JPH01315906A - 異方性導電膜 - Google Patents
異方性導電膜Info
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- JPH01315906A JPH01315906A JP14721288A JP14721288A JPH01315906A JP H01315906 A JPH01315906 A JP H01315906A JP 14721288 A JP14721288 A JP 14721288A JP 14721288 A JP14721288 A JP 14721288A JP H01315906 A JPH01315906 A JP H01315906A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導体端子とフレキシブル回路板(FPC)等を
電気的かつ機械的に接続するための異方性導電膜に関す
る。
電気的かつ機械的に接続するための異方性導電膜に関す
る。
電子機器の小形高能率化にともない回路板端子部などへ
の配線接続もまずます微細かつ高密化しつつある。この
ような微細接続技術の一つに異方性導電膜と呼ばれる接
続部材か実用に供せられている。これ等は熱可塑性樹脂
層中に金属や黒鉛などの導電体粒子(以下、導体粒子と
呼ぶ)を適量分散させたものて、これを被接続部間に挟
み込み加熱と同時に加圧して接続部とうしを接着する。
の配線接続もまずます微細かつ高密化しつつある。この
ような微細接続技術の一つに異方性導電膜と呼ばれる接
続部材か実用に供せられている。これ等は熱可塑性樹脂
層中に金属や黒鉛などの導電体粒子(以下、導体粒子と
呼ぶ)を適量分散させたものて、これを被接続部間に挟
み込み加熱と同時に加圧して接続部とうしを接着する。
このとき樹脂層中に分散していた導体粒子は互に接触し
て加圧方向に導通状態となり、同時に樹脂が硬化して被
接続部とうしを接着・固定する。−方、加圧方向と垂直
な方向では導体粒子の接触が起りにくいため、導体粒子
は接触せず電気的絶縁か保たれる。
て加圧方向に導通状態となり、同時に樹脂が硬化して被
接続部とうしを接着・固定する。−方、加圧方向と垂直
な方向では導体粒子の接触が起りにくいため、導体粒子
は接触せず電気的絶縁か保たれる。
異方性導電膜はこのような特性を持つため、従来、はん
だ付か困難な高密度プリント基板の端子部の接続や、非
常に多数かつ微細な端子(ランド)に、夫々リート線群
を一括接続する必要があるドツトマトリクス型表示パネ
ルへの利用などが進みつつある。従来、このような異方
性導電膜には、溶剤型アクリル樹脂などの基剤に導体粒
子として、はんだ、ニッケル、黒鉛などのいずれか−種
を混合したものか用いられていた。この内でもはんだ粒
子を用いたものは、粒子が熱可塑性樹脂の流動温度での
加熱により溶融して接触面積が著しく増加するため、接
続抵抗が低く、特性が安定していた。
だ付か困難な高密度プリント基板の端子部の接続や、非
常に多数かつ微細な端子(ランド)に、夫々リート線群
を一括接続する必要があるドツトマトリクス型表示パネ
ルへの利用などが進みつつある。従来、このような異方
性導電膜には、溶剤型アクリル樹脂などの基剤に導体粒
子として、はんだ、ニッケル、黒鉛などのいずれか−種
を混合したものか用いられていた。この内でもはんだ粒
子を用いたものは、粒子が熱可塑性樹脂の流動温度での
加熱により溶融して接触面積が著しく増加するため、接
続抵抗が低く、特性が安定していた。
しかし、上述した従来の異方性導電膜には次の様な欠点
があった。それは、加熱、加圧条件を極めて精密に制御
する必要かあることて、その理由を第3図および第4図
により説明する。第3図は、従来の異方性導電膜40の
断面を模式的に示す図、第4図はこの異方性導電膜40
を用い、2枚の回路板20および30の相対する端子2
1と31を電気的に接続した場合を示す図である。この
異方性導電膜40において熱可塑性樹脂層4]はアクリ
ル系樹脂でアクリルポリマーに可塑剤などを加えたもの
てあり、一方、金属粒子42は、直径的10〜20 μ
mのPb−3m−In系はんだボールである。また、回
路板20は銀箔とポリイミドから成るフレキシブル回路
板(FPC)てあり、回路板30は通常のプリント配線
板(PWB)である。これ等を接続する異方性導電膜4
0の全体の厚さは、約25μm〜50μm程度で、厚さ
は端子21.31の厚みの合計と端子の巾寸法と端子間
隔の比率なとによって適宜選択する。
があった。それは、加熱、加圧条件を極めて精密に制御
する必要かあることて、その理由を第3図および第4図
により説明する。第3図は、従来の異方性導電膜40の
断面を模式的に示す図、第4図はこの異方性導電膜40
を用い、2枚の回路板20および30の相対する端子2
1と31を電気的に接続した場合を示す図である。この
異方性導電膜40において熱可塑性樹脂層4]はアクリ
ル系樹脂でアクリルポリマーに可塑剤などを加えたもの
てあり、一方、金属粒子42は、直径的10〜20 μ
mのPb−3m−In系はんだボールである。また、回
路板20は銀箔とポリイミドから成るフレキシブル回路
板(FPC)てあり、回路板30は通常のプリント配線
板(PWB)である。これ等を接続する異方性導電膜4
0の全体の厚さは、約25μm〜50μm程度で、厚さ
は端子21.31の厚みの合計と端子の巾寸法と端子間
隔の比率なとによって適宜選択する。
これ等を加熱、加圧して接着する場合、特に圧縮率か接
続抵抗および隣接端子間の絶縁性に極めて重要な影響を
及ばず。すなわち、圧縮率が小さけれは接続抵抗は大き
くなり、圧縮率が大きすぎると、第4図に示す通り、金
属粒子42か流動する熱可塑性樹脂41とともに流れ出
る量が多くなり隣接端子どうしが短絡するかもしくは絶
縁性が損なわれる危険が大きくなる。一般に、接着後の
端子間寸法は3〜5μm程度であるから圧縮寸法許容値
も同程度以下に抑える必要がある。このため接続部品の
反りや端子厚のバラツキおよび加熱加圧工具の熱変形や
傾斜などを3〜5μm以下とする必要が生じる。しなか
って、作業条件や、設備面て細心の注意か必要となり、
作業能率の低下や接続の信頼性品質への悪影響か生し問
題となっていた。
続抵抗および隣接端子間の絶縁性に極めて重要な影響を
及ばず。すなわち、圧縮率が小さけれは接続抵抗は大き
くなり、圧縮率が大きすぎると、第4図に示す通り、金
属粒子42か流動する熱可塑性樹脂41とともに流れ出
る量が多くなり隣接端子どうしが短絡するかもしくは絶
縁性が損なわれる危険が大きくなる。一般に、接着後の
端子間寸法は3〜5μm程度であるから圧縮寸法許容値
も同程度以下に抑える必要がある。このため接続部品の
反りや端子厚のバラツキおよび加熱加圧工具の熱変形や
傾斜などを3〜5μm以下とする必要が生じる。しなか
って、作業条件や、設備面て細心の注意か必要となり、
作業能率の低下や接続の信頼性品質への悪影響か生し問
題となっていた。
本発明の異方性導電膜は、鉛、錫、インジウム等の純金
属やはんな等の合金など低融点金属から成る粒子の表面
に有機又は無機質の電気絶縁性物質、例えばエポキシや
メラミン樹脂およびSiO2、Al2O3、カラスなと
の被膜を施した金属粒子と金属粒子より小さな粒径の電
気絶縁性の粒子例えはカラスヒーズ、球状アルミナ、熱
硬化性樹脂の粒子等から成る絶縁体粒子とを熱可塑性樹
脂層中に混合・分散させたものである。
属やはんな等の合金など低融点金属から成る粒子の表面
に有機又は無機質の電気絶縁性物質、例えばエポキシや
メラミン樹脂およびSiO2、Al2O3、カラスなと
の被膜を施した金属粒子と金属粒子より小さな粒径の電
気絶縁性の粒子例えはカラスヒーズ、球状アルミナ、熱
硬化性樹脂の粒子等から成る絶縁体粒子とを熱可塑性樹
脂層中に混合・分散させたものである。
金属粒子は電気的接続に用い、その表面の絶縁性被膜は
不要の横方向の電気絶縁性を保ち、隣接端子間の短絡を
防ぐ働きをする。一方、絶縁体粒子は金属粒子より高融
点の付値のものを選ひ、加熱圧着時も変形しないため、
接続部間隔を一定に保つスペーサとしての働きをする。
不要の横方向の電気絶縁性を保ち、隣接端子間の短絡を
防ぐ働きをする。一方、絶縁体粒子は金属粒子より高融
点の付値のものを選ひ、加熱圧着時も変形しないため、
接続部間隔を一定に保つスペーサとしての働きをする。
このため、加熱や加圧条件を従来に比べ厳密に制御する
必要が無くなり、接続作業のや容易化や設備の簡素化が
可能となる。
必要が無くなり、接続作業のや容易化や設備の簡素化が
可能となる。
次に、本発明について図面により詳細に説明する。第1
図は本発明の第1の実施例による異方性導電膜の断面図
である。この異方性導電膜1は以下の様にして製造する
。まず、金属粒子12として市販の粒径か20〜50
u、 mの608n−40pbはんだ粒子12aを用意
する。別に、はんだ粒子1 ’2 aに電気絶縁性被膜
121)を被覆するため、表1に示すエポキシ/ポリア
ミド樹脂(アミン硬化型)を以下により塗布する。
図は本発明の第1の実施例による異方性導電膜の断面図
である。この異方性導電膜1は以下の様にして製造する
。まず、金属粒子12として市販の粒径か20〜50
u、 mの608n−40pbはんだ粒子12aを用意
する。別に、はんだ粒子1 ’2 aに電気絶縁性被膜
121)を被覆するため、表1に示すエポキシ/ポリア
ミド樹脂(アミン硬化型)を以下により塗布する。
表1 エポキシ/ポリアミド樹脂の調合組成(a)ラッ
カーヘース エピコート] OO]、 50部メチルーイ
ソフチルケ1〜ン 25部 ギシレン 25部 (b)ポリアミド樹脂溶液 ポリアミド樹脂 50部 インプロパツール 25部 1ヘルエン 25部 (c)シンナー メヂル イソブヂルケ1〜ン 20重量%オキシトール
(セロソルブ)20重量%フチルオキシトール
10重量%n−ブタノール 5重量%1〜
ルエン 45重1%以上の(a)液お
よび(b)液を7525の割合で調合した液に(C)液
を加え粘度をおよそ200センチボイスにする。
カーヘース エピコート] OO]、 50部メチルーイ
ソフチルケ1〜ン 25部 ギシレン 25部 (b)ポリアミド樹脂溶液 ポリアミド樹脂 50部 インプロパツール 25部 1ヘルエン 25部 (c)シンナー メヂル イソブヂルケ1〜ン 20重量%オキシトール
(セロソルブ)20重量%フチルオキシトール
10重量%n−ブタノール 5重量%1〜
ルエン 45重1%以上の(a)液お
よび(b)液を7525の割合で調合した液に(C)液
を加え粘度をおよそ200センチボイスにする。
この液にはんだ粒子12aを入れ、この混合液を80〜
100℃のN2力°ス中に噴霧してシンナー分を蒸発さ
せ樹脂を予備硬化する。その後さらに150〜170℃
のN2ガス中で約1o分間浮遊攪拌して樹脂層を完全に
硬化させ電気絶縁性被膜]21〕とする。
100℃のN2力°ス中に噴霧してシンナー分を蒸発さ
せ樹脂を予備硬化する。その後さらに150〜170℃
のN2ガス中で約1o分間浮遊攪拌して樹脂層を完全に
硬化させ電気絶縁性被膜]21〕とする。
一方、絶縁体粒子]−3として市販の最大粒径が10μ
mの球状シリカ(SjO2)を用意する。
mの球状シリカ(SjO2)を用意する。
電気絶縁被膜12bを施した金属粒子12を1゜0部に
対し球状シリカを10部(いずれも重量比)の割合で混
合する。これ等混合粒子を従来の異方性導電膜の製造と
同様にメタクリル酸エステル重合体(アクリルポリマー
)とキシレンく溶剤)およびシフヂルフタレ−1・(可
塑剤)がら成る溶液に混合し、パラフィンコーチインク
したクラフト紙(台紙)に塗布、乾燥してフィルム化す
る。このようにして完成した異方性導電:膜1の厚さは
40μmであった。
対し球状シリカを10部(いずれも重量比)の割合で混
合する。これ等混合粒子を従来の異方性導電膜の製造と
同様にメタクリル酸エステル重合体(アクリルポリマー
)とキシレンく溶剤)およびシフヂルフタレ−1・(可
塑剤)がら成る溶液に混合し、パラフィンコーチインク
したクラフト紙(台紙)に塗布、乾燥してフィルム化す
る。このようにして完成した異方性導電:膜1の厚さは
40μmであった。
次に、前記の方法によって製造した異方性導電M1を用
いて、ドツトマトリクス型表示パネルの厚膜印刷による
回路板3の端子31にFPC(フレキシブル回路板)2
を以下の様にして接続する(第2図)。まず、クラフト
紙(図示せず)上に形成された異方性導電膜1をFPC
2の導体端子21の配列郡全体を覆う様な寸法のテープ
状に切断し貼付ける。異方性導電膜1は、熱可塑性樹脂
11を構成するアクリル樹脂中の可塑剤の働きにより、
わずかなタック性があり、押圧すること又は約100〜
120°Cのアイロン等て圧着して仮接着てきる。その
後、クラフト紙を剥離除去する。次に異方性導電膜1か
仮接着されたFPC2を厚膜印刷回路板3の導体端子3
1に精密に位置合わせする。その後熱圧着装置を用い温
度175°C圧力30〜60 kg/ cm2て5秒間
熱圧着する。
いて、ドツトマトリクス型表示パネルの厚膜印刷による
回路板3の端子31にFPC(フレキシブル回路板)2
を以下の様にして接続する(第2図)。まず、クラフト
紙(図示せず)上に形成された異方性導電膜1をFPC
2の導体端子21の配列郡全体を覆う様な寸法のテープ
状に切断し貼付ける。異方性導電膜1は、熱可塑性樹脂
11を構成するアクリル樹脂中の可塑剤の働きにより、
わずかなタック性があり、押圧すること又は約100〜
120°Cのアイロン等て圧着して仮接着てきる。その
後、クラフト紙を剥離除去する。次に異方性導電膜1か
仮接着されたFPC2を厚膜印刷回路板3の導体端子3
1に精密に位置合わせする。その後熱圧着装置を用い温
度175°C圧力30〜60 kg/ cm2て5秒間
熱圧着する。
この過程で異方性導電膜1中の熱可塑性樹脂1]か軟化
し、圧力によって接続部の導体端子21.31の間隔か
加圧前の約1/4の10μmに狭められる。この時、金
属粒子12中の60Sn−40Pbはんた粒子]2a(
融点168°C)は溶融しているので加圧力により電気
絶縁性被膜]2b(エポキシ/ポリアミド樹脂)を破っ
て流れ出る。これによってFPC2の導体端子21と厚
膜印刷回路板3の導体端子31がはんだ12a″て接合
状態となり電気的接続が達成される。
し、圧力によって接続部の導体端子21.31の間隔か
加圧前の約1/4の10μmに狭められる。この時、金
属粒子12中の60Sn−40Pbはんた粒子]2a(
融点168°C)は溶融しているので加圧力により電気
絶縁性被膜]2b(エポキシ/ポリアミド樹脂)を破っ
て流れ出る。これによってFPC2の導体端子21と厚
膜印刷回路板3の導体端子31がはんだ12a″て接合
状態となり電気的接続が達成される。
一方、導体端子21.31の間隔以外の部分に位置する
金属粒子12は加圧力を受ける割合が小さいため、電気
絶縁性被膜12bは破壊されずそのまま冷却する。従っ
て、電気的接続は起らず隣接する導体端子(図示せず)
間の絶縁性が保たれる。この時、絶縁体粒子13である
球状シリカは加熱加圧によって溶融や破壊することが無
い。従って、導体端子21と31の間隙寸法はその間に
挟まれた絶縁体粒子の直径寸法以下になり得ないため、
加圧力を従来の異方性導電膜のそれに比べ約2倍まで高
めても良好な接続が達成できた。もちろん導体端子間以
外の部分に流れ出た絶縁体粒子]3は電気的接続には全
く無関係であり無害である。
金属粒子12は加圧力を受ける割合が小さいため、電気
絶縁性被膜12bは破壊されずそのまま冷却する。従っ
て、電気的接続は起らず隣接する導体端子(図示せず)
間の絶縁性が保たれる。この時、絶縁体粒子13である
球状シリカは加熱加圧によって溶融や破壊することが無
い。従って、導体端子21と31の間隙寸法はその間に
挟まれた絶縁体粒子の直径寸法以下になり得ないため、
加圧力を従来の異方性導電膜のそれに比べ約2倍まで高
めても良好な接続が達成できた。もちろん導体端子間以
外の部分に流れ出た絶縁体粒子]3は電気的接続には全
く無関係であり無害である。
以上説明したように本発明の異方性導電膜を用いた電気
的接続方法によれば、従来の裸の金属粒子だけを用いた
接続方法に比べ隣接端子間の短絡不良の発生率を極めて
小さくできる。このため、例えば液晶テレヒジョン用X
−Yドツトマトリクス表示パネルの例では、400X6
40本の導体端子が0.3+nm以下の間隔て配列して
いるものを夫々FPCの端子と接続する工程で、従来の
接続不良の発生率を5分1以下に改善し得な。
的接続方法によれば、従来の裸の金属粒子だけを用いた
接続方法に比べ隣接端子間の短絡不良の発生率を極めて
小さくできる。このため、例えば液晶テレヒジョン用X
−Yドツトマトリクス表示パネルの例では、400X6
40本の導体端子が0.3+nm以下の間隔て配列して
いるものを夫々FPCの端子と接続する工程で、従来の
接続不良の発生率を5分1以下に改善し得な。
この外、ファクシミリセンサ、CCDセンサ、等々、微
細接続の必要性は枚挙のいとまがなく、本発明の接続方
法はこれ等の製造工程歩留りを飛−]〇− 躍的に改善できると同時に絶縁粒子による寸法調節効果
により圧着設備や作業条件が簡略化できるため工業上極
めて有効、かつ重要ある。
細接続の必要性は枚挙のいとまがなく、本発明の接続方
法はこれ等の製造工程歩留りを飛−]〇− 躍的に改善できると同時に絶縁粒子による寸法調節効果
により圧着設備や作業条件が簡略化できるため工業上極
めて有効、かつ重要ある。
第1図(a)は本発明の一実施例を示す異方性導電膜の
断面図、第1図(b)は金属粒子の拡大断面図、第2図
は本発明の異方性導電膜を用いて電気的接続した状態を
示す断面図、第3図は従来の異方性導電膜の断面図、第
4図は従来の異方性導電膜を用いて電気的接続をした状
態を示す断面図である。 1.40・・・異方性導電膜、2.20・・FPC53
・・・厚膜回路板、30・・・PWB、11.4]・熱
可塑性樹脂、12.42・・・金属粒子、12a・はん
な粒子、12b・・電気絶縁性被膜、13・・絶縁体粒
子、21.31・・・導体端子。
断面図、第1図(b)は金属粒子の拡大断面図、第2図
は本発明の異方性導電膜を用いて電気的接続した状態を
示す断面図、第3図は従来の異方性導電膜の断面図、第
4図は従来の異方性導電膜を用いて電気的接続をした状
態を示す断面図である。 1.40・・・異方性導電膜、2.20・・FPC53
・・・厚膜回路板、30・・・PWB、11.4]・熱
可塑性樹脂、12.42・・・金属粒子、12a・はん
な粒子、12b・・電気絶縁性被膜、13・・絶縁体粒
子、21.31・・・導体端子。
Claims (1)
- 表面が電気絶縁性の被膜で覆われた低融点金属粒子と、
該低融点金属粒子の粒径より小さい粒径を有しかつ前記
低融点金属粒子とり高い融点を有する絶縁体粒子とを熱
可塑樹脂層中に分散させたことを特徴とする異方性導電
膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14721288A JPH01315906A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 異方性導電膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14721288A JPH01315906A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 異方性導電膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01315906A true JPH01315906A (ja) | 1989-12-20 |
Family
ID=15425106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14721288A Pending JPH01315906A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 異方性導電膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01315906A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5770305A (en) * | 1994-09-30 | 1998-06-23 | Nec Corporation | Anisotropic conductive film |
JP2009277652A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | 回路接続材料及び回路部材の接続構造 |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP14721288A patent/JPH01315906A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5770305A (en) * | 1994-09-30 | 1998-06-23 | Nec Corporation | Anisotropic conductive film |
JP2009277652A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | 回路接続材料及び回路部材の接続構造 |
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