JPH07297516A

JPH07297516A - 導電接着構造体

Info

Publication number: JPH07297516A
Application number: JP6113989A
Authority: JP
Inventors: Teruyasu Sakurai; 輝泰櫻井; Hiroshi Yamanoi; 博山ノ井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】導電接着剤でフレキシブル基板上の回路と搭
載部品とが接合されている導電接着構造体において、接
合部分の剥離を防止する。【構成】フレキシブル基板１に形成された回路２と搭
載部品（ＬＥＤ３）の端子４とが導電接着剤層５により
接合している導電接着構造体において、導電接着剤層５
がフレキシブル基板側に配された第１の導電接着剤層５
ａと搭載部品の端子側に配された第２の導電接着剤層５
ｂの少なくとも二つの層からなり、第１の導電接着剤層
５ａの耐折力が第２の導電接着剤層５ｂの耐折力よりも
小さい。この場合、耐折力は柔軟性の尺度であり、短冊
状試料の両端部を支持し、中央部に点荷重をかけた場合
に、その試料が折れるときの荷重として定義され、耐折
力が小さいほど柔軟性が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレキシブル基板に形
成された回路と搭載部品とが導電接着剤層により接合し
ている導電接着構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器に使用する基板とし
ては、一般に、ガラスエポキシ基板やフェノール系基板
などのリジッドな基板が使用されているが、近年では、
電子機器の軽量、コンパクト化に伴って回路を高密度化
するために、フレキシブル基板が使用されるようになっ
ている。

【０００３】フレキシブル基板としては、耐熱性が高
く、半田付が可能なものとして、ポリイミドフィルムか
らなるポリイミド系フレキシブル基板が知られている。
しかし、ポリイミドフィルム系フレキシブル基板は高価
である。そのため、特に民生用電子機器においては、耐
熱性は低いが低価格で得ることのできるＰＥＴ系フィル
ムを使用したＰＥＴ系フレキシブル基板が使用されるよ
うになっている。

【０００４】ＰＥＴ系フレキシブル基板にＩＣチップ等
などの部品を搭載する場合、フレキシブル基板に形成さ
れた回路パターンと搭載部品のリードとの導電接合の方
法としては、フレキシブル基板の耐熱性が十分でないた
め、半田付ではなく、導電接着剤が使用される。そし
て、導電接着剤を使用して導電接合した後には、導電接
着剤層の劣化防止と接合強度の補強のため、導電接着剤
層上にポッティング材を塗布し、硬化させて導電接着剤
層をポッティングすることが行われている。

【０００５】図６及び図７は、それぞれこのように導電
接合した接合部分の断面図及び平面図であり、フレキシ
ブル基板１に形成された回路パターン２と発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）３のリード４とが導電接着剤層５により接
合されている。そして、この導電接着剤層５は、それを
被覆するように形成されたポッティング材６でポッティ
ングされている。

【０００６】このような導電接着剤層５を形成する導電
接着剤としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂又は
ウレタン系樹脂中に、銀、銅、アルミニウム、パラジウ
ム、ニッケルなどの導電フィラーを分散させたものが使
用されており、中でも、フィラーの非流動性の点からエ
ポキシ系導電接着剤が好ましく使用されている。

【０００７】また、ポッティング材６としては、硬化後
に基板と同等の柔軟性や熱膨張係数を示すことが必要と
される。そのため、ＩＣチップのモールド樹脂に使用さ
れているような樹脂材料は使用することができず、アク
リル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂材料が使用され
ている。中でも、ポッティング材を短時間で硬化させて
ポッティングの作業性を向上させる点から、ＵＶ硬化型
アクリル系樹脂が好ましくが使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フレキ
シブル基板に搭載部品を接合する場合、フレキシブル基
板の柔軟性が大きいために、搭載部品の接合部分には基
板のハンドリング中に大きな機械的ストレスがかかる。
また、一般に、フレキシブル基板はリジッドな基板に対
して温度変化による熱膨張収縮や湿度による膨潤収縮も
大きい。そのため、従来のように導電接着剤を用いてフ
レキシブル基板の回路に搭載部品を接合した場合には、
フレキシブル基板に形成された回路と導電接着剤層との
接合部あるいは搭載部品の端子と導電接着剤層との接合
部が剥離し、接合の信頼性を維持できないという問題が
あった。

【０００９】本発明は以上のような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、導電接着剤を用いてフレキ
シブル基板の回路に搭載部品を接合した場合の接合部の
剥離を防止し、接合の信頼性を向上させることを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、導電接着剤
を用いてフレキシブル基板の回路に搭載部品を接合する
にあたり、フレキシブル基板側と搭載部品側とで異なる
柔軟性の導電接着剤を使用し、フレキシブル基板側の導
電接着剤層の柔軟性を搭載部品側の導電接着剤の柔軟性
よりも大きくすることにより上記の目的が達成できるこ
と、そしてこの場合の柔軟性の尺度としては耐折力を用
いることが好ましいことを見出し、本発明を完成させる
に至った。

【００１１】即ち、本発明は、フレキシブル基板に形成
された回路と搭載部品の端子とが導電接着剤層により接
合している導電接着構造体において、導電接着剤層がフ
レキシブル基板側に配された第１の導電接着剤層と搭載
部品の端子側に配された第２の導電接着剤層の少なくと
も二つの層からなり、かつ、短冊状試料の両端部を支持
し、中央部に点荷重をかけた場合に、その試料が折れる
ときの荷重として定義される耐折力につき、第１の導電
接着剤層の耐折力が第２の導電接着剤層の耐折力よりも
小さいことを特徴とする導電接着構造体を提供する。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】上記のように、本発明の導電接着構造体
は、導電接着剤層として、フレキシブル基板側に耐折力
の小さい第１の導電接着剤層を有し、搭載部品の端子側
に耐折力の大きい第２の導電接着剤層を有することを特
徴としている。ここで、本発明が柔軟性の尺度とする耐
折力は、短冊状試料の両端部を支持し、中央部に点荷重
をかけた場合に、その試料が折れるときの荷重として定
義されるものである。例えば、図４に示したように、短
冊状試料７を、その試料７の両端が支持されるように試
料台８に載置し、またこの試料７の上にドーロセル９を
配する。そして、試料台８を上方に移動させ、ドーロセ
ル９によって試料７の中央部に点荷重をかけ、そのとき
の試料の撓み状態を観察し、試料が折れたときの荷重を
耐折力とする。したがって、耐折力は、その値が小さい
ほど柔軟性が大きいことを表す。よって、本発明におい
ては、フレキシブル基板側に設ける第１の導電接着剤層
に柔軟性の大きい導電接着剤層を使用し、搭載部品の端
子側に設ける第２の導電接着剤層に柔軟性の小さい導電
接着剤層を使用することとなる。

【００１４】本発明において、第１及び第２の導電接着
剤層の形成態様としては、図１あるいは図２に示したよ
うに、第１の導電接着剤層５ａは、フレキシブル基板上
の回路パターン２とは広く接するが、搭載部品（ＬＥＤ
３）の端子４とはできる限り接しないようにすることが
好ましい。また、第２の導電接着剤層５ｂは搭載部品
（ＬＥＤ３）の端子４とは接するが、フレキシブル基板
上の回路パターン２とはできる限り接しないようにする
ことが好ましい。

【００１５】各導電接着剤層に使用する導電接着剤の種
類としては、その接着剤から形成される導電接着剤層の
耐折力の大小関係を上述のようにする限り特に制限はな
い。従来より使用されているエポキシ系導電接着剤、ア
クリル系導電接着剤、ウレタン系導電接着剤等を使用す
ることができる。ただし、フレキシブル基板側に形成さ
れる第１の導電接着剤層と、搭載部品の端子側に形成さ
れる第２の導電接着剤層とが、互いに良好に接着するも
のを選択することが好ましい。

【００１６】搭載部品の端子側の第２の導電接着剤層に
対して、フレキシブル基板側の第１の導電接着剤層の耐
折力を小さく（即ち、柔軟性を大きく）するにあたり、
第１及び第２の導電接着剤層の具体的な耐折力の大きさ
は、それぞれ、フレキシブル基板の柔軟性あるいは搭載
部品の端子に応じて適宜定められる。通常、両者の耐折
力の差異は、接合する当該フレキシブル基板や搭載部品
の端子の性状にもよるが、フレキシブル基板側の第１の
導電接着剤層の耐折力に対して、搭載部品の端子側の第
２の導電接着剤層の耐折力が２倍以上となるようにする
ことが好ましく、より好ましくは１０〜５０倍程度とす
る。第１及び第２の導電接着剤層の耐折力をこのように
異ならせることにより、熱膨張係数に関しても、第１の
導電接着剤層をフレキシブル基板と適合させ、第２の導
電接着剤層を搭載部品の端子と適合させることができ、
これにより接合部の剥離を防止することが可能となる。
一方、搭載部品の端子側の第２の導電接着剤層の耐折力
が、フレキシブル基板側の第１の導電接着剤層の耐折力
の２倍未満であると本発明の効果を十分に得ることがで
きず、また１００倍以上とすることは実際上不可能であ
る。

【００１７】本発明においては、フレキシブル基板側に
第１の導電接着剤層が形成され、搭載部品の端子側に第
２の導電接着剤層が形成されている限り、さらにこれら
両層の間に、両層の中間の柔軟性を有する第３層の導電
接着剤層が形成されていてもよい。

【００１８】本発明の導電接着構造体は、導電接着剤層
を上述のように少なくとも２層形成する以外は、導電接
着剤によりフレキシブル基板と搭載部品とを接合した従
来の構造体と同様に製造することができる。例えば、
(i) フレキシブル基板上の回路パターンの所定の部位
に、まず、耐折力の小さい（柔軟性の大きい）導電接着
剤層を形成することのできる第１の導電接着剤をスクリ
ーン印刷により厚さ０．１〜０．３ｍｍ塗布し、ガラス
転移点以上の温度で仮硬化し、次に、その導電接着剤層
の上に、柔軟性の小さい（耐折力の大きい）導電接着剤
層を形成することのできる第２の導電接着剤を同様にス
クリーン印刷で厚さ０．１〜０．３ｍｍ塗布し、その後
搭載部品を載置し、ガラス転移点以上の温度で３０〜６
０分間加熱して本硬化し、フレキシブル基板と搭載部品
とを導電接着剤で接合する。

【００１９】導電接着剤によるフレキシブル基板と搭載
部品との接合工程は、上述の(i) の他に、(ii)第１の導
電接着剤の印刷、導電接着剤の仮硬化、第２の導電接着
剤の印刷、搭載部品の載置、導電接着剤の硬化、第３の
導電接着剤のディスペンス、導電接着剤の硬化の順で行
ってもよく、(iii) 第１の導電接着剤の印刷、搭載部品
の載置、導電接着剤の硬化、第２の導電接着剤のディス
ペンス、導電接着剤の硬化の順としてもよく、また(iv)
第１の導電接着剤の印刷、搭載部品の載置、第２の導電
接着剤のディスペンス、導電接着剤の硬化の順としても
よい。

【００２０】(i) 〜(iv)のような接合工程でフレキシブ
ル基板と搭載部品とを導電接着剤で接合した後は、通
常、導電接着剤層の上にＵＶ硬化型ポッティング材をデ
ィスペンサーを用いて塗布する。そして、ＵＶ照射によ
りポッティング材を硬化させる。なお、ＵＶ照射は、通
常、水銀ランプを光源とし、３６５ｎｍ前後のＵＶ光
（５００Ｗ（７００ｍＪ））を２分程度照射することに
より行う。

【００２１】

【作用】本発明においては、フレキシブル基板の回路と
搭載部品の端子とを接合する導電接着剤層が、フレキシ
ブル基板側の第１の導電接着剤層と搭載部品の端子側の
第２の導電接着剤層との少なくとも二つの層からなり、
この第１の導電接着剤層は第２の導電接着剤層よりも、
耐折力で評価される柔軟性が大きいから、柔軟性の大き
いフレキシブル基板は柔軟性の大きい第１導電接着剤層
と接着し、フレキシブル基板よりもリジッドな搭載部品
の端子は柔軟性の小さい第２の導電接着剤層と接着して
いることとなる。したがって、本発明の導電接着剤層
は、柔軟性が大きく異なるフレキシブル基板と搭載部品
の端子との接合部分に生じる機械的ストレスを緩和する
ことが可能となり、接合部分の剥離が防止される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一もしくは
同等の構成要素を表している。

【００２３】実施例１図３に示したように、ＰＥＴ系フレキシブル基板１の銀
薄膜回路パターン２に、発光ダイオード３と抵抗１０と
を導電接着剤層５（５ａ、５ｂ）により導電接合し、さ
らにポッティングを行った。図１は、ポッティングを行
った後の基板１と発光ダイオード３との接合部分の断面
図である。

【００２４】この場合、導電接着剤層５を形成する導電
接着剤として、硬化物の柔軟性及び熱膨脹係数が異なる
２種の導電接着剤、即ち、第１の導電接着剤（エポキシ
系導電接着剤：東洋紡（株）製、ＤＡ−５１８Ｈ）と第
２の導電接着剤（エポキシ系導電接着剤：住友金属鉱山
（株）製、Ｔ−３０４０（Ｈ））の２種を用意した。

【００２５】そして、第１の導電接着剤と第２の導電接
着剤とを用いて、次のように導電接合を行った。まず、
ＰＥＴ系フレキシブル基板１の接合部位にスクリーン印
刷により第１の導電接着剤を厚さ０．２ｍｍ塗布し、１
３０℃、５分で仮硬化し、次に第２の導電接着剤を同様
にして厚さ０．２ｍｍ塗布し、その後発光ダイオード３
と抵抗１０とを搭載し、温度１５０℃で５０分間加熱し
て第１の導電接着剤と第２の導電接着剤を硬化させ、第
１の導電接着剤層５ａと第２の導電接着剤層５ｂを形成
した。

【００２６】次に、変性アクリレートを主成分とするＵ
Ｖ硬化型ポッティング材（協立（株）製、ワールドロッ
クをディスペンサーを用いて、塗布厚０．２ｍｍとして
第２の導電接着剤層５ｂ上に塗布し、ＵＶ照射（５００
Ｗ）を室温で２分間行って第１及び第２の導電接着剤層
５ａ、５ｂをポッティングした。

【００２７】一方、導電接合に使用した第１及び第２の
導電接着剤から得られる接着剤層の耐折力を、図４に示
した方法にしたがって次のようにして測定した。即ち、
図４に示したように、上下移動可能な試料台８としてTE
ST STAND MACHINE No.5132（AIKHO ENGINEERING 製）を
用意し、ドーロセル９として LOADSEL3020（AIKHO ENGI
NEERING 製）（最大２０Ｋｇ）を用意した。また、この
ドーロセル９には、ドーロセルの出力にしたがって荷重
を表示するＡＭＰを接続し、さらにこのＡＭＰにＸＹレ
コーダ（WX4401、WATANABE製）を接続し、試料台８の上
昇に伴う試料の撓み状況が観察できるようにした。

【００２８】耐折力の測定試料７としては、第１の導電
接着剤（エポキシ系導電接着剤：東洋紡（株）製、ＤＡ
−５１８Ｈ）及び第２の導電接着剤（エポキシ系導電接
着剤：住友金属鉱山（株）製、Ｔ−３０４０（Ｈ））
を、それぞれ１５０℃で３０分加熱することにより、短
冊状の試料（２×２．５×１５〜２０ｍｍ）を成形し
た。

【００２９】そして、試料７を試料台８に載置し（試料
台８における中央部の間隙幅ｄ＝９．５ｍｍ）、一定速
度で試料台８を上昇させ、ロードセル９によって試料７
に点荷重がかかるようにした。このとき、試料に印加さ
れている荷重とその時の撓み量とをＡＭＰ及びＸＹレコ
ーダで観察した。各接着剤について、このような耐折力
の測定を繰り返した。

【００３０】その結果、試料の撓み量（一定速度で試料
台８を上昇させた時間）と荷重との関係は、第１の導電
接着剤（エポキシ系導電接着剤：東洋紡（株）製、ＤＡ
−５１８Ｈ）による試料では、ほぼ図５（ａ）に示した
関係となり、第２の導電接着剤（エポキシ系導電接着
剤：住友金属鉱山（株）製、Ｔ−３０４０（Ｈ））によ
る試料では、ほぼ図５（ｂ）に示した関係となった。ま
た、試料の耐折力は、第１の導電接着剤による試料では
０．１５〜０．５７ｋｇの範囲にあり、平均０．２２ｋ
ｇであり、第２の導電接着剤による試料では、１．０９
〜５．７２ｋｇの範囲にあり、平均３．３５ｋｇであっ
た。これらの結果を表１に示す。第１及び第２の導電接
着剤の硬化物の熱膨脹係数とガラス転移点も表１に併せ
て示す。

【００３１】

【表１】耐折力(kg) 熱膨脹係数（cm/cm/℃）ガラス転移点（℃）第１の導電接着剤０．２２５×１０^−５８０第２の導電接着剤３．３５３〜５×１０^−５１５０実施例２図２に示したように、第２の導電接着剤層５ｂが、発光
ダイオード３の端子４の上側を覆うように形成する以外
は実施例１を繰り返した。

【００３２】比較例１第１の導電接着剤の塗布厚を０．２ｍｍとし、第２の導
電接着剤層５ｂを形成しない以外は実施例１を繰り返し
た。

【００３３】比較例２第２の導電接着剤の塗布厚を０．２ｍｍとし、第１の導
電接着剤層５ａを形成しない以外は実施例１を繰り返し
た。

【００３４】比較例３ＰＥＴフィルム基板１上にまず第２の導電接着剤を厚さ
０．２ｍｍ塗布し、次に第１の導電接着剤を厚さ０．２
ｍｍ塗布して、第１の導電接着剤層５ａと第２の導電接
着剤層５ｂとの位置関係を逆転させた以外は実施例１を
繰り返した。

【００３５】（評価１）実施例１〜２及び比較例１〜３
で接合した各基板に対するエージング試験として、各基
板を７０℃、９０％湿度で５００時間保持した。

【００３６】そして、エージング試験を行った基板の接
合部分を切り出し、スライドグラスに接着し、切り出し
た試料をダイシング装置で発光ダイオード３又は抵抗１
０の端子と平行に切断し、さらに樹脂でモールドし、第
１研磨（研磨剤：Ａｌ_２Ｏ_３）及び第２研磨（研磨剤：
１μｍダイアモンド）を施して接合部分を露出させ、そ
の露出した断面を光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観
察した。

【００３７】その結果、実施例１〜２の接合部分には全
く損傷は見られなかった。一方、比較例１では、図８に
示したようにダイオード３のリード４や抵抗７の端子と
導電接着剤層５ａの接合界面に剥離Ａが見られた。比較
例２では、図９に示したようにＰＥＴフィルム１上の回
路パターン２が損傷していた。また、比較例３では、ダ
イオードのリードや抵抗の端子と導電接着剤層との接合
界面の剥離と、ＰＥＴフィルム上の回路パターンの損傷
の双方が顕著であった。

【００３８】（評価２）実施例１〜２及び比較例１〜３
で接合した各基板をビデオカメラの照明回路に組み込
み、実用に供した。その結果、得られた製品中、実施例
１〜２の基板には導通不良は生じなかった。一方、比較
例１を使用した製品には、ビデオカメラに基板を組み込
んだ後、導通不良が約０．０５％（発光ダイオード単
位）発生していた。比較例２を使用した製品には、ビデ
オカメラに基板を組み込んだ後、導通不良が約０．０３
％（発光ダイオード単位）発生していた。また、比較例
３を使用した製品には、ビデオカメラに基板を組み込ん
だ後、導通不良が約０．１％（発光ダイオード単位）発
生していた。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、導電接着剤により、フ
レキシブル基板の回路と搭載部品とを、剥離することな
く信頼性高く接合することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の発光ダイオードの接合部分の断面図で
ある。

【図２】実施例の発光ダイオードの接合部分の断面図で
ある。

【図３】実施例において導電接着剤により接合した基板
の平面図である。

【図４】耐折力の測定方法の説明図である。

【図５】耐折力測定時の試料の撓み量と荷重との関係図
である。

【図６】従来の発光ダイオードの接合部分の断面図であ
る。

【図７】従来の発光ダイオードの接合部分の平面図であ
る。

【図８】比較例の発光ダイオードの接合部分の拡大断面
図である。

【図９】比較例の発光ダイオードの接合部分の拡大断面
図である。

【符号の説明】

１フレキシブル基板２回路パターン３発光ダイオード（ＬＥＤ）４リード５導電接着剤層５ａ第１の導電接着剤層５ｂ第２の導電接着剤層６ポッティング材１０抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレキシブル基板に形成された回路と搭
載部品の端子とが導電接着剤層により接合している導電
接着構造体において、導電接着剤層がフレキシブル基板
側に配された第１の導電接着剤層と搭載部品の端子側に
配された第２の導電接着剤層の少なくとも二つの層から
なり、かつ、短冊状試料の両端部を支持し、中央部に点
荷重をかけた場合に、その試料が折れるときの荷重とし
て定義される耐折力につき、第１の導電接着剤層の耐折
力が第２の導電接着剤層の耐折力よりも小さいことを特
徴とする導電接着構造体。
【請求項２】第１の導電接着剤層に対する第２の導電
接着剤層の耐折力が２倍以上である請求項１記載の導電
接着構造体。