JP2008117747A - 異方性導電膜及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品の小型化が可能であり、また狭ピッチの接続端子を持つプリント配線板の接続が可能であると共に接続信頼性が高い異方性導電膜、およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 電気絶縁性の基膜と、前記基膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で設けられた導通部を有する異方導電性接着シートであって、
前記基膜は、電気絶縁性の多孔質樹脂の一部又は全部に接着性樹脂を含浸させたものであることを特徴とする異方性導電膜。
【選択図】 図４

Description

本発明は配線板同士の接続や、配線板と電子部品との接続等に用いることができる異方性導電膜及びその製造方法に関するものである。

電子機器の構成部品として配線板が広く用いられている。配線板としては可撓性のあるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）及びフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と、マザーボードとも呼ばれる硬質のプリント配線板（ＰＣＢ）があり、用途に応じてＦＰＣとＦＰＣ、ＦＰＣとＦＦＣ、ＦＰＣとＰＣＢ、ＦＦＣとＰＣＢ等の組み合わせで接続して使用する。具体的には配線板の接続部として導体が露出した接続端子を設け、接続端子同士を接続することによって配線板同士を接続する。

このような接続端子の接続方法としては、半田付けによる接続、コネクタによる接続、異方導電性接着剤（ＡＣＦ）による接続等が使用されている。特許文献１には、ＺＩＦ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）と言われるコネクタが開示されている。ＺＩＦコネクタはＦＰＣ又はＦＦＣの先端の導体露出部（接続端子）をコネクタハウジング内部のコンタクト部まで挿入した後、外部から加えられる力によりＦＰＣ又はＦＦＣとコンタクトとを接触させる。

特許文献２にはエポキシ樹脂系の接着剤中に導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤が開示されている。異方導電性接着剤はフィルム状の絶縁性接着剤中に導電性粒子を分散させたシート状の接着剤であり、接続対象の間に挟まれ、加熱、加圧されて接続対象を接着する。すなわち、加熱、加圧により絶縁性接着剤が流動して、接続端子を構成する導体配線間の間隙を封止すると同時に、導電性粒子の一部が相対峙する接続端子（導体配線）間に噛み込まれて電気的接続が達成される。

一方、特許文献３には、電気絶縁性の多孔質樹脂膜を基膜とし、該基膜の複数箇所に第一表面から第二表面にかけて厚み方向に貫通する複数の貫通孔を設け、次いで、各貫通孔内壁面の樹脂部に導電性金属を付着させて導通部を形成した異方性導電膜が開示されている。この異方性導電膜は、半導体チップやウェハー、パッケージ、基板などの電気特性検査において被検査体電極と検査電極とのコンタクト剤として用いられるものである。この異方性導電膜は膜厚方向に弾力性があり、接続対象となる導体配線間に挟んで圧縮荷重をかけることで膜厚方向に導通し、接続対象となる電極同士を電気的に接続する。
特公平６−６５０９０号公報 特開２００６−１７６７１６号公報 特開２００４−２６５８４４号公報

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、また接続後にはずすことも容易であるという利点があるが、コネクタの筐体が嵩張り、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。

これに対し、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、部品を小型化できる。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は、厚み方向に相対峙する接続端子間の抵抗（接続抵抗）を低くするという導通性能と、面方向に隣り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続抵抗が高くなる。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。

接続端子の狭ピッチ化に対応するため、針状の導電性粒子を膜の厚み方向に配向した異方導電性接着剤を使用することが考えられる。しかし加熱時の流動性が高い樹脂を使用すると接続時の加熱、加圧や、高温使用時に針状の導電性粒子が動いて配向が乱れる可能性があり、接続信頼性が低下する場合がある。このため加熱時の流動性が低い樹脂を使用する必要があるが、流動性の低い樹脂は接着力が弱くなり、接着力と流動性を両立するために使用できる樹脂が限られる。

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（リペア）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た配線板同士をいったん剥離し、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せず、無理矢理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。

特許文献３に記載しているような異方性導電膜は検査用に使用するものであり、配線板同士を直接接続するためには、別途両者を圧着するための部品が必要となる。

本発明は上記の問題に鑑み、部品の小型化が可能であり、また狭ピッチの接続端子を持つ配線板の接続が可能であると共に接続信頼性が高い異方性導電膜、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、電気絶縁性の基膜と、前記基膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で設けられた導通部を有する異方導電性接着シートであって、
前記基膜は、電気絶縁性の多孔質樹脂の一部又は全部に接着性樹脂を含浸させたものであることを特徴とする異方性導電膜である。（請求項１）。

図１に本発明の異方性導電膜の一例を示す斜視模式図を、また図１のＡ−Ａ’断面を図２に模式的に示す。導通部２は基膜１の第一表面から第二表面に貫通する状態で設けられる。導通部２は、図２ａに示すような状態で設けても良いし、図２ｂに示すように、基膜１の第一表面から第二表面に貫通する貫通孔の壁面に形成しても良い。導通部が基膜を貫通しているので膜の厚み方向の導電性が高くなり、対向する導体配線（接続端子）間を確実に接続することができる。なお接続端子とは導体配線の一部分であり、接続対象の接続端子と電気的に接続できるように導体配線を露出した部分である。

基膜１は、電気絶縁性の多孔質樹脂の一部又は全部に接着性樹脂を含浸させたものである。基膜を構成する多孔質樹脂は接続時の加熱温度によっても溶融せず、膜の形状を保持することができる。また多孔質構造を持つため弾力性が高く、低い圧縮荷重で対向する接続端子間を接続できる。多孔質樹脂に含浸された接着性樹脂は接続時の加熱温度で溶融し、接続対象となる接続部同士を接着させる。

配線板同士を接続する場合、図３に示すように、異方性導電膜４を介在させて、接続対象である配線板５、１２を対向配置する。この時配線板５の接続部にある接続端子６、７と、配線板１２の接続部にある接続端子９、１０が対向するように配置して重ね合わせる。次いで加熱、加圧処理をすることで接着性樹脂が流動して隣接する接続端子６、７の間隙及び９、１０の間隙を埋めると共に接続部の基材８と基材１０を接着する。図４は接続後の状態を示すものである。基膜を構成する多孔質樹脂は厚み方向に弾力性があるので、接続端子がある部分では大きく圧縮され、接続端子が無い部分では小さく圧縮されて接続形状を保持する。さらに圧縮された導通部によって接続端子６と９、７と１０が電気的に接続され、配線板５と配線板１２が接続する。このような構成とすることで、狭ピッチの接続端子を持つ配線板の接続が可能であると共に接続信頼性が高い異方性導電膜が得られる。

請求項２に記載の発明は、前記導通部が、前記多孔質樹脂に導電性金属が付着したものであることを特徴とする請求項１に記載の異方性導電膜である。図５に多孔質構造を持つ樹脂１３の表面に導電性金属１４が付着した状態の断面模式図を示す。このような構造を取ることで導通部は多孔質構造となり、導通部の弾力性が向上することから低圧縮荷重でも接続端子間を確実に接続することが可能となり、接続信頼性に優れる。

請求項３に記載の発明は、前記接着性樹脂が熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の異方性導電膜である。熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を併用することで接着力とリペア性を両立できる異方性導電膜が得られる。

請求項４に記載の発明は、前記接着性樹脂が熱硬化性樹脂を含み、熱硬化性樹脂の一部が硬化していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の異方性導電膜である。熱硬化性樹脂の一部があらかじめ硬化しているため接続時の硬化反応が早く進み、接続時間を短縮したり接続温度を低くすることができる。

請求項５に記載の発明は、前記多孔質樹脂の第一の表面を含む表層部及び第二表面を含む表層部に接着性樹脂が含浸されており、前記基膜の膜厚方向の中間部に、前記接着性樹脂が含浸されていない部分を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の異方性導電膜である。接続時に接着性樹脂が流動するが、接続端子の上に接着性樹脂が多く残ると接続抵抗が高くなってしまう。膜厚方向の中間部に接着性樹脂が含浸されていない部分があると、接着性樹脂は接続時に膜の中央部（接着性樹脂が含浸されていない部分）に流動することができ、接続端子の表面上に残る接着性樹脂が少なくなる。よって、接続端子間の導通性をより高くすることができる。

請求項６に記載の発明は、前記多孔質樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の異方性導電膜である。多孔質ポリテトラフルオロエチレン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持つため優れた弾力性を示し、また耐熱性にも優れるからである。

請求項７に記載の発明は、多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で前記多孔質樹脂膜の樹脂部に導電性金属を付着させて、第一表面から第二表面に貫通する導通部を形成する工程、及び前記多孔質樹脂膜に接着性樹脂を含浸させる工程、を有することを特徴とする異方性導電膜の製造方法である。多孔質樹脂膜の樹脂部に導電性金属を付着させることで、弾力性に優れる導通部を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、前記導通部を形成する工程は、前記多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する貫通孔を形成する工程、及び前記貫通孔の壁面の樹脂に導電性金属を付着させる工程、を有することを特徴とする請求項７に記載の異方性導電膜の製造方法である。基膜を構成する多孔質樹脂膜に貫通孔を形成し、貫通孔の壁面の樹脂に導電性金属を付着させることで導通部を微細化することができ、ファインピッチの接続端子間の接続が可能となる。

請求項９に記載の発明は、多孔質樹脂膜を複数枚積層する工程、積層した多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する貫通孔を形成する工程、前記貫通孔の壁面の樹脂に導電性金属を付着させる工程、前記多孔質樹脂膜に接着性樹脂を含浸させる工程、及び積層した多孔質樹脂膜を剥離する工程、を有することを特徴とする異方性導電膜の製造方法である。複数の多孔質樹脂膜を一度に処理することができ、製造コストを低くすることができる。

請求項１０に記載の発明は、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１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜を有する配線板である。なお、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）を配線板と総称する。異方性導電膜は接続部の表面に接着又は仮接着しておく。あらかじめ異方性導電膜が接着しているので、接続対象となる第二の配線板との接続が容易になる。

請求項１１に記載の発明は、複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、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前記第二の接続部が、請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜で電気的に接続されていることを特徴とする、配線板接続体である。請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜により接続されているため、部品の小型化が可能であり、また狭ピッチの接続端子間を持つ配線板同士の接続が可能であると共に接続信頼性が高い配線板接続体が得られる。

請求項１２に記載の発明は、複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、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前記第二の接続部が、請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜で電気的に接続されており、前記第一の配線板及び前記第二の配線板の少なくとも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である。

図６は本発明の配線板モジュールの一例を示す模式図である。第一の配線板である硬質プリント配線板（ＰＣＢ）１５に種々の電子部品１８が実装されてメイン基板を形成しており、ここに第二の配線板であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１６ａ、１６ｂ、１６ｃが接続されている。ＦＰＣ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの少なくとも一つとＰＣＢ１５が本発明の異方性導電膜（図示しない）で接続される。ＦＰＣは１６ａのように単独で配線板１５に接続されていても良いし、１６ｂのように更に別のＰＣＢ１７ａと接続されていても良い。また１６ｃのように別のＰＣＢ１７ｂとＦＰＣ１６ｄを介してＰＣＢ１７ｃと接続することもできる。更にＰＣＢ１７ａ、１７ｂ、１７ｃに電子部品１８を実装することもできる。電子部品１８はＰＣＢの裏面に実装することもできる。このような配線板モジュールは例えば携帯電話の部品として使用することができる。

配線板に実装される電子部品としては、ＩＣ、マイクロカメラ、ディスプレイ等が例示される。配線板への電子部品の実装は配線板同士の接続前に行われることが多く、接続時に位置ずれ等が起こると高価な電子部品を実装した配線板を再度利用できなくなる。本発明の配線板モジュールは接続部分のリペア性に優れるため、部品を実装した配線板を再利用することができる。また本発明の異方性導電膜を使用することで接続部分を小さくでき、配線板モジュールを薄型化、小型化できる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の配線板モジュールを有する電子機器である。配線板モジュールは携帯電話、カメラ、ＰＤＡ等の電子機器の部品として使用される。配線板モジュールを小型化できることで電子機器の薄型化、小型化が可能となる。

本発明は、部品の小型化が可能であり、また狭ピッチの接続端子を持つ配線板の接続が可能であると共に接続信頼性が高い異方性導電膜、およびその製造方法を提供する。

本発明の基膜を構成する多孔質樹脂としては、多孔質構造を持つポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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良いし、複数の樹脂を組み合わせても良い。

特に延伸法により得られた延伸多孔質ＰＴＦＥ膜は、弾性、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性、低アウトガス特性などに優れ、しかも均一な孔径分布を持つため、基膜を構成する材料として好ましい。延伸多孔質ＰＴＦＥ膜は、非常に細かいフィブリルと、該フィブリルによって互いに連結されたノードからなる微細組織を有しており、この微細網目状構造が多孔質構造を形成している。

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。まずＰＴＦＥの未焼結粉末に液体潤滑剤を混合し、ラム押し出しによってチューブ状または板状に押し出す。厚みの薄いフィルムまたはシートが所望の場合は圧延ロールによって板状体の圧延を行う。押出圧延工程の後、必要に応じて押出品または圧延品から液体潤滑剤を除去する。こうして得られた押出品または圧延品を一軸方向に延伸すると、未焼結の延伸多孔質ＰＴＦＥ膜が膜状で得られる。未焼結の延伸多孔質ＰＴＦＥ膜を、収縮が起こらないように固定しながらＰＴＦＥの融点である３２７℃以上の温度に加熱して、延伸した構造を焼結・固定すると、強度の高い延伸多孔質ＰＴＦＥ膜が得られる。延伸多孔質ＰＴＦＥ膜がチューブ状である場合には、チューブを切り開くことにより平らな膜にすることができる。得られた延伸多孔質ＰＴＦＥ膜をそのまま、又は複数の膜を積層して使用する。

多孔質ＰＴＦＥ樹脂の気孔率は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、導通部のファインピッチ化の観点からは、平均孔径が１μｍ以下であることがより好ましい。なお気孔率とは多孔質体の総体積に対する全ての気孔の体積の割合をいい、ＡＳＴＭ Ｄ−７９２に従って基膜の密度を測定することで求めることができる。

多孔質樹脂の厚みは使用目的や使用箇所等に応じて適宜選択することができるが、好ましくは５〜５００μｍ、より好ましくは１０〜２００μｍ、特に好ましくは１０〜１００μｍである。

本発明に用いる接着性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の種々の樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を併用すると、特性のバランスが取れて好ましい。熱硬化性樹脂により高い接着性及び接続後の信頼性が得られる一方、熱可塑性樹脂は加熱すると軟化するので、リペア性が向上する。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例示され、熱可塑性樹脂としては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、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等が例示される。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましく、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例示される。また高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂を用いることもできる。

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合、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例示され、保存安定性の面から潜在性硬化剤が好ましい。

接着性樹脂は前記の各成分を混合することにより得られる。各成分を溶媒に溶解して液状とし、前記多孔質樹脂に含浸させた後、必要に応じて溶媒を乾燥したものを基膜とする。接着性樹脂の含浸は導通部の形成後に行っても良いし、接着性樹脂を含浸した後に導通部を形成しても良い。

本発明では、基膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で導通部を設ける。導通部は後で説明するように、基膜の構成材料である多孔質樹脂に形成することが好ましいが、接着性樹脂を含浸した後の基膜に対して導通部を形成しても良い。この場合は、例えば基膜に貫通孔を設け、貫通孔中にメッキ、導電性ペーストの充填、導電性インクの塗布、等の方法で導電性金属を付着させる。

多孔質樹脂膜に導通部を形成してから接着性樹脂を含浸させる異方性導電膜の製造方法について説明する。導電性金属を付着させる方法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、無電解めっき法などが挙げられるが、多孔質構造の樹脂部に導電性金属を析出させて付着させるには無電解めっき法が好ましい。

導電性金属の付着量を適度に制御することによって導通部での多孔質構造を保持することができる。導電性金属が多孔質構造の樹脂部の表面に沿って付着しているため、導電性金属層は樹脂の多孔質構造と一体となり、その結果導電部は多孔質構造となる。そのため、例えば基膜中に貫通孔を設けた後に導電性ペーストを充填して形成した導電部に比べて弾力性が高く、接続端子の高さばらつきがあっても高さばらつきに追随して導通部が圧縮され、接続信頼性が向上する。

導通部を形成するには導電性金属を付着する位置を特定する必要がある。導電性金属を付着させる位置を特定する方法としては、たとえば多孔質樹脂膜に液体レジストを含浸させてパターン状に露光し、現像してレジスト除去部を導電性金属の付着位置とする方法がある。また多孔質樹脂膜の特定位置の膜厚方向に貫通孔を形成して、該貫通孔の壁面を導電性金属の付着位置とすることもできる。前者の方法では多孔質樹脂膜の表面のみから導通部を形成するため、導通部の径が小さいと、例えば無電解めっきのように液相処理を行う場合には、処理液が膜の内部まで浸漬し難い。これに対し後者の方法では貫通孔の壁面から処理液を浸漬させることができるため、導通部の径が小さくなっても効率よく導電部を形成でき、ファインピッチ対応可能な異方性導電膜を作成できる。

多孔質樹脂膜の特定位置の膜厚方向に貫通孔を形成する方法としては、機械的に穿孔する方法の他、化学エッチング法、熱分解法、レーザ光や軟Ｘ線照射によるアブレーション法（光アブレーション法）、超音波法などが挙げられる。多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂を含む基膜を使用する場合には、特に光アブレーション法及び超音波法が好ましい。

光アブレーション法により貫通孔を形成する場合は、所定のパターン状にそれぞれの独立した複数の光透過部（開口部）を有する光遮蔽シートを介して基膜の表面に光を照射することにより、パターン状の貫通孔を形成する方法を採用することが好ましい。光遮蔽シートの複数の開口部より光が透過して、積層体の被照射箇所がエッチングされて貫通孔が形成される。この方法によれば比較的小さな直径を有する貫通孔を形成することができる。光アブレーション法の照射光としては、シンクロトロン放射光又は波長２５０μｍ以下のレーザ光が好ましい。

超音波法では、先端部に少なくとも１本の振動子を有する超音波ヘッドを用いて、積層体に超音波エネルギーを加えることにより、パターン状の貫通孔を形成する。振動子の先端が接触した近傍のみに超音波エネルギーが加えられ、超音波による振動エネルギーによって局所的に温度が上昇し、容易に樹脂が切断、除去されて貫通孔が形成される。

貫通孔の形成に際し、多孔質樹脂の多孔質構造内にポリメチルメタクリレートなどの可溶性ポリマーまたはパラフィンを溶液または溶融状態で含浸させ、固化させてから穿孔する方法を採用することもできる。この方法によれば、貫通孔の壁面における多孔質構造を保持しやすいので好ましい。穿孔後、可溶性ポリマーまたはバラフィンは、溶解もしくは溶融させて除去することができる。

貫通孔の形状は円形、星形、多角形など任意である。貫通孔の孔径は検査対象となる導体配線の形状に合わせて任意に選択することができ、小径の貫通孔の場合には通常５〜１０００μｍ、好ましくは５〜３０μｍとする。また比較的大径の貫通孔の場合には、貫通孔の孔径を５０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜１５００μｍとする。

貫通孔の壁面の多孔質構造の樹脂部に導電性金属を析出させて付着させるには無電解めっき法が好ましい。無電解めっき法では、通常、めっきを析出させたい箇所に化学還元反応を促進する触媒を付与する必要がある。触媒としては、塩化スズ−塩化パラジウムコロイド溶液等を用いることができる。また触媒を付与する前に、エタノールや界面活性剤等で基膜を前処理しておくことが好ましい。

触媒を付与した後、無電解めっき法により貫通孔の壁面に導電性金属を析出させ、導電部を形成する。無電解めっき時間を制御することにより適度なめっき量とし、多孔質構造の樹脂の弾力性を保持したまま弾力性を与えることができる。導電性金属としては銅、ニッケル、ニッケル合金、タングステン、銀、白金、金などが挙げられるが、特に高導電性が必要な場合は金又は銅を使用することが好ましい。

また導通部は、酸化防止及び電気的接触性を高めるため、酸化防止剤を使用するか、貴金属または貴金属の合金で被覆しておくことが好ましい。貴金属としては、電気抵抗の小さい点でパラジウム、ロジウム、金が好ましい。貴金属等の被覆層の厚さは０．００５〜０．５μｍが好ましく、さらに好ましい範囲は０．０１〜０．１μｍである。

導通部を形成した多孔質樹脂膜に接着性樹脂溶液を含浸させる。接着性樹脂の含浸量は含浸させる時間、温度等によって適宜選択できる。また接着性樹脂溶液は膜の表面からしみ込んでいくので、含浸させる時間を制御することで膜の表面を含む表層部にのみ接着性樹脂を含浸させることができる。また接着性樹脂の含浸後、導通部の表面に接着性樹脂が多く付着していると、接続時の導通が低下する可能性がある。このため、接着性樹脂を含浸後、膜の表面に残っている接着性樹脂をヘラ等で除去して、導通部の表面を露出させておくことが好ましい。

その後溶媒を乾燥等により除去することにより異方性導電膜が得られる。接着性樹脂中に熱硬化性成分を含む場合、乾燥時の熱によって熱硬化性樹脂の一部を硬化させておくと、接続時の反応が進みやすくなり、接続時間を短縮したり接続温度を低くすることができる。

得られた異方性導電膜は、接続対象となる配線板の接続部の間に挟み込み、加熱加圧されることで配線板同士を接続する。あらかじめ一方の配線板の接続部の表面に異方性導電膜を貼り合わせておくこともできる。この場合、一方の配線板の接続部の表面に異方性導電膜を載置し、加熱して仮接着しておく。

次に発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。実施例は本発明の範囲を限定するものではない。

（導通部の形成）
延伸多孔質ＰＴＦＥ膜（孔径０．１μｍ、気孔率（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）６０％、膜厚１２０μｍ、１０ｃｍ×１０ｃｍ）の両面に、マスク層として延伸多孔質ＰＴＦＥ膜（孔径０．１μｍ、気孔率（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）６０％、膜厚３０μｍ、１０ｃｍ×１０ｃｍ）を重ね合わせ、これを厚さ３ｍｍのステンレス板２枚の間に挟み、ステンレス板の荷重と共に３５０℃で３０分加熱して積層体を作製した。

次いで、開口率９％、開口径１０μｍφ、ピッチ３０μｍで均等配列に開口したタングステンシートを積層体の片面に重ねてシンクロトロン放射光を照射して、孔径１０μｍφ、ピッチ３０μｍで均等に配列した貫通孔４を形成した。

貫通孔を形成した積層体をエタノールに１分間浸漬して親水化した後、１００ｍｌ／Ｌに希釈したメルテックス（株）製メルプレートＰＣ−３２１に６０℃で４分間浸漬し脱脂処理を行った。さらに積層体を１０％硫酸に１分間浸漬した後、プレディップとして０．８％塩酸にメルテックス（株）製エンプレートＰＣ−２３６を１８０ｇ／Ｌの割合で溶解した液に２分間浸漬した。

さらに積層体を触媒付与液（メルテックス（株）製エンプレートアクチベータ４４４を３％、エンプレートアクチベータアディティブを１％、塩酸を３％溶解した水溶液にメルテックス（株）製エンプレートＰＣ−２３６を１５０ｇ／Ｌの割合で溶解した液）に５分間浸漬し、触媒粒子を貫通孔の壁面に付着させた。

次に積層体をメルテックス（株）製エンプレートＰＡ−３６０の５％溶液に５分間浸漬し、パラジウム触媒核の活性化を行う。その後マスク層３を剥離して貫通孔の壁面のみに触媒パラジウム粒子が付着した多孔質樹脂膜を得た。

メルテックス（株）製メルプレートＣｕ−３０００Ａ、メルプレートＣｕ−３０００Ｂ、メルプレートＣｕ−３０００Ｃ、メルプレートＣｕ−３０００Ｄをそれぞれ５％、メルプレート３０００−スタビライザーを０．１％で建浴した無電解銅めっき液に、エアー攪拌を行いながら上記多孔質樹脂膜を２０分間浸漬して、１０μｍφの貫通孔の壁面のみに銅粒子を析出させる。さらに、５ｍｌ／Ｌで建浴したメルテックス（株）製エンテックＣｕ−５６に３０秒間浸漬して防錆処理して貫通孔の壁面に導通部を形成した。

（接着性樹脂溶液の含浸）
熱可塑性成分として分子量約４００００のポリビニルブチラール樹脂をセロソルブアセテートに溶解し、固形分９％の溶液とした。また熱硬化性成分としてエポキシ樹脂と潜在性硬化剤が混合した溶液（旭化成エポキシ（株）製、ノバキュアＨＸ３９４１）を準備した。熱可塑性成分と熱硬化性成分を熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂＝９：１の割合で混合した溶液に、導通部を形成した多孔質ＰＴＦＥ膜を室温で２４時間浸漬し、これを１２０℃で１０分乾燥して異方性導電膜を得た。

（異方性導電膜の評価）
５００μｍピッチ（配線幅１５０μｍ、配線間３５０μｍ）の導体配線が１６本形成された硬質プリント配線板（基材：ガラスエポキシ）及びフレキシブルプリント配線板（基材：ポリイミド）を準備した。２枚のプリント配線板の間に、３ｍｍ×８ｍｍに切断した上記の異方性導電膜を挟み、２００℃に加熱しながら、２分間２MＰａで加圧して熱接着させ、フレキシブルプリント配線板と硬質プリント配線板との接続体を得た。

得られた接続体について、導通性、接着性、リペア性を評価した。導通性は１６本の導体配線中、電気的に導通している本数を数えた。１６本の導体配線全てについて導通しており導通性は良好であった。接着性はフレキシブルプリント配線板と硬質プリント配線板との引張試験により行い、剪断接着力は０．５ｋｇ／ｆであった。またリペア性は、接続体を２００℃のホットプレート上に置き、フレキシブルプリント配線板の剥離しやすさを評価した。結果、硬質プリント配線板及びフレキシブルプリント配線板の両者とも破断することなく容易に剥離することができた。

本発明の異方性導電膜の一例を示す、斜視模式図である。 図１の異方性導電膜のＡＡ’断面の模式図である。 本発明の異方性導電膜による配線板の接続部の接続方法を示すものであり、接続する前の状態を示す断面の模式図である。 本発明の異方性導電膜による配線板の接続部の接続方法を示すものであり、接続後の状態を示す断面の模式図である。 多孔質樹脂表面に導電性金属が付着した状態の断面模式図である。 本発明の配線板モジュールの一例を示す、模式図である。

符号の説明

１ 基膜
２ 導通部
３ 貫通孔
４ 異方性導電膜
５ 配線板
６ 接続端子
７ 接続端子
８ 基材接続端子
９ 接続端子
１０ 接続端子
１１ 基材
１２ 配線板
１３ 多孔質樹脂
１４ 導電性金属
１５ 硬質プリント配線板（ＰＣＢ）
１６ａ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１６ｂ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１６ｃ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１７ 硬質プリント配線板（ＰＣＢ）
１８ 電子部品

Claims (13)

1. 電気絶縁性の基膜と、前記基膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で設けられた導通部を有する異方導電性接着シートであって、
   前記基膜は、電気絶縁性の多孔質樹脂の一部又は全部に接着性樹脂を含浸させたものであることを特徴とする異方性導電膜。
2. 前記導通部は、前記多孔質樹脂に導電性金属が付着したものであることを特徴とする請求項１に記載の異方性導電膜。
3. 前記接着性樹脂が熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の異方性導電膜。
4. 前記接着性樹脂が熱硬化性樹脂を含み、熱硬化性樹脂の一部が硬化していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の異方性導電膜。
5. 前記多孔質樹脂の第一の表面を含む表層部及び第二表面を含む表層部に接着性樹脂が含浸されており、前記基膜の膜厚方向の中間部に、前記接着性樹脂が含浸されていない部分を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の異方性導電膜。
6. 前記多孔質樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の異方性導電膜。
7. 多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する状態で前記多孔質樹脂膜の樹脂部に導電性金属を付着させて、第一表面から第二表面に貫通する導通部を形成する工程、及び前記多孔質樹脂膜に接着性樹脂を含浸させる工程、を有することを特徴とする異方性導電膜の製造方法。
8. 前記導通部を形成する工程は、前記多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する貫通孔を形成する工程、及び前記貫通孔の壁面の樹脂に導電性金属を付着させる工程、を有することを特徴とする請求項７に記載の異方性導電膜の製造方法。
9. 多孔質樹脂膜を複数枚積層する工程、積層した多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面に貫通する貫通孔を形成する工程、前記貫通孔の壁面の樹脂に導電性金属を付着させる工程、前記多孔質樹脂膜に接着性樹脂を含浸させる工程、及び積層した多孔質樹脂膜を剥離する工程、を有することを特徴とする異方性導電膜の製造方法。
10. 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１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜を有する配線板。
11. 複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、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前記第二の接続部が、請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜で電気的に接続されていることを特徴とする、配線板接続体。
12. 複数の導体配線を第一の接続部とする第一の配線板と、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前記第二の接続部が、請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電膜で電気的に接続されており、前記第一の配線板及び前記第二の配線板の少なくとも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。
13. 請求項１２に記載の配線板モジュールを有する電子機器。

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