわれて
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。また、導電
パターン表面に酸化被膜や油脂膜などが介在すると、溶
融した金属粒子のパターンに対する濡れ性が著しく阻害
され導通抵抗の値のバラツキの生じる原因になった。

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連結シート
を提供するものである。

発明の概要 本発明は、基板上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て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金属粒子が分散された接着剤層
を有して成るものである。そしてその金属粒子は、導電
パターンと導電体との加圧加熱による接合時に溶融する
金属より成り、且つ金属粒子の大きさは、接合時におけ
る金属粒子の大きさが導電パターンと導電体との接続部
の間隔より小になるように選定されるものであり、絶縁
性接着剤は、この加熱により溶融流動する接着剤より選
ばれると共に絶縁性接着剤層は導電パターンに対する活
性剤を含有して成るものである。

尚、上述の接合時の加熱温度、云い換えれば、金属粒子
の融点は５０℃〜３５０℃、好ましくは８０℃〜２６０
℃に選定される。ここにこの加熱温度、ずなわち金属粒
子の融点を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℃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
生するような信頼性の低下を回避するためであり、３５
０°Ｃ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、すなわち隣り合う導
電パターン間、隣り合う導電体間の間隔の〃以下程度に
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
塗布される接着剤層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
越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
橋するエポキシ系の熱硬化型の接着剤を用いることがで
きる。

また、絶縁性接着剤層中に絶縁性接着剤１００重量部に
対して０．１〜５Ｎ置部の割合で混入する活性剤として
は、乳酸、クエン酸、ステアリン酸。

０ シェラ酸、アビエチン酸、グルタミン酸などの有機酸、
アニリン系、ヒドラジン系、アミン系の塩酸塩、臭素酸
塩などの有機ハロゲン化物、塩化亜鉛、塩化スズ、塩化
アンモニウム、フ・ノ化ナトリウム、ホウフッ化亜鉛な
どの無機ハロゲン化物、尿素、ジエチレントリアミン、
グリセリン、ヒドラジンなどのうちの一種類または数種
類は配合する。

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、　
１００℃オープン中で３時間パターン表面を強制酸化さ
せたＣｕ箔を、選択的にエツチングして１．０ｎｏｎピ
ツチ（幅０．５ｍｍ　、間隔０．５ｎ＋ｎ＋　）の互い
に平行配列された複数の帯状の導電パターン（６）とし
て形成した。一方、シート状のフレキシブル基板（９）
上に導電パターン（６）と同様の寸法形状の強制酸化ざ
セたＣｕ箔による導電パターンより成る導電体（７）を
形成した。剥離シート顛上に、接着剤層１ （１１）を塗布した連結シート（１２）を用意する。

この連結シート（１２）の接着剤層（１１）は、ホ・ノ
ドメルトタイプの絶縁性接着剤（１２’）に半田金属粒
子を分散した塗料を用いた。絶縁性接着剤１次の組成と
した。

この組成の絶縁性接着剤に、これの固形分１００容量部
に対し、１０容量部の低融点半田金属粒子を分散させた
。この金属粒子は、Ｐｂ−３ｎ合金にｓｂとＢｉを添加
してその融点が１４３℃とされた平均粒径２０μｍの半
田金属粒子を用いた。また、活性剤として塩酸シクロヘ
キシルアミン０．３重量部を混合した。このように絶縁
性接着剤（１２’）に低融黒土　１２ 田金属粒子（１３）が分散され、また活性剤の混合され
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ＯＩ上にコーターによって塗布して連結シート
（１２）を得た。このようにして得た連結シー）（１２
）の剥離シート００１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（１１）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１
ｊｉＷ（１１）を介して重なり合うように載せ、両者を
１５０°Ｃ下で２０ｋｇ　／　ｃｍ　２で１５秒間加圧
圧着した。このようにすると、接着剤層（１１）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（
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（１
２）の多くが側方に押し出され、これら導電パターン（
６）と導電体（７）との間において半田粒子（１３）が
、その加熱加圧によって第３ ８図に示すように溶融圧潰され、導電ツマターン（６）
と導電体（７）間が半田づけされて両者が電気的に接続
される。ここで、活性剤により導電）ｉターン（６）と
導電体（７）との表面の酸化膜が除去されるのでより良
好な導電性が確保された。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５０ｍΩであり、そして、この配線基板に対し、８０
℃で１週間の強制老化処理を行なって、その後抵抗値を
測定したところ、導通抵抗は、５５ｍΩで、その特性に
大きな変化が認められなかった。

このように接続部における導通抵抗が充分小となし得る
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（１２’）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（１２’）が導電性を有する金属
粒子（１３）を良好に包み込４ ゐ、且つ隣り合う接続部間にこの接着剤（１２’）が多
量に存在することによって両基板［８１Ｆ９１を強固に
固着していることに因ると共に、活性剤により配線パタ
ーン上の酸化被膜が除去されたためと思われる。

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、連結シー）（１２）の接着剤層（１１）
の絶縁性接着剤組成を次の組成とした。

この絶縁性接着剤の固形分１００容量部に対し、平均粒
子径が３０μｍの低融点半田金属粒子（融点１２６℃）
を１５０容量部、活性剤としてＵヒ水素酸エチルアミン
０．５重量部を混合分散した接着斉ｊ塗料を剥離シー）
ＱＱｌ上に乾燥後の接着剤ｆｉｔ（１１）の厚さが３０
μｍとなるように塗布して連結シート（１２）を得た。

一方、フレキシブル基板（９）番よ、厚さ２５μｍのポ
リイミド基板を用しまた。また、基板（８）及び（９）
上の各導電パターン（６）及び導電体（７）番よ、夫々
厚さ３５μｍのＣｕ箔を選択的に工・ノチンク゛して夫
々ピッチ１．０ｍｍ　（幅が０．５ｎ＋＋ａ　、間隔が
０．５ｍｍ　）とした。連結シート（１２）の剥離シー
トを剥がし、接着剤層（１１）を基板（８）及び（９）
の各導電ノでターン（６）と導電体（７）との間に挟み
込んで１６０℃、２０ｋｇ／ｃＩＩ＋２．１０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、良好
な接続を得た。また８０℃、相対湿度９５％、２４０時
間の強制老化処理後においても問題はなかった。

尚、上述の各側においては、基板（９）及びＯＩ上の各
配線パターン間の接続を行なう場合の例であるが電子部
品、例えば半導体集積回路（ＩＣ）上の　Ｃ 端子導電体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、電気的及び機械的に連結マウントす
るいわゆるダイレクトボンドに適用することもできる。

上述実施例１とその効果を比較するために次なる比較例
につき説明する。

比較例 第６図に示したと同様に、ガラス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、　１０
０℃オーブン中で３時間パターン表面を強制酸化させた
Ｃｕ箔を、選択的にエツチングして１　、０ｍｍピッチ
（幅０．５ｍｍ　、間隔０．５ｍｍ　）の互いに平行配
列された複数の帯状の導電パターン（６）として形成し
た。一方、シート状のフレキシブル基板（９）上に導電
パターン（６）と同様の寸法形状の強制酸化させたＣｕ
箔による導電パターンより成る導電体（７）を形成した
。剥離シートＱＩ上に、接着剤層（１１）を塗布した連
結シート（１２）を用意する。この連結シフ 一ト（１２）の接着剤層（１１）は、ホットメルトタイ
プの絶縁性接着剤（１２’）、半田金属粒子を分散した
塗料を用いた。絶縁性接着剤は次の組成とした。

この組成の絶縁性接着剤に、これの固形分１００容量部
に対し、１０容量部の低融点半田金属粒子を分散させた
。この金属粒子は、Ｐｂ−Ｓｎ合金にｓｂとＢｉを添加
してその融点が１４３℃とされた平均粒径２０μ囮の半
田金属粒子を用いた。また、活性剤は混合しないものと
する。このように絶縁性接着剤（１２’）に低融点半田
金属粒子（１３）が分散され、また活性剤の混合されな
い接着剤塗料を乾燥後の厚さが４０＃　ｍとなるように
剥離シート０１上にコー８ ターによって塗布して連結シー）（１２）を得た。

このようにして得た連結シート（１２）の剥離シート０
０）を剥離して基板（８）上の各導電パターン（６）上
の少なくとも導電体（７）と接続すべき部分に差し渡っ
てその接着剤層（１１）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層（１１）を介し
て重なり合うように載せ、両者を１５０℃下で２０ｋｇ
　／　ｃｔｎ　２で１５秒間加圧圧着した。このように
すると、接着剤層（１１）中の接着剤が加熱によって流
動性を呈するので、特に両基板（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（１２’）の多くが側方に
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粒子（１３）が、その加熱加圧によ
って第８図に示すように溶融圧潰され、導電パターン（
６）と導電体（７）間が半田づけ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１５０ｍΩ
であり、そして、この配線基板に対し、８０℃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、３５０Ωで、その特性に大きな変化が
認められた。

発明の効果 上述したように本発明による連結シートによれば、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、主として金属による融着によるので低抵
抗接続を確実に行うことができるものである。特に、絶
縁性接着剤層は導電パターンに対する活性剤を含有して
成るので、パターン上の酸化被膜が除去され溶融した金
属粒子のパターンに対する濡れ性が向上し、導通抵抗値
がきわめて低く、かつパターン毎のバラツキの少ない安
定した電気的接続が実現できるものである。

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　ｉ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、高温高湿環境下にあっても導通抵抗値の変化が
きわめて少ない安定した接続が得られる利益がある。

【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
連結シートを適用す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であ
る。 （６）は導電パターン、（７）は導電体、（８）は基板
、（１２）は連結シート、（１１）はその接着剤層、（
１２’）はその絶縁性接着剤、（１３）は金属粒子であ
る。 １ ｔ　υ Ｌ Ｏう 快 第１頁の続き ■発明者　銘木　料量　鹿沼土さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に配された複数の導電パターンと該導電パターン
   に対応して電気的に接続される複数の導電体との接続に
   当り、上記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
   性接着剤に金属粒子が分散された接着剤層を有して成り
   、上記金属粒子は、上記導電パターンと上記導電体との
   加圧加熱による接合時に溶融する金属より成り、且つ該
   金属粒子の大きさは、上記接合時における上記金属粒子
   の大きさが導電パターンと上記導電体との接続部の間隔
   より小になるように選定され、上記絶縁性接着剤は、上
   記加熱により溶融流動する接着剤層より成り、上記絶縁
   性接着剤層は上記導電パターンに対する活性剤を含有し
   て成ることを特徴とする連結シート。