JP4987880B2 - 異方性導電フィルムを用いた回路基板接続構造体及び接着方法、及びこれを用いた接着状態評価方法 - Google Patents
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Description
このような異方性導電フィルムは代表的にLCDモジュールでLCDパネル、印刷回路基板(PCB)、ドライバIC回路などをパッケージングする接続材料として用いられる。
望ましくは、上記被接続部材のうち少なくとも何れか一つは軟性回路基板(FPC;Flexible Printed Circuit)である。
このとき、上記表面粗度値が0.1ないし5.0μmであれば、上記被接続部材間の接着状態が正常であると判別することを特徴とする。
図3を参照すれば、本発明による異方性導電フィルムを用いた回路基板接続構造体は、被接続部材100、200及び被接続部材100、200間に介在された異方性導電フィルム300を含む。
上記異方性導電フィルム300は、絶縁性接着剤310と絶縁性接着剤310を基材として分散されている導電粒子320を含む。
絶縁性接着剤310は、被接続部材100、200間を堅固に接着・固定させる。また、絶縁性接着剤310は、異方性導電フィルム300のx‐y平面上に絶縁性を維持させる。すなわち、絶縁性接着剤310は、隣接する導電粒子320を離隔させ微細な配線を持つ被接続部材100、200で隣接する導電粒子320が相互接触してx‐y平面上の導通が生じることを防止する。
被接続部材100、200に所定間隔で備えられた電極110、210は異方性導電フィルム300に含まれた導電粒子320によって相互接続される。
具体的には、上部被接続部材200は、圧着工程時、圧力によって電極の対向面に凹凸構造が形成される。望ましくは、上記圧痕の高低を測定した表面粗度値は0.1ないし5.0μmである。さらに望ましくは、上記表面粗度値は0.3ないし5.0μmである。より一層望ましくは、上記表面粗度値は0.8ないし2.0μmである。
図4は、本発明による製造過程を概略的に示した図面である。
図4を参照すれば、まず、一定の間隔で電極が備えられた第1被接続部材100の一面に異方性導電フィルム300を付着する。そして、異方性導電フィルム300に熱と圧力とをかけて第1被接続部材100と異方性導電フィルム300を仮圧着させる(図4のa参照)。次いで、第1被接続部材100と接触された異方性導電フィルム300の反対面のカバーフィルム(図示せず)を除去した後その面に第2被接続部材200を付着する(図4のb参照)。その後、第2被接続部材200を媒介にして異方性導電フィルム300に熱と圧力とをかけて第1被接続部材100と第2被接続部材200を本圧着する(図4のc参照)。このとき、第2被接続部材200は柔軟性を持つ、例えば、軟性回路基板200であるため、圧着工程時の電極210パターンに対応する圧痕が表面に残る。すなわち、電極210に対向する軟性回路基板200の一部は圧力によって凸部220が形成され、隣接した電極210間の空間には凸部220に比べて相対的に凹んだ凹部230が形成される。
圧着工程のとき圧着圧力が2MPaより低ければ、電極210の対向面に形成された凸部220と隣接した電極210間の凹部230との間の高度差が小さい。また、圧着工程のとき圧着圧力が12MPaより大きければ、高圧によって電極210が損傷され電極210の対向面に形成された凸部220が崩壊され圧痕が不規則的に示される。従って、圧着温度と圧着時間に問題がないということを前提にして、圧着圧力が小さすぎれば異方性導電フィルム300を利用して被接続部材100、200を接続するとき、導電粒子320が完全に押されなかったため安定した接続がなされなかったと判定することができ、圧着圧力が大きすぎれば導電粒子320が破砕されて接続不良が誘発されたと判定することができる。
圧着工程のとき、圧着温度が120℃より低ければ、異方性導電フィルム300の硬化が完全になされないため圧力が除去された後元の形状に戻り圧痕が消える。また、圧着温度が220℃より高ければ、熱分解により異方性導電フィルム300で気泡が発生して圧痕が不均一に発生する。従って、圧着圧力と圧着時間に問題がないということを前提にして、圧痕が発生されなかったら圧着温度が低すぎて被接続部材100、200の電極110、210がまともに接続されなかったと判定することができ、圧痕が不規則であれば圧着温度が高すぎて気泡が発生して被接続部材100、200の電極110、210間に接続不良が誘発されたと判定することができる。
圧着工程のとき、圧着時間が3秒より短ければ、隣接した電極210間の軟性回路基板200が完全に変形されなくて凸部220及び凹部230の高度差が小さい。また、圧着時間が30秒より長ければ、隣接した電極210間の軟性回路基板200が過度に変形され凸部220及び凹部230の高度差が大きい。従って、圧着圧力と圧着温度に問題がないということを前提にして、圧痕が発生されなかったら圧着時間が短すぎて被接続部材100、200の電極110、210がまともに接続されなかったと判定することができ、圧痕が不規則であったら圧着時間が長すぎて被接続部材100、200の電極110、210間に接続不良が誘発されたと判定することができる。
電極の幅が200μm、隣接する電極間間隔が150μmで電極間ピッチが350μmである印刷回路基板にエポキシ樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で3MPaの圧力をかけて20秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
電極の幅が200μm、隣接する電極間間隔が150μmで電極間ピッチが350μmである印刷回路基板にアクリル樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で3MPaの圧力をかけて10秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
電極の幅が230μm、隣接する電極間間隔が220μmで電極間ピッチが450μmである印刷回路基板にエポキシ樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で3MPaの圧力をかけて20秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
電極の幅が230μm、隣接する電極間間隔が220μmで電極間ピッチが450μmである印刷回路基板にアクリル樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で3MPaの圧力をかけて10秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
電極の幅が200μm、隣接する電極間間隔が150μmで電極間ピッチが350μmである印刷回路基板にエポキシ樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で2MPaの圧力をかけて20秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
電極の幅が200μm、隣接する電極間間隔が150μmで電極間ピッチが350μmである印刷回路基板にアクリル樹脂からなった異方性導電フィルムを付着した後、80℃で1.5MPaの圧力をかけて2秒間仮圧着した。それから、異方性導電フィルムのカバーフィルムを除去した後上記印刷回路基板の電極と軟性回路基板の電極が整列されるように軟性回路基板を位置させた。その後、180℃で3MPaの圧力をかけて10秒間本圧着した。その以後に、粗度計を利用して軟性回路基板の一面に対して表面粗度値を測定し、印刷回路基板及び軟性回路基板の電極間接触抵抗を測定した。
Claims (4)
- エポキシ樹脂又はアクリル樹脂からなる絶縁性接着剤を基材として導電性粒子が分散された異方性導電フィルムを介して互いに接着される第1及び第2被接続部材を備えている回路基板接続構造体において、
上記第1被接続部材は上記第2被接続部材に対して相対的柔軟性を持ち、
2ないし12MPaの圧着圧力、120ないし220℃の圧着温度、及び3ないし30秒の圧着時間の範囲における熱圧着によって電極間ピッチが350μmないし450μmになるように上記第1及び第2接着部材が接着された後、上記第1被接続部材の表面に形成される圧痕の表面粗度値(Ra)が0.3ないし5.0μmであることを特徴とする回路基板接続構造体。 - 上記第1被接続部材が軟性回路基板(FPC;FlexiblePrintedCircuit)であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板接続構造体。
- (a)第1被接続部材の一面にエポキシ樹脂又はアクリル樹脂からなる絶縁性接着剤を基材として導電性粒子が分散されている異方性導電フィルムを位置させる段階;(b)2ないし12MPaの圧着圧力、120ないし220℃の圧着温度において上記異方性導電フィルムを上記第1被接続部材に3ないし30秒の圧着時間をもって熱圧着する段階;(c)上記異方性導電フィルムと上記第1被接続部材とが接着される面に対向する面に柔軟性を持つ第2被接続部材を位置させる段階;及び(d)120ないし220℃の圧着温度において2ないし12MPaの圧着圧力をかけて上記異方性導電フィルムを上記第2被接続部材に3ないし30秒の圧着時間をもって電極間ピッチが350μmないし450μmになるように熱圧着する段階を含む一対の被接続部材を接着する方法において、
上記(d)段階において、上記第2接続部材の表面に形成される圧痕の表面粗度値が0.3ないし5.0μmになるように圧着圧力、圧着温度及び圧着時間を調節することを特徴とする一対の被接続部材を互いに接着する方法。 - (a)第1被接続部材の一面にエポキシ樹脂又はアクリル樹脂からなる絶縁性接着剤を基材として導電性粒子が分散されている異方性導電フィルムを位置させる段階;
(b)120ないし220℃の圧着温度において2ないし12MPaの圧着圧力をかけて上記異方性導電フィルムを上記第1被接続部材に3ないし30秒の圧着時間をもって熱圧着する段階;
(c)上記異方性導電フィルムと上記第1被接続部材が接着される面に対向する面に柔軟性を持つ第2被接続部材を位置させる段階;
(d)120ないし220℃の圧着温度において2ないし12MPaの圧着圧力かけて上記異方性導電フィルムを上記第1被接続部材に熱圧着するときよりも高温及び高圧で上記第2被接続部材に3ないし30秒の圧着時間をもって電極間ピッチが350μmないし450μmになるように熱圧着する段階;及び
(e)上記第2被接続部材の表面に形成される圧痕の表面粗度値を測定する段階を含み、このとき、上記表面粗度値が0.3ないし5.0μmであれば、上記被接続部材間の接着状態を正常であると判別することを特徴とする被接続部材間の接着状態を評価する方法。
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