JP2010141265A - プリント配線板の接続構造および接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡単化することにより製造コストを安価にした第１プリント配線板と電子部品および第２プリント配線板との接続構造および接続方法を提供すること。
【解決手段】配線基板１の配線電極４には、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５が電極接続用接着剤２によって接続される。そして、配線電極４および金属電極５には、配線電極４および金属電極５の表面に酸化防止のための有機膜である酸化防止膜４ａ，５ａがそれぞれ形成されている。これら酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板の配線板電極に熱硬化性樹脂を主成分とするとともに導電性粒子を含有する電極接続用接着剤を介して接着されて電気的に接続される電極を有する電子部品またはプリント配線板との接続構造および接続方法に関する。

近年の電子機器の小型化、高機能化の流れの中で、構成部品（例えば、液晶製品における電子部品）内の接続端子の微小化が進んでいる。このため、エレクトロニクス実装分野においては、そのような端子間の接続を容易に行える種々の電極接続用接着剤として、フィルム状の接着剤が広く使用されている。例えば、銅電極からなる金属電極が形成されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）と、銅電極からなる配線電極が形成されたガラス基板等の配線基板の接合や、ＩＣチップ等の電子部品と配線基板の接合に使用されている。

この電極接続用接着剤は、絶縁性の樹脂組成物中に導電性粒子を分散させた接着剤であり、接続対象の間に挟まれ、加熱、加圧されて、接続対象を接着する。即ち、加熱、加圧により接着剤中の樹脂が流動し、例えば、フレキシブルプリント配線板の表面に形成された金属電極と、配線基板の表面に形成された配線電極の隙間を封止すると同時に、導電性粒子の一部が対峙する配線電極と金属電極の間に噛み込まれて電気的接続が達成される。ここで、一般的に、フレキシブルプリント配線板の金属電極および配線基板の配線電極のそれぞれには、酸化防止及び導電性の確保を目的として、金メッキが施されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−７９５６８号公報

しかしながら、この金メッキは、金属電極および配線電極の表面にニッケルメッキ層を形成した上で、金メッキ層を形成するため、製造工程が複雑になってしまう。その結果、フレキシブルプリント配線板および配線基板を互いに接続する際の製造コストが高くなる問題を含んでいた。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、製造工程を簡単化することにより製造コストを安価にした第１プリント配線板と電子部品および第２プリント配線板との接続構造および接続方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、熱硬化性樹脂を主成分とするとともに導電性粒子を含有する電極接続用接着剤を介して接着されることにより互いに電気的に接続される第１プリント配線板の配線板電極と電子部品または第２プリント配線板の接続用電極との接続構造において、接続用電極および配線板電極の少なくともいずれか一方が、厚みが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の酸化防止のための有機膜により被覆されることを特徴とする。

同構成によれば、接続用電極および配線板電極の少なくともいずれか一方に酸化防止のための有機膜により被覆されるため、接続用電極および配線板電極を金メッキにて被覆する場合と比較して、接続用電極および配線板電極に被覆する製造工程が簡単化されて、第１プリント配線板と電子部品および第２プリント配線板を互いに接続する際の製造コストを安価にすることが可能となる。

その上、有機膜の膜厚が０．０５μｍ以上に形成されることにより、有機膜が形成された配線板電極および接続用電極の表面の酸化が進行することによる配線板電極および接続用電極間の接続抵抗の増大を抑制することができる。一方、有機膜の膜厚が、０．５μｍ以下に形成されることにより、導電性粒子が有機膜を突き破ることができないことに起因する電極接続用接着剤による配線板電極と接続用電極の導電性の確保が困難になることを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続構造であって、前記導電性粒子が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末であることを特徴とする。

同構成によれば、電極接続用接着剤の面方向においては、隣り合う配線板電極間、または接続用電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、電極接続用接着剤の厚み方向においては、多数の配線板電極および接続用電極間を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の接続構造であって、導電性粒子のアスペクト比が５以上であることを特徴とする。
同構成によれば、電極接続用接着剤を使用する場合に、導電性粒子間の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子の配合量を増やすことなく、配線板電極と接続用電極とを電気的に接続することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接続構造であって、電極接続用接着剤は、フィルム形状を有することを特徴とする。
同構成によれば、電極接続用接着剤の取り扱いが容易になるとともに、例えば、電極接続用接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、配線板電極と接続用電極を接続する際の作業性が向上する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の接続構造であって、導電性粒子の長径方向を、フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させたことを特徴とする。
同構成によれば、隣り合う配線板電極間、または接続用電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線板電極および接続用電極間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能となるという効果がより一層向上する。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の接続構造であって、前記第１プリント配線板は、硬質プリント基板であり、前記第２プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板であることを特徴とする。

同構成によれば、第１プリント配線板を硬質プリント基板とすることにより、第１プリント配線板がフレキシブルプリント配線板の場合と比較して、多層の導電パターン構造を安価に提供することができる。また、第２プリント配線板をフレキシブルプリント配線板とすることにより、第２プリント配線板が硬質プリント配線板の場合と比較して、第２プリント配線板を他の配線板に接続する際の他の配線板の配置の自由度を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、熱硬化性樹脂を主成分とするとともに導電性粒子を含有する電極接続用接着剤を介して接着されることにより互いに電気的に接続される第１プリント配線板の配線板電極と電子部品または第２プリント配線板の接続用電極との接続方法において、配線板電極および接続用電極の少なくともどちらか一方に、厚みが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の酸化防止のための有機膜を被覆する第１工程と、配線板電極に電極接続用接着剤を塗布する第２工程と、配線板電極に接続用電極を熱圧着する第３工程とを備えることを特徴とする。

同構成によれば、接続用電極および配線板電極の少なくともいずれか一方に酸化防止のための有機膜により被覆されるため、接続用電極および配線板電極を金メッキにて被覆する場合と比較して、接続用電極および配線板電極に被覆する製造工程が簡単化されて、第１プリント配線板と電子部品および第２プリント配線板を互いに接続する際の製造コストを安価にすることが可能となる。

その上、有機膜の膜厚が０．０５μｍ以上に形成されることにより、有機膜が形成された配線板電極および電極の表面の酸化が進行することによる配線板電極および電極間の接続抵抗の増大を抑制することができる。一方、有機膜の膜厚が、０．５μｍ以下に形成されることにより、この膜厚に起因する配線板電極および電極間の接続抵抗の増大に伴う電極接続用接着剤による配線板電極と電極の導電性の確保が困難になることを抑制することができる。

本発明によれば、製造工程を簡単化することにより製造コストを安価にした第１プリント配線板と電子部品および第２プリント配線板との接続構造および接続方法を提供することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る電極接続用接着剤により、フレキシブルプリント配線板を実装した配線基板を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の電極接続用接着剤２を用いた第１プリント配線板である配線基板１と第２プリント配線板であるフレキシブルプリント配線板３の接続構造としては、熱硬化性樹脂を主成分とする電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３を介して、当該電極接続用接着剤２を配線基板１の方向へ所定の圧力で加圧することにより、電極接続用接着剤２を加熱溶融させる（以下、「加熱加圧処理」という。）ことにより、当該熱硬化性樹脂を硬化させ、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５を配線基板１の配線電極４に接続している。

また、本発明の配線電極４としては、配線基板１上に形成された銅箔等の金属箔を積層し、当該金属箔を、常法により、露光、エッチング、メッキ処理することにより形成された金属製の銅電極が使用される。また、金属電極５としては、例えば、フレキシブルプリント配線板３の表面に、上述の銅電極が使用される。

本発明に使用される電極接続用接着剤２としては、従来、配線基板１とフレキシブルプリント配線板３の接続に使用されてきた、エポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とし、当該樹脂中に導電性粒子が分散されたものが使用できる。例えば、エポキシ樹脂に、ニッケル、銅、銀、金あるいは黒鉛等の導電性粒子の粉末が分散されたものが挙げられる。ここで、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。このうち、特に、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用することにより、電極接続用接着剤２のフィルム形成性、耐熱性、および接着力を向上させることが可能となる。また、電極接続用接着剤２は、上述の熱硬化性樹脂のうち、少なくとも１種を主成分としていれば良い。

なお、使用するエポキシ樹脂は、特に制限はないが、例えば、ビスフェノールＡ型、Ｆ型、Ｓ型、ＡＤ型、またはビスフェノールＡ型とビスフェノールＦ型との共重合型のエポキシ樹脂や、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等を使用することができる。また、高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂を用いることもできる。

また、エポキシ樹脂の分子量は、電極接続用接着剤２に要求される性能を考慮して、適宜選択することができる。高分子量のエポキシ樹脂を使用すると、フィルム形成性が高く、また、接続温度における樹脂の溶解粘度を高くでき、後述の導電性粒子の配向を乱すことなく接続できる効果がある。一方、低分子量のエポキシ樹脂を使用すると、架橋密度が高まって耐熱性が向上するという効果が得られる。また、加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応し、接着性能を高めるという効果が得られる。従って、分子量が１５０００以上の高分子量エポキシ樹脂と分子量が２０００以下の低分子量エポキシ樹脂とを組み合わせて使用することにより、性能のバランスが取れるため、好ましい。なお、高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂の配合量は、適宜、選択することができる。また、ここでいう「平均分子量」とは、ＴＨＦ展開のゲルパーミッションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）から求められたポリスチレン換算の重量平均分子量のことをいう。

また、本発明に使用される電極接続用接着剤２として、潜在性硬化剤を含有する接着剤が使用できる。この潜在性硬化剤は、低温での貯蔵安定性に優れ、室温では殆ど硬化反応を起こさないが、熱や光等により、速やかに硬化反応を行う硬化剤である。この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、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系、フェノール系、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または２種以上の混合物として使用できる。

また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系潜在性硬化剤としては、公知のイミダゾール系潜在性硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フィニルイミダゾール、２−フィニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾールが例示される。

また、特に、これらの潜在性硬化剤を、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、ニッケル、銅等の金属薄膜およびケイ酸カルシウム等の無機物で被覆してマイクロカプセル化したものは、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができるため、好ましい。従って、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が、特に好ましい。

また、電極接続用接着剤２として、図２に示すように、導電性粒子６を含む異方導電性接着剤も使用することができる。より具体的には、当該異方導電性接着剤として、例えば、上述のエポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とし、当該樹脂中に、微細な金属粒子（例えば、球状の金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子）が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する、所謂アスペクト比が大きい形状を有する金属粉末により形成された導電性粒子６が分散されたものを使用することができる。なお、ここで言うアスペクト比とは、図３に示す、導電性粒子６の短径（導電性粒子６の断面の長さ）Ｒと長径（導電性粒子６の長さ）Ｌの比のことをいう。

このような導電性粒子６を使用することにより、異方導電性接着剤として、電極接続用接着剤２の面方向（厚み方向Ｘに直行する方向であって、図２の矢印Ｙの方向）においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、厚み方向Ｘにおいては、多数の配線電極４−金属電極５間を、一度にかつ各々を独立して接続し、低抵抗を得ることが可能になる。

また、この異方導電性接着剤において、導電性粒子６の長径Ｌの方向を、フィルム状の異方導電性接着剤を形成する時点で、異方導電性接着剤の厚み方向Ｘにかけた磁場の中を通過させることにより、当該厚み方向Ｘに配向させて用いるのが好ましい。このような配向にすることにより、上述の、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線電極４−金属電極５間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。

また、本発明に使用される金属粉末は、その一部に強磁性体が含まれるものが良く、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する２種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかであることが好ましい。これは、強磁性を有する金属を使用することにより、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて導電性粒子６を配向させることが可能になるからである。例えば、ニッケル、鉄、コバルトおよびこれらを含む２種類以上の合金等を挙げることができる。

また、導電性粒子６のアスペクト比は５以上であることが好ましい。このような導電性粒子６を使用することにより、電極接続用接着剤２として、異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子６間の接触確率が高くなる。従って、導電性粒子６の配合量を増やすことなく、配線電極４と金属電極５を電気的に接続することが可能になる。

なお、導電性粒子６のアスペクト比は、ＣＣＤ顕微鏡観察等の方法により直接測定するが、断面が円でない導電性粒子６の場合は、断面の最大長さを短径としてアスペクト比を求める。また、導電性粒子６は、必ずしもまっすぐな形状を有している必要はなく、多少の曲がりや枝分かれがあっても、問題なく使用できる。この場合、導電性粒子６の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。

本発明に使用される配線電極４および金属電極５において、これら銅電極の表面には、この表面の酸化防止を目的とした水溶性プリフラックス処理（ＯＳＰ処理：Organic Solderability Preservation）が施されている。

ここで、水溶性プリフラックスは、アゾール化合物を含有する酸性水溶液である。このアゾール化合物としては、例えば、イミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２，４−ジフェニルイミダゾール、トリアゾール、アミノトリアゾール、ピラゾール、ベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、２−ブチルベンゾイミダゾール、2−フェニルエチルベンゾイミダゾール、2−ナフチルベンゾイミダゾール、５−ニトロ−2−ノニルベンゾイミダゾール、5−クロロ−２−ノニルベンゾイミダゾール、２−アミノベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールなどのアゾール化合物が挙げられる。

配線電極４および金属電極５の表面にＯＳＰ処理を施す方法としては、例えば、スプレー法、シャワー法、浸漬法等が用いられ、その後、水洗、乾燥させればよい。その際の水溶性プリフラックスの温度は、２５〜４０℃が好ましく、水溶性プリフラックスと金属電極５との接触時間は、３０〜６０秒が好ましい。

配線電極４および金属電極５の表面にＯＳＰ処理によりそれぞれ形成された有機膜である酸化防止膜４ａ，５ａのそれぞれの膜厚Ｔは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲であることが望ましい。特に、本実施形態では、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔは、ともに０．３μｍとしている。酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが０．０５μｍより小さい場合、酸化防止膜４ａ，５ａによって配線電極４および金属電極５の表面が酸化することに対して十分に保護することができず、配線電極４および金属電極５のそれぞれの表面を酸化させてしまう場合がある。その結果、金属電極５と配線電極４との接続抵抗が大きくなってしまう。一方、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが０．５μｍより大きい場合、酸化防止膜４ａ，５ａによって配線電極４および金属電極５のそれぞれの表面が酸化することに対して十分に保護することができるが、金属電極５と配線電極４との導電性の確保ができない場合がある。即ち、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが０．５μｍより大きい場合、電極接続用接着剤２の導電性粒子６が酸化防止膜４ａ，５ａを突き破ることができず、金属電極５と配線電極４が電極接続用接着剤２によって電気的に接続することができない場合がある。

また、配線基板１には、フレキシブルプリント配線板３以外の他の電子部品が鉛フリー半田を用いて実装される場合がある。その場合において、上記電子部品の実装は、配線基板１には、酸化防止膜４ａを形成後、且つ、フレキシブルプリント配線板３を電極接続用接着剤２を用いて実装される前に行われる。具体的には、配線基板１をピーク温度が約２６０℃のリフロー炉に入れられた状態において、上記電子部品が鉛フリー半田によって実装される。この工程は、通常、配線基板１の片面に上記電子部品を実装する場合には、リフロー炉に１回入れる。そして、配線基板１の両面に上記電子部品を実装する場合には、リフロー炉に２回入れる。

リフロー炉に入れられることによって、配線基板１に上記電子部品が実装される場合において、本出願人は、リフロー炉に入れていない配線基板１と比較して、配線基板１の配線電極４に金属電極５を電極接続用接着剤２によって電気的に接続する接続抵抗が大きくなることを見出している。これは、配線基板１にリフロー炉によって加熱されることによって、酸化防止膜４ａが硬質化等の変質していることにより、酸化防止膜４ａが配線電極４から取れにくくなっていると考えられる。その点において、本出願人は、酸化防止膜４ａを０．０５μｍ以上０．５μｍ以下としているため、配線基板１にリフロー炉に入れた後であっても、配線電極４および金属電極５を良好に電気的に接続することができる。

また、配線基板１に上記電子部品が実装される電極においても、酸化防止膜４ａと同様の酸化防止膜が形成されている。これにより、上記電極に金めっきを形成した場合と比較して上記電子部品と上記電極との接続強度（シェア強度）を向上させることができる。

以下、図４を参照して、本実施形態の配線基板１の配線電極４とフレキシブルプリント配線板３の金属電極５と接続方法について説明する。
第１工程として、配線基板１の配線電極４およびフレキシブルプリント配線板３の金属電極５のそれぞれにＯＳＰ処理により酸化防止膜４ａ，５ａを形成する（図４のステップＳ１）。ここで、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が好ましい。本実施形態では、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔは、０．３μｍに形成している。

次いで、第２工程として、配線基板１上に、エポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とし、潜在性硬化剤と、導電性粒子を含有する導電性の電極接続用接着剤２を載置し、当該電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、配線基板１の方向へ所定の圧力で加圧し、電極接続用接着剤２を配線基板１上に仮接着する（図４のステップＳ２）。なお、電極接続用接着剤２は、ペースト状で使用することができるが、フィルム形状を有する電極接続用接着剤２も好適に使用できる。次いで、フレキシブルプリント配線板３を下向きにした状態で、配線基板１の表面に形成された配線板電極である配線電極４と、フレキシブルプリント配線板３の表面に形成された金属電極５との位置合わせをしながら、フレキシブルプリント配線板３を電極接続用接着剤２上に載置することにより、配線基板１とフレキシブルプリント配線板３との間に電極接続用接着剤２を介在させる（図４のステップＳ３）。

次いで、第３工程として、電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、加熱加圧処理であるフレキシブルプリント配線板３を介して、当該電極接続用接着剤２を配線基板１の方向へ所定の圧力で加圧することにより、電極接続用接着剤２を加熱溶融させる。即ち、配線電極４に金属電極５を熱圧着させる（図４のステップＳ４）。なお、上述のごとく、電極接続用接着剤２は、熱硬化性樹脂を主成分としているため、当該電極接続用接着剤２は、上述の温度にて加熱すると、一旦、軟化するが、当該加熱を継続することにより、硬化することになる。そして、予め設定した電極接続用接着剤２の硬化時間が経過すると、電極接続用接着剤２の硬化温度の維持状態、および加圧状態を開放し、冷却を開始することにより、導電性の電極接続用接着剤２を介して、配線電極４と金属電極５を接続し、フレキシブルプリント配線板３を配線基板１上に実装する。

以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、配線基板１の配線電極４およびフレキシブルプリント配線板３の金属電極５のそれぞれの表面にＯＳＰ処理を施して、酸化防止膜４ａ，５ａをそれぞれ形成する構成としている。この構成によれば、配線電極４および金属電極５に酸化防止のための有機膜である酸化防止膜４ａ，５ａによりそれぞれ被覆されるため、配線電極４および金属電極５を金メッキにて被覆する場合と比較して、配線電極４および金属電極５に被覆する製造工程が簡単化される。その結果、配線基板１の配線電極４とフレキシブルプリント配線板３の金属電極５を互いに接続する際の製造コストを安価にすることが可能となる。

その上、これら酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下に形成される構成としている。従って、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが０．０５μｍ以上に形成されることにより、酸化防止膜４ａ、５ａが形成された配線電極４および金属電極５の表面の酸化が進行することによる配線電極４および金属電極５間の接続抵抗の増大を抑制することができる。一方、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが、０．５μｍ以下に形成されることにより、導電性粒子６が酸化防止膜４ａ，５ａを突き破ることができないことに起因する電極接続用接着剤２による配線電極４と金属電極５の導電性の確保が困難になることを抑制することができる。

（２）本実施形態においては、導電性粒子６が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末にて形成される構成としている。この構成によれば、電極接続用接着剤２の面方向であるＹ方向においては、隣り合う配線電極４間、または金属電極５間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、電極接続用接着剤２の厚み方向であるＸ方向においては、多数の配線電極４および金属電極５間を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能となる。

（３）本実施形態においては、導電性粒子６のアスペクト比が５以上である構成としている。この構成によれば、電極接続用接着剤２を使用する場合に、導電性粒子６間の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子６の配合量を増やすことなく、配線電極４と金属電極５とを電気的に接続することが可能となる。

（４）本実施形態においては、電極接続用接着剤２は、フィルム形状を有する構成としている。この構成によれば、電極接続用接着剤２の取り扱いが容易になるとともに、例えば、電極接続用接着剤２を介して、加熱加圧処理を行うことにより、配線電極４と金属電極５を接続する際の作業性が向上する。

（５）本実施形態においては、導電性粒子６の長径方向を、フィルム形状を有する電極接続用接着剤２の厚み方向であるＸ方向に配向させた構成としている。この構成によれば、隣り合う配線電極４間、または金属電極５間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線電極４および金属電極５間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能となるという効果がより一層向上する。

（６）本実施形態においては、配線基板１である硬質プリント基板にフレキシブルプリント配線板を接続する構成としている。この構成によれば、配線基板１がフレキシブルプリント配線板の場合と比較して、多層の導電パターン構造を安価に提供することができる。また、配線基板１にフレキシブルプリント配線板３を接続することにより、フレキシブルプリント配線板３が硬質プリント配線板の場合と比較して、フレキシブルプリント配線板３を他の配線板のコネクタに接続する際の他の配線板の配置の自由度を向上させることができる。その上、配線電極４および金属電極５を酸化防止膜４ａ，５ａにて被覆することにより、配線電極４および金属電極５を金メッキにて被覆するよりも安価にできるため、配線基板１およびフレキシブルプリント配線板３の接続体を安価に提供することができる。

（７）本実施形態においては、配線電極４および金属電極５に、厚みが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の酸化防止のための有機膜である酸化防止膜４ａ，５ａを被覆する第１工程と、配線電極４に電極接続用接着剤２を塗布する第２工程と、配線電極４に金属電極５を熱圧着する第３工程とを備える構成としている。この構成によれば、配線電極４および金属電極５に酸化防止膜４ａ，５ａは、例えば、スプレー法、シャワー法、浸漬法等が用いられ、その後、水洗、乾燥させるのみにて形成されるため、配線電極４および金属電極５を金メッキにて被覆する場合と比較して、配線電極４および金属電極５に被覆する製造工程が簡単化される。その結果、配線基板１の配線電極４とフレキシブルプリント配線板３の金属電極５を互いに接続する際の製造コストを安価にすることが可能となる。

その上、これら酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚が、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下に形成される構成としている。酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが０．０５μｍ以上に形成されることにより、酸化防止膜４ａ、５ａが形成された配線電極４および金属電極５の表面の酸化が進行することによる配線電極４および金属電極５間の接続抵抗の増大を抑制することができる。一方、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔが、０．５μｍ以下に形成されることにより、導電性粒子６が酸化防止膜４ａ，５ａを突き破ることができないことに起因する電極接続用接着剤２による配線電極４と金属電極５の導電性の確保が困難になることを抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・上記実施形態においては、第１プリント配線板として配線基板１を用いているが、他の構成であっても良い。例えば、第１プリント配線板としてフレキシブルプリント配線板を使用してもよい。

・上記実施形態においては、電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５をガラス基板である配線基板１の配線電極４に接続する構成としたが、本発明の接続構造はこれに限定されることはない。例えば、導電体としてＩＣチップ等の電子部品の突起電極（または、バンプ）と配線基板１の配線電極４との接続構造としてもよい。

・上記実施形態においては、電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５をガラス基板である配線基板１の配線電極４に接続する構成としたが、本発明の配線基板１を、例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）としてもよい。この場合、ガラスエポキシ基板である配線基板１の配線電極４は、金属電極５と同様に銅電極とする。そして、配線電極４の表面には、ＯＳＰ処理が施される。このＯＳＰ処理による酸化防止膜４ａの膜厚Ｔは、金属電極５と同様に、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下であることが望ましい。また、この場合、フレキシブルプリント配線板３の代わりに電子部品であってもよいし、フレキシブルプリント配線板３の代わりに硬質プリント配線板であってもよい。

・上記実施形態においては、電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５をガラス基板である配線基板１の配線電極４に接続する構成としたが、本発明の配線基板１を、例えば、ガラスエポキシ基板等の他の硬質プリント基板としてもよい。この場合、配線基板１の配線電極４は、金属電極５と同様に銅電極とする。そして、配線電極４の表面には、ＯＳＰ処理が施される。このＯＳＰ処理による酸化防止膜４ａの膜厚Ｔは、金属電極５と同様に、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下であることが望ましい。また、この場合、フレキシブルプリント配線板３の代わりに電子部品であってもよいし、フレキシブルプリント配線板３の代わりに硬質プリント配線板であってもよい。

・上記実施形態においては、ＯＳＰ処理として、水溶性プリフラックス処理を金属電極５に施したが、ＯＳＰ処理を、例えば、耐熱性プリフラックス処理としてもよい。また、水溶性プリフラックス処理として、アゾール化合物を含有する酸性水溶液としたが、他の水溶液であってもよい。

・上記実施形態においては、配線電極４および金属電極５の両方ともにＯＳＰ処理を施したが、例えば、配線電極４のみ、もしくは金属電極５のみにＯＳＰ処理を施してもよい。これにより、上記実施形態の効果（１）を得ることはできる。

・上記実施形態においては、配線電極４および金属電極５の酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔを同じ値（即ち、膜厚Ｔを０．３μｍ）としたが、例えば、酸化防止膜４ａ，５ａの膜厚Ｔは、互いに異なる値であってもよい。具体的には、酸化防止膜４ａの膜厚Ｔを０．３μｍとし、酸化防止膜５ａの膜厚Ｔを０．２μｍとしてもよい。

以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

（実施例１）
（接着剤の作成）
導電性粒子として、長径Ｌの分布が１μｍから１０μｍ、短径Ｒの分布が０．１μｍから０．４μｍである直鎖状ニッケル微粒子を用いた。また、絶縁性の熱硬化性樹脂としては、２種類のビスフェノールＡ型の固形エポキシ樹脂〔（１）ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１２５６、および（２）エピコート１００４〕、ナフタレン型エポキシ樹脂〔（３）大日本インキ化学工業（株）製、商品名エピクロン４０３２Ｄ〕を使用した。また、熱可塑性であるポリビニルブチラール樹脂〔（４）積水化学工業（株）製、商品名エスレックＢＭ−１〕を使用し、マイクロカプセル型潜在性硬化剤としては、（５）マイクロカプセル型イミダゾール系硬化剤〔旭化成エポキシ（株）製、商品名ノバキュアＨＸ３９４１〕を使用し、これら（１）〜（５）を重量比で（１）３５／（２）２０／（３）２５／（４）１０／（５）３０の割合で配合した。

これらのエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、および潜在性硬化剤を、セロアセに溶解して、分散させた後、三本ロールによる混錬を行い、固形分が５０重量％である溶液を作製した。この溶液に、固形分の総量（Ｎｉ粉末＋樹脂）に締める割合で表される金属充填率が、１．０体積％となるように上記Ｎｉ粉末を添加した後、遠心攪拌ミキサーを用いて攪拌することによりＮｉ粉末を均一に分散し、接着剤用の複合材料を作製した。次いで、この複合材料を離型処理したＰＥＴフィルム上にドクターナイフを用いて塗布した後、磁束密度１００ｍＴの磁場中、６０℃で３０分間、乾燥、固化させて、膜中の直鎖状粒子が磁場方向に配向した厚さ２５μｍのフィルム状の異方導電性をもつ電極接続用接着剤を作製した。

（接続抵抗評価）
幅１５０μｍ、長さ４ｍｍ、高さ１８μｍの銅電極である金属電極が１５０μｍ間隔で３０個配列されたフレキシブルプリント配線板を用意した。金属電極には、膜厚０．０５μｍの酸化防止膜を形成するＯＳＰ処理を施した。そして、フレキシブルプリント配線板同士を、連続する３０箇所の接続抵抗が測定可能なデイジーチェーンを形成するように対向させて配置するとともに、これらフレキシブルプリント配線板の間に作製した接着剤を挟み、１９０℃に加熱しながら、５ＭＰａの圧力で１５秒間加圧して接着させ、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。次いで、この接合体において、金属電極、接着剤、および金属電極を介して接続された連続する３０箇所の抵抗値を四端子法により求め、求めた値を３０で除することにより、接続された１箇所あたりの接続抵抗を求めた。そして、この評価を１０回繰り返し、接続抵抗の平均値を求めた。そして、接続抵抗が５０ｍΩ以下の場合を、導電性を確保したものとして判断した。その結果を表１に示す。

（実施例２）
配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚を０．１μｍに形成したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、接続抵抗評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（実施例３）
配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚を０．３μｍに形成したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、接続抵抗評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（実施例４）
配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚を０．５μｍに形成したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、接続抵抗評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（比較例１）
配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚を０．０３μｍに形成したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、接続抵抗評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（比較例２）
配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚を０．８μｍに形成したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、フレキシブルプリント配線板同士の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、接続抵抗評価を行った。以上の結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜４のいずれの場合においても、比較例１，２と比較して、接続抵抗が小さいことが判る。また、表１に示すように、比較例１および比較例２では、接続抵抗が５０ｍΩより大きい値となることが判る。なお、比較例１においては、配線電極および金属電極に施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚が０．０５μｍよりも小さいため、配線電極および金属電極のそれぞれの酸化の進行を抑制することができず、配線電極および金属電極のそれぞれが酸化したことにより、接続抵抗が大きくなったものと考えられる。また、比較例２においては、配線電極および金属電極のそれぞれに施したＯＳＰ処理の酸化防止膜の膜厚が０．５μｍよりも大きいため、接着剤の導電性粒子がＯＳＰ処理の酸化防止膜を突き破ることができず、配線電極と金属電極の導電性が不十分となり、接続抵抗が大きくなったものと考えられる。

本発明の活用例としては、電子部品またはプリント配線板の電極が導電性粒子を有する電極接続用接着剤によって接続される電極が設けられるプリント配線板が挙げられる。

本実施形態に係る電極接続用接着剤により、フレキシブルプリント配線板を実装した配線基板を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る電極接続用接着剤として、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤を使用し、異方導電性接着剤を介して、フレキシブルプリント配線板を配線基板に実装した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る電極接続用接着剤において使用される導電性粒子を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る配線基板とフレキシブルプリント配線板との接続方法を示すフローチャート。

符号の説明

１…配線基板（第１プリント配線板）、２…電極接続用接着剤、３…フレキシブルプリント配線板（第２プリント配線板）、４…配線電極（配線板電極）、５…金属電極（接続用電極）、４ａ，５ａ…酸化防止膜（有機膜）、６…導電性粒子、Ｌ…導電性粒子の長径、Ｒ…導電性粒子の短径、Ｘ…フィルム形状を有する電極接続用接着剤の厚み方向、Ｙ…フィルム形状を有する電極接続用接着剤の面方向。

Claims (7)

1. 熱硬化性樹脂を主成分とするとともに導電性粒子を含有する電極接続用接着剤を介して接着されることにより互いに電気的に接続される第１プリント配線板の配線板電極と電子部品または第２プリント配線板の接続用電極との接続構造において、
   前記接続用電極および前記配線板電極の少なくともいずれか一方が、厚みが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の酸化防止のための有機膜により被覆されることを特徴とする接続構造。
2. 前記導電性粒子が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末であることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
3. 前記導電性粒子のアスペクト比が５以上であることを特徴とする請求項２に記載の接続構造。
4. 前記電極接続用接着剤は、フィルム形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接続構造。
5. 前記導電性粒子の長径方向を、前記フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させたことを特徴とする請求項４に記載の接続構造。
6. 前記第１プリント配線板は、硬質プリント基板またはフレキシブルプリント配線板であり、前記第２プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の接続構造。
7. 熱硬化性樹脂を主成分とするとともに導電性粒子を含有する電極接続用接着剤を介して接着されることにより互いに電気的に接続される第１プリント配線板の配線板電極と電子部品または第２プリント配線板の接続用電極との接続方法において、
   前記配線板電極および前記接続用電極の少なくともどちらか一方に、厚みが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の酸化防止のための有機膜を被覆する第１工程と、
   前記配線板電極に前記電極接続用接着剤を塗布する第２工程と、
   前記配線板電極に前記接続用電極を熱圧着する第３工程とを備えることを特徴とする接続方法。

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