KR20100103362A

KR20100103362A - 프린트 배선 기판의 접속 구조, 프린트 배선 기판의 접속 방법 및, 이방 도전성을 갖는 접착제

Info

Publication number: KR20100103362A
Application number: KR1020100018588A
Authority: KR
Inventors: 마사미치 야마모토; 쿄우이치로우 나카츠기; 아야오 가리야; 카츠히로 사토우; 야스히로 오쿠다
Original assignee: 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-09-27
Also published as: CN101835342B; CN101835342A; EP2229041B1; US8507803B2; TW201043108A; JP2010219135A; EP2229041A1; US20100230141A1; JP4816750B2

Abstract

[과제] 전극의 파인 피치(fine pitch)화를 도모할 수 있고, 또한, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있는 기판의 접속 구조를 제공한다.
[해결 수단] 제1 기판(11)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극(12,13)과, 제2 기판(21)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극(22,23)을, 도전성 입자(31)를 함유한 이방(anisotropic) 도전성을 갖는 접착제(30)를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 구조이다. 그리고, 서로 마주보는 제1 전극(12)과 제2 전극(22)의 사이 및 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 사이에 접착제를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)이 형성되고, 이 접착제층(30a)에 있어서 제1 전극(12,13)의 사이 및 제2 전극(22,23)의 사이에 공극부(33)가 형성되어 있다.

Description

프린트 배선 기판의 접속 구조, 프린트 배선 기판의 접속 방법 및, 이방 도전성을 갖는 접착제{STRUCTURE OF CONNECTING PRINTED WIRING BOARDS, METHOD OF CONNECTING PRINTED WIRING BOARDS, AND ADHESIVE HAVING ANISOTROPIC CONDUCTIVITY}

본 발명은, 2개의 기판에 서로 이웃하여 형성된 전극을, 이방(anisotropic) 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 구조, 프린트 배선 기판의 접속 방법 및, 이방 도전성을 갖는 접착제에 관한 것이다.

최근, 전자 기기 분야에 있어서는, 전자 기기의 고밀도화나 소형화 등에 수반하여, 여러 가지 용도로 프린트 배선 기판이 널리 이용되고 있으며, 접착제를 통하여 2개의 프린트 배선 기판을 접합한 배선판 접합체가 알려져 있다. 또한, 배선판 접합체가 갖는 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 이방 도전성을 갖는 접착제(즉, 이방 도전성 접착제)를 통하여 2개의 프린트 배선 기판을 접속하는 구조가 알려져 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(111)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극(112, 113)과, 제2 기판(121)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극(122, 123)을, 도전성 입자(131)를 함유한 이방 도전성을 갖는 접착제(130)를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 구조가 알려져 있다.

그런데, 최근, 전극의 파인 피치(fine pitch)화가 진행되고 있어, 서로 이웃하여 형성된 전극간의 절연성을 향상시킬 필요가 있었다. 전극간의 절연성을 향상시키는 구조로서는, 예를 들면, 전극간에 볼록 형상의 절연 부재를 형성하는 기판의 접속 구조가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본공개특허공보 2007-250825호

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 전극간에 볼록 형상의 절연 부재를 형성한 경우에는 절연성의 향상을 도모할 수는 있지만, 작은 볼록 형상의 절연 부재를 형성하는 것은 어려워, 복수의 금속 전극간의 거리를 좁혀 복수의 금속 전극의 파인 피치화를 도모할 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 접착제에 포함되는 도전성 입자를 줄임으로써, 서로 이웃하여 형성된 전극간의 절연성을 향상시킬 수는 있지만, 대향하여 접속되어야 하는 전극(예를 들면, 제1 전극(112)과 제2 전극(122))의 전기적인 접속 신뢰성이 저하되어 버리기 때문에, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 전술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 전극의 파인 피치화를 도모할 수 있고, 또한, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있는, 프린트 배선 기판의 접속 구조, 프린트 배선 기판의 접속 방법 및, 이방 도전성을 갖는 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 제1 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극과, 제2 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극을, 도전성 입자를 함유한 이방 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 서로 마주보는 제1 전극과 제2 전극의 사이에 접착제를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 접착제층이 형성되고, 이 접착제층에 있어서, 복수의 제1 전극의 사이 및 복수의 제2 전극의 사이에 공극(cavity)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

동(同) 구성에 의하면, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 형성되는 접착제층에 있어서, 복수의 제1 전극의 사이 및 복수의 제2 전극의 사이에 공극부가 형성된다. 이 때문에, 예를 들면 볼록 형상의 절연 부재를 제1 전극의 사이나 제2 전극의 사이에 형성하는 일 없이, 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 제1 전극 및 제2 전극의 파인 피치화를 도모할 수 있다. 또한, 접착제층 중에 상기와 같은 공극부가 형성되기 때문에, 접착제에 함유되는 도전성 입자는, 제1 기판에 형성된 제1 전극과, 제2 기판에 형성된 제2 전극의 사이에 모여들기 쉬워진다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극의 전기적인 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 제1 기판 및 제2 기판의 두께 방향으로 대향하는 제1 전극과 제2 전극의 사이를 두께 방향에 대하여 수직으로 절단한 단면에 있어서, 두께 방향에 직교하는 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층 및 공극부의 전체 면적을 S1으로 하고 상기 공극부의 면적을 S2로 한 경우에, 전체 면적에 대한 공극부의 면적의 비(S2/S1)가 0.3 이상 0.9 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 「서로 이웃하여 형성된 전극의 사이」란, 면 방향에 있어서의 복수의 제1 전극의 사이이며, 면 방향에 있어서의 복수의 제2 전극의 사이이기도 하다.

동 구성에 의하면, 두께 방향에 수직인 단면에 있어서, 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층 및 공극부의 전체 면적에 대한 접착제층 중의 공극부의 면적의 비가 0.3 이상이기 때문에, 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이를 점하는 공극부의 비율이 커서, 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 확실하게 향상시킬 수 있다. 또한, 두께 방향에 수직인 단면에 있어서, 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층 및 공극부의 전체 면적에 대한 접착제층 중의 공극부의 면적의 비가 0.9 이하이기 때문에, 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이를 점하는 접착제의 비율이 커서, 제1 기판과 제2 기판의 접착성을 확보할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 제1 전극간의 피치 및 제2 전극간의 피치가 10㎛ 이상 300㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 여기에서 말하는 「제1 전극간의 피치」란, 1개의 제1 전극의 폭과, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극의 간격을 더한 길이이다. 마찬가지로 「제2 전극간의 피치」란, 1개의 제2 전극의 폭과, 서로 이웃하는 2개의 제2 전극의 간격을 더한 길이이다.

동 구성에 의하면, 제1 전극간의 피치 및 제2 전극간의 피치가 300㎛ 이하이기 때문에, 복수의 제1 전극 및 제2 전극의 파인 피치화를 행하여, 프린트 배선 기판에 있어서의 전극의 고밀도화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 전극간의 피치 및 제2 전극간의 피치가 10㎛ 이상이기 때문에, 전극의 폭이나 서로 이웃하는 2개의 전극의 간격을 확보할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 접착제는 제1 전극과 제2 전극을 덮음과 함께, 추가로, 제1 전극의 사이 및 제2 전극의 사이에 있어서, 제1 기판과 제2 기판을 덮고 있는 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 접착제는 제1 전극과 제2 전극을 덮음과 함께, 추가로, 제1 전극의 사이 및 제2 전극의 사이에 있어서, 제1 기판과 제2 기판을 덮고 있다. 따라서, 제1 기판 및 제1 전극과, 제2 기판 및 제2 전극의 접착성을 충분히 확보할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 접착제를 점하는 도전성 입자의 비율이 0.0001 체적％ 이상 0.2 체적％ 이하인 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 접착제를 점하는 도전성 입자의 비율이 0.0001 체적％ 이상 0.2 체적％ 이하이기 때문에, 도전성 입자가 저농도가 됨으로써 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 향상시킬 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 도전성 입자가, 미세한 금속 입자가 다수, 직쇄(linear chain) 형상으로 연결된 형상, 또는 바늘 형상을 갖는 금속 분말로서, 이 도전성 입자의 애스펙트비(aspect ratio)가 5 이상인 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 도전성 입자가, 미세한 금속 입자가 다수, 직쇄 형상으로 연결된 형상, 또는 바늘 형상을 갖는 금속 분말이기 때문에, 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 확보하면서 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 접속하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 도전성 입자의 애스펙트비가 5 이상이기 때문에, 도전성 입자간의 접촉 확률이 높아져, 그 결과, 도전성 입자의 배합량을 늘리는 일 없이, 제1 전극과 제2 전극의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 접착제가 필름 형상을 갖고, 도전성 입자의 장경(長徑) 방향을, 필름 형상을 갖는 접착제의 두께 방향으로 배향시킨 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 접착제가 필름 형상을 갖고 있기 때문에, 접착제의 취급이 용이해짐과 함께, 가열 및 가압하여 제1 기판과 제2 기판의 사이에 접착제층을 형성할 때의 작업성이 향상된다. 또한, 도전성 입자의 장경 방향을, 필름 형상을 갖는 접착제의 두께 방향으로 배향시켰기 때문에, 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 확보하면서 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 접속하는 것을 한층 용이하게 할 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 접착제는 열경화성을 갖고, 100℃에 있어서의 접착제의 용융 점도가 10Pa·s 이상 10000Pa·s 이하인 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 100℃에 있어서의 접착제의 용융 점도가 10000Pa·s 이하이기 때문에, 가열 및 가압함으로써 접착제층을 형성할 때에, 접착제의 내부에 있어서 기포가 성장하기 쉬워 큰 공극부가 형성되기 쉽다. 또한, 100℃에 있어서의 접착제의 용융 점도가 10Pa·s 이상이기 때문에, 가열 및 가압함으로써 접착제층을 형성할 때에, 공극부를 형성하는 기체가 접착제의 내부로부터 달아나기 어렵다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 접착제를 개재시켜 가열 및 가압할 때에, 접착제층 중에 공극부를 용이하게 형성할 수 있다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조로서, 접착제는, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 경화제 및, 도전성 입자를 필수 성분으로 하고, 추가로, 상기 에폭시 수지로서, 25℃에 있어서 점도가 0.1Pa·s 이상 150Pa·s 이하의 액체인 에폭시 수지를 포함하고, 이 에폭시 수지의 함유량이 접착제의 조성물 전량에 대하여 30 질량％ 이상 50 질량％ 이하인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성의 접착제는, 접착제층 중에 공극부를 용이하게 형성시킬 수 있는 접착제로서 매우 적합한 것이 된다. 그 결과, 고온·고습한 환경하에 있어서도 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 양호하게 할 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명은, 제1 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극과, 제2 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극을, 도전성 입자를 함유한 이방 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 방법으로서, 서로 마주보는 제1 전극과 제2 전극의 사이에 접착제를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 접착제층을 형성함과 동시에, 이 접착제층에 있어서 복수의 제1 전극의 사이 및 복수의 제2 전극의 사이에 공극부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

동 구성에 의하면, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 형성되는 접착제층에 있어서, 복수의 제1 전극의 사이 및 복수의 제2 전극의 사이에 공극부가 형성된다. 이 때문에, 예를 들면 볼록 형상의 절연 부재를 제1 전극의 사이나 제2 전극의 사이에 형성하는 일 없이, 제1 전극간 및 제2 전극간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 제1 전극 및 제2 전극의 파인 피치화를 도모할 수 있다. 또한, 접착제층 중에 상기와 같은 공극부가 형성되기 때문에, 접착제에 함유되는 도전성 입자는 제1 기판에 형성된 제1 전극과, 제2 기판에 형성된 제2 전극의 사이에 모여들기 쉬워진다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극의 전기적인 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있다. 또한, 접착제층을 형성함과 동시에 접착제층에 공극부가 형성되기 때문에, 접착제층에 공극부를 형성하기 위한 다른 공정을 불필요하게 할 수 있다.

청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조에 이용되는 이방 도전성을 갖는 접착제는, 청구항 8에 기재되는 물성이나, 청구항 9에 기재되는 조성물을 갖고 있기 때문에, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 접착제층을 형성함과 동시에, 이 접착제층에 있어서 복수의 제1 전극의 사이 및 복수의 제2 전극의 사이에 공극부를 형성하기 위해 매우 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전극의 파인 피치화를 도모할 수 있고, 또한, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 접합체를 나타내는 도면으로서, 면 방향에 대하여 수직인 방향으로부터 배선판 접합체를 본 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 접속 구조를 나타내는 단면도로서, 배선판 접합체를 면 방향에 대하여 수직으로 절단한 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 접착제에 함유되는 도전성 입자를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 접속 구조를 나타내는 단면도로서, 배선판 접합체를 두께 방향에 대하여 수직으로 절단한 단면을 나타내는 도면이다.
도 5(a), (b)는 본 발명의 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 접속 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 이방 도전성 접착제의 용융 점도의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 실시예 및 비교예에 있어서 측정된 절연 저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 프린트 배선 기판의 접속 구조를 나타내는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 프린트 배선 기판의 접속 구조를 갖는 배선판 접합체의 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 배선판 접합체(1)를 면 방향에 대하여 수직으로 절단한 단면도로서, 도 1의 A-A 단면도이다. 또한, 도면 중의 화살표(X,Y)는 두께 방향, 면 방향을 나타내고 있으며, 도 1 및 도 4에 있어서는, 면 방향을 나타내는 화살표(Y)는 전극이 연장(extend)되어 설치되어 있는 방향이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 2개의 플렉시블(flexible) 배선판을 접합한 배선판 접합체를 예로 들어 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 배선판 접합체(1)는, 플렉시블 배선판인 제1 프린트 배선 기판(10)과, 플렉시블 배선판인 제2 프린트 배선 기판(20)이, 이방 도전성을 갖는 접착제(30)(도 2 참조)에 의해 접착되어 접합되어 있는 접합체이다. 이방 도전성 접착제인 접착제(30)를 통하여, 제1 프린트 배선 기판(10)과 제2 프린트 배선 기판(20)이 접합(접속)됨으로써, 각 프린트 배선 기판(10,20)이 갖는 복수의 전극(도 1 중의 파선 참조)이 전기적으로 접속된다. 이하, 각 프린트 배선 기판(10,20)의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 프린트 배선 기판(10)은 제1 기판(11)과, 제1 기판(11)에 형성된 복수의 제1 전극(12,13)을 구비하고 있으며, 제1 전극(12,13)은 면 방향(Y)(즉, 두께 방향(X)에 직교하는 방향)으로 서로 이웃하여 형성되어 있다. 마찬가지로, 제2 프린트 배선 기판(20)은 제2 기판(21)과, 제2 기판(21)에 형성된 복수의 제2 전극(22,23)을 구비하고 있으며, 제2 전극(22,23)은 면 방향(Y)으로 서로 이웃하여 형성되어 있다.

그리고, 제1 프린트 배선 기판(10)과 제2 프린트 배선 기판(20)이 접합된 상태에 있어서는, 제1 전극(12)과 제2 전극(22)이 두께 방향(X)으로 대향하고, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)이 두께 방향(X)으로 대향하는 구성으로 되어 있다.

각 기판(11,21)은 유연성이 우수한 수지(resin) 재료를 사용할 수 있다. 즉, 각 기판(11,21)을 형성하는 수지로서는, 예를 들면, 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 프린트 배선판용으로서 범용성이 있는 수지를 사용할 수 있다. 또한, 특히, 유연성에 더하여 높은 내열성도 갖고 있는 것이 바람직하며, 이러한 수지로서는, 예를 들면, 폴리아미드계의 수지나, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의 폴리이미드계의 수지가 매우 적합하게 사용된다.

또한, 각 전극(12,13,22,23)은 구리 등의 금속으로 형성된 금속 전극으로서, 예를 들면 동박(copper foil) 등의 금속박을 통상의 방법에 의해 에칭하여 가공함으로써 형성할 수 있다. 또한, 세미 어디티브(semi-additive)법에 의해 도금으로 각 전극(12,13,22,23)을 형성할 수도 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 전극간의 피치(pitch; P1) 및 제2 전극간의 피치(P2)가, 예를 들면 10㎛ 이상 300㎛ 이하가 되도록 각 전극(12,13,22,23)이 형성되어 있다. 제1 전극간의 피치(P1)는 1개의 제1 전극(즉, 제1 전극(12) 또는 제1 전극(13))의 폭(W1)과, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극(12,13)의 간격(S1)을 더한 길이이다. 따라서, 예를 들면, 각 제1 전극(12,13)의 폭(W1)이 50㎛이고, 제1 전극(12,13)의 간격(S1)이 50㎛이면, 제1 전극간의 피치(P1)는 100㎛이다. 마찬가지로, 제2 전극간의 피치(P2)는 1개의 제2 전극(즉, 제2 전극(22) 또는 제2 전극(23))의 폭(W2)과, 서로 이웃하는 2개의 제2 전극(22,23)의 간격(S2)을 더한 길이이다. 폭(W1)과 폭(W2)이 동일하며 간격(S1)과 간격(S2)이 동일하게 되어 있기 때문에, 제1 전극간의 피치(P1)와 제2 전극간의 피치(P2)는 동일하다.

접착제(30)는 도전성 입자(31)를 함유한 이방 도전성을 갖는 이방 도전성 접착제로서, 에폭시 수지, 고분자량의 에폭시 수지인 페녹시 수지, 경화제 및, 도전성 입자(31)를 필수 성분으로 하는 열경화성 접착제이다. 접착제(30)는 제1 프린트 배선 기판(10)과 제2 프린트 배선 기판(20)에 접착되어 있다. 구체적으로는, 접착제(30)는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)에 접착됨과 함께, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)에 접착되어 있다.

접착제(30)로서는, 예를 들면, 절연성의 열경화성 수지인 에폭시 수지 및 페녹시 수지를 주성분으로 하여, 니켈, 구리, 은, 금 등의 도전성 입자(31)가 분산된 것을 사용할 수 있다. 에폭시 수지를 사용함으로써, 접착제(30)의 필름 형성성, 내열성 및, 접착력을 향상시키는 것이 가능해진다.

접착제(30)에 함유되는 에폭시 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형, F형, S형, AD형, 또는 비스페놀 A형과 비스페놀 F형의 공중합(copolymer)형의 에폭시 수지나, 나프탈렌형 에폭시 수지, 노보락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 접착제(30)는 전술한 에폭시 수지 중 적어도 1종을 함유하고 있으면 좋다.

또한, 에폭시 수지 및 페녹시 수지의 분자량은, 접착제(30)에 요구되는 성능을 고려하여, 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 고분자량의 에폭시 수지를 사용하면, 필름 형성성이 높고, 또한, 접속 온도에 있어서의 수지의 용융 점도를 높게 할 수 있어, 후술하는 도전성 입자의 배향을 흐트러뜨리는 일 없이 접속할 수 있는 효과가 있다. 한편, 저분자량의 에폭시 수지를 사용하면, 가교(cross-linking) 밀도가 높아져 내열성이 향상되는 효과가 얻어진다. 또한, 가열시에, 전술한 경화제와 빠르게 반응하여, 접착 성능을 높이는 효과가 얻어진다. 따라서, 분자량이 15000 이상인 고분자량 에폭시 수지와 분자량이 2000 이하인 저분자량 에폭시 수지를 조합하여 사용함으로써, 성능의 균형을 잡을 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 고분자량 에폭시 수지와 저분자량 에폭시 수지의 배합량은 적절히 선택할 수 있다. 또한, 여기에서 말하는 「평균 분자량」이란, THF 전개의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC; gel permeation chromatography)로부터 구해진 폴리스틸렌 환산의 중량 평균 분자량을 말한다.

또한, 접착제(30)는 경화제로서 잠재성 경화제를 함유하고 있으며, 에폭시 수지의 경화를 촉진시키기 위한 경화제를 함유함으로써, 높은 접착력을 얻을 수 있다. 잠재성 경화제는 저온에서의 저장 안정성이 우수하여, 실온에서는 거의 경화 반응을 일으키지 않지만, 열이나 빛 등에 의해 빠르게 경화 반응을 하는 경화제이다. 이러한 잠재성 경화제로서는, 이미다졸계, 하이드라지드계, 3불화 붕소-아민 착체, 아민이미드, 폴리아민계, 제3급 아민, 알킬 요소(alkylurea)계 등의 아민계, 디시안디아미드계, 산무수물(acid anhydride)계, 페놀계 및, 이들의 변성물이 예시되며, 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

또한, 이들 잠재성 경화제 중에서도, 저온에서의 저장 안정성 및, 급속(promptly)경화성이 우수하다는 관점에서, 이미다졸계 잠재성 경화제가 바람직하게 사용된다. 이미다졸계 잠재성 경화제로서는, 공지의 이미다졸계 잠재성 경화제를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 이미다졸 화합물의 에폭시 수지와의 부가물이 예시된다. 이미다졸 화합물로서는, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-프로필이미다졸, 2-도데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 4-메틸이미다졸을 들 수 있다.

또한, 특히 이들 잠재성 경화제를 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 물질이나, 니켈, 구리 등의 금속 박막 및 규산 칼슘 등의 무기물로 피복하여 마이크로 캡슐(microcapsule)화한 것은, 장기 보존성과 급속경화성이라는 모순된 특성의 양립을 도모할 수 있기 때문에 바람직하다. 따라서, 마이크로 캡슐형 이미다졸계 잠재성 경화제가 특히 바람직하다.

또한, 이방 도전성 접착제인 접착제(30)에는 도전성 입자(31)가 분산되어 있으며, 도전성 입자(31)는, 미세한 금속 입자(예를 들면, 구 형상의 금속 미립자나 금속으로 도금된 구 형상의 수지 입자로 이루어지는 금속 미립자)가 다수, 직쇄 형상으로 연결된 형상, 또는 바늘 형상을 갖는, 소위 애스펙트비가 큰 형상을 갖는 금속 분말에 의해 형성되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 애스펙트비란, 도 3에 나타내는 도전성 입자(31)의 단경(短徑; 도전성 입자(31)의 단면의 길이; R)과 장경(長徑; 도전성 입자(31)의 길이; L)의 비(L/R)를 말한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 접착제(30)를 점하는 도전성 입자(31)의 비율을 0.0001 체적％ 이상 0.2 체적％ 이하로 했다.

접착제(30)는, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이면서, 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이에 개재되어, 가열 및 가압 처리됨으로써, 일단 용융하여 경화한다. 이와 같이 하여, 접착제(30)에 의해, 제1 프린트 배선 기판(10)과 제2 프린트 배선 기판(20)의 사이에 접착제층(30a)이 형성되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 구조는 제1 기판(11)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극(12,13)과, 제2 기판(21)에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극(22,23)을, 도전성 입자(31)를 함유한 이방 도전성을 갖는 접착제(30)를 통하여 전기적으로 접속하는 구성이다.

여기에서, 본 실시 형태에 있어서는, 서로 마주보는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이에 접착제(30)를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)이 형성되고, 이 접착제층(30a)에 있어서, 복수의 제1 전극(12,13)의 사이 및 복수의 제2 전극(22,23)의 사이에 공극부(33)가 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 이러한 구성에 의해, 종래와 같이 볼록 형상의 절연 부재(도시하지 않음)를 제1 전극(12,13)의 사이나 제2 전극(22,23)의 사이에 형성하는 일 없이, 제1 전극(12,13)간 및, 제2 전극(22,23)간의 절연성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로는, 제1 전극(12,13)의 사이 및 제2 전극(22,23)의 사이면서, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 있어서, 접착제(30)에 의해 형성되는 접착제층(30a)에, 내부가 공극부(33)로 되어 있는 기포(32)가 형성되어 있다. 공극부(33)는 상기 가열 및 가압 처리되기 전에 접착제(30)에 포함되어 있는 기체로 형성되는 공간이 아니라, 상기 가열 및 가압 처리를 하여 제1 프린트 배선 기판(10)과 제2 프린트 배선 기판(20)을 접속할 때, 접착제(30)의 내부에 침입한 기체에 의해 형성된 공간이다. 따라서, 기포(32)를 형성하는 기체, 즉, 공극부(33)에 포함되는 기체는, 배선판 접합체(1)의 제조 조건하에 따라 다르며, 예를 들면, 공극부(33)에 포함되는 기체는, 공기, 질소, 희가스(rare gas) 등이다.

또한, 공극부(33)는 각 전극(12,13,22,23)이 연장되어 설치된 방향을 따라서 연속적으로 형성되어 있으며, 공극부(33)는 전극이 연장되어 설치되어 있는 방향(도 1의 화살표(Y)가 나타내는 방향)으로 연장되어 있다. 그리고, 이와 같이 전극이 연장되어 설치되어 있는 방향으로 연장되어 있는 공극부(33)는, 두께 방향(X)에 대하여 수직으로 절단한 단면에 있어서, 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이의 전체 면적에 대하여 소정의 비율로 되어 있다.

구체적으로는, 제1 기판(11) 및 제2 기판(21)의 두께 방향(X)으로 대향하는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이(도 2 중의 화살표(V)에 의해 나타내는 영역)를, 두께 방향(X)에 대하여 수직으로 절단한 단면(도 4 참조)에 있어서, 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층(30a)(실선으로 해칭한 부분) 및 공극부(33)의 전체 면적을 S1으로 하고, 공극부(33)의 면적을 S2로 한 경우에, 전체 면적에 대한 공극부(33)의 면적의 비(S2/S1)는 0.3 이상 0.9 이하로 되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 「면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이」란, 제1 전극(12,13)의 사이면서, 제2 전극(22,23)의 사이이기도 하다.

즉, 접착제층(30a) 및 공극부(33)의 전체 면적은 접착제(30)에 의해 제1 기판(11)과 제2 기판(21)이 접착되는 영역이며, 그리고, 두께 방향(X)에 직교하는 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이의 전체 면적이다. 그리고, 제1 기판(11) 및 제2 기판(21)의 두께 방향(X)으로 대향하는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이를, 두께 방향(X)에 대하여 수직으로 절단한 단면에 있어서, 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이의 접착제층(30a)의 면적과 공극부(33)의 면적의 비는 7:3∼1:9이다.

또한, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이면서, 제1 전극(12,13)의 사이 및 제2 전극(22,23)의 사이에 있어서, 접착제층(30a) 중에 복수의 공극부(33)가 존재하고 있는 경우에는, 상기 단면에 있어서의 공극부(33)의 면적은 복수의 공극부(33)의 총면적이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 열경화성을 갖는 접착제(30)는 100℃에 있어서의 그 용융 점도가 10Pa·s 이상 10000Pa·s 이하이다. 이러한 구성에 의하면, 가열 및 가압함으로써 접착제층(30a)을 형성할 때, 접착제(30)의 내부에 있어서 기포(32)가 성장하기 쉬워 큰 공극부(33)가 형성되기 쉽다. 또한, 공극부(33)를 형성하는 기체가 접착제(30)의 내부로부터 달아나기 어렵다. 또한, 이러한 효과를 더욱 발휘하기 위해서는, 100℃에 있어서의 접착제(30)의 용융 점도는 100Pa·s 이상 10000Pa·s 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기의 효과를 한층 더 발휘하기 위해서는, 1000Pa·s 이상 10000Pa·s 이하인 것이 더욱 바람직하다. 접착제(30)의 용융 점도는, 예를 들면, 액상에서부터 반고체 형상의 물질의 점도를 측정할 수 있는 점도 측정 장치인 레오미터(rheometer; 도시하지 않음)를 이용하여 측정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 100℃에 있어서의 접착제(30)의 용융 점도가 10Pa·s 이상 10000Pa·s 이하가 되도록, 접착제(30)는 에폭시 수지로서, 25℃에 있어서 점도가 0.1Pa·s 이상 150Pa·s 이하의 액체인 에폭시 수지를 포함하고, 이 에폭시 수지의 함유량이 조성물 전량에 대하여 30 질량％ 이상 50 질량％ 이하로 되어 있다. 25℃에 있어서 점도가 0.1Pa·s 이상 150Pa·s 이하의 액체인 에폭시 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지를 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 접착제(30)는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)을 덮음과 함께, 추가로, 제1 전극(12,13)의 사이 및 제2 전극(22,23)의 사이에 있어서 제1 기판(11)과 제2 기판(21)을 덮고 있다. 즉, 제1 기판(11), 제2 기판(21), 제1 전극(12,13) 및, 제2 전극(22,23)의 표면에는 공극부(33)가 형성되어 있지 않은 구성으로 되어 있다.

또한, 도전성 입자(31)의 애스펙트비가 5 이상인 것이 바람직하다. 이러한 도전성 입자(31)를 사용함으로써, 도전성 입자(31)간의 접촉 확률이 높아진다. 따라서, 제1 전극(12)과 제2 전극(22)의 전기적인 접속 및, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 전기적인 접속을 용이하게 할 수 있다.

또한, 도전성 입자(31)의 애스펙트비는 CCD 현미경 관찰 등의 방법에 의해 직접 측정하지만, 단면이 원이 아닌 도전성 입자(31)인 경우에는, 단면의 최대 길이를 단경으로 하여 애스펙트비를 구한다. 또한, 도전성 입자(31)는, 반드시 곧은 형상을 가지고 있을 필요는 없고, 다소의 구부러짐이나 분기가 있어도 문제없이 사용할 수 있다. 이 경우, 도전성 입자(31)의 최대 길이를 장경으로 하여 애스펙트비를 구한다.

또한, 접착제(30)에 있어서 도전성 입자(31)의 장경(L)의 방향을, 필름 형상의 접착제(30)를 형성하는 시점에서 접착제(30)의 두께 방향(X)에 걸친 자기장 중을 통과시킴으로써, 필름 형상의 접착제(30)의 두께 방향(X)으로 배향시켜 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 배향으로 함으로써, 제1 전극(12)과 제2 전극(22)의 전기적인 접속 및, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 전기적인 접속을 한층 용이하게 할 수 있다.

다음으로, 도 1 등에 나타내는 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 구조를 갖는 배선판 접합체(1)의 제조 방법, 즉 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 방법에 대해, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

우선, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(12,13)이 형성된 제1 기판(11)과, 제2 전극(22,23)이 형성된 제2 기판(21)을 준비하고, 추가로, 접착제층(30a)을 형성하기 위한 접착제(30)를 준비한다.

이어서, 제1 전극(12,13)을 갖는 제1 기판(11)에 도전성 입자(31)를 함유하는 접착제(30)를 올려놓고, 이 접착제(30)를 소정의 온도(예를 들면, 200℃)로 가열한 상태에서 제1 기판(11)의 방향으로 소정의 압력(예를 들면, 4MPa)으로 가압하고, 접착제(30)를 제1 기판(11) 상에 가(假)접착한다. 다음으로, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)을 대향시켜, 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 위치 맞춤을 한다. 구체적으로는, 두께 방향(X)으로 제1 전극(12)과 제2 전극(22)을 대향시킴과 함께, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)을 대향시켜, 제2 기판(21)을 접착제(30) 상에 올려놓음으로써, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제(30)를 개재시킨다. 즉, 서로 마주보는 제1 전극(12)과 제2 전극(22)의 사이 및, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 사이에 접착제(30)를 개재시킨다.

이어서, 압착 부재(도시하지 않음)를 이용하여, 제2 프린트 배선 기판(20)을 통하여, 접착제(30)를, 제1 프린트 배선 기판(10)의 방향으로 소정의 압력으로 가압한 상태에서, 접착제(30)를 가열 용융시키고, 추가로 승온하여 접착제(30)를 경화시킴으로써 접착제층(30a)을 형성한다. 즉, 전술한 바와 같이, 접착제(30)는 열경화성 수지를 주성분으로 하고 있기 때문에, 가열하면 도 6에 나타내는 바와 같이 용융 점도가 저하되지만, 추가로 승온함으로써 경화한다. 이와 같이 하여, 접착제(30)가 용융했을 때, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이의 공간에 있어서의 기체가 용융한 접착제(30)의 내부로 들어가, 경화한 접착제(30)에 의해 형성되는 접착제층(30a)에 있어서 공극부(33)가 형성된다. 그리고, 미리 설정한 접착제(30)의 경화 시간이 경과하면, 압착 부재에 의한 가열 상태를 해제하여, 도 5(b)에 나타내는 배선판 접합체(1)가 제조된다.

본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 서로 마주보는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이에 접착제(30)를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)이 형성되고, 이 접착제층(30a)에 있어서, 복수의 제1 전극(12,13)의 사이 및 복수의 제2 전극(22,23)의 사이에 공극부(33)가 형성되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 종래와 같이 볼록 형상의 절연 부재(도시하지 않음)를 제1 전극(12,13)의 사이나 제2 전극(22,23)의 사이에 형성하는 일 없이, 제1 전극(12,13)간 및, 제2 전극(22,23)간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 제1 전극(12,13) 및 제2 전극(22,23)의 파인 피치화를 도모할 수 있다. 또한, 접착제층(30a) 중에 상기와 같은 공극부(33)가 형성되기 때문에, 접착제(30)에 함유되는 도전성 입자(31)는 제1 기판(11)에 형성된 제1 전극(12,13)과, 제2 기판(21)에 형성된 제2 전극(22,23)의 사이에 모여들기 쉬워진다. 따라서, 제1 전극(12)과 제2 전극(22) 및, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 전기적인 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있다.

(2) 두께 방향(X)에 수직인 단면에 있어서, 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층(30a) 및 공극부(33)의 전체 면적에 대한 접착제층(30a) 중의 공극부(33)의 면적의 비가 0.3 이상이기 때문에, 면 방향(Y)으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이(즉, 제1 전극(12,13)의 사이, 제2 전극(22,23)의 사이)를 점하는 공극부(33)의 비율이 커서, 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 확실히 향상할 수 있다. 또한, 두께 방향(X)에 수직인 단면에 있어서, 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 접착제층(30a) 및 공극부(33)의 전체 면적에 대한 접착제층(30a) 중의 공극부(33)의 면적의 비가 0.9 이하이기 때문에, 면 방향(Y)으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이를 점하는 접착제(30)의 비율이 커서, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 접착성을 확보할 수 있다.

(3) 제1 전극간의 피치(P1) 및 제2 전극간의 피치(P2)가 300㎛ 이하이기 때문에, 복수의 제1 전극(12,13) 및 제2 전극(22,23)의 파인 피치화를 행하여, 각 프린트 배선 기판(10,20)에 있어서의 전극의 고밀도화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 전극간의 피치(P1) 및 제2 전극간의 피치(P2)가 10㎛ 이상이기 때문에, 전극의 폭(W1,W2)이나 서로 이웃하는 2개의 전극의 간격(S1,S2)을 확보할 수 있다.

(4) 접착제(30)는 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)을 덮음과 함께, 추가로, 제1 전극(12,13)의 사이 및 제2 전극(22,23)의 사이에 있어서, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)을 덮고 있다. 이 때문에, 제1 기판(11) 및 제1 전극(12,13)과, 제2 기판(21) 및 제2 전극(22,23)의 접착성을 충분히 확보할 수 있다.

(5) 접착제(30)를 점하는 도전성 입자(31)의 비율이 0.0001 체적％ 이상 0.2 체적％ 이하이다. 이 때문에, 도전성 입자(31)가 저농도가 됨으로써 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 향상시킬 수 있다.

(6) 도전성 입자(31)가, 미세한 금속 입자가 다수, 직쇄 형상으로 연결된 형상, 또는 바늘 형상을 갖는 금속 분말이기 때문에, 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 확보하면서 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)을 전기적으로 접속하는 것을 용이하게 할 수 있다.

(7) 도전성 입자(31)의 애스펙트비가 5 이상이기 때문에, 도전성 입자(31)간의 접촉 확률이 높아져, 그 결과, 도전성 입자(31)의 배합량을 늘리는 일 없이, 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(8) 접착제(30)가 필름 형상을 갖고 있기 때문에, 접착제(30)의 취급이 용이해짐과 함께, 가열 및 가압하여 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)을 형성할 때의 작업성이 향상된다.

(9) 도전성 입자(31)의 장경 방향을, 필름 형상을 갖는 접착제(30)의 두께 방향(X)으로 배향시켰기 때문에, 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 확보하면서 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)을 전기적으로 접속하는 것을 한층 용이하게 할 수 있다.

(10) 100℃에 있어서의 접착제(30)의 용융 점도가 10Pa·s 이상 10000Pa·s 이하이다. 100℃에 있어서의 접착제(30)의 용융 점도가 10000Pa·s 이하이기 때문에, 가열 및 가압함으로써 접착제층(30a)을 형성할 때, 접착제(30)의 내부에 있어서 기포(32)가 성장하기 쉬워 큰 공극부(33)가 형성되기 쉽다. 또한, 100℃에 있어서의 접착제(30)의 용융 점도가 10Pa·s 이상이기 때문에, 가열 및 가압함으로써 접착제층(30a)을 형성할 때, 공극부(33)를 형성하는 기체가 접착제(30)의 내부로부터 달아나기 어렵다. 따라서, 제1 전극(12,13)과 제2 전극(22,23)의 사이에 접착제(30)를 개재시켜 가열 및 가압할 때, 접착제층(30a) 중에 공극부(33)를 용이하게 형성할 수 있다.

(11) 접착제(30)는 에폭시 수지로서, 25℃에 있어서 점도가 0.1Pa·s 이상 150Pa·s 이하의 액체인 에폭시 수지를 포함하고, 이 에폭시 수지의 함유량이 접착제(30)의 조성물 전량에 대하여 30 질량％ 이상 50 질량％ 이하이다. 이러한 구성의 접착제(30)는 상기 (10)에 기재한 효과를 발휘하기 때문에 매우 적합한 것이 된다. 즉, 상기 구성의 접착제(30)는 접착제층(30a) 중에 공극부(33)를 용이하게 형성할 수 있는 접착제(30)로서 매우 적합한 것이 된다. 그 결과, 고온·고습한 환경하에 있어서도 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 양호하게 할 수 있다.

(12) 본 발명에 따른 프린트 배선 기판(10,20)의 접속 방법에 있어서는, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)을 형성함과 동시에, 이 접착제층(30a)에 있어서 공극부(33)를 형성하고 있다. 즉, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 형성되는 접착제층(30a)에 있어서, 복수의 제1 전극(12,13)의 사이 및 복수의 제2 전극(22,23)의 사이에 공극부(33)가 형성된다. 이 때문에, 종래와 같이 볼록 형상의 절연 부재를 제1 전극(12,13)의 사이나 제2 전극(22,23)의 사이에 형성하는 일 없이, 제1 전극(12,13)간 및 제2 전극(22,23)간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 제1 전극(12,13) 및 제2 전극(22,23)의 파인 피치화를 도모할 수 있다. 또한, 접착제층(30a) 중에 상기와 같은 공극부(33)가 형성되기 때문에, 접착제(30)에 함유되는 도전성 입자(31)는 제1 기판(11)에 형성된 제1 전극(12,13)과, 제2 기판(21)에 형성된 제2 전극(22,23)의 사이에 모여들기 쉬워진다. 따라서, 제1 전극(12)과 제2 전극(22) 및, 제1 전극(13)과 제2 전극(23)의 전기적인 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 절연성과 접속 신뢰성의 양립을 도모할 수 있다. 또한, 접착제층(30a)을 형성함과 동시에 접착제층(30a)에 공극부(33)가 형성되기 때문에, 접착제층(30a)에 공극부(33)를 형성하기 위한 다른 공정을 불필요하게 할 수 있다.

(13) 본 발명에 따른 이방 도전성을 갖는 접착제(30)는 (10)에 기재한 물성이나, (11)에 기재한 조성물을 갖고 있다. 이 때문에, 제1 기판(11)과 제2 기판(21)의 사이에 접착제층(30a)을 형성함과 동시에, 이 접착제층(30a)에 있어서 복수의 제1 전극(12,13)의 사이 및 복수의 제2 전극(22,23)의 사이에 공극부(33)를 형성하기 위해 매우 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 기초하여 여러 가지 설계 변경을 하는 것이 가능하여, 그들을 본 발명의 범위로부터 제외하는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시 형태를 이하와 같이 변경하여 실시해도 좋다.

상기 실시 형태에 있어서는, 제1 프린트 배선 기판(10)은 플렉시블 배선판이었지만, 리지드(rigid) 배선판이라도 좋다. 또한, 마찬가지로, 제2 프린트 배선 기판(20)이 리지드 배선판이라도 좋다. 프린트 배선 기판으로서 리지드 배선판을 이용하는 경우는, 기판으로서 유리 에폭시 기판이나 배선이 형성된 유리 기판을 사용할 수 있다.

[실시예]

이하에, 본 발명을 실시예, 비교예에 기초하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니고, 실시예를 본 발명의 취지에 기초하여 변형, 변경하는 것이 가능하여, 그들을 본 발명의 범위로부터 제외하는 것은 아니다.

(실시예)

(접착제의 제작)

도전성 입자로서 Ni 분말을 이용했다. 구체적으로는, 도전성 입자로서, 장경(L)의 분포가 3㎛ 내지 20㎛, 단경(R)의 분포가 0.1㎛ 내지 0.3㎛인 직쇄 형상의 니켈 미립자를 이용했다. 또한, 에폭시 수지로서는, 25℃에 있어서 액체인, (1) 비스페놀 A형 에폭시 수지〔재팬에폭시레진 (주) 제조, 상품명 jER828EL, 25℃에 있어서의 점도: 14Pa·s〕와, (2) 비스페놀 F형 에폭시 수지〔재팬에폭시레진 (주) 제조, 상품명 jER807, 25℃에 있어서의 점도: 4Pa·s〕와, (3) 나프탈렌형 에폭시 수지〔DIC (주) 제조, 상품명 에피클론(EPICLON) HP4032, 25℃에 있어서의 점도: 100Pa·s〕를 사용했다. 또한, 25℃에 있어서 고체인 에폭시 수지인 (4) 페녹시 수지〔InChem (주) 제조, 상품명 PKHH〕를 사용하고, 경화제로서, (5) 이미다졸계 경화제〔(주) ADEKA 제조, 상품명 아데카하드너(ADEKAHARDENER) EH-4346S〕를 사용했다. 이들 (1)∼(5)를 (1)5/(2)25/(3)5/(4)50/(5)15의 비율의 중량비로 배합했다. 따라서, 실시예에 있어서는, 에폭시 수지의 함유량은 조성물 전량에 대하여 35 질량％이다. 그리고, 에폭시 수지, 페녹시 수지 및, 경화제를 2-에톡시에틸아세테이트에 용해하여 분산시킨 후, 3개 롤(roll)에 의한 혼련을 하여, 고형분이 50 중량％인 용액을 제작했다. 이 용액에, 고형분의 총량(Ni 분말+수지)을 점하는 비율을 나타내는 금속 충전률이 0.2 체적％가 되도록 상기 Ni 분말을 첨가한 후, 원심 교반(攪拌) 믹서를 이용하여 교반함으로써 Ni 분말을 균일하게 분산하여, 접착제용의 복합 재료를 제작했다. 이어서, 이 복합 재료를 이형(release) 처리한 PET 필름 상에 닥터 나이프(doctor knife)를 이용하여 도포한 후, 자속 밀도 100mT의 자기장 중에서, 60℃에서 50분간 건조, 고체화시킴으로써, 막 중의 직쇄 형상 입자가 자기장 방향으로 배향한, 두께 35㎛의 필름 형상의, 이방 도전성을 갖는 접착제를 제작했다.

(용융 점도의 측정)

제작한 접착제의 100℃에 있어서의 용융 점도를, 레오미터〔Reologica Instrument사 제조, Viscoanalyser VAR100〕를 이용하여 측정했다. 구체적으로는, 제작한 접착제를 직경 15mm의 평행 원판의 사이에 끼우고, 1Hz로 진동시키면서 10℃/분의 승온 속도로 20℃에서 250℃까지 가열을 하여, 점도를 측정했다. 용융 점도의 측정을 한 결과, 실시예에 있어서 접착제의 100℃에 있어서의 용융 점도는 7000Pa·s였다.

(절연 저항의 측정)

우선, 폭 100㎛, 길이 3mm, 높이 18㎛의, 금 도금이 된 구리 전극이 100㎛ 간격으로 100개 배열된 프린트 배선 기판인 플렉시블 배선판과, 폭 100㎛, 길이 3mm, 높이 18㎛의, 금 도금이 된 구리 전극이 100㎛ 간격으로 100개 배열된 프린트 배선 기판인 리지드 배선판을 준비했다. 즉, 전극간의 피치가 200㎛인 2개의 프린트 배선 기판을 준비했다. 그리고, 이 플렉시블 배선판과 리지드 배선판의 사이에 제작한 접착제를 끼우고, 접착제가 소정의 온도(200℃)가 되도록 적절한 온도(240℃)로 가열된 프레스 헤드를 플렉시블 배선판의 상방에 설치하고, 프레스 헤드를 리지드 배선판의 방향으로 이동시켜, 접착제로 형성되는 접착제층에 공극부가 형성되도록 접착제를 소정의 온도(200℃)로 가열하면서 4MPa의 압력으로 10초간 가압하여 접착시켜 실장하여, 접착제를 통하여 전극간이 접착된 플렉시블 배선판과 리지드 배선판의 접합체를 얻었다. 접착제층의 공극부의 면적비는 0.4였다. 이어서, 얻어진 접합체를 온도 85℃, 습도 85％RH의 환경하에 두고, 면 방향에 있어서 서로 이웃하는 전극간에 15V의 직류 전압을 계속 인가하여, 그 저항을 절연 저항으로서 측정했다. 그 결과를 도 7에 실선으로 나타낸다. 또한, 절연 저항의 측정은 절연 저항이 저하되어 안정되지 않을 때까지 계속했다.

(비교예)

접착제를 제작하는데 있어서, 나프탈렌형 에폭시 수지를 사용하지 않고, 실시예에 있어서의 (1), (2), (4), (5)를 (1)6/(2)17/(4)67/(5)10의 비율의 중량비로 배합하여 에폭시 수지의 함유량을 조성물 전량에 대하여 23 질량％로 한 것 이외는, 전술한 실시예와 동일하게 하여 접착제를 제작했다. 또한, 전술한 실시예와 동일 조건에서 용융 점도의 측정을 한 결과, 비교예에 있어서 접착제의 100℃에 있어서의 용융 점도는 15000Pa·s였다. 또한, 전술한 실시예와 동일하게 하여 접합체를 얻었다. 접착제층에 공극부는 보이지 않았다. 이어서, 전술한 실시예와 동일 조건에서 절연 저항을 측정했다. 그 결과를 도 7에 이점 쇄선으로 나타낸다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 실시예에 있어서는 15V의 직류 전압을 500시간 계속 인가해도 절연 저항이 크게 저하되는 일은 없고, 고온·고습한 환경하에 있어서도 서로 이웃하여 형성된 전극간의 절연성이 양호한 것을 알 수 있다. 한편, 비교예에 있어서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 15V의 직류 전압을 계속 인가하여 300시간이 경과한 후, 절연 저항이 크게 저하되어 불안정해졌다.

본 발명의 활용예로서는, 2개의 각 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 전극을, 이방 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 구조를 가진 배선판 접합체를 들 수 있다.

X : 두께 방향
Y : 면 방향
1 : 배선판 접합체
10 : 제1 프린트 배선 기판
11 : 제1 기판
12,13 : 제1 전극
20 : 제2 프린트 배선 기판
21 : 제2 기판
22,23 : 제2 전극
30 : 접착제
30a : 접착제층
31 : 도전성 입자
32 : 기포
33 : 공극부

Claims

제1 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극과, 제2 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극을, 도전성 입자를 함유한 이방(anisotropic) 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 구조로서,
서로 마주보는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 접착제를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 접착제층이 형성되고, 이 접착제층에 있어서, 복수의 상기 제1 전극의 사이 및 복수의 상기 제2 전극의 사이에 공극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 두께 방향으로 대향하는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이를, 상기 두께 방향에 대하여 수직으로 절단한 단면에 있어서, 상기 두께 방향에 직교하는 면 방향으로 서로 이웃하여 형성된 전극의 사이에 존재하는 상기 접착제층 및 상기 공극부의 전체 면적을 S1으로 하고, 상기 공극부의 면적을 S2로 한 경우에, 상기 전체 면적에 대한 상기 공극부의 면적의 비(S2/S1)가 0.3 이상 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극간의 피치(pitch) 및 상기 제2 전극간의 피치가 10㎛ 이상 300㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 접착제는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 덮음과 함께, 추가로, 상기 제1 전극의 사이 및 상기 제2 전극의 사이에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 접착제를 점하는 상기 도전성 입자의 비율이 0.0001 체적％ 이상 0.2 체적％ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 도전성 입자는, 미세한 금속 입자가 다수, 직쇄 형상으로 연결된 형상, 또는 바늘 형상을 갖는 금속 분말로서, 이 도전성 입자의 애스펙트비(aspect ratio)가 5 이상인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 접착제가 필름 형상을 갖고,
상기 도전성 입자의 장경(長徑) 방향을, 필름 형상을 갖는 상기 접착제의 두께 방향으로 배향시킨 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항에 있어서,
상기 접착제는 열경화성을 갖고, 100℃에 있어서의 상기 접착제의 용융 점도가 10Pa·s 이상 10000Pa·s 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착제는, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 경화제 및, 도전성 입자를 필수 성분으로 하고, 추가로, 상기 에폭시 수지로서, 25℃에 있어서 점도가 0.1Pa·s 이상 150Pa·s 이하의 액체인 에폭시 수지를 포함하고, 이 에폭시 수지의 함유량이 상기 접착제의 조성물 전량에 대하여 30 질량％ 이상 50 질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 구조.
제1 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제1 전극과, 제2 기판에 서로 이웃하여 형성된 복수의 제2 전극을, 도전성 입자를 함유한 이방 도전성을 갖는 접착제를 통하여 전기적으로 접속하는 프린트 배선 기판의 접속 방법으로서,
서로 마주보는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 접착제를 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 접착제층을 형성함과 동시에, 이 접착제층에 있어서 복수의 상기 제1 전극의 사이 및 복수의 상기 제2 전극의 사이에 공극부를 형성하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 접속 방법.
제8항 또는 제9항에 기재된 프린트 배선 기판의 접속 구조에 이용되는 이방 도전성을 갖는 접착제.