專利名稱：連接導(dǎo)電制品的方法，和具有通過所述連接方法連接的部件的電氣或電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接形成于基材上的導(dǎo)電跡線的方法。
背景技術(shù)：
在電氣或電子元件中，其中在元件上布置多個導(dǎo)體或跡線的多導(dǎo)體被連接到其它的多導(dǎo)體。例如，在將具有在其上封裝的多種電子部件的電路板連接到其它電路板時，分別在一個和另一個電路板上形成多個導(dǎo)電跡線，并分別將所述多導(dǎo)體的兩個端部彼此連接以連接兩個電路板。
考慮各種連接方法以連接這種多導(dǎo)體，例如焊接、各向異性導(dǎo)電膠膜(以下稱為ACF)、壓力連接、使用連接器的連接等。然而，近年來，隨著電氣和電子裝置的主體越來越薄和越來越小，導(dǎo)體的寬度和間隔也日益變小，目前的連接方法并不理想。
發(fā)明概述本發(fā)明的實施方式包括如下的。
一種包括撓性基材的制品，所述基材在其從基材的第一端延伸到第二端的表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線，其中構(gòu)造所述至少一個導(dǎo)體跡線，以在待在基材的第一端部連接的第一電路和待在基材的第二端部連接的第二電路之間形成電連接，和在基材的第一端部和第二端部的熱固化環(huán)氧樹脂粘合劑。
一種方法，包括提供在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的第一撓性基材；在所述至少一個跡線的至少一部分上布置熱固化環(huán)氧樹脂粘合劑組合物；提供具有至少一個跡線的第二基材；使第一和第二基材上相應(yīng)的跡線對齊；并在低于導(dǎo)電跡線的熔點溫度之下的溫度，施加熱和壓力粘合所述第一和第二基材，使相應(yīng)的跡線電連接并流動和固化跡線周圍的粘合劑。
一種制品，包括含有第一電路和在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的基材，其中構(gòu)造所述至少一個第一導(dǎo)電跡線，以在第一電路和包括第二電路的第二基材之間形成電連接，和覆蓋至少一個第一導(dǎo)電跡線的表面的熱固化己內(nèi)酯改性的環(huán)氧粘合劑。
一種制品，包括含有第一電路和在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的基材，其中構(gòu)造所述至少一個第一導(dǎo)電跡線，以在第一電路和包括第二電路的第二基材之間形成電連接，和覆蓋至少一個第一導(dǎo)電跡線的表面的熱固化Bingham塑性粘合劑。
從以下的附圖、詳細(xì)說明和權(quán)利要求，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是顯而易見的。


圖1是用于解釋在撓性多導(dǎo)體和剛性多導(dǎo)體的導(dǎo)體上鍍上非腐蝕性金屬的視圖；圖2是用于解釋使用模頭在撓性多導(dǎo)體的導(dǎo)體上形成粗糙度的視圖；圖3是用于解釋在其上具有形成的粗糙度的撓性多導(dǎo)體的導(dǎo)體的視圖；圖4是用于解釋形成于導(dǎo)體上的粗糙度的尺寸的視圖。
圖5是顯示撓性多導(dǎo)體的視圖，所述多導(dǎo)體具有層壓于其上的粘合劑，其中(A)是從導(dǎo)體軸向看的視圖，和
(B)是從垂直于導(dǎo)體軸的方向看的視圖；圖6是顯示層壓輥的視圖；圖7是用于解釋使用顯微鏡進(jìn)行位置對齊步驟的視圖；圖8是顯示位置對齊的撓性多導(dǎo)體和剛性多導(dǎo)體的視圖。
圖9是表示用于暫時粘合的烙鐵的視圖；圖10是用于解釋全部粘合的視圖；圖11是顯示在移動電話機中使用撓性多導(dǎo)體互相連接的兩個剛性多導(dǎo)體的視圖。
詳細(xì)說明本發(fā)明至少一方面的目的是提供連接方法，其能夠牢固地連接狹窄的和微型化的導(dǎo)電跡線，和其使得修復(fù)工作可以容易地進(jìn)行。
本發(fā)明至少一個方面的另一個目的是，與上述連接方法相關(guān)，提供通過上述連接方法連接的電氣和電子器件。
本發(fā)明的基材可以具有單個跡線，但是通常具有排列于其表面的多個導(dǎo)電跡線，或?qū)w，通常稱為“多導(dǎo)體”。多導(dǎo)體一般包括印刷電路板(剛性電路板、撓性電路板)和直接提供在器件表面上的電路。多導(dǎo)體也可以為“跨接電路”，其可以連接兩個其它的多導(dǎo)體，比如器件和電路板。
本發(fā)明的至少一個方面提供一對導(dǎo)電跡線的疊加區(qū)域。該導(dǎo)電跡線通過金屬粘合或通過金屬之間的機械或物理接觸連接，和周圍的部分通過熱固粘合劑連接，使得可以實現(xiàn)非常牢固的連接。通過使用熱固粘合劑，比如含有己內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂的熱固化組合物，可以容易地實現(xiàn)修復(fù)工作的斷開連接和再連接。如圖11所示，疊加區(qū)域是其中一對多導(dǎo)體10，20彼此重疊的區(qū)域。
參照顯示其實施方式的附圖，將詳細(xì)說明本發(fā)明的各個方面。
存在各種通過在基材元件上排列多個導(dǎo)體而形成的多導(dǎo)體，例如通過在封裝電子部件的剛性基材上直接排列導(dǎo)體形成的剛性多導(dǎo)體，通過在撓性膜上排列導(dǎo)體形成的撓性多導(dǎo)體等。撓性多導(dǎo)體包括所謂的撓性電路板。本發(fā)明可以用于各種連接，例如剛性多導(dǎo)體的連接，撓性多導(dǎo)體的連接，或剛性多導(dǎo)體和撓性多導(dǎo)體的連接。
基材上的導(dǎo)體，尤其是可以為手指狀的撓性基材，即，單個導(dǎo)體的端部之間的基材可以為裂縫或以其它方式分開，這樣就使得一個多導(dǎo)體上的單個導(dǎo)體具有另外的撓性，以在連接在一起的時候與第二多導(dǎo)體上的導(dǎo)體相適應(yīng)。這對于其中一個多導(dǎo)體是剛性的，另一個是撓性的實施方式尤其適合。如果撓性多導(dǎo)體上的跡線是手指狀的，其能夠與剛性多導(dǎo)體上的跡線相適應(yīng)，這使得單個疊加的跡線之間具有更好的連接。
將以剛性多導(dǎo)體和撓性多導(dǎo)體作為例子，說明多導(dǎo)體的連接。但是，如上所述，所述連接方法適合于任何具有跡線導(dǎo)體的撓性和剛性基材。待連接基材上的導(dǎo)體可以由相同或不同的材料組成。
撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20顯示于圖1。撓性多導(dǎo)體10由通過導(dǎo)電材料例如銅合金制成的多個導(dǎo)體12形成，所述多個導(dǎo)體以給定的間距排列于撓性樹脂膜11上，和剛性多導(dǎo)體20由通過金屬例如銅合金制成的多個導(dǎo)體22形成，所述導(dǎo)體以給定的間距排列于剛性樹脂膜21上。例如，通過用照相平版印刷方法等，進(jìn)行上述導(dǎo)體12，22的安置。
然后可以在這些導(dǎo)體上形成非腐蝕性金屬層，作為導(dǎo)體的最外層。導(dǎo)體12，22的高約5-約250μm，導(dǎo)體12和導(dǎo)體22的寬彼此相等，為幾十μm～約100μm，間隔同樣為幾十μm～約100μm。這些以放大的方式顯示于圖1。
上述非腐蝕性金屬層通常通過鍍涂的方法形成，盡管其形成不限于該方法。為形成非腐蝕性層，撓性多導(dǎo)體10和/或剛性多導(dǎo)體20可以浸于圖1中央所示的非腐蝕性金屬鍍浴30中，并分別在導(dǎo)體12，22的表面上形成鍍涂的非腐蝕性金屬層13，23。鍍涂的非腐蝕性金屬層13，23的厚度為約0.1μm～約0.5μm。
在圖1的底部，顯示了分別具有粘合于其上的鍍涂的非腐蝕性金屬層13，23的撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20。
盡管以上說明了所謂的浸漬釬焊方法的一個例子，可以使用其它的鍍涂方法，例如電鍍或無電解鍍。
作為組成導(dǎo)體最外層的非腐蝕性金屬，可以使用的合適的金屬包括金、銀、鈀、鉑、錫和其合金。這些材料的使用，使得可以進(jìn)行比如通過冷焊、摩擦焊、和擴散粘合形成的那些固相連接。但是，由于在本發(fā)明的連接方法中，粘合劑圍繞并固定金屬導(dǎo)體，所以不需要固相連接，導(dǎo)體的接觸就足以形成連接。無論如何，為確保穩(wěn)定的連接，可以形成固相連接以將導(dǎo)體牢固地彼此連接。在摩擦粘合中，可以應(yīng)用超聲波振動，以促進(jìn)固相連接。
那么優(yōu)選在撓性多導(dǎo)體10的導(dǎo)體12上形成壓花的非平坦的部分14。這是為確保以后進(jìn)行的撓性多導(dǎo)體10的導(dǎo)體12和剛性多導(dǎo)體20的導(dǎo)體22的連接。圖2是用于說明在撓性多導(dǎo)體10上形成非平坦部分14的視圖。用模具40壓如圖1底部所示狀態(tài)的撓性多導(dǎo)體10，其中并排形成半圓柱形狀的突出物41。圖3是顯示具有如上所述的非平坦部分14的撓性多導(dǎo)體10的視圖。所述突出物可為任何合適的形狀，例如錐形、矩形、圓形、正方形等。非平坦部分可有助于提供優(yōu)良的金屬到金屬接觸，這是因為它們使得從金屬接觸點之間更容易轉(zhuǎn)移粘合劑。
非平坦部分14的尺寸取決于如下的因素，如導(dǎo)電跡線的高度、深度和寬度尺寸，多導(dǎo)體的預(yù)計用途等。以下參照圖4說明非平坦部分14的優(yōu)選尺寸。
非平坦部分14的寬度R優(yōu)選等于導(dǎo)體高度H×(約0.5～約10)，如果H＝20μm，R是約10～約200μm。
非平坦部分14的凹陷的深度D優(yōu)選等于導(dǎo)體高×(約0.2～約0.8)，如果H＝20μm，D是5～約100μm。
非平坦部分14的凹陷之間的間隔L優(yōu)選等于導(dǎo)體高度×(0.5～約10)，如果H＝20μm，L是約10～約200μm。
可以在此時添加任選的非腐蝕性金屬(其未顯示于圖2、3和4)。
然后，在含有待疊加導(dǎo)體的區(qū)域中將粘合劑附加到至少一個多導(dǎo)體。對于用于本發(fā)明的粘合劑需要幾種其它的性能。這些性能如下所述。
首先，撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20位置對齊，以使得相應(yīng)的導(dǎo)體適當(dāng)?shù)丿B加。如果粘合劑顯示粘性，分離兩個多導(dǎo)體以糾正對齊錯誤將會很困難并浪費時間。因此，優(yōu)選粘合劑在位置對齊期間，即在室溫下，顯示出很小或不顯示粘性。
然后，優(yōu)選暫時粘合位置對齊的撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20。因此，粘合劑優(yōu)選在短期加熱后(但沒有完全固化)顯示出粘性。
接下來，進(jìn)行粘合劑的熱壓粘合。即，在加熱的同時，將撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20壓在一起，使得導(dǎo)體上的金屬層彼此接觸。在一些實施方式中，金屬優(yōu)選在它們之間形成固相連接。如果通過熱壓粘合產(chǎn)生氣泡，可能影響或破壞金屬接觸，或可能由于在高濕度下氣泡中的水冷凝而發(fā)生短路。因此，需要粘合劑組合物在加熱時不產(chǎn)生氣泡。
另一方面，熱壓粘合的初始狀態(tài)，即，在相對低的溫度下，需要從基材21或膜11突出的導(dǎo)體可穿透粘合劑組合物層，使得導(dǎo)體可以彼此接觸。
另外，如果撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20之間的連接偶然損壞，所述粘合劑組合物優(yōu)選能使得該連接可以容易地斷開連接，并在例如替換或者多導(dǎo)體10或者多導(dǎo)體20的修復(fù)工作完成之后，可以恢復(fù)連接。因此，優(yōu)選能使得連接可以容易地斷開并容易地再次恢復(fù)連接的粘合劑組合物。換句話說，粘合劑可以被除去并可以再次起作用。上下文中的“可以被除去”表示可以加熱軟化粘合劑以使得粘合的制品可以被分離，“再次起作用”表示在制品被分離之后可以加熱和軟化粘合劑，以使得之前粘合的制品可以再粘合，或粘合到不同的制品上。
滿足上述要求的粘合劑組合物是本發(fā)明的熱固性粘合劑。本發(fā)明熱固性粘合劑的至少一種實施方式是固化之后輕度交聯(lián)的，其使得其在固化之后隨后加熱的時候軟化。熱固性粘合劑組合物的至少一種實施方式含有己內(nèi)酯-改性環(huán)氧樹脂。應(yīng)用于多導(dǎo)體的熱固性粘合劑組合物的至少一種實施方式在約100～250℃的溫度范圍熱壓約1～約30秒之后，具有高于3N/cm的剝離強度。熱固性粘合劑組合物的至少一種實施方式在約100～250℃的溫度范圍具有塑性流動。熱固性粘合劑組合物的至少一種實施方式是Bingham塑性體。Bingham塑性體是直到超過臨界應(yīng)力(屈服應(yīng)力)才流動的材料。在理想模型中，Bingham塑性體以與大于屈服應(yīng)力的應(yīng)力的超出量成比例的速度流動；然而，真正的材料僅可接近理想模型。因此當(dāng)所施應(yīng)力超過屈服點的時候，本發(fā)明的Bingham塑性粘合劑發(fā)生塑性變形。在屈服點之上，所述粘合劑表現(xiàn)為液體，而低于屈服點時，其表現(xiàn)為彈性固體。
本發(fā)明的熱固性粘合劑的至少一種實施方式具有結(jié)晶相。例如，結(jié)晶相可含有己內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂(以下簡稱″改性環(huán)氧樹脂″)作為主要成分。改性環(huán)氧樹脂賦予適當(dāng)?shù)娜犴g性給熱固性粘合劑組合物，并因此可提高熱固性粘合劑的粘彈性質(zhì)。結(jié)果，熱固性粘合劑甚至在硬化之前就顯示出內(nèi)聚力，并一旦加熱即逐步顯示出粘合能力。如同常規(guī)的環(huán)氧樹脂一樣，一旦加熱，改性環(huán)氧樹脂形成具有3-維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硬化產(chǎn)物，并從而賦予熱固性粘合劑組合物內(nèi)聚強度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這種改性環(huán)氧樹脂具有通常約100～約9,000的環(huán)氧當(dāng)量，優(yōu)選約200～約5,000，更優(yōu)選約500～約3,000。具有這種環(huán)氧當(dāng)量的改性環(huán)氧樹脂可商業(yè)得到，例如以商品名PLACCEL G系列得自Daicel Chemical Industries Co.。
本發(fā)明的熱固性粘合劑組合物優(yōu)選含有粘性降低劑。適當(dāng)?shù)恼承越档蛣┦桥c上述改性環(huán)氧樹脂結(jié)合的三聚氰胺/異氰脲酸加合物(之后也稱為″三聚氰胺/異氰脲酸復(fù)合物″)。有用的三聚氰胺/異氰脲酸復(fù)合物是可商業(yè)得到的，例如以商品名MC-600得自Nissan ChemicalIndustries Co.，并且對于強化熱固性粘合劑組合物是有效的，由于觸變性的發(fā)展在熱固化以前減小熱固性粘合劑組合物的粘性，并抑制熱固性粘合劑組合物的吸濕和流動性?？紤]到防止硬化之后的脆化而不損害如上所述的效果，熱固性粘合劑組合物通?？珊械娜矍璋?異氰脲酸復(fù)合物的量為，相對于100重量份數(shù)的改性環(huán)氧樹脂含有約1～約200重量份數(shù)，優(yōu)選約2～約100重量份數(shù)，更優(yōu)選約3～約50重量份數(shù)。
熱固性粘合劑組合物可進(jìn)一步含有熱塑性樹脂以改進(jìn)修復(fù)性能。適當(dāng)?shù)臒崴苄詷渲潜窖趸鶚渲１窖趸鶚渲蔷哂墟湢罨蚓€性結(jié)構(gòu)的相對高分子量的熱塑性樹脂，并由表氯醇和雙酚A組成。苯氧基樹脂具有極好的可加工性，并可以有利地用于形成需要形狀的熱固性粘合劑組合物。根據(jù)本發(fā)明的至少一個方面，熱固性粘合劑組合物中含的苯氧基樹脂的量可以為，相對于100重量份數(shù)的改性環(huán)氧樹脂，通常為約10～約300重量份數(shù)，優(yōu)選20～200重量份數(shù)。這是因為，在該范圍中，苯氧基樹脂可以有效地與上述的改性環(huán)氧樹脂共溶解。如此，可以有效地防止改性環(huán)氧樹脂從熱固性粘合劑組合物流出。苯氧基樹脂與上述改性環(huán)氧樹脂的硬化產(chǎn)物纏繞，以增加熱固性粘合劑組合物的最終內(nèi)聚強度和抗熱性。另外，連接之后可以得到優(yōu)良的修復(fù)性能。
另外，根據(jù)需要，熱固性粘合劑組合物可與上述苯氧基樹脂結(jié)合或獨立地含有第二環(huán)氧樹脂(以下簡單地稱為″環(huán)氧樹脂″)。該環(huán)氧樹脂無特別限制，只要其不離開本發(fā)明的范圍，和可以使用例如，雙酚A環(huán)氧樹脂，雙酚F環(huán)氧樹脂，雙酚A二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂，苯酚酚醛清漆類型的環(huán)氧樹脂，甲酚酚醛清漆類型的環(huán)氧樹脂，fluolene環(huán)氧樹脂，縮水甘油基胺環(huán)氧樹脂，脂肪族環(huán)氧樹脂，溴化的環(huán)氧樹脂，氟化的環(huán)氧樹脂等。如同改性環(huán)氧樹脂一樣，這些環(huán)氧樹脂可以與苯氧基樹脂同溶，并顯示出很小的從熱固性粘合劑組合物的流出。特別是熱固性粘合劑組合物相對于100重量份數(shù)的改性環(huán)氧樹脂，含有優(yōu)選約50～約200重量份數(shù)，更優(yōu)選約60～約140重量份數(shù)的第二環(huán)氧樹脂的時候，可以有利地提高抗熱性。
在本發(fā)明的實施中，尤其是雙酚A二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂(以下也稱為″二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂″)可被用作優(yōu)選的環(huán)氧樹脂。該二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂是液體，并可提高例如熱固性粘合劑組合物的高溫特性。例如，通過使用二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂，可以提高由于高溫硬化的耐化學(xué)性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。另外，固化劑的應(yīng)用范圍可放寬，固化條件可以相對溫和。這樣的二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂可商業(yè)得到，例如以商品名D.E.R.332從DowChemical(Japan)Co.得到。
可以加入固化劑到熱固性粘合劑組合物中，以便于改性環(huán)氧樹脂和第二環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)。固化劑的類型和量無特別限制，只要可以得到預(yù)期效果。但是考慮到抗熱性的改進(jìn)，熱固性粘合劑組合物相對于100重量份數(shù)的改性環(huán)氧樹脂和必要的第二環(huán)氧樹脂，通常可含有約1～約50重量份數(shù)，優(yōu)選約2～約40重量份數(shù)，更優(yōu)選約5～約30重量份數(shù)的固化劑。有用的固化劑的例子包括但不限于，胺類固化劑，酸酐，二氰胺，陽離子聚合催化劑，咪唑化合物，肼化合物等。尤其是，從在室溫下熱穩(wěn)定性的角度來看，可以提到二氰胺作為希望的固化劑。關(guān)于二環(huán)氧甘油醚類型的環(huán)氧樹脂，可優(yōu)選使用脂環(huán)族的聚胺，聚酰胺，酰胺胺和其改變體。
可以加入約25～約90重量份數(shù)的有機顆粒到100重量份數(shù)的熱固性粘合劑組合物，以得到這樣的樹脂，其具有降低了的發(fā)泡性能，并使得導(dǎo)體很好地穿透粘合劑組合物。這樣的樹脂顯示出塑性流動特性。即，施加超過屈服應(yīng)力的應(yīng)力的時候，其塑性流動，但是其響應(yīng)于不大于屈服應(yīng)力的外力發(fā)生彈性形變。用相對高的壓力將導(dǎo)體的突出物壓到該樹脂上的時候，具有這些性能的樹脂流動，以使得導(dǎo)體穿透其。然而，當(dāng)在加熱時由基材的含水而產(chǎn)生的水蒸氣壓應(yīng)用到樹脂時，所述樹脂流動并幾乎不產(chǎn)生氣泡。
可以加入的有機顆粒包括以下物質(zhì)的顆粒丙烯酸樹脂，苯乙烯-丁二烯樹脂，苯乙烯-丁二烯-丙烯酸樹脂，三聚氰胺樹脂，三聚氰胺-異氰脲酸酯加合物，聚酰亞胺，聚硅氧烷樹脂，聚醚亞酰胺，聚醚砜，聚酯，聚碳酸酯，聚醚醚酮，聚苯并咪唑，聚烯丙基化物，液晶聚合物，烯烴樹脂，乙烯-丙烯酸系共聚物，并且所述粒度不大于約0μm，優(yōu)選不大于約5μm。
將如上所述得到的粘合劑組合物附加到撓性多導(dǎo)體10和/或剛性多導(dǎo)體20的表面。粘合劑可以制備為干膜并被熱層壓，或可以以液態(tài)形式涂覆。附加粘合劑覆蓋的區(qū)域不必限于導(dǎo)體區(qū)域，即使所述區(qū)域延伸到導(dǎo)體周圍也沒有問題。
圖5是顯示具有在約80～約120℃熱層壓的干膜形式的粘合劑的撓性多導(dǎo)體10的視圖。圖5(A)是導(dǎo)體12軸向的視圖，圖5(B)是垂直于導(dǎo)體12軸向的視圖。附圖標(biāo)記15表示粘合層。粘合層15的厚度為導(dǎo)體高度的約0.2～約2.5倍，為約5～約200μm，優(yōu)選約10～約50μm，更優(yōu)選約10～約20μm。
圖6是顯示輥層壓機50的視圖，其熱層壓干膜形式的粘合劑到撓性多導(dǎo)體10上，其包括一對輥51和未顯示的加熱器。
如圖7所示，具有附加到其上的粘合劑的撓性多導(dǎo)體10使用顯微鏡60在適當(dāng)位置對齊。該實施方式中，如圖8所示，移動撓性多導(dǎo)體10，使粘合劑層15面向下在剛性多導(dǎo)體20上，并對齊使得撓性多導(dǎo)體10的導(dǎo)體12和剛性多導(dǎo)體20的導(dǎo)體22的相應(yīng)導(dǎo)體進(jìn)入相同的位置。位置對齊在室溫下進(jìn)行，和由于粘合劑優(yōu)選在室溫下顯示出極小到?jīng)]有粘性，不發(fā)生導(dǎo)體的粘著并可以順利進(jìn)行位置對齊。
位置對齊完成之后，優(yōu)選通過如圖9所示的烙鐵70進(jìn)行例如約120℃到約150℃，約1秒的最小加熱。然后，粘合劑顯示出粘性，已經(jīng)位置對齊的撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20暫時彼此粘合，使其不再發(fā)生相對位移。
然后更永久性地壓力粘合如上所述已經(jīng)暫時粘合的撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20(完全的壓力粘合)。圖10是顯示利用連接器80進(jìn)行熱壓粘合之后，完全壓力粘合的結(jié)果。如所示的，撓性多導(dǎo)體10和剛性多導(dǎo)體20的金屬層彼此接觸。結(jié)果，撓性多導(dǎo)體10的導(dǎo)體11和剛性多導(dǎo)體20的導(dǎo)體21牢固地連接。在負(fù)荷下進(jìn)行壓力粘合，任選應(yīng)用超聲波振動以促進(jìn)摩擦焊接或應(yīng)用電流。加熱的條件一般為約100～約250℃，約1～約30秒。如果溫度更高或加熱時間更長，可能損傷多導(dǎo)體10或20，和如果溫度更低或加熱時間更短，可能得不到有效的連接。壓力約為2×102～約10×102kPa。
本發(fā)明中，在出現(xiàn)比如位置偏差等失誤的時候，或連接的多導(dǎo)體10或20變得有缺陷的時候，通過在250℃或更低的相對低的溫度下加熱，就可以容易地釋放連接。斷開連接的多導(dǎo)體10或20可以通過在如上所述的條件下熱壓粘合而容易地再次連接。
包括如上所述得到的連接的電氣或電子元件可被用于各種產(chǎn)品。例如，本發(fā)明的元件可被用于如圖11所示的移動電話機100。
通過下列實施例說明本發(fā)明，但是這些實施例所述的特定材料和其量及其他的條件和細(xì)節(jié)，不應(yīng)該解釋為不當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明。
實施例以下說明撓性多導(dǎo)體和剛性多導(dǎo)體連接的具體的例子和性能試驗的結(jié)果。
1.剛性電路板(PCB)(剛性多導(dǎo)體)和撓性印制電路板(FPC)(撓性多導(dǎo)體)的連接。
PCB基材如JIS C6484限定的玻璃布基環(huán)氧樹脂印制電路板(厚度0.4mm)，導(dǎo)體高度金/鎳/銅＝0.3μm/5μm/18μm，L/S(線性導(dǎo)體的寬度/線性導(dǎo)體之間的間隔)＝100μm/100μm，電路個數(shù)(線性導(dǎo)體個數(shù))50。
FPC基材聚酰亞胺(KAPTON，由DuPont Co.制造)(厚度25μm)，導(dǎo)體高度金/鎳/銅＝0.3μm/1.5μm/18μm，L/S(線性導(dǎo)體寬度/線性導(dǎo)體之間的間隔)＝100μm/100μm，電路個數(shù)(線性導(dǎo)體的個數(shù))50。
2.通過擠壓到?jīng)_模在FPC表面上形成突出物。
沖模SKD-11(如JIS G4404中限定的)，由8個齒距為200μm，高度為30μm的線性凹陷組成。
擠壓在400kgf的負(fù)荷下擠壓，線性的突出物垂直于FPC電路。
3.粘合劑組合物的制備在室溫下混合和制備如表1所示的組合物，并涂覆到聚硅氧烷處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上，并在100℃的烘箱中干燥30分鐘，以得到25μm厚的粘合劑薄膜。
表1粘合劑的原料組合物

苯氧樹脂YP50S，由Tohto Kasei Co.制造，數(shù)均分子量11,800。
環(huán)氧樹脂DER 332，由Dow Chemical Japan Co.制造，環(huán)氧當(dāng)量174聚己酸內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂Placcel G402由DAICEL ChemicalIndustries Co.，制造，環(huán)氧當(dāng)量1350。
具有縮水甘油基官能團(tuán)的丙烯酸顆粒EXL 2314，KUREHAPARALOID EXL，由Kureha Chemical Industry Co.制造。
DICY二氰二胺CG-NA，由PTI Japan Co.制造。
三聚氰胺/異氰脲酸加合物MC-600，由Nissan ChemicalIndustries Co.制造。
4.粘合性薄膜的層壓突出物形成之后，將粘合劑置于FPC電路的表面，并在120℃熱壓層壓。
5.樹脂密封的電連接在20kg的負(fù)載下，根據(jù)以下溫度計劃表，將以上制備的在其上層壓有粘合劑的FPC連接到上述的PCB。
保持在175℃或更高的溫度下3～5秒最高溫度200℃用加熱器在145℃釋放施加的負(fù)荷6.連接電阻測量的結(jié)果通過四端子方法使用毫歐計測量PCB和FPC電路之間連接電阻的值。證實基材和所有的FPC電路連接的電阻為1Ω或更小，所述連接在以下條件下具有環(huán)境電阻。該值包括超過四端測量的導(dǎo)線電阻。結(jié)果如下表2所示。
表2.環(huán)境試驗前后電阻值(Ω)

1)加熱循環(huán)-40℃/30分鐘<->80℃/30分鐘，500次循環(huán)2)水熱老化60℃/90％RH，500小時7.簡單的斷開連接在加熱器上在150℃加熱的同時，在通過如上所述的方法形成的電連接上施加力。用該方法，可以釋放連接而不引起對PCB或FPC的任何破壞。
8.修復(fù)性能在用上述方法釋放的電連接上，再次進(jìn)行如前面所述的樹脂密封連接，并測量連接電阻得到下列結(jié)果。再連接之后沒有觀察到阻抗值的變化，因此證實具有優(yōu)良的修復(fù)性能。
表3.修復(fù)前后的電阻值

9.粘合劑的流變性能通過在兩個平行的圓盤之間壓縮粘合劑樣品并用定做的塑性計測量塑性流動，確定具有上表1所記載的組成的粘合劑的塑性流動性能。
粘合劑的塑性流動性能是恒力F垂直施加到圓盤上之后，在起始間隙間距ho，在兩個半徑R的圓盤之間，不可壓縮流體等溫地和放射狀地向外的流動性能。
該流動問題可以通過假設(shè)牛頓的流動方程分析解決。
hho=(4ho2Ft3πηR4+1)-1/2---(1)]]>其中h是在時間t的間隙間距，η是粘度。使用的塑性計特別地設(shè)計為具有半徑(R)＝5mm的圓盤。作為時間的函數(shù)測量圓盤之間的間隙。通過(h/ho)-2相對于時間t的斜率計算塑性粘度η。
由表1組成得到的粘合劑薄膜的粘度數(shù)據(jù)如表4和5所示。可見粘度高度取決于壓力。
表4.在200℃的粘度

表5.在100℃的粘度

*粘度不隨時間改變。材料表現(xiàn)為彈性固體。
通過進(jìn)行90度剝離試驗確定具有記載于上表1的組成的粘合劑的剝離強度。粘合劑薄膜樣品被層壓成35微米厚的軋制的銅箔，然后粘合到由2mm厚的FR4環(huán)氧樹脂制成的板。粘合壓力是2.7N/mm2(1370±10N)，總的粘合時間20秒。在粘合期間，樣品達(dá)到192℃的極限溫度。測量的剝離強度是從FR4板以90度角以60mm/分鐘的速度剝落銅箔所需要的平均力。樣品的剝離強度是8N/cm。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，按照本發(fā)明的公開，不離開本發(fā)明的精神和范圍可以對本文公開的實施方式進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種制品，包括在基材從其第一端部延伸到第二端部的表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的撓性基材，其中構(gòu)造所述至少一個導(dǎo)電跡線，以在待在基材的第一端部連接的第一電路和待在基材的第二端部連接的第二電路之間形成電連接，和在基材的第一和第二端部上的熱固性的環(huán)氧樹脂粘合劑。
2.如權(quán)利要求1的制品，另外包括通過熱固性粘合劑連接到撓性基材的第一端部的第一電路。
3.如權(quán)利要求2的制品，另外包括通過熱固性粘合劑連接到撓性基材的第二端部的第二電路。
4.如權(quán)利要求3的制品，其中所述第一和第二電路的一個或兩者形成器件的一部分。
5.如權(quán)利要求1的制品，其中所述粘合劑其一或二者均是可移動的和可再起作用。
6.如權(quán)利要求1的制品，其中所述基材具有多個跡線。
7.如權(quán)利要求6的制品，其中所述多個跡線是手指狀的。
8.如權(quán)利要求1的制品，其中所述熱固性粘合劑包括苯氧樹脂。
9.如權(quán)利要求8的制品，其中所述熱固性粘合劑含有第二環(huán)氧樹脂。
10.如權(quán)利要求1的制品，其中所述至少一個跡線在其表面具有非腐蝕性金屬。
11.如權(quán)利要求1的制品，其中所述粘合劑是Bingham塑性體。
12.如權(quán)利要求11的制品，其中所述第一和第二基材上的跡線是由不同的材料制成的。
13.如權(quán)利要求2的制品，其中所述第一電路包括撓性基材。
14.如權(quán)利要求2的制品，其中所述第一電路包括剛性基材。
15.如權(quán)利要求1的制品，其中所述熱固性粘合劑組合物包括粘性降低劑。
16.如權(quán)利要求15的制品，其中所述粘性降低劑包括三聚氰胺/異氰脲酸加合物。
17.如權(quán)利要求1的制品，其中所述熱固性粘合劑含有消泡劑。
18.如權(quán)利要求1的制品，其中所述至少一個導(dǎo)電跡線的第一和第二端部是壓花的。
19.如權(quán)利要求1的制品，其中所述熱固性粘合劑在室溫下具有結(jié)晶相。
20.一種方法，包括提供在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的第一撓性基材；在至少一個跡線的一部分上放置熱固性的環(huán)氧樹脂粘合劑組合物；提供具有至少一個跡線的第二基材；使第一和第二基材上的相應(yīng)跡線對齊；和在低于導(dǎo)電跡線的熔點溫度，應(yīng)用加熱和壓力，粘合第一和第二基材，以使得相應(yīng)的跡線電接觸并流動和固化跡線周圍的粘合劑。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中所述第一和第二基材每個具有多個跡線。
22.如權(quán)利要求20的方法，其中所述跡線通過固相連接進(jìn)行連接。
23.如權(quán)利要求20的方法，所述熱固性粘合劑是可再起作用的。
24.如權(quán)利要求20的方法，所述基材在加熱熱固性粘合劑之前是可以改變位置的。
25.如權(quán)利要求20的方法，其中進(jìn)行加熱和壓力的應(yīng)用的同時施加超聲波振動和電流的一種或兩種。
26.根據(jù)如權(quán)利要求20的方法，其中所述熱固性粘合劑另外包括苯氧樹脂。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中所述熱固性粘合劑另外包括第二環(huán)氧樹脂。
28.如權(quán)利要求20的方法，其中在對齊所述跡線之后，和在固化粘合劑之前，將所述熱固性粘合劑加熱到足以增加其粘性，但是不足以使其固化的程度。
29.如權(quán)利要求20的方法，另外包括加熱粘合的第一和第二基材以熔融熱固性粘合劑，使得可以分離所述第一和第二基材。
30.如權(quán)利要求20的方法，另外包括通過應(yīng)用加熱和壓力再粘合第一和第二基材。
31.一種制品包括含有第一電路并在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的基材，其中所述構(gòu)造所述至少一個第一導(dǎo)電跡線，以在第一電路和包括第二電路的第二基材之間形成電連接，和覆蓋其表面上所述至少一個第一導(dǎo)電跡線的熱固性的己內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂粘合劑。
32.如權(quán)利要求31的制品，另外包括第二基材，所述第二基材包括第二電路并在其表面上具有至少一個第二導(dǎo)電跡線，其中第一和第二導(dǎo)電跡線是相接觸的，并通過所述己內(nèi)酯改性的粘合劑固定到位。
33.如權(quán)利要求32的制品，其中所述第一和第二電路的一個或兩者形成器件的一部分。
34.如權(quán)利要求31的制品，其中所述熱固性粘合劑包括苯氧樹脂。
35.如權(quán)利要求34的制品，其中所述熱固性粘合劑含有第二環(huán)氧樹脂。
36.一種制品，包括包括第一電路并在其表面上具有至少一個導(dǎo)電跡線的基材，其中構(gòu)造所述至少一個第一導(dǎo)電跡線，以在第一電路和包括第二電路的第二基材之間形成電連接，和在其表面覆蓋所述至少一個第一導(dǎo)電跡線的熱固性的Bingham塑性粘合劑。
37.如權(quán)利要求36的制品，另外包括第二基材，所述第二基材包括第二電路并在其表面上具有至少一個第二導(dǎo)電跡線，其中第一和第二導(dǎo)電跡線是相接觸的，并通過所述Bingham塑性粘合劑固定到位。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將一個基材上的導(dǎo)電跡線粘合性連接到另一個基材上的導(dǎo)電跡線的方法，以及得到的制品。
文檔編號C09J163/00GK1985553SQ200580023078
公開日2007年6月20日 申請日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者川手良尚, 川手恒一郎 申請人:3M創(chuàng)新有限公司