JP2009010061A - 電極接合構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の第1の電極を有する第1の回路形成体と、複数の第1の電極にそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極を有する第2の回路形成体と、第1の回路形成体と第2の回路形成体との対向領域に配置され両者を接合する絶縁性接着剤樹脂と、絶縁性接着剤樹脂中に分散され、それぞれの第1の電極と、それらに対向するそれぞれの第2の電極とを電気的に接続する導電性粒子と、互いに隣接する第2の電極間に位置し、第2の回路形成体と絶縁性接着剤樹脂との界面において、一方の第2の電極から他方の第2の電極に向かう界面沿いの経路の一部に他方の第2の電極から一方の第2の電極に向かう逆方向の成分を有する経路を形成する逆経路形成部とを備える。
【選択図】図1C
Description
本発明の第1態様によれば、複数の第1の電極を有する第1の回路形成体と、
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極を有する第2の回路形成体と、
上記第1の回路形成体と上記第2の回路形成体との対向領域に配置され両者を接合する
絶縁性接着剤樹脂と、
互いに隣接する上記第2の電極間に位置し、上記第2の回路形成体と上記絶縁性接着剤樹脂との界面において、一方の第2の電極から他方の第2の電極に向かう上記界面沿いの経路の一部に上記他方の第2の電極から上記一方の第2の電極に向かう逆方向の成分を有する経路を形成する逆経路形成部と、
を備える、電極接合構造体を提供する。
上記第2の突起形成部の上記第1の突起形成部と隣接する側の面が、上記第1の突起形成部の上記第2の突起形成部と隣接する側の面よりも大きい、第3態様に記載の電極接合構造体を提供する。
上記突起部は、ガラスを主成分とし且つ上記第1の材料よりも融点が低い第2の材料で構成されている、第3態様に記載の電極接合構造体を提供する。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の第1実施形態では、フラットパネルの端子部の接合構造であるガラス基板とフレキシブル基板の接合構造を例にとって説明する。図1Aは、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体の構成を模式的に示す平面図であり、図1Bは、図1Aのa−a断面図である。図1Cは、図1Aのb−b断面図であり、図1Dは、図1Cの一部拡大断面図である。図2は、導電性粒子の具体的構成を示す断面図である。
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体の製造方法においては、図示していないが、ガラス基板2を下にした状態で圧着ステージである支持台に載置されて電極接合が行われるものとする。
ステップS2では、図3Bに示すように、それぞれの第2の電極2Aを覆うようにガラス基板2上に絶縁障壁材料層4Aを形成する。
ステップS3では、図3Cに示すように、絶縁障壁材料層4Aに露光及びエッチングを行い、絶縁障壁4を形成する。なお、このとき、絶縁障壁4には感光性樹脂が含まれる。
ステップS4では、図3Dに示すように、内部に導電性粒子5が分散された絶縁性接着剤樹脂3を、絶縁隔壁4上に配置する。
ステップS5では、図3Eに示すように、絶縁性接着剤樹脂3上にフレキシブル基板1を、絶縁性接着剤樹脂3を介してそれぞれの第1の電極1Aがそれぞれの第2の電極2Aと対向するように位置合わせして配置する。
より具体的には、モータ23を駆動させて圧着ツール20を降下させ、フレキシブル基板1に加熱用ヒータ21の加圧加熱面を接触させる。この接触状態で、さらにモータ23を駆動させて圧着ツール20を降下させるとともに、加熱用ヒータ21を発熱させる。これにより、フレキシブル基板1を介して絶縁性接着剤樹脂3を加圧及び加熱して、絶縁性接着剤樹脂3を溶融させる。
以上のステップS1〜6を行うことにより、図1Cに示す本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体を製造することができる。
なお、上記では、絶縁性接着剤樹脂3の加圧及び加熱を、圧着ツール20をフレキシブル基板1に接触させることにより行ったが、圧着ツール20をガラス基板2に接触させることにより行ってもよい。
図5を用いて、本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体について説明する。図5は、本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体の構成を示す断面図である。本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体は、絶縁障壁4に代えて突起部の一例である絶縁障壁41を備えている点で第1実施形態の電極接合構造と異なる。それ以外の点については同様であるので、重複する説明は省略し、以下、主に相違点について説明する。
ステップS22では、図6Bに示すように、ガラス基板2上で且つ互いに隣り合う第2の電極2A,2A間に、スクリーン印刷などにより第1の障壁42を形成する。なお、このとき、第1の障壁42の状態は、ペースト状態にあるものとする。また、このとき、第1の障壁42の幅は、例えば25μmとし、その厚みは、例えば約5μmとする。
ステップS24では、第1の障壁42の全体を融点以上に加熱したのち硬化させる。これにより、ガラス基板と第1の障壁42と第2の障壁43とが、第2の電極2A中の金属イオンがそれらの内部を移動できないように一体化する。
ステップS25では、図6Dに示すように、内部に導電性粒子5が分散された絶縁性接着剤樹脂3を、第2の隔壁43上に配置する。
ステップS26では、図6Eに示すように、絶縁性接着剤樹脂3上にフレキシブル基板1を、絶縁性接着剤樹脂3を介してそれぞれの第1の電極1Aがそれぞれの第2の電極2Aと対向するように位置合わせして配置する。
以上のステップS21〜S27を行うことにより、図5に示す本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体を製造することができる。
なお、上記では、絶縁障壁41を2つの部材により構成したが、それ以上の部材により構成されてもよい。
図8を用いて、本発明の第3実施形態にかかる電極接合構造体について説明する。図8は、本発明の第3実施形態にかかる電極接合構造体の構成を示す断面図である。本発明の第3実施形態にかかる電極接合構造体は、絶縁障壁4に代えて、ガラス基板2に凹部2Bが設けられている点で第1実施形態の電極接合構造と異なる。それ以外の点については同様であるので、重複する説明は省略し、以下、主に相違点について説明する。
図9を用いて、本発明の第4実施形態にかかる電極接合構造体について説明する。図9は、本発明の第4実施形態にかかる電極接合構造体の構成を示す断面図である。本発明の第5実施形態にかかる電極接合構造体は、さらに、絶縁性封止樹脂50を備える点で本発明の第1実施形態の電極接合構造体と異なる。それ以外の点については同様であるので、重複する説明は省略し、以下、主に相違点について説明する。
このように絶縁性封止樹脂50を設けることにより、フレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合部に外部から水や腐食性ガス等が侵入することを防ぐことができる。また、第1及び第2の電極1A,2Aや導電性粒子5の酸化が防止され、電気的な導通が阻害されることがないので、高信頼性の接合品質を実現することができる。また、絶縁性封止樹脂50が硬化することにより、電極接合強度が補強され、機械的曲げ強度等に対する信頼性も向上する。
また、絶縁性封止樹脂50の材質としては、作業環境、揮発成分の再付着の問題から、無溶剤型の樹脂が用いられることが好ましい。
さらに、絶縁性封止樹脂50の材質としては、透水性が小さく、イオン不純物も少ない材質が用いられることが好ましい。これにより、高温高湿の環境下において電圧を印加した際に発生するイオンマイグレーションを防止することもできる。
さらに、絶縁性封止樹脂50の材質としては、第1及び第2の電極1A,2Aの接合強度の補強効果を有するとともにフレキシブル基板1の変形にも追従できるように、ある程度の可撓性を有する弾性体であることが好ましい
また、上記では、ガラス基板2を第2の回路形成体の一例して挙げたが、第2の回路形成体としては、ガラス基板の他に、フレキシブル基板、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板、ポリイミド基板、セラミック基板等が用いられてもよい。この場合、絶縁障壁4は、それらの基板の材料に合わせて、それらの材料と同質の材料で構成すればよい。例えば、第2の回路形成体としてPEN基板やPET基板などの有機基板を採用する場合には、絶縁障壁4は、例えば有機系樹脂や無機・有機複合材料で構成すればよい。 第1及び第2の回路形成体を上記のような構成にすることにより、高い生産性を保ちつつ高品質な電極接合構造体を安価に提供することができる。
また、上記では、互いに隣り合う第2の電極2A,2A間に絶縁障壁4を設けたが、絶縁障壁4は、例えば図10に示すように設けられてもよい。すなわち、絶縁障壁4が第2の電極2A,2Aに直接接触するように構成してもよい。また、互いに隣り合う第1の電極1A,1A間の幅よりも絶縁障壁4の幅が長くてもよい。この場合、絶縁障壁4の高さは、少なくとも第1の電極1Aの高さよりも高く、第1の電極1Aの高さと導電性粒子5の粒径とを合計した高さよりも低く設定する。
また、上記では、導電性粒子5をコア31と金属メッキ32の2層構成としたが、本発明はこれに限定されず、1層構成としても、2層より多い構成としてもよい。
次に、本発明の第4実施形態にかかる電極接合構造体の製造方法の具体例の1つである実施例を、図1C、図3A〜図3F、及び図9を参照しながら説明する。まず、各構成要素の具体的構成について説明する。
また、本実施例において、第2の回路形成体は、厚さ3mmのガラス上に、スクリーン印刷法と焼成により厚さ3μmの銀で形成した複数の銀電極2AをL/S=50μm/50μmの幅で配置したガラス基板2で構成している(図3A参照)。
また、本実施例において、絶縁性接着剤樹脂は、幅3mm、厚さ35μmに形成され、イミタゾールを主な硬化剤とした熱硬化性のエポキシ樹脂シート3で構成している。
また、本実施例において、導電性粒子は、ニッケル粒子5aに、厚さ0.05μmの金メッキ5bを施して平均粒子径5μm程度に形成した導電性粒子5で構成している。
また、本実施例において、絶縁障壁材料層は、感光性樹脂をバインダとして含有する低融点ガラスペースト4Aで構成している。
なお、絶縁性封止樹脂50の材質は、特に不純物塩素イオン濃度が数ppmと低く、吸水率が低く、高温高湿の環境下で電圧を印加した際に発生するイオンマイグレーションに対する耐性が優れているか否かを選定基準とした。
なお、絶縁性封止樹脂50の材質としてエポキシアクリレート系の樹脂を採用した電極接合構造体においては、樹脂の不純物塩素イオン濃度が原料からの混入により比較的高いことから、THB信頼性試験により絶縁不良が発生することを確認している。
まず、ガラス基板2の銀電極2Aの形成面側に、スクリーン印刷により低融点ガラスペースト4Aを約10μmの厚さで塗布する(図3B参照)。
次いで、低融点ガラスペースト4Aを乾燥させたのち、互いに隣接する銀電極2A,2A間に約25μmの幅の低融点ガラスペースト4Aが残るように、露光及びエッチングを行う。このとき、エッチング処理の時間を制御してオーバーエッチング状態にする。
次いで、低融点ガラスペースト4Aを融点以上に加熱する。これにより、銀電極2A,2A間に絶縁障壁4が形成される(図3C参照)。この絶縁障壁4には、感光性樹脂が含まれる。
次いで、フレキシブル基板1とガラス基板2との間にエポキシ樹脂シート3が配置されるように、フレキシブル基板1の銅電極1Aとガラス基板2の銀電極2Aとを対向させて位置合わせする(図3E参照)。
なお、このとき、圧着ツール20による加熱時間、加圧力、及び加圧時間は、例えば180℃、3MPa、及び10秒とする。
以上により、本実施例にかかる電極接合構造体の製造が完了する。
1A 第1の電極
2 ガラス基板
2A 第2の電極
3 絶縁性接着剤樹脂
4,41 絶縁障壁
4A 絶縁障壁材料層
5 導電性粒子
20 圧着ツール
21 加熱用ヒータ
22 エアシリンダ
23 モータ
50 絶縁性封止樹脂
Claims (20)
- 複数の第1の電極を有する第1の回路形成体と、
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極を有する第2の回路形成体と、
上記第1の回路形成体と上記第2の回路形成体との対向領域に配置され両者を接合する
絶縁性接着剤樹脂と、
互いに隣接する上記第2の電極間に位置し、上記第2の回路形成体と上記絶縁性接着剤樹脂との界面において、一方の第2の電極から他方の第2の電極に向かう上記界面沿いの経路の一部に上記他方の第2の電極から上記一方の第2の電極に向かう逆方向の成分を有する経路を形成する逆経路形成部と、
を備える、電極接合構造体。 - 上記逆経路形成部は、上記逆方向の成分を有する経路を2つ形成する、請求項1に記載の電極接合構造体。
- 上記逆経路形成部は、上記第2の回路形成体上に形成された突起部により構成されている、請求項1に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記第2の電極に対して平行に延在している、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記一方の第2の電極側に位置する面により上記逆方向の成分を有する経路を形成する、請求項5に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記第1の回路形成体側に向かって広がるテーパ状の断面形状を有する、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記第2の回路形成体上に形成される第1の突起形成部と、上記第1の突起形成部材上に形成される第2の突起形成部とを有し、
上記第2の突起形成部の上記第1の突起形成部と隣接する側の面が、上記第1の突起形成部の上記第2の突起形成部と隣接する側の面よりも大きい、請求項3に記載の電極接合構造体。 - 上記突起部の高さが、上記第1の電極の高さと上記第2の電極の高さとを合計した高さよりも低い、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記第2の回路形成体と同質の材料により構成されている、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、上記第2の回路形成体と共有結合し得る材料により構成されている、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記突起部は、無機・有機複合材料で構成されている、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記第2の回路形成体は、ガラスを主成分とする第1の材料で構成され、
上記突起部は、ガラスを主成分とし且つ上記第1の材料よりも融点が低い第2の材料で構成されている、請求項3に記載の電極接合構造体。 - 上記突起部は、感光性樹脂を含有している、請求項3に記載の電極接合構造体。
- 上記逆経路形成部は、上記第2の回路形成体に形成された凹部により構成されている、請求項1に記載の電極接合構造体。
- 上記凹部は、上記第2の電極に対して平行に延在している、請求項14に記載の電極接合構造体。
- 上記凹部は、上記一方の第2の電極側に位置する面により上記逆方向の成分を有する経路を形成する、請求項15に記載の電極接合構造体。
- 上記凹部は、上記第1の回路形成体から離れる方向に向かって広がるテーパ状の断面形状を有する、請求項14に記載の電極接合構造体。
- 上記それぞれの第2の電極は、銀で形成されている、請求項1〜17のいずれか1つに記載の電極接合構造体。
- 上記絶縁性接着剤樹脂は、熱硬化性の樹脂である、請求項1〜18のいずれか1つに記載の電極接合構造体。
- さらに、上記絶縁性接着剤樹脂が外部に露出しないように覆い隠す絶縁性封止樹脂を有する、請求項1〜19のいずれか1つに記載の電極接合構造体。
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