JPS62177877A - 異方導電性フイルムコネクタ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は大規模集積回路（ＬＳＩ）とプリント基板との
接続、電気回路とリード線との接続等の対向部材間の電
気的導通が簡便に行なえる異方導電性フィルムコネクタ
に関する。

［従来の技術］ 従来、対向部材間の電気的導通を得る方法としては、半
田付けによる方法や、第２図に示すように絶縁性樹脂１
′に導電性粒子３′を分散させ該導電性粒子の粒径とほ
ぼ等しい厚さの導電性層を形成した導電性接着シート（
特開昭５１−２１１９２号公報参照）や第３図に示すよ
うに、カーボン粒子等を有機バインダーに分散させた導
電材３“と、有機バインダーを主成分とした絶縁層２“
を交互に積層し、所望の厚みにスライスして用いられる
積層型コネクタがあった。（特開昭５７−１４１８０７
号公報参照） ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記半田付けによる方法にあっては、隣
接する導電材と互いに短絡しないよう細心の注意と熟練
を要し、作業性も劣っていた。

また第２図に示した導電性粒子３′を絶縁性樹脂１′に
分散させ、該導電性粒子の粒径とほぼ等しい厚さの導電
性層を形成した導電性接着シートにおいては以下の問題
点を有する。

（ａ）導電性粒子を絶縁性樹脂に分散させる際に導電性
粒子の２次凝集を完全に回避することが難しく、相互に
独立した複数の導電材を得ることが困難である。

（ｂ）また、たとえ導電性粒子を互いに完全に分散し得
たとしても隣接する導通路間の間隔が狭く、例えば０．
２ｔｔｍ以下になる場合には各導電性粒子が隣接導通路
間でブリッジを形成する傾向が大きくなり、隣接導通路
間の短絡を防止することが困難である。

（Ｃ）導電性粒子の２次凝集を防止しようとすると粒径
を５〜１００μ汎と大きくせねばならず絶縁性樹脂に分
散させても簡単に沈降してしまい均一に導電性粒子を分
散することが困難である。

（ｄ）無溶媒で導電性接着シートを押し出し成形する場
合には、導電性粒子が円滑に口金スリットを通過できな
いので、キズ等の欠点のないシートの成形が困難である
。

以上のように個々の導電性粒子が、電気的に独立である
信頼性の高い導電性シートを得ることは、容易でなく隣
接する導通路間の間隔が比較的広い部材の接合のみにそ
の用途が限定される。

さらに第３図を示したカーボン粒子等を有機バ、インダ
ーに分散させた導電材３″と絶縁層１″を交互に積層し
、所望の厚みにスライスして用いられる積層型コネクタ
においては、スライスにより、均一な厚みの導電性層は
得られるものの、導電材と絶縁層を積層した後スライス
するという手間がかかるという問題点ばかりでなく対向
部材との接合は、クリップ等の機械的な接合具を使用し
なければならず、フンバクトな形態にすることが困難で
あること、カーボン粒子等の導電性粒子を介して電気的
導通を得るために導通抵抗が大きく、液晶表示板などの
用途に限定される等という問題点があった。

本発明は、上記した従来方法の問題点を解消し、微小ピ
ッチ間隔の導通路を有する部材間の接合についても信頼
性が高く、導通抵抗の低い導電性接着材料を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ そこで、第１図（ａ）　、（ｂ）により本発明の異方導
電性フィルムコネクタを説明する。即ち、本発明によれ
ば、電気的に互いに独立した複数の導電材３を有するＳ
電性Ｎ２と、導電性層２の少なくとも片面に接着剤層１
（第１図（ａ）では、両面に接着剤層を設けている）を
設けた異方導電性フィルムコネクタであって、各導電材
３は、略均一な厚さを有する導電性金属材料で構成され
たフィルムコネクタが提供される。

本発明における略均一な厚さを有する導電性金属材料は
、対向部材間の電気的導通を得るために使用される。略
均一な厚さでないと信頼性の高い導通を得ることは、困
難であり、例えば導電性金属簿膜（メッキ、蒸着、スパ
ッタリング、押出し延伸等の方法により形成できる）の
−面にレジスタ材料をスクリーン印刷法、写真法等の方
法により、点在させ、エツチング処理を行ない不要部の
導電性金属薄膜を除去し、ざらにレジスト材料を除去す
ると、本発明で用いられる電気的に互いに独立した複数
の略均一な厚さを有する導電材が入手できる。また導電
性金属材料は、第５図に示すように、その両端部を多少
上方に湾曲させたり、接合側面を凹凸を有する構造とす
ると、対向部材間の接合圧力をより低くすることができ
るとともに、形成された電気的接合の安定性が増すとい
う利点がある。上記導電性金属材料は導電抵抗を導電性
粒子を有機バインダーに分散して用いる場合に比べ、小
さくすることができ、具体的には、銅、銀、ニッケル、
鉄、もしくはこれらの合金等の汎用の金属を挙げること
ができ、さらにその表面に金、銀等のｇ蝕されにくい貴
金属でメッキ処理を施してもよい。また上記導電材は、
接合すべき部材の導通路の間隔、エツチング工程での技
術的限界等により寸法を一概に限定することはできない
が、余り厚みのあるものは、微細なエツチング加工を施
すことが困難であり、材料コストも上昇し、余り薄すぎ
てもこれに合わせて接着層をも薄くすることは困難であ
り、通常は５〜１００μｍ好ましくは１０〜４０μｍの
範囲となる。また個々の導電材の断面直径が大ぎすぎる
と、接合される部月の隣接する導通路との短絡が生じる
、接合圧力も大ぎくなる等という危険があり、余り小さ
すぎると加工が困難となるので、通常は５〜５００μｍ
好ましくは２０〜３００μｍとなる。さらに導電材と導
電材との平面間隔はあまり広いと接合すべき部材の導通
路に対応して導電材が存在しないことになり、あまり狭
いと導電材同士が接触し短絡を生じる危険性があるので
通常は５〜１０００μ雇好ましくは２０〜５００μ雇の
範囲となる。また導電材の平面形状は第１図（ｂ）では
円形を表示しているが、多角形、楕円形等、種々の形状
が可能である。

次に本発明で用いられる接着剤層は導電材と対向部材と
を密着させるものであればいづれも使用可能であり、感
圧性、感熱性、光硬化性、電子線硬化性等の種々の絶縁
性接着剤が用いられる。具体的にはゴム系、ポリエステ
ル系、ポリアミド系、ポリ（メタ）アクリル系、エチレ
ン−酢酸ビニル系、ポリアミド−フェノール系、ポリア
ミド−エポキシ系、チルボン系、脂肪族系の各種樹脂を
挙げるごとができる。これらの樹脂に粘着付与剤や非導
電性粒子を含有することもできる。

また前記レジスト材料として接着性を有するしのを使用
すれば、レジスト材料を除去せず、そのまま接着剤層と
して用いることができ、工程を省略することができるば
かりでなく、第６図に示すように片面の接着剤層は導電
材の上にのみ積層された状態になり、連続層とはならぬ
ので、接着剤層の中にカーボン等の導電性粒子を分散さ
せ、より導通を得やすくすることも可能となる。

さらに接合すべき部材が、例えばプラスチック材料とガ
ラス等の無機材料との異種材料の場合には、それぞれの
材料に密着性の良い接着剤を選択し、導電材の片面と他
面に設けることができる。

本発明で用いられる接着剤層の厚みは特に制限を受ける
ものではないが、あまり厚いと導電材と対向部材との導
通を得るために高い圧力が必要であり、さらに接着剤層
が多量に移動することになるのでそれに伴なって導電材
も動き、隣接する導電材との短絡も生じる危険性が考え
られる。

次に本発明の異方導電性フィルムコネクタを対向部材間
の接合に用いる場合の使用方法について第４図により説
明する。

第４図で、プリント基板４の一端部は、接続部６となっ
ており、この部分にプリント配線７の接続端子７ａが形
成されている。一方フラットケーブル５にもこれと対応
して導体８の接続端子８ａが形成されている。適当な形
状に切断した本発明の異方導電性フィルムコネクタＢを
プリント基板４の接続端子７ａ上に置き、さらにその上
にフラットケーブル５の接続端８ａを重ね、重複部分を
加熱溶接法、高周波溶接法、超音波溶接法等の適宜手段
を用いて押圧すると、接続端子７ａと８ａが異方導電性
フィルムコネクタを介して電気的に接続することになる
。

［実施例］ 次に、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。

（実施例１） 厚み３０μ卯の銅箔を用意し、この銅箔の片面にポリエ
ステル樹脂（東洋紡Ｗ４■製バイロン２０ＳＳ）を乾燥
厚み約１５μｍにコーティングした。

銅箔の他面にはポジ型フォトレジスト材（東京応化工業
■製０ＦＰＲＰＲ３ＦＨ３１５）を乾燥厚み約３μｍに
コーティングし、網点ポジフィルム（桜井■製スターテ
ィント１５０線／インチ、２０％）を使用し、高圧水銀
灯（オーク製作所■製ＪＰ−２０００）で３０秒間露光
後、２５℃×１分間　１％ＮａＯＨ水溶液に浸漬し、水
洗、乾燥後、４０℃Ｘ７０秒４２％塩化第二鉄水溶液に
てスプレーエツチングを行ない、水洗、乾燥後、４０℃
×１分間　３％ＮａＯＨ水溶液に浸漬しレジスト材を剥
落した。レジスト剥落面に別途調製しておいたポリプロ
ピレンフィルムに塗布されたポリエステル樹脂（バイロ
ン２０ＳＳ乾燥厚み約１５μｍ）をラミネートし、本発
明の異方導電性フィルムコネクタを得た。前記網点ポジ
フィルム（１５０線／インチ）の品番を各極用い、導電
材の平面直径を変化させた場合の対向部材間の接合圧力
を表１に示す。対向部材としては、エボキシ／ガラス製
印刷回路基板と、ポリイミド製印刷回路基板を用い、双
方の回路基板の導通路は各々１０本であり、導通路ピッ
チは０．４ｗ、Ｓ通路幅は０．２ｍ＋、導通路厚み３５
μｍのものを用い、各導通路は金メッキが施されており
、接合部材の重複距離は５厘とし、１７０℃に設定した
接合器にて接合した。接合圧力は、各導通路間の電気抵
抗値が０．１オーム以下になった時の圧力を示した。尚
、いづれの場合にも機械的接着力は充分高く、隣接導通
路間の短絡は認められなかった。

表　　１ （実施例２） 新たに作成した網点ポジフィルムを用い実Ｊ１例１と同
様に導電材の平面直径の異なる本発明の異方ｉ９電性フ
ィルムコネクタを得た。対向部材の導通路ピッチを１ｒ
Ｎｎ、導通路幅０．５ＩＮｎに変更した以外は、実施例
１と同様の対向部材、振合条件とした結果を表２に示す
。

（比較例） また比較例としてポリエステル樹脂（バイロン２０Ｓ８
　３０％溶液）３０ｇに銀粒子（米ＩＮＣＥＲＡＣ社製
−２００１＋３００メツシュ）を４．５ｇ添加し、銀粒
子の沈降を生じさせないようによく攪拌しながらナイフ
コーターを用い素早くポリプロピレンフィルム上にほぼ
銀粒子の直径と同じ厚みとなるようにコーティングをし
た。このようにして得られた導電性シートは銀粒子の分
散が均一でなく、満足できるものではないが、比較的良
好な部分を用いて、実施例と同様の評価を行なった。

実施例についてはいづれの場合にも機械的接着力は充分
あり隣接導通路間の短絡は認められなかったが、比較例
においては、銀粒子の分散不良による導通不良、短絡が
散見された。

表　　２ （実施例３） 網点ポジフィルム（桜井■製、スターティント、１００
線／インチ、９０％）を用いて、ステンレススチール製
、スクリーン印刷用スクリーンを作成した。３０μｒｒ
ｔＦＪさの銅箔にポリエステル樹脂（東洋紡！ｉｉ■製
、バイロン２０ＳＳ）を塗布した。

銅箔の他面の全面にポリエステル樹脂を１５μｍ厚さに
塗布、乾燥したのち、実施例１と同様にしてエツチング
処理を行ない、本発明の異方導電性フィルムコネクタを
得た。得られたフィルムコネクタの導体粒子の直径は平
均５０μｍであった。

（実施例４） 両面を約１μｍ厚さに銀メッキした銅箔を作成し、箔の
片面にポリエステル樹脂（東洋紡Ｍ■製、バイロン２０
８８）を約１０μＴｒＬ厚さに塗布した。

箔の他面にポジタイプフォトレジスト（東京石化工業■
製、ＯＦ　Ｐ　ＲＲＦ　３　Ｆ　＋−１３１５）を塗布
し、ポジフィルム（桜井■製、スターティント、１５０
線／インチ、７０％）を通して露光後、実施例１と同様
にして現像を行なった。現像終了後、メッキされている
銀層な以下の溶液を用いてエツチング、除去した。

アゲリップ９３０　　　　　　１０１聞％（ジャパンメ
タルフイニツシング■製）３５％過酸化水素水　　　　
　５０重量％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　４０　　〃そののち、銅箔を、実施例１と同様
にしてエツチングしたのちさらにもう一面の銀を、上記
液で同様にエツチング除去し、つづいて残存レジストを
３％ＮａＯＨ水で除去した。最後に種類の異なったポリ
エステル樹脂（東洋紡績＠製、バイロン３０ＳＳ）を金
属面にラミネートして、本発明の異方導電性フィルムコ
ネクタを得た。このようにして得られた異方導電性フィ
ルムコネクタを、ポリエステルフレキシブル印刷基板と
、ガラス−エポキシ製プリント基板の接合に使用した結
果、良好な電気的導通と、機械的接着力を示した。

（実施例５） ポリエステルフィルムあるいはポリプロピレンフィルム
に表３に示した数種の樹脂を塗布、乾燥して厚さ１５μ
ｍの接着剤フィルムを得た。得られたフィルムに、厚さ
１０μｍのニッケル箔を積層したのち、レジスト塗布、
乾燥、露光、現像、エツチング、レジスト剥離を、実施
例１と同様にして行ない、異方導電性フィルムコネクタ
を得た。

なお、本例では、網点ポジフィルムとして２００線／イ
ンチ、空間率８０％のものを使用した。また第２層目の
接着剤のラミネートは行なっていない。

得られた異方導電性フィルムコネクタを用いて、ポリエ
ステルベースＦＰＣ（Ｃｕ／ＰＥＴ＝３５１５０μｍ、
導体幅０．２！ｌｌＩｎ１導体ピッチ０．４ｍ０導体は
ハンダメッキされている）を、導電性ガラス（インジウ
ム−スズ酸化物）に接合し、初期抵抗値および経時（湿
熱サイクル試験、−２０°−７０℃、９０％Ｒｌ−１：
　−２０℃２時間、７０℃、９０％ＲＨ２時間、移行２
時間〉後の抵抗値を表３に示した。なおこの場合の接合
条件は、接合型温度１８５°、圧力２０Ｋｇ／ｃｍ２、
時間１５秒とした。いづれも実用上、問題の無い特性を
示した。

表　　３ （実施例６） ポリエステルフィルムにフェノキシ樹脂（ユニオンカー
バイド社製ＰＫＨＨ）を塗布し、厚さ１５μｍのフィル
ムを得た。得られたフィルムを厚さ１０μｍのニッケル
箔にラミネートしたのち、ニッケル箔面を、２００メツ
シユの絹目模様のエンボスロールを通過させ、表面に微
細な凹凸を設けた。

エンボス面の全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工
業＠製ＰＭ５Ｒ８００Ｈ３１５）をバーコーターを用い
て塗布、乾燥後、高圧水銀灯（オーク製作所■、ＪＰ−
２０００＞を用いて、１０秒間全面露光し、現像液（東
京応化工業曲製ＰＭＥＲ現像液Ｐ−１８＞にて現像を行
なったのち、実施例１と同様にしてエツチングを行なっ
たそののち３％Ｎ　ａ　Ｏｌ−１水により、残存レジス
トを除去して、異方導電性フィルムコネクタを得た。

かくして得られた異方導電性フィルムコネクタ中の導電
粒子の直径は平均５０μｍであった。ここで得られたフ
ィルムコネクタおよび実施例５で得られたフィルムコネ
クタ（フェノキシ樹脂使用）を用いて、実施例５と同様
な評価を行ない、以下の表４の通りの結果を得た。なお
、各条件毎の評価端子数は２０である。

表　　４ ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の異方導電性フィルムコネク
タは、導電材として略均一な厚さを有する材料を用いて
いるので、対向部材との接合は大きさの異なる導電性粒
子を用いた場合と異なり、面接触が可能となり低い接合
圧力で高い信頼性のある導通を得ることができる。また
金属薄膜をエツチング処理することにより本発明におけ
るＳ電材の形成が可能であり、精密な加工がＭｌ！るの
で、対向部材の導通路が微小ピッチの場合にも隣接する
導通路との短絡を生ずることなく確実に接合できるとと
もに、ポジフィルムの変更のみで、容易に導電材の形状
、サイズ、密度を変えることができ、特に導電材の密度
を増ずことにより、より低い接合圧力でも信頼性の高い
導通と、高い熱伝導性を得ることができる。

また導電材は金属薄膜を使用しているので導電性粒子を
分散させて導電材を形成する場合での導電性粒子の均一
分散や導電材内部での導通性能も考慮する必要がなく、
導電抵抗も小さく汎用性に富む。

さらに本発明の異方導電性フィルムコネクタを対向部材
間に接合するに際して、接着剤層の材質と接合方法を適
宜選択すると、接合処理した部分のみ導通を得て、他の
部分は絶縁状態に保つこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異方導電性フィルムコネクタを示し、
第１図（ａ）はその断面図を、第１図（ｂ）はその平面
図を示す。第２図は従来の導電性接着テープの断面図、
第３図は従来の８１層型コネクタの断面図、第４図は本
発明の異方導電性フィルムコネクタをプリント基板とフ
ラットケーブルの接合に用いる場合の斜視図、第５図、
第６図は、本発明の異方導電性フィルムコネクタの他の
実施例の断面図をそれぞれ示す。 １・・・接着剤層 ２・・・導電性層 ３・・・導電材 代理人　　浅　　　村　　　　　　皓 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的に互いに独立した複数の導電材を有する導
   電性層と、該導電性層の少なくとも片面に接着剤層を設
   けた異方導電性フィルムコネクタであって、前記各導電
   材は、略均一な厚さを有する金属材料で構成されている
   ことを特徴とする異方導電性フィルムコネクタ。
2. （２）前記金属材料は、その接合側面が凹凸を有する特
   許請求の範囲第１項記載の異方導電性フィルムコネクタ
   。