(57)【要約】【課題】配線板の導体の接続に異方導電樹脂を用い、対向する導体間に導電部を確実に形成して、所要の導体同士を低圧縮荷重で接続すると共にリペア性を高める。【解決手段】多孔質材からなり、厚さ方向に弾性を有する基膜に、厚さ方向に対向する第一面から第二面に貫通する導電部が設けられている絶縁樹脂フィルムと、前記絶縁樹脂フィルムの第一面に配置される第１接着フィルムと、前記絶縁樹脂フィルムの第二面に配置される第２接着フィルムとを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材からなり、厚さ方向に弾性を有する基膜に、厚さ方向に対向する第一面から第二面に貫通する導電部が設けられている絶縁樹脂フィルムと、
前記絶縁樹脂フィルムの第一面に配置される第１接着フィルムと、
前記絶縁樹脂フィルムの第二面に配置される第２接着フィルムと、
を備えていることを特徴とする異方導電シート。
【請求項２】
前記第２接着フィルムは前記第１接着フィルムおよび絶縁樹脂フィルムより加熱時の溶融粘度を低くしている請求項１に記載の異方導電シート。
【請求項３】
間隔をあけて設けた複数の導体配線を接続部とする配線板であって、前記接続部の表面に請求項１または請求項２に記載の異方導電シートを備えていることを特徴とする配線板。
【請求項４】
間隔をあけて設けた複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、間隔をあけて設けた複数の導体配線を第二の接続部とする第二の配線板との接続体であって、
前記第一の接続部と第二の接続部とを請求項１または請求項２に記載の異方導電シートで電気的に接続していることを特徴とする配線板接続体。
【請求項５】
前記第一の配線板はフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）で、前記第二の配線板は硬質プリント配線板（ＰＣＢ）からなり、
前記ＦＰＣは前記異方導電シートの第１接着フィルムで接着する一方、前記ＰＣＢと異方導電シートとは前記第２接着フィルムで接着している請求項４に記載の配線板接続体。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の配線板接続体の前記第一の配線板と第二の配線板の少なくともいずれか一方に電子部品が実装されていることを特徴とする配線板モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の配線板モジュールを内蔵している電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方導電シート、異方導電シートで接続された配線板体、配線板接続体および電装品モジュールに関し、携帯電話、カメラ等の小型化、薄型化される電子機器内において、特に、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）と硬質プリント配線板（ＰＣＢ）の電気接続に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子機器は高機能化されていると共に、薄型化、小型化、軽量化が促進されている。よって、これらの電子機器内に収容される配線板においては、導体ピッチが１ｍｍ以下、更には０．２ｍｍ以下と狭ピッチ化され、例えば、狭ピッチで導体を配線したＰＣＢからなる硬質の配線板に、ＦＰＣ、ＦＦＣ等からなる可撓性を有する配線板とを電気接続している。
【０００３】
この種の配線板の導体の電気接続方法としては、従来、主として下記の手法が採用されている。
（１）ＰＣＢに実装したコネクタ内の端子にＦＰＣの導体を差し込み接続する。
（２）絶縁被覆を剥離して露出させた接続部の導体同士を直接半田接続する（特開平８−１７２５９号公報等）。
（３）導体が露出させた接続部の導体同士を異方導電性接着剤を介して接続する（特開２００６−１７６７１６号公報等）。
前記（３）の異方導電性接着剤を用いる場合、絶縁樹脂中に導電性粒子を分散したフィルムまたはペーストを用い、加熱・加圧により対向配置する導体同士を接続している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７２５９号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記（１）のコネクタによる接続は配線板同士を簡単に接続することができ、また、接続後に外すことも容易である利点があるが、コネクタの筐体はかさ張り、部品の高密度化に対応することが困難である。また、コネクタのリード線を半田付けする必要があり、接続端子の狭ピッチ化への対応も困難である。
前記（２）の導体同士を直接半田接続する場合、電気信頼性が高く、且つ接続作業が容易な利点を有するが、狭ピッチの導体同士を直接半田で強固に固着すると共に、通常、隣接する導体間の絶縁部を熱硬化性樹脂で形成しているため、剥離性が悪い問題がある。よって、接続作業をやり直す（リペア）場合等において、剥離が容易でないため接続箇所に損傷が生じて、再利用出来なくなる問題がある。
【０００６】
前記（３）の異方導電性接着剤による接続では、プリント配線板同士を直接接続できるため部品の小型化できる。また、コネクタに比べると狭ピッチの接続にも対応可能である。異方導電性接着剤において、厚み方向に相対峙する接続端子間の抵抗（接続抵抗）を低くする導通性能と、面方向に隣合う接続端子間の抵抗（絶縁抵抗）を高くするという絶縁性能が必要とされている。しかし、接続ピッチが小さくなると接続端子の幅が狭くなり、接続に寄与する導電性粒子の数が少なくなることで接触抵抗が高くなる。これを解消するために異方導電性接着剤中の導電性粒子を多くすると、隣り合う接続端子間に存在する導電性粒子同士が接触してしまい、絶縁抵抗が低くなる。
【０００７】
また、特に、微細な接続端子を持つ配線板同士の接続作業においては、位置ずれ等を修復するために、一度接続したものを剥離して再度接続したいという要求がある。また、電気機器の修理を行う際に接続されて配線板同士を一旦剥離し、高価な部品が搭載されたＰＣＢを再利用したいという要求もある。
しかし、異方導電性接着剤は接続対象である配線板同士を接着するため永久接続となり、一度接続した後には容易に剥がすことができず、無理やり剥がすと配線板が破損することもある。リペア性を向上するために接着剤の接着力を低くすることも考えられるが、接着力を低くすると接続信頼性が低下する可能性がある。
【０００８】
さらに，部品を実装したＰＣＢの配線導体とＦＰＣやＦＦＣの配線導体とを異方導電接着剤等を用いて加熱加圧して接着する場合、従来の異方導電接着剤は接続のために高圧、高温でプレスする必要があり、ＰＣＢに負荷される圧縮荷重が大となる。
ＰＣＢでは電子部品や電気部品は実装してＰＣＢを完成した後に、ＦＰＣやＦＦＣ等の配線材と接続されるため、これら配線材と接続するＰＣＢの表面側と対向する背面側に部品が実装することは出来ない。部品実装用の治具を使用すれば背面側に部品を実装することは可能であるが、背面側にも高密度で回路および部品が実装される場合、治具を配置できるスペースは殆どなく、部品実装用の治具も細くならざるをえず、接続時にはかなり高い圧力がかかるため、圧縮荷重に耐えることは困難である。その結果、接続部の裏面に部品を実装することは困難となっている。
この点からも、異方導電性接着剤等を用いて加熱加圧して接続する場合に、ＰＣＢに高圧縮荷重が負荷されないにすること、即ち、低い圧力で接続できることが求められる。
【０００９】
本発明は、前記した問題に鑑みてなされたもので、
第一に、配線板の導体の接続に前記（３）の異方導電性接着剤を用いる場合と同様に、対向する導体配線間に導電部を確実に形成することができると共に、配線板の配線導体との接続時に配線板へ負荷される圧縮荷重を低減できる異方性導電フィルムを提供することを課題としている。
第二に、接続部における導体配線同士および絶縁樹脂同士を所要の接着力で接着できると共に、剥離時に導体配線に損傷が発生しないように剥離でき、リペア性の良い配線板接続体および、該配線板に部品を実装している配線板モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、第１の発明として、
多孔質材からなり、厚さ方向に弾性を有する基膜に、厚さ方向に対向する第一面から第二面に貫通する導電部が設けられている絶縁樹脂フィルムと、
前記絶縁樹脂フィルムの第一面に配置される第１接着フィルムと、
前記絶縁樹脂フィルムの第二面に配置される第２接着フィルムと、
を備えていることを特徴とする異方導電シートを提供している。
【００１１】
前記したように、従来の異方導電接着剤は、絶縁樹脂中に導電性粒子を分散させており、加熱、加圧して対向する端子間に導電性粒子をかみこませることで厚さ方向に導電性を付与しているが、本発明の異方導電シートは、絶縁樹脂フィルムの厚さ方向に貫通した導電部を設け、厚さ方向にのみ導電性を付与している。よって、狭ピッチの導体同士を接続する場合に、本発明の異方導電シートを介在させるだけで、確実に対向する導体同士を導通でき、隣接する導体間に短絡を発生させない。
また、本発明の異方導電シートは接続時の加熱温度によっても溶融しない形状保持力を有するものとし、かつ、基材として多孔質材を用いているため厚さ方向に弾性力を有するため、低い圧縮荷重で対向する接続端子間を接続することができる。
【００１２】
さらに、本発明の異方導電シートは、前記貫通した導電部を有する絶縁樹脂フィルムの対向する両面に第１、第２接着フィルムを配置したサンドイッチ構造とし、配線板との接着する機能は両側の第１、第２接着フィルムに持たせている。
この第１、第２接着フィルムは絶縁樹脂フィルムの両面に予めラミネートして貼り付けておいてもよいし、配線板の導体同士を接続する使用時において、絶縁樹脂フィルムの両面に第１、第２接着フィルムを貼り合わせてもよい。
前記第１、第２接着フィルムは絶縁樹脂フィルム全面に貼り合わせ、配線板と加熱・加圧して接着する時に、前記第１、第２接着フィルムは前記導電部の表面から流れて導電部を露出させて配線板の接続端子と直接に接触固着して電気接続すると共に、第１、第２接着フィルムで絶縁樹脂フィルムの基材と配線板の基材とを接着している。
【００１３】
このように、絶縁樹脂フィルムの両面に第１、第２接着フィルムを貼り合わせるように配置する構成とすると、接着剤を絶縁樹脂フィルムに含浸させたり、表面に塗布して接着層する必要はないため、絶縁樹脂フィルムへの接着剤の添加により絶縁樹脂フィルムが硬くなることはなく、多孔質材として弾性を持たせている機能が損なわれず、配線板への接着を低圧縮荷重で実現できる。
かつ、絶縁樹脂フィルムの物性に影響を与えることなく、両面の第１、第２接着フィルムに異なる接着特性を持たせることができる。
さらに、絶縁樹脂フィルムの両面の接着層を接着フィルムを貼り付けて形成すると、接着層の厚さを均一にできると共に厚さ調整も容易に行うことができる。
【００１４】
前記第２接着フィルムは前記第１接着フィルムおよび絶縁樹脂フィルムより加熱時の溶融粘度を低くしていることが好ましい。
即ち、厚さ方向に貫通した導電部を設けた絶縁樹脂フィルムの厚さ方向の両面に、接着力の強い第１接着フィルムと、リペア性に優れた第２接着フィルムを配置したサンドイッチ構造としていることが好ましい。
【００１５】
前記構成とすると、異方導電シートと接着した配線板を剥離する際、異方導電シートを加熱すると、加熱時の溶融粘度が絶縁樹脂フィルムの基材および第１接着フィルムの溶融粘度よりも低く設定した第２接着フィルム側で配線板から容易に剥離することができる。このとき、第１接着フィルムの粘度は低下せず、第１接着フィルムが絶縁樹脂フィルムおよび接着した配線板から剥離してしまうことがない。
即ち、本発明の異方導電シートでは、一面側の第１接着フィルムは接着力を大とする一方、他面側の第２接着フィルムでは容易に剥離できるようにしてリペア性を付与し、接着力とリペア性とを両立させている。
よって、異方導電シートの第１接着フィルムを第１配線板（例えばＦＰＣ）に接着する一方、第２接着フィルムを第２配線板（例えばＰＣＢ）に接着しておくと、加熱して剥離したときに、必ず第２接着フィルム側で剥離されるため、異方導電シートは第１配線板側に接着されたままとなり、第２配線板側に残らずに剥離でき、第２配線板を再利用することができる。
【００１６】
前記絶縁樹脂フィルムの基材は、貫通孔に充填する導電部を保持できる剛性を有すればよく、基材として、例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂が好適に用いられる。
特に、延伸多孔質ＰＴＦＥ膜は、弾性、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性、低アウトガス特性等に優れ、均一な孔径分布を有するため好適に用いられる。該延伸多孔質ＰＴＦＥ膜はフィブリルと該フィブリルによって互いに連結されたノードとからなる微細繊維状組織による多孔質構造をもつため、優れた弾力性を示し、また耐熱性にも優れ、導電部と配線板の導体との加熱接続時に溶融せず、形状保持力を有する。該延伸多孔質ＰＴＦＥ膜は、例えば特公昭４２−１３５６０号公報に記載の方法により製造することができる。
【００１７】
前記多孔質材からなり、厚さ方向に弾性を付与できる絶縁樹脂フィルムの基材としては、前記ＰＴＦＥの他に、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＦＴＥ）などのフッ素樹脂、及びポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、アラミド樹脂、などを使用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン樹脂、またはこれらの樹脂を架橋したものも使用することができる。これらの中でも弾力性が高く、耐熱性に優れるＰＴＦＥ樹脂、アラミド樹脂又はポリイミド樹脂が好ましい。これらの樹脂は一種で使用してもよいし、複数の樹脂を組み合わせてもよい。
【００１８】
前記多孔質の基材の気孔率は２０〜８０％であることが好ましい。また、平均孔径は１０μｍ以下であることが好ましく、貫通させた導電部をファインピッチ化する観点からは、平均孔径は１μｍ以下であることが更に好ましい。なお、気孔率とは多孔質体の総体積に体する全ての気孔の体積の割合をいい、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２に準拠して測定している。
【００１９】
前記第１接着フィルムは熱硬化性樹脂からなり、前記第２接着フィルムは熱可塑性樹脂単体、または熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂からなることが好ましい。
前記第１接着フィルムを形成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ、ＡＤ等を骨格とするビスフェノール型エポキシ樹脂等の他、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、更に硬化剤を添加してエポキシ樹脂を硬化架橋することが好ましい。このような硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド等、及びこれらの変性物が挙げられ、保存安定性の面から潜在性硬化剤が好ましい。
【００２０】
前記第２接着フィルムが熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とからなる場合、その割合は、熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂＝９：１〜７：３であることが好ましい。
この種の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が挙げられる。
【００２１】
前記絶縁樹脂フィルムと第１、第２接着フィルムの好適な組み合わせとしては、絶縁樹脂フィルムは多孔質ＰＴＦＥ樹脂、第１接着フィルムはエポキシ樹脂、第２接着フィルムはポリビニルアセタール樹脂とエポキシ樹脂とを９：１の割合で含む樹脂の組み合わせが挙げられる。
【００２２】
前記絶縁樹脂フィルムに設ける貫通した導電部は、接続する配線板の配線導体の幅以下とし、隣接する導体間に跨がないようにして導体間の短絡を防止している。
導電部は縦横方向に所要ピッチで設け、１つの導体に対して長さ方向の複数箇所で接続することが好ましい。
【００２３】
前記導電部は絶縁樹脂フィルムに貫通孔を穿設し、該貫通孔に導電性金属をメッキ、導電性ペーストを充填、導電性インクを塗布する等の方法で形成している。
【００２４】
前記貫通孔の形成方法としては、機械的に穿孔し、あるいは、化学エッチング法、熱分解法、レーザ光や軟Ｘ線照射により光アブレーション法、超音波法等が挙げられる。
前記貫通孔の形状は円形、多角形など任意であり、接続する導体配線の形状に対応して選択される。小径の貫通孔の場合は孔径は５〜１０００μｍ、好ましく５〜３０μｍ、比較的大径の貫通孔の場合は孔径は５０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜１５００μｍである。
【００２５】
前記貫通孔に充填して設ける導電部は、半田、半田ペースト、半田メッキあるいは他の金属メッキ、導電性樹脂ペーストから選択される１種以上の導電材で形成している。
前記導電材が半田ペーストや導電性樹脂ペーストの場合には貫通孔内にスクリーン印刷、ディスペンサ等で充填され、半田メッキや他の金属メッキの場合には貫通孔の内周面にメッキ層が形成される。
【００２６】
前記のように貫通孔に導体を充填して導電部を設けた異方導電シートを用いて接続する場合、前記導電部を配線板の接続端子と重ね合わせて配置し、加熱・加圧処理して接続し、第１、第２接着フィルムを流動させて隣接する接続端子間を埋めると共に、絶縁樹脂フィルムの基材と接続する配線板の基板とを接着している。
前記接着時において、絶縁樹脂フィルムの多孔質材からなる基材は厚み方向に弾力性があるため、導通部がある部分では大きく圧縮され、導通部が無い部分では小さく圧縮されて接続形状を保持し、圧縮された導通部によって配線板の接続端子と接続される。
前記構成とすることで、狭ピッチの接続端子を持つ配線端子との接続が可能であると共に、接続信頼性の高い異方導電膜が得られ、かつ、配線板の基板へ負荷される圧縮荷重を低減できる。
【００２７】
前記異方導電シートの製造方法としては、例えば、下記の方法が採用できる。
前記絶縁樹脂フィルムの基材に穿設した貫通孔と対応位置に開口を設けたマスクフィルムを配置し、あるいは前記絶縁樹脂フィルムとマスクフィルムを積層した後に貫通孔を設け、
ついで、前記貫通孔内に導電材を充填して導電部を形成し、
その後、前記マスクフィルムを剥離して、前記絶縁樹脂フィルムの貫通孔の開口端に導電部を露出した絶縁樹脂フィルムを作成する。
前記絶縁樹脂フィルムの厚さ方向両面に、前記第１、第２接着フィルムをラミネートとして貼り付ける。
なお、第１、第２接着フィルムを絶縁樹脂フィルムの両面にラミネートして予め貼り合わせることなく別体としておき、配線板との接着時に絶縁樹脂フィルムの両面に配置してもよい。
【００２８】
前記絶縁樹脂フィルムの基材に穿設した貫通孔内に導電材を充填して導電部を形成する工程は、半田ペーストや導電性樹脂ペーストをマスクフィルムの開口を通して貫通孔に充填し、あるいは、貫通孔の内面に電解メッキあるいは無電解メッキでメッキする等により形成している。
前記マスクフィルムとしては、離型性のよいＰＥＴフィルムが好適に用いられる。
前記のように、マスクフィルムを絶縁樹脂フィルムの表面に被せて、貫通孔に導電部を形成すると、該マスクフィルムの厚に対応した寸法で前記絶縁樹脂フィルムの表面より導電部を露出させることができる。
【００２９】
第２の発明として、間隔をあけて設けた複数の導体配線を接続部とする配線板であって、前記接続部の表面に前記した第１の発明の異方導電シートを備えていることを特徴とする配線板を提供している。
本発明で提供する前記配線板は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、硬質プリント配線板（ＰＣＢ）のいずれでもよく、これらの総称とする。
【００３０】
前記異方導電シートを接続部に固着した配線板では、配線板の隣接する導体間の絶縁樹脂部と、前記異方導電シートの第１接着フィルムまたは第２接着フィルムとが固着され、該固着部の剥離強度は前記導電部と導体配線との剥離強度よりも低く設定されていることが好ましい。
【００３１】
第３の発明として、間隔をあけて設けた複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、間隔をあけて設けた複数の導体配線を第二の接続部とする第二の配線板との接続体であって、
前記第一の接続部と第二の接続部とを前記した第１の発明の異方導電シートで電気的に接続していることを特徴とする配線板接続体を提供している。
【００３２】
例えば、前記第一の配線板はフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）で、前記第二の配線板は硬質プリント配線板（ＰＣＢ）からなり、
前記ＦＰＣと絶縁樹脂フィルムを前記第１接着フィルムで接着する一方、前記ＰＣＢと絶縁樹脂フィルムを前記第２フィルムで接着していることが好ましい。
【００３３】
前記ＦＰＣからなる第一の配線板とＰＣＢからなる第二の配線板とを異方導電シートを介在させて固着する方法は、例えば、異方導電シートをＦＰＣの端末接続部に仮接着させておき、これをＰＣＢの接続部に所要圧力で加圧して圧着し、ＦＰＣの配線導体とＰＣＢの配線導体とを異方導電シートの導電部の厚さ方向の両端に所要圧力で接触させ、ついで、所要温度で加熱して、異方導電シートの第１接着フィルムを硬化させると共に第２接着フィルムを溶融固化して、ＦＰＣとＰＣＢの絶縁樹脂部と接着している。
【００３４】
前記異方導電シートを介して接着したＦＰＣとＰＣＢとは、ＰＣＢに対してＦＰＣを９０度屈曲させ、配線導体の配線方向へと引張して剥離した状態において、１００℃での剥離強度が５００ｇ／ｃｍ以下としていることが好ましい。
この剥離時には、異方導電シートの第２接着フィルムの樹脂のガラス転移温度以上、または該樹脂の軟化点以上に加熱することが好ましい。
【００３５】
前記構成によれば、剥離時の加熱により第２接着フィルムが溶融し、異方導電シートとＰＣＢとの剥離強度が、異方導電シートとＦＰＣとの剥離強度よりも低くなる。このように、異方導電シートとＰＣＢとの剥離強度を低くすることで、剥離時におけるＰＣＢの損傷を防止、低減することができる。
前記のように、第一の配線板がＦＰＣ、第二の配線板がＰＣＢの場合に限定されず、第一と第二の配線板の両方がＦＰＣ、ＦＦＣであってもよく、さらに、ＦＦＣとＰＣＢであってもよい。
【００３６】
前記した異方導電シートを第一、第二配線板のいずれか一方に予め取り付けておく場合、ＦＰＣからなる第一の配線板に異方導電シートを取り付けておくことが好ましいが、ＰＣＢ側に異方導電シートを予め取り付けておいてもよい。
【００３７】
さらに、第４の発明として、前記した第３の発明の配線板接続体の前記第一の配線板と第
二の配線板の少なくともいずれか一方に部品が実装されていることを特徴とする配線板モジュールを提供している。
前記第一配線板と第二配線板の両方に電子部品を実装してもよい。
配線板モジュールは、前記第二配線板がＰＣＢからなる場合、該ＰＣＢの一面に前記異方性導電フィルムが接着されると共に、該異方性導電フィルムの接着側と対向するＰＣＢの背面側に部品が実装されている。
【００３８】
さらに、本発明は前記配線板モジュールを内蔵している電子機器を提供している。
前記のように、配線板モジュールとした場合、高密度に部品および回路パターンを形成できるため、ＰＣＢの小型化を図れ、配線板モジュール自体も小型化できる。
前記配線板モジュールを内蔵する電子機器としては、例えば、携帯電話機器、デジタルカメラやビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤー、ポータブルＤＶＤプレーヤ、ポータブルノートパソコン等の小型、軽量且つ薄型で携帯可能な電子機器が挙げられる。
【発明の効果】
【００３９】
上述したように、本発明の異方導電シートは、多孔質材で厚さ方向に弾性を有する基材に、厚さ方向に貫通した導電部を設けた絶縁樹脂フィルムの厚さ方向の両面に、第１、第２接着フィルムを配置したサンドイッチ形状とし、絶縁樹脂フィルムの多孔質基材に接着剤を含浸させたり、基材表面に接着剤を塗布していないため、多孔質基材の厚さ方向の弾性力を損なうことがない。よって、両面の第１、第２接着フィルムを用いて、導電部と接続する接続端子を備えた配線板の基板と接触する際に、低圧縮荷重で接続端子間を確実に接続でき、接続信頼性を高めることができる。
かつ、絶縁樹脂フィルムの両面に第１、第２接着フィルムを配置するため、これら第１、第２接着フィルムの接着力を変えることができ、一方の接着フィルムを接着力が強いものとし、他方の接着フィルムをリペア性に優れた接着フィルムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に本発明の第１実施形態の異方導電シートを示し、図２に異方導電シートの製造方法を示す。
【００４１】
図１（Ａ）に示す異方導電シート２０−１は、絶縁樹脂フィルム２１の両面に第１、第２接着フィルム２２Ａ、２２Ｂをラミネートして予め貼り合わせ、積層一体化している。
【００４２】
図１（Ｂ）に示す異方導電シート２０−２は、絶縁樹脂フィルム２１の両面に第１、第２接着フィルム２２Ａ、２２Ｂを予め貼り合わせておらず、配線板との接着時に、絶縁樹脂フィルム２１の両面に配置して接着し、配線板３０と４０との接続時に加熱・加圧することで、絶縁樹脂フィルム２１と積層一体化した状態となるものである。
【００４３】
前記絶縁樹脂フィルム２１は、延伸多孔質で厚さ方向に弾性を有する基材２１ａに間隔をあけて穿設された厚さ方向の貫通孔２１ｂを備え、貫通孔２１ｂの内周面に導電性金属をメッキにより付着させて導電部２３を形成している。該導電部２３の厚さ方向の両端を貫通孔２１ｂの開口端に露出させている。
【００４４】
本実施形態では、前記絶縁樹脂フィルム２１の基材２１ａとして延伸多孔質ＰＴＦＥを用い、貫通孔２１ｂに無電解メッキで付着させる導電性金属として銅を用い、銅メッキで導電部２３を形成している。
絶縁樹脂フィルム２１の厚さ方向の一面に貼り付ける第１接着フィルム２２Ａはエポキシ樹脂製のフィルムからなる。絶縁樹脂フィルム２１の他面に貼り付ける第２接着フィルム２２Ｂはポリビニルアセタール樹脂とエポキシ樹脂とを９：１の割合で含む樹脂からなり、該第２接着フィルム２２Ｂの加熱時の溶融粘度を絶縁樹脂フィルム２１および第１接着フィルム２２Ａの加熱時の溶融粘度よりも低くしている。
【００４５】
異方導電シート２０の絶縁樹脂フィルム２１に形成する導電部２３の径は、後述する配線板の導体配線の導体配線の幅および導体配線間の間隔幅より小さく設定し、１つの導体配線に複数の導電部が固着されるが、１つの導電部にはそれぞれ１つの導体配線だけが固着されるようにしている。これにより、接続しない導体間が導電部２３により短絡しないようにしている。
【００４６】
前記図１（Ａ）に示す異方導電シート２０−１の製造は、図２（Ａ）に示すように、まず、多孔質の基材２１ａに貫通孔２１ｂを穿設する。
ついで、図２（Ｂ）に示すように、貫通孔２１ｂと対向する開口２４ａを設けたＰＥＴフィルムからなるマスクフィルム２４を積層する。
ついで、図２（Ｃ）に示すように、貫通孔２１ｂ内にメッキを施して導電部２３を形成する。
その後、図２（Ｄ）に示すように、マスクフィルム２４を剥離し、絶縁樹脂フィルム２１の両面に導電部２３が突出した状態とする。
次いで、図２（Ｅ）に示すように、絶縁樹脂フィルム２１の厚さ方向の第一面２１ｃに第１接着フィルム２２Ａをラミネートし、第二面２１ｄに第２接着フィルム２２Ｂをラミネートする。
【００４７】
前記図１（Ｂ）に示す異方導電シート２０−２の導通部２３を有する絶縁樹脂フィルム２１の製造方法を前記図２（Ａ）〜（Ｄ）と同様である。
【００４８】
図３および図４に、第２実施形態の異方導電シートを用いて接続した配線板接続体の実施形態を示す。
前記異方導電シート２０（２０−１、２０−２）は、図３に示すように、第一の配線板であるフレキシブルプリント配線板３０（以下、ＦＰＣ３０と称す）の導体配線３２と、第二の配線板である硬質プリント配線板４０（以下、ＰＣＢ４０）の導体配線４２を、互いの接続部３３と４３において接続するために用いている。
【００４９】
詳細には、ＦＰＣ３０の導体３２とＰＣＢ４０の導体４２を、ＦＰＣ３０の接続部３３に設けた異方導電シート２０の導電部２３で電気的に接続及び接着すると共に、ＦＰＣ３０の絶縁樹脂フィルム３１とＰＣＢ４０の基板４１とを異方導電シート２０の第１接着フィルム２２Ａと第２接着フィルム２２Ｂで接着している。
異方導電シート２０の導電部２３の幅は、前記導体配線３２、４２の幅および導体配線３２、４２間の隙間幅よりも小さく設定して、１つの導体配線３２、４２に複数の導電部２３が固着されるが、１つの導電部２３にはそれぞれ１つの導体配線３２、４２だけが固着されるようにしている。
【００５０】
前記ＦＰＣ３０とＰＣＢ４０とを接続する場合、ＦＰＣ３０の接続部３３に前記第１、第２接着フィルム２２Ａ、２２Ｂを予め絶縁樹脂フィルム２１にラミネートした異方導電シート２０−１を取り付けていることが好ましい。
【００５１】
前記ＦＰＣ３０は、銅からなる導体配線３２が０．２ｍｍ以下のピッチで形成されており、これら導体３２の両面を絶縁樹脂フィルム３１で被覆している。該ＦＰＣ３０の端末位置において、一面側の絶縁樹脂フィルム３１が積層されておらず、導体３２を露出させた接続部３３を設けている。
【００５２】
前記接続部３３に異方導電シート２０−１の一方の第１接着フィルム２２Ａが接触するように異方導電シート２０−１を載置し、この状態で加圧すると共に加熱している。これにより、導体３２と異方導電シート２０−１の導電部２３を固着すると共に、第１接着フィルム２２Ａの溶融した樹脂を導体３２間の隙間および両側に充填し、さらに加熱することで充填した樹脂を硬化させて、該第１接着フィルム２２Ａと絶縁樹脂フィルム３１の導体３２間及び両側の絶縁樹脂部３１ａを固着している。
【００５３】
一方、ＦＰＣ３０と接続するＰＣＢ４０は、硬質のプリント基板４１の周縁の所要箇所に接続部４３を設けており、該接続部４３では基板表面に導体４２をＦＰＣ３０の導体３２と同一の０．２ｍｍ以下のピッチで配線している。
【００５４】
次に、前記ＦＰＣ３０とＰＣＢ４０とを図１（Ａ）に示す異方導電シート２０−１を用いて接続による配線板接続体１０の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、互いに導通させるＰＣＢ４０の導体４２とＦＰＣ３０の導体３２を対向させると共に、ＦＰＣ３０に設けた異方導電シート２０の第２接着フィルム２２ＢをＰＣＢ４０の接続部４３に接触させる。
次いで、ＦＰＣ３０とＰＣＢ４０を加圧すると共に加熱して、導体４２と異方導電シート２０−１の導電部２３を固着すると共に、溶融した第２接着フィルム２２Ｂを導体４２間の隙間および両側に充填して、該第２接着フィルム２２Ｂと基板４１の導体４２間及び両側の絶縁樹脂部４１ａを固着している。
【００５６】
前記構成からなる本発明の配線板では、異方導電シート２０−１は、絶縁樹脂フィルム２１の基材２１ａに貫通孔２１ｂをあけ、該貫通孔２１ｂに導電部２３を貫通させて厚さ方向にのみ導電性を付与しているため、狭ピッチの導体同士を接続する場合に、異方導電シート２０−１を介在させるだけで、確実に対向する導体同士を導通でき、隣接する導体間に短絡を発生させない。
【００５７】
一方、ＦＰＣ３０とＰＣＢ４０を剥離する必要が生じた場合には、第２接着フィルム２２Ｂを熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂により形成しているため、加熱することで第２接着フィルム２２Ｂを軟化させ、あるいは、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度で加熱して溶融させることで、ＰＣＢ４０から容易に剥離することができる。かつ、導電部２３も低融点金属で形成しているため、接着界面を溶融して容易に剥離することができる。
また、第１接着フィルム２２Ａは熱硬化性樹脂からなるため、加熱しても第１接着フィルム２２Ａの粘度は低下せず、第１接着フィルム２２Ａで剥離してしまうことがない。よって、ＦＰＣ３０とＰＣＢ４０を加熱して剥離したときに、必ず第２接着フィルム２２Ｂで剥離されるため、異方導電シート２０は第１接着フィルム２２Ａで接着されたＦＰＣ３０側に接着されたままとなり、ＰＣＢ４０側に残らずに剥離でき、ＰＣＢ４０を再利用することができる。
【００５８】
図４に、前記図１（Ｂ）に示す異方導電シート２０−２を用いてＦＰＣ３０とＰＣＢ４０とを接続する場合を示す。
絶縁樹脂シート２１とＦＰＣ３０との間に第１接着フィルム２２Ａを配置、絶縁樹脂シート２１とＰＣＢ４０との間に第２接着フィルム２２Ｂを配置して、前記と同様に加熱加圧している。
これにより、まず、異方導電シート２０−２を絶縁樹脂フィルム２１の両面に第１、第２接着フィルム２２Ａ、２２Ｂが貼り合わされた状態で固着され、ついで、第１、第２接着フィルム２２Ａ、２２Ｂが溶融した樹脂が、導体３２、４２間の隙間および両側に流れ、導電部２３の両端が導体３２、４２と接触して、該導電部２３を介してＦＰＣ３０の導体３２とＰＣＢ４０の導体４２が電気的に接続される。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５および図６に第３実施形態を示す。
第３実施形態は、前記異方導電シート２０を介して接続したＦＰＣ３０とＰＣＢ４０を備え、ＰＣＢ４０に電子部品５０を実装したプリント配線板モジュール１００からなる、
【００６０】
図５中において、４０−１はメインＰＣＢであり、該メインＰＣＢ４０−１の配線導体（図示せず）に複数のＦＰＣ３０−１〜３０−４の一端の配線導体（図示せず）を電気接続部Ｐ１〜Ｐ４で接続している。また、前記ＦＰＣ３０−１の他端の配線導体をサブＰＣＢ４０−２の配線導体と電気接続部Ｐ５で接続し、前記ＦＰＣ３０−２の他端の配線導体をサブＰＣＢ４０−３に電気接続部Ｐ６で接続している。該サブＰＣＢ４０−３にはＦＰＣ３０−５の一端を電気接続部Ｐ７で接続し、該ＦＰＣ３０−５の他端をインカメラ５５を実装したＰＣＢ４０−４と電気接続部Ｐ８で接続している。
前記ＦＰＣ３０−３の他端はメインディスプレイ５６と電気接続部Ｐ９で接続し、ＦＰＣ３０−４の他端はサブディスプレイ５７と電気接続部Ｐ１０で接続している。
さらに、メインＰＣＢ４０−１にコネクタ接続した配線６０をＰＣＢ４０−５にコネクタ接続し、該ＰＣＢ４０−５にも電気接続部Ｐ１１を介してＦＦＣ３０−６と接続し、該ＦＦＣ３０−６をＰＣＢ４０−６と接続している。図中、５９はアウトカメラである。
【００６１】
前記メインＰＣＢ４０−１および４０−５の基板４２には、その両面に、内蔵メモリ、ベースバンドＬＳＩ、電源制御ＩＣ、音源ＩＣ、ＲＦ受信ＬＳＩ、ＲＦ送信ＬＳＩ、スイッチＩＣ、パワーアンプ等の電子部品５３を実装している。
また、サブＰＣＰ４０−２、４０−３の基板にも所要の電子部品５３を実装している。
【００６２】
前記電気接続部Ｐ１〜Ｐ１１は、図６に示すＦＰＣ３０−１とメインＰＣＢ４０−１との電気接続部Ｐ１と同様に、ＦＰＣ３０に予め取り付けた異方導電シート２０をＰＣＢ４０に、前記したように、加圧、加熱して接続している。
【００６３】
前記異方導電シート２０をＰＣＢ４０に加圧加熱して接続する際、図６に示すように、ＰＣＢ４０の基板４２の背面側に実装した電子部品５３に負荷がかからないように、荷重受け治具５４を基板４２の背面に配置し、該荷重受け治具５４の支持部５４ａの上面を基板４２の背面に当接して支持している。
なお、基板４２の剛性により加圧を受け止め、背面に実装した電子部品５３に影響を与えない場合には、荷重受け治具５４を配置する必要はない。
【００６４】
前記荷重受け治具を配置する場合、異方導電シートの加圧力が大となり、基板４２へ負荷される圧縮荷重が高くなると、前記荷重受け治具５４の強度を高めるために、太く且つ突出量を大とする必要がある。しかしながら、荷重受け治具５４の支持部５４ａを太くすると占有面積が増大し、基板４２が大型化する。
しかしながら、本発明の異方導電シート２０では、前記のように、絶縁樹脂フィルム２１の厚さ方向に貫通した導電部２３を設け、該導電部２３を絶縁樹脂フィルム２１の表面に露出させているため、接着時の加圧力を低減でき、その結果、基板４２へ負荷される圧縮荷重を低くすることができる。
よって、前記基板４２の裏面に設ける荷重受け治具５４の耐圧強度を低減でき、該荷重受け治具５４の支持部５４ａを細くすることができ、基板４２の面積の増大を抑制できる。
【００６５】
前記のように、プリント基板モジュール１００には、異方導電シート２０により接続する電気接続部はＰ１〜Ｐ１１と多数箇所に存在し、これら異方性導電フィルム２０の接続部における基板４２の面積増大を抑制できると、プリント基板モジュール１００の全体がより小型化することができる。
【００６６】
前記第３実施形態は携帯電話機器に適用した場合であるが、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ポータブルオーディオプレーヤー、ポータブルＤＶＤプレーヤー等の携帯用の電子機器に適用した場合においても、小型化を促進することができる。  
【００６７】
なお、前記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は絶縁樹脂フィルムの両面に接着フィルムをラミネートした異方導電シート、（Ｂ）は絶縁樹脂フィルムに接着フィルムをラミネートしていない異方導電シートを示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は異方導電シートの製造方法を示す図面である。
【図３】本発明の第２実施形態の配線板接続体を示し、（Ａ）は製造過程の斜視図、（Ｂ）は長さ方向の断面図、（Ｃ）は幅方向の断面図である。
【図４】配線板接続体の製造方法を示す図面である。
【図５】本発明の第３実施形態の電装品モジュールを示す図面である。
【図６】フレキシブルプリント配線板と硬質プリント配線板の接続方法を示す図面である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  配線板接続体
２０  異方導電シート
２１  絶縁樹脂フィルム
２２Ａ  第１接着フィルム
２２Ｂ  第２接着フィルム
２３  導電部
２４  マスクフィルム
３０（３０−１〜３０−６）  フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
３２  導体
４０（４０−１〜４０−５）  硬質プリント配線板（ＰＣＢ）
４２  導体
５３  電子部品
１００  プリント配線板モジュール
【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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