(57)【要約】【課題】回路部材同士の接合強度の向上を図り、且つ回路電極同士の接続信頼性の向上を図ることができる回路部材の接合方法を提供する。【解決手段】回路部材の接合方法は、回路電極２ｂ上の回路電極３ｂと接続される部分に、回路電極２ｂの高さの０．５〜４倍の厚みを有する回路接続用異方導電フィルム４を配置する工程と、回路電極３ｂ上の回路電極２ｂと接続される部分に、絶縁ペースト５を配置する工程と、回路接続用異方導電フィルム４及び絶縁ペースト５を介してフレキシブル配線板２とプリント配線板３とを押圧し、フレキシブル配線板２の回路電極２ｂとプリント配線板３の回路電極３ｂとを接合すると共に、回路電極２ｂと回路電極３ｂとを電気的に接続する工程とを有する。【選択図】図２
2011181586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の主面上に第１の回路電極が形成された第１の回路部材を用意する工程と、
第２の基板の主面上に第２の回路電極が形成された第２の回路部材を用意する工程と、
前記第１の回路電極上の前記第２の回路電極と接続される部分に、前記第１の回路電極の高さの０．５〜４倍の厚みを有するフィルム状の第１の回路接続材料を配置する工程と、
前記第２の回路電極上の前記第１の回路電極と接続される部分に、ペースト状の第２の回路接続材料を配置する工程と、
前記第１の回路接続材料及び前記第２の回路接続材料を介して前記第１の回路部材と前記第２の回路部材とを押圧し、前記第１の回路部材の前記第１の回路電極と前記第２の回路部材の前記第２の回路電極とを接合すると共に、前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とを電気的に接続する工程と、
を有する回路部材の接合方法。
【請求項２】
前記第２の回路電極の高さは、前記第１の回路電極の高さよりも高い請求項１記載の回路部材の接合方法。
【請求項３】
前記第２の回路接続材料は、前記第２の回路電極の高さの１〜２０倍の厚みを有する請求項１又は２記載の回路部材の接合方法。
【請求項４】
前記第１の回路接続材料は、異方導電フィルム、
前記第２の回路接続材料は、絶縁ペーストである請求項１〜３のいずれか一項記載の回路部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路部材の接合方法として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の回路部材の接合方法では、回路電極が基板の主面上に形成された回路部材同士を接合する際、熱硬化性樹脂を含む接着成分と導電性粒子とを含有するフィルム状の回路接続部材を介して加熱しながら回路部材同士を押圧し、回路部材同士を接合すると共に、回路電極同士を電気的に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３５８７８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、精密電子機器の分野では回路の高密度化が進んでおり、回路電極幅及び回路電極間隔が極めて狭くなってきている。このような回路電極が形成された回路部材同士を接合する際、上記従来の回路部材の接合方法に用いられるフィルム状の回路接続部材を用いると、回路電極等の表面形状に対して追従性よく接着剤層を形成することは必ずしも容易ではなく、接着性、接合性の点で未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回路部材同士の接合強度の向上を図り、且つ回路電極同士の接続信頼性の向上を図ることができる回路部材の接合方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る回路部材の接合方法は、第１の基板の主面上に第１の回路電極が形成された第１の回路部材を用意する工程と、第２の基板の主面上に第２の回路電極が形成された第２の回路部材を用意する工程と、第１の回路電極上の第２の回路電極と接続される部分に、第１の回路電極の高さの０．５〜４倍の厚みを有するフィルム状の第１の回路接続材料を配置する工程と、第２の回路電極上の第１の回路電極と接続される部分に、ペースト状の第２の回路接続材料を配置する工程と、第１の回路接続材料及び第２の回路接続材料を介して第１の回路部材と第２の回路部材とを押圧し、第１の回路部材の第１の回路電極と第２の回路部材の第２の回路電極とを接合すると共に、第１の回路電極と第２の回路電極とを電気的に接続する工程と、を有する。
【０００７】
この回路部材の接合方法では、第１の回路電極の高さの０．５〜４倍の厚みを有するフィルム状の第１の回路接続材料とペースト状の第２の回路接続部材とにより、第１回路部材と第２回路部材とを接合している。これにより、第１の回路部材と第２の回路部材とが第１の回路接続材料及び第２の回路接続材料を介して押圧された際、薄く形成されたフィルム状の第１の回路接続部材は、第１の回路電極及び第２の回路電極を接続すると共に、押圧により排除された第２の回路接続部材に押圧されて第１の回路電極のうち隣り合う電極間において第１の回路電極の表面形状に追従する。また、ペースト状の第２の回路接続部材は、第２の回路電極うち隣り合う電極間へ排除され、第２の回路電極の表面形状に追従するように充填される。このように、第１の回路電極と第２の回路電極との間は、接着性を有する薄手のフィルム状の第１の回路接続部材により接続されるため、接続性を確保することができる。また、第１の回路電極間のうち隣り合う電極間及び第２の回路電極のうち隣り合う電極間は、薄手の第１の回路接続材料及びペースト状の第２の回路接続部材が充填され、回路電極の表面形状に追従している。特に、ペースト状の第２の回路接続部材は、フィルム状の第１の回路接続部材では追従し難い部分にまで十分に充填されるため、高い接合強度を得ることができる。以上のように、本発明に係る回路部材の接合方法では、回路部材同士の接合強度の向上を図り、且つ回路電極同士の接続信頼性の向上を図ることができる。
【０００８】
特に、フィルム状の第１の回路接続部材は、接着性を有しており、ペースト状の第２の回路接続部材は、流動性を有している。そのため、第１の回路電極と第２の回路電極との間は、接着性が良好な第１の回路接続部材により接続され、フィルム状の第１の回路接続部材では追従し難い部分には、流動性を有する第２の回路接続部材が充填される。したがって、高い接合強度を良好に得ることができる。
【０００９】
好ましくは、第２の回路電極の高さは、第１の回路電極の高さよりも高い。回路電極の高さが高くなると、その分、回路電極と基板とにより形成される溝が深くなり、回路電極の表面と基板との境界部分に形成される隅部に回路接続材料がより追従し難くなる。そこで、高さの高い第２の回路電極が配置された第２の回路部材にペースト状の第２の回路接続部材を配置することにより、回路電極と基板とにより形成される隅部にまで回路接続部材を充填させることができる。その結果、接合強度を更に確保することができる。
【００１０】
好ましくは、第２の回路接続材料は、第２の回路電極の高さの１〜２０倍の厚みを有する。これにより、第１の回路部材と第２の回路部材とが押圧された際に、第２の回路接続材料の排除が促進されて第２の回路電極のうち隣り合う電極間を第２の回路接続材料で確実に充填することができる。
【００１１】
好ましくは、第１の回路接続材料は、異方導電フィルムであり、第２の回路接続材料は、絶縁ペーストである。
【００１２】
なお、回路電極と基板の境界部分に形成された隅部へ回路接続部材を追従させるために、導電性粒子を含有するペーストのみを用いて第１の回路部材及び第２の回路部材を接合することも考えられる。しかし、ペーストは十分な接着性を有しておらず、また、ペーストは流動性を有しているため、第１の回路電極及び第２の回路電極の接続部分において導電性粒子がペーストの流動に伴って移動し易く、硬化時において第１の回路電極及び第２の回路電極の間に導電性粒子が減少し安定的に存在しないといった問題が生じるおそれがある。そのため、第１の回路電極と第２の回路電極との接続において、電気的に安定した接続が得られないといった問題が生じ得る。これに対して、異方導電シートと絶縁ペーストとを用いた本発明の回路部材の接合方法では、第１の回路電極及び第２の回路電極が異方導電シートにて接続されるため、接着性を確保でき且つ電気的に安定した接続を得ることができる。また、絶縁ペーストにて隅部の接合が補強されるため、高い接合強度で第１の回路部材及び第２の回路部材を接合することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回路部材同士の接合強度の向上を図り、且つ回路電極同士の接続信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路部材の接合方法を説明する工程図である。
【図２】図１に示す回路部材の接合方法の後工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る回路部材の接合方法を説明する工程図であり、図２は、図１に示す回路部材の接合方法の後工程を示す工程図である。各図に示すように、本実施形態の回路部材の接合方法では、フレキシブル配線板（第２の回路部材）２とプリント配線板（第１の回路部材）３とを接合する際、回路接続用異方導電フィルム（第２の回路接続部材）４と絶縁ペースト（第１の回路接続部材）５とを用いている。
【００１７】
（接合体）
最初に、本実施形態に係る回路部材の接合方法により接合された接合体１について説明する。図２（ｂ）に示すように、接合体１は、フレキシブル配線板２と、プリント配線板３と、回路接続用異方導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）４と、絶縁層６とを備えている。
【００１８】
フレキシブル配線板２は、基材（第１の基板）２ａと、回路電極（第１の回路電極）２ｂとを有する。基材２ａは、例えばポリイミドフィルムを用いることができ、基材２ａの高さｈ１は、例えば２５μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。回路電極２ｂは、例えばＣｕにＳｎメッキが施されて構成されており、基材２ａの主面上に形成されている。回路電極２ｂの高さｈ２は、例えば２５μｍ〜３０μｍ程度とすることができ、後述する回路電極３ｂの高さｈ４よりも低く設定されている。
【００１９】
プリント配線板３は、ガラス基板（第２の基板）３ａと、回路電極（第２の回路電極）３ｂとを有している。ガラス基板３ａの高さｈ３は、例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。回路電極３ｂは、例えばＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛：０．０５μｍ）上にＭｏ（モリブデン：５０ｎｍ）及びＣｒ（クロム：０．１５μｍ）を積層して構成された薄膜電極であり、ガラス基板３ａの主面上に形成されている。回路電極３ｂの高さｈ４は、例えば２０μｍ〜５０μｍとすることができ、回路電極２ｂの高さｈ２よりも高く設定されている。
【００２０】
回路接続用異方導電フィルム４は、熱硬化性接着剤４ａに導電性粒子４ｂを均一に分散したものである。回路接続用異方導電フィルム４は、力が加えられる厚み方向に導電性を発現するが面方向には導電性を発現しない異方導電性を有している。回路接続用異方導電フィルム４は、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とを接合する前の厚みｈ５が回路電極２ｂの高さのｈ２の０．５〜４倍の厚みを有しており、例えば１５μｍ〜２５μｍ程度とすることができる。
【００２１】
回路接続用異方導電フィルム４のうち回路電極２ｂと回路電極３ｂとの間以外の部分は、回路電極２ｂのうち隣り合う電極間及び回路電極３ｂのうち隣り合う電極間において基材２ａ側に充填されており、導電性粒子４ｂによって回路電極２ｂと回路電極３ｂとが電気的に接続されている。回路接続用異方導電フィルム４としては、導電性粒子４ｂを含有する接着フィルムであれれば特に限定なく使用することができる。なお、熱硬化性接着剤４ａに含まれる熱硬化樹脂としては、例えばアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェルール樹脂等を例示できる。
【００２２】
また、熱硬化性接着剤４ａは、熱硬化性樹脂以外の成分を含んでもよく、かかる成分としては、フィルム形成ポリマー、ラジカル重合開始剤、エポキシ硬化剤、シランカップリング剤、触媒、充填剤等を例示できる。また、導電性粒子４ｂとしては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属やカーボン粒子が挙げられる。
【００２３】
絶縁層６は、絶縁ペースト（ＮＣＰ：Non Conductive resin Paste）５から形成されている。絶縁ペースト５は、例えばウレタンアクリレートやビスフェノールＡ型エポキシアクリレート等が含有された導電性粒子を有さないペースト状の接続部材である。絶縁層６は、回路電極２ｂのうち隣り合う電極間及び回路電極３ｂのうち隣り合う電極間においてガラス基板３ａ側に充填されており、隣り合う回路電極２ｂ及び隣り合う回路電極３ｂを絶縁している。
【００２４】
（回路部材の接合方法）
続いて、上述した接合体１の接合方法について詳細に説明する。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示すように、フレキシブル配線板２及び回路接続用異方導電フィルム４を用意する。次に、回路接続用異方導電フィルム４を、フレキシブル配線板２の回路電極２ｂが形成されている主面上側に載置する。ここで、回路接続用異方導電フィルム４は、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とを接続する前の厚みｈ５が回路電極２ｂの高さｈ２の０．５〜４倍の厚みを有している。これにより、回路接続用異方導電フィルム４のうち回路電極２ｂと回路電極３ｂとの間の部分の、回路電極２ｂのうち隣り合う電極間及び回路電極３ｂのうち隣り合う電極間への排除、すなわち回路電極２ｂと基材２ａとの境界部分に形成される隅部Ｃへの追従が促進される。
【００２６】
そして、回路接続用異方導電フィルム４を加熱しながら、図１（ａ）に示す矢印方向に加圧し、図１（ｂ）に示すように、回路接続用異方導電フィルム４をフレキシブル配線板２に仮接続する。このとき、加熱温度は、回路接続用異方導電フィルム４を構成する熱硬化性樹脂が硬化しない温度、すなわち硬化を開始する温度よりも低い温度とする。
【００２７】
次いで、図１（ｃ）に示すように、プリント配線板３及び絶縁ペースト５を用意する。そして、絶縁ペースト５を、プリント配線板３の回路電極３ｂが形成されている主面上に載置する。このとき、絶縁ペースト５は、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とを接合する前の厚みｈ６が回路電極３ｂの高さのｈ４の１〜２０倍の厚みを有している。これにより、絶縁ペースト５の排除が促進されて回路電極３ｂのうち隣り合う電極間を絶縁ペースト５で確実に充填することができる。
【００２８】
続いて、図２（ａ）に示すように、回路接続用異方導電フィルム４が仮接続されたフレキシブル配線板２の回路電極２ｂを、プリント配線板３に向けるようにして絶縁ペースト５上に配置する。そして、回路接続用異方導電フィルム４及び絶縁ペースト５を加熱しながら、図２（ａ）に示す矢印方向に加圧（押圧）する。このときの加熱温度は、回路接続用異方導電フィルム４を構成する熱硬化樹脂及び絶縁ペースト５が硬化する温度とする。
【００２９】
これにより、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とによって回路接続用異方導電フィルム４が挟圧され、回路接続用異方導電フィルム４を介してフレキシブル配線板２とプリント配線板３とが接合されると共に、回路電極２ｂと回路電極３ｂとが電気的に接続される。また、絶縁ペースト５は、フレキシブル配線板２とプリント配線板３との押圧に伴い回路電極２ｂと回路電極３ｂとの間から排除され、回路電極２ｂ同士の間及び回路電極３ｂ同士の間に充填されて絶縁層６を形成する。このように、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とが接合され、図２（ｂ）に示す接合体１が構成される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る回路部材の接合方法では、回路電極２ｂの高さの０．５〜４倍の厚みを有する回路接続用異方導電フィルム４と絶縁ペースト５とにより、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とを接合している。これにより、フレキシブル配線板２とプリント配線板３とが回路接続用異方導電フィルム４及び絶縁ペースト５を介して押圧された際、薄く形成された回路接続用異方導電フィルム４は、回路電極２ｂ及び回路電極３ｂを接続すると共に、押圧により排除された絶縁ペースト５に押圧されて回路電極２ｂのうち隣り合う電極間において回路電極２ｂの表面形状に追従する。また、絶縁ペースト５は、回路電極３ｂうち隣り合う電極間へ排除され、回路電極３ｂの表面形状に追従するように充填される。このように、回路電極２ｂと回路電極３ｂとの間は、接着性を有する薄手の回路接続用異方導電フィルム４により接続されるため、接続信頼性の向上を図ることができる。また、回路電極２ｂ間のうち隣り合う電極間及び回路電極３ｂのうち隣り合う電極間は、回路接続用異方導電フィルム４及び絶縁ペースト５が充填され、回路電極２ｂ及び回路電極３ｂの表面形状に追従している。特に、絶縁ペースト５は、回路接続用異方導電フィルム４では追従し難い部分にまで十分に充填されるため、高い接合強度を得ることができる。以上のように、本発明に係る回路部材の接合方法では、回路部材同士の接合強度の向上を図り、且つ回路電極同士の接続信頼性の向上を図ることができる。
【００３１】
なお、回路電極２ｂと回路電極３ｂとの電気的接続の確保及び補強のために、導電性粒子を含有するペーストのみを用いてフレキシブル配線板２及びプリント配線板３を接合することも考えられる。しかし、ペーストは十分な接着性を有しておらず、また、ペーストは流動性を有しているため、回路電極２ｂ及び回路電極３ｂの接続部分において導電性粒子がペーストの流動に伴って移動し易く、ペーストの硬化時において回路電極２ｂ及び回路電極３ｂの間に導電性粒子が減少し安定的に存在しないといった問題が生じるおそれがある。そのため、回路電極２ｂと回路電極３ｂとの間において、かえって電気的に安定した接続が得られず接続信頼性が低下するといった問題が生じる。これに対して、回路接続用異方導電フィルム４と絶縁ペースト５とを用いた本発明の回路部材の接合方法では、回路電極２ｂ及び回路電極３ｂが回路接続用異方導電フィルム４にて接続されるため、接着性を確保でき且つ電気的に安定した接続を得ることができる。また、絶縁ペースト５にて隅部Ｃの接合が補強されるため、高い接合強度でフレキシブル配線板２及びプリント配線板３を接合することができる。
【００３２】
また、回路接続用異方導電フィルム４は、回路電極２ｂの高さｈ２の０．５〜４倍といったように厚みが薄く形成されている。回路接続用異方導電フィルム４が厚い場合、回路電極２ｂと回路電極３ｂとを接合することはできるが、基材２ａと回路電極２ｂとの境界部分に形成された隅部Ｃ（回路電極２ｂの表面形状）に沿うように追従させることが更に困難となる。そこで、回路接続用異方導電フィルム４の厚みを回路電極２ｂの高さｈ２の０．５〜４倍とすることで、フレキシブル配線板２とプリント配線板３との押圧により回路電極２ｂ間へ排除された際、基材２ａと回路電極２ｂとの境界部分に形成される隅部Ｃへの回路接続用異方導電フィルム４の追従を促進できる。その結果、十分な接合強度を確保することができる。
【００３３】
ここで、電極の高さが高くなると、回路接続用異方導電フィルム４を電極と基板との境界部分に形成される隅部Ｃに追従させることが更に困難となる。そこで、高さが高い回路電極３ｂが形成されたプリント配線板３側に絶縁ペースト５を配置することにより、回路電極３ｂとガラス基板３ａとにより深い位置に形成される隅部Ｃにまで絶縁ペースト５を充填でき、補強することができる。このように、高さの高い回路電極３ｂが形成されたプリント配線板３側に絶縁ペースト５を配置することは、補強の観点から特に有効である。
【００３４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フィルム状の第１の回路接続部材として回路接続用異方導電フィルム４を用いているが、フィルム状の回路接続部材としては、例えば非導電性フィルム（ＮＣＦ：Non Conductive resin Film）であってもよい。また、ペースト状の第２の回路接続部材としては、例えば異方導電ペースト（ＡＣＰ：AnisotropicConductive Paste）であってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、プリント配線板３の基板をガラス基板３ａとしているが、例えば金属配線を有するフレキシブルテープ、フレキシブル配線板等の有機基板、ガラス繊維強化エポキシ基板等のガラス繊維強化有機基板、あるいは、紙フェノール基板、セラミック基板、積層板等の配線基板を例示できる。また、第２の回路部材をプリント配線板３としているが、第２の回路部材は、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等であってもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、回路接続用異方導電フィルム４及び絶縁ペースト５によってフレキシブル配線板２とプリント配線板３とを接合していたが、フレキシブル配線板同士を接合してもよくプリント配線板同士を接合してもよい。また、これら以外の各種の回路部材同士を接合してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
２…フレキシブル配線板（第１の回路部材）、２ａ…基材（第１の基板）、２ｂ…回路電極（第１の回路電極）、３…プリント配線板（第２の回路部材）、３ａ…ガラス基板（第２の基板）、３ｂ…回路電極（第２の回路電極）、４…回路接続用異方導電フィルム（第１の回路接続部材）、５…絶縁ペースト（第２の回路接続部材）。
【図１】
2011181586.tif 000003
【図２】
2011181586.tif 000004