JPS60180189A - 電気素子の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導電性に異方性を持たせることのできる接着
剤を用いて、ダづオード、トランジスタ、ＩＯ等の電子
部品を始めとし、液晶表示体パネル、発光ダイオード、
エレクトロクロミックパネル等より必要とする他部へ接
着方式により電気的な接続をする接続構造に関するもの
である。

さらに詳しくは、銅、ニッケル、銀、金などの金属微粒
子やカーボンファイバーなどの導電性徴片を接着剤中に
分散させ、該金属粒子等の含有量、形状、大きさ、分布
状態、さらには接着剤層の厚みをコントロールし電気的
接続をとろうとする部分に必要に応じて圧力を加えて接
着剤層の厚み方向には導電性を有し１面方向には絶縁性
を保持するようにした導電性が異方的である接着剤を用
いて電気的な接続をとる方式に関するものである。

本発明の特徴は、１つは分散させる導電粒子や接着剤を
任意に選ぶことに工り、接着導電層を薄くすることも厚
くすることも可能であ如、この結果、特に薄くすること
によシ導電異方性の効果は著るしく顕著になる。即ち、
ＩＣ等の細密半導体パターンにおける電気的導通と絶縁
の分離がきわめて効果的に行えるものである。また、本
発明は接着により導電異方性の効果が生じるものである
ため、導通をとった後、他の押えなシ、支持は必要ない
。したがって、一度接着により固ボされた導電異方性接
着剤層は経時変化に対してきわめて堅牢である。即ち、
別な言い方をすれば、固足と電気的接続の２工程を１工
程に簡単化しているものである。さらに別な特徴は、基
板上への接着剤の形成が容易である、即ち、他点との電
気的接続をするには、本発明による導電異方性接着剤を
印刷や塗布して接着するだけ、父はシート状の接着剤を
置くだけで可能である。又接着による導通であるため、
被導電体の表面の凹凸が多少存在しても、本質的には導
電異方性の機能を損うことはない。

従来の導電性を有する有機材料と１〜では、導電塗料、
導電性エラストマーがあるが、いずれも電気的な導電性
は等方向であった。これに対して、本発明に係る導電異
方性接着剤は、接着方式により形成された接着剤層が導
電性に関して異方的であることが％黴であり、前述した
ように、断面の形状が凹凸があり、又その形状が複雑で
ある品物同志を電気的に結合させる場合にも部付がよい
。

又、接着剤であるから、電気的に結合すると同時に、合
体させて有機結合体として、その機能を増大させる箇所
に用いると効果があり、さらに両者を合体したのち、接
着層よりあふれ出た余分な接着剤はその塘ま周囲の保護
剤として使用されることができる。また本発明の対象が
液状の接着剤の場合は、乾燥されない初期状態にあって
は液体であることから、この物体を例えは刷毛のような
もので必要な部分に塗りつけたり、任意形状の複雑なパ
ターンマスクを用いて模様の通りに転写させ、その模様
に導電性の性質をもたせることができる。

本発明を具体的に図面を用いて説明すると、即ち、第１
図に示すように、互いに電気的に導気的に導通させる必
要のある電気的ｆｌｆｆｌ＠’１．２間に本発明に係わ
る導電異方性を待ちうる接着剤を用いて加圧接着方式に
工わ接着剤層５を形成し、基板１．２のある部分Ａ、Ｂ
、Ｏ，ＩＩを想定すると、Ａ→Ｂ、０−Ｄ、方向は導通
するがＡ−０，Ｂ→ＤおよびＡ−Ｄ、Ｏ−Ｂ方向は絶縁
されるという性質を持たせることが可能である。導電異
方性を待ちうる接着剤は、絶縁性を有するエポキシ系、
シリコン系等の各種接着剤に、導電性を有する貴金属粒
子、重金属粒子、軽金属粒子単体あるいは合金、さらに
（４メッキ粒子、カーボンファイバーなどを分散させ、
含有量、形状、大きさ、分散状態、厚み接着方法などを
適当にコントロールすることにより得られる。導電異方
性接着剤の導電機構は、基本的には導電粒子間の接触に
あると解釈され、分散媒中に於は冬導電粒子はその分散
の不均一性、クラスターを形成する粒子の密集効果、さ
らには接層界面近傍への凝集効果など１により導電領域
の無数の島が出来るものと推定される。

第２図（１）および（２）は、本発明に係る導電異方性
接着剤の導通の原理を説明する簡単な模型図である。４
，５は、それぞれ導通をとるべき基板であり、６は接着
力式により形成さ才した接着剤層、７゜７′は導電性粒
子を表わす。第２図（２）は、粒子７′のサイズが接看
剤層乙の厚みにほぼ等しいもので、導通接触のとり方と
しては単純であるが、点接触は接触抵抗が一般に大きい
ので、第２図（１）のよう　５− な複数個の導電粒子７による導通接触をとる方が艮い。

この工うに絶縁性接着剤に導電性粒子を分散させた組成
物の導電特性を調べると、一般に第６図の工うにな−、
、即ち、横軸に導電粒子と絶縁性接着剤との比率Ｖｍを
とり、縦軸に導電率σをとると、導電粒子の比率がある
値に点以下になると導電性が著るしく低くなり、Ｋ点以
上では、良好な導電性が生じる工うになる。ここで、Ｋ
点近傍及びそれ以下の低い導電率を有する組成の接着剤
を厚みのコントロール、粒子径および接着方法を適当に
選んでやることに工す、厚み方向には導電性を有しなが
ら横方向には絶縁性を持つ特性が得られる。

本発明は、このように接着方式によって得られる導電異
方性接着剤を用いて電気的に接続する単純で確実かつ、
きわめて安価な画期的な方法を提供するものであり、ト
ランジスタ、ダイオード。

ＩＯチップ等の半導体チップを初めとし、液晶表示パネ
ル、エレクトロクロミックパネル、ＬＥＤ。

ニキシー管、デジトロン等の表示素子、電卓用キ　６− −ボード、さらには電子ウォッチ、電子式卓上計算機、
計測器、電算機、電話交換器等の電気的々接′続を必要
とする、あらゆるところに使用される。

本発明の有効な応用の一つにＩＣを含む半導体素子のリ
ードの収出しがある。現在、ＩＣを含む半導体素子の製
造醇せは膨大なものであり、大量生産によるコストダウ
ンも著るしいものであるが例えは、ＩＣ製品コスト構成
を見るとＩＣ寺の半導体チップ価格に対して、千ツブの
パッドからワイギボンデイング等でリード端子をとり出
す作業に相当のコストがかかつている。そのため、ＩＣ
関係の分桁では、ＩＣのコストを下げるために、このワ
イヤボンディング方式を他の効果的な方式に切替えるこ
とが真剣に検討されている。その結果、一部ではＩＣチ
ップパッドからのリードの取出しを全パッド同時に行な
おうとするフェースボンディング方式等が採用されてい
る。しかし現実にはハンダバンプの量や加熱温度、圧力
等のコントロールが難しく、信頼性が確立していず、ま
だ高価になっている。したがってパッド数の少ないチッ
プに一部利用されているにすぎない。

本発明による方式では、上記問題を一掃し、大幅なコス
トダウンが可能である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第４図は基板１７上に電気素子を多数マルチ実装（ハ
イブリッド化）した状態を示す斜視図である。リジット
やフレキシブルｌ！ｉ板１７の表面には、導電材の厚膜
あるいは薄暎の形成による抵抗、コンデンサ、能動素子
等の膜形成素子１５（第４図の基板１７上の斜線部）と
、導電相の配線パターンであるリード配線１６が多数組
形成されている。この配線パターン群上に本発明に係わ
るシート状の導電異方性接着剤層１８で前記基板１７を
ほぼ一面に覆う。しかる後、受動素子、能動素子、半導
体ＩＣ等の外付部品である電気素子１９．１９・・・を
抑圧（必要により加熱する）すると各電気素子１９．１
９・・・の各端子が所定の配線パターン１６に電気的に
接続して固足される。

第４図の前記接着剤１８に形成された斜線部分は各電気
素子の接着される部分である。

以上、本発明の導電異方性を待たせた接着剤による電気
的接続力式について具体的な応用例をあげて説明したが
、この他に、前記したようにダイオード、トランジスタ
等の電子部品の電気的接続から始まり、電卓、電子ウォ
ッチ、電算機等にも幅広く応用が可能である。

なお、本発明による方式の実際の適用に当っては、接着
剤の硬化過程に圧力を加えたり、また超音波を併用した
りすることが重要な特性改良につながるものである。

以上の如く本発明は、基板表面の配線パターン群上にほ
ぼ一面に導電異方性接着剤を設け、この接着削土に複数
個の電気素子を載置抑圧するのみで所定の配線パターン
と電気素子の端子が接続しかつ電気素子の固足がはかれ
るものであるから、次の様な著しい効果を有する。

■　各電気素子を基板の各配線パターンに位置合わせし
た状態で導電異方性接着剤上に単に載置押圧すれば接続
と固足が同時にはかられるから、電気素子が多数となっ
た揚台その作業性がすこぶ　９− る良好となる。最近とみに要求度の旨いマルチ実装に有
益である。

■　接着剤を導電異方性としたことによりマルチ実装に
おける基板表面の配線ハターン群及び各電子素子が高密
度にレイアウトされてもその絶縁性は十分確保される。

つまり本発明の接着剤は押圧方向に導電性を有するため
、配線パターンと電気素子との導通は厚み方向に確保さ
れ面方向には絶縁性が保たれる。又、各電子素子どうし
においてその隣接部に接着剤が盛り上がってもその隣接
方向には押圧力が作用しないため確実な絶縁性を有し厚
み方向のみに導通がはかられる。従って本発明はマルチ
実装を真に有効ならしめることになる。

■　電気素子の端子と基板表面の配線パターンの導通は
、ワイヤーボンディングやハング接続では個々の接続箇
所において導通がパラついたり固足力が不安定となるも
のであるが、本発明では各電気素子を接着剤の上に単に
載置し圧着すれば工（各導通箇所の接着剤の量、圧潰力
・温度条件・１０− 圧別時間等の導通・接層条件が均一となシ、導通性と接
合力も均一安定化する。この点は本発明のマルチ実装に
おいてはその電気素子数や導通箇所数が多数となるから
前述の均一化によってもたらされる品質の安定化は実際
上はかり知れないメリットである。

■　上記ワイヤーやハングは重くマルチ実装となるとト
ータルとしての重量が太きくなり、携帯機器や宇宙産業
用デバイスにとって重大な問題をもたらすが１本発明で
は薄い接着剤で済むため極めて軽量化がはかられる。又
、このため衝撃力に対しても信頼性が高い。

■　各電気素子は本発明の接着剤に工り固足され他の押
えな（シ・支持手段は必要ない。本発明のようなマルチ
実装においては、各電気素子毎に他の押えを用いると前
記他の押えが各電気素子毎に形状、高さが異なることに
より極めて複雑となるものであるが本発明はかかる複雑
さが皆無である。

■　本発明の接着剤は基板表面にほぼ一面にわたって形
成できる。例えば液状の接着剤であれは広い基板であっ
てもスクリーン等の印刷やロールコータ−などの塗布が
容易であり、シート状の接着剤であれば予め基板形状に
プレス抜きしておいた接着剤を基板圧単に貼シ付ければ
工（、複雑な配線パターンに沿った接着剤の形成は一切
不要であることとあいまって、本発明のマルチ実装にお
いて効率的な接着剤形成が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる現象説明図である。 １．２・・・導電させる必要のある電気的部材　３・・
・本発明に係わる導電異方性接着剤。 第２図１，２は、本発明に係わる導電異方性接層の原理
図である。４，５・・・導通音とるべき基板６・・・接
着剤層　７．７′・・・導電性粒子群と粒子。 第６図は、導電性粒子と母体接着剤の比率対導電率の関
係を示したグラフである。 第４図は本発明によるハイブリッド配線の一実施例であ
る。１５・・・厚膜あるいは薄膜による抵抗コンデンサ
、能動素子等の膜形成素子　１６・・・リード配線　１
７・・・基板　１８・・・本発明に、係わる導電異方性
接着剤層　１９・・・受動素子、能動素子、半導体ＩＣ
等の電気素子 以上 出願人　株式会社諏訪梢工舎 代理人　弁理士最上　務 １５− 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接続すべき複数個の電気素子に対応する複数の配線パタ
   ーンが表面に形成された基板１前記基板の前記配線パタ
   ーン上にほぼ一面に設けられ且つ絶縁性を有する接着剤
   中に導電性徴片が混入・分散され厚み方向に導電性を有
   し面方向に絶縁性を有する導電異方性接着剤、前記接膚
   剤上に配設・固定され各々の電気素子の各端子が前記配
   線パターンに接続されている複数個の電気素子とを有す
   ることを特徴とする電気素子の接続構造。