JPS60140790A - 連結シ−ト - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基板上に配された多数の導電パターンに対し
、夫々対応する他の導電パターン若しくは他の集積回路
（ＩＣ）等の電子部品のリードのような導電体を接続す
る場合に適用して好適な連結シートに係わる。

背景技術とその問題点 近時、電子機器の小型化、電子部品の小型化に伴って、
配線基板、例えば７レキシプル基板、若しくは剛性（リ
ジッド）な基板上に狭ピッチをもって形成された多数の
導電パターンに対し、これらパターンに対応して同様に
狭ピッチに配列された他の例えばフレキシブル基板上に
設けられた導電パターンや、ＩＣ等の部品のリードなど
の多数の狭ピッチの導電体を接続する作業が必要とされ
ている。これら接続は、通常例えば金線等によるいわゆ
るワイヤーボンディングや半田ディツプを伴う半田付は
法などによっている。

しかしながら、金線によるワイヤーボンディングは、ワ
イヤー自体が高価格であると刈と、一括した接続が行え
ないことによって接続作業が煩雑でコスト高を招来し、
また多数の接続部の狭ピッチ化によってワイヤー相互の
接触、或いはボンデインク部を幅狭とすることによる接
続強度及び接続部相互の短絡など信頼性にも問題が生じ
る。

また半田ディツプによる場合、接続部ピッチの狭隘化に
よって接続部相互に半田の流れが生じ短絡などの事故を
招来するなど同様に信頼性に問題が生じる。

また、いわゆるゼブラコネクタによる接続法もあるが、
ゼブラコネクタ自体に機械的に固定する機能がなく、所
定の幅を一定の加圧力で保持するのが困難であるという
欠点がある。

また、カーボンファイノ（−入りの導電性熱溶融型接着
剤と、絶縁性熱溶融型接着剤を交互に筋塗りした接着剤
層を、導電）くターンとこれに対する導電体との接続部
に介在させろ接続も行なわれた。

しかし、筋塗りの幅を狭くするには限界があり、狭ピッ
チの導電パターンに対する接続には適さず、また製造が
極めて煩雑となる欠点がある。

また、他の方法としては、特公昭４７−２２２３号公報
に開示された接続方法がある。これ（家、熱可瑣性の接
着剤を介して配線）くターンを基板上に形着剤を溶かし
て内基板の接合を行うものである。

ところがこの場合、その接着剤を熱によって溶かしたと
き、配線パターンが移動してしまってパターン相互の短
絡を生じるなどの信頼性に問題があり、パターンの微細
、稠密化を充分にはかることができないという欠点があ
る。また、この場合、基板の屈曲による変形によって基
板間の接着を行う必要があるので、基板の少（とも一方
は充分柔軟性を有する必要があるのみならず、このよう
にしてもパターン間の間隔が狭い場合、充分な接着強度
が得られなくなるとか、ＣＬＩ箔のようなパターンを基
板に接着するための接着を利用するのでは、パターン相
互を埋めて内基板を接着するに充分な接着剤の量が得ら
れないなど信頼性に難点がある。

更に、また、他の接続態様としては、例えば第１図に示
すような、連結シート（１）を用いるものがある。この
連結シート（１）は、同図に示すように、絶縁性の接着
剤（２）中にカーボンファイバーのような繊維状導電体
（３）を一方向にほぼ沿うように配向して混入させた接
着層（４）が、例えば剥離シート（５ｉ上に塗布されて
成る。繊維状導電体（３）は、接着剤（２）の１００容
量部に対して例えば５〜２０容量部混入される。また、
シート状導電層（４）の厚さは、後に述べる配線相互の
電気的接続を行なう以前の未使用状態で２０〜１２０μ
ｍの厚さとする。そして繊維状導電体は直径５〜５０μ
ｍ、長さ０．０５〜３霧の例えば繊維状カーボンが用い
られる。

この連結シート（１）による接続は、第２図にその拡大
平面図を示し、第３図に第２図のＡ−Ａ線の断面図を示
すように、相互に接続すべき複数の導電パターン（６）
と他の導電体（７）とを互いに重ね合せた状態で、シー
ト（１）の剥離シート（５）を剥離してその絶縁剤層（
４）を介在させることによって行う。この例では、リジ
ッドな基板（８）上に配列被着形成された多数の導電パ
ターン（６）に、これらに対応して設けられた他の導電
体（７）、例えばフレキシブル基板（９）上に配列被着
形成された導電パターンを接続する場合で、この場合、
対応する各導電パターン（６）と導電体（７）とが互い
にその接続部においてその延長方向を一致させ且つでき
るだけ合致して重なり合うように内基板（８）及び（９
）を重ね合せ、その互　−いに重なり合う全導電パター
ン（６）と導電体（７）とに差し渡るように、第４図に
第２のＢ−Ｂ線上の断面を示すように、連結シート（１
）の剥離シート（５）を剥離した接着剤層（４）、すな
わち接着剤（２）に繊維状導電体（３）を配向分散させ
た接着剤層（４）を、その繊維状導電体（３）の配向方
向が２＃電パターン（６）と導電体（７１の延長方向に
沿うようにして介在させ、内基板（８）及び（９）をそ
の外面から矢印ａ及びｂに示すように加圧して加熱する
。このようにすると、第５図に示すように、互いに対応
する導電パターン（６）と導電体（７）とが、繊維状導
電体（３）によって相互に電気的に連結される。そして
、繊維状導電体（３）は、相互に接着剤（２）によって
電気的に絶縁されるので隣り合う接続部間の間隔より導
電体（３）の径を十分小に選定しておくことによって、
導電体（３）によって隣り合う接続部間が相互に電気的
に連結されるを回避することができ、しかも内基板（８
）及び（９）は、接着剤（２）によって機械的に強即に
接着連結される。

この場合、連結シート（１）中の繊維状導電体（３）の
配向によってその電気的連結が異方性をもってなされる
ので接続部相互の短絡票数が回避でき、信頼性の向上を
はかることができ、また多数の配列された導電パターン
に対し夫々対応する他の導電体を同時に接続できるので
、量産性にすぐれているという利点を有するが、その接
続が比較的抵抗の大きいカーボンによって行われている
ために、この接続部に電圧が印加される駆動態様が採ら
れる場合には同和がないが電流を通じさせる態様を採る
場合その抵抗が同順となる場合がある。

発明の目的 本発明は、上述した欠点を解消し、多数の狭ピッチに配
置された導電パターンに夫々対応する他の導電体を電気
的及び機械的に確実に連結することができる連結シート
を提供するものである。

発明の概要 本発明は、基板上に配された複数の導電ツクターンとこ
の導電パターンに対応して電気的に接続される籾数の導
電体との接続に当り、その複数の導電パターンと導電体
との間に介在されて両者を電気的機械的に連結するよう
になされる絶縁性接着剤に金属粒子が分散された接着剤
層を有して成るものである。そしてその金属粒子は、導
電パターンと導電体との加圧加熱による接合時に溶融す
る金属より成り、且つ該金属粒子の大きさは、上記接合
時における金属粒子の大きさが導電パターンと導電体と
の接続部の間隔より小になるように選定されるものであ
り、絶縁性接着剤は、この加熱により溶融流動する接着
剤より選ばれる。

尚、上述の接合時の加熱温度、云い換えれば、金属粒子
の融点は５０６Ｃ〜３５０℃、好ましくは８０℃〜２６
０℃に選定される。ここにこの加熱温度、すなわち金属
粒子の融点を５０℃以上、好ましくは８０℃以上に選定
するのは、配線基板の例えば電子機器への実装状態、す
なわち使用状態で、５０℃未満、好ましくは８０℃未満
の外囲温度で、導電パターンと導電体との接続部におい
て両者間を融着する金属が再溶融して剥離や接続不良が
発生するような信頼性の低下を回避するためであり、３
５０℃以下、好ましくは２６０℃以下に選定するのは、
とれを超えるような加熱処理に耐える基板材料の選定が
困難となり、また加熱手段、作業が煩雑となり、工業的
に不利益となり【くることに因る。

また、金属粒子は、その粒径を、導電パターンとこれに
対する導電体との接続部間の間隔、すなわち隣り合う導
電パターン間、隣り合う導電体間の間隔の１以工程度に
選定されることが望ましく、このようにするときは、隣
り合う接続部間が金属粒子によって短絡されるような事
故を確実に回避できることを確めた。

また、上述した導電パターンとこれに対応する導電体間
に介在させる予めシート状とされた或いは基板上に予め
塗布される接着剤層中の接着剤と金属粒子との混合割合
は、接着剤（固形分）１００容量部に対して、金属粒子
は０．５〜５０容量部に選定する。これは０．５未満で
は低抵抗接続が不充分となる場合があり、５０容量部を
越えると接続部以外における金属粒子相互の絶縁が不完
全となったり、機械的接着強度が不充分となってくる場
合があることによる。

／また、これに用いられる絶縁性接着剤と１−ては、上
述した接合時の加圧加熱条件下で少くとも一旦は、流動
性が得られる接着剤、例えばゴム系、或いはエチレン−
酢酸ビニール系のいわゆるホットメルトタイプ或いは熱
架橋するエポキシ系の熱硬化型の接着剤を用いることが
できる。

実施例 実施例１ 第６図に示すように、ガラスエポキシ繊維にエポキシを
含浸させたいわゆるガラスエポキシ基板（８）上に、こ
れに被着された厚さ１８μｍのＣｕ箔を、選択的にエツ
チングして０．２ｍ＋ピッチ（幅Ｑ、１ｍｉ、間隔０．
１ｍｍ）の互いに平行配列された複数の帯状の導電パタ
ーン（６）を形成した。一方、厚さ５０μｍのシート状
のフレキシブル基板（９）を設け、これに上述の導電パ
ターン（６１と同様の寸法形状のＣｕ箔による導電パタ
ーンより成る導電体（７）を形成した。更に一方、剥離
シートα０）上に、接着剤層０１）を塗布した連結シー
ト（Ｌ２１を用意する。この連結シートａｚの接着剤層
αＤは、ホットメルトタイプの絶縁性接着剤−に、半田
金塊粒子を分散した塗料を用いた。絶縁性接着剤は次の
組成とした。

この組成の絶縁性接着剤に、これの固形分１００容量部
に対し、１０容量部の低融点半田金属粒子を分散させた
。この金属粒子は、Ｐｂ　−Ｓｎ合金にｓｂとＢｉを添
加してその融点が１４０℃とされた平均粒径２０μｍの
半田金属粒子を用いた。このように絶縁性接着剤α力に
低融点半田金属粒子αＪが分散された接着剤塗料を乾燥
後の厚さが４０μｍとなるように剥離シート（１０１上
にコーターによって塗布して連結シー）（１２１を得た
。このようにして得た連結シート（１２の剥離シートα
０）を剥離して基板（８）上の各導電パターン（６）上
の少くとも導電体（７）と接続すべき部分に差し渡って
その接着剤層（ＩＩＩを載せ、これの上に、第７図に示
すように、フレキシブル基板（９）をその各導電体（７
）が対応する導電パターン（６）上に、互いに接続すべ
き部分が夫々同一方向に延び接着剤層ＯＩｌを介してｌ
なり合うように載せ、両者を１８０℃下で４０ｋｇ／ｃ
ｍで３０秒間加圧圧着した。

このようにすると、接着剤層重ｌ中の接着剤が加熱によ
って奮七か流動性を呈するので、特に両基板（８）及び
（９）の互いの対向面より実装的突出しているために圧
力が掛けられる導電パターン（６）とこれに対応する導
電体（７１との間に介在する絶縁性接着剤（１２１の多
くが側方に押し出され、これら導電パターン（６）と導
電体（７）との間において半田粒子０３が、その加熱加
圧によって第８図に示すように溶融圧潰され、導電パタ
ーン（６）と導電体（７）間が半田づけされて両者が電
気的に接続される。このようにして導電体（７）と導電
パターン（６）とが接続された配縁基板は、この接続部
における導通抵抗、すなわち導電体（７）とこれに対応
する導電パターン（６１の間の導通抵抗の実測値は、０
．１Ω以下であり、隣り合う接続部間の絶縁抵抗は１０
０以上であった。そして、この配線基板に対し、１３０
℃で１週間の強制老化処理を行って、その後抵抗値を測
定したとと０ ろ、導通抵抗は、０．１Ω以下、絶縁抵抗は１００以上
で、その特性に変化が認められなかった。

このように接続部：／ｃおける導通抵抗が充分小さくさ
れ、接続部間の絶縁抵抗を充分大となし得るのは、上述
したように加熱加圧によって、流動性ｌ　。

に富んだ状態とされた絶縁性接着剤（１２１か、パター
ン（６）と導電体（７）との間から外側に押し出され両
者が半田金属によって良好に融着され、その接続部外に
押し出された絶縁性接着剤Ｑ２＋が導電性を有する金属
粒子＋１３１を良好に包み込み、且つ隣り合う接続部間
にこの接着剤（１２＋が多量に存在することによって両
基板（８１＋９）を強固に固着していることに因るもの
と思われる。

実施例２ 実施例１と同様の手順によって配線基板を得たが、この
実施例２では、連結シーＮＩＺの接着剤層ａＤの絶縁性
接着剤組成を次の組成とした。

この絶縁性接着剤の固形分１００容量部に対し、平均粒
子径が４０μｍの半田金属粒子（Ｐｂ　−Ｓｎ合金、融
点２３０°Ｃ）を１２容量部混合分散した接着剤塗料を
剥離シート（ＩＯ１上に乾燥後の接着剤層Ｃ１１ｌの厚
さが３０μｍとなるように塗布して連結り一トＱ２＋を
得た。

一方、フレキシブル基板（９）は、厚さ２５μｍのポリ
イミド基板を用いた。また、基板（８１及び（９）上の
各導電パターン（６）及び導電体（７）は、夫々厚さ３
５μ謂のＣｕ箔を選択的にエツチングして夫々ピッチ１
．０ＩＯ＋（幅が０．５閣、間隔が０．５　ｖａｎ　）
とした。連結シートα２の剥離シートを剥がし、接着剤
層０１１を基板（８）及び（９）の各導電パターン（６
）と導電体（７）との間に挟み込んで２６０℃、５０　
ｋ　ｇ／ｃｍ、１５秒間の加熱加圧を施した。このよう
にして得た配線基板は、その導電パターン・（６１と導
電体（７１との接続部における導通抵抗が０．１Ω以下
、隣り合う接続部間の絶縁抵抗は１００以上で、１５０
°Ｃ１週間の強制老化処理後においても夫々の抵抗は０
．１Ω以下、１００以上であった。

尚、上述の各側においては、基板＋９１及び（１０１上
の各配線パターン間の接続を行う場合の例であるが電子
部品、例えば半導体集積回路（ＩＣ）上の端子導電体を
直接的に例えばフレキシブル基板上に端子リード導出用
の配線パターン、或いは回路配線パターンが被着形成さ
れたいわゆるフィルムキャリアテープ、或いは回路基板
上に、電気的及び機械的に連結マウントするいわゆるダ
イレクトボンドに適用することもできる。

実施例３としてＩＣ部品をフィルムキャリアテープ上に
ダイレクトボンドする場合の一例を挙げる。

実施例３ この例においては、第９図に示すように、一方の面に端
子導電体（７）を有するＩＣ部品Ｑ４１を、フィルムキ
ャリアテープ上にボンドした。このフィルムキャリアテ
ープは、同図に示されるように１ポリイミドより成るフ
レキシブル基板（８）上に被着された厚さ１８μｍのＣ
ｕ箔が選択的にエツチングされてパターン化されて複数
本の端子リード導出用の導電パターン（６１が形成され
て成る。この例においても、連結シートを用意した。こ
の連結シートの絶縁性接着剤の組成は次のように選定し
た。

この絶縁性接着剤の固形分１００容量部に対し、平均粒
子径が２０μｍのＰｂ　−Ｓｎ合金にｓｂ及びＢｉを添
加してその散点を１４０℃とした半田金属粒子を７容量
部混合分散した接着剤塗料を剥離シート上に乾燥後の接
着剤層の厚さが１０μｍとなるように塗布した。そして
、この連結シートの剥離シートを剥離し、その接着剤層
重）を基板（８）上の、ＩＣ部品０４１をボンドする部
分上に配し、これの上に、ＩＣＣ部品重重、その各端子
導電体（７）が基板（８）上の対応する端子リード導出
用の導電ノくターン（６）上に絶縁剤層α１１を介して
載せ、１５０℃で３０　ｋｇ／ｍ　、　１０秒間の加熱
加圧圧着した。この場合にお〜・ても、第８図で説明し
たようにＩＣ部品Ｉの端子導電体（７）と、フィルムキ
ャリアテープの端子リード導出用の導電パターン（６）
とは半田金属粒子ｕ３によって融着され電気的及び機械
的に接続されると共に各接続部間には接着剤が充填され
ることによって機械的接合と、絶縁゛が充分はかられる
。

実施例４ 実施例３と同様の本発明による連結シートを用いるが、
この例では第１０図に示すように外方に突出してリード
脚の導電体（７）が導出された構造を有するＩＣ部品ａ
（イ）を、第１１図及び第１２図に示すように、部品０
４）の導電体（７）を夫々基板（８）、この例すなわち
、全域に差し渡るようにカバーフィルム、この例では枠
状をなすポリイミドフィルムより成り、下面に接着剤Ｑ
６１が塗られたカバーフィルムａ９を載せ、加熱加圧圧
着した。このようにした配線基板は、前述した各側と同
様に導電パターン（６１と導電体（７）との間の接続部
においては半田金属粒子による融着がなされ、隣り合う
接続部間のカバーフィルムぴんと基板（８）との間に接
着剤が充填されてその接着が強固になさ、ｈると共に、
接続部相互の電気的絶縁が確実になされた。

実施例５ この例においては、ガラス基板上に０．４　ｍ　ヒツチ
（幅０，２ｔｍ１間隔０．２ｍ　）で配置した透明電極
導電体に、ポリイミドより成るフレキシブルな基板上の
Ｃｕ箔より成る導電パターンを、実施例１と同様の連結
シートの接着剤層重）を介在させて１８０’Ｃ１４０ｋ
ｇ／ａｎ　、　３０秒の加熱加圧によって接続した。透
明電極はＩｎとＳｎの複合酸化物より成り、その接続部
には予め半田金属と親１和性の良い金メッキを被着した
。この場合においても、透明電極とフレキシブル基板上
の導電パターンの電気的接続は０．１Ω以下に良好に行
われ、接続部相互は１００以上の絶縁抵抗を保持できた
。

上述した各側のように、複数の導電パターンとこれに対
応して接続されるべき導電体との間に本発明による連結
シートの接着剤層を介在させて加熱加圧することによっ
て互いに重なる導電パターンと導電体との間から多くの
絶縁性接着剤を他部にその流動性によって排除して金属
粒子によって良好に導電パターンと導電体間の融着を行
い、月つその接続部外に押し出された絶縁性接着剤が導
電性を有する金属粒子を良好に包み込み、且つ隣り合う
接続部間にこの接着剤が多量に存在することによって機
械的に強固にその固着を行うものであるが、このような
現象が効果的に生じ、接続抵抗を０．１Ω以下、絶縁抵
抗を１０Ω以上、好ましくは１０Ωとするには、絶縁性
接着剤の加熱接合時のＭ％Ｆ、Ｉ（メルト・フロー・イ
ンデックス）は、０．００１以上、好ましくは０．００
５以上とする。このＭ、　Ｆ、　Ｉは、ＡＳＴＭ、　Ｄ
１２３８　（７）　Ａ　法まｆ、：−ハＪＩＳ、　Ｋ７
２１０のＡ法に規定された装置で、所定の圧着温度にお
いて２１６０ｇの荷１を印加した時にオリアイス（損か
ら１０分間に流出する樹脂のグラム数を示すものである
。また、絶縁性接着剤層の厚さは、各接続部間に生じる
空間体積の１０〜３００％好ましくは３０〜２００％と
し、その厚さは５〜２００．ａｍとすることが望ましい
。

上述したように本発明の連結シートは、配線パターン、
端子導出リードバターｙ等の複数の導電パターンと、こ
れに対応する同様の配線パターンや、端子、リード脚等
の導電体とを接続するに用いられるものであるが、この
場合にこれら配線パターンと導電体とを挾むように配さ
れた２枚の基板、或いは基板と部品、基板とカバーフィ
ルムとの間の、各接続部間の空間を絶縁性接着剤で充填
して機械的強度と接続部間の接縁抵抗を確保する上で、
この空間を挟む少くとも一方の基板若しくはカバーフィ
ルムはフレキシブルであるようにして実質的にこの空間
を絶縁性接着剤によって隙間なく埋込むことができるよ
うにすることが望ましい。

そして、その補強を、より確実に行うために、必要に応
じて第１３図及び第１４図に示すように、複数の導電パ
ターン（６１と導電体（７）との接続部の配列部の外周
端縁の全域或いは一部に補強用接着樹脂（１７１を被着
させることもできる。

尚、上述の本発明においてその接着剤層重１中の半田金
ＪｉｌｉｌＣよる融着に際して半田フラックスを用いる
ことが望ましい場合は、接着剤層の塗料中にそのフラッ
クス材を混入させておくとか予め金属粒子をフラックス
材で包んでおくとか、導電体または導電パターンの表面
、或いは接着剤層圓の表面にフラックス材を塗布してお
くなどの態様をとり得る。

また、必要に応じて導電パターン或いはこれに接合する
導電体の一方または双方に半田メッキを施しておくこと
もできる。しかしながらこの場合の半田メッキは、これ
によって完全な半田付けを行う必要がないことから充分
薄くて良いものである。

発明の効果゛ 上述したように本発明による連結シート罠よれば、互い
に電気的に接続する導電パターンと、これに対応する導
電体との間には、主として金属による融着によるので低
抵抗接続を確実に行うことができるものである。したが
ってこの接続部に電流を通ずる電流駆動態様を採る場合
にも本発明を適用できるという利点を有する。また、各
接続部間には絶縁性接着剤が充填されていることによっ
て互いの接続部間が狭ピッチに近接した、すなわち高密
度配線を採る場合においても接続部間の絶縁性が確保さ
れることにより、信頼性が向上し、より高い密度、微細
パターンの配線基板が実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明に供する従来の連結シートの要部
の拡大斜視図、第２図は従来の配線基板の要部の拡大平
面図、第３図はその拡大断面図、部の分解拡大斜視図、
第７図及び第８図はその説明に供する拡大断面図、第９
図は他の例の分解拡大断面図、第１０図は本発明の他の
例の部品の一例の拡大斜視図、第１１図は本発明の他の
例の拡大平面図、第１２図はそのＡ−Ａ線の断面図、第
１３図及び第１斗図は夫々本発明の他の例の要部の拡大
断面図及び斜視図である。□ （６）は導電パターン、（７）は導電体、（８）は基板
、０２１は連結シート、Ｑｌｌはその接着剤層、（１２
＋はその絶縁性接着剤、（１３１は金属粒子、α」は部
品、＋１５１はカバー同　松隈秀盛べ霜 第１図 第２図　第３図 ８ 第４図 第５図 Ｊ　’ｆ７ 第６図 第７図 第８図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１頁の続き ［相］発明者　沼尾　秀祐　鹿沼市 内 ＠発明者　銘木　相関　鹿沼土

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に配された複数の導電パターンと該導電パターン
   に対応して電気的に接続される複数の導電体との接続に
   当り、上記複数の導電パターンと導電体との間に介在さ
   れて両者を電気的機械的に連結するようになされる絶縁
   性接着剤に金属粒子が分散された接着剤層を有して成り
   、上記金属粒子は、上記導電パターンと上記導電体との
   加圧加熱による接合時に溶融する金属より成り、且つ該
   金属粒子の大きさは、上記接合時における上記金属粒子
   の大きさが導電パターンと上記導電体との接続部の間隔
   より小になるように選定され、上記絶縁性接着剤は、上
   記加熱により溶融流動する接着剤より成る連結シート。