WO2016060098A1 - 接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続体 - Google Patents

Abstract

　フェレットの形成による電子部品の接着強度を確保するとともに、バインダー樹脂による支持台の汚損や基板の接着及び電子部品の接続抵抗の上昇を防止する。　光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤６を、光透過性を有する回路基板２上に設ける接着剤配置工程と、回路接続用接着剤６を介して回路基板２上に電子部品５を配置し、電子部品５を回路基板２へ加熱押圧するとともに、回路接続用接着剤６を硬化させる圧着工程とを有し、回路接続用接着剤６は、圧着工程における加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である。

Description

接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続体

　本発明は、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して透明基板上に電子部品が接続された接続体の製造方法、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して透明基板上に電子部品を接続する接続方法及びこれを用いて製造された接続体に関する。
　本出願は、日本国において２０１４年１０月１６日に出願された日本特許出願番号特願２０１４－２１２１０８を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照されることにより、本出願に援用される。

　従来、ガラス基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板とフレキシブル基板やＩＣチップ等の電子部品とを接続する際に、接着剤として導電性粒子が分散されたバインダー樹脂をフィルム状に成形した異方性導電フィルムが用いられている。フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子とを接続する場合を例に説明すると、図６（Ａ）に示すように、フレキシブル基板５１とリジッド基板５４の両接続端子５２，５５が形成された領域の間に異方性導電フィルム５３を配置し、適宜緩衝材５０を配して熱圧着ツール５６によってフレキシブル基板５１の上から熱加圧する。すると、図６（Ｂ）に示すように、バインダー樹脂は流動性を示し、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間から流出するとともに、異方性導電フィルム５３中の導電性粒子は、両接続端子間に挟持されて押し潰される。

　その結果、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５とは、導電性粒子を介して電気的に接続され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。両接続端子５２，５５の間にない導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間のみで電気的導通が図られることになる。

　また、リジッド基板５４の側面には、フレキシブル基板５１との間からバインダー樹脂がはみ出し、フレキシブル基板５１の接続面との間でフェレットを形成することにより接着強度が向上される。

　ところで、近年、例えば液晶パネルのガラス基板とフレキシブル基板との接続においては、ガラス基板の薄型化が進むとともに、電子機器外筐に対する液晶画面の大型化に伴い、画面の外縁部分である所謂額縁部を狭くする狭額縁化が進んでいる。そのため、熱硬化型の異方性導電フィルムを用いた接続方法では、熱加圧温度が高く、ガラス基板やフレキシブル基板に対する熱衝撃が大きくなる。加えて、異方性導電フィルムが接続された後、常温まで温度が低下する際に、その温度差に起因して、バインダーが収縮し、薄型化されたガラス基板に反りが生じうる。そのため、表示ムラやフレキシブル基板の接続不良等の不具合を引き起こすおそれがあった。

特開２００５－２６５７７号公報

　そこで、このような熱硬化型の接着剤を用いた異方性導電フィルムに代えて、紫外線硬化型の接着剤を用いた接続方法も提案されている。紫外線硬化型の接着剤を用いる接続方法においては、接着剤が熱によって軟化流動し、ガラス基板とフレキシブル基板の各電極間に導電性粒子を捕捉するのに十分な温度まで加熱するにとどめ、紫外線照射によって接着剤を硬化させる。

　かかる紫外線硬化型の接着剤を用いる接続方法においては、バインダー樹脂を硬化させるために高熱を掛ける必要がなく、ガラス基板やフレキシブル基板に対する熱衝撃による歪み等の不具合を防止することができる。

　また、近年は携帯型電子機器等におけるディスプレイの大型化に伴い、軽量且つ可撓性を有するプラスチック基板が用いられている。プラスチック基板は、ガラス基板等に比しても熱衝撃に対する耐性が低く、紫外線硬化型の接着剤を用いた接続工程において、さらなる低温低圧での接続が求められる。

　ここで、紫外線硬化型の接着剤を用いた低温接続を行うためには、低温下による熱衝撃を防止できる反面、接着剤のバインダーの流動が不足し、端子部上において導電性粒子の押し込み不足が生じ、導通信頼性に劣る恐れがある。そのため、紫外線硬化型の接着剤は、バインダー樹脂の粘度そのものを下げる必要がある。

　しかし、バインダー樹脂の粘度を下げると、フレキシブル基板等の電子部品を搭載し、熱圧着ツールによって押圧した際に溶融したバインダー樹脂が基板の側面からはみ出し、基板の裏面側に回り込む恐れがある。そして、バインダー樹脂が基板の裏面に流れ込むことにより、基板を支持する支持台が汚損され、また支持台に付着した基板を剥す際に基板が破損する恐れがある。

　このようなバインダー樹脂のはみ出しを防止するために、バインダー樹脂の溶融粘度を上げると、フェレットの形成が阻害され、接着強度が不足する。また、低温低圧条件下ではフレキシブル基板等の電子部品の押し込みが不足し、導通抵抗の上昇を招く。

　そして、このような課題は、光硬化型の異方性導電接着剤を用いた場合のみならず、熱硬化型及び光・熱硬化型の異方性導電接着剤を用いた場合においても生じ得る。

　本発明は、上述した課題を解決するものであり、フェレットの形成による電子部品の接着強度を確保するとともに、バインダー樹脂による支持台の汚損や基板の接着及び電子部品の接続抵抗の上昇を防止する接続体の製造方法、電子部品の接続方法及びこれを用いて製造された接続体を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決するために、本発明に係る接続体の製造方法は、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を、光透過性を有する回路基板上に設ける接着剤配置工程と、上記回路接続用接着剤を介して上記回路基板上に電子部品を配置し、上記電子部品を上記回路基板へ加熱押圧するとともに、上記回路接続用接着剤を硬化させる圧着工程とを有し、上記回路接続用接着剤は、上記圧着工程における加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である。

　また、本発明に係る電子部品の接続方法は、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を、光透過性を有する回路基板上に設ける接着剤配置工程と、上記回路接続用接着剤を介して上記回路基板上に電子部品を配置し、上記電子部品を上記回路基板へ加熱押圧するとともに、上記回路接続用接着剤を硬化させる圧着工程とを有し、上記回路接続用接着剤は、上記圧着工程における加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である。

　また、本発明に係る接続体は、上記記載の製造方法により製造されたものである。

　本発明によれば、本圧着工程の加熱温度における溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下とされているため、バインダー樹脂の排除によって導電性粒子を十分に押し込むことができ、良好な導通信頼性を得ることができる。また、本発明によれば、回路基板と電子部品との間に形成されるフェレットのはみ出し幅Ｗも適切なものとなり、回路基板と電子部品との接続強度の向上を図るとともに支持台の汚損も防止することができる。

図１は、本発明を適用した接続体の製造方法の一例を示す断面図である。 図２は、本発明を適用した接続体の製造方法の一例を示す斜視図である。 図３は、異方性導電フィルムの一形態を示す側面図である。 図４は、本圧着工程を模式的に示す断面図である。 図５は、接続体の導電性粒子の面密度分布を模式的に示す平面図である。 図６は、従来の接続体の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、分解断面図、（Ｂ）は本圧着時の断面図である。

　以下、本発明が適用された接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続体について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

　本発明が適用された接続体は、光透過性を有する回路基板に、異方性導電接着剤を介してフレキシブル基板等の電子部品が接続された接続体であり、例えばテレビやＰＣ、スマートフォン、携帯電話、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末、ウェアラブル端末、車載用モニタ等の表示装置やタッチパネル、その他あらゆる電子機器に内蔵されている基板に用いることができる。このような基板においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、ＩＣチップや各種回路が形成されたフレキシブル基板を直接、光透過性を有する回路基板上に実装するいわゆるＣＯＦ（chip on film）、ＣＯＧ（chip on glass）、ＦＯＦ（film on film）、ＦＯＧ（film on glass）が採用されている。また、各種基板とＩＣチップやフレキシブル基板等との接合に用いられる接合フィルムとしては、バインダー樹脂層に導電性粒子が分散された、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）が多く用いられている。

　以下では、本発明が適用された接続体の一例として、各種モニタに入力デバイスとして組み込まれるタッチセンサ１を説明する。タッチセンサ１としては、電極パターンを形成したフィルムやプラスチック等の基体を２枚組み合わせたものや、１枚の基体の両面に電極パターンを形成したものが広く用いられている。

　基体となる透明フィルム２には、センサ部となる電極パターンがマトリクス状に形成され、各電極パターンは、透明フィルム２の外縁部に形成された接続端子３と、配線パターンを介して接続されている。そして、タッチセンサ１は、図１、図２に示すように、複数の接続端子３が並列する実装部４に、位置検出用のコントローラと接続されたフレキシブル基板５が接続される。

　タッチセンサ１の基体となる透明フィルム２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ＰＥＴフィルムにポリイミドフィルムを貼着することにより補強したもの、あるいは環状オレフィン系樹脂にエラストマー等を添加分散させた環状オレフィン系樹脂組成物フィルム等の透明な合成樹脂からなるフィルム材を用いることができる。センサ部を構成する電極パターンとしては、有機導電性高分子を主剤とした透明な導電材料を用いることができる。例えば、ポリチオフェン誘導体ポリマーと、水溶性有機化合物と、ドーパンドとを少なくとも含む組成物が挙げられる。このような有機導電性高分子からなるペーストを印刷インクとして使用し、例えばスクリーン印刷により直接パターニングすることで、透明フィルム２の表面に所定形状の電極パターンを形成することができる。或いは、有機導電性高分子を透明フィルム２の両面にコーティングした後、酸もしくは塩基性の試薬を含む透明な印刷インクにより有機導電性高分子の層を部分的に劣化させることによっても電極パターンを形成することができる。その他にも、電極パターンのパターニングには、グラビア印刷、インクジェットプリンティングなどの種々の手法を用いることができる。また、感光性の物質を塗布した基体の表面をパターン状に露光することにより、所定のパターンを形成するフォトリソグラフィ等を用いることもできる。すなわち、電極パターンとして、有機導電性高分子を主剤とする透明な導電材料を形成することができれば、上記手法以外の手法を用いることができる。

　各電極パターンと配線パターンを介して接続される複数の接続端子３は、例えばＩＴＯ透明導電膜をスパッタリングや真空蒸着等の公知の手法により製膜することにより、あるいは、銀ペーストのスクリーン印刷により直接パターニングすることにより、あるいは銅箔をエッチングすること等により形成することができる。複数の接続端子３は、例えば略矩形状に形成され、図２に示すように、透明フィルム２の外縁部に長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されることにより、フレキシブル基板５が接続される実装部４を構成する。

　この実装部４とフレキシブル基板５との接続には、導電性の接着剤として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）６が用いられる。異方性導電フィルム６は、後述するように、バインダー樹脂に導電性粒子を含有しており、フレキシブル基板５の接続端子７と透明フィルム２に形成された接続端子３とを、導電性粒子を介して電気的に接続させる。

　［フレキシブル基板］
　透明フィルム２の実装部４に接続されるフレキシブル基板５は、図示しない位置検出用のコントローラに接続され、センサ部を構成する電極パターン毎に設けられている接続端子３と当該コントローラとを接続するコネクタとなる。図２に示すように、フレキシブル基板５は、ポリイミド等の可撓性を有する基板９の一面９ａ上に、透明フィルム２の接続端子３と接続される接続端子７が複数配列して形成されている。接続端子７は、例えば銅箔等がパターニングされるとともに、適宜、表面にニッケル金メッキ等のメッキコート処理が施されることにより形成され、接続端子３と同様に、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。接続端子７の幅と接続端子３の幅、及び相隣接する接続端子７間の間隔と相隣接する接続端子３間の間隔とは、略同じパターンで配列され、接続端子７と接続端子３とは、異方性導電フィルム６を介して重畳される。

　［カバーレイ］
　なお、フレキシブル基板５は、接続端子７の近傍にカバーレイ８が設けられている。カバーレイ８は、基板９の透明フィルム２と接続される一面９ａに形成された他の配線パターンを保護するものであり、絶縁性のベースフィルムの一面に接着剤層が設けられ、この接着剤層によって基板９の一面９ａに貼り付けられている。

　タッチセンサ１は、透明フィルム２の接続端子３が設けられた実装部４や、とフレキシブル基板５の接続端子７が設けられた外縁部が狭小化されていることから、図２に示すように、フレキシブル基板５の外縁近傍までを覆うカバーレイ８を一部含んで異方性導電フィルム６を介した接続を行う。これにより、タッチセンサ１は、透明フィルム２とフレキシブル基板５との電気的、機械的な接続信頼性を確保している。

　［異方性導電フィルム］
　異方性導電フィルム６は、光硬化型の接着剤であり、後述する熱圧着ツール２０によって熱加圧されることにより流動化して導電性粒子１６が透明フィルム２及びフレキシブル基板５の各接続端子３、７の間で押し潰され、光照射により、導電性粒子１６が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム６は、透明フィルム２とフレキシブル基板５とを電気的、機械的に接続する。

　異方性導電フィルム６は、例えば図３に示すように、バインダー樹脂１５（接着剤）に導電性粒子１６が分散されてなり、この熱硬化性接着材組成物がベースフィルム１７上に塗布されることによりフィルム状に成型されたものである。

　ベースフィルム１７は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。

　バインダー樹脂１５は、光硬化型であれば、特に限定されるものではなく、ラジカル重合型、カチオン重合型などを用いることができる。以下では、ラジカル重合型のバインダー樹脂について、説明する。

　ラジカル重合型のバインダー樹脂は、膜形成樹脂、ラジカル硬化性化合物、ラジカル重合開始剤を含有する。膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド、ＥＶＡ等の熱可塑性エラストマー等を使用することができる。これらの中でも、耐熱性、接着性のために、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより合成されるビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂を用いることが好ましい。

　ラジカル重合性化合物としては、接着剤等の分野で用いられている（メタ）アクリレートから適宜選択して使用することができる。なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリル酸エステル（アクリレート）とメタクリル酸エステル（メタクリレート）とを包含する意味である。

　ラジカル重合性化合物の具体例としては、エポキシアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジメチロール－トリシクロデカンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ウレタンアクリレート、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシプロピルアクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、２－アクリロイロキシエチルコハク酸、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ｏ－フタル酸ジグリシジルエーテルアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、及びこれらに相当する（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、アクリレートやウレタンアクリレート等が好ましく用いられる。市場で入手可能な具体例としては、東亜合成工業株式会社製の商品名「Ｍ－３１５」や「Ｍ１６００」等が挙げられる。

　光ラジカル重合開始剤は、公知のラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。

　光重合型のラジカル重合開始剤としては、エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－，１－（０－アセチルオキシム)、ベンゾフェノン、４，４－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２，４，６－トリメチルベンゾフェノン等のチオキサントン類；ジエトキシアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン、ベンジルジメチルケタール等のアセトフェノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインエーテル類；２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルホスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。

　これらのラジカル重合開始剤は１種を単独で、又は２種以上を併用して用いることが可能である。これらの中でも、１，１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルホスフィンオキサイド等が好ましく用いられる。市場で入手可能な具体例としては、ＢＡＳＦジャパン（株）の商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ　ＯＸＥ０２」等が挙げられる。

　また、回路接続材料に配合する他の添加物として、必要に応じて、シランカップリング剤、無機フィラー、アクリルゴム、各種アクリルモノマー等の希釈用モノマー、充填剤、軟化剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤等を含有することができる。

　シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性を向上させることができる。

　また、無機フィラーとしては、特に限定されないが、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。無機フィラーを添加することにより、バインダー樹脂１５の流動性を制御し、粒子捕捉率を向上させることができる。

　導電性粒子１６としては、異方性導電フィルム６において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子１６としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。

　なお、異方性導電フィルム６は、取り扱いの容易さ、保存安定性等の見地から、ベースフィルム１７が積層された面とは反対の面側にカバーフィルムを設ける構成としてもよい。また、異方性導電フィルム６の形状は、特に限定されないが、例えば、巻取リール１８に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。

　また、本発明に係る異方性導電フィルム６は、導電性粒子１６を含有するバインダー樹脂層と、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層とを積層されてなる多層構造の異方性導電フィルムとしてもよい。また、フレキシブル基板５の接続に用いる異方性導電接着剤は、フィルム状に成形された異方性導電フィルム６の他にも、ペースト状の異方性導電ペーストを用いてもよい。

　［溶融粘度］
　ここで、本技術に係る異方性導電フィルム６は、後述するフレキシブル基板５の本圧着工程における熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である。本圧着工程の加熱温度における異方性導電フィルム６の溶融粘度を当該範囲とすることにより、光硬化型の異方性導電フィルム６を用いた低温低圧下での本圧着工程においても、バインダー樹脂１５が適度な流動性を示し、接続端子３，７によって導電性粒子１６を十分に押し込むことで、導通信頼性を確保することができる。

　また、バインダー樹脂１５が適度な流動性を示すことにより、フレキシブル基板５が張り出す透明フィルム２の側面２ａからバインダー樹脂が適度にはみ出し、紫外光の照射によりフェレット２１が形成される。これにより、透明フィルム２及びフレキシブル基板５との間におけるバインダー樹脂１５の接触面積が増加するとともに、バインダー樹脂１５が透明フィルム２やフレキシブル基板５の基材に馴染み、硬化することによりいわゆるアンカー効果を奏することにより、接着強度の向上を図ることができる。

　また、本技術に係る異方性導電フィルム６は、フレキシブル基板５の本圧着工程における熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。本圧着工程における加熱温度における異方性導電フィルム６の溶融粘度を当該範囲とすることにより、透明フィルム２のフレキシブル基板５が張り出す側面２ａにバインダー樹脂１５がはみ出すことにより形成されるフェレット２１のはみ出し幅Ｗが適切な長さとなり、バインダー樹脂１５との接続面積の増加による接着強度の向上を図るとともに、バインダー樹脂１５が透明フィルム２の側面２ａから裏面に回り込んで支持台を汚すことも防止することができる。

　特に、本技術に係る異方性導電フィルム６は、本圧着工程における熱圧着ツール２０による加熱温度が１００℃以下の低温圧着工程において、当該加熱温度における溶融粘度を１０００Ｐａ・ｓ以上、４０００Ｐａ・ｓ以下とすることにより、導通信頼性の確保及びフレキシブル基板５との接着強度の向上を図るとともに、透明フィルム２やフレキシブル基板５に対する熱衝撃も抑えられ、歪み等の不具合を防止することができる。

　［製造工程］
　次いで、タッチセンサ１の製造工程について説明する。タッチセンサ１の製造工程は、異方性導電フィルム６を透明フィルム２の実装部４上に配置する接着剤配置工程と、異方性導電フィルム６を介して透明フィルム２上にフレキシブル基板５を配置し、フレキシブル基板５を透明フィルム２へ加熱押圧するとともに、紫外光を照射して異方性導電フィルム６を硬化させる本圧着工程とを有する。

　［仮貼り工程］
　先ず、異方性導電フィルム６を透明フィルム２上に仮貼りする（接着剤配置工程）。異方性導電フィルム６を仮貼りする方法は、透明フィルム２の接続端子３上に、バインダー樹脂１５が接続端子３側となるように、異方性導電フィルム６を配置する。バインダー樹脂１５を接続端子３上に配置した後、ベースフィルム１７側から熱圧着ツールで加熱及び加圧してバインダー樹脂１５を透明フィルム２に転着し、ベースフィルム１７をバインダー樹脂１５から剥離する。

　［アライメント工程／仮圧着工程］
　次いで、透明電極６とフレキシブル基板５の接続端子７とがバインダー樹脂１５を介して対向するようにフレキシブル基板５のアライメントを行いながら、透明フィルム２上にフレキシブル基板５を配置し、バインダー樹脂１５が流動性を示す程度の低温低圧でフレキシブル基板５の仮圧着を行う。これにより、透明フィルム２の反りを最小に抑え、またフレキシブル基板５に熱による損傷を加えることもない。

　［本圧着工程］
　次いで、図４に示すように、フレキシブル基板５を透明フィルム２に対して加熱押圧するとともに紫外光を照射することにより、電気的、機械的に接続する（本圧着工程）。本圧着工程では、熱圧着ツール２０により、バインダー樹脂１５を流動させる低温にて加熱するとともに、導電性粒子４をフレキシブル基板５の接続端子７及び透明フィルム２の接続端子３との間で挟持させる所定の圧力で加圧する。なお、熱圧着ツール２０の熱加圧面には、シリコンラバー等のシート状の弾性剤からなる緩衝材２２が介在されている。

　また、本圧着工程では、紫外線照射器２３によって、透明フィルム２の裏側から紫外光を照射する。紫外線照射器２３より発光された紫外線は、透明フィルム２を支持するガラス等の透明な支持台２４を透過して、バインダー樹脂１５に照射される。

　紫外線照射器２３としては、ＬＥＤランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等を用いることができる。また、紫外線照射器２３は、支持台２４の裏側に配置され、熱圧着ツール２０によるフレキシブル基板５の加熱押圧の開始と同時、又は加熱押圧の開始から所定の時間だけ遅延して、紫外線の照射を開始する。これにより、紫外線照射器２３は、熱圧着ツール２０によって加熱押圧されることにより粘度が下がり、透明フィルム２の接続端子３とフレキシブル基板５の接続端子７とで導電性粒子１６を挟持するとともに、透明フィルム２の側面にバインダー樹脂１５がはみ出したタイミングで紫外線の照射を行い、バインダー樹脂１５を硬化させる。

　これにより、フレキシブル基板５が透明フィルム２上に電気的、機械的に接続されるとともに、フェレット２１が設けられ接着強度が向上されたタッチセンサ１が形成される。

　ここで、上述したように、異方性導電フィルム６の熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下とされている。したがって、本技術によれば、１０ＭＰａ未満、例えば３～５ＭＰａといった低圧下での本圧着工程においても、バインダー樹脂１５が適度な流動性を示し、接続端子３，７によって導電性粒子１６を十分に押し込むことができる。

　一方、異方性導電フィルム６の熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓよりも高いと、バインダー樹脂１５の流動性が低く、接続端子３，７間におけるバインダー樹脂の排除が不足するため、導電性粒子１６の押し込みが不足し、導通信頼性を損なう。

　また、異方性導電フィルム６の熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上とすることにより、フレキシブル基板５が張り出す透明フィルム２の側面にはみ出すバインダー樹脂１５のはみ出し幅Ｗが適切な長さとなり、紫外光の照射により適度な大きさのフェレット２１を形成することができ、接着強度を向上させることができる。

　一方、異方性導電フィルム６の熱圧着ツール２０による加熱温度での溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓよりも低いと、バインダー樹脂１５が透明フィルム２の裏面に回り込むことで、透明支持台２４の汚損や支持台２４に接着した透明フィルム２を剥離する際に透明フィルム２の破損の危険が生じ得る。

　さらに、本技術によれば、本圧着工程として、熱圧着ツール２０による加熱温度が１００℃以下、例えば８０℃といった低温圧着を行う場合において、当該加熱温度における溶融粘度を１０００Ｐａ・ｓ以上、４０００Ｐａ・ｓ以下とすることにより、導通信頼性の確保及びフレキシブル基板５との接着強度の向上を図るとともに、透明フィルム２やフレキシブル基板５に対する熱衝撃も抑えられ、歪み等の不具合を防止することができる。

　［導電性粒子の面密度分布］
　ここで、本製造工程により製造されたタッチセンサ１は、熱圧着ツール２０によって圧着された後の導電性粒子１６が所定の面密度分布を示すことにより、接着強度及び導通信頼性の向上が図られている。具体的に、図５に示すように、タッチセンサ１は、透明フィルム２とフレキシブル基板５とが接続された後の導電性粒子１６の面密度分布が、熱圧着ツール２０がフレキシブル基板５及び異方性電フィルム６を押圧する実装部４からフェレット２１が形成される透明フィルム２の外側縁にわたる外縁部１２における粒子密度を（ａ）、熱圧着ツール２０に押圧される実装部４における両接続端子３，７上の粒子密度を（ｂ）としたときに、ａ＞ｂとなる。

　ここで、面密度分布とは、上記外縁部１２及び実装部４の同一平面上における導電性粒子１６の密度ａ、ｂの分布をいい、実装部４において導電性粒子１６が両接続端子３，７間に挟持された平面と同一平面上における外縁部１２と実装部４における両接続端子３，７上との各粒子密度ａ、ｂを対比する。

　本発明は、熱圧着ツール２０の加熱押圧によって異方性導電フィルム６のバインダー樹脂１５が流動するとともに、透明フィルム２の側面にフェレット２１が形成されることにより、導通信頼性と接着強度の両立を図ることが主目的となる。そして、紫外線照射によってフェレット２１が適切に硬化されると、外縁部１２における流動が阻害されるため、同一平面上で異なる流動性を持ち、導電性粒子１６が外縁部１２で最も堆積することにより高密度となる。両接続端子３，７間に導電性粒子１６が挟持される実装部４においては、熱圧着ツール２０の熱加圧によってバインダー樹脂１５が押し出されるため、相対的に粒子密度は小さくなる。

　このような導電性粒子１６の密度分布を備えることにより、異方性導電フィルム６は、透明フィルム２とフレキシブル基板５との間で、バインダー樹脂１５によるフェレット２１が適切に形成され、接着強度を向上させることができる。すなわち、異方性導電フィルム６によれば、外縁部１２における導電性粒子１６の密度（ａ）が、実装部４における導電性粒子の密度（ｂ）よりも高いことから、外縁部１２により多くのバインダー樹脂１５が流動し、硬化されていることが分かる。そして、図４に示すように、外縁部１２に流動したバインダー樹脂１５によって、透明フィルム２とフレキシブル基板５との間に亘ってフェレット２１が形成される。これにより、異方性導電フィルム６は、透明フィルム２とフレキシブル基板５とを強固に接合することができる。

　また、このような導電性粒子１６の密度分布を備えることにより、異方性導電フィルム６は、バインダー樹脂１５が両接続端子３，７間から適度に流出されていることから、熱圧着ツール２０による押し込みによって導電性粒子１６を確実に挟持することができ、導通信頼性を向上することができる。

　つまり、この実装部４と外縁部１２における導電性粒子１６の面密度分布を確認することによって、接着性と機能性の両立が図られていることを簡易に検査できる。つまり、ピール強度検査のような破壊検査を行うことなく、粒子面密度を測定することにより、フェレット部位の局所的な強度の向上により剥離開始点である端部を補強し、且つ熱圧着ツール２０によって押圧される実装部４において導電性粒子１６が両接続端子３，７間で適切に挟持されることにより異方導電性が良好に保たれるような導電性粒子１６の偏在化が成されていることが分かり、非破壊で、透明フィルム２とフレキシブル基板５との接着強度及び導通信頼性の検査を簡易的に行うことができる。

　［その他］
　上記では、電子部品としてフレキシブル基板５を用いた場合を例に説明したが、本発明はフレキシブル基板５以外にも、ＩＣチップやフレキシブルフラットケーブル、リジッド基板、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）等を用いてもよい。

　次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、光硬化型又は加熱硬化型の硬化剤を含有した異方性導電フィルムを用いて評価用プラスチックフィルム基板に評価用フレキシブル基板を接続した接続体サンプルを形成した。各接続体サンプルについて、導通信頼性評価、フェレットのはみ出し幅（ｍｍ）の測定、粒子面密度（ｐｃｓ／２００×２００μｍ）の測定、及び圧着工程後におけるプラスチックフィルム基板の歪み評価を行った。

　［異方性導電フィルム］
　各実施例及び比較例に係る接続体サンプルの製造に用いた異方性導電フィルムは、表１に示す配合（単位：質量部）により、Ａ～Ｄの４種類を用意した。配合Ａ～Ｃに係る異方性導電フィルムは光硬化型の接着剤であり、配合Ｄに係る異方性導電フィルムは加熱硬化型の接着剤である。

　Ａ～Ｄの各配合に係る混合溶液をＰＥＴフィルム上に塗布し、オーブンにて乾燥することにより、厚さ１６μｍ、幅２０ｃｍ、長さ３０ｃｍのフィルム状に成形した。Ａ～Ｄの各配合に係る異方性導電フィルムは、圧着前における導電性粒子の密度が２０ｐｃｓ／２００×２００μｍである。

　［評価用フレキシブル基板］
　評価用フレキシブル基板は、厚さ２５μｍのポリイミド基板の一面に、Ａｕメッキが施された厚さ１２μｍの銅配線パターンが形成されたものを用いた。配線ピッチは４００μｍで、Ｌ／Ｓ＝１／１である。

　［評価用プラスチックフィルム基板］
　異方性導電フィルムに用いる評価用の回路基板として、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムにＩＴＯ電極を設け、その上にＣｕ電極が積層された透明プラスチックフィルムを用いた（電極の厚みは各々０．１μｍである）。配線ピッチは４００μｍで、Ｌ／Ｓ＝１／１である。

　このプラスチックフィルム基板に上記異方性導電フィルムの仮貼り、及び評価用フレキシブル基板の仮圧着を行った後、熱圧着ツールによる熱加圧及び紫外線照射器（ＺＵＶ－Ｃ３０Ｈ：オムロン株式会社製）による紫外線照射を併用しながら本圧着を行い、接続体サンプルを形成した。

　熱圧着ツールの本圧着温度は、実施例１、２、比較例１、３では８０℃とし、比較例２、４では１３０℃とした。また、熱圧着ツールの本圧着圧力及び時間は、各実施例及び各比較例とも、４ＭＰａ、５秒であり、熱圧着ツールの熱加圧面には厚さ４５０μｍのシリコンラバーの緩衝材を介在させた。また、紫外線照射器は、透明プラスチックフィルム基板を支持する透明支持台の裏側に配置され、比較例３を除き、熱圧着ツールによるフレキシブル基板の加熱押圧の開始の４秒後から紫外線の照射を開始し、１秒間照射させた。照射の終了は熱圧着ツールによる熱加圧の終了と同時とした。また、紫外線の照度は、１８０ｍＷ／ｃｍ^２（ピーク波長：３６５ｎｍ）とした。

　そして、各実施例及び比較例に係る接続体サンプルについて、初期導通抵抗値（Ω）及び信頼性試験後における導通抵抗値（Ω）を測定した。信頼性試験の条件は、６０℃９５％ＲＨ１００ｈｒである。導通抵抗値の測定は、評価用フレキシブル基板の接続端子と接続された透明プラスチックフィルム基板のＩＴＯ電極又はＣｕ電極にデジタルマルチメータを接続し、いわゆる４端子法にて電流２ｍＡを流したときの抵抗値を３０回測定し、その平均値を導通抵抗値とした。導通信頼性評価は、５Ω以下をＯＫ、それより大きい場合をＮＧとした。

　接続体サンプルのフェレットのはみ出し幅Ｗは、フレキシブル基板が張り出すプラスチックフィルム基板の側面から、面方向に形成されたフェレットの幅Ｗ（図４参照）を測定することにより行った。そして、接続後に接続体サンプルを透明支持台より持ち上げ、接続体サンプルの透明プラスチックフィルム基板側（熱圧着ツールの熱加圧面と接触する面の反対側）もしくは透明支持台そのものに、はみ出したバインダーが付着していなければＯＫとし、いずれかに付着していればＮＧとした。

　接続体サンプルの導電性粒子の面密度分布は、熱圧着ツールの押圧領域からフェレットが形成される透明プラスチックフィルム基板の外側縁にわたる外縁領域における粒子密度を（ａ）、熱圧着ツールによる押圧領域における粒子密度を（ｂ）とし、各領域２００×２００μｍにおいて同一平面上における粒子密度を測定した。

　圧着後における透明プラスチックフィルムの歪みは、目視にて行い、熱圧着ツールによる押圧領域に外観上のうねり模様が現れた場合を×、うねり模様が確認されず、押圧領域外と同様の外観を呈する場合を○とした。

　［実施例１］
　実施例１では、配合Ａに係る光硬化型の異方性導電フィルムを用いた。配合Ａに係る異方性導電フィルムは、本圧着工程における加熱温度（８０℃）における溶融粘度は１０００Ｐａ・ｓである。実施例１に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は５Ω以下（ＯＫ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは５５０μｍ（ＯＫ）であった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は１２．１ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は４．２ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。さらに、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みも確認されなかった。

　［実施例２］
　実施例２では、配合Ｂに係る光硬化型の異方性導電フィルムを用いた。配合Ａに係る異方性導電フィルムは、本圧着工程における加熱温度（８０℃）における溶融粘度は４０００Ｐａ・ｓである。実施例２に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は５Ω以下（ＯＫ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは４００μｍ（ＯＫ）であった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は１１．１ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は４．５ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。さらに、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みも確認されなかった。

　［比較例１］
　比較例１では、配合Ｃに係る光硬化型の異方性導電フィルムを用いた。配合Ｃに係る異方性導電フィルムは、本圧着工程における加熱温度（８０℃）における溶融粘度は１００００Ｐａ・ｓである。比較例１に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は２０Ω以上（ＮＧ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは２００μｍ（ＯＫ）であった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は８．４ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は４．２ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。なお、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みは確認されなかった。

　［比較例２］
　比較例２では、配合Ｃに係る光硬化型の異方性導電フィルムを用いた。また、比較例２では、本圧着工程における加熱温度を１３０℃とした。比較例２に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は５Ω以下（ＯＫ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは３５０μｍ（ＯＫ）であった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は１１．５ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は４．６ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。なお、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みが確認された。

　［比較例３］
　比較例３では、配合Ｄに係る加熱硬化型の異方性導電フィルムを用いた。配合Ｄに係る異方性導電フィルムは、本圧着工程における加熱温度（８０℃）における溶融粘度は１０００Ｐａ・ｓである。比較例３に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は２０Ω以上（ＮＧ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは５５０μｍ（ＯＫ）であった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は１３．５ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は５．１ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。なお、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みは確認されなかった。

　［比較例４］
　比較例４では、配合Ａに係る光硬化型の異方性導電フィルムを用いた。また、比較例４では、本圧着工程における加熱温度を１３０℃とした。比較例４に係る接続体サンプルの導通信頼性評価は５Ω以下（ＯＫ）、フェレットのはみ出し幅Ｗは９００μｍ（ＮＧ）と広がった。また、外縁領域における粒子密度（ａ）は１２．９ｐｃｓ／２００×２００μｍ、押圧領域における粒子密度（ｂ）は４．７ｐｃｓ／２００×２００μｍであった。なお、接続体サンプルの透明プラスチックフィルムの歪みが確認された。

　表２に示すように、実施例１及び実施例２に係る接続体サンプルでは、本圧着工程の加熱温度における溶融粘度が１０００～４０００Ｐａ・ｓとされているため、バインダー樹脂の排除によって導電性粒子を十分に押し込むことができ、良好な導通信頼性を得た。また、実施例１及び実施例２に係る接続体サンプルでは、フェレットのはみ出し幅Ｗも適切なものとなり、プラスチックフィルム基板とフレキシブル基板との接続強度の向上が図られている。これは、実施例１及び実施例２に係る接続体サンプルの粒子密度分布からも確認できる。さらに、実施例１及び実施例２に係る接続体サンプルではプラスチックフィルム基板の歪みも確認されなかった。

　一方、比較例１に係る接続体サンプルでは、本圧着工程の加熱温度における溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓと高く、導電性粒子の押し込みが不足することにより導通信頼性評価が下がり、また、バインダー樹脂のはみ出し幅Ｗも少なく、接続強度も低下した。

　また、比較例２に係る接続体サンプルでは、比較例１に対して本圧着工程における圧着温度を上げることでバインダー樹脂の流動性を高めたことから、導通信頼性及びフェレットのはみ出し幅Ｗにおいて改善が見られたが、圧着後におけるプラスチックフィルム基板に歪みが現れた。

　熱硬化型の異方性導電フィルムを用いた比較例３に係る接続体サンプルでは、８０℃の低温加熱によっては硬化反応が不十分となり、信頼性試験を経ることにより導通信頼性評価が下がった。

　比較例４に係る接続体サンプルでは、８０℃の溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓと低い配合Ａの異方性導電フィルムを用いて、本圧着工程における圧着温度を１３０℃に上げたことから、バインダー樹脂の流動性が過剰となり、フェレットのはみ出し幅Ｗが大きく、バインダー樹脂がプラスチックフィルム基板の裏面に回り込んでしまう他、圧着後におけるプラスチックフィルム基板に歪みが現れた。

１　タッチセンサ、２　透明フィルム、３　接続端子、４　実装部、５　フレキシブル基板、６　異方性導電フィルム、７　接続端子、８　カバーレイ、９　基板、１０　配線パターン、１２　外縁部、２０　熱圧着ツール、２１　フェレット、２２　緩衝材、２３　紫外線照射器、２４　支持台

Claims (9)

1. 　光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を、光透過性を有する回路基板上に設ける接着剤配置工程と、
   　上記回路接続用接着剤を介して上記回路基板上に電子部品を配置し、上記電子部品を上記回路基板へ加熱押圧するとともに、上記回路接続用接着剤を硬化させる圧着工程とを有し、
   　上記回路接続用接着剤は、上記圧着工程における加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である接続体の製造方法。
2. 　上記回路接続用接着剤は、上記圧着工程における加熱温度での溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上である請求項１記載の接続体の製造方法。
3. 　上記回路基板は、プラスチックフィルム基板であり、
   　上記圧着工程では、上記電子部品を１００℃以下の温度で加熱する請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
4. 　上記圧着工程において、上記電子部品が張り出す上記回路基板の側面に上記回路接続用接着剤がはみ出し、フェレットが形成され、
   　圧着工程後における上記回路接続用接着剤に含有された導電性粒子の粒子密度は、上記電子部品の押圧領域よりも上記フェレット領域の方が高い請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
5. 　上記圧着工程において、上記電子部品が張り出す上記回路基板の側面に上記回路接続用接着剤がはみ出し、フェレットが形成され、
   　圧着工程後における上記回路接続用接着剤に含有された導電性粒子の粒子密度は、上記電子部品の押圧領域よりも上記フェレット領域の方が高い請求項３記載の接続体の製造方法。
6. 　上記回路基板は、タッチパネルのセンサーフィルムである請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
7. 　上記電子部品は、フレキシブル基板である請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
8. 　光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を、光透過性を有する回路基板上に設ける接着剤配置工程と、
   　上記回路接続用接着剤を介して上記回路基板上に電子部品を配置し、上記電子部品を上記回路基板へ加熱押圧するとともに、上記回路接続用接着剤を硬化させる圧着工程とを有し、
   　上記回路接続用接着剤は、上記圧着工程における加熱温度での溶融粘度が４０００Ｐａ・ｓ以下である電子部品の接続方法。
9. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の方法により製造された接続体。

Images