配線板接続体、その製造方法、および配線板
【課題】一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で熱圧着することができる配線板接合体等を提供する。
【解決手段】フレキシブルプリント配線板である第１の配線板１０と第２の配線板２０とが、導電性接着剤３０を挟んで接続された配線板接続体５０、を製造するとき、第２の配線板に、第１の配線板と固着させるための粘着部２１ｆを形成する工程と、第１の配線板と第２の配線板との間に導電性接着剤３０を挟んで、熱圧着する工程とを備え、その熱圧着工程では、フレキシブルプリント配線板１０を押し込んで導電性接着剤３０を押しのけて、相手側の配線板と、粘着部２１ｆにより固着させることを特徴とする。
【解決手段】フレキシブルプリント配線板である第１の配線板１０と第２の配線板２０とが、導電性接着剤３０を挟んで接続された配線板接続体５０、を製造するとき、第２の配線板に、第１の配線板と固着させるための粘着部２１ｆを形成する工程と、第１の配線板と第２の配線板との間に導電性接着剤３０を挟んで、熱圧着する工程とを備え、その熱圧着工程では、フレキシブルプリント配線板１０を押し込んで導電性接着剤３０を押しのけて、相手側の配線板と、粘着部２１ｆにより固着させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線板を接続した配線板接続体、その製造方法、および配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器においては、２つの配線板の導体配線または電極を電気的に接続する構造が用いられる。たとえば電子機器類の可動部への配線等の用途にフレキシブル配線板が多用され、また小型化および高機能化に伴って、フレキシブル配線板とリジッド配線板との接合、複数のフレキシブル配線板の接合などの、多様な配線板接続体が多く用いられている。
これら配線板の接続には、比較的、低温かつ短時間で、導電接着ができるため導電性接着剤が用いられる傾向にある。たとえば導電フィラー等を含む熱硬化性樹脂を主成分とする主剤層と、熱可塑性樹脂と主成分の潜在性硬化剤とが混合された硬化剤層とが、隔離層を介して積層された、一液型の異方導電性接着膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）が提案されている（特許文献１）。この異方導電性接着膜によれば、保管時には隔離層によって熱硬化性樹脂と硬化剤とは隔離されており、接合の際の加熱加圧処理において、隔離層を溶融させて熱硬化性樹脂と硬化剤とを接触させて硬化させる。このため、保管条件を厳しく管理することなく、硬化反応速度が大きい硬化剤や熱硬化性樹脂を用いることができ、加熱温度を比較的低く設定した場合であっても、短時間で接続ができる。
一方、隔離層を間に介在させるＡＣＦは、製造工程が複雑になり、取り扱いも配慮がいることから、樹脂製のマイクロカプセルに硬化剤等を封入して、熱硬化性樹脂層中に分散させておき、圧力をかけることでマイクロカプセルを破壊して、硬化剤と熱硬化性樹脂とを反応させて硬化させるＡＣＦが提案された（特許文献２）。このＡＣＦも一液型である。この方式でも、マイクロカプセルが圧壊されない限り反応は進行しないので、反応速度が大きい硬化剤と熱硬化性樹脂とを用いることができる。（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７３３６２号公報
【特許文献２】特開平４−９６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のＡＣＦは、低温域で短時間の熱圧着工程で接続を行うと、つぎのような問題が生じる。すなわち、特許文献１の発明では、熱圧着の際、隔離層が加熱されて溶融するのには時間がかかり、また、隔離層が溶融した部分の硬化剤と熱硬化性樹脂とが局所的に反応するため、隔離層の公称融点付近ではそれほど大きな速度で硬化反応は進行しない。このため熱圧着の温度を高くする必要があり、一方のプリント配線板の耐熱性が低い場合、不都合を生じる。
また、特許文献２の方法では、樹脂製のマイクロカプセルの圧力による破壊は、容易には進まず、このため、化学反応は円滑に進行しない。マイクロカプセルの融点以上に加熱すれば硬化剤は熱可塑性樹脂と接触が容易になるが、熱圧着温度を低くすることが難しい。
具体的な現象としては、両方のプリント配線板の耐熱条件を満たす低い温度域に加熱して所定時間加圧して熱圧着しても、除荷後、硬化反応が不十分なために、２つの配線板の距離が大きくなる「浮き」または「戻り」が発生する。硬化反応が十分に行き渡らない場合に生じる不具合現象である。このような浮きが生じると配線または電極間の導電接続の不良が発生する。
本発明は、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で熱圧着することができる、配線板接合体、その製造方法、および配線板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】
【０００５】
本発明の配線板接合体の製造方法では、少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板である、第１の配線板と第２の配線板とが、導電性接着剤を挟んで接続された配線板接続体、を製造する。この製造方法は、第１の配線板および／または第２の配線板において、相手側の配線板との対面位置に、当該相手側の配線板と固着するための粘着部を形成する工程と、第１の配線板と第２の配線板との間に導電性接着剤を挟んで、熱圧着する工程とを備える。そして、熱圧着工程では、フレキシブルプリント配線板を押し込んで導電性接着剤を押しのけて、粘着部により、相手側の配線板に固着することを特徴とする。
【０００６】
本発明の対象とする導電性接着剤は一液型であり、潜在性硬化剤としてマイクロカプセル等に収納されて、（接着）樹脂と隔離された硬化剤を内蔵している。マイクロカプセル等は所定温度以上で融けるような別の樹脂で形成されている。熱圧着工程において、マイクロカプセルは所定温度以上に加熱されて融解を始めて、周囲の（接着）樹脂と接触して硬化反応を始める。このため、用いる配線板の耐熱性が低い等の理由によって、熱圧着時の加熱温度を低く、かつ保持時間を短く設定すると、硬化反応が十分進行しないうちに、熱圧着工程が終了する。この結果、熱圧着の圧力負荷が除かれた後、上述のように、所定値を超える浮きが発生し、電極間の導電接続不良を生じる。
本発明方法によれば、導電性接着剤による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板を押し込んで配線板の基材どうしを、両配線板の基材の少なくとも一方に設けた粘着部により、直接、固着する。このため硬化反応が不十分であっても、上記の間隔を、熱圧着直後の間隔から大きく増加させず、所定範囲内に保つことができる。硬化反応は、熱圧着工程の加温・加圧時間だけでなく、その後の放冷時間においても、確実に進行する。上記の浮きは、除荷後、所定時間経過時点で実用上問題のないレベル以下にできればよく、１００パーセント硬化反応を終了させておく必要はない。また、粘着部についても、熱圧着時に相手側と最終的な固定強度の１００％で固着する必要はなく、導電性接着剤の硬化反応の未成熟をカバーできればよい。
上記の製造方法によって、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の上記の浮きを実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
なお、導電性接着剤には、液状、ペースト状、フィルム状（ＡＣＦ）などの形態が含まれる。
【０００７】
粘着部を、（Ｎ１）第１および第２の配線板と別体の粘着剤の積層、または、（Ｎ２）第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成することができる。これによって、多くの選択肢を得ることができる。これらの選択肢から、配線板の基材の種類、配線板接続体の製造態様（配線板の準備と熱圧着時との間の時間間隔など）、経済性等を考慮して、適切な方法を選ぶことができる。
【０００８】
粘着部を、第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成する場合において、「基材表層材料と粘着化液」との組み合わせを、「アクリル系樹脂とケトン系溶剤」、「ポリイミド系樹脂とピロリドン系溶剤」、「ポリカーボネートと、ケトン系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤」等とすることができる。これによって、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単な付加手順で安価に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。なお、粘着化される基材表層は、基材と一体物である必要はなく、基材本体と接続用電極との間に形成されたものであってもよい。
【０００９】
熱圧着工程では、熱圧着の押し具と、配線板接続体となる積層体との間に、圧縮変形可能な離型シートを挿入して熱圧着するのがよい。離型シートは一方の配線板（積層体の高い位置のほうの配線板）の裏面に押しつけられる。離型シートにおいて、熱圧着時に、電極の裏面部分では高い圧力が分布し、電極がない領域ではそれより低い圧力が分布する。電極の裏面側の高圧力分布部では離型シートは大きな圧力を受けて圧縮されて薄くなり、電極がない、厚みが厚い領域において配線板の基材を相手側に押し出すことができる。配線板において電極の高さ（露出厚み）は、たとえば２種類あって１８μｍ、および３５μｍであるのに対して、電極間の幅は２００μｍ〜１０００μｍ程度ある。このため、離型シートは電極裏面部で局所的に押し込まれて圧縮され、電極がない間の領域（圧縮の程度が小さく厚みが厚い領域）において、その配線板の基材を相手側に容易に接触させることができる。これより、離型シートの厚みは、最低限、両電極の高さの和以上あるのが好ましい。たとえば、３６μｍ以上、または７０μｍ以上とするのがよい。より好ましくは、４０μｍ以上、または８０μｍ以上とするのがよい。
上記の熱圧着方法によって、特別な工具、装置、もしくは微妙な操作を要する処理を行うことなく、簡単に両配線板の基材同士の固着を実現することができる。その結果、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００１０】
ヒータを内蔵した押し具である熱圧着ツールによる熱圧着での前記第１の配線板と第２の配線板との間の距離について、前記導電性接着剤の温度が１００℃以下になるようにして加圧時間１０秒間以下で熱圧着した直後の除荷前の値を基準にして、除荷または熱圧着ツールを離して５分後の値が、３μｍ以下の増大となるように、粘着部を形成することができる。これによって、既存の熱圧着ツールを用いて、接続不良のない高品質の接続配線体を、能率良く製造することができる。硬化反応は、上述のように熱圧着ツールを離したあとも進行する。上記の許容される範囲内の浮きを生じても、熱圧着ツールを離した後、温度低下しながら緩やかに硬化反応が進行して接着強度等が実用上問題ないレベルに到達すればよい。熱圧着後に硬化反応を促進して浮きを増大させないために、その熱圧着後に１００℃以下の加熱処理を追加してもよい。
【００１１】
本発明の配線板接続体は、第１の電極および第１の基材を有する第１の配線板と、第２の電極および第２の基材を有する第２の配線板とが接続されている。この配線板接続体では、第１の配線板および第２の配線板の少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板であり、第１の電極と第２の電極とが導電接続されるように、第１の配線板と第２の配線板とは導電性接着剤を挟んで接続されており、さらに、第１の基材と第２の基材とが固着されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、第１の配線板と第２の配線板とは、（Ｂ１）導電性接着剤による接続、および、（Ｂ２）基材どうしの固着、によって接続される。このため、上記の（Ｂ１）および（Ｂ２）は、協働して熱圧着後の浮き等を防止する作用を発揮する。熱圧着工程において低温度でかつ短時間保持を採用した場合、（Ｂ１）だけでは実用上問題ないレベル以下の浮きの発生とすることができない場合がある。しかし、上記の（Ｂ１）と（Ｂ２）とが協働することで、浮きを実用上問題ないレベル以下に確実に抑制することができ、両配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００１３】
固着されている部分が、第１の基材および／または第２の基材の表層が粘着化された部分で形成されているか、もしくは、第１の基材および／または第２の基材の表面に配置されていた粘着剤により形成されているか、または、その両方で形成されているか、とすることができる。これによって、多くの選択肢を得ることができる。これらの選択肢から、配線板の基材の種類、配線板接続体の製造態様（配線板の準備と熱圧着時との間の時間間隔など）、経済性等を考慮して、適切な方法を選ぶことができる。
【００１４】
本発明の配線板は、配線板接続体を製造するために用いられる、基材から突出する電極を有する。この配線板は、電極を避けて基材の一部または全面に限定して、粘着剤が配置されていることを特徴とする。
上記の構成によって、硬化反応が不十分であっても、両配線板の基材同士の固着により、両配線板の間隔について、熱圧着直後の負荷状態の間隔を、除荷後も許容範囲の増加に保つことができる。その結果、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の間隔の増大を実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
なお、上記の粘着剤の上に、電極も含めて配線板の全面を被覆するように、導電性接着剤を配置してもよい。
また上記の配線板は、言うまでもなく、本発明の配線板接続体の製造方法を実施する場合の特別の一態様であり、上記以外の配線板を用いても、本発明の配線板接続体の製造において、上記と同様の作用効果を得ることができる。また配線板接続体の少なくとも一方の配線板をフレキシブルプリント配線板とするので、上記の配線板はフレキシブルプリント配線板でなくてもよいが、熱圧着の際に変形することなどが必要であるので、相手側の基板の形態が不明なときは、フレキシブルプリント配線板とするのがよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で熱圧着できる、配線板接続体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１における配線板接続体を、（ｂ）はその固着部の拡大した部分を、示す図である。
【図２】（ａ）は第２のプリント配線板の基材上に粘着化液を置いた状態を、（ｂ）は、基材が粘着化された状態を、示す図である。
【図３】図１（ａ）の配線板接続体を製造するために、熱圧着しようとする状態を示す図である。
【図４】熱圧着して配線板接続体を製造した直後の状態を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態２における配線板接続体を、（ｂ）はその固着部の拡大した部分を、示す図である。
【図６】図５（ａ）の配線板接続体を製造するために、熱圧着しようとする状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における配線板接続体５０を示す図である。この配線板接続体５０は、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０とが導電性接着剤３０によって接続されている。加えて、第１のプリント配線板１０の基材１１と第２のプリント配線板２０の基材２１とが、固着部Ｋで固着されている。両プリント配線板１０，２０の間隔Ｇは、両電極１２，２２の基部間の距離である。両電極１２，２２の先端間の間隔ｇの部分には、図示しない導電フィラーが集積して、両電極１２，２２を導電接続している。２つのプリント配線板間の距離として、上記の間隔Ｇを用いてもよいし、間隔ｇを用いてもよい。浮きの値（絶対値）は、両方の間隔Ｇ，ｇについて同じである。
【００１８】
固着部Ｋが比較的容易に形成できることを示すために、図１（ａ）に示す配線板接続体５０の各部寸法を説明する。第１のプリント配線板１０をフレキシブルプリント配線板とすると基材１１の厚みは１２μｍ、１８μｍ、２５μｍの３種類ある。その電極１２の厚みは、１８μｍおよび３５μｍの２種類である。図１では、電極１２，２２の厚みを誇張して大きく描いているが、実際は、基材面において２つの電極１２の間の距離は、２００μｍ〜１０００μｍであり、間隔が大きくあいている。図１を参照して、第１のプリント配線板の電極１１と、第２のプリント配線板の電極２１との間の隙間（間隔）ｇは、約１μｍ程度とする。また、両プリント配線板１０，２０の間の間隔または電極１２，２２間の基部間の距離Ｇは、３７μｍ〜５０μｍ程度である。
上記によれば、電極１２間の領域の幅は電極厚みの略１０倍程度ある。このため、第１のプリント配線板１０は、形状上、大きなアール（曲げ半径）で湾曲して、固着部Ｋを実現している。第１のプリント配線板１０は、フレキシブルプリント配線板なので、上記の程度のアールの湾曲は、フレキシブルプリント配線板にとって自然な湾曲の範囲内といってよく、形状上、まったく問題ない。固着部Ｋについては、第１または第２のプリント配線板１０，２０の形状よりは、固着力をいかに持たせるか、が重要である。
【００１９】
図１（ｂ）は、固着部Ｋにおける基材１１，２１の界面の拡大図である。本実施の形態では、固着力は、第２のプリント配線板２０の基材２１が粘着化液によって粘着化された粘着部２１ｆによって、発現する。第１のプリント配線板１０の基材１１が、導電性接着剤３０を退けるように押し込まれて、第２のプリント配線板２０の基材２１の粘着部２１ｆによって固着部Ｋを形成している。
【００２０】
本実施の形態における配線板接続体５０では、導電性接着剤３０による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板１０を押し込んで配線板基材どうし１１，２１を、直接、固着する。このため導電性接着剤３０における硬化反応が不十分であっても、第２のプリント配線板２０の基材２１に設けた粘着部２１ｆと第１のプリント配線板１０の基材１１との固着により、固着部Ｋが形成される。このため、間隔Ｇまたはｇを、熱圧着直後の負荷時の間隔から大きく増加しないように、所定範囲内に保つことができる。この結果、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０との導電接続において不良箇所を生じない。
【００２１】
次に、図１に示す配線板接続体５０の製造方法について説明する。図２（ａ）は、第２のプリント配線板２０の基材２１上に粘着化液３５を置いて基材表面と接触させた状態を示す図である。この接触によって、粘着化液３５は基材２１の表層を粘着化する。図２（ｂ）は、粘着化液３５によって、基材２１の表層が粘着化されている状態を示す図である。基材２１は、全体が同じ材料で形成されている必要はなく、表層を含む所定厚み範囲、たとえば基材本体と接続用電極との間に、基材本体を構成する材料と異なる別の樹脂層が配置されたものであってもよい。したがって粘着部２１ｆはその別の樹脂層に形成されてもよい。
粘着化される基材表層の樹脂として、アクリル系樹脂を用い、粘着化液としてケトン系溶剤を用いることができる。アクリル樹脂にケトン系溶剤を用いることで、粘着性の高い流動体からなる粘着部２１ｆを形成することができる。アクリル系樹脂とケトン系溶剤、の組み合わせの代わりに、ポリイミド系樹脂とピロリドン系溶剤、ポリカーボネートとケトン系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤、等を用いてもよい。このような樹脂と粘着化液を用いることで、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単な付加手順で安価に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００２２】
図３は、粘着化液によって粘着部２１ｆを有する第２のプリント配線板２０と、第１のプリント配線板（フレキシブルプリント配線板）１０との間に、導電性接着剤３０を挟んで、熱圧着しようとする状態を示す図である。熱圧着では、フレキシブルプリント配線板１０の上に所定厚みを有する離型シート５４を載せ、その離型シート５４の上から、ヒータを内蔵する熱圧着ツール５３で圧力を負荷する。
図４は、熱圧着において、圧力を負荷して離型シート５４を圧縮変形させながら、導電性接着剤３０に両プリント配線板１０，２０を接着させ、かつ、固着部Ｋを形成する状態を示す図である。プリント配線板１０，２０の電極１２，２２に対応する部分の離型シート５４ｓは、局所的に圧縮変形されている。そして、圧縮変形の程度が小さい電極間の厚い領域５４ｒは、両プリント配線板１０，２０の基材どうし１１，２１が接触するように、第１のプリント配線板（フレキシブルプリント配線板）を相手側に押し込んでいる。
【００２３】
上記の圧縮変性を容易に生じさせるために、離型シート５４には、シリコンゴム、テフロン（登録商標）などを用いるのがよい。このような離型シート５４の圧縮変形によって、フレキシブルプリント配線板１０に、導電性接着剤３０を押し退けさせて、両基材どうし１１，２１を接触させて固着部Ｋを形成するのが容易となる。上記の作用を得るために、離型シート５４の厚みは所定値以上あるほうがよい。
ここで、厚みについて概算を行う。
両電極１２，２２に対応する部分の厚みＤｓ：｛（圧縮変形部５４ｓの厚みＴｓ）＋（間隔Ｇ）｝
電極のない領域の厚みＤｒ：（電極間領域５４ｒの厚みＴｒ）
大雑把に、上記のＤｓとＤｒとは等しい。離型シート５４の電極間領域５４ｒは、基材１１を相手側に押しつけるために、少しだけ、たとえば当該基材１１の厚み分だけ圧縮されているとすると、離型シート５４は、フリーの状態で、少なくとも、２つの電極１２，２２の和の厚みは持つのがよい。プリント配線板の電極の厚み（高さ）は、たとえば１８μｍと３５μｍとする。電極材料としては、銅だけでなく、ＩＴＯ、Ａｇペーストなどであってもよい。ＩＴＯの場合には厚みは０．１μｍ程度、またＡｇペーストの場合には厚みは１０μｍとなる場合がある。銅の場合で、厚みが１８μｍまたは３５μｍの場合には、離型シート５４の厚みは、上記に従って少なくとも３６μｍ、または７０μｍとするのがよい。また、望ましくは離型シート５４の厚みは、４５μｍ以上、または８０μｍ以上とするのがよい。さらに望ましくは５０μｍ以上、または８５μｍ以上とするのがよい。
【００２４】
本発明の対象とする導電性接着剤３０は一液型であり、潜在性硬化剤として図示しないマイクロカプセルに収納されて、（接着）樹脂と隔離された硬化剤を内蔵している。マイクロカプセルは所定温度以上で融けるような別の樹脂で形成されている。熱圧着工程において、マイクロカプセルは所定温度以上に加熱されて融解を始めて、周囲の（接着）樹脂と接触して硬化反応を始める。このため、用いる配線板の耐熱性が低い等の理由によって、熱圧着時の加熱温度を低く、かつ保持時間を短く設定すると、硬化反応が十分進行しないうちに、熱圧着工程が終了する。この結果、熱圧着の圧力負荷が除かれた後、所定値を超える浮きが発生し、電極間の導電接続不良を生じる。
【００２５】
導電性接着剤３０の主成分である接着樹脂は、たとえばエポキシ系樹脂などを用いることができる。エポキシ系樹脂は、とくに制限はないが、たと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。
エポキシ樹脂の分子量は、接着剤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、たとえば上述のフェノキシ樹脂などを使用すると、フィルム形成性が高く、また熱圧着温度における樹脂の溶解粘度を高くでき、導電粒子の配向を乱すことなく接続することができる。一方、低分子量のエポキシ樹脂を用いると、架橋密度が高まって耐熱性が向上する利点を得ることができる。また加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応して接着性能を向上させることができる。したがって分子量が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ることで、性能のバランスをとることができる。高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂との配合比は、適宜、選択することができる。分子量は、ＴＨＦ展開のゲルパーミッションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）から求められるポリスチレン換算の重量平均分子量をさす。
【００２６】
硬化剤には、たとえばイミダゾール系、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、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。これらの硬化剤に加えて硬化促進剤を配合してもよい。
【００２７】
導電フィラーには、金、ニッケル等の金属粒子、金属めっき層に被覆された樹脂粒子など、既存のものを使用することができる。フレキシブルプリント配線板である第１のプリント配線板１０の基材１１には、ポリエステルフィルム等を用いることができる。柔軟性と耐熱性とを兼ね備える基材としては、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ートを用いることができる。
一方、第２のプリント配線板２０の基材２１には、表層に粘着部２１ｆを形成される材料を用いる必要がある。表層をアクリル系樹脂で形成する場合、基材本体は、どのような材料で形成してもよい。たとえば、ガラスエポキシ樹脂等を用いることができるし、第１のプリント配線板１０と同様の材料で形成してもよいし、さらに耐熱性の低い安価な材料で形成することもできる。また、基材２１の全体をアクリル系樹脂で形成してもよい。
【００２８】
上記の方法によれば、導電性接着剤による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板を押し込んで配線板基材どうしを、直接、固着するので、硬化反応が不十分であっても、上記の間隔を、熱圧着直後の間隔から大きく増加しないように、実用上の許容範囲内に保つことができる。硬化反応は、熱圧着工程の加温・加圧時間だけでなく、その後の放冷時間においても、確実に進行する。上記の浮きは、除荷後、所定時間経過時点で実用上問題のないレベル以下にできればよく、１００パーセント硬化反応を終了させておく必要はない。また、粘着部を構成する部分についても、熱圧着時に相手側と最終的な固定強度の１００％で固定する必要はなく、導電性接着剤の硬化反応の未成熟をカバーできればよい。
上記の製造方法によって、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の間隔を実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２における配線板接続体５０を示す図である。この配線板接続体５０は、実施の形態１と同様に、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０とが導電性接着剤３０によって接続され、それに加えて、両プリント配線板１０，２０は、固着部Ｋで固着されている。ただし、固着部Ｋの内容が、図１（ａ）とは相違する。本実施の形態における固着部Ｋは、図１（ｂ）に示すように、両プリント配線板１０，２０とは別体の粘着剤４３によって基材同士１１，２１が固着されている。その他の部分は、実施の形態１の配線板接続体と同じである。
【００３０】
図６は、本実施の形態の配線板接続体５０の製造において、配線板接続体の積層体を形成して熱圧着をしようとする状態を示す。第２のプリント配線板２０の基材２２には、粘着剤４３が配置されている。粘着剤４３としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等を用いるのがよい。この粘着剤４３は、実施の形態１における図３の第２のプリント配線板２０の粘着部２１ｆに対応する。相手側のフレキシブルプリント配線板１０の基材１１が、離型シートによって押し込まれて、固着部Ｋを形成するという点では、実施の形態１と同じである。このため、熱圧着工程で、加熱温度を低くし、加圧保持時間を短くしても、熱圧着後の浮きを実用上、問題ないレベル以下に抑えることができ、導電接続不良を防止することができる。この点の作用効果は、実施の形態１と同じである。
【００３１】
実施の形態１と相違する本実施の形態の特徴は、粘着剤４３を両プリント配線板１０，２０とは別体とする点にある。この特徴により、第２のプリント配線板２０の基材２１には、どのような材料でも用いることができる。第１のプリント配線板１０は、押し込むための柔軟性または弾性を要するので、フレキシブルプリント配線板とする。第２のプリント配線板２０については、たとえば経済性を追求して非常に安価な樹脂を基材に用いることができる。耐熱性の点で、第１のプリント配線板１０に劣っても、上述のように、熱圧着工程で、加熱温度を低く、かつ負荷時間を短くしても、導電接続の不良は防止されるので、思い切って安価な樹脂を基材に選ぶことが可能になる。また、これとは違う観点から、第２のプリント配線板２０を選択することも可能である。たとえばガラスエポキシ樹脂など硬質の樹脂や、セラミックス等を、基材２１に用いてもよい。
【００３２】
（他の実施の形態）
上記の実施の形態では、第２のプリント配線板２０に、粘着部２１ｆ、または粘着剤４３を設けて、熱圧着工程では、このような粘着部等を持たないフレキシブルプリント配線板１０を押し込んで固着部Ｋを形成した。しかし、粘着部や粘着剤を、熱圧着工程で押し具で押される側の第１のプリント配線板１０に配置した上で、熱圧着を行ってもよい。
【００３３】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で浮き等を生じることなく熱圧着できる、配線板接合体を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 第１のプリント配線板、１１ 基材、１２ 電極、２０ 第２のプリント配線板、２１ 基材、２１ｆ 粘着部、２２ 電極、３０ 導電性接着剤、３５ 粘着化液、４３ 粘着剤、５０ 配線板接続体、５３ 熱圧着ツール、５４ 離型シート、５４ｒ 電極がない電極間に対応する領域、５４ｓ 電極裏面の圧縮変形領域、ｇ 電極間の間隔（隙間）、Ｇ 配線板間の間隔（電極基部間の間隔）、Ｋ 固着部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線板を接続した配線板接続体、その製造方法、および配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器においては、２つの配線板の導体配線または電極を電気的に接続する構造が用いられる。たとえば電子機器類の可動部への配線等の用途にフレキシブル配線板が多用され、また小型化および高機能化に伴って、フレキシブル配線板とリジッド配線板との接合、複数のフレキシブル配線板の接合などの、多様な配線板接続体が多く用いられている。
これら配線板の接続には、比較的、低温かつ短時間で、導電接着ができるため導電性接着剤が用いられる傾向にある。たとえば導電フィラー等を含む熱硬化性樹脂を主成分とする主剤層と、熱可塑性樹脂と主成分の潜在性硬化剤とが混合された硬化剤層とが、隔離層を介して積層された、一液型の異方導電性接着膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）が提案されている（特許文献１）。この異方導電性接着膜によれば、保管時には隔離層によって熱硬化性樹脂と硬化剤とは隔離されており、接合の際の加熱加圧処理において、隔離層を溶融させて熱硬化性樹脂と硬化剤とを接触させて硬化させる。このため、保管条件を厳しく管理することなく、硬化反応速度が大きい硬化剤や熱硬化性樹脂を用いることができ、加熱温度を比較的低く設定した場合であっても、短時間で接続ができる。
一方、隔離層を間に介在させるＡＣＦは、製造工程が複雑になり、取り扱いも配慮がいることから、樹脂製のマイクロカプセルに硬化剤等を封入して、熱硬化性樹脂層中に分散させておき、圧力をかけることでマイクロカプセルを破壊して、硬化剤と熱硬化性樹脂とを反応させて硬化させるＡＣＦが提案された（特許文献２）。このＡＣＦも一液型である。この方式でも、マイクロカプセルが圧壊されない限り反応は進行しないので、反応速度が大きい硬化剤と熱硬化性樹脂とを用いることができる。（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７３３６２号公報
【特許文献２】特開平４−９６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のＡＣＦは、低温域で短時間の熱圧着工程で接続を行うと、つぎのような問題が生じる。すなわち、特許文献１の発明では、熱圧着の際、隔離層が加熱されて溶融するのには時間がかかり、また、隔離層が溶融した部分の硬化剤と熱硬化性樹脂とが局所的に反応するため、隔離層の公称融点付近ではそれほど大きな速度で硬化反応は進行しない。このため熱圧着の温度を高くする必要があり、一方のプリント配線板の耐熱性が低い場合、不都合を生じる。
また、特許文献２の方法では、樹脂製のマイクロカプセルの圧力による破壊は、容易には進まず、このため、化学反応は円滑に進行しない。マイクロカプセルの融点以上に加熱すれば硬化剤は熱可塑性樹脂と接触が容易になるが、熱圧着温度を低くすることが難しい。
具体的な現象としては、両方のプリント配線板の耐熱条件を満たす低い温度域に加熱して所定時間加圧して熱圧着しても、除荷後、硬化反応が不十分なために、２つの配線板の距離が大きくなる「浮き」または「戻り」が発生する。硬化反応が十分に行き渡らない場合に生じる不具合現象である。このような浮きが生じると配線または電極間の導電接続の不良が発生する。
本発明は、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で熱圧着することができる、配線板接合体、その製造方法、および配線板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】
【０００５】
本発明の配線板接合体の製造方法では、少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板である、第１の配線板と第２の配線板とが、導電性接着剤を挟んで接続された配線板接続体、を製造する。この製造方法は、第１の配線板および／または第２の配線板において、相手側の配線板との対面位置に、当該相手側の配線板と固着するための粘着部を形成する工程と、第１の配線板と第２の配線板との間に導電性接着剤を挟んで、熱圧着する工程とを備える。そして、熱圧着工程では、フレキシブルプリント配線板を押し込んで導電性接着剤を押しのけて、粘着部により、相手側の配線板に固着することを特徴とする。
【０００６】
本発明の対象とする導電性接着剤は一液型であり、潜在性硬化剤としてマイクロカプセル等に収納されて、（接着）樹脂と隔離された硬化剤を内蔵している。マイクロカプセル等は所定温度以上で融けるような別の樹脂で形成されている。熱圧着工程において、マイクロカプセルは所定温度以上に加熱されて融解を始めて、周囲の（接着）樹脂と接触して硬化反応を始める。このため、用いる配線板の耐熱性が低い等の理由によって、熱圧着時の加熱温度を低く、かつ保持時間を短く設定すると、硬化反応が十分進行しないうちに、熱圧着工程が終了する。この結果、熱圧着の圧力負荷が除かれた後、上述のように、所定値を超える浮きが発生し、電極間の導電接続不良を生じる。
本発明方法によれば、導電性接着剤による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板を押し込んで配線板の基材どうしを、両配線板の基材の少なくとも一方に設けた粘着部により、直接、固着する。このため硬化反応が不十分であっても、上記の間隔を、熱圧着直後の間隔から大きく増加させず、所定範囲内に保つことができる。硬化反応は、熱圧着工程の加温・加圧時間だけでなく、その後の放冷時間においても、確実に進行する。上記の浮きは、除荷後、所定時間経過時点で実用上問題のないレベル以下にできればよく、１００パーセント硬化反応を終了させておく必要はない。また、粘着部についても、熱圧着時に相手側と最終的な固定強度の１００％で固着する必要はなく、導電性接着剤の硬化反応の未成熟をカバーできればよい。
上記の製造方法によって、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の上記の浮きを実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
なお、導電性接着剤には、液状、ペースト状、フィルム状（ＡＣＦ）などの形態が含まれる。
【０００７】
粘着部を、（Ｎ１）第１および第２の配線板と別体の粘着剤の積層、または、（Ｎ２）第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成することができる。これによって、多くの選択肢を得ることができる。これらの選択肢から、配線板の基材の種類、配線板接続体の製造態様（配線板の準備と熱圧着時との間の時間間隔など）、経済性等を考慮して、適切な方法を選ぶことができる。
【０００８】
粘着部を、第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成する場合において、「基材表層材料と粘着化液」との組み合わせを、「アクリル系樹脂とケトン系溶剤」、「ポリイミド系樹脂とピロリドン系溶剤」、「ポリカーボネートと、ケトン系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤」等とすることができる。これによって、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単な付加手順で安価に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。なお、粘着化される基材表層は、基材と一体物である必要はなく、基材本体と接続用電極との間に形成されたものであってもよい。
【０００９】
熱圧着工程では、熱圧着の押し具と、配線板接続体となる積層体との間に、圧縮変形可能な離型シートを挿入して熱圧着するのがよい。離型シートは一方の配線板（積層体の高い位置のほうの配線板）の裏面に押しつけられる。離型シートにおいて、熱圧着時に、電極の裏面部分では高い圧力が分布し、電極がない領域ではそれより低い圧力が分布する。電極の裏面側の高圧力分布部では離型シートは大きな圧力を受けて圧縮されて薄くなり、電極がない、厚みが厚い領域において配線板の基材を相手側に押し出すことができる。配線板において電極の高さ（露出厚み）は、たとえば２種類あって１８μｍ、および３５μｍであるのに対して、電極間の幅は２００μｍ〜１０００μｍ程度ある。このため、離型シートは電極裏面部で局所的に押し込まれて圧縮され、電極がない間の領域（圧縮の程度が小さく厚みが厚い領域）において、その配線板の基材を相手側に容易に接触させることができる。これより、離型シートの厚みは、最低限、両電極の高さの和以上あるのが好ましい。たとえば、３６μｍ以上、または７０μｍ以上とするのがよい。より好ましくは、４０μｍ以上、または８０μｍ以上とするのがよい。
上記の熱圧着方法によって、特別な工具、装置、もしくは微妙な操作を要する処理を行うことなく、簡単に両配線板の基材同士の固着を実現することができる。その結果、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００１０】
ヒータを内蔵した押し具である熱圧着ツールによる熱圧着での前記第１の配線板と第２の配線板との間の距離について、前記導電性接着剤の温度が１００℃以下になるようにして加圧時間１０秒間以下で熱圧着した直後の除荷前の値を基準にして、除荷または熱圧着ツールを離して５分後の値が、３μｍ以下の増大となるように、粘着部を形成することができる。これによって、既存の熱圧着ツールを用いて、接続不良のない高品質の接続配線体を、能率良く製造することができる。硬化反応は、上述のように熱圧着ツールを離したあとも進行する。上記の許容される範囲内の浮きを生じても、熱圧着ツールを離した後、温度低下しながら緩やかに硬化反応が進行して接着強度等が実用上問題ないレベルに到達すればよい。熱圧着後に硬化反応を促進して浮きを増大させないために、その熱圧着後に１００℃以下の加熱処理を追加してもよい。
【００１１】
本発明の配線板接続体は、第１の電極および第１の基材を有する第１の配線板と、第２の電極および第２の基材を有する第２の配線板とが接続されている。この配線板接続体では、第１の配線板および第２の配線板の少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板であり、第１の電極と第２の電極とが導電接続されるように、第１の配線板と第２の配線板とは導電性接着剤を挟んで接続されており、さらに、第１の基材と第２の基材とが固着されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、第１の配線板と第２の配線板とは、（Ｂ１）導電性接着剤による接続、および、（Ｂ２）基材どうしの固着、によって接続される。このため、上記の（Ｂ１）および（Ｂ２）は、協働して熱圧着後の浮き等を防止する作用を発揮する。熱圧着工程において低温度でかつ短時間保持を採用した場合、（Ｂ１）だけでは実用上問題ないレベル以下の浮きの発生とすることができない場合がある。しかし、上記の（Ｂ１）と（Ｂ２）とが協働することで、浮きを実用上問題ないレベル以下に確実に抑制することができ、両配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００１３】
固着されている部分が、第１の基材および／または第２の基材の表層が粘着化された部分で形成されているか、もしくは、第１の基材および／または第２の基材の表面に配置されていた粘着剤により形成されているか、または、その両方で形成されているか、とすることができる。これによって、多くの選択肢を得ることができる。これらの選択肢から、配線板の基材の種類、配線板接続体の製造態様（配線板の準備と熱圧着時との間の時間間隔など）、経済性等を考慮して、適切な方法を選ぶことができる。
【００１４】
本発明の配線板は、配線板接続体を製造するために用いられる、基材から突出する電極を有する。この配線板は、電極を避けて基材の一部または全面に限定して、粘着剤が配置されていることを特徴とする。
上記の構成によって、硬化反応が不十分であっても、両配線板の基材同士の固着により、両配線板の間隔について、熱圧着直後の負荷状態の間隔を、除荷後も許容範囲の増加に保つことができる。その結果、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の間隔の増大を実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
なお、上記の粘着剤の上に、電極も含めて配線板の全面を被覆するように、導電性接着剤を配置してもよい。
また上記の配線板は、言うまでもなく、本発明の配線板接続体の製造方法を実施する場合の特別の一態様であり、上記以外の配線板を用いても、本発明の配線板接続体の製造において、上記と同様の作用効果を得ることができる。また配線板接続体の少なくとも一方の配線板をフレキシブルプリント配線板とするので、上記の配線板はフレキシブルプリント配線板でなくてもよいが、熱圧着の際に変形することなどが必要であるので、相手側の基板の形態が不明なときは、フレキシブルプリント配線板とするのがよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で熱圧着できる、配線板接続体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１における配線板接続体を、（ｂ）はその固着部の拡大した部分を、示す図である。
【図２】（ａ）は第２のプリント配線板の基材上に粘着化液を置いた状態を、（ｂ）は、基材が粘着化された状態を、示す図である。
【図３】図１（ａ）の配線板接続体を製造するために、熱圧着しようとする状態を示す図である。
【図４】熱圧着して配線板接続体を製造した直後の状態を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態２における配線板接続体を、（ｂ）はその固着部の拡大した部分を、示す図である。
【図６】図５（ａ）の配線板接続体を製造するために、熱圧着しようとする状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における配線板接続体５０を示す図である。この配線板接続体５０は、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０とが導電性接着剤３０によって接続されている。加えて、第１のプリント配線板１０の基材１１と第２のプリント配線板２０の基材２１とが、固着部Ｋで固着されている。両プリント配線板１０，２０の間隔Ｇは、両電極１２，２２の基部間の距離である。両電極１２，２２の先端間の間隔ｇの部分には、図示しない導電フィラーが集積して、両電極１２，２２を導電接続している。２つのプリント配線板間の距離として、上記の間隔Ｇを用いてもよいし、間隔ｇを用いてもよい。浮きの値（絶対値）は、両方の間隔Ｇ，ｇについて同じである。
【００１８】
固着部Ｋが比較的容易に形成できることを示すために、図１（ａ）に示す配線板接続体５０の各部寸法を説明する。第１のプリント配線板１０をフレキシブルプリント配線板とすると基材１１の厚みは１２μｍ、１８μｍ、２５μｍの３種類ある。その電極１２の厚みは、１８μｍおよび３５μｍの２種類である。図１では、電極１２，２２の厚みを誇張して大きく描いているが、実際は、基材面において２つの電極１２の間の距離は、２００μｍ〜１０００μｍであり、間隔が大きくあいている。図１を参照して、第１のプリント配線板の電極１１と、第２のプリント配線板の電極２１との間の隙間（間隔）ｇは、約１μｍ程度とする。また、両プリント配線板１０，２０の間の間隔または電極１２，２２間の基部間の距離Ｇは、３７μｍ〜５０μｍ程度である。
上記によれば、電極１２間の領域の幅は電極厚みの略１０倍程度ある。このため、第１のプリント配線板１０は、形状上、大きなアール（曲げ半径）で湾曲して、固着部Ｋを実現している。第１のプリント配線板１０は、フレキシブルプリント配線板なので、上記の程度のアールの湾曲は、フレキシブルプリント配線板にとって自然な湾曲の範囲内といってよく、形状上、まったく問題ない。固着部Ｋについては、第１または第２のプリント配線板１０，２０の形状よりは、固着力をいかに持たせるか、が重要である。
【００１９】
図１（ｂ）は、固着部Ｋにおける基材１１，２１の界面の拡大図である。本実施の形態では、固着力は、第２のプリント配線板２０の基材２１が粘着化液によって粘着化された粘着部２１ｆによって、発現する。第１のプリント配線板１０の基材１１が、導電性接着剤３０を退けるように押し込まれて、第２のプリント配線板２０の基材２１の粘着部２１ｆによって固着部Ｋを形成している。
【００２０】
本実施の形態における配線板接続体５０では、導電性接着剤３０による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板１０を押し込んで配線板基材どうし１１，２１を、直接、固着する。このため導電性接着剤３０における硬化反応が不十分であっても、第２のプリント配線板２０の基材２１に設けた粘着部２１ｆと第１のプリント配線板１０の基材１１との固着により、固着部Ｋが形成される。このため、間隔Ｇまたはｇを、熱圧着直後の負荷時の間隔から大きく増加しないように、所定範囲内に保つことができる。この結果、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０との導電接続において不良箇所を生じない。
【００２１】
次に、図１に示す配線板接続体５０の製造方法について説明する。図２（ａ）は、第２のプリント配線板２０の基材２１上に粘着化液３５を置いて基材表面と接触させた状態を示す図である。この接触によって、粘着化液３５は基材２１の表層を粘着化する。図２（ｂ）は、粘着化液３５によって、基材２１の表層が粘着化されている状態を示す図である。基材２１は、全体が同じ材料で形成されている必要はなく、表層を含む所定厚み範囲、たとえば基材本体と接続用電極との間に、基材本体を構成する材料と異なる別の樹脂層が配置されたものであってもよい。したがって粘着部２１ｆはその別の樹脂層に形成されてもよい。
粘着化される基材表層の樹脂として、アクリル系樹脂を用い、粘着化液としてケトン系溶剤を用いることができる。アクリル樹脂にケトン系溶剤を用いることで、粘着性の高い流動体からなる粘着部２１ｆを形成することができる。アクリル系樹脂とケトン系溶剤、の組み合わせの代わりに、ポリイミド系樹脂とピロリドン系溶剤、ポリカーボネートとケトン系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤、等を用いてもよい。このような樹脂と粘着化液を用いることで、低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しながら、簡単な付加手順で安価に、配線板間の導電接続不良を防止することができる。
【００２２】
図３は、粘着化液によって粘着部２１ｆを有する第２のプリント配線板２０と、第１のプリント配線板（フレキシブルプリント配線板）１０との間に、導電性接着剤３０を挟んで、熱圧着しようとする状態を示す図である。熱圧着では、フレキシブルプリント配線板１０の上に所定厚みを有する離型シート５４を載せ、その離型シート５４の上から、ヒータを内蔵する熱圧着ツール５３で圧力を負荷する。
図４は、熱圧着において、圧力を負荷して離型シート５４を圧縮変形させながら、導電性接着剤３０に両プリント配線板１０，２０を接着させ、かつ、固着部Ｋを形成する状態を示す図である。プリント配線板１０，２０の電極１２，２２に対応する部分の離型シート５４ｓは、局所的に圧縮変形されている。そして、圧縮変形の程度が小さい電極間の厚い領域５４ｒは、両プリント配線板１０，２０の基材どうし１１，２１が接触するように、第１のプリント配線板（フレキシブルプリント配線板）を相手側に押し込んでいる。
【００２３】
上記の圧縮変性を容易に生じさせるために、離型シート５４には、シリコンゴム、テフロン（登録商標）などを用いるのがよい。このような離型シート５４の圧縮変形によって、フレキシブルプリント配線板１０に、導電性接着剤３０を押し退けさせて、両基材どうし１１，２１を接触させて固着部Ｋを形成するのが容易となる。上記の作用を得るために、離型シート５４の厚みは所定値以上あるほうがよい。
ここで、厚みについて概算を行う。
両電極１２，２２に対応する部分の厚みＤｓ：｛（圧縮変形部５４ｓの厚みＴｓ）＋（間隔Ｇ）｝
電極のない領域の厚みＤｒ：（電極間領域５４ｒの厚みＴｒ）
大雑把に、上記のＤｓとＤｒとは等しい。離型シート５４の電極間領域５４ｒは、基材１１を相手側に押しつけるために、少しだけ、たとえば当該基材１１の厚み分だけ圧縮されているとすると、離型シート５４は、フリーの状態で、少なくとも、２つの電極１２，２２の和の厚みは持つのがよい。プリント配線板の電極の厚み（高さ）は、たとえば１８μｍと３５μｍとする。電極材料としては、銅だけでなく、ＩＴＯ、Ａｇペーストなどであってもよい。ＩＴＯの場合には厚みは０．１μｍ程度、またＡｇペーストの場合には厚みは１０μｍとなる場合がある。銅の場合で、厚みが１８μｍまたは３５μｍの場合には、離型シート５４の厚みは、上記に従って少なくとも３６μｍ、または７０μｍとするのがよい。また、望ましくは離型シート５４の厚みは、４５μｍ以上、または８０μｍ以上とするのがよい。さらに望ましくは５０μｍ以上、または８５μｍ以上とするのがよい。
【００２４】
本発明の対象とする導電性接着剤３０は一液型であり、潜在性硬化剤として図示しないマイクロカプセルに収納されて、（接着）樹脂と隔離された硬化剤を内蔵している。マイクロカプセルは所定温度以上で融けるような別の樹脂で形成されている。熱圧着工程において、マイクロカプセルは所定温度以上に加熱されて融解を始めて、周囲の（接着）樹脂と接触して硬化反応を始める。このため、用いる配線板の耐熱性が低い等の理由によって、熱圧着時の加熱温度を低く、かつ保持時間を短く設定すると、硬化反応が十分進行しないうちに、熱圧着工程が終了する。この結果、熱圧着の圧力負荷が除かれた後、所定値を超える浮きが発生し、電極間の導電接続不良を生じる。
【００２５】
導電性接着剤３０の主成分である接着樹脂は、たとえばエポキシ系樹脂などを用いることができる。エポキシ系樹脂は、とくに制限はないが、たと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。
エポキシ樹脂の分子量は、接着剤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、たとえば上述のフェノキシ樹脂などを使用すると、フィルム形成性が高く、また熱圧着温度における樹脂の溶解粘度を高くでき、導電粒子の配向を乱すことなく接続することができる。一方、低分子量のエポキシ樹脂を用いると、架橋密度が高まって耐熱性が向上する利点を得ることができる。また加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応して接着性能を向上させることができる。したがって分子量が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ることで、性能のバランスをとることができる。高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂との配合比は、適宜、選択することができる。分子量は、ＴＨＦ展開のゲルパーミッションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）から求められるポリスチレン換算の重量平均分子量をさす。
【００２６】
硬化剤には、たとえばイミダゾール系、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、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。これらの硬化剤に加えて硬化促進剤を配合してもよい。
【００２７】
導電フィラーには、金、ニッケル等の金属粒子、金属めっき層に被覆された樹脂粒子など、既存のものを使用することができる。フレキシブルプリント配線板である第１のプリント配線板１０の基材１１には、ポリエステルフィルム等を用いることができる。柔軟性と耐熱性とを兼ね備える基材としては、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ートを用いることができる。
一方、第２のプリント配線板２０の基材２１には、表層に粘着部２１ｆを形成される材料を用いる必要がある。表層をアクリル系樹脂で形成する場合、基材本体は、どのような材料で形成してもよい。たとえば、ガラスエポキシ樹脂等を用いることができるし、第１のプリント配線板１０と同様の材料で形成してもよいし、さらに耐熱性の低い安価な材料で形成することもできる。また、基材２１の全体をアクリル系樹脂で形成してもよい。
【００２８】
上記の方法によれば、導電性接着剤による熱圧着と並んで、フレキシブルプリント配線板を押し込んで配線板基材どうしを、直接、固着するので、硬化反応が不十分であっても、上記の間隔を、熱圧着直後の間隔から大きく増加しないように、実用上の許容範囲内に保つことができる。硬化反応は、熱圧着工程の加温・加圧時間だけでなく、その後の放冷時間においても、確実に進行する。上記の浮きは、除荷後、所定時間経過時点で実用上問題のないレベル以下にできればよく、１００パーセント硬化反応を終了させておく必要はない。また、粘着部を構成する部分についても、熱圧着時に相手側と最終的な固定強度の１００％で固定する必要はなく、導電性接着剤の硬化反応の未成熟をカバーできればよい。
上記の製造方法によって、従来よりも低い温度で、かつ、より短い保持時間で熱圧着しても、両配線板の間隔を実用上問題のないレベルまで小さくすることができ、電極間の導電接続不良を防止することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２における配線板接続体５０を示す図である。この配線板接続体５０は、実施の形態１と同様に、第１のプリント配線板１０と第２のプリント配線板２０とが導電性接着剤３０によって接続され、それに加えて、両プリント配線板１０，２０は、固着部Ｋで固着されている。ただし、固着部Ｋの内容が、図１（ａ）とは相違する。本実施の形態における固着部Ｋは、図１（ｂ）に示すように、両プリント配線板１０，２０とは別体の粘着剤４３によって基材同士１１，２１が固着されている。その他の部分は、実施の形態１の配線板接続体と同じである。
【００３０】
図６は、本実施の形態の配線板接続体５０の製造において、配線板接続体の積層体を形成して熱圧着をしようとする状態を示す。第２のプリント配線板２０の基材２２には、粘着剤４３が配置されている。粘着剤４３としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等を用いるのがよい。この粘着剤４３は、実施の形態１における図３の第２のプリント配線板２０の粘着部２１ｆに対応する。相手側のフレキシブルプリント配線板１０の基材１１が、離型シートによって押し込まれて、固着部Ｋを形成するという点では、実施の形態１と同じである。このため、熱圧着工程で、加熱温度を低くし、加圧保持時間を短くしても、熱圧着後の浮きを実用上、問題ないレベル以下に抑えることができ、導電接続不良を防止することができる。この点の作用効果は、実施の形態１と同じである。
【００３１】
実施の形態１と相違する本実施の形態の特徴は、粘着剤４３を両プリント配線板１０，２０とは別体とする点にある。この特徴により、第２のプリント配線板２０の基材２１には、どのような材料でも用いることができる。第１のプリント配線板１０は、押し込むための柔軟性または弾性を要するので、フレキシブルプリント配線板とする。第２のプリント配線板２０については、たとえば経済性を追求して非常に安価な樹脂を基材に用いることができる。耐熱性の点で、第１のプリント配線板１０に劣っても、上述のように、熱圧着工程で、加熱温度を低く、かつ負荷時間を短くしても、導電接続の不良は防止されるので、思い切って安価な樹脂を基材に選ぶことが可能になる。また、これとは違う観点から、第２のプリント配線板２０を選択することも可能である。たとえばガラスエポキシ樹脂など硬質の樹脂や、セラミックス等を、基材２１に用いてもよい。
【００３２】
（他の実施の形態）
上記の実施の形態では、第２のプリント配線板２０に、粘着部２１ｆ、または粘着剤４３を設けて、熱圧着工程では、このような粘着部等を持たないフレキシブルプリント配線板１０を押し込んで固着部Ｋを形成した。しかし、粘着部や粘着剤を、熱圧着工程で押し具で押される側の第１のプリント配線板１０に配置した上で、熱圧着を行ってもよい。
【００３３】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、一方の配線板と他方の配線板とを、導電性接着剤を介在させて、従来よりも低温かつ短時間で浮き等を生じることなく熱圧着できる、配線板接合体を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 第１のプリント配線板、１１ 基材、１２ 電極、２０ 第２のプリント配線板、２１ 基材、２１ｆ 粘着部、２２ 電極、３０ 導電性接着剤、３５ 粘着化液、４３ 粘着剤、５０ 配線板接続体、５３ 熱圧着ツール、５４ 離型シート、５４ｒ 電極がない電極間に対応する領域、５４ｓ 電極裏面の圧縮変形領域、ｇ 電極間の間隔（隙間）、Ｇ 配線板間の間隔（電極基部間の間隔）、Ｋ 固着部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板である、第１の配線板と第２の配線板とが、導電性接着剤を挟んで接続された配線板接続体、を製造する方法であって、
前記第１の配線板および／または第２の配線板において、相手側の配線板との対面位置に、当該相手側の配線板と固着するための粘着部を形成する工程と、
前記第１の配線板と前記第２の配線板との間に前記導電性接着剤を挟んで、熱圧着する工程とを備え、
前記熱圧着工程では、前記フレキシブルプリント配線板を押し込んで前記導電性接着剤を押しのけて、前記粘着部により、相手側の配線板に固着することを特徴とする、配線板接続体の製造方法。
【請求項２】
前記粘着部が、前記第１および第２の配線板と別体の粘着剤の積層、または、前記第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項３】
前記熱圧着工程では、熱圧着の押し具と、前記配線板接続体となる積層体との間に、圧縮変形可能な離型シートを挿入して熱圧着することを特徴とする、請求項１または２に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項４】
ヒータを内蔵した押し具である熱圧着ツールによる熱圧着での前記第１の配線板と第２の配線板との間の距離について、前記導電性接着剤の温度が１００℃以下になるようにして加圧時間１０秒間以下で熱圧着した直後の除荷前の値を基準にして、除荷または前記熱圧着ツールを離して５分後の値が、３μｍ以下の増大となるように、前記粘着部を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項５】
第１の電極および第１の基材を有する第１の配線板と、第２の電極および第２の基材を有する第２の配線板とが接続された配線板接続体であって、
前記第１の配線板および第２の配線板の少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板であり、
前記第１の電極と第２の電極とが導電接続されるように、前記第１の配線板と前記第２の配線板とは前記導電性接着剤を挟んで接続されており、
さらに、前記第１の基材と第２の基材とが固着されていることを特徴とする、配線板接続体。
【請求項６】
前記固着されている部分が、前記第１の基材および／または第２の基材の表層が粘着化された部分で形成されているか、もしくは、前記第１の基材および／または第２の基材の表面に配置されていた粘着剤により形成されているか、または、その両方で形成されているか、であることを特徴とする、請求項５に記載の配線板接続体。
【請求項７】
配線板接続体を製造するために用いられる、基材から突出する電極を有する配線板であって、
前記電極を避けて前記基材の一部または全面に限定して、粘着剤が配置されていることを特徴とする、配線板。
【請求項１】
少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板である、第１の配線板と第２の配線板とが、導電性接着剤を挟んで接続された配線板接続体、を製造する方法であって、
前記第１の配線板および／または第２の配線板において、相手側の配線板との対面位置に、当該相手側の配線板と固着するための粘着部を形成する工程と、
前記第１の配線板と前記第２の配線板との間に前記導電性接着剤を挟んで、熱圧着する工程とを備え、
前記熱圧着工程では、前記フレキシブルプリント配線板を押し込んで前記導電性接着剤を押しのけて、前記粘着部により、相手側の配線板に固着することを特徴とする、配線板接続体の製造方法。
【請求項２】
前記粘着部が、前記第１および第２の配線板と別体の粘着剤の積層、または、前記第１の配線板および／または第２の配線板における基材表層を粘着化する粘着化液の塗布もしくは散布、により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項３】
前記熱圧着工程では、熱圧着の押し具と、前記配線板接続体となる積層体との間に、圧縮変形可能な離型シートを挿入して熱圧着することを特徴とする、請求項１または２に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項４】
ヒータを内蔵した押し具である熱圧着ツールによる熱圧着での前記第１の配線板と第２の配線板との間の距離について、前記導電性接着剤の温度が１００℃以下になるようにして加圧時間１０秒間以下で熱圧着した直後の除荷前の値を基準にして、除荷または前記熱圧着ツールを離して５分後の値が、３μｍ以下の増大となるように、前記粘着部を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線板接続体の製造方法。
【請求項５】
第１の電極および第１の基材を有する第１の配線板と、第２の電極および第２の基材を有する第２の配線板とが接続された配線板接続体であって、
前記第１の配線板および第２の配線板の少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板であり、
前記第１の電極と第２の電極とが導電接続されるように、前記第１の配線板と前記第２の配線板とは前記導電性接着剤を挟んで接続されており、
さらに、前記第１の基材と第２の基材とが固着されていることを特徴とする、配線板接続体。
【請求項６】
前記固着されている部分が、前記第１の基材および／または第２の基材の表層が粘着化された部分で形成されているか、もしくは、前記第１の基材および／または第２の基材の表面に配置されていた粘着剤により形成されているか、または、その両方で形成されているか、であることを特徴とする、請求項５に記載の配線板接続体。
【請求項７】
配線板接続体を製造するために用いられる、基材から突出する電極を有する配線板であって、
前記電極を避けて前記基材の一部または全面に限定して、粘着剤が配置されていることを特徴とする、配線板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０８９９５（Ｐ２０１１−１０８９９５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４９２３（Ｐ２００９−２６４９２３）
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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