説明

基板の製造方法

【課題】接着剤を介して接続されたフレキシブル基板とリジッド基板に対してリペア処理を行う際に、剥離したフレキシブル基板を再利用することができる基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】導電性接着剤5を介して接着されたリジッド基板1とフレキシブル基板3を、導電性接着剤5の熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、フレキシブル基板3を、第1および第2の電極2,4の長手方向Hへ引き剥がして、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に形成され、接続された電極の位置ずれ等による接続不良が生じた場合に、一度接続した電極間を剥離して、再度、接着剤を用いて、電極間を接続する基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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の接着剤として、フィルム状の接着剤が広く使用されている。例えば、フレキシブルな基材上に金メッキされた銅電極からなる金属電極が形成されたフレキシブル基板(FPC)と、ガラス基材、ガラスエポキシ基材等のリジッドな基材上にITO電極からなる配線電極が形成されたリジッド基板の接合、ICチップ等の電子部品とリジッド基板の接合、フレキシブル基板とプリント配線板の接合、およびフレキシブル基板同士の接合に使用されている。
【0003】
この電極接続用接着剤は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂組成物中に導電性粒子を分散させた導電性接着剤であり、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、フレキシブル基板の表面に形成された銅電極と、リジッド基板の表面に形成されたITO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銅電極とITO電極の間に噛み込まれて電気的接続が達成される。
【0004】
ここで、当該導電性用接着剤による電極間の接続において、接続された電極の位置ずれ等による接続不良が生じた場合は、一度接続した電極間の破損または損傷を生じることなく、リジッド基板からフレキシブル基板を剥離して、接着剤を溶剤等で除去した後、再度、接着剤を用いて、電極間を接続する(以下、「リペア」という。)方法が、一般的に使用されている。
【0005】
また、当該リペアを容易に行うための接着剤が提案されている。より具体的には、アクリル酸等のカルボキシル基を有するアクリル樹脂と、エポキシ樹脂等の反応性接着剤と、イミダゾール系等の潜在性硬化剤、及びニッケル等の導電性粒子を主成分とする接着剤が開示されている。このような接着剤を使用することにより、電極間を接続後は、アクリル樹脂が溶剤(トルエン、アセトン、アルコール等)に可溶であり、接着剤の溶剤による膨潤性が向上するため、リペアが容易にできると記載されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平5−21094号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来、リペアを行うために、接着剤により接続されたフレキシブル基板を、リジッド基板から剥離する際に、フレキシブル基板に変形が生じるという不都合があった。即ち、図7に示すように、フレキシブルな基材50上に電極51が形成されたフレキシブル基板52と、リジッドな基材53上に電極54が形成されたリジッド基板55が、例えば、上記従来の接着剤56により接着されている状態において、リペアを行う際には、まず、フレキシブル基板52を、リジッド基板55から剥離する必要があるが、一般に、フレキシブル基板52を剥離する方向が、電極51,54の長手方向Xに直交するピール方向Y(即ち、フレキシブル基板の52厚み方向であって、図中の矢印Yの方向)であるため、図8に示すように、フレキシブル基板52を、リジッド基板55から剥離する際に、フレキシブル基板52にカール状の大きな変形が生じてしまう。従って、リペアを行うためには、剥離したフレキシブル基板52とは別のフレキシブル配線板を用意する必要があった。その結果、上記従来のリペア性を有する接着剤56を使用した場合であっても、リペアを行う際に、剥離したフレキシブル基板52を再利用することができないという問題があった。また、新たにフレキシブル基板を用意する必要があるため、リペアを行う際のコストアップになるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、接着剤を介して接続されたフレキシブル基板とリジッド基板に対してリペア処理を行う際に、剥離したフレキシブル基板を再利用することができるリペア方法を用いた基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、加熱した状態で、第1の圧力で加圧することにより、第1の基板が備える第1の基材上に形成された第1の電極と、第2の基板が備える第2の基材上に形成された第2の電極が、熱硬化性樹脂を主成分とする導電性接着剤を介して、電気的に接続された基板において、第1の基板と第2の基板を、熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、第2の基板を、第1および第2の電極の長手方向へ引き剥がして、第1の基板から第2の基板を剥離する工程と、第1の基板上に残存している導電性接着剤と、剥離された第2の基板上に残存している導電性接着剤を、溶剤で拭き取り、除去する工程と、加熱した状態で、第2の圧力で加圧することにより、導電性接着剤が除去された第1の基板と、剥離された第2の基板とを、熱硬化性樹脂を主成分とする他の導電性接着剤を介して接着することにより、第1および第2の電極を電気的に接続する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする基板の製造方法である。
【0009】
同構成によれば、第1の基板から第2の基板を剥離する際に、第2の基板にカール状の大きな変形が生じるのを効果的に抑制することができる。その結果、剥離した第2の基板を再利用することができる。また、新たに第2の基板を用意する必要がないため、リペアを行う際のコストアップを抑制することができる。また、導電性接着剤を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、第1の基板から第2の基板を剥離するため、第2の基板を損傷させることなく剥離することが可能になる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板の製造方法であって、第2の圧力が、第1の圧力の1.2倍以上であることを特徴とする。同構成によれば、剥離された第2の基板に小さな変形が生じる場合であっても、リペア処理において、剥離した第2の基板を第1の基板上に接着して、第1の電極と第2の電極を、再度、接続する際に、第1の電極と第2の電極間の接続信頼性を確保することが可能になる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の基板の製造方法であって、他の導電性接着剤の、50mm/minの速度で90°剥離する際の接着力が、300gf/cm以上であることを特徴とする。同構成によれば、剥離された第2の基板に小さな変形が生じた場合であっても、剥離された第2の基板を第1の基板に、確実に接着して、固定することが可能になる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の基板の製造方法であって、溶剤が、ケトン系溶剤を含むことを特徴とする。同構成によれば、第1の基板上、および第2の基板上に残存している導電性接着剤を確実に除去することが可能になる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、リペアにより剥離した第2の基板を再利用することができる。また、新たに第2の基板を用意する必要がないため、リペアを行う際のコストアップを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
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、本実施形態に係る基板の製造方法が実施されるリジッド基板とフレキシブル基板が接続された状態を示す概略図である。また、図2は、図1のA−A断面図であり、図3は図1のB−B断面図である。なお、本実施形態においては、リジッドな基材上に形成された第1の電極を有する第1の基板であるリジッド基板と、フレキシブルな基材上に形成された第2の電極を有する第2の基板であるフレキシブル基板を例に挙げて説明する。
【0015】
図1〜図3に示すように、本実施形態においては、リジッド基板1に形成された第1の電極2と、フレキシブル基板3に形成された第2の電極4の間を、導電性物質を含有する電極接続用接着剤である導電性接着剤5を介して、電気的に接続する構成となっている。
【0016】
リジッド基板1は、図2、図3に示すように、ガラス基板やガラスクロスエポキシ基板等により形成されたリジッドな基材6の片面に、第1の電極2が複数個(本実施形態においては、2個)設けられたものである。また、フレキシブル基板3は、柔軟な樹脂フィルムにて形成されたフレキシブルな基材7の片面に、導体回路層を構成する第2の電極4を複数個(本実施形態においては、2個)設けた、いわゆる片面フレキシブル基板である。なお、接着剤層(不図示)を介して、フレキシブルな基材7上に第2の電極4を設ける構成としても良い。
【0017】
フレキシブルな基材7を構成する樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムなどの、フレキシブル基板用として汎用性のある樹脂のフィルムがいずれも使用可能である。また、特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているのが好ましく、かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムやポリエチレンナフタレ−トが好適に使用される。
【0018】
また、本発明の第2の電極4としては、例えば、フレキシブルな基材7の表面に、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、金メッキが施された銅電極が使用される。また、第1の電極2としては、例えば、上述の金メッキが施された銅電極や、リジッドな基材6上に形成されたITO電極が使用される。
【0019】
また、導電性接着剤5としては、従来、リジッド基板1とフレキシブル基板3の接続に使用されてきた、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、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。また、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、導電性接着剤5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になる。
【0020】
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。
【0021】
また、エポキシ樹脂の分子量は、導電性接着剤5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(即ち、上述のフェノキシ樹脂)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展開のゲルパーミエー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。
【0022】
また、本実施形態においては、導電性接着剤5に熱可塑性樹脂を含有させたものを使用する構成としている。当該熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂を含有するものを使用することができる。このようなポリビニルブチラール樹脂を使用することにより、ポリビニルブチラール樹脂は、リペアを行う際に使用する溶剤(トルエン、アセトン、アルコール等)に可溶であり、導電性接着剤5において、溶剤による膨潤性が向上するため、導電性接着剤5のリペア性を向上させることが可能になる。
【0023】
また、ポリブチルビにラール樹脂は水酸基を有しており、第1の電極2および第2の電極4に対するポリビニルブチラール樹脂中の水酸基の親和性が高いため、導電性接着剤5を介して第1の電極2−第2の電極4間を接続する際の接着力を向上させることが可能になる。
【0024】
また、リジッド基板1とフレキシブル基板3の実装方法としては、上述の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とする導電性接着剤5を介して、加熱加圧処理を行うことにより、当該エポキシ樹脂を硬化させ、リジッド基板1の第1の電極2をフレキシブル基板3の第2の電極4に接続する。
【0025】
より具体的には、リジッドな基材6上に、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有する導電性接着剤5を載置し、当該導電性接着剤5を所定の温度に加熱した状態で、リジッド基板1の方向へ所定の圧力で加圧し、導電性接着剤5をリジッド基板1上に仮接着する。なお、導電性接着剤5としては、フィルム形状を有するものが好適に使用できる。次いで、フレキシブル基板3を下向きにした状態で、リジッド基板1の表面に形成された第1の電極2と、フレキシブル基板3の表面に形成された第2の電極4との位置合わせをしながら、フレキシブル基板3を導電性接着剤5上に載置することにより、リジッド基板1とフレキシブル基板3との間に導電性接着剤5を介在させる。次いで、導電性接着剤5を所定の温度に加熱した状態で、フレキシブル基板3を介して、当該導電性接着剤5をリジッド基板1の方向へ所定の圧力(以下、「第1の圧力」という。)Pで加圧することにより、導電性接着剤5を加熱溶融させる。なお、上述のごとく、導電性接着剤5は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分としているため、当該導電性接着剤5は、上述の温度にて加熱をすると、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、予め設定した導電性接着剤5の硬化時間が経過すると、導電性接着剤5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、導電性接着剤5を介して、第1の電極2と第2の電極4を接続し、フレキシブル基板3をリジッド基板1上に接着する。
【0026】
次に、本実施形態におけるリペア方法を用いた基板の製造方法について説明する。このリペア方法としては、まず、上述の方法により接着されたリジッド基板1とフレキシブル基板3の接合体を、導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱して、導電性接着剤5を軟化させる。例えば、導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度が110℃の場合は、110℃以上に加熱する。なお、ここでいう「ガラス転移温度」とは、動的粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂の物性値のことをいう。
【0027】
次いで、上述のガラス転移温度以上に加熱した状態で、図3、図4に示すように、フレキシブル基板3を、第1および第2の電極2,4の長手方向Hへ引き剥がし、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する。次いで、リジッド基板1、およびフレキシブル基板3上に残存している導電性接着剤5を、溶剤で拭き取り、リジッド基板1、およびフレキシブル基板3上に残存している導電性接着剤5を除去する。次いで、導電性接着剤5を除去したリジッド基板1上に、新たな導電性接着剤5(以下、「他の導電性接着剤5」という。)を載置し、当該他の導電性接着剤5を所定の温度に加熱した状態で、リジッド基板1の方向へ所定の圧力で加圧し、他の導電性接着剤5をリジッド基板1上に仮接着する。次いで、剥離したフレキシブル基板3を下向きにした状態で、リジッド基板1の表面に形成された第1の電極2と、フレキシブル基板3の表面に形成された第2の電極4との位置合わせをしながら、フレキシブル基板3を他の導電性接着剤5上に載置することにより、リジッド基板1とフレキシブル基板3との間に他の導電性接着剤5を介在させる。次いで、他の導電性接着剤5を所定の温度に加熱した状態で、フレキシブル基板3を介して、当該他の導電性接着剤5をリジッド基板1の方向へ所定の圧力(以下、「第2の圧力」という。)Pで加圧することにより、導電性接着剤5を加熱溶融させる。そして、予め設定した他の導電性接着剤5の硬化時間の経過後、他の導電性接着剤5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、他の導電性接着剤5を介して、第1の電極2と第2の電極4を接続し、フレキシブル基板3をリジッド基板1上に接着する。以上より、本実施形態におけるリペア方法を用いた基板の製造が終了する。
【0028】
このように、本実施形態においては、リジッド基板1とフレキシブル基板3のリペアを行う際に、リジッド基板1とフレキシブル基板3の接合体を、導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、フレキシブル基板3を、第1および第2の電極2,4の長手方向Hへ引き剥がして、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する構成としている。従って、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する際に、フレキシブル基板3にカール状の大きな変形が生じるのを効果的に抑制することができる。その結果、剥離したフレキシブル基板3を再利用することが可能になる。
【0029】
なお、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する際に、フレキシブル基板3にカール状の大きな変形が生じるのを効果的に抑制することはできるが、波打ち状の変形の発生までも完全に防止することはできないため、剥離されたフレキシブル基板3に小さな変形が生じることになる。その結果、リペア処理において、剥離したフレキシブル基板3をリジッド基板1上に接着して、第1の電極2と第2の電極4を、再度、接続する際に、第1の電極2と第2の電極4間の接続信頼性が低下する場合がある。そこで、このリペア処理において、剥離されたフレキシブル基板3とリジッド基板1を接着する際の圧力(即ち、上述の第2の圧力P)を、リペア処理が行われる、フレキシブル基板3とリジッド基板1の接合体の製造処理において、フレキシブル基板3とリジッド基板1を接着する際の圧力(即ち、上述の第1の圧力P)の1.2倍以上に設定することが好ましい。このような方法により、剥離されたフレキシブル基板3に、上述の小さな変形が生じた場合であっても、リペア処理において、剥離したフレキシブル基板3をリジッド基板1上に接着して、第1の電極2と第2の電極4を、再度、接続する際に、第1の電極2と第2の電極4間の接続信頼性を確保することが可能になる。例えば、上述の圧力Pが4MPaの場合、4.8MPa以上の圧力Pにより、剥離されたフレキシブル基板3をリジッド基板1上に実装する。
【0030】
また、リペア処理を行う際に使用する他の導電性接着剤5の接着力が、300gf/cm以上であることが好ましい。これは、上述のごとく、剥離されたフレキシブル基板3に小さな変形が生じるため、変形しているフレキシブル基板3をリジッド基板1に接着して、固定するために、接着力の高い接着剤を使用することが好ましいからである。なお、ここでいう「接着力」とは、50mm/minの速度で90°剥離する際の接着力をいう。
【0031】
また、リジッド基板1上、およびフレキシブル基板3上に残存している導電性接着剤5の溶剤による膨潤性を向上させて、当該導電性接着剤5を確実に除去するとの観点から、リペアの際に使用する溶剤として、ケトン系溶剤を含むものを使用することが好ましい。このケトン系溶剤としては、例えば、アセトン(沸点:56℃)、メチルエチルケトン(沸点:80℃)、2−ペンタノン(沸点:102℃)、3−ペンタノン(沸点:102℃)、2−ヘキサノン(沸点:127℃)、メチルイソブチルケトン(沸点116℃)、2−ヘプタノン(沸点:150℃)、シクロヘキサノン(沸点:156℃)が使用できる。なお、リジッド基板1上に残存している導電性接着剤5を拭き取った後、溶剤の揮発性を向上させるとの観点から、沸点が100℃以下の溶剤を使用することが好ましい。
【0032】
また、導電性接着剤5として、図5に示すように、導電性粒子8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8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6に示す、導電性粒子8の短径(導電性粒子8の断面の長さ)Rと長径(導電性粒子8の長さ)Lの比のことを言う。
【0033】
このような導電性粒子8を使用することにより、異方導電性接着剤として、導電性接着剤5の面方向(厚み方向Bに直交する方向であって、図3の矢印C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Bにおいては、多数の第1の電極2−第2の電極4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。
【0034】
また、導電性粒子8のアスペクト比が5以上であることが好ましい。このような導電性粒子8を使用することにより、導電性接着剤5として、異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子8間の接触確率が高くなる。従って、導電性粒子8の配合量を増やすことなく、第1の電極2−第2の電極4間を電気的に接続することが可能になる。
【0035】
また、この異方導電性接着剤において、導電性粒子8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B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B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、多数の第1の電極2−第2の電極4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。
【0036】
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8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。
【0037】
なお、導電性粒子8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8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8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8の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。
【0038】
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、リジッド基板1とフレキシブル基板3のリペアを行う際に、導電性接着剤5により接着ざれたリジッド基板1とフレキシブル基板3を、導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱する構成としている。そして、ガラス転移温度以上に加熱した状態で、フレキシブル基板3を、第1および第2の電極2,4の長手方向Hへ引き剥がして、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する構成としている。従って、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離する際に、フレキシブル基板3にカール状の大きな変形が生じるのを効果的に抑制することができる。その結果、剥離したフレキシブル基板3を再利用することができる。また、新たにフレキシブル基板を用意する必要がないため、リペアを行う際のコストアップを抑制することができる。また、導電性接着剤5を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、リジッド基板1からフレキシブル基板3を剥離するため、フレキシブル基板3を損傷させることなく剥離することが可能になる。
【0039】
(2)本実施形態においては、リペア処理において、剥離されたフレキシブル基板3とリジッド基板1を接着する際の圧力(即ち、上述の第2の圧力P)を、リペア処理が行われる、フレキシブル基板3とリジッド基板1の接合体の製造処理において、フレキシブル基板3とリジッド基板1を接着する際の圧力(即ち、上述の第1の圧力P)の1.2倍以上とする構成としている。このような構成により、剥離されたフレキシブル基板3に小さな変形が生じる場合であっても、リペア処理において、剥離したフレキシブル基板3をリジッド基板1上に接着して、第1の電極2と第2の電極4を、再度、接続する際に、第1の電極2と第2の電極4間の接続信頼性を確保することが可能になる。
【0040】
(3)本実施形態においては、リペアの際に使用する他の導電性接着剤5の、50mm/minの速度で90°剥離する際の接着力が、300gf/cm以上である構成としている。従って、剥離されたフレキシブル基板3に小さな変形が生じる場合であっても、変形しているフレキシブル基板3をリジッド基板1に、確実に接着して、固定することが可能になる。
【0041】
(4)本実施形態においては、リペアを行う際に使用する溶剤に、ケトン系溶剤を含む構成としている。従って、リジッド基板1上、およびフレキシブル基板3上に残存している導電性接着剤5を確実に除去することが可能になる。
【0042】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・本発明に使用される導電性接着剤5として、潜在性硬化剤を含有する接着剤を使用する構成としても良い。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。
【0043】
・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−フェニルイミダゾール、2−フェニル−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。
【0044】
・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。
【0045】
・また、上記実施形態においては、リジッド基板1とフレキシブル基板3の接合体を例に挙げて説明したが、本実施形態に係る基板の製造方法は、ICチップ等の電子部品とリジッド基板の接合体や、フレキシブル基板とプリント配線板の接合体、およびフレキシブル基板同士の接合体にも使用できることは言うまでもない。
【実施例】
【0046】
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。
【0047】
(実施例1)
(接着剤の作製)
導電性粒子として、長径Lの分布が1μmから8μm、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、エポキシ樹脂としては、(1)フェノキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名エピコート1256〕、(2)ビスフェノールA型の固形エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名エピコート1002〕、および(3)ナフタレン型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業(株)製、商品名エピクロンHP4032〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、(4)ポリビニルブチラール樹脂〔積水化学工業(株)製、商品名エスレックBM−1〕を使用し、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)30/(2)40/(3)20/(4)10/(5)35の割合で配合した。
【0048】
これらのエポキシ樹脂、および潜在性硬化剤を、2−エトキシエチルアセタート(沸点:156℃)に溶解して、分散させた後、三本ロールによる混練を行い、固形分が40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)に占める割合で表される金属充填率が、0.2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、固化させることにより、膜中の直鎖状粒子が磁場方向に配向した、厚さ35μmのフィルム形状の異方導電性をもつ電極接続用接着剤を作製した。
【0049】
また、動的粘弾性測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー、EXSTAR6000 DMS)を使用して、昇温速度10℃/分、周波数1Hz、加重5gの条件の下、動的粘弾性測定法(DMA法)により、作製した接着剤を構成する樹脂の硬化物のガラス転移温度を測定したところ、110℃であった。なお、硬化物のサンプルとして、幅2mm、長さ10mmのものを使用した。
【0050】
(リペア性評価)
幅100μm、高さ18μmの、金メッキが施された銅電極が100μm間隔で、50個配列されたフレキシブル基板と、幅100μm、高さ35μmの、金メッキが施された銅電極が100μm間隔で50個配列されたリジッド基板(ガラスクロスエポキシ基板)とを用意した。次いで、このフレキシブル基板とリジッド基板の間に作製した接着剤を挟み、200℃に加熱しながら、4MPaの圧力で15秒間加圧して接着させ、フレキシブル基板とリジッド基板の接合体を得た。次いで、当該接合体を、150℃に加熱した状態で、フレキシブル基板を、銅電極の長手方向へ引き剥がし、リジッド基板からフレキシブル基板を剥離した。なお、剥離したフレキシブル基板には、カール状の大きな変形は生じていなかった。次いで、リジッド基板、およびフレキシブル基板上に残存している接着剤を、ケトン系の溶剤であるメチルエチルケトンを浸漬させた綿棒で拭き取り、リジッド基板、およびフレキシブル基板上に残存している接着剤を除去した。次いで、接着剤を除去したフレキシブル基板とリジッド基板の間に、上述の、作製した接着剤を、再度、挟み、200℃に加熱しながら、4MPaの圧力で15秒間加圧して接着させ、フレキシブル基板とリジッド基板の接合体を得た。次いで、この接合体において、1mAの定電流を印加した場合の、接着剤、および銅電極を介して接続された連続する10箇所の抵抗値を四端子法により求め、求めた値を10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(以下、「リペア後の初期接続抵抗」という。)を求めた。そして、この評価を10回繰り返し、リペア後の初期接続抵抗の平均値を求めた。そして、当該初期接続抵抗が1Ω以下の場合を、リペア性が良好なものとして判断した。以上の結果を表1に示す。
【0051】
(接続信頼性評価)
また、接続信頼性評価として、まず、上記の接合体(リペア処理後のもの)を用意し、温度を85℃、湿度を85%に設定した恒温恒湿槽中に500時間放置した後、接合体を恒温恒湿槽から取り出し、再び、上記と同様にして、接続抵抗の平均値を求めた。そして、当該接続抵抗が3Ω以下の場合を、電極間の接続信頼性が良好なものとして判断した。その結果を表1に示す。
【0052】
(比較例1)
まず、実施例1と同様にして、厚さが35μmである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、フレキシブル基板とガラス基板の接合体を得た。そして、リペアを行う際に、フレキシブル基板とリジッド基板の接合体を、150℃に加熱した状態で、フレキシブル基板を、銅電極の長手方向に直交するピール方向へ引き剥がし、リジッド基板からフレキシブル基板を剥離したこと以外は、実施例1と同様にして、リペアを行った。その後、上述の実施例1と同一条件により、リペア性評価、および接続信頼性評価を行った。以上の結果を表1に示す。なお、剥離したフレキシブル基板には、カール状の大きな変形が生じていた。
【0053】
(比較例2)
まず、実施例1と同様にして、厚さが35μmである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、フレキシブル基板とガラス基板の接合体を得た。そして、当該接合体に対してリペアを行う際に、室温状態で、フレキシブル基板を、銅電極の長手方向へ引き剥がし、リジッド基板からフレキシブル基板を剥離したこと以外は、実施例1と同様にして、リペアを試みた。しかし、フレキシブル基板を剥離する際に、当該フレキシブル基板が破壊されてしまい、リペアを行うことができなかった。従って、上述の実施例1において説明した、リペア性評価、および接続信頼性評価を行うことができなかった。以上の結果を表1に示す。
【0054】
【表1】

【0055】
表1に示すように、実施例1においては、リペア後の初期接続抵抗が1Ω以下であり、リペア性が良好であることが判る。また、500時間後の接続抵抗が3Ω以下(リペア後の初期接続抵抗と同じ0.08Ω)であり、接続信頼性が極めて良好であることが判る。一方、比較例1においては、表1に示すように、リペア後の初期接続抵抗が1Ωより大きく、リペア性が不良であることが判る。さらに、比較例1においては、恒温恒湿槽中に500時間放置中に断線が生じたため、500時間後の接続抵抗を測定することができなかった。従って、接続信頼性が不良であることが判る。また、比較例2においては、上述のごとく、当該フレキシブル基板が破壊されてしまい、リペアを行うことができず、リペア性が極めて不良であることが判る。
【0056】
これは、比較例1においては、リペアを行う際に、フレキシブル基板を、銅電極の長手方向に直交するピール方向へ引き剥がし、リジッド基板からフレキシブル基板を剥離したため、フレキシブル基板にカール状の大きな変形が生じたためであると考えられる。また、比較例2においては、リペアを行う際に、室温状態で行ったため、フレキシブル基板を損傷させることなく剥離することができなかったためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明の活用例としては、基板に形成され、接続された電極の位置ずれ等による接続不良が生じた場合に、一度接続した電極間を剥離して、再度、接着剤を用いて、電極間を接続する基板の製造方法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本実施形態に係る基板の製造方法が実施されるリジッド基板とフレキシブル基板が接続された状態を示す概略図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】本発明に係る基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図5】本発明の実施形態における導電性接着剤として、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、フレキシブル基板をリジッド基板に接続した状態を示す断面図である。
【図6】本発明の実施形態における導電性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。
【図7】従来の基板のリペア方法を説明するための断面図である。
【図8】従来の基板のリペア方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【0059】
1…リジッド基板、2…第1の電極、3…フレキシブル基板、4…第2の電極、5…導電性接着剤、6…リジッドな基材、7…フレキシブルな基材、H…第1および第2の電極の長手方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱した状態で、第1の圧力で加圧することにより、第1の基板が備える第1の基材上に形成された第1の電極と、第2の基板が備える第2の基材上に形成された第2の電極が、熱硬化性樹脂を主成分とする導電性接着剤を介して、電気的に接続された基板において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態で、前記第2の基板を、前記第1および第2の電極の長手方向へ引き剥がして、前記第1の基板から前記第2の基板を剥離する工程と、
前記第1の基板上に残存している前記導電性接着剤と、剥離された前記第2の基板上に残存している前記導電性接着剤を、溶剤で拭き取り、除去する工程と、
加熱した状態で、第2の圧力で加圧することにより、前記導電性接着剤が除去された前記第1の基板と、剥離された前記第2の基板とを、熱硬化性樹脂を主成分とする他の導電性接着剤を介して接着することにより、前記第1および第2の電極を電気的に接続する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項2】
前記第2の圧力が、前記第1の圧力の1.2倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の基板の製造方法。
【請求項3】
前記他の導電性接着剤の、50mm/minの速度で90°剥離する際の接着力が、300gf/cm以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板の製造方法。
【請求項4】
前記溶剤が、ケトン系溶剤を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−4603(P2009−4603A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−164707(P2007−164707)
【出願日】平成19年6月22日(2007.6.22)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】