JPS62217694A

JPS62217694A - 回路の接続方法

Info

Publication number: JPS62217694A
Application number: JP61061577A
Authority: JP
Inventors: 賢二板谷; 太郎山崎
Original assignee: Osaka Soda Co Ltd
Current assignee: Osaka Soda Co Ltd
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1987-09-25

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】（発明の技術分野）本発明は、例えば印刷配線板と接続用フラットケーブル
或いは印刷配線板とこれに搭載する電子部品との電気接
続における新規の方法に関するものである。

（従来技術と問題点）従来から印刷配線板の組立てに際して外部回路との接続
にはんだ付けやビス止め、カシメ等が行われているが近
年は更に各種カード用コネクタや異方導電性コネクタも
使われるようになり、その組立て加工作業は格段にスピ
ードアップされ、また容量的に狭い空間での接続も可能
になってきた。

中でも異方導電性接着剤は、はんだ付は不可能な材料例
えば液晶素子や導電性ペーストを用いた配線板の組立て
時に、カメラ、電卓１時計その他携帯用品の電子回路の
接続を非常に狭い空間内で果すことを可能にしたもので
、業界の注目を浴びている。またコネクターピッチが１
００μｍ内外のファインなものまで接続できるに至り、
多層板の製造を従来とは全く異なった簡素な工程で行な
う方法を提供する等その将来性に期待が奇ぜられている
。

しかしながら、接続の高信頼性が要求されている用途に
異方導電性接着剤を用いる場合、その結合用樹脂は熱硬
化性又は紫外硬化性等架橋可能なものに限定されてあり
、従って架橋するのに温度を要する。硬化するのに時間
を要する。或いは光照１１１設備を要する等煩雑な処理
が欠かせず、業界の要求を１００％満足させるものでは
なかった。

（発明の目的）発明者らは、上記事情に鑑み、電気接続の短時間施行が
可能で、しかも接続強度大且つ高信頼性の接続方法を実
現すべく鋭意研究を重ねた。

その結果導電性超硬材料粒子を用いることにより上記目
的を充分に達成し得ることを見出し本発明を完成させる
に至ったものである。

（発明の構成）本発明は圧着手段により２つの回路素子の電気的接続を
行うに際し、少くとも一方の回路接続部の導電成分とし
て導電性超硬材料粒子を使用し、接着剤層を介して圧着
することを特徴とする回路の接続方法である。

本発明において回路接続部に用いられる導電成分く以下
導電性フィラーという）は導電性ペースト等回路形成材
料に用いられていた銀や、銅、ニッケル、カーボン等で
なく、いわゆるニューセラミックスと称せられる超硬材
料粒子であることを必要とする。超硬材料のみである必
要はないが、少くともフィラーの構成要素に超硬材料の
入っていることを不可欠とする。

このような導電性超硬材料としては、元素周期律表第Ｉ
ＶＢ族、第ＶＢ族、第ＶＩＢ族元素の炭化物。

窒化物、ホウ化物、ケイ化物及びランタンのホウ化物よ
り選ばれ、具体的にはチタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブ、タンタル。

クロム、モリブデンの炭化物、窒化物、ホウ化物。

ケイ化物、ホウ化ランタン等のうち、少くとも１種又は
２種以上のものが挙げられる。これらの超硬材料に共通
して言えることは、耐熱性で化学的にも安定であり、空
気や水に対しても不活性であること、及び硬度が高く、
しかも粒子の形状が角の多い、或いは多数の突起を有す
る金米糖状のいわゆる砥粒状であり、その電気的性質が
少くとも半導体以上に良導体でおることである。通常粒
径は０．３〜５０μｍ１好ましくは１〜４７μｍのもの
が望ましい。これらの導電性超硬材料粒子は、導電性を
よくするために、銀、金、白金、ロジウム、オスミウム
、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等のめっきを施
したものも用いられる。

本発明においては、これらの超硬材料を接続される回路
の構成材料としてこれを含む組成物を予め印刷、又は塗
布するものであるが、その方法は接続しようとする回路
の基板材料によって決められる。例えばガラスエポキシ
積層板や紙フェノール積層板、あるいはポリエステルや
ポリイミドフィルムをベースとするフレキシブル板の場
合は、その回路を導電ペーストで形成し、そのペースト
中に超硬材料粒子を配合しておけばよい。この場合、通
常は接続の際、圧着を受けるコネクタ一部分の導体に超
硬材料粒子が配合されていればよく、その伯の回路部分
（ひき回し回路）に超硬材料粒子を配合するか、否かは
任意でおる。また回路が金属箔で構成される場合は、そ
のコネクタ一部分の金属箔上に超硬材料粒子を配合した
ペーストを塗布しておけばよい。また例えばセラミック
基板等の場合は、通常有機物や無機物を結合剤とする導
電性フィラー配合物で回路が形成され、最終的にいわゆ
る焼結回路を形成するが、この場合には導電性フィラー
の一部あるいは全部に超硬材料粒子を使用すればよく、
この場合は超硬材料粒子が耐熱性のため好都合である。

これに対して、例えば液晶素子に用いられる透明性の高
い回路（ＩＴＯやＮＥＳＡ＞は、超硬材料粒子を配合す
ることが通常は困難であり、したがって、接着する相手
方の回路に超硬材料粒子を配合するのが好ましい。また
金属が導体の場合、例えばチップ部品等をガラスエポキ
シ積層板等に接着する場合も相手方に超硬材料粒子を配
合するのが好ましい。

本発明においては、以上の様に導電性超硬材料粒子を少
くとも一方の回路接続部に配合し、ざらに接着剤を塗布
して他方の接続回路部と圧着するのであるが、ここに用
いられる接着剤は絶縁性であるのが望ましく、また本発
明の主旨よりして硬化速度の速い接着剤が好ましい。　
この様な接着剤の例としては、シアノアクリレート系の
“瞬間接着剤″や（メタ）アクリレート系の“嫌気性接
着剤パ、二液非混合接着剤、Ｕ■接着剤等が挙げられる
。

なお超硬材料粒子の結合剤としては、通常の熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂を使用できるが、回路接続部のみに塗
布する場合は例えば有機溶媒に分散させて乾燥時に該溶
媒を除去し、そのまま相手方の回路接続部に接着剤によ
り接続させてもよい。

本発明に使用される導電性超硬材料粒子の作用は、次の
ごとくである。すなわち従来は、このような接着剤を使
用して導電回路間の電気的接続を行うことは接着剤自体
が絶縁性のため、通常行われていなかったが、本発明に
使用される導電性粒子は、硬度が大でしかも砥粒状であ
るため第１図のごとく基板（ａ）　　（ａ’　）上の接
続回路（１）（１′　）間に接着剤の絶縁性被膜（２）
が介在しても、圧着時にこのバインダー（４）中の粒子
（３）が膜を破り、また相手方の回路表面にも食い込ん
でよく密着し良好な導電効果が得られるものと考えられ
る。

本発明の実施態様を図面により詳しく説明すると、例え
ば第２図の示すように、ポリエステルフィルム等（５）
をベースとし、これに導電性ペーストでコネクター用回
路（６）を印刷したものを液晶セル（７）等に接続する
場合は、導電性ペースト中に超硬材料粒子を配合すれば
よく、その配合量は、Ａｃｔ系レツレジン皮膜いては皮
膜ベースでＡＣＪと超硬材料を７０〜９５重量％、Ｃ−
Ｇ系レジン皮膜について３０〜７０重四％である。次に
液晶セルの回路接着部分（８）か、又は印刷配線板の被
接着部分に接着剤を塗布し、回路同志を向い合わせにし
てパターンを合わせ、５〜５０に’ｊ／ｃｒｔｔの圧力
で接着する。接着剤が硬化後、圧力をとり除く。

接着剤は導体部分のみでなく、その間の絶縁部分に塗布
してもよく、その方が接着強度を大にし、また接着後、
その接着部分に水分が入ったりして絶縁不良となるトラ
ブルを防止できる。但し導通部分の接着剤量は接着に必
要な最少限度用いる方が接続シール抵抗を小とし、外観
上からも好ましい。

他の態様として第３図のごとく金属箔（９）張りＦＰＣ
（１０’）と液晶セル（７）を接続する場合は、前例と
異なり回路中に超硬材料粒子を含まぬので、このＦＰＣ
側の接続部分（１１）に超硬材料粒子を配合した導電性
ペーストを塗布しておき、後述の手段により異方導電性
膜を形成させ、第２図と同様、接着剤を介して両者を圧
着する。

第４図はチップポンディングの接続例を示し、セラミッ
ク基板（１２）上に超硬材料粒子を配合した焼結用導電
ペーストで回路（１３）を印刷する方法が望ましい。（
１４）はチップボンディングタイプのレジスタンス、（
１５）はチップボンディングタイプのキャパシタであり
、（１６）は（１４）　。

（１５）の金屈電′極で端子（１７）に接着剤により圧
着される。これらチップ用電極は、はんだ付は用の如き
帯状の構成を必要とせず片面でよいのでチップ素子を作
る工程か半減される。

第５図はパッケージ品の接続例を示し、（１８）はＩＣ
フラットパック、（１９）はピン足、（２０）は銅張積
層板、（２１）はランド、（２２）はソルダレジスト膜
、（２３）は超硬材料粒子を配合した導電性ペーストで
あり、第３図と同様にして異方導電性膜を形成させ接着
剤を介して両者を圧着する。

第３図、第５図の異方導電性膜は次のようにして形成さ
れる。すなわち回路を含む接続部分に超硬材料粒子を配
合したペーストを塗布し、シリコーンゴムシート等柔軟
で、しかもペーストより剥離しやすいシートを塗布面に
当て、上記ペーストを圧着した後シートを取り除く。ペ
ーストのバインダー樹脂が熱硬化性の場合は、この段階
でペーストを硬化させる。このような圧着手段を予め加
えることにより上記接続部分に異方導電性膜が形成され
る。

この異方導電性膜は、一般の異方導電性接着剤と全く同
様に製造することができ、例えばバインダーとなる樹脂
に対し５〜４０重量％の導電性フィラーを加え、これに
溶剤を加えてベース１〜とし、これを塗布乾燥すればよ
い。また別法としてペーストを離型性を有するフィルム
に塗工し、乾燥して得られた接着性シートを所定のサイ
ズに打抜くか又は切りとって、上記接続部分に圧着し転
写し異方導電性膜を形成させる。

以下実施例により更に具体的に説明する。尚、例中、部
２％は重」基準である。

（実施例）実施例１ポリエステルフィルム（厚さ１８８μｍ）に下記組成の
導電性インキを用いて平行ライン２１本（幅１ｍｍ、ピ
ッチ２．３ｍｍ、長ざ１０＃、厚さ１２μＴｒＬ）をス
クリーン印刷した（クリーンはテトロン＃１５０メツシ
ュ）。

導電性インキ組成　　　　　　　　　　　　部ＭＯ８ｉ
　２（粒度１〜６μｍ　新日本金属社製）３５カーボン末（ｒ：ＭＡ　　８Ｊ三菱化成社製）１５エポキシ樹脂（「シントロン８０ＡＪ神東塗料社製）（固型分３２％
）　　　　　　　　　　　　　５０次いでこれを８０’
Ｃ１１０分間乾燥後１１０’０２０分間で硬化させて印
刷回路板を得た。これに２０個のチップ導体（アルミナ
製チップ２．３　Ｘ　ＩＸｏ、３　ｍｍｔの共面に銀グ
レーズ皮膜を施したちのＲ０＝　２ｘ１０　０７口９両
端の抵抗値５Ｘ１０−３Ω）を、上記印刷回路端部に１
本置きに、千鳥状に、瞬間接着剤（マツモト交商社製ｒ
ＮｓＱ２Ｊ　）を用いて真空ピンセットで吸着したチッ
プを圧力１００〜１５０　ｇ／ｃｒＡで７秒間圧着した
。接着剤使用量はノズル内径０．２６ｍφで１ショット
０．００２　ｄでめった。

接着は３０秒で初期接合ができ、１０分保持して次の工
程に移った。上記導体回路の両端間の電気抵抗を測定し
たところ１．９３Ωであった。

チップ１０個分毎の両端間の電気抵抗は最大値１．２１
Ω、＠小値０，８５Ω、平均値０．９８０であり、比較
的ばらつきの小ざい接着導通結果が確認された。

実施例２銅張りポリイミドＦＰＣ（ベースフィルム厚さ３８、銅
箔厚さ１８μＴｒＬ）に、下記組成のペーストを幅０．
６×ピッチ１．２５Ｘ長ざ５０ｍＸ３２本の平行ライン
状に７μｍの厚さに印刷した。

ペースト組成　　　　　　　　　　　　　　　部ＺｒＮ
　（粒度３〜６μＴｒＬＶＩＴ目本金属社製）５６酸化
錫（ｒＴ−１４三菱金属社製）１０エポキシアクリレー
ト（「ビスコート５４０」大阪有機社製）２２ヘキサンジ
オールジアクリレート　　　　　　５ベンジルジメチル
ケタール　　　　　　　　２アエロジル（ｒＲ−９７２
Ｊデグサ社製）　　　５これをＵＶ光（１０００ｍＪ／
ｃｍ／ｍ　ｉ　ｎ　＞で２０秒間照射後塩化第二鉄溶液
でエツチングし、印刷配線板を得た。

この端部に嫌気性接着剤（ｒＬＩ−２９８Ｊ日本ロック
タイト社製）を幅２履に塗布し、ピッチ１．２５ｍのピ
ンを有するフラットバックＩＣをパターン合せして、ピ
ンの上からピンの表面積ベース２に’ｊ／ｃｒｔ＋の圧
力で１２秒間圧着した。その後２時間を経て接合面に防
湿絶縁塗料ｒＶ−９８５Ｊ　　（菱電化成社製）をコー
ティングして保持した。

ピン１０本を無作為に選んで接続抵抗を測定したところ
平均０．０３７Ω、標ｆｉ偏差０．００４１Ωでのった
。

これを４０’Ｃ，９５％ＲＨの状態で１０００時間処理
後、再度同じピン１０本の接続抵抗を測定したところ、
平均０．０５２Ω、標準偏差０．００７９０であった。

高い信頼性の下で導電性が充分であると判断される。

（発明の効果）本発明の回路の接続方法は、接続部分の導電成分として
超硬性材料粒子を用いることにより、汎用の接着剤によ
る接着が可能となり、これによって数々の工業的効果を
生ずる。すなわち微細な電気接触面積に対して大きな接
着面積を採ることができるので、接着強度が大となり信
頼性の高い接着効果が得られる。また速硬性の接着剤を
選ぶことにより硬化速度を速めることができる。古くよ
り行われているはんだ付接着のごとき煩雑な手間、はん
だの溶解加熱時の基材の損傷を考慮する必要がない。ま
た従来の異方導電性接着剤による接着は熱圧を必要とす
るが、本発明法では汎用の接着剤を使用するので、常温
による接着か可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法による加圧接着時の回路基板の状態を
模式的に説明する略断面図、第２図〜第５図は本発明法
の適用される印刷配線回路を有する各基体の斜視図であ
る。（ａ）　　（ａ’　）・・・基板、（１）（１’）・・
・回路。（２）・・・接着剤層、（３）・・・導電性超硬材料粒
子。（４）・・・バインダー、（５）・・・ポリエステルフ
ィルム、（６）・・・回路、（７）・・・液晶セル。（８）・・・回路、（９）・・・金属箔回路、　　（１
０）・・・ＦＰＣ，（１１）・・・接続部分、　　（１
２）・・・セラミック基板、　　（１３）・・・焼結導
電ペースト回路、　　（１４）・・・チップポンディン
グタイプのレジスタンス、　　（１５）・・・チップボ
ンディングタイプのキャパシタ、　　（１６）・・・金
属電極回路、　　（１８）・・・ＩＣフラットパック。（１９）・・・ピン足、　　（２０＞・・・銅張積層板
、　　（２１）・・・ランド（２２）・・・ソルダレジ
スト膜、　　（２３）・・・導電性ペースト。笛／［！１メイＲｉａｌ−３− 嘉Ｚ１７３　区第４図１！１護酬冨３−図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧着手段により２つの回路素子の電気的接続を行
うに際し、少くとも一方の回路接続部の導電成分として
導電性超硬材料粒子を使用し、接着剤層を介して圧着す
ることを特徴とする回路の接続方法。
（２）導電性超硬材料粒子が元素周期律表第ＩＶＢ族、
第ＶＢ族、第ＶＩＢ族元素の炭化物、窒化物、ホウ化物
、ケイ化物及びホウ化ランタンより選ばれた粒子である
特許請求の範囲第１項記載の回路の接続方法。
（３）接着剤層が絶縁性接着剤層である特許請求の範囲
第１項もしくは第２項記載の回路の接続方法。