(57)【要約】【課題】２つの基板の接着性を保持することができるとともに、電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることのない基板接続構造及びこれを用いた電子機器を提供する。【解決手段】導電粒子６を含まない第１樹脂３と、導電粒子６を含み、第１樹脂３よりも硬化温度が高く且つ第１樹脂３より小さい形状の第２樹脂４とを積層してなる異方性導電シート５にて第１基板と第２基板の接続を行う。この構成により、双方の基板の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがなくなる。また、第１樹脂３は導電粒子を含まないので、第１基板の端面外側に露出する部分による電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面と、前記第一の面と反対の第二の面とを備える基材と、前記第一の面において所定の方向に沿って配置された第１及び第２配線と、を備える第１及び第２基板と、
前記第１基板の第一の面と前記第２基板の第一の面との間に配置された熱硬化性樹脂と、を備え、
前記第１基板の基材は前記所定の方向と交わる端面を有し、
前記端面より前記第１基板がある内側において、前記第１基板の第１配線は前記第２基板の第１配線と対向し、前記第１基板の第２配線は前記第２基板の第２配線と対向する基板接続構造であって、
前記所定の方向に沿って前記内側から、前記端面より前記内側と反対の外側に向かい導電粒子有りの第２樹脂、導電粒子無しの第１樹脂の順に配置し、
前記内側における端面側において、前記第１樹脂は前記第１基板と前記第２基板を接着し、
前記外側において、前記第１樹脂は露出しており、
前記内側において、前記第１樹脂は前記第１基板と接着し、前記第２樹脂は前記第２基板と接着し、前記第１樹脂と前記第２樹脂とは密着している基板接続構造。
【請求項２】
前記第１樹脂の熱硬化温度が前記第２樹脂の熱硬化温度よりも低い請求項１に記載の基板接続構造。
【請求項３】
前記第１基板の第二の面側に形成される圧着痕が、前記第１樹脂と前記第２樹脂の２層の部分と前記第１樹脂のみの１層の部分を含む請求項１又は請求項２に記載の基板接続構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板接続構造を備えた電子機器。
【請求項５】
第１層の第１樹脂と第２層の第２樹脂からなり、前記第１層と前記第２層が積層されてなる異方性導電シート。
【請求項６】
前記第１樹脂の熱硬化温度が前記第２樹脂の熱硬化温度よりも低い請求項５に記載の異方性導電シート。
【請求項７】
前記第１樹脂が前記第２樹脂よりも外側に配置されている請求項５又は請求項６に記載の異方性導電シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、軟質基材で構成される基板を硬質基材で構成される基板に電気的に接続するための基板接続構造及びこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の電子機器では、屈曲性の低い硬質基材で構成される基板（リジッド基板）と屈曲性の高い軟質基材で構成される基板（フレキシブル基板）との端子間接続に導電粒子を分散配合した熱硬化性樹脂（“異方性導電性接着剤”と呼ばれる）が用いられる場合がある。
【０００３】
異方性導電性接着剤を用いて接続を行う例として、例えば特許文献１で開示された回路装置がある。この回路装置では、接続するバンプに対応した端子位置に異方性導電層を配置し、更に前記異方性導電層よりも導電粒子の配合量の少ない接着フィルムを、前記異方性導電層を覆うように配置して、加熱加圧圧着により基板とＩＣチップを接続するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、２つの基板を異方性導電性接着剤にて端子間接続を行う基板接続構造においては、２つの基板それぞれの基材組成や表面状態が異なる場合、１種類の異方性導電性接着剤で双方の基板の接着性を保持することが困難なことがある。このとき一方の基板との接着信頼性が悪いと、基板界面での密着性が低下し、樹脂の吸湿に伴う電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがある。また、接続に寄与しない領域にも導電粒子が存在するため、その領域の導電粒子によって電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがある。また、接続に寄与しない領域に導電粒子が存在し、かつ、かつその領域が露出すると、熱硬化性樹脂内に存在する気泡内に導電粒子が入り込み易く、気泡内に、接触状態または融合状態になった導電粒子があると、吸湿により水滴が生じた場合、同一基板の端子間の短絡や電流リークの原因になる。
【０００６】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、２つの基板の接着性を保持することができるとともに、電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることのない基板接続構造及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板接続構造は、第一の面と、前記第一の面と反対の第二の面とを備える基材と、前記第一の面において所定の方向に沿って配置された第１及び第２配線と、を備える第１及び第２基板と、前記第１基板の第一の面と前記第２基板の第一の面との間に配置された熱硬化性樹脂と、を備え、前記第１基板の基材は前記所定の方向と交わる端面を有し、前記端面より前記第１基板がある内側において、前記第１基板の第１配線は前記第２基板の第１配線と対向し、前記第１基板の第２配線は前記第２基板の第２配線と対向する基板接続構造であって、前記所定の方向に沿って前記第１基板の内側から、前記端面より前記内側と反対の外側に前記端面に向かい導電粒子有りの第２樹脂、導電粒子無しの第１樹脂の順に配置し、前記内側における端面側において、前記第１樹脂は前記端面側で前記第１基板と前記第２基板を接着し、前記外側において、前記第１樹脂は前記端面の外側で露出しており、前記端面より内側において、前記第１樹脂は前記第１基板と接着し、前記第２樹脂は前記第２基板と接着し、前記第１樹脂と前記第２樹脂とは密着している。
【０００８】
この構成によれば、導電粒子無しの第１樹脂と導電粒子有りの第２樹脂の２種類の樹脂で第１基板と第２基板を接続するので、双方の基板の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う接着界面の剥離を起因とする電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがなくなる。また、第１樹脂は導電粒子を含まないので、第１樹脂の端面外側に露出する部分による電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。
【０００９】
また本発明では、上記基板接続構造成において、前記第１樹脂の熱硬化温度が前記第２樹脂の熱硬化温度よりも低くなっている。
【００１０】
この構成によれば、熱圧着時に第１樹脂が第２樹脂より先に熱硬化するので、第２樹脂の流動を抑制することができる。これにより、第２樹脂を第１及び第２配線が配置された領域へ誘導して第１の配線と第２の配線を確実に導通させることができる。
【００１１】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第１基板の第二の面側に形成される圧着痕が、前記第１樹脂と前記第２樹脂の２層の部分と前記第１樹脂のみの１層の部分を含む。
【００１２】
この構成によれば、熱圧着後に第１基板の第二の面側に形成される圧着痕を確認することで、正しく圧着されたかどうかを判定することができる。例えば、第１基板に半透明のフレキシブル基板を用いた場合、第１樹脂と第１基板との圧着部と非圧着部において、第１樹脂の厚みが異なるので、第１基板の内側においては、フレキシブル基板を透過する光の屈折率の違いから色相差が生じて熱圧着が行われたかどうかを判別できる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記構成の基板接続構造を備えた。
【００１４】
この構成によれば、電子機器内に設けられた２つの基板間の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う接着界面の剥離を起因とする電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない、信頼性の高い電子機器を実現できる。
【００１５】
本発明の異方性導電シートは、第１層の第１樹脂と第２層の第２樹脂からなり、前記第１層と前記第２層が積層されてなる。
【００１６】
この構成によれば、２つの基板の接続に使用した場合、双方の基板の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う接着界面の剥離を起因とする電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。
【００１７】
また本発明では、上記異方性導電シートにおいて、前記第１樹脂の熱硬化温度が前記第２樹脂の熱硬化温度よりも低い。
【００１８】
この構成によれば、熱圧着時に第１樹脂が第２樹脂より先に熱硬化するので、第２樹脂の流動を抑制することができる。
【００１９】
また本発明では、上記異方性導電シートにおいて、前記第１樹脂が前記第２樹脂よりも外側に配置されている。
【００２０】
この構成によれば、熱圧着時に第２樹脂が第１樹脂から露出するのを防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、２つの基板の接着性を保持することができるとともに、電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることのない基板接続構造及びこれを用いた電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板接続構造を示す断面図である。図１は２枚の基板のそれぞれに配設された端子の長手方向（図１中に矢印ＡＢで示す“所定の方向”）に沿って切断した断面図である。図２は本実施の形態の基板接続構造の一部を成す異方性導電シートを示す断面図、図３は図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【００２４】
図１〜図３において、本実施の形態の基板接続構造は、端面を有する第１基板１及び第２基板２を第１樹脂３と第２樹脂４からなる異方性導電シート５で接続したものである。第１基板１は、半透明で屈曲性の高いポリイミド等の軟質基材で構成されるフレキシブル基板であり、その一方の面（第一の面）に複数の端子（第１配線）１１が配設されている。第２基板２は、不透明で屈曲性の低いエポキシ等の硬質基材で構成されるリジッド基板であり、その一方の面（第一の面）に複数の端子（第２配線）２１が配設されている。第１基板１及び第２基板２のいずれも第一の面と、該第一の面と反対の第二の面とを備える板状に形成されている。
【００２５】
図４は第１基板１を除く第２基板２及び異方性導電シート５を図１の矢印ＡＡ方向から見た図である。この図に示すように、第２基板２には７個の端子２１が一定間隔で配設されている。図４に図示しない第１基板１の各端子１１は、第１基板１を第２基板２に接続させた時に第２基板２の各端子２１と対向する位置に来るように配設される。なお、図１から分るように、第１基板１の端子１１は第２基板２の端子２１より短く形成されている。
【００２６】
図２において、異方性導電シート５の第１樹脂３及び第２樹脂４は、それぞれ熱硬化性の樹脂であり、特に第２樹脂４にはニッケル粉末等の導電粒子６が分散配合されている。第１樹脂３は、第２樹脂４より肉厚で且つ第２樹脂を覆う大きさに形成され、第２樹脂４を包み込むような状態で第２樹脂４と積層されている。第１樹脂３と第２樹脂４の硬化温度は、第１樹脂３の方が第２樹脂３よりも低くなっており、第１樹脂３、第２樹脂４の順で硬化する。具体的な硬化温度は、例えば第１樹脂３は１５０℃、第２樹脂４は２００℃である。
【００２７】
図１及び図２において、熱圧着することで第１樹脂３と第２樹脂４が強く密着する。この際、第１樹脂３が第１基板１の端面１Ａより第１基板１がある内側で第１基板１と接着する。加えて、第１樹脂３は、第１基板１の端面１Ａより内側と反対の外側において外部に露出した部分を有する。外部に露出した部分が、第１基板１の端面１Ａ側において、第１基板１と第２基板２を接着することで、さらに第２樹脂４が第２基板２と強く接着する。
【００２８】
第１基板１と第２基板２を熱圧着した際に第１樹脂３の第２樹脂４と重なる部分が第２樹脂４と混合した混合層７となる。混合層７はその周囲を第１樹脂３で覆われた形になる。この場合、第１樹脂３の硬化温度が第２樹脂４の硬化温度より低いことから、第２樹脂４より先に硬化して第２樹脂４の流動を抑制して、第１基板１の端面１Ａより外側に流出させないようにし、第１基板１の内側に留まるようにする。この第１基板１の内側に留まった第２樹脂４が第１樹脂３と混合して上述した混合層７となる。この混合層７にて第１基板１の各端子１１と第２基板２の各端子２１との端子間接続が行われる。即ち、図３に示すように、混合層７に含まれる導電粒子６のうち、第１基板１の各端子１１と第２基板２の各端子２１との間に存在する導電粒子６Ａによって第１基板１の各端子１１と第２基板２の各端子２１とが確実に導通状態となる。なお、図４の符号８で示す領域が端子間接続領域である。
【００２９】
一方、第１樹脂３には導電粒子６が含まれないので、第１基板１の端面１Ａの外側に露出する第１樹脂３の一部分３Ａによる電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。
【００３０】
また、熱圧着した際に、熱圧着治具が直接接する部分は熱と圧力が充分に加わるので、密着度合いが向上し、その部分に圧着痕が生ずる。例えば、第１樹脂３と半透明の第１基板１との密着部における第１樹脂と第１基板との圧着部と非圧着部において、第１樹脂の厚みが異なるので、第１基板の内側においては、フレキシブル基板を透過する光の屈折率の違いから色相差が生じて圧着痕を目視で確認することができる。この圧着痕を確認することで熱圧着が充分に行われたかどうかを判別することができるので、第１樹脂３と第２樹脂４の２層部分と第１樹脂３のみの１層部分に圧着痕が生ずるように、熱圧着治具を位置合わせて、熱と圧力を加えると、樹脂３のみの１層部分を確実に硬化させることができ、樹脂３のみの１層部分を用いて第１基板１と第２基板２を接合することができる。
【００３１】
次に、本実施の形態の基板接続構造を得るための工程について説明する。図５は本実施の形態の基板接続構造の製造工程を示す図である。この図は端子長手方向で切った断面を示している。また、図６は図５に示す各工程におけるＢ−Ｂ’線断面を示す図である。図５及び図６において、まず端子２１を配設した第２基板２上に第２樹脂４を積層する（工程１）。次いで、第２基板２の一面全体を覆うように第１樹脂３を積層する（工程２）。第１樹脂３を積層した後、第１基板１を端子１１の配設側を下に向けて第１樹脂３上に積層する（工程３）。第１基板１を積層した後、熱圧着を行う（工程４）。ここで、図７は、熱圧着治具５０を使った熱圧着時の状態を示す断面図である。この断面図は、図５のＢ−Ｂ’線断面図である。また、図８は図５のＣ−Ｃ’線断面図である。
【００３２】
熱圧着時に、第１基板１を介して熱圧着治具５０から直接伝わる熱と、熱圧着治具５０からの輻射熱で第１樹脂３及び第２樹脂４が熱硬化する。この場合、硬化温度の低い第１樹脂３が先に硬化するので、第２樹脂４が第１基板１の端面１Ａより外側に流動しないように抑制する。これにより、第２樹脂４は第１基板１の内側に留まることになる。このとき第１基板１の内側に留まった第２樹脂４と同部分に存在する第１樹脂３との混合層７が形成される。この混合層７において第１基板１の各端子１１と第２基板２の各端子２１との端子間接続が行われる。
【００３３】
また、熱圧着によって、第１樹脂３が第１基板１の端面１Ａより内側で第１基板１と接着するとともに第１基板１の端面１Ａより外部に露出した部分で第１基板１と第２基板２を接着し、さらに第２樹脂４が第２基板２と強く接着する。
【００３４】
一方、図８に示すように、端子間の導通に寄与しない部分は、第１樹脂３のみであり、この第１樹脂３には導電粒子６が含まれないので、この部分による電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。
【００３５】
以上のように本実施の形態の基板接続構造によれば、導電粒子６を含まない第１樹脂３と、導電粒子６を含み、第１樹脂３よりも硬化温度が高く且つ第１樹脂３より小さい形状の第２樹脂４とを積層してなる異方性導電シート５にて第１基板と第２基板を接続したので、双方の基板１、２の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う接着界面の剥離を起因とする電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがなくなる。また、第１樹脂３は導電粒子を含まないので、第１基板１の端面外側に露出する部分による電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない。
【００３６】
また、第１樹脂３の熱硬化温度を第２樹脂４の熱硬化温度よりも低くしたので、第１樹脂３が第２樹脂４より先に硬化して第２樹脂４の流動を抑制する。これにより、第２樹脂４を第１基板１の端面１Ａより外側に流動させることなく、第１基板１の端子１１と第２基板２の端子２１が配設された領域へ誘導でき、第１基板１の端子１１と第２基板２の端子２１を確実に導通させることができる。
【００３７】
また、熱圧着することで、第１基板１の第二の面側（上面側）に圧着痕が形成されるので、この圧着痕を確認することで、正しく圧着されたかどうかを判定することができる。
【００３８】
なお、本発明の基板接続構造は、携帯電話等の電子機器に適用することで、当該電子機器内に設けられた２つの基板間の接着性を保持することが可能となり、樹脂の吸湿に伴う接着界面の剥離を起因とする電流リークや、端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがない、信頼性の高い電子機器を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、２つの基板の接着性を保持することができるとともに、電流リークや端子間での電気的な短絡による不具合が生じることがないといった効果を有し、携帯電話等の電子機器への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板接続構造を示す断面図
【図２】図１の基板接続構造の一部を成す異方性導電シートを示す断面図
【図３】図１のＡ−Ａ’線断面図
【図４】図１の第１基板を除く第２基板及び異方性導電シートを図１の矢印ＡＡ方向から見た図
【図５】図１の基板接続構造の製造工程を示す図
【図６】図５のＢ−Ｂ’線断面図
【図７】図５に示す基板接続構造の製造工程において、熱圧着治具を使った熱圧着時の状態を示すＢ−Ｂ’線断面図
【図８】図５のＣ−Ｃ’線断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  第１基板
１Ａ  第１基板の端面
２  第２基板
３  第１樹脂
３Ａ  第１基板の端面の外側に露出する第１樹脂の一部分
４  第２樹脂
５  異方性導電シート
６、６Ａ  導電粒子
７  混合層
８  端子間接続領域
１１、２１  端子
５０  熱圧着治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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