配線基板の接続方法、配線基板
【課題】 接続端子同士を良好に接続する。
【解決手段】 他の基板との接続用の帯状の接続端子３４ａ、３４ｂを有する配線基板３１ａ、３１ｂ同士を接続する配線基板の接続方法であって、接続端子同士が、流動体１４を間に挟んだ状態で対向するように、配線基板同士を位置合わせする工程と、流動体１４を加熱し、その後冷却して、接続端子同士を固着する工程とを備え、流動体１４は、加熱により気泡を生ずる材料であり、接続端子３４ａ、３４ｂは、それぞれの配線基板１ａ、３１ｂに複数併設されており、少なくとも一方の配線基板のそれぞれの少なくとも１つの接続端子には、帯状の接続端子を横断する溝２０ａが形成されている、配線基板の接続方法。
【解決手段】 他の基板との接続用の帯状の接続端子３４ａ、３４ｂを有する配線基板３１ａ、３１ｂ同士を接続する配線基板の接続方法であって、接続端子同士が、流動体１４を間に挟んだ状態で対向するように、配線基板同士を位置合わせする工程と、流動体１４を加熱し、その後冷却して、接続端子同士を固着する工程とを備え、流動体１４は、加熱により気泡を生ずる材料であり、接続端子３４ａ、３４ｂは、それぞれの配線基板１ａ、３１ｂに複数併設されており、少なくとも一方の配線基板のそれぞれの少なくとも１つの接続端子には、帯状の接続端子を横断する溝２０ａが形成されている、配線基板の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板と配線基板を電気的に接続する配線基板の接続方法及びそれに用いる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に電子部品を実装するフリップチップ実装においては、配線端子上にバンプを形成する。配線端子上にバンプを形成する技術として、近年、従来のソルダーペースト法やスーパーソルダー法等の技術と呼ばれる技術に代えて、配線端子上に、導電性粒子（例えば、はんだ粉）を自己集合させて、バンプを形成する方法、あるいは、配線基板と半導体チップの電極間に導電性粒子を自己集合させて、電極間に接続体を形成し、フリップチップ実装する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図１１（ａ）〜（ｄ）、及び図１２（ａ）〜（ｄ）は、導電性粒子を自己集合させるバンプ形成の技術を説明するための図である。
【０００４】
まず、図１１（ａ）に示すように、複数のパッド電極３２を有する基板３１上に、はんだ粉１１６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１１４を供給する。次に、図１１（ｂ）に示すように、樹脂１１４表面に、平板１４０を配設する。
【０００５】
この状態で、樹脂１１４を加熱すると、図１１（ｃ）に示すように、樹脂１１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。そして、図１１（ｄ）に示すように、樹脂１１４は、発生した気泡３０が成長することで気泡外に押し出される。
【０００６】
押し出された樹脂１１４は、図１２（ａ）に示すように、基板３１のパッド電極３２との界面、及び平板１４０との界面に柱状に自己集合する。なお、基板３１の縁部に存在する樹脂１１４の一部は基板３１の外縁から外部に押し出されることになる（図示省略）。
【０００７】
次に、樹脂１１４をさらに加熱すると、図１２（ｂ）に示すように、樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６が溶融し、パッド電極３２上に自己集合した樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６同士が溶融結合する。
【０００８】
パッド電極３２は、溶融結合したはんだ粉１１６に対して濡れ性が高いので、図１２（ｃ）に示すように、パッド電極３２上に溶融はんだ粉よりなるバンプ１９を形成する。最後に、図１２（ｄ）に示すように、樹脂１１４と平板１４０を除去することにより、パッド電極３２上にバンプ１９が形成された基板３１が得られる。なお、以上の工程においては、供給する樹脂１１４の量は誇張して示したものであり、実際には、パッド電極３２上に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量の樹脂１１４が供給される。
【０００９】
この方法の特徴は、基板３１と平板１４０の隙間に供給された樹脂１１４を加熱することによって、気泡発生剤から気泡３０を発生させ、気泡３０が成長することで樹脂１１４を気泡外に押し出すことにより、はんだ粉１１６を含んだまま樹脂１１４を基板３１のパッド電極３２と平板１４０との間に自己集合させる点にある。
【００１０】
樹脂１１４がパッド電極３２上に自己集合する現象は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなメカニズムで起きているものと考えられる。
【００１１】
図１３（ａ）は、樹脂１１４が、成長した気泡（不図示）によって、基板３１のパッド電極３２上に押し出された状態を示した図である。パッド電極３２に接した樹脂１１４は、その界面における界面張力（いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力）Ｆｓが、樹脂の粘度ηから発生する応力Ｆηよりも大きいので、パッド電極３２の全面に亙って広がり、最終的に、パッド電極３２の端部を境とした柱状樹脂が、パッド電極３２と平板１４０間に形成される。
【００１２】
なお、パッド電極３２上に自己集合して形成された柱状の樹脂１１４には、図１３（ｂ）に示すように、気泡３０の成長（又は移動）による応力Ｆｂが加わるが、樹脂１１４の粘度ηによる応力Ｆηの作用により、その形状を維持することができ、一旦自己集合した樹脂１１４が消滅することはない。
【００１３】
ここで、自己集合した樹脂１１４が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力Ｆｓの他に、パッド電極３２の面積Ｓ及びパッド電極３２と平板１４０との隙間の距離Ｌや、樹脂１１４の粘度ηにも依存する。樹脂１１４を一定形状に維持させる目安をＴとすると、定性的には、以下のような関係が成り立つものと考えられる。
【００１４】
【数１】
上記の説明のように、この方法は、樹脂１１４の界面張力による自己集合を利用して、パッド電極３２上に樹脂１１４を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、基板３１表面に形成されたパッド電極３２が凸状に形成されているが故に、基板３１と平板１４０間に形成されたギャップの中で、基板３１と平板１４０との間よりも狭くなっている、平板１４０とパッド電極３２との間で起きる現象を利用したものと言える。
【００１５】
上記の方法を用いると、樹脂１１４中に分散したはんだ粉を効率良く電極上に自己集合させることができ、又、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。又、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、上記の方法は、樹脂が供給された配線基板上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に特に有用である。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００６／１０３９４９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上のような樹脂を自己集合させることにより電極にはんだ粉を自己集合させる技術は、バンプ形成のみならず、他の用途に用いることが考えられる。
【００１７】
そのような用途として、本発明者は、基板同士の接続に当該技術を利用することを見いだした。
【００１８】
とりわけ、携帯電話やデジタルカメラなどの電子機器の内部配線には、薄くて折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記す）が多く使用されている。近年、携帯機器の小型化や可動部の増加にともない、ＦＰＣの使用比率が高まっている。メインボードに使用される硬質基板にＦＰＣを接続する場合、コネクタ接続が一般的であり、ＦＰＣを繰り返して脱着出来ることが大きなメリットである。脱着の必要性がない場合でも容易に基板間接続が出来る利点がある。しかしながら、コネクタが占める三次元的なスペースが機器の小型化・薄型化に対して障害となる。また現行のコネクタの最小ピッチは０．３ｍｍのものが主流で、それよりも狭ピッチの電極端子接続が困難である。
【００１９】
一方、硬質基板とＦＰＣを完全に一体化したリジッドフレックス基板も存在する。リジッドフレックス基板は、ＦＰＣが硬質基板の内層に挟まれるため外周に接続部を必要としない利点があるが、製造工程が長く、特に層数の異なる硬質基板の組み合わせでは工程が複雑となる。
【００２０】
こうした中、最近では、別々の硬質基板の間をＦＰＣで接続すると、リジッドフレックス基板と同等の構造の配線基板を製造することができる。リジッドフレックス基板と比較して工程を簡略化することができ、また配線基板の外形や構造が制約されることが少ない。
【００２１】
そこで、かかる狭ピッチの電極端子を有する配線基板同士の接続に上記の技術を用いることは有効と考えられる。
【００２２】
一方、本発明者は、上記方法を応用して配線基板と配線基板を接続する方法を検討している際に、以下のような現象をも見いだした。以下、その現象について説明する。
【００２３】
図１４に、接続検討する際に用いた配線基板を示す。配線基板３１ａには、帯状の配線３３ａが複数併設されることにより、図中矢印で示す領域に接続端子３４ａを形成する。配線３３ａの幅は０．０５ｍｍで隣り合う配線とのスペース３５ａは０．０５ｍｍであり、ピッチ０．１ｍｍの配線ルールである。図１４に示した配線基板３１ａの接続端子３４ａの中央部に、はんだ粉と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１１４を適量塗布する。
【００２４】
次に、図１５（ａ）において、一方の配線基板３１ｂを重ね合わせた状態を示している。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。配線基板３１ｂには配線基板３１ａと同寸法で配線３３ｂが配置され、互いの接続端子３４ａと接続端子３４ｂが対向し、互いに重なり合っている。この状態で、その塗布した樹脂１１４を加熱すると、接続端子３４ａと接続端子３４ｂとが重なる領域にはんだ粉が自己集合した後、溶融固化することで配線基板３１ａと配線基板３１ｂが接続されることが期待される。
【００２５】
しかしながら、実際に加熱を行った場合、図１６（ａ）に示すように、接続端子３４ａと３４ｂとが重なる領域以外にまで、樹脂１１４及びはんだ粉が大きく移動した。特に、接続端子３４ａ及び３４ｂに隣接するスペース３５ａ及びスペース３５ｂへの樹脂１１４及びはんだ粉の移動が顕著であった。
【００２６】
図１７は、移動、集合したはんだ粉が溶融固化した状態を示している。光学顕微鏡観察においては、移動したはんだ粉が溶融して、隣の接続端子とショートした部位１６ａや、ショートに至らなくても接続領域外の配線に集合した部位１６ｂが観察された。さらに、Ｘ線透視観察をすると、接続端子のはんだが不足した部位１６ｃや、未接続の部位１６ｄが観察され、全てのはんだ粉が接続端子３４ａと３４ｂとが重なる領域に集合することはなかった。
【００２７】
このように、微細な帯状の接続端子を併設してなる配線基板同士を、はんだ粉等の導電性粒子を電極上に自己集合させることにより接続するためには、上述の不具合を解消する必要があることが分かった。
【００２８】
本発明は、以上を鑑みてなされたものであり、接続端子同士を良好に接続することができる、配線基板の接続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】
【００２９】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、他の基板との接続用の帯状の接続端子を有する配線基板同士を接続する配線基板の接続方法であって、
前記接続端子同士が、導電性接合体を間に挟んだ状態で対向するように、前記配線基板同士を位置合わせする工程と、
前記導電性接合体を加熱し、その後冷却して、前記接続端子同士を固着する工程とを備え、
前記導電性接合体は、加熱により気泡を生ずる材料であり、
前記接続端子は、それぞれの前記配線基板に複数併設されており、
少なくとも一方の前記配線基板の少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯状の前記接続端子を横断する溝が形成されている、配線基板の接続方法である。
【００３０】
また、第２の本発明は、前記溝は前記配線基板の表面まで達する深さを有し、
前記接続端子は前記溝により分離され断続的に前記配線基板の表面上に形成されている、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３１】
また、第３の本発明は、前記溝は前記接続端子上の凹部として形成されており、
前記接続端子は連続的に前記配線基板の表面上に形成されている、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３２】
また、第４の本発明は、前記溝は前記接続端子の長手方向と直交するように設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の前記溝と、
他方の前記接続端子の前記溝が形成されていない部分と、
が対向している、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３３】
また、第５の本発明は、前記溝は、対向する双方の前記接続端子のそれぞれに形成されており、
前記溝は前記接続端子上にて等間隔に設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の少なくとも１つの前記溝の中心線と、
対向する他方の前記接続端子の、少なくとも２つの前記溝で挟まれる前記部分の中心線と、
が一致している、第４の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３４】
また、第６の本発明は、前記溝の幅は、前記接続端子の前記部分の長さより短い、第４又は第５の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３５】
また、第７の本発明は、前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、
前記流動体は、加熱により沸騰又は熱分解することにより気体を発生させる材料を含む、第１から第６のいずれかの本発明の配線基板の接続方法である。
【００３６】
また、第８の本発明は、前記位置合わせは、前記導電性接合体の前記導電性粒子の粒径よりも広い間隔をとって行う、第７の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３７】
また、第９の本発明は、前記導電性接合体は、異方性導電材料である、第１から第６のいずれかの本発明の配線基板の接続方法である。
【００３８】
また、第１０の本発明は、他の基板との、加熱により気泡を生ずる導電性接合体による接続用の、帯状の接続端子が複数併設されており、
少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯を横断する溝が形成されている、配線基板である。
【発明の効果】
【００３９】
以上のような本発明によれば、接続端子同士を良好に接続することができる、配線基板の接続方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１における配線基板を説明する。
【００４２】
配線基板３１ａには、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域は、配線３３ａの端部により形成される接続端子３４ａであり、接続端子３４ａの線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は０．０５ｍｍで隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【００４３】
それぞれの配線３３ａの接続端子３４ａは、接続端子３４ａの長手方向と直交する溝２０ａにより分割され、断続列状のパターンを形成する独立電極２１ａが形成されている。
【００４４】
独立電極２１ａの線路長は０．３ｍｍであり溝幅０．１ｍｍの溝２０ａにより分断されることで、線路長０．９ｍｍの接続端子３４ａの領域内に２つ形成されるようにした。ただし、この例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。独立電極２１ａの線路長、幅又は形状、若しくは数量、ならびに、溝２０ａの線路長、幅、又は形状は、接続基板の配線ルールや接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【００４５】
なお、上記の構成において、配線基板３１ａ又は３１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子３４ａ又は３５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝２０ａ又は２０ｂは本発明の溝に相当する。
【００４６】
次に、図２（ａ）及び、そのＡ−Ａ直線断面図である図２（ｂ）に示すように、配線基板３１ａのうち配線３３ａに設けた、独立電極２１ａと溝２０ａからなる接続端子３４ａの上に、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給する。本実施の形態１における流動体１４としては樹脂を用いた。なお、導電性粒子１６、気泡発生剤の具体例は後述する。
【００４７】
次に、図３（ａ）及び、そのＡ−Ａ直線断面図である図３（ｂ）に示すように、配線基板３１ａの上に流動体１４を介して、接続対象である第２の配線基板３１ｂを配置する。
第２の配線基板３１ｂは、第１の配線基板３１ａと同一形状であり、接続端子３４ａと同一形状、同一寸法の接続端子３４ｂを有する。
【００４８】
具体的には、配線基板３１ｂの接続端子３４ｂを、配線基板３１ａの接続端子３４ａに対向させ、さらに、独立電極２１ａの中心線と、溝２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置する。このとき配線基板３１ａと３１ｂとは同一形状、同一寸法を有するので、独立電極２１ｂの中心線と溝２０ａの中心線も同様に一致する。
【００４９】
以上のように位置合わせすることで、溝２０ａ、溝２０ｂ、スペース３５ａ及びスペース３５ｂは、流動体１４を間に介して互いに連通した構成となる。
【００５０】
なお、互いの独立電極の中心線と溝の中心線がそれぞれ重なり合うように配置するためには、独立電極の幅が溝の幅より大きくなる関係にする必要がある。
【００５１】
図３（ｂ）に示した状態で接続端子３４ａ、３４ｂを含む領域に集中して加熱すると、流動体１４においては、図３（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。本実施の形態１では、流動体１４は、配線基板３１ｂに形成した接続端子３４ｂの独立電極２１ｂに当接した状態で加熱される。
【００５２】
又、配線基板３１ａ上に形成された接続端子３４ａの独立電極２１ａと、配線基板３１ｂ上に形成された接続端子３４ｂの独立電極２１ｂとの間には、一定の隙間ｗが設けられており、当該一定の隙間ｗの寸法は、導電性粒子１６の粒径よりも大きい。又、ここでは、配線基板３１ａ及び配線基板３１ｂは当該一定の隙間ｗを維持するように固定又は保持されており、この固定又は保持状態にて流動体１４は加熱されている。
【００５３】
又、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、接続端子３４ａに供給された流動体１４は、互いの配線基板３１ａ、３１ｂの端部間の表面張力によって接続端子３４ａ、３４ｂを含む領域に留めることができるので、この状態では、流動体１４は当該領域を大きく超えて広がることは無い。
【００５４】
次に、図３（ｄ）及び図３（ｅ）を参照して、気泡３０発生後の過程について説明を続ける。
【００５５】
図３（ｄ）に示すように、流動体１４は加熱により内部に気泡３０を発生させる。加熱に応じて気泡３０は成長する。又、流動体１４内を動き廻る。これにより流動体１４も移動する。
【００５６】
詳細に述べると、加熱中の気泡３０は、膨張により内圧が高くなると、より圧力が低い大気側に伸びるよう成長する、又は移動を開始する。
【００５７】
ここで、上述したように、接続端子３４ａの独立電極２１ａと接続端子３４ｂの溝２０ｂ、及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂと接続端子３４ａの溝２０ａは互いにそれぞれ独立電極の中心線と溝の中心線とがそれぞれ重なり合うように配置されているので、溝２０ａ、溝２０ｂ及び隣り合う配線間のスペース３５ａ、３５ｂは互いに連通した構成となっている。気泡３０はこれら溝及びスペース内にて成長、あるいは縦横に移動して、大気に排出される。言い換えれば、気泡３０は、独立電極２１ａ及び独立電極２１ｂの周りに成長し、一部は残存し、一部は移動して、大気に排出される。
【００５８】
気泡３０の成長や動きによって移動する流動体１４は、図３（ｅ）に示すように、接続端子３４ａの独立電極２１ａとの界面、及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂとの界面に柱状に集合する。それとともに、流動体１４中の導電性粒子１６は、独立電極２１ａ及び独立電極２１ｂ上に集合する。
【００５９】
次に、流動体１４をさらに加熱すると、図３（ｆ）に示すように、流動体１４中に含有する導電性粒子１６が溶融し、その結果、導電性粒子１６の自己集合が完了する。つまり、独立電極２１ａと独立電極２１ｂの間に溶融した導電性粒子より接続される。
【００６０】
次に、加熱を停止して冷却することで溶融した導電性粒子は固化する。これにより、接続端子３４ａと接続端子３４ｂは完全に接続される。
【００６１】
最後に、固化した導電性粒子を除く流動体１４を残しておいても構わないが、接続後、微小な導電性粒子が流動体１４上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、図３（ｇ）に示すように、残渣と一緒に流動体１４を除去することも好適である。
【００６２】
以上の動作においては、接続端子３４ａ及び３５ｂにそれぞれ溝２０ａ、２０ｂを設け、接続端子３４ａの独立電極２１ａ・溝２０ａ及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂ・溝２０ｂは互いに独立電極の中心と溝の中心がそれぞれ重なり合うように位置合わせした配置を行うことにより、流動体１４の自己集合を独立電極２１ａ、２１ｂ上で正確に行わせることが可能となっている。
【００６３】
この原理について本発明者が見いだした、従来の配線基板における導電性粒子としてのはんだ粉の形成異常が形成される理由を説明しつつ、以下に説明する。
【００６４】
図１６（ａ）及び図１７に示した、移動したはんだ粉が溶融して隣の配線とショートする現象には、以下の理由により生ずると考えられる。すなわち、塗布した流動体としての樹脂を加熱した際に、樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡が発生し、これが樹脂を移動させる。図１及び２にて説明したメカニズムによって樹脂は接続端子３４ａ、３４ｂにも集合するが、ある程度の量集合すると、図１６（ａ）のＡ−Ａ直線部分断面図である図１６（ｂ）に示すように、樹脂は対向する端子の間で柱を形成する。この柱は配線３３ａ及び３２ｂに沿った壁面として形成されることとなり、気泡はこの壁面を超えて成長又は移動し難くなる。
【００６５】
したがって、配線３３ａ及び３３ｂ上に樹脂による壁面が形成された以後の気泡の成長の向き、又は移動の向きは、図４（ｂ）に示すように、接続端子３３ａで囲われたスペース３５ａの長手方向のみに限定されることになる。また、気泡が生ずる領域が細い矩形状の空間であるため、気泡の圧力も増大する。
【００６６】
これらの原因により、本来電極３５ａ上に集合すべき樹脂も、気泡の成長又は移動にともない、接続領域外まで押し出されことにより、図１６（ａ）に示すような樹脂の漏れが発生するものと考えられる。
【００６７】
洩れた樹脂に含まれたはんだ粉は、接続領域外の接続配線にて集合し、溶融固化する。
【００６８】
一方、本来、接続端子で集合すべきはんだ粉が押し出されることにより、接続端子３３ａ上に形成されるべきはんだの量に不足が生じることで、接続基板間に未接続の部位が生じたものと考えられる。これは、樹脂を集合させる気泡と接続端子３４ａの界面に当たる配線３３ａ上の領域が、図中斜線部にて示す配線３３ａの長手方向に限定されることも一因と考えられる。
【００６９】
以上の不具合に対し、本実施の形態においては、上述した構成としたことにより、気泡が成長、又は移動可能な領域は、図４（ａ）に示すように、スペース３５ａに加えて、スペース３５ａに直交する溝２０ａを加えた領域となっている。
【００７０】
スペース３５ａ及び溝２０ａの最外部は外部と連通することから、外部と気泡の内圧の差に基づき、気泡はスペース３５ａ及び溝２０ａに沿って図中矢印方向に成長又は移動することが可能となる。又、外部との連通箇所が増加することにより、圧力差は小さくなり、過剰な勢いで気泡が成長、移動することはない。さらに、、樹脂を集合させる気泡と接続端子３４ａの界面に当たる独立電極２１ａ上の領域は、図４（ａ）中斜線部にて示す縦方向及び横方向に拡大する。
【００７１】
これらの原因により、外部へ漏れる流動体１４の量は低減されることとなり、流動体１４は気泡の成長や移動に伴いその大部分が独立電極２１ａ上に自己集合されることとなる。したがって、隣り合う配線・接続端子のショートや、接続端子の未接続などの課題が解決出来ることになり、均一性に優れ、かつ、生産性の高い配線基板同士の電気接続を行うことができる。
【００７２】
ここで、本実施の形態１に使用する流動体１４、導電性粒子１６、及び気泡発生剤は、本発明の導電性接合体、導電性粒子、気泡発生剤にそれぞれ対応するが、その具体的な組成によって特に限定されない。しかしながら、それぞれ、以下のような材料を使用することができる。
【００７３】
流動体１４としては、室温から導電性粒子１６の溶融温度の範囲内において、流動可能な程度の粘度を有するものであればよく、又、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光（紫外線）硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。樹脂以外にも、高沸点溶剤、オイル等も使用することができる。
【００７４】
又、導電性粒子１６及び気泡発生剤としては、図５及び図６に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。なお、導電性粒子１６の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体１４を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。
【００７５】
又、気泡発生剤は、沸点の異なる２種類以上の材料からなるものであってもよい。沸点が異なれば、気泡の発生、及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体１４の移動が、段階的に行なわれるので、流動体１４の自己集合過程が均一化され、これにより、安定して配線基板接続を行うことができる。
【００７６】
なお、気泡発生剤としては、図６に挙げた材料以外に、流動体１４が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図７に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物（水酸化アルミニウム）を使用した場合、流動体１４が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。
【００７７】
又、以上の工程を示す各図においては、供給する流動体１４の量は誇張して示したものであり、実際には、接続端子３４ａ、３４ｂの間に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量が供給される。
【００７８】
又、接続端子３４ａ上に供給される流動体（例えば、樹脂）１４の体積（ＶＢ）中に含有される導電性粒子１６の全てが、独立電極２１ａと独立電極２１ｂの接続に寄与したとすると、接続部の総体積（ＶＡ）と、流動体１４の体積（ＶＢ）とは以下のような関係式（１）が成り立つ。
【００７９】
【数２】
ここで、ＳＡは独立電極２１ａの総面積、ＳＢは接続端子３４ａの面積をそれぞれ表す。これにより、流動体１４中に含まれる導電性粒子１６の含有量は、以下のような式（２）で表される。
【００８０】
【数３】
よって、流動体１４中に含まれる導電性粒子１６の最適な含有量は、概ね、以下のような式（３）に基づいて設定することができる。
【００８１】
【数４】
なお、上記パラメータ（±α）は、導電性粒子１６が独立電極２１ａと２１ｂの間に自己集合する際の過不足分を調整するためのもので、種々の条件により決めることができる。
【００８２】
式（３）により、流動体１４中に分散する導電性粒子１６は、０．５〜３０体積％の割合で流動体１４中に含有していれば足りることになる。なお、一般に、導電性粒子１６と流動体１４との重量比は約７程度なので、上記０．５〜３０体積％の割合は、概ね４〜７５重量％の割合に相当する。
【００８３】
なお、上述した実施の形態１では、接続端子３４ａ上に流動体１４を供給した後、接続端子３４ｂを配置したが、それに限らず、先に、接続端子３４ａの独立電極２１ａの中心線と接続端子３４ｂの溝２０ｂの中心線とを一致させ、かつ隙間ｗを生じるようにあらかじめ対向配置しておき、その後に導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を、この隙間ｗに供給するようにしてもよい。要するに、接続基板同士の位置合わせを行う工程と、流動体１４を供給する工程の順序によって本発明は限定されるものではない。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における配線基板を説明する。
【００８４】
図８（ａ）は、配線基板の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。
【００８５】
各図に示すように、本実施の形態の配線基板４１ａは、接続端子４４ａが、配線層を一部残した配線３３ａ上の凹部を溝１２０ａとして有することを特徴とする。
【００８６】
さらに、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域は、配線３３ａの端部により形成される接続端子４４ａであり、接続端子４４ａの線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は実施の形態１と同様０．０５ｍｍであり、隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【００８７】
それぞれの配線３３ａの接続端子４４ａは溝１２０ａによって表面のみ分離した電極パターン１２１ａが形成されている。
【００８８】
電極パターン１２１ａをなす個別の電極表面の線路長は０．３ｍｍであり溝幅０．１ｍｍの溝２０ａにより分離することで、線路長０．９ｍｍの接続端子３４ａの領域内に２つ形成されるようにした。
【００８９】
図８（ｃ）は、電極パターン１２１ａの表面を配線３３ａの表面よりも高く形成した例である。接続端子４４ａを含む領域において、選択的にメッキ処理を施して配線３３ａ上に電極パターン１２１ａを形成したものである。ここで、メッキ処理を施さなかった部分が凹部としての溝１２０ａとなる。
【００９０】
又、配線３３ａ上に電極パターン１２１ａを形成する方法としては、メッキ処理のほかに、スパッタリング・蒸着などの方法を用いてもよい。
【００９１】
ただし、図８（ａ）〜８（ｃ）に示した例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。電極パターン１２１ａの寸法・形状及び数量（電極パターン１２１ａを構成する各電極形状の線路長、幅、形状及び個数）、ならびに、溝１２０ａの寸法・形状・深さは、配線ルール・接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【００９２】
図８（ｄ）は、以上のような配線基板を一組用いて接続する状態を説明するための図であり、配線基板４１ａと同一形状であり、接続端子４４ａと同一形状、同一寸法の接続端子４４ｂを有する配線基板４１ｂを用意し、これと配線基板４１ａとを接続する例を示すものである。
【００９３】
接続端子４４ａの上には導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体１４が供給されており、一方の独立した電極パターン１２１ｂと溝１２０ｂからなる接続端子４４ｂが対向するように配置されている。接続端子４４ａの電極パターン１２１ａの個々の電極の中心線と、溝１２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置することにより、溝１２０ａ、溝１２０ｂ、スペース３５ａ及びスペース３５ｂは、流動体１４を間に介して互いに連通した構成となる。
【００９４】
次に、流動体１４を集中して加熱して、該流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程、気泡発生剤から発生した気泡によって導電性粒子を接続端子４４ａ、４４ｂ上に自己集合させる工程により、配線基板４１ａ、４１ｂを接続する方法の説明は、本発明の実施の形態１と同様であるので省略する。
【００９５】
本実施の形態２の配線基板の接続方法においても、流動体１４の加熱により発生した気泡は溝及びスペースを縦横に成長する、又は移動して大気に排出される。これにより、スペースのみを気泡が移動して樹脂及び導電性粒子を接続領域以外に押し出すことがないので、流動体１４は大部分が接続端子４４ａ、４４ｂ上に自己集合されることとなり、隣り合う配線・接続端子のショートや、接続端子の未接続などの課題が解決出来る。
【００９６】
なお、上記の構成において、配線基板４１ａ又４１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子４４ａ又は４５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝１２０ａ又は１２０ｂは本発明の溝に相当する。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における配線基板を説明する。
【００９７】
本実施の形態３を図９に示す。配線基板４１ａは、図８（ａ）等に示す実施の形態２と同様の構成であり、詳細な説明は省略する。
【００９８】
他方の配線基板３１ｂは、図１５に示す構成例と同様であり、接続端子３４ｂの領域には溝を設けていない。
【００９９】
これら配線基板４１ａ及び３１ｂを対向させ、位置合わせした場合でも、配線基板４１ａの接続端子４４ａには溝１２０ａが設けられていることから、溝１２０ａと、配線３３ａ間のスペースは互いに連通した構成となっている。これにより、実施の形態１，２と同様、流動体１４の加熱により発生した気泡は溝１０ａ及び配線３３ａのスペース間を縦横に成長する、又は移動して大気に排出される。スペースのみを気泡が移動して樹脂及び導電性粒子を接続領域以外に押し出すことがないので、流動体１４は大部分配線基板４１ａの電極パターン１２１ａの電極と配線基板３１ｂの接続端子３４ｂの配線３３ｂとの間の領域に自己集合させることができる。続いて、自己集合した流動体１４中に含有する導電性粒子を溶融させることによって、当該領域にて溶融した導電性粒子からなる接続を自己整合的に形成することができ、生産性の高い配線基板の電気接続を行うことができる。
【０１００】
なお、上記の説明においては、溝のない配線基板３１ａは、実施の形態２の配線基板４１ａと対向させるものとして説明を行ったが、実施の形態１の配線基板３１ａと対向させるものとしてもよい。溝の深さがより深いため、溝方向における気泡の成長又は移動を促進し、より効果的に電極上に流動体１４を集積できる効果がある。
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における配線基板の接続方法及び配線基板を説明する。
【０１０１】
本実施の形態４では、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムを一方の配線基板の接続端子に貼り、その上からもう一方の配線基板の接続端子を重ねて加圧加熱し、対向する接続端子間に導電性粒子が挟まれることで電気導通を得る方法について説明する。
【０１０２】
図１０（ａ）は、配線基板の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。
【０１０３】
各図に示すように、配線基板５１ａは、接続端子５４ａが、配線層を一部残した配線３３ａ上の凹部として形成された溝２２０ａを有することを特徴とする。
【０１０４】
さらに、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域がその接続端子５４ａであり、その線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は他の実施の形態と同様０．０５ｍｍであり、隣り合う配線とのスペース３５ａは０．０５ｍｍである。したがって配線３３はピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【０１０５】
それぞれの配線３３ａの接続端子５４ａは溝２２０ａにより表面によって表面のみ分離した電極パターン２２１ａが形成されている。
【０１０６】
電極パターン２２１ａをなす個別の電極表面の線路長は０．１ｍｍであり、溝幅０．０５ｍｍの溝２２０ａにより分離することで、線路長０．９ｍｍの接続端子５４ａの領域内に８つ形成されるようにした。
【０１０７】
ただし、図１０（ａ）及び１０（ｂ）に示した例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。電極パターン２２１ａの寸法・形状及び数量（電極パターン２２１ａを構成する各電極形状の線路長、幅、形状及び個数）、ならびに、溝１２０ａの寸法・形状・深さは、配線ルール・接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【０１０８】
図１０（ｃ）は、以上のような配線基板を一組用いて接続する状態を説明するための図であり、配線基板５１ａと同一形状であり、接続端子５４ａと同一形状、同一寸法の接続端子５４ｂを有する配線基板５１ｂを用意し、これと配線基板５１ａとを接続する例を示すものである。
【０１０９】
図１０（ｃ）において、フィルム１５は異方性導電材料である導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムであり、配線基板５１ａの接続端子５４ａ上に仮固定されている。フィルム１５を仮固定した状態で基板同士を挟み込むと、気泡がフィルム１５との接続界面に混入することが多々ある。
【０１１０】
このとき、接続端子５４ａの電極パターン２２１ａの個々の電極の中心線と、溝２２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置する。
【０１１１】
図１０（ｄ）は、フィルム１５に集中的に熱を加えながら、接続端子５４ａ及び５４ｂを加圧している状態を示す。フィルム１５は加熱により熱硬化性樹脂が軟化するとともに、加圧されるので、薄くなる。このとき、フィルム１５に含有した導電性粒子４０は、接続端子５４ａと接続端子５４ｂ間に挟まれ、互いに強く接触する。
【０１１２】
この加圧工程中に混入した気泡は、フィルム１５が軟化すると、溝２２０ａ、２２０ｂ及び配線３３ａ間のスペースに流動する動きに連れて外部へ排出される。さらに、フィルム１５に内存及び、加熱により発生した気泡も、同様に排出される。このことから、導電性接合体としてフィルム１５を用いた場合でも、実施の形態１〜３と同様、接続端子間に気泡が残存することが解消できる。
【０１１３】
さらに、加熱加圧状態を維持して熱硬化性樹脂を硬化させた後、加熱部を冷却してすることで、配線基板の接続ができる。
【０１１４】
なお、上記の説明においては、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムを用いた例で説明したが、本発明の導電性接合体としては、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のペーストであっても同様な効果が得られる。
【０１１５】
これにより、従来の、フィルムと端子電極界面に混入した気泡が吸湿・加熱により膨張することで導電性粒子と端子電極との点接触部が剥離して電気接続が不安定になったり、オープンし易いなどの信頼性の課題をも解決できる。
【０１１６】
なお、上記の構成において、配線基板５１ａ又５１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子５４ａ又は５５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝２２０ａ又は２２０ｂは本発明の溝に相当する。
【０１１７】
又、上記の実施の形態２〜４においては、溝１２０ａ、２２０ａ等は、配線上にメッキ処理のほかに、スパッタリング・蒸着などによって電極パターン１２１ａ、２２１ａ等を形成することにより作成したが、これは本発明の溝の凹部は当該電極パターンの反転形状に対応する。しかしながら、本発明の溝の凹部は、配線上にエッチング等により直接凹みを形成することにより形成してもよい。要するに、凹部は、その形成方法によって限定されるものではない。
【０１１８】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、いずれの実施の形態においても、接続端子領域を集中して加熱するので、能動部品や受動部品などの実装済み部品には、加熱による熱ダメージを与えないと言う利点もある。
【０１１９】
又、以上のような本発明は、配線基板としてフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、硬質基板、リジッドフレックス基板等を用いることができ、これら各基板同士の接続に好適である。
【０１２０】
なお、上記の各実施の形態においては、溝はいずれも帯状の接続端子と直交して設けるものとして説明したが、斜行して設けるようにしてもよい。又、溝は等間隔に形成されるものとして説明したが、不均等な間隔で形成するようにしてもよい。要するに、各接続端子間のスペースが外部まで連通することができるような構成をつくることができるものであれば、本発明の溝は、その具体的な形状によって限定されるものではない。
【０１２１】
又、上記の各実施の形態においては、各配線基板において、それぞれの接続端子毎に溝を設けるものとして説明を行ったが、少なくとも一部の接続端子にのみ溝を設けるような構成としてもよい。各接続端子間のスペースが外部まで連通できる、又は連通しているに等しい状態を作り出すことができれば、本発明の溝は、各接続端子後の配置の個数によって限定されるものではない。
【０１２２】
又、上記の各実施の形態においては、本発明の配線基板の接続方法を中心に説明を行ったが、当該方法にて用いられる配線基板も、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明にかかる配線基板の接続方法等は、接続端子同士を良好に接続することができる効果を有し、配線基板と配線基板を電気的に接続する配線基板の接続方法及びそれに用いる配線基板等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法に用いる配線基板の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法を説明するための工程を示す平面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図３（ａ）】本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図３（ｂ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図３（ｃ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｄ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｅ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｆ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｇ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の原理を説明するための模式図（ｂ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の原理に対比する分析を説明するための模式図
【図５】本発明の各実施の形態に係る導電性粒子の材料の一例を示す図
【図６】本発明の各実施の形態に係る気泡発生剤の材料の一例を示す図
【図７】本発明の各実施の形態に係る気泡発生剤粉の材料の一例を示す図
【図８（ａ）】本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図８（ｂ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図８（ｃ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図に対応する位置における本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法に用いる配線基板の他の例を示す図
【図８（ｄ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図９】本発明の実施の形態３の配線基板の接続方法を説明するための断面図
【図１０（ａ）】本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図１０（ｂ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図１０（ｃ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図１０（ｄ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図１１】（ａ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｂ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｃ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｄ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図
【図１２】（ａ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｂ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｃ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｄ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図
【図１３】（ａ）樹脂の自己集合のメカニズムを説明するための図（ｂ）樹脂の自己集合のメカニズムを説明するための図
【図１４】樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明するための図
【図１５】（ａ）樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明するための平面図（ｂ）図１５（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図１６】（ａ）樹脂とはんだ粉が接続領域から押し出された状態を示す図（ｂ）樹脂とはんだ粉が接続領域から押し出される原理を説明するための図
【図１７】はんだ粉が集合した後に、溶融固化した状態を説明するための図
【符号の説明】
【０１２５】
１４ 流動体
１６ 導電性粒子
２０ａ、２０ｂ 溝
２１ａ、２１ｂ 独立電極
３０ 気泡
３１ａ、３１ｂ 配線基板
３３ａ、３３ｂ 配線
３４ａ、３４ｂ 接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板と配線基板を電気的に接続する配線基板の接続方法及びそれに用いる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に電子部品を実装するフリップチップ実装においては、配線端子上にバンプを形成する。配線端子上にバンプを形成する技術として、近年、従来のソルダーペースト法やスーパーソルダー法等の技術と呼ばれる技術に代えて、配線端子上に、導電性粒子（例えば、はんだ粉）を自己集合させて、バンプを形成する方法、あるいは、配線基板と半導体チップの電極間に導電性粒子を自己集合させて、電極間に接続体を形成し、フリップチップ実装する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図１１（ａ）〜（ｄ）、及び図１２（ａ）〜（ｄ）は、導電性粒子を自己集合させるバンプ形成の技術を説明するための図である。
【０００４】
まず、図１１（ａ）に示すように、複数のパッド電極３２を有する基板３１上に、はんだ粉１１６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１１４を供給する。次に、図１１（ｂ）に示すように、樹脂１１４表面に、平板１４０を配設する。
【０００５】
この状態で、樹脂１１４を加熱すると、図１１（ｃ）に示すように、樹脂１１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。そして、図１１（ｄ）に示すように、樹脂１１４は、発生した気泡３０が成長することで気泡外に押し出される。
【０００６】
押し出された樹脂１１４は、図１２（ａ）に示すように、基板３１のパッド電極３２との界面、及び平板１４０との界面に柱状に自己集合する。なお、基板３１の縁部に存在する樹脂１１４の一部は基板３１の外縁から外部に押し出されることになる（図示省略）。
【０００７】
次に、樹脂１１４をさらに加熱すると、図１２（ｂ）に示すように、樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６が溶融し、パッド電極３２上に自己集合した樹脂１１４中に含有するはんだ粉１１６同士が溶融結合する。
【０００８】
パッド電極３２は、溶融結合したはんだ粉１１６に対して濡れ性が高いので、図１２（ｃ）に示すように、パッド電極３２上に溶融はんだ粉よりなるバンプ１９を形成する。最後に、図１２（ｄ）に示すように、樹脂１１４と平板１４０を除去することにより、パッド電極３２上にバンプ１９が形成された基板３１が得られる。なお、以上の工程においては、供給する樹脂１１４の量は誇張して示したものであり、実際には、パッド電極３２上に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量の樹脂１１４が供給される。
【０００９】
この方法の特徴は、基板３１と平板１４０の隙間に供給された樹脂１１４を加熱することによって、気泡発生剤から気泡３０を発生させ、気泡３０が成長することで樹脂１１４を気泡外に押し出すことにより、はんだ粉１１６を含んだまま樹脂１１４を基板３１のパッド電極３２と平板１４０との間に自己集合させる点にある。
【００１０】
樹脂１１４がパッド電極３２上に自己集合する現象は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなメカニズムで起きているものと考えられる。
【００１１】
図１３（ａ）は、樹脂１１４が、成長した気泡（不図示）によって、基板３１のパッド電極３２上に押し出された状態を示した図である。パッド電極３２に接した樹脂１１４は、その界面における界面張力（いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力）Ｆｓが、樹脂の粘度ηから発生する応力Ｆηよりも大きいので、パッド電極３２の全面に亙って広がり、最終的に、パッド電極３２の端部を境とした柱状樹脂が、パッド電極３２と平板１４０間に形成される。
【００１２】
なお、パッド電極３２上に自己集合して形成された柱状の樹脂１１４には、図１３（ｂ）に示すように、気泡３０の成長（又は移動）による応力Ｆｂが加わるが、樹脂１１４の粘度ηによる応力Ｆηの作用により、その形状を維持することができ、一旦自己集合した樹脂１１４が消滅することはない。
【００１３】
ここで、自己集合した樹脂１１４が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力Ｆｓの他に、パッド電極３２の面積Ｓ及びパッド電極３２と平板１４０との隙間の距離Ｌや、樹脂１１４の粘度ηにも依存する。樹脂１１４を一定形状に維持させる目安をＴとすると、定性的には、以下のような関係が成り立つものと考えられる。
【００１４】
【数１】
上記の説明のように、この方法は、樹脂１１４の界面張力による自己集合を利用して、パッド電極３２上に樹脂１１４を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、基板３１表面に形成されたパッド電極３２が凸状に形成されているが故に、基板３１と平板１４０間に形成されたギャップの中で、基板３１と平板１４０との間よりも狭くなっている、平板１４０とパッド電極３２との間で起きる現象を利用したものと言える。
【００１５】
上記の方法を用いると、樹脂１１４中に分散したはんだ粉を効率良く電極上に自己集合させることができ、又、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。又、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、上記の方法は、樹脂が供給された配線基板上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に特に有用である。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００６／１０３９４９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上のような樹脂を自己集合させることにより電極にはんだ粉を自己集合させる技術は、バンプ形成のみならず、他の用途に用いることが考えられる。
【００１７】
そのような用途として、本発明者は、基板同士の接続に当該技術を利用することを見いだした。
【００１８】
とりわけ、携帯電話やデジタルカメラなどの電子機器の内部配線には、薄くて折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記す）が多く使用されている。近年、携帯機器の小型化や可動部の増加にともない、ＦＰＣの使用比率が高まっている。メインボードに使用される硬質基板にＦＰＣを接続する場合、コネクタ接続が一般的であり、ＦＰＣを繰り返して脱着出来ることが大きなメリットである。脱着の必要性がない場合でも容易に基板間接続が出来る利点がある。しかしながら、コネクタが占める三次元的なスペースが機器の小型化・薄型化に対して障害となる。また現行のコネクタの最小ピッチは０．３ｍｍのものが主流で、それよりも狭ピッチの電極端子接続が困難である。
【００１９】
一方、硬質基板とＦＰＣを完全に一体化したリジッドフレックス基板も存在する。リジッドフレックス基板は、ＦＰＣが硬質基板の内層に挟まれるため外周に接続部を必要としない利点があるが、製造工程が長く、特に層数の異なる硬質基板の組み合わせでは工程が複雑となる。
【００２０】
こうした中、最近では、別々の硬質基板の間をＦＰＣで接続すると、リジッドフレックス基板と同等の構造の配線基板を製造することができる。リジッドフレックス基板と比較して工程を簡略化することができ、また配線基板の外形や構造が制約されることが少ない。
【００２１】
そこで、かかる狭ピッチの電極端子を有する配線基板同士の接続に上記の技術を用いることは有効と考えられる。
【００２２】
一方、本発明者は、上記方法を応用して配線基板と配線基板を接続する方法を検討している際に、以下のような現象をも見いだした。以下、その現象について説明する。
【００２３】
図１４に、接続検討する際に用いた配線基板を示す。配線基板３１ａには、帯状の配線３３ａが複数併設されることにより、図中矢印で示す領域に接続端子３４ａを形成する。配線３３ａの幅は０．０５ｍｍで隣り合う配線とのスペース３５ａは０．０５ｍｍであり、ピッチ０．１ｍｍの配線ルールである。図１４に示した配線基板３１ａの接続端子３４ａの中央部に、はんだ粉と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１１４を適量塗布する。
【００２４】
次に、図１５（ａ）において、一方の配線基板３１ｂを重ね合わせた状態を示している。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。配線基板３１ｂには配線基板３１ａと同寸法で配線３３ｂが配置され、互いの接続端子３４ａと接続端子３４ｂが対向し、互いに重なり合っている。この状態で、その塗布した樹脂１１４を加熱すると、接続端子３４ａと接続端子３４ｂとが重なる領域にはんだ粉が自己集合した後、溶融固化することで配線基板３１ａと配線基板３１ｂが接続されることが期待される。
【００２５】
しかしながら、実際に加熱を行った場合、図１６（ａ）に示すように、接続端子３４ａと３４ｂとが重なる領域以外にまで、樹脂１１４及びはんだ粉が大きく移動した。特に、接続端子３４ａ及び３４ｂに隣接するスペース３５ａ及びスペース３５ｂへの樹脂１１４及びはんだ粉の移動が顕著であった。
【００２６】
図１７は、移動、集合したはんだ粉が溶融固化した状態を示している。光学顕微鏡観察においては、移動したはんだ粉が溶融して、隣の接続端子とショートした部位１６ａや、ショートに至らなくても接続領域外の配線に集合した部位１６ｂが観察された。さらに、Ｘ線透視観察をすると、接続端子のはんだが不足した部位１６ｃや、未接続の部位１６ｄが観察され、全てのはんだ粉が接続端子３４ａと３４ｂとが重なる領域に集合することはなかった。
【００２７】
このように、微細な帯状の接続端子を併設してなる配線基板同士を、はんだ粉等の導電性粒子を電極上に自己集合させることにより接続するためには、上述の不具合を解消する必要があることが分かった。
【００２８】
本発明は、以上を鑑みてなされたものであり、接続端子同士を良好に接続することができる、配線基板の接続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】
【００２９】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、他の基板との接続用の帯状の接続端子を有する配線基板同士を接続する配線基板の接続方法であって、
前記接続端子同士が、導電性接合体を間に挟んだ状態で対向するように、前記配線基板同士を位置合わせする工程と、
前記導電性接合体を加熱し、その後冷却して、前記接続端子同士を固着する工程とを備え、
前記導電性接合体は、加熱により気泡を生ずる材料であり、
前記接続端子は、それぞれの前記配線基板に複数併設されており、
少なくとも一方の前記配線基板の少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯状の前記接続端子を横断する溝が形成されている、配線基板の接続方法である。
【００３０】
また、第２の本発明は、前記溝は前記配線基板の表面まで達する深さを有し、
前記接続端子は前記溝により分離され断続的に前記配線基板の表面上に形成されている、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３１】
また、第３の本発明は、前記溝は前記接続端子上の凹部として形成されており、
前記接続端子は連続的に前記配線基板の表面上に形成されている、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３２】
また、第４の本発明は、前記溝は前記接続端子の長手方向と直交するように設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の前記溝と、
他方の前記接続端子の前記溝が形成されていない部分と、
が対向している、第１の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３３】
また、第５の本発明は、前記溝は、対向する双方の前記接続端子のそれぞれに形成されており、
前記溝は前記接続端子上にて等間隔に設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の少なくとも１つの前記溝の中心線と、
対向する他方の前記接続端子の、少なくとも２つの前記溝で挟まれる前記部分の中心線と、
が一致している、第４の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３４】
また、第６の本発明は、前記溝の幅は、前記接続端子の前記部分の長さより短い、第４又は第５の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３５】
また、第７の本発明は、前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、
前記流動体は、加熱により沸騰又は熱分解することにより気体を発生させる材料を含む、第１から第６のいずれかの本発明の配線基板の接続方法である。
【００３６】
また、第８の本発明は、前記位置合わせは、前記導電性接合体の前記導電性粒子の粒径よりも広い間隔をとって行う、第７の本発明の配線基板の接続方法である。
【００３７】
また、第９の本発明は、前記導電性接合体は、異方性導電材料である、第１から第６のいずれかの本発明の配線基板の接続方法である。
【００３８】
また、第１０の本発明は、他の基板との、加熱により気泡を生ずる導電性接合体による接続用の、帯状の接続端子が複数併設されており、
少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯を横断する溝が形成されている、配線基板である。
【発明の効果】
【００３９】
以上のような本発明によれば、接続端子同士を良好に接続することができる、配線基板の接続方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１における配線基板を説明する。
【００４２】
配線基板３１ａには、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域は、配線３３ａの端部により形成される接続端子３４ａであり、接続端子３４ａの線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は０．０５ｍｍで隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【００４３】
それぞれの配線３３ａの接続端子３４ａは、接続端子３４ａの長手方向と直交する溝２０ａにより分割され、断続列状のパターンを形成する独立電極２１ａが形成されている。
【００４４】
独立電極２１ａの線路長は０．３ｍｍであり溝幅０．１ｍｍの溝２０ａにより分断されることで、線路長０．９ｍｍの接続端子３４ａの領域内に２つ形成されるようにした。ただし、この例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。独立電極２１ａの線路長、幅又は形状、若しくは数量、ならびに、溝２０ａの線路長、幅、又は形状は、接続基板の配線ルールや接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【００４５】
なお、上記の構成において、配線基板３１ａ又は３１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子３４ａ又は３５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝２０ａ又は２０ｂは本発明の溝に相当する。
【００４６】
次に、図２（ａ）及び、そのＡ−Ａ直線断面図である図２（ｂ）に示すように、配線基板３１ａのうち配線３３ａに設けた、独立電極２１ａと溝２０ａからなる接続端子３４ａの上に、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給する。本実施の形態１における流動体１４としては樹脂を用いた。なお、導電性粒子１６、気泡発生剤の具体例は後述する。
【００４７】
次に、図３（ａ）及び、そのＡ−Ａ直線断面図である図３（ｂ）に示すように、配線基板３１ａの上に流動体１４を介して、接続対象である第２の配線基板３１ｂを配置する。
第２の配線基板３１ｂは、第１の配線基板３１ａと同一形状であり、接続端子３４ａと同一形状、同一寸法の接続端子３４ｂを有する。
【００４８】
具体的には、配線基板３１ｂの接続端子３４ｂを、配線基板３１ａの接続端子３４ａに対向させ、さらに、独立電極２１ａの中心線と、溝２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置する。このとき配線基板３１ａと３１ｂとは同一形状、同一寸法を有するので、独立電極２１ｂの中心線と溝２０ａの中心線も同様に一致する。
【００４９】
以上のように位置合わせすることで、溝２０ａ、溝２０ｂ、スペース３５ａ及びスペース３５ｂは、流動体１４を間に介して互いに連通した構成となる。
【００５０】
なお、互いの独立電極の中心線と溝の中心線がそれぞれ重なり合うように配置するためには、独立電極の幅が溝の幅より大きくなる関係にする必要がある。
【００５１】
図３（ｂ）に示した状態で接続端子３４ａ、３４ｂを含む領域に集中して加熱すると、流動体１４においては、図３（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。本実施の形態１では、流動体１４は、配線基板３１ｂに形成した接続端子３４ｂの独立電極２１ｂに当接した状態で加熱される。
【００５２】
又、配線基板３１ａ上に形成された接続端子３４ａの独立電極２１ａと、配線基板３１ｂ上に形成された接続端子３４ｂの独立電極２１ｂとの間には、一定の隙間ｗが設けられており、当該一定の隙間ｗの寸法は、導電性粒子１６の粒径よりも大きい。又、ここでは、配線基板３１ａ及び配線基板３１ｂは当該一定の隙間ｗを維持するように固定又は保持されており、この固定又は保持状態にて流動体１４は加熱されている。
【００５３】
又、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、接続端子３４ａに供給された流動体１４は、互いの配線基板３１ａ、３１ｂの端部間の表面張力によって接続端子３４ａ、３４ｂを含む領域に留めることができるので、この状態では、流動体１４は当該領域を大きく超えて広がることは無い。
【００５４】
次に、図３（ｄ）及び図３（ｅ）を参照して、気泡３０発生後の過程について説明を続ける。
【００５５】
図３（ｄ）に示すように、流動体１４は加熱により内部に気泡３０を発生させる。加熱に応じて気泡３０は成長する。又、流動体１４内を動き廻る。これにより流動体１４も移動する。
【００５６】
詳細に述べると、加熱中の気泡３０は、膨張により内圧が高くなると、より圧力が低い大気側に伸びるよう成長する、又は移動を開始する。
【００５７】
ここで、上述したように、接続端子３４ａの独立電極２１ａと接続端子３４ｂの溝２０ｂ、及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂと接続端子３４ａの溝２０ａは互いにそれぞれ独立電極の中心線と溝の中心線とがそれぞれ重なり合うように配置されているので、溝２０ａ、溝２０ｂ及び隣り合う配線間のスペース３５ａ、３５ｂは互いに連通した構成となっている。気泡３０はこれら溝及びスペース内にて成長、あるいは縦横に移動して、大気に排出される。言い換えれば、気泡３０は、独立電極２１ａ及び独立電極２１ｂの周りに成長し、一部は残存し、一部は移動して、大気に排出される。
【００５８】
気泡３０の成長や動きによって移動する流動体１４は、図３（ｅ）に示すように、接続端子３４ａの独立電極２１ａとの界面、及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂとの界面に柱状に集合する。それとともに、流動体１４中の導電性粒子１６は、独立電極２１ａ及び独立電極２１ｂ上に集合する。
【００５９】
次に、流動体１４をさらに加熱すると、図３（ｆ）に示すように、流動体１４中に含有する導電性粒子１６が溶融し、その結果、導電性粒子１６の自己集合が完了する。つまり、独立電極２１ａと独立電極２１ｂの間に溶融した導電性粒子より接続される。
【００６０】
次に、加熱を停止して冷却することで溶融した導電性粒子は固化する。これにより、接続端子３４ａと接続端子３４ｂは完全に接続される。
【００６１】
最後に、固化した導電性粒子を除く流動体１４を残しておいても構わないが、接続後、微小な導電性粒子が流動体１４上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、図３（ｇ）に示すように、残渣と一緒に流動体１４を除去することも好適である。
【００６２】
以上の動作においては、接続端子３４ａ及び３５ｂにそれぞれ溝２０ａ、２０ｂを設け、接続端子３４ａの独立電極２１ａ・溝２０ａ及び接続端子３４ｂの独立電極２１ｂ・溝２０ｂは互いに独立電極の中心と溝の中心がそれぞれ重なり合うように位置合わせした配置を行うことにより、流動体１４の自己集合を独立電極２１ａ、２１ｂ上で正確に行わせることが可能となっている。
【００６３】
この原理について本発明者が見いだした、従来の配線基板における導電性粒子としてのはんだ粉の形成異常が形成される理由を説明しつつ、以下に説明する。
【００６４】
図１６（ａ）及び図１７に示した、移動したはんだ粉が溶融して隣の配線とショートする現象には、以下の理由により生ずると考えられる。すなわち、塗布した流動体としての樹脂を加熱した際に、樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡が発生し、これが樹脂を移動させる。図１及び２にて説明したメカニズムによって樹脂は接続端子３４ａ、３４ｂにも集合するが、ある程度の量集合すると、図１６（ａ）のＡ−Ａ直線部分断面図である図１６（ｂ）に示すように、樹脂は対向する端子の間で柱を形成する。この柱は配線３３ａ及び３２ｂに沿った壁面として形成されることとなり、気泡はこの壁面を超えて成長又は移動し難くなる。
【００６５】
したがって、配線３３ａ及び３３ｂ上に樹脂による壁面が形成された以後の気泡の成長の向き、又は移動の向きは、図４（ｂ）に示すように、接続端子３３ａで囲われたスペース３５ａの長手方向のみに限定されることになる。また、気泡が生ずる領域が細い矩形状の空間であるため、気泡の圧力も増大する。
【００６６】
これらの原因により、本来電極３５ａ上に集合すべき樹脂も、気泡の成長又は移動にともない、接続領域外まで押し出されことにより、図１６（ａ）に示すような樹脂の漏れが発生するものと考えられる。
【００６７】
洩れた樹脂に含まれたはんだ粉は、接続領域外の接続配線にて集合し、溶融固化する。
【００６８】
一方、本来、接続端子で集合すべきはんだ粉が押し出されることにより、接続端子３３ａ上に形成されるべきはんだの量に不足が生じることで、接続基板間に未接続の部位が生じたものと考えられる。これは、樹脂を集合させる気泡と接続端子３４ａの界面に当たる配線３３ａ上の領域が、図中斜線部にて示す配線３３ａの長手方向に限定されることも一因と考えられる。
【００６９】
以上の不具合に対し、本実施の形態においては、上述した構成としたことにより、気泡が成長、又は移動可能な領域は、図４（ａ）に示すように、スペース３５ａに加えて、スペース３５ａに直交する溝２０ａを加えた領域となっている。
【００７０】
スペース３５ａ及び溝２０ａの最外部は外部と連通することから、外部と気泡の内圧の差に基づき、気泡はスペース３５ａ及び溝２０ａに沿って図中矢印方向に成長又は移動することが可能となる。又、外部との連通箇所が増加することにより、圧力差は小さくなり、過剰な勢いで気泡が成長、移動することはない。さらに、、樹脂を集合させる気泡と接続端子３４ａの界面に当たる独立電極２１ａ上の領域は、図４（ａ）中斜線部にて示す縦方向及び横方向に拡大する。
【００７１】
これらの原因により、外部へ漏れる流動体１４の量は低減されることとなり、流動体１４は気泡の成長や移動に伴いその大部分が独立電極２１ａ上に自己集合されることとなる。したがって、隣り合う配線・接続端子のショートや、接続端子の未接続などの課題が解決出来ることになり、均一性に優れ、かつ、生産性の高い配線基板同士の電気接続を行うことができる。
【００７２】
ここで、本実施の形態１に使用する流動体１４、導電性粒子１６、及び気泡発生剤は、本発明の導電性接合体、導電性粒子、気泡発生剤にそれぞれ対応するが、その具体的な組成によって特に限定されない。しかしながら、それぞれ、以下のような材料を使用することができる。
【００７３】
流動体１４としては、室温から導電性粒子１６の溶融温度の範囲内において、流動可能な程度の粘度を有するものであればよく、又、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光（紫外線）硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。樹脂以外にも、高沸点溶剤、オイル等も使用することができる。
【００７４】
又、導電性粒子１６及び気泡発生剤としては、図５及び図６に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。なお、導電性粒子１６の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体１４を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。
【００７５】
又、気泡発生剤は、沸点の異なる２種類以上の材料からなるものであってもよい。沸点が異なれば、気泡の発生、及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体１４の移動が、段階的に行なわれるので、流動体１４の自己集合過程が均一化され、これにより、安定して配線基板接続を行うことができる。
【００７６】
なお、気泡発生剤としては、図６に挙げた材料以外に、流動体１４が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図７に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物（水酸化アルミニウム）を使用した場合、流動体１４が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。
【００７７】
又、以上の工程を示す各図においては、供給する流動体１４の量は誇張して示したものであり、実際には、接続端子３４ａ、３４ｂの間に自己集合するのに好適な量、及び誤差を考慮した量が供給される。
【００７８】
又、接続端子３４ａ上に供給される流動体（例えば、樹脂）１４の体積（ＶＢ）中に含有される導電性粒子１６の全てが、独立電極２１ａと独立電極２１ｂの接続に寄与したとすると、接続部の総体積（ＶＡ）と、流動体１４の体積（ＶＢ）とは以下のような関係式（１）が成り立つ。
【００７９】
【数２】
ここで、ＳＡは独立電極２１ａの総面積、ＳＢは接続端子３４ａの面積をそれぞれ表す。これにより、流動体１４中に含まれる導電性粒子１６の含有量は、以下のような式（２）で表される。
【００８０】
【数３】
よって、流動体１４中に含まれる導電性粒子１６の最適な含有量は、概ね、以下のような式（３）に基づいて設定することができる。
【００８１】
【数４】
なお、上記パラメータ（±α）は、導電性粒子１６が独立電極２１ａと２１ｂの間に自己集合する際の過不足分を調整するためのもので、種々の条件により決めることができる。
【００８２】
式（３）により、流動体１４中に分散する導電性粒子１６は、０．５〜３０体積％の割合で流動体１４中に含有していれば足りることになる。なお、一般に、導電性粒子１６と流動体１４との重量比は約７程度なので、上記０．５〜３０体積％の割合は、概ね４〜７５重量％の割合に相当する。
【００８３】
なお、上述した実施の形態１では、接続端子３４ａ上に流動体１４を供給した後、接続端子３４ｂを配置したが、それに限らず、先に、接続端子３４ａの独立電極２１ａの中心線と接続端子３４ｂの溝２０ｂの中心線とを一致させ、かつ隙間ｗを生じるようにあらかじめ対向配置しておき、その後に導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を、この隙間ｗに供給するようにしてもよい。要するに、接続基板同士の位置合わせを行う工程と、流動体１４を供給する工程の順序によって本発明は限定されるものではない。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における配線基板を説明する。
【００８４】
図８（ａ）は、配線基板の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。
【００８５】
各図に示すように、本実施の形態の配線基板４１ａは、接続端子４４ａが、配線層を一部残した配線３３ａ上の凹部を溝１２０ａとして有することを特徴とする。
【００８６】
さらに、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域は、配線３３ａの端部により形成される接続端子４４ａであり、接続端子４４ａの線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は実施の形態１と同様０．０５ｍｍであり、隣り合う配線３３ａとのスペース３５ａの幅は０．０５ｍｍである。したがって配線３３ａはピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【００８７】
それぞれの配線３３ａの接続端子４４ａは溝１２０ａによって表面のみ分離した電極パターン１２１ａが形成されている。
【００８８】
電極パターン１２１ａをなす個別の電極表面の線路長は０．３ｍｍであり溝幅０．１ｍｍの溝２０ａにより分離することで、線路長０．９ｍｍの接続端子３４ａの領域内に２つ形成されるようにした。
【００８９】
図８（ｃ）は、電極パターン１２１ａの表面を配線３３ａの表面よりも高く形成した例である。接続端子４４ａを含む領域において、選択的にメッキ処理を施して配線３３ａ上に電極パターン１２１ａを形成したものである。ここで、メッキ処理を施さなかった部分が凹部としての溝１２０ａとなる。
【００９０】
又、配線３３ａ上に電極パターン１２１ａを形成する方法としては、メッキ処理のほかに、スパッタリング・蒸着などの方法を用いてもよい。
【００９１】
ただし、図８（ａ）〜８（ｃ）に示した例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。電極パターン１２１ａの寸法・形状及び数量（電極パターン１２１ａを構成する各電極形状の線路長、幅、形状及び個数）、ならびに、溝１２０ａの寸法・形状・深さは、配線ルール・接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【００９２】
図８（ｄ）は、以上のような配線基板を一組用いて接続する状態を説明するための図であり、配線基板４１ａと同一形状であり、接続端子４４ａと同一形状、同一寸法の接続端子４４ｂを有する配線基板４１ｂを用意し、これと配線基板４１ａとを接続する例を示すものである。
【００９３】
接続端子４４ａの上には導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体１４が供給されており、一方の独立した電極パターン１２１ｂと溝１２０ｂからなる接続端子４４ｂが対向するように配置されている。接続端子４４ａの電極パターン１２１ａの個々の電極の中心線と、溝１２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置することにより、溝１２０ａ、溝１２０ｂ、スペース３５ａ及びスペース３５ｂは、流動体１４を間に介して互いに連通した構成となる。
【００９４】
次に、流動体１４を集中して加熱して、該流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程、気泡発生剤から発生した気泡によって導電性粒子を接続端子４４ａ、４４ｂ上に自己集合させる工程により、配線基板４１ａ、４１ｂを接続する方法の説明は、本発明の実施の形態１と同様であるので省略する。
【００９５】
本実施の形態２の配線基板の接続方法においても、流動体１４の加熱により発生した気泡は溝及びスペースを縦横に成長する、又は移動して大気に排出される。これにより、スペースのみを気泡が移動して樹脂及び導電性粒子を接続領域以外に押し出すことがないので、流動体１４は大部分が接続端子４４ａ、４４ｂ上に自己集合されることとなり、隣り合う配線・接続端子のショートや、接続端子の未接続などの課題が解決出来る。
【００９６】
なお、上記の構成において、配線基板４１ａ又４１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子４４ａ又は４５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝１２０ａ又は１２０ｂは本発明の溝に相当する。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における配線基板を説明する。
【００９７】
本実施の形態３を図９に示す。配線基板４１ａは、図８（ａ）等に示す実施の形態２と同様の構成であり、詳細な説明は省略する。
【００９８】
他方の配線基板３１ｂは、図１５に示す構成例と同様であり、接続端子３４ｂの領域には溝を設けていない。
【００９９】
これら配線基板４１ａ及び３１ｂを対向させ、位置合わせした場合でも、配線基板４１ａの接続端子４４ａには溝１２０ａが設けられていることから、溝１２０ａと、配線３３ａ間のスペースは互いに連通した構成となっている。これにより、実施の形態１，２と同様、流動体１４の加熱により発生した気泡は溝１０ａ及び配線３３ａのスペース間を縦横に成長する、又は移動して大気に排出される。スペースのみを気泡が移動して樹脂及び導電性粒子を接続領域以外に押し出すことがないので、流動体１４は大部分配線基板４１ａの電極パターン１２１ａの電極と配線基板３１ｂの接続端子３４ｂの配線３３ｂとの間の領域に自己集合させることができる。続いて、自己集合した流動体１４中に含有する導電性粒子を溶融させることによって、当該領域にて溶融した導電性粒子からなる接続を自己整合的に形成することができ、生産性の高い配線基板の電気接続を行うことができる。
【０１００】
なお、上記の説明においては、溝のない配線基板３１ａは、実施の形態２の配線基板４１ａと対向させるものとして説明を行ったが、実施の形態１の配線基板３１ａと対向させるものとしてもよい。溝の深さがより深いため、溝方向における気泡の成長又は移動を促進し、より効果的に電極上に流動体１４を集積できる効果がある。
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における配線基板の接続方法及び配線基板を説明する。
【０１０１】
本実施の形態４では、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムを一方の配線基板の接続端子に貼り、その上からもう一方の配線基板の接続端子を重ねて加圧加熱し、対向する接続端子間に導電性粒子が挟まれることで電気導通を得る方法について説明する。
【０１０２】
図１０（ａ）は、配線基板の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図である。
【０１０３】
各図に示すように、配線基板５１ａは、接続端子５４ａが、配線層を一部残した配線３３ａ上の凹部として形成された溝２２０ａを有することを特徴とする。
【０１０４】
さらに、配線３３ａが複数併設されており、図中矢印で示す領域がその接続端子５４ａであり、その線路長は０．９ｍｍである。配線３３ａの幅は他の実施の形態と同様０．０５ｍｍであり、隣り合う配線とのスペース３５ａは０．０５ｍｍである。したがって配線３３はピッチ０．１ｍｍの配線ルールで形成される。
【０１０５】
それぞれの配線３３ａの接続端子５４ａは溝２２０ａにより表面によって表面のみ分離した電極パターン２２１ａが形成されている。
【０１０６】
電極パターン２２１ａをなす個別の電極表面の線路長は０．１ｍｍであり、溝幅０．０５ｍｍの溝２２０ａにより分離することで、線路長０．９ｍｍの接続端子５４ａの領域内に８つ形成されるようにした。
【０１０７】
ただし、図１０（ａ）及び１０（ｂ）に示した例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。電極パターン２２１ａの寸法・形状及び数量（電極パターン２２１ａを構成する各電極形状の線路長、幅、形状及び個数）、ならびに、溝１２０ａの寸法・形状・深さは、配線ルール・接続条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。
【０１０８】
図１０（ｃ）は、以上のような配線基板を一組用いて接続する状態を説明するための図であり、配線基板５１ａと同一形状であり、接続端子５４ａと同一形状、同一寸法の接続端子５４ｂを有する配線基板５１ｂを用意し、これと配線基板５１ａとを接続する例を示すものである。
【０１０９】
図１０（ｃ）において、フィルム１５は異方性導電材料である導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムであり、配線基板５１ａの接続端子５４ａ上に仮固定されている。フィルム１５を仮固定した状態で基板同士を挟み込むと、気泡がフィルム１５との接続界面に混入することが多々ある。
【０１１０】
このとき、接続端子５４ａの電極パターン２２１ａの個々の電極の中心線と、溝２２０ｂの中心線とが一致するように位置合わせして配置する。
【０１１１】
図１０（ｄ）は、フィルム１５に集中的に熱を加えながら、接続端子５４ａ及び５４ｂを加圧している状態を示す。フィルム１５は加熱により熱硬化性樹脂が軟化するとともに、加圧されるので、薄くなる。このとき、フィルム１５に含有した導電性粒子４０は、接続端子５４ａと接続端子５４ｂ間に挟まれ、互いに強く接触する。
【０１１２】
この加圧工程中に混入した気泡は、フィルム１５が軟化すると、溝２２０ａ、２２０ｂ及び配線３３ａ間のスペースに流動する動きに連れて外部へ排出される。さらに、フィルム１５に内存及び、加熱により発生した気泡も、同様に排出される。このことから、導電性接合体としてフィルム１５を用いた場合でも、実施の形態１〜３と同様、接続端子間に気泡が残存することが解消できる。
【０１１３】
さらに、加熱加圧状態を維持して熱硬化性樹脂を硬化させた後、加熱部を冷却してすることで、配線基板の接続ができる。
【０１１４】
なお、上記の説明においては、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のフィルムを用いた例で説明したが、本発明の導電性接合体としては、導電性粒子を含む熱硬化性樹脂のペーストであっても同様な効果が得られる。
【０１１５】
これにより、従来の、フィルムと端子電極界面に混入した気泡が吸湿・加熱により膨張することで導電性粒子と端子電極との点接触部が剥離して電気接続が不安定になったり、オープンし易いなどの信頼性の課題をも解決できる。
【０１１６】
なお、上記の構成において、配線基板５１ａ又５１ｂは本発明の配線基板に相当し、接続端子５４ａ又は５５ｂは本発明の接続端子に相当し、溝２２０ａ又は２２０ｂは本発明の溝に相当する。
【０１１７】
又、上記の実施の形態２〜４においては、溝１２０ａ、２２０ａ等は、配線上にメッキ処理のほかに、スパッタリング・蒸着などによって電極パターン１２１ａ、２２１ａ等を形成することにより作成したが、これは本発明の溝の凹部は当該電極パターンの反転形状に対応する。しかしながら、本発明の溝の凹部は、配線上にエッチング等により直接凹みを形成することにより形成してもよい。要するに、凹部は、その形成方法によって限定されるものではない。
【０１１８】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、いずれの実施の形態においても、接続端子領域を集中して加熱するので、能動部品や受動部品などの実装済み部品には、加熱による熱ダメージを与えないと言う利点もある。
【０１１９】
又、以上のような本発明は、配線基板としてフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、硬質基板、リジッドフレックス基板等を用いることができ、これら各基板同士の接続に好適である。
【０１２０】
なお、上記の各実施の形態においては、溝はいずれも帯状の接続端子と直交して設けるものとして説明したが、斜行して設けるようにしてもよい。又、溝は等間隔に形成されるものとして説明したが、不均等な間隔で形成するようにしてもよい。要するに、各接続端子間のスペースが外部まで連通することができるような構成をつくることができるものであれば、本発明の溝は、その具体的な形状によって限定されるものではない。
【０１２１】
又、上記の各実施の形態においては、各配線基板において、それぞれの接続端子毎に溝を設けるものとして説明を行ったが、少なくとも一部の接続端子にのみ溝を設けるような構成としてもよい。各接続端子間のスペースが外部まで連通できる、又は連通しているに等しい状態を作り出すことができれば、本発明の溝は、各接続端子後の配置の個数によって限定されるものではない。
【０１２２】
又、上記の各実施の形態においては、本発明の配線基板の接続方法を中心に説明を行ったが、当該方法にて用いられる配線基板も、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明にかかる配線基板の接続方法等は、接続端子同士を良好に接続することができる効果を有し、配線基板と配線基板を電気的に接続する配線基板の接続方法及びそれに用いる配線基板等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法に用いる配線基板の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法を説明するための工程を示す平面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図３（ａ）】本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図３（ｂ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図３（ｃ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｄ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｅ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｆ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図３（ｇ）】図３（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の原理を説明するための模式図（ｂ）本発明の実施の形態１の配線基板の接続方法の原理に対比する分析を説明するための模式図
【図５】本発明の各実施の形態に係る導電性粒子の材料の一例を示す図
【図６】本発明の各実施の形態に係る気泡発生剤の材料の一例を示す図
【図７】本発明の各実施の形態に係る気泡発生剤粉の材料の一例を示す図
【図８（ａ）】本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図８（ｂ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図８（ｃ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図に対応する位置における本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法に用いる配線基板の他の例を示す図
【図８（ｄ）】図８（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態２の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図９】本発明の実施の形態３の配線基板の接続方法を説明するための断面図
【図１０（ａ）】本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法を説明するための平面図
【図１０（ｂ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図１０（ｃ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図１０（ｄ）】図１０（ａ）のＡ−Ａ直線断面図により本発明の実施の形態４の配線基板の接続方法の工程を説明するための図
【図１１】（ａ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｂ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｃ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｄ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図
【図１２】（ａ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｂ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｃ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図（ｄ）樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図
【図１３】（ａ）樹脂の自己集合のメカニズムを説明するための図（ｂ）樹脂の自己集合のメカニズムを説明するための図
【図１４】樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明するための図
【図１５】（ａ）樹脂の自己集合を利用して配線基板同士を接続する方法を説明するための平面図（ｂ）図１５（ａ）のＡ−Ａ直線断面図
【図１６】（ａ）樹脂とはんだ粉が接続領域から押し出された状態を示す図（ｂ）樹脂とはんだ粉が接続領域から押し出される原理を説明するための図
【図１７】はんだ粉が集合した後に、溶融固化した状態を説明するための図
【符号の説明】
【０１２５】
１４ 流動体
１６ 導電性粒子
２０ａ、２０ｂ 溝
２１ａ、２１ｂ 独立電極
３０ 気泡
３１ａ、３１ｂ 配線基板
３３ａ、３３ｂ 配線
３４ａ、３４ｂ 接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の基板との接続用の帯状の接続端子を有する配線基板同士を接続する配線基板の接続方法であって、
前記接続端子同士が、導電性接合体を間に挟んだ状態で対向するように、前記配線基板同士を位置合わせする工程と、
前記導電性接合体を加熱し、その後冷却して、前記接続端子同士を固着する工程とを備え、
前記導電性接合体は、加熱により気泡を生ずる材料であり、
前記接続端子は、それぞれの前記配線基板に複数併設されており、
少なくとも一方の前記配線基板の少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯状の前記接続端子を横断する溝が形成されている、配線基板の接続方法。
【請求項２】
前記溝は前記配線基板の表面まで達する深さを有し、
前記接続端子は前記溝により分離され断続的に前記配線基板の表面上に形成されている、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項３】
前記溝は前記接続端子上の凹部として形成されており、
前記接続端子は連続的に前記配線基板の表面上に形成されている、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項４】
前記溝は前記接続端子の長手方向と直交するように設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の前記溝と、
他方の前記接続端子の前記溝が形成されていない部分と、
が対向している、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項５】
前記溝は、対向する双方の前記接続端子のそれぞれに形成されており、
前記溝は前記接続端子上にて等間隔に設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の少なくとも１つの前記溝の中心線と、
対向する他方の前記接続端子の、少なくとも２つの前記溝で挟まれる前記部分の中心線と、
が一致している、請求項４に記載の配線基板の接続方法。
【請求項６】
前記溝の幅は、前記接続端子の前記部分の長さより短い、請求項４又は５に記載の配線基板の接続方法。
【請求項７】
前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、
前記流動体は、加熱により沸騰又は熱分解することにより気体を発生させる材料を含む、請求項１から６のいずれかに記載の配線基板の接続方法。
【請求項８】
前記位置合わせは、前記導電性接合体の前記導電性粒子の粒径よりも広い間隔をとって行う、請求項７に記載の配線基板の接続方法。
【請求項９】
前記導電性接合体は、異方性導電材料である、請求項１から６のいずれかに記載の配線基板の接続方法。
【請求項１０】
他の基板との、加熱により気泡を生ずる導電性接合体による接続用の、帯状の接続端子が複数併設されており、
少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯を横断する溝が形成されている、配線基板。
【請求項１】
他の基板との接続用の帯状の接続端子を有する配線基板同士を接続する配線基板の接続方法であって、
前記接続端子同士が、導電性接合体を間に挟んだ状態で対向するように、前記配線基板同士を位置合わせする工程と、
前記導電性接合体を加熱し、その後冷却して、前記接続端子同士を固着する工程とを備え、
前記導電性接合体は、加熱により気泡を生ずる材料であり、
前記接続端子は、それぞれの前記配線基板に複数併設されており、
少なくとも一方の前記配線基板の少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯状の前記接続端子を横断する溝が形成されている、配線基板の接続方法。
【請求項２】
前記溝は前記配線基板の表面まで達する深さを有し、
前記接続端子は前記溝により分離され断続的に前記配線基板の表面上に形成されている、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項３】
前記溝は前記接続端子上の凹部として形成されており、
前記接続端子は連続的に前記配線基板の表面上に形成されている、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項４】
前記溝は前記接続端子の長手方向と直交するように設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の前記溝と、
他方の前記接続端子の前記溝が形成されていない部分と、
が対向している、請求項１に記載の配線基板の接続方法。
【請求項５】
前記溝は、対向する双方の前記接続端子のそれぞれに形成されており、
前記溝は前記接続端子上にて等間隔に設けられており、
前記位置合わせの状態において、
対向する一方の前記接続端子の少なくとも１つの前記溝の中心線と、
対向する他方の前記接続端子の、少なくとも２つの前記溝で挟まれる前記部分の中心線と、
が一致している、請求項４に記載の配線基板の接続方法。
【請求項６】
前記溝の幅は、前記接続端子の前記部分の長さより短い、請求項４又は５に記載の配線基板の接続方法。
【請求項７】
前記導電性接合体は、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体であり、
前記流動体は、加熱により沸騰又は熱分解することにより気体を発生させる材料を含む、請求項１から６のいずれかに記載の配線基板の接続方法。
【請求項８】
前記位置合わせは、前記導電性接合体の前記導電性粒子の粒径よりも広い間隔をとって行う、請求項７に記載の配線基板の接続方法。
【請求項９】
前記導電性接合体は、異方性導電材料である、請求項１から６のいずれかに記載の配線基板の接続方法。
【請求項１０】
他の基板との、加熱により気泡を生ずる導電性接合体による接続用の、帯状の接続端子が複数併設されており、
少なくとも１つの前記接続端子には、前記帯を横断する溝が形成されている、配線基板。
【図１】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図３（ｇ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図８（ｄ）】
【図９】
【図１０（ａ）】
【図１０（ｂ）】
【図１０（ｃ）】
【図１０（ｄ）】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図３（ｇ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図８（ｄ）】
【図９】
【図１０（ａ）】
【図１０（ｂ）】
【図１０（ｃ）】
【図１０（ｄ）】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２８８３２５（Ｐ２００８−２８８３２５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３０７４４（Ｐ２００７−１３０７４４）
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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