(57)【要約】【課題】加熱加圧部材による緩衝材の劣化が少なく、伝熱性が良く、かつ、実装精度の高い第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続する回路板の製造方法を提供する。【解決手段】支持体と加熱加圧部材との間に、第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、該第一の接続端子と該第二の接続端子を対向させた状態で、配置し、該第一の接続端子と該第二の接続端子の間に異方導電性フィルムを介在させ、該加熱加圧部材を、加熱加圧することにより、該第一の接続端子を該第二の接続端子と電気的に接続する回路板の製造方法であって、該加熱加圧部材と該第一の回路部材との間に、緩衝材として、芳香族ポリイミド又は脂環式ポリイミドを含有し、かつ、ガラス転移温度が２００℃〜３５０℃であるポリイミドフィルムを介在させて、該加熱加圧を行うステップを含む、前記回路板の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と加熱加圧部材との間に、第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、該第一の接続端子と該第二の接続端子を対向させた状態で、配置し、該第一の接続端子と該第二の接続端子の間に異方導電性フィルムを介在させ、該加熱加圧部材を、加熱加圧することにより、該第一の接続端子を該第二の接続端子と電気的に接続する回路板の製造方法であって、該加熱加圧部材と該第一の回路部材との間に、緩衝材として、芳香族ポリイミド又は脂環式ポリイミドを含有し、かつ、ガラス転移温度が２００℃〜３５０℃であるポリイミドフィルムを介在させて、該加熱加圧を行うステップを含む、前記回路板の製造方法。
【請求項２】
前記ポリイミドフィルムの厚みが、1μｍ〜２００μｍである、請求項１に記載の回路板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方導電性フィルムを用いて基板、例えば、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を電気的に接続する回路板の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、緩衝材としてポリイミドフィルムを介在させて加熱加圧することにより接続端子同士を電気的に接続することを特徴とする、異方導電性フィルムを用いてＦＰＣを電気的に接続する回路板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶パネルなどにおいて、異方導電性フィルムを用いてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）同士を接続する際には、加熱加圧部材（ヘッド）によるＦＰＣのダメージを防止する意味と、加熱加圧部材からの荷重を分散させ、かつ、均一にするために、ＦＰＣと加熱加圧部材との間に、フィルム状の耐熱性緩衝材を、介在させてきた。緩衝材としては０．１〜０．３mm厚のシリコーンゴムや８０μｍ程度の厚みのテフロン（登録商標）などが公知であり、これらを1層又は2層重ねて用いる方法が採用されている。
【０００３】
しかしながら、緩衝材としてシリコーンゴムを用いた場合には、加熱加圧部材の温度が３００℃以上と高く、かつ、２〜５MPa程の高い圧力で繰り返し圧さえつけられるために、シリコーンゴムが劣化を起こし、例えば、シリコーンゴム中の熱伝導性を高めるためのカーボンフィラーが該シリコーンゴムから飛び出してＦＰＣ基材を汚してしまうなどの問題が度々生じていた。また、ＦＰＣ同士の接続時には、ＦＰＣと緩衝材との間の熱による伸びに差異があるためピッチずれを起こしやすいという問題もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、これらの従来技術の緩衝材に伴う問題を解決し、薄く、熱伝導性に優れ、耐熱性が良く、かつ、繰り返し高温加圧に耐えうる緩衝材を用いて加熱加圧することにより接続端子同士を電気的に接続することを特徴とする、異方導電性フィルムを用いて基板、例えば、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を電気的に接続する回路板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討し、実験を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
【０００６】
［１］支持体と加熱加圧部材との間に、第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、該第一の接続端子と該第二の接続端子を対向させた状態で、配置し、該第一の接続端子と該第二の接続端子の間に異方導電性フィルムを介在させ、該加熱加圧部材を、加熱加圧することにより、該第一の接続端子を該第二の接続端子と電気的に接続する回路板の製造方法であって、該加熱加圧部材と該第一の回路部材との間に、緩衝材として、芳香族ポリイミド又は脂環式ポリイミドを含有し、かつ、ガラス転移温度が２００℃〜３５０℃であるポリイミドフィルムを介在させて、該加熱加圧を行うステップを含む、前記回路板の製造方法。
【０００７】
［２］前記ポリイミドフィルムの厚みが、1μｍ〜２００μｍである、前記［１］に記載の回路板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明において異方導電性フィルムを用いてＦＰＣを電気的に接続する回路板の製造方法において、緩衝材としてポリイミドフィルムを使用することにより、高温状態の加熱加圧部材（ヘッド）からの熱を異方導電性フィルムに伝える際に、薄膜フィルムでありながら十分な耐熱性と熱伝導性が達成される。また、該緩衝材は、高温度での繰り返し加圧に耐えるものである。そのため、本発明は、従来使用されてきた厚膜のシリコーンゴムを緩衝材として使用する必要なく圧着時のゴミ発生等の問題が生じないなどの優れた利点を有する。
本発明において、緩衝材としてポリイミドフィルムを使用することにより、大型パネルなどの、高価で、異方導電性フィルム接続部分の長い加熱圧着においては、生産性や歩留まりが著しく向上される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、異方導電性フィルムを加熱接合する際に、圧着機の加熱加圧部材（ヘッド）と被接続体との間に少なくともポリイミドフィルムを1層以上挟みこむことを特徴とする異方導電性フィルムを用いてＦＰＣを電気的に接続する回路板の製造方法を提供する。
【００１０】
異方導電性フィルムを加熱圧着する部材（ヘッド）としては、セラミックス基材、金属成形体などの公知の加熱加圧ヘッドが挙げられる。被接続体は、例えば、ポリイミドのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）やシリコンチップ、他のチップ部品などが挙げられる。本発明においては、加熱ヘッドと被接続体の間にポリイミドフィルムを緩衝材として挟み込んで使用する。
【００１１】
本発明に係る方法においては、緩衝材としてポリイミドフィルムを用いるため耐熱性が高く、加熱圧着ヘッドを３００〜３５０℃程の高温に設定しても該ポリイミドフィルムの熱劣化が少ない。特に、最近の高生産性を重視するために短時間接続が要求され、そのために加熱圧着ヘッドも高温度にせざるをえない状況にある。かかる要求を満足するためにも緩衝材としてポリイミドフィルムを用いる本発明に係る方法は、緩衝材が耐熱性、及び伝熱性に優れる点で、従来技術の方法に比較して有利かつ格別顕著な効果を奏する。
【００１２】
前記したように、本発明は、異方導電性フィルムを加熱接合する際に、圧着機の加熱加圧部材（ヘッド）と被接続体との間に少なくともポリイミドフィルムを1層以上挟みこむことを特徴とするが、必要により、従来から使用されてきたシリコーンゴムシートやテフロン（登録商標）シートなどのフィルムをポリイミドフィルムと同時に重ねて用いることも可能である。
ポリイミドフィルムの厚みとしては、１〜２００μｍ程度が伝熱性とフィルム強度の点から好ましく、1μ厚み未満であると取り扱いが困難になり、一方、２００μｍを超える場合には、厚すぎて伝熱性が悪くなる。ポリイミドフィルムの厚みは、好ましくは５〜１５０μｍである。
【００１３】
ポリイミドフィルムは、適度な幅にスリットされ、リール状に巻き上げられたフィルムや、スリットされていないシートそのもので供給しても構わない。
本発明のポリイミドフィルムは、芳香族ポリイミド又は脂環式ポリイミドのいずれかを含有する。芳香族又は脂環式ポリイミドのいずれかであることにより、耐熱性に優れた効果を発揮する。特に異方導電性フィルムの接続方法時に透明性（光）を必要とする場合には脂環式ポリイミドフィルムを用いるのが好ましい。
【００１４】
また、高温度の加熱加圧ヘッドが直接触れるために、ポリイミドフィルムのガラス転移温度（Ｔg）は２００〜３５０℃である。ここで言うガラス転移温度とは、通常のTMAで測定（１０℃/分で昇温）したときの値である。耐熱の観点から２２０℃以上が好ましく、フィルムの製造の観点から３２０℃以下が好ましい。
ポリイミドの種類としては、フィルムのＴｇが２００℃〜３５０℃のものであれば特に限定されるものではない。該ポリイミドフィルムは、一旦原料である２官能性の酸無水物と２官能性のアミン化合物とから得られるポリアミド酸をポリイミドのフィルム状に成形することにより得られる。
２官能性の酸無水物としては、例えばテトラカルボン酸類二無水物や脂肪族テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
耐熱性の観点から、好ましくは、テトラカルボン酸二無水物などである。２官能性のアミン化合物としては、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミンなどが挙げられる。耐熱の観点から、好ましくは芳香族ジアミン好ましい。
【００１５】
ポリアミド酸の熱安定性を向上させるために、アミド酸の一部又は全部をエステル化してもよい。両原料の少なくとも一方に芳香族基又は脂環式基が含まれると、所望するポリイミドフィルムの高いＴｇが発現されるため好ましい。芳香族基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、フェニル基を含むものがより好ましい。脂環式基とは、例えばＲは炭素数４〜３９の４価の脂環式基を含むものがより好ましい。より高いＴｇを達成するために、３官能性以上の多官能原料を部分的に用いてもよい。３官能性以上の多官能原料としては、例えばトリアミン、テトラミンなどを含むものが挙げられる。
【００１６】
このようにして得られるポリアミド酸又はポリアミド酸エステル、いわゆるポリイミド前駆体といわれるポリマー、あるいは既にポリイミド体からなる骨格を構造中に有する可溶性ポリイミドといわれるポリマーを溶媒に溶かし、該ポリマー溶液をスピンコート法やキャスト法によりフィルム状に成型した後、加熱により溶媒を除去し、ポリイミド化せしめることによって、ポリイミドフィルムが得られる。
【００１７】
ポリイミドフィルムを得る別の方法としては、前記のポリイミド前駆体を加熱により直接溶融状態にしたものを、フィルム形状の口金から押し出すことによる方法も挙げられる。
上記のポイリイミドフィルムを加熱加圧ヘッドの下に直接挟み込むか、又はポリイミドフィルムをシリコーンゴムやテフロン（登録商標）フィルムと併せて使用することもできる。
本発明に係る異方導電性フィルムの接続方法は、液晶のパネル、プラズマパネルへのＦＰＣ接続や、フリップチップ接続などに用いるのが好ましい。また、最近の電子ペーパーパネルやフレキシブルデイスプレイへのＦＰＣの接続などの高伝熱性が必要な用途においても有効である。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例で用いたポリイミドフィルムA,B,Cは以下の通りである。
酸無水物としてはピロメリット酸二無水物を、ジアミンとしては４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを原料として作製したポリアミド酸を、溶剤に分散させ、次いでガラス基板上に塗布した。得られたポリアミド酸を一度２００℃前後で加熱して溶剤を除去した後に、ポリイミド前駆体フィルムを作製した。その後、３５０℃まで加熱してイミド結合を形成し、完全なポリイミドフィルムとした。
得られたポリイミドフィルムは、
ポリイミドフィルムＡ：15μｍ、Ｔｇ  ２５０℃、
ポリイミドフィルムＢ：38μｍ、Ｔｇ  ２６０℃、
ポリイミドフィルムＣ：80μｍ、Ｔｇ  ２７０℃、
であった。
【００１９】
＜実施例１〜３＞
上記ポリイミドフィルムＡ、Ｂ、Ｃを、異方導電性フィルム圧着機（ＴＦ２１５  大崎エンジニアリング製）の加熱加圧ヘッドとＦＰＣ（フレキシブル配線板）の間に挟みこんだ。
さらに、異方導電性フィルムをＦＰＣの銅配線３５μｍピッチとガラスパネルのITO配線３５μｍピッチとの間に挟んで加熱加圧ヘッド（３００、３２０℃設定）で加熱圧着した（3MPa）。
このとき、緩衝材の同じ箇所を、そのまま繰り返して10回使用した。
【００２０】
評価としては、ポリイミド緩衝材による十分な伝熱性があるかないかを、圧着後の異方導電性フィルムの電気特性（接続抵抗）により評価した。接続抵抗が１０Ω/端子以下である場合を「○」で、接続抵抗が１０Ω/端子を超え、十分な伝熱性が得られないた場合を「×」として評価した。また、緩衝材の加熱時の伸びによるＦＰＣ接続ピッチずれの評価として、加熱後のFPCの銅配線ピッチとITO配線ピッチとのずれが5μｍ以下である場合を「○」で、5μｍを超える場合を「×」として評価した。
【００２１】
また、１０回繰り返し圧着使用後のポリイミドフィルム緩衝材の外観劣化を肉眼観察した。
特に外観上変化がない場合を「○」で、外観変化がある場合を「×」として評価した。
実施例１ではポリイミドフィルムＡのみ、実施例２ではポリイミドフィルムＢのみ、実施例３でポリイミドフィルムＣのみを緩衝材として用いた。
【００２２】
ポリイミドフィルム 電気特性 ピッチずれ 外観変化
実施例１：Ａ                  ○          ○            ○
実施例２：Ｂ                  ○          ○            ○
実施例３：Ｃ                  ○          ○            ○
【００２３】
＜比較例１、２＞
緩衝材として、シリコーンゴム（富士高分子社製サーコム０．３mm厚）Ｄとテフロン（登録商標）フィルム80μｍ厚Ｅを用いて実施例１〜３と同じ評価を行なった
【００２４】
シリコーンゴム テフロン（登録商標） 電気特性 ピッチずれ 外観変化
比較例１：Ｄ                                    ×        ×          ×
比較例２：                Ｅ                    ○        ○          ×
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る異方導電性フィルムの接続方法は、電子ペーパー、ウエアラブルデイスプレイ、有機ＥＬや液晶のフレキシブルデイスプレイ、電子部品のフレキシブル基材への実装などを接続精度よくかつ高生産性で実装できる利点を有する。