JP2013222816A - 接続構造体の製造方法、接続方法及び接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有する基板を熱加圧した場合の圧力不足を解消する。
【解決手段】一面９ａに複数の接続端子７が並列して形成され可撓性を有する基板２を、接続端子７と接続される複数の電極端子６が並列して形成された接続対象物１上に、接着剤３を介して接続端子７が対向するように配置し、基板２を、接続端子７が形成された一面９ａと反対側の他面９ｂ側から、緩衝材２０を介して押圧するとともに接着剤３を硬化させることにより、基板２が接続された接続構造体を製造する製造方法において、基板２は、他面９ｂの接続端子７と重畳する位置に、第１のダミー端子１０が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の接続端子が配列された電子部品同士が接着剤を介して接続された接続構造体の製造方法、複数の接続端子が配列された電子部品同士を接続する接続方法、及びこの接続方法を用いて製造された接続構造体に関する。

従来、ガラス基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板とフレキシブル基板とを接続する際や、フレキシブル基板同士を接続する際に、バインダー樹脂に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤が用いられている。フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子とを接続する場合を例に説明すると、両基板の接続端子が形成された領域の間に異方性導電接着剤を配置して熱加圧する。すると、バインダー樹脂は流動性を示し、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子との間から流出するとともに、異方性導電接着剤中の導電性粒子は、両接続端子間に挟持されて押し潰される。

その結果、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子とは、導電性粒子を介して電気的に接続され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。両接続端子の間にない導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子との間のみで電気的導通が図られることになる。

特開平１１−２８２００２号公報 特開２０００−３２３５２３号公報

ところで、異方性導電接着剤を介してフレキシブル基板をリジッド基板に熱加圧する際には、加熱押圧ヘッドの熱加圧面とフレキシブル基板との間に緩衝材を介在させることが行われている。緩衝材を介在させることにより、フレキシブル基板やリジッド基板の各接続端子領域における高さのバラツキによる圧力不均衡を解消し、また、フレキシブル基板に形成された回路を熱衝撃から保護することができる。

しかし、図１０に示すように、緩衝材５０を介在して加熱押圧することにより、フレキシブル基板５１は、接続端子５２が設けられていない端子間領域５３が押圧方向に撓み、加熱押圧ヘッドの圧力が当該端子間領域５３に逃げてしまう。その結果、加熱押圧ヘッドからの押圧力が充分に接続端子５２に加わらず、圧力不足による接続不良が生じうる。

また、圧力不足を解消すべく、押圧力を高めると、フレキシブル基板５１は、さらに撓みが大きくなり、リジッド基板５４への接続終了後に、図１１に示すように、残留応力によって接続端子５２がリジッド基板５４の電極端子５５から離間する方向に反動（スプリングバック）が生じる。これにより、接続端子５２と電極端子５５との抵抗値の上昇や導通不良を招くおそれがある。

そこで、本発明は、可撓性を有する基板を熱加圧した場合の圧力不足を解消すると共に、基板の歪みを抑制し、スプリングバックによる導通不良を防止することができる接続構造体の製造方法、接続方法及び接続構造体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る接続構造体の製造方法は、一面に複数の接続端子が並列して形成され可撓性を有する基板を、上記接続端子と接続される複数の電極端子が並列して形成された接続対象物上に、接着剤を介して上記接続端子が対向するように配置し、上記基板を、上記接続端子が形成された一面と反対側の他面側から、緩衝材を介して押圧するとともに上記接着剤を硬化させることにより、上記基板が接続された接続構造体を製造する製造方法において、上記基板は、上記他面の上記接続端子と重畳する位置に、第１のダミー端子が形成されているものである。

また、本発明に係る接続方法は、一面に複数の接続端子が並列して形成され可撓性を有する基板を、上記接続端子と接続される複数の電極端子が並列して形成された接続対象物上に、接着剤を介して上記接続端子が対向するように配置し、上記基板を、上記接続端子が形成された一面と反対側の他面側から、緩衝材を介して押圧するとともに上記接着剤を硬化させることにより、上記基板を接続する接続方法において、上記基板は、上記他面の上記接続端子と重畳する位置に、第１のダミー端子が形成されているものである。

また、本発明に係る接続構造体は、上記接続方法によって基板が接続されたものである。

本発明によれば、基板他面の接続端子と重畳する位置に第１のダミー端子が形成されているため、緩衝材が接続端子間の領域への入り込むことで基板が大きく撓み、加熱押圧ヘッドからの圧力が当該端子間領域へ逃げてしまい、接続端子への押圧力不足が生じることを防止する。したがって、基板は、適正な圧力で接続端子が押圧され、接続信頼性を向上させることができる。また、基板は、端子間領域に圧力が集中することによって大きく撓むことがないため、残留応力によって接続端子が電極端子から離間する方向に生じる反動を抑制することができる。これにより、接続構造体は、接続端子と電極端子との抵抗値の上昇や導通不良を防止することができる。

本発明が適用されたプリント配線板とフレキシブル基板との接続構造体を示す分解斜視図である。 プリント配線板のＦＯＢ実装部における接続状態を示す分解斜視図である。 本発明が適用された接続構造体を示す断面図である。 第１のダミー端子が接続端子よりも幅広に形成された接続構造体を示す断面図である。 第１のダミー端子及び第２のダミー端子が形成されたフレキシブル基板を示す平面図である。 フレキシブル基板における端子間領域を説明するための平面図である。 第２のダミー端子を基板側縁部まで形成したフレキシブル基板とプリント配線板との接続構造体を示す平面図である。 （ａ）は基板側縁部まで第２のダミー端子を形成しない接続構造体を示す断面図であり、（ｂ）は基板側縁部まで第２のダミー端子を形成した接続構造体を示す断面図である。 異方性導電フィルムを示す断面図である。 従来のフレキシブル基板とリジッド基板との接続工程を示す断面図である。 従来のフレキシブル基板とリジッド基板との接続構造体においてスプリングバックが生じた状態を示す断面図である。

以下、本発明が適用された接続構造体の製造方法、接続方法及び接続構造体について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［プリント配線板］
本発明が適用された接続構造体は、フレキシブル基板とリジット基板とが異方性導電接続された接続構造体、あるいはフレキシブル基板同士が異方性導電接続された接続構造体であり、例えば、テレビやＰＣ、携帯電話、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末あるいは車載用モニタ等のあらゆる電子機器に内蔵されているプリント配線板に用いることができる。このようなプリント配線板においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、各種回路が形成されたフレキシブル基板を直接プリント配線板上に実装するいわゆるＦＯＢ（film on board）が採用されている。

プリント配線板１は、図１に示すように、各種配線パターンが形成されると共に、ＩＣチップ等の各種部品が実装され、さらにフレキシブル基板２が異方性導電フィルム（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）３を介して接続されることにより接続構造体を構成する。

プリント配線板１は、フレキシブル基板２が接続されるＦＯＢ実装部５には、フレキシブル基板２に設けられた接続端子７と接続される複数の電極端子６が形成されている。電極端子６は、図２に示すように、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。

このＦＯＢ実装部５は、導電性の接着剤として異方性導電フィルム３を用いてフレキシブル基板２が接続される。異方性導電フィルム３は、後述するように、バインダー樹脂に導電性粒子を含有しており、フレキシブル基板２の接続端子７とプリント配線板１に形成された電極端子６とを、導電性粒子を介して電気的に接続させる。

［フレキシブル基板］
プリント配線板１のＦＯＢ実装部５に接続されるフレキシブル基板２は、ポリイミド等の可撓性を有する基板９の一面９ａ上に、図２に示すように、電極端子６と接続される接続端子７が複数配列して形成されている。接続端子７は、例えば銅箔等がパターニングされるとともに、適宜、表面にニッケル金メッキ等のメッキコート処理が施されることにより形成され、電極端子６と同様に、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。

［第１のダミー端子］
また、フレキシブル基板２は、基板９の他面９ｂ上の接続端子７と重畳する位置に、第１のダミー端子１０が形成されている。第１のダミー端子１０は、接続端子７の裏側に形成されることで、緩衝材２０の隣り合う接続端子７間の領域８への入り込みを抑制するものである。これにより、図３に示すように、第１のダミー端子１０は、緩衝材２０が接続端子７間の領域８への入り込むことでフレキシブル基板２が大きく撓み、加熱押圧ヘッドからの圧力が当該端子間領域８へ逃げてしまい、接続端子７への押圧力不足が生じることを防止する。したがって、フレキシブル基板２は、適正な圧力で接続端子７が押圧され、接続信頼性を向上させることができる。

また、フレキシブル基板２は、端子間領域８に圧力が集中することによって大きく撓むことがないため、残留応力によって接続端子７が電極端子６から離間する方向に生じる反動（スプリングバック）を抑制することができる。これにより、プリント配線板１は、接続端子７と電極端子６との抵抗値の上昇や導通不良を防止することができる。

第１のダミー端子１０は、例えば銅箔等のエッチングや、導電性ペーストや絶縁性ペーストの印刷等、公知のパターン形成手法により形成することができる。また、第１のダミー端子１０は、接続端子７と同様に、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。

第１のダミー端子１０は、複数並列して設けられている接続端子７のそれぞれに重畳する位置に並列して設けられることが好ましい。これにより、フレキシブル基板２は、全ての端子間領域８における緩衝材の入り込みを抑制することができ、接続端子７への圧力不足やスプリングバックによる電極端子６との導通不良を確実に防止することができる。

また、第１のダミー端子１０は、接続端子７の幅以下の幅で形成されることが好ましい。第１のダミー端子１０が、接続端子７の幅よりも広い幅で形成されると、図４に示すように、第１のダミー端子１０は、フレキシブル基板２が押圧されることにより接続端子７の両側から端子間領域８へはみ出した外縁部が湾曲される、いわゆるドーミングが生じる。

第１のダミー端子１０は銅箔をパターニングすること等により形成されているため、湾曲に対する反発力が大きい。そのため、第１のダミー端子１０は、フレキシブル基板２の接続後に第１のダミー端子１０の残留応力によって、接続端子７が電極端子６から離間する方向にスプリングバックが生じるおそれがある。したがって、第１のダミー端子１０は、接続端子７の幅以下の幅で形成されることが好ましい。

また、第１のダミー端子１０の幅Ｗ_１は、接続端子７の幅Ｗ_２の４５％以上の幅で形成されることが好ましい。第１のダミー端子１０の幅Ｗ_１が、接続端子７の幅Ｗ_２の４５％未満しかないと、緩衝材２０の端子間領域８への入り込みを抑制することができず、端子間領域８が押圧方向に撓み、加熱押圧ヘッドの圧力が当該端子間領域８に逃げてしまう。その結果、加熱押圧ヘッドからの押圧力が充分に接続端子７や電極端子６に加わらず、圧力不足による接続不良が生じうる。

［第２のダミー端子］
また、フレキシブル基板２は、図５に示すように、他面９ｂに、端子間領域８と重畳する位置に、第１のダミー端子１０と略直交する第２のダミー端子１１を形成してもよい。第２のダミー端子１１は、端子間領域８と重畳する位置に形成されることで、第１のダミー端子１０とともに緩衝材２０の端子間領域８への入り込みを抑制するものである。第２のダミー端子１１を設けることにより、フレキシブル基板２は、端子間領域８における剛性が高まり、緩衝材２０の接続端子７間の領域８への入り込みをより抑制することができる。

第２のダミー端子１１は、第１のダミー端子１０と同様に、例えば銅箔等のエッチングや、導電性ペーストや絶縁性ペーストの印刷等、公知のパターン形成手法により形成することができる。また、第２のダミー端子１１は、例えばライン状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って一定間隔で複数配列して形成され、これにより第１のダミー端子１０とともに格子状パターンを形成する。

第２のダミー端子１１は、隣り合う第１のダミー端子１０，１０間に亘って設けられる本数や、幅を調整することにより、端子間領域８の面積の１０％〜５０％の面積となるように形成されることが好ましい。ここで、端子間領域８とは、図６に示すように、フレキシブル基板２における、隣り合う接続端子７，７間の領域をいう。第２のダミー端子１１の端子間領域８における占有面積が１０％未満では、端子間領域８における剛性の向上が不十分となる。また、第２のダミー端子１１の端子間領域８における占有面積が５０％より大きいと、接続端子７と重畳する位置に第１のダミー端子１０を設けた効果が低減する。

すなわち、フレキシブル基板２は、接続端子７と重畳する位置に第１のダミー端子１０を設けることで端子間領域８への緩衝材２０の入り込みを防止するものであるが、端子間領域８にも第２のダミー端子１１を設け、その専有面積が増大すると、接続端子７と重畳する位置と端子間領域８との高低差が生じる面積が減少し、加熱押圧ヘッドの圧力を第１のダミー端子１０に集中させ、もって接続端子７への押圧力不足が生じることを防止するとの効果が薄れてしまう。このため、第２のダミー端子１１の端子間領域８における占有面積は、端子間領域８の面積の５０％以下とすることが好ましい。

また、第２のダミー端子１１は、図７に示すように、フレキシブル基板２の第１のダミー端子１０が設けられていない基板側縁部まで形成するようにしてもよい。図８（ａ）に示すように、フレキシブル基板２は、第２のダミー端子１１が基板側縁部２ａまで形成されていない場合、第２のダミー端子１１との境界で基板側縁部２ａの剛性が下がる。そのため、フレキシブル基板２は、緩衝材２０を介して加熱押圧ヘッドによって押圧されると、基板側縁部２ａがプリント配線板１側へ変形し、接続端子７が支点となって基板内側に設けられている接続端子７がプリント配線板１と離間する方向へ浮くことにより、接続信頼性を損なうおそれもある。

一方、図８（ｂ）に示すように、第２のダミー端子１１を基板側縁部２ａまで形成することにより、当該基板側縁部２ａまで剛性を維持することができる。したがって、フレキシブル基板２は、緩衝材２０を介して加熱押圧ヘッドによって押圧されても基板側縁部２ａがプリント配線板１側へ撓まず、接続端子７の浮きを防止することにより、接続信頼性を向上させることができる。

［第１のダミー端子／第２のダミー端子の製造方法］
これら第１のダミー端子１０及び第２のダミー端子１１は、上述したように、銅箔等のエッチングや導電性ペーストや絶縁性ペーストの印刷等、公知のパターン形成手法により形成することができる。このとき、第１のダミー端子１０及び第２のダミー端子１１は、同一の形成手法、及び同一の工程によって形成することにより、効率よく形成することができる。

また、第１のダミー端子１０及び第２のダミー端子１１は、フレキシブル基板２の基板９の他面９ｂに他の配線パターンを設ける場合には、当該他の配線パターンの形成工程において同時に形成することで、効率よく形成することができる。

［異方性導電フィルム］
異方性導電フィルム３は、熱硬化型あるいは紫外線硬化型の接着剤であり、加熱押圧ヘッド（図示せず）により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子が電極端子６とフレキシブル基板２の接続端子７との間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム３は、プリント配線板１とフレキシブル基板２とを電気的、機械的に接続する。

異方性導電フィルム３は、例えば図９に示すように、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂１５（接着剤）に導電性粒子１６が分散されてなり、この熱硬化性接着材組成物がベースフィルム１７上に塗布されることによりフィルム状に成型されたものである。

ベースフィルム１７は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。

バインダー樹脂１５に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。

アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシメトキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス[４−（アクリロキシエトキシ）フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、ＵＶ硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン、ラジカル）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、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、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。

シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。

導電性粒子１６としては、異方性導電フィルム３において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子１６としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。

なお、異方性導電フィルム３は、取り扱いの容易さ、保存安定性等の見地から、ベースフィルム１７が積層された面とは反対の面側にカバーフィルムを設ける構成としてもよい。また、異方性導電フィルム３の形状は、特に限定されないが、例えば、図９に示すように、巻取リール１８に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。

また、上述の実施の形態では、接着剤として、バインダー樹脂１５に適宜導電性粒子１６を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂１５のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子１６を含有したバインダー樹脂１５からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、接着剤は、このようなフィルム成形されてなる導電性接着フィルムに限定されず、バインダー樹脂組成物に導電性粒子１６が分散された導電性接着ペーストとしてもよい。さらに、接着剤は、バインダー樹脂１５に導電性粒子１６が含有されていない絶縁性接着フィルム、あるいは絶縁性接着ペーストであってもよい。本発明に係る接着剤は、上述したいずれの形態をも包含するものである。

［接続構造体の製造方法／接続方法］
次いで、プリント配線板１にフレキシブル基板２を接続する工程について説明する。フレキシブル基板２は、基板９の一面９ａに接続端子７が形成され、他面９ｂに第１のダミー端子１０、又は第１，第２のダミー端子１０，１１が形成される。また、プリント配線板１には、ＦＯＧ実装部５に異方性導電フィルム３が仮貼りされる。異方性導電フィルム３の仮貼りは、バインダー樹脂１５が形成された面をＦＯＧ実装部５に配置し、ベースフィルム１７の上から加熱押圧ヘッドによって加圧することにより、あるいはバインダー樹脂１５が流動性を示すが熱硬化を開始しない温度で、低圧、短時間で熱加圧することによって行う。

次いで、異方性導電フィルム３が仮貼りされたＦＯＢ実装部５上にフレキシブル基板２が載置される。このとき、フレキシブル基板２は、接続端子７が所定の電極端子６上に載置されるようにアライメント調整が行われる。そして、フレキシブル基板２の他面９ｂ上から、バインダー樹脂１５の硬化温度に加温された加熱押圧ヘッドによって、所定の圧力及び所定の時間だけ、熱加圧される。

このとき、加熱押圧ヘッドとフレキシブル基板２との間には緩衝材２０が介在される。緩衝材２０は、シート状の弾性材からなり、例えばシリコンラバーが用いられる。そして、フレキシブル基板２は、第１のダミー端子１０が形成されているため、緩衝材２０を介して熱加圧された場合にも、緩衝材２０の隣り合う接続端子７間の領域８への入り込みを抑制することができる。これにより、図３に示すように、フレキシブル基板２は、緩衝材２０が接続端子７間の領域８への入り込むことで端子間領域８が下方に大きく撓み、加熱押圧ヘッドからの圧力が当該端子間領域８へ逃げてしまい、接続端子７への押圧力不足が生じることを防止する。したがって、フレキシブル基板２は、適正な圧力で接続端子７が押圧され、接続信頼性を向上させることができる。

異方性導電フィルム３は、バインダー樹脂１５が、流動化して電極端子６と接続端子７との間から流出するとともに、導電性粒子１６が電極端子６と接続端子７とに挟持され、この状態で硬化する。これにより、プリント配線板１とフレキシブル基板２とが電気的、機械的に接続された接続構造体が製造される。

また、プリント配線板１とフレキシブル基板２との接続構造体は、フレキシブル基板２が、端子間領域８への圧力集中によって大きく撓むことがないため、残留応力によって接続端子７が電極端子６から離間する方向に生じる反動（スプリングバック）を抑制することができる。したがって、この接続構造体は、接続端子７と電極端子６との抵抗値の上昇や導通不良を防止することができる。

また、フレキシブル基板２の他面９ｂに第１、第２のダミー端子１０，１１を形成した場合には、接続構造体は、端子間領域８における剛性が高まり、緩衝材２０の接続端子７間の領域８への入り込みをより抑制することができ、接続端子７への圧力不足やスプリングバックをより確実に防止することができる。

なお、上記では接続構造体としてプリント配線板１にフレキシブル基板２を接続した場合を例に説明したが、本発明は、ＦＯＢ実装に限られず、例えば一対のフレキシブル基板同士が接続された接続構造体に適用することができる。このとき、一対のフレキシブル基板は、少なくとも一方の基板の他面に第１のダミー端子１０や第２のダミー端子１１を形成するが、両基板に第１のダミー端子１０や第２のダミー端子１１を形成することが好ましい。

また、第１のダミー端子１０及び第２のダミー端子１１は、基板９の他面９ｂに一様に形成されていることが好ましい。すなわち、第１のダミー端子１０は、等間隔で形成されている接続端子７に応じて等間隔に形成され、これら第１のダミー端子１０と略直交する複数の第２のダミー端子１１も等間隔で形成されることが好ましい。これにより、全接続端子７に亘って圧力が均等に加わり、所定の圧力を過不足なくかけることができる。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、基板他面に第１のダミー端子１０を形成したフレキシブル基板、基板他面に第１、第２のダミー端子１０，１１を形成したフレキシブル基板、及び基板他面に第１のダミー端子１０及び第２のダミー端子１１が形成されていない従来のフレキシブル基板を用意し、各フレキシブル基板を異方性導電フィルムを介してプリント配線板の電極端子上に配置し、緩衝材を介してフレキシブル基板を加熱押圧することにより接続構造体サンプルを形成した。

そして、各接続構造体サンプルについて、フレキシブル基板の一面に形成された接続端子とプリント配線板に形成された電極端子との導通抵抗を測定し、信頼性を評価した。また、各接続構造体サンプルについて、フレキシブル基板のスプリングバックが発生したか否かを観察した。

フレキシブル基板の接続に用いた異方性導電フィルムは、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製ＡＣＦ（ＣＰ８０１ＡＭ−３５ＡＣ）である。このＡＣＦは、バインダー樹脂中に、粒子径１０μｍの金／ニッケルメッキ樹脂粒子が含有されている。

実施例及び比較例に用いたフレキシブル基板は、厚さ５０μｍのポリイミド基板の一面に、接続端子として、Ｎｉ／Ａｕめっきが施された厚さ１８μｍのＣｕ配線が、６００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝１／１）で形成されている。

実施例及び比較例に用いたプリント配線板は、厚さ１ｍｍでＦＲ−４グレードのガラスエポキシ基材であり、電極端子として、Ｎｉ／Ａｕめっきが施された厚さ３５μｍのＣｕ配線が、６００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝１／１）で形成されている。

フレキシブル基板の圧着条件は、１９０℃、５ＭＰａ、２０秒である。また、加熱押圧ヘッドとのフレキシブル基板との間に設ける緩衝材として、厚さ３５０μｍのシリコンラバーを用いた。

実施例１では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子のみ形成した。実施例１に係る第１のダミー端子は、幅１３５μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、４５％である。

実施例２では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子のみ形成した。実施例２に係る第１のダミー端子は、幅１６５μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、５５％である。

実施例３では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子のみ形成した。実施例３に係る第１のダミー端子は、幅２７０μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、９０％である。

実施例４では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例４に係る第１のダミー端子は、実施例１と同一であり、第２のダミー端子は、幅９０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合は３０％である。また、実施例４では、第２のダミー端子を基板側縁部まで形成した。

実施例５では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例５に係る第１のダミー端子は、実施例２と同一であり、第２のダミー端子は、幅３０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合は１０％である。また、実施例５では、第２のダミー端子を基板側縁部まで形成した。

実施例６では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例６に係る第１のダミー端子は、実施例２と同一であり、第２のダミー端子として、幅９０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合を３０％である。また、実施例６では、第２のダミー端子を基板側縁部まで形成した。

実施例７では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例７に係る第１のダミー端子は、実施例２と同一であり、第２のダミー端子として、幅１５０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合を５０％である。また、実施例７では、第２のダミー端子を基板側縁部まで形成した。

実施例８では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例８に係る第１のダミー端子は、幅１９５μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、６５％である。また、第２のダミー端子は、実施例４と同一の条件とした。

実施例９では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。実施例９では、第２のダミー端子をフレキシブル基板の基板側縁部までは形成しないこと以外は、第１、第２のダミー端子とも、実施例６と同一の条件とした。

比較例１は、フレキシブル基板の他面に第１、第２のダミー端子を設けない従来のフレキシブル基板を用いた。

比較例２では、基板の他面に全面に亘って銅箔を設けた。すなわち、比較例２に係る第１のダミー端子は、幅３００μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、１００％である。また、比較例２に係る第２のダミー端子は、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合は１００％である。また、実施例４では、銅箔は基板側縁部までは形成していない。

比較例３では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第２のダミー端子のみ形成した。第２のダミー端子は、幅９０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合は３０％である。また、比較例３では、第２のダミー端子は基板側縁部までは形成していない。

比較例４では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子のみ形成した。比較例４に係る第１のダミー端子は、幅１２０μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、４０％である。

比較例５では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子のみ形成した。比較例５に係る第１のダミー端子は、幅３６０μｍであり、接続端子幅（３００μｍ）に対する第１のダミー端子幅の割合は、１２０％である。

比較例６では、基板の他面に設けた銅箔をエッチングすることにより、第１のダミー端子及び第２のダミー端子を形成した。比較例６に係る第１のダミー端子は、実施例２と同一であり、第２のダミー端子は、幅２１０μｍのラインを１０本形成し、端子間領域の面積に対する第２のダミー端子が占有する面積割合は７０％である。また、比較例６では、第２のダミー端子を基板側縁部まで形成した。

これら各実施例及び比較例に係る接続構造体サンプルについて、電極端子と接続端子との導通抵抗を、接続初期とＴＣＴ後に測定し、抵抗の上昇値が０．７Ω未満を◎、０．７Ω以上１．０Ω未満を○、１．０Ω以上を×とした。ＴＣＴの条件は、−４０℃３０分⇔１００℃３０分、１００サイクルである。また、各実施例及び比較例に係る接続構造体サンプルについて、スプリングバックの有無を、光学顕微鏡により確認した。結果を表１に示す。

表１に示すように、第１のダミー端子を形成した実施例１〜３では、スプリングバックが確認されたものの、導通抵抗の上昇は０．７Ω以上１．０Ω未満であった。一方、第１、第２のダミー端子を設けていない比較例１や、第１のダミー端子の幅Ｗ_１が接続端子幅Ｗ_２の４５％未満である比較例４では、スプリングバックが確認されるとともに、ＴＣＴ後に導通抵抗が１．０Ω以上上昇した。また、第１のダミー端子を設けず、第２のダミー端子のみを設けた比較例３や、第１のダミー端子の幅Ｗ_１が接続端子幅Ｗ_２の１２０％である比較例５ではスプリングバックは確認されなかったものの、ＴＣＴ後に導通抵抗が１．０Ω以上上昇した。

これは、第１のダミー端子を設けていない、あるいは狭小な第１のダミー端子を設けている端子間領域８での緩衝材の入り込みによる圧力不足や、接続端子の両側からはみ出して湾曲した第１のダミー端子によるスプリングバックに起因しているものと考えられる。

これにより、第１のダミー端子を設けることにより、緩衝材の端子間領域への入り込みが抑制され、接続端子へ充分に圧力を加えることができ、かつフレキシブル基板のスプリングバックを抑制して接続信頼性を向上できることがわかる。また、第１のダミー端子の幅は、接続端子の幅の４５％以上で、接続端子幅以下の幅であることが好ましいことがわかる。

第１のダミー端子に加え、第２のダミー端子を設けた実施例４〜９においては、スプリングバックも確認されなかった。このうち、第１のダミー端子の幅Ｗ_１が接続端子幅Ｗ_２の５５％、第２のダミー端子を端子間領域８面積に対する占有割合が３０％で基板側縁部まで形成した実施例６では、ＴＣＴ後に導通抵抗の上昇が０．７Ω未満と良好であった。

一方、基板の他面全面に亘って銅箔を設けた比較例２や、第２のダミー端子の面積の端子間領域面積に対する占有割合を７０％とした比較例６では、ＴＣＴ後に導通抵抗が１．０Ω以上上昇した。これは、第２のダミー端子の面積割合が高くなり過ぎて、第１のダミー端子を設けることによる端子間領域への圧力集中の防止が図られず、また、湾曲した銅箔の反発力によってスプリングバックが大きく働いてしまったことによる。

これにより、第２のダミー端子の面積の端子間領域面積に対する占有割合は、１０〜５０％とすることが好ましいことが分かる。

１ プリント配線板、２ フレキシブル基板、２ａ 基板側縁部、３ 異方性導電フィルム、５ ＦＯＢ実装部、６ 電極端子、７ 接続端子、８ 端子間領域、９ 基板、９ａ 一面、９ｂ 他面、１０ 第１のダミー端子、１１ 第２のダミー端子、１５ バインダー樹脂、１６ 導電性粒子、２０ 緩衝材

Claims (10)

1. 一面に複数の接続端子が並列して形成され可撓性を有する基板を、上記接続端子と接続される複数の電極端子が並列して形成された接続対象物上に、接着剤を介して上記接続端子が対向するように配置し、
   上記基板を、上記接続端子が形成された一面と反対側の他面側から、緩衝材を介して押圧するとともに上記接着剤を硬化させることにより、上記基板が接続された接続構造体を製造する製造方法において、
   上記基板は、上記他面の上記接続端子と重畳する位置に、第１のダミー端子が形成されている接続構造体の製造方法。
2. 上記基板は、上記他面に、上記電極端子間領域と重畳する位置に、上記第１のダミー端子と直交する第２のダミー端子が形成されている請求項１記載の接続構造体の製造方法。
3. 上記第１のダミー端子は、上記接続端子の幅以下の幅で形成されている請求項１又は請求項２に記載の接続構造体の製造方法。
4. 上記第１のダミー端子は、上記接続端子の幅の４５％以上の幅で形成されている請求項３記載の接続構造体の製造方法。
5. 上記第２のダミー端子は、上記電極端子間領域の面積の１０〜５０％の面積で形成される請求項２に記載の接続構造体の製造方法。
6. 上記第２のダミー端子は、上記第１のダミー端子が設けられていない上記基板の側縁部まで形成されている請求項２に記載の接続構造体の製造方法。
7. 上記第１のダミー端子及び上記第２のダミー端子は、導電性材料にて形成される請求項１又は請求項２に記載の接続構造体の製造方法。
8. 上記第１のダミー端子及び上記第２のダミー端子は、上記基板の他面に一様に形成されている請求項１又は請求項２に記載の接続構造体の製造方法。
9. 一面に複数の接続端子が並列して形成され可撓性を有する基板を、上記接続端子と接続される複数の電極端子が並列して形成された接続対象物上に、接着剤を介して上記接続端子が対向するように配置し、
   上記基板を、上記接続端子が形成された一面と反対側の他面側から、緩衝材を介して押圧するとともに上記接着剤を硬化させることにより、上記基板を接続する接続方法において、
   上記基板は、上記他面の上記接続端子と重畳する位置に、第１のダミー端子が形成されている接続方法。
10. 請求項９に記載の接続方法によって基板が接続された接続構造体。

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