JPH06223943A - 接続部材の製造法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性粒子の密集域を所定の配列で有する長
尺状の接続部材の製造法とそれに好適な製造装置を提供
すること。 【構成】 円筒状回転体の表面に所定の配列で導電性粒
子の密集域を形成するとともに、前記導電性粒子の密集
域を接着性を有するフィルムに転写することからなる接
続部材の製造法およびその製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品と回路板や、
回路板同士を接着固定すると共に、両者の電極同士を電
気的に接続するために用いられる接続部材の製造法およ
びその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品の小型薄型化に伴い、こ
れらに用いる回路は高密度、高精細化しており、このよ
うな電子部品と微細電極の接続は、従来のはんだやゴム
コネクタ等では対応が困難であることから、最近では分
解能に優れた異方導電性の接着剤や膜状物（以下接続部
材という）が多用されている。この接続部材は、導電性
粒子を所定量含有した接着剤からなるもので、この接続
部材を電子部品の接続電極と回路基板の回路電極との間
に設け、加圧または加熱加圧手段を構じることによっ
て、両者の電極同士が電気的に接続されると共に、電極
に隣接して形成されている電極同士には絶縁性を付与し
て電子部品と回路とが接着固定されるものである。上記
接続部材を高分解能化するための基本的な考えは、導電
性粒子の粒径を隣接する電極間の絶縁部分よりも小さく
することで隣接電極間における絶縁性が確保され、併せ
て導電性粒子の含有量をこの粒子同士が接触しない範囲
とすることにより接続部分における導通性が確実に得ら
れるということである。

【０００３】しかしながら、導電性粒子の粒径を小さく
すると、粒子表面積の著しい増加により粒子が２次凝集
を起こして隣接電極間の絶縁性が保持できなくなり、ま
た導電性粒子の含有粒子を減少すると接続すべき回路上
の導電性粒子の数も減少することから電極に対する接触
点の数が不足し接続電極間での導通が得られなくなるた
め、長期接続信頼性を保ちながら接続部材を高分解能化
することは極めて困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような微細電極や
回路の接続を可能とし、且つ接続信頼性に優れた接続部
材として、我々は先に必要部に導電性粒子の密集域を有
する接続部材を提案した。これによれば、例えばピッチ
２００μｍ以下といった半導体チップのようなドット状
の電極や、ＴＡＢやＦＰＣ等の絶縁された多数の平行電
極を有するライン状の微細電極の接続が可能となる。上
記の方法はいずれも、必要部に貫通孔を有するメタルマ
スクを粘着性のある接着剤と平面的に接触させ、メタル
マスクの上から導電性粒子をふりかけ余分な導電性粒子
を取り除き、メタルマスクを除去して接続部材を作製し
ている。また他の手段として、液晶スペーサ散布装置に
よりメタルマスクの上から導電性粒子を散布したりシル
クスクリーン印刷法により作製が可能である。これらの
方法は、簡単に小面積の高精度な接続部材を得る方法と
して優れているが、例えば連続したテープ状巻重体のよ
うな長尺品が得られず、工業的な大量生産を行い難い欠
点があった。接続部材が長尺品であると接続の連続作業
が可能となる。本発明は上記欠点に鑑みなされたもの
で、導電性粒子の密集域を所定の配列で有する長尺状の
接続部材の製造法とそれに好適な製造装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状回転体
の表面に所定の配列で導電性粒子の密集域を形成すると
ともに、前記導電性粒子の密集域を接着性を有するフィ
ルムに転写することからなる接続部材の製造法並びに、
導電性粒子の密集域形成手段が、表面に所定の配列で貫
通孔を有する円筒状回転体と、円筒状回転体の内部に設
けた導電性粒子の供給制御装置と加圧手段、及び前記加
圧手段により貫通孔より排出された導電性粒子を貼着す
る接着フィルムの走行手段とよりなる接続部材の製造装
置に関するものである

【０００６】以下本発明を図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明の一実施例を説明する断面模式図で
ある。円筒状回転体１としては、例えばロール状が代表
的である。材質は密集域形成の精度向上の点から剛性の
金属が好ましい。表面２に所定の配列で導電性粒子の密
集域３を形成する方法としては、例えばロールの表面２
を凹版あるいは図示していないが凸版状に形成し、その
部分に導電性粒子の密集域をドクターナイフ４等で一定
量形成するグラビア印刷の手法がある。この場合導電性
粒子は高分子バインダと溶媒よりなる液状物とすると形
成作業が容易である。

【０００７】また本発明の実施に好適な手段として、後
述する表面に貫通孔を有する円筒状回転体と、円筒状回
転体の内部に設けた導電性粒子の供給量制御装置と加圧
手段からなる装置によっても形成可能である。対面走行
する接着性フィルム５は、熱可塑性材料や熱や光により
硬化性を示す材料が広く適用できる。接続後の耐熱性や
耐湿性に優れることから、硬化性材料の適用が好まし
い。なかでもエポキシ系接着剤は短時間硬化が可能で接
続作業性が良く、分子構造上接着性に優れる等の特徴か
ら好ましく適用できる。

【０００８】エポキシ系接着剤は、例えば高分子量エポ
キシ、固形エポキシと液状エポキシ、ウレタンやポリエ
ステル、ＮＢＲ等で変性したエポキシを主成分とし、硬
化剤や触媒、カップリング剤、充填剤等を添加してなる
ものが一般的である。接着性フィルム５の厚みは、導電
性粒子の密集域形成の精度向上の点から接着性の得られ
る範囲で薄い方が好ましく、５０μｍ以下より好ましく
は３５μｍ以下である。接着フィルム５は、必要に応じ
てプラスチックフィルム等の可撓性の基材６で補強され
ていてもよい。

【０００９】接着性フィルム５への転写手段は、導電性
粒子の密集域を加圧転写すれば良く、接着性フィルム５
が室温近辺で粘着性を示すと、導電性粒子の配置固定が
容易なことから好ましい。導電性粒子を配置固定した接
着フィルムは本発明でいう接続部材であり、連続した長
尺品として巻重することできる。この時、導電性粒子の
密集域を保持するため、必要に応じて更に別の接着性フ
ィルム５をラミネートしてサンドイッチ状としたり、熱
ロールにより接着性フィルム５中に埋め込むこともでき
る。また、接着特性の改良を目的に、液状物（接着剤、
接着促進剤及び架橋剤等）を薄く形成することもでき
る。

【００１０】図２及び図３を用いて導電性粒子７の密集
域３を説明する。導電性粒子７の密集域３は、図２のよ
うに半導体チップのようなドット状に配列された電極に
合わせて密集域が必ず存在するように配置したり、ある
いは図３のように隣接する平行電極同士を導通させるこ
となく絶縁性を保ち、且つ接続する全ての平行電極間に
少なくとも密集域の一部が必ず挟まれる程度に配置す
る。図３においてｄは、Ｘ軸方向における密集域同士の
最近接距離であり、接続時に多数の平行電極を有するラ
イン状の微細電極と交差する方向をＸ軸、平行する方向
をＹ軸とする。

【００１１】密集域３中の導電性粒子７の数は、図２及
び図３の一部に例示したように原則的には１個あれば良
いが、３個以上より好ましくは５個以上とすることで接
続信頼性が向上するので好ましい。導電性粒子７は、接
着フィルム５の表面でも、図１のように接着剤に埋まっ
ていても良い。導電性粒子７としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属粒子やカー
ボン等があり、これら及び非導電性のガラス、セラミッ
クス、プラスチック等の高分子核材等に、前記した導電
層を被覆等により形成したものでも良い。さらに前記し
たような導電性粒子を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒
子や、導電性粒子と絶縁粒子の併用等も適用可能であ
る。

【００１２】はんだ等の熱溶融金属や、プラスチック等
の高分子核材に導電層を形成したものは、加熱加圧もし
くは加圧により変形性を有し、積層時に回路との接触面
積が増加し信頼性が向上するので好ましい。特に高分子
類を核とした場合、はんだのように融点を示さないので
軟化の状態を接続温度で広く制御でき、電極の厚みや平
坦性のばらつきに対応し易い接続部材が得られるので好
ましい。また例えばＮｉやＷ等の硬質金属粒子の場合、
導電性粒子が電極や配線パターンに突き刺さるので、酸
化膜や汚染層の存在する場合にも低い接続抵抗が得ら
れ、加えて接続部の固定による膨張収縮の制御にも有効
で信頼性が向上する。

【００１３】本発明の実施に好適な製造装置を、図４に
用いて説明する。表面に貫通孔８を有する円筒状回転体
１は、例えばメタルマスクを円筒状としたものであり、
その内部に導電性粒子の供給制御装置９と、加圧手段１
０を設ける。供給制御装置９は、導電性粒子７の数や層
数により量を制御するものであり、例えば円筒状回転体
１とのギャップをコントロールできるドクターナイフや
ロール等がある。加圧手段１０は、導電性粒子７を接着
性フィルム５へ転写配置するものであり、円筒状回転体
１に合わせて回転するロール等を例示できる。この場
合、加圧手段１０が貫通孔８と一致した突状部を有すれ
ば加圧転写がさらに有利となる。加圧手段１０により貫
通孔より排出された導電性粒子７は、接着性フィルム５
に貼着され、走行手段１１により連続した長尺品として
例えば巻重体１２とすることができる。図４の場合、円
筒状回転体の厚みを薄くし導電性粒子７の粒径に近ずけ
ると密集域の微細配置の精度が向上し好適である。この
方法は分散媒を用いず乾式下で行うことが可能なため、
要部の導電性粒子濃度を密に形成でき、また清掃作業が
容易である。

【００１４】

【作用】本発明によれば、円筒状回転体の表面要部に導
電性粒子の密集域を形成し、対面走行する接着フィルム
と接触させ、導電性粒子の密集域を接着フィルムに転写
することからなる接続部材の製造法とそれに好適な製造
装置なので、連続したテープ状巻重体のような長尺品が
容易に得られる。すなわち導電性粒子の密集域形成をエ
ンドレスな円筒状として走行する接着フィルムに転写
し、順次円筒状回転体に導電性粒子密集域を形成供給で
きるので、高精度な長尺状の接続部材の工業的な大量生
産が容易となる。

【００１５】

【実施例】以下実施例でさらに詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されない。

【００１６】実施例１ 図３に示したような正三角形の配列で、隙間無く並べそ
の各頂点に中心を持つような円形の貫通孔を有するステ
ンレス製メタルマスク（厚み１０μｍ、孔の直径３０μ
ｍ、ピッチ８０μｍ、ｄ＝１０μｍ）を直径１００ｍｍ
の円筒状とし、側面の中心に回転軸とその上部に導電性
粒子の供給口とを形成した。円筒状の表面は、接着フィ
ルムと不必要な接触を避けるためテフロン系の剥離処理
がされている。また円筒状の内部には図４の配置に従い
ドクターナイフと直径１０ｍｍの加圧ロールを設けてあ
る。導電性粒子は、架橋ポリスチレンからなる核材の表
面にＮｉ／Ａｕの複合導電層を有する粒径５μｍのめっ
きプラスチック球を用いた。導電性粒子は、供給口より
供給され円筒とのギャップを無くすようにコントロール
したドクターナイフを経て、供給口下部に形成された加
圧手段である回転するゴムロールの自重により、導電性
粒子を接着フィルムへ転写配置する。接着性フィルムと
しては、ポリエステルフィルムを剥離剤処理したセパレ
ータよりなる基材上に、高分子量エポキシを主成分とす
る厚み２０μｍの室温で粘着性を有する接着剤を用い、
１ｍ／分の速度で走行させ、周速度を同期した円筒状の
表面と接触させ転写した。この後、前記セパレータをロ
ールラミネータにより貼り合わせた。そのため導電性粒
子は接着フィルム中に埋没した形で精度良く配置され
た。以上により連続したテープ状巻重体の製造が可能で
あった。

【００１７】実施例２ 実施例１と同様であるが、貫通孔を有するメタルマスク
の代わりに密集域を同配置に凹状形成したグラビアロー
ルを用い、導電性粒子は可溶性ナイロンの５％メタノー
ル液に分散し液状物とした。導電性粒子はナイロンの２
０体積％とした。接着フィルムはメタノールに不溶なた
め転写配置が可能であり、巻重前に５０℃で送風乾燥し
メタノールを除去した。また導電性粒子の表面が融点１
３０℃のナイロン絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子で
あることから、密集域の配置形成が容易であった。本例
によれば、グラビアロール法でも連続したテープ状巻重
体の製造が可能であった。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精度な
長尺状の接続部材の工業的な大量生産が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の導電性粒子の密集配置を示す平面模式
図である。

【図３】本発明の導電性粒子の密集配置を示す平面模式
図である。

【図４】本発明の実施に好適な製造装置を示す断面模式
図である。

【符号の説明】

１ 円筒状回転体 ２ 表面要部 ３ 密集域 ４ ドクターナイフ ５ 接着フィルム ６ 基材 ７ 導電性粒子 ８ 貫通孔 ９ 供給制御装置 １０ 加圧手段 １１ 走行手段 １２ 巻重体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 豊 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状回転体の表面に所定の配列で導電性
   粒子の密集域を形成するとともに、前記導電性粒子の密
   集域を接着性を有するフィルムに転写することからなる
   接続部材の製造法。
2. 【請求項２】請求項１の導電性粒子の密集域形成手段
   が、表面に所定の配列で貫通孔を有する円筒状回転体
   と、円筒状回転体の内部に設けた導電性粒子の供給制御
   装置と加圧手段、及び前記加圧手段により貫通孔より排
   出された導電性粒子を貼着する接着フィルムの走行手段
   とよりなる接続部材の製造装置。