專利名稱：電路基板的連接結(jié)構(gòu)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接電路基板間的連接結(jié)構(gòu)體，具體涉及通過接觸連接導(dǎo)體圖形彼此間的連接結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖8A～圖8C是表示以往的電路基板的導(dǎo)體圖形彼此間的連接方法的主要工序的連接部的剖面圖。在圖8A中，在第1電路基板500上，在第1樹脂基體材料502的表面上形成凸?fàn)畹牡?導(dǎo)體圖形504。此外，在第2電路基板506上，也在第2樹脂基體材料508的表面上形成凸?fàn)畹牡?導(dǎo)體圖形510。第1電路基板500的第1導(dǎo)體圖形504和第2電路基板506的第2導(dǎo)體圖形510，都以相同的圖形間距形成。另外，在第1電路基板500和第2電路基板506上，不僅形成上述的第1導(dǎo)體圖形504及第2導(dǎo)體圖形510，而且也另外形成多種形狀的電路圖形，此外搭載半導(dǎo)體元件等功能元件或電阻等無源元件，但未圖示。
電連接及機(jī)械性連接第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510的方法，按以下進(jìn)行。即，在第2電路基板506的形成有第2導(dǎo)體圖形510的表面上，涂敷粘接樹脂512。粘接樹脂512，例如多采用環(huán)氧樹脂或環(huán)氧類樹脂等熱硬化性樹脂。在涂敷粘接樹脂512后，使第2電路基板506的第2導(dǎo)體圖形510和第1電路基板500的第1導(dǎo)體圖形504對向，使它們位置對準(zhǔn)。
如圖8B所示，利用上側(cè)加熱加壓板514和下側(cè)加熱加壓板516，將第1電路基板500和第2電路基板506，向箭頭521所示的方向，按壓各自的電路基板500、506。
如圖8C所示，隨著加壓，第2導(dǎo)體圖形510上的粘接樹脂512，隨著第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510的間隙因加壓力不斷減小，向側(cè)方不斷擴(kuò)展。進(jìn)而，如果間隙減小，粘接樹脂基本都從該間隙排出，能夠使第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510直接接觸。如此，能夠確保電導(dǎo)通。在形成此狀態(tài)后，再以加壓的狀態(tài)加熱。在采用環(huán)氧樹脂或環(huán)氧類樹脂等粘接樹脂512的情況下，在加熱溫度150℃～200℃的范圍內(nèi)，按30分鐘～60分鐘的加熱時間范圍加熱，使粘接樹脂512加熱硬化。然后，在冷卻后，完成電連接及機(jī)械性連接。
在采用上述連接方法的情況下，第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510，僅通過各自接觸導(dǎo)通，而且通過粘接樹脂512進(jìn)行兩者的粘接。但是，在采用該連接方法的情況下，在不斷加壓第1電路基板500和第2電路基板506時，在第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510之間產(chǎn)生滑動，容易引起導(dǎo)體圖形間的偏移。此外，由于難于可靠地從第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510的界面全部除去粘接樹脂512，所以實際上接觸面積減小。因此，難于充分減小接觸部的連接電阻。
尤其，在第1導(dǎo)體圖形504和第2導(dǎo)體圖形510的圖形間距小，并且減小接觸面積的情況下，如果產(chǎn)生如此的位置偏移或粘接樹脂512的殘存，就容易產(chǎn)生相鄰的導(dǎo)體圖形間的短路或接觸部的連接電阻增大等不良。
針對如此的問題，在日本特開平7-74446號公報中，公開以下方法。即，公開了，在用由柔性金屬所構(gòu)成的電極形成以熱塑性薄膜作為基板的柔性印刷布線板的電連接部，在另一印刷布線板的電極部，直接利用粘接劑電連接該電極的連接結(jié)構(gòu)體中，作為粘接劑，采用液狀的電絕緣性粘接劑，進(jìn)行熱壓接的方式。通過采用如此的方法，在加壓的情況下，由于由柔性金屬所構(gòu)成的電極，通過壓接，被延伸壓緊在對方的電極面上，進(jìn)入對方電極的微細(xì)的凹部，所以能夠增加接觸面積，減小連接電阻。
為得到上述的效果，要求將柔性的電極作為連接部的導(dǎo)體材料。但是，作為柔性印刷布線板的電極，一般采用的導(dǎo)體材料，多是以銀(Ag)為主體的導(dǎo)電糊劑、銅箔或者鍍銅等材料。在采用如此的材料的情況下，為了通過加壓壓碾延伸，需要大的加壓力。另外，即使施加如此大的加壓力，如果在電極部具有微細(xì)的凹凸，就難于從電極面完全地排除存在于該凹部內(nèi)的液狀的電絕緣性粘接劑。因此，在電極面的一部上，有時殘存該電絕緣性粘接劑。所以，難充分減小接觸部的連接電阻。如果連接間距越減小，隨之越減小接觸面積，就越明顯出現(xiàn)不能減小該連接電阻的影響的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供電路基板的連接結(jié)構(gòu)體及其制造方法，完全不使粘接樹脂等填充在連接部的導(dǎo)體圖形間，即使形成微細(xì)的間距，也能夠減小接觸部的連接電阻，并且在相鄰導(dǎo)體圖形間不產(chǎn)生短路。
本發(fā)明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，包括以下構(gòu)成具有，第1電路基板，其在加熱軟化、具有熱粘接性的第1樹脂基體材料面上，形成有具有一定間距的多個第1導(dǎo)體圖形；和第2電路基板，按與多個所述第1導(dǎo)體圖形的間距相同的間距，形成多個第2導(dǎo)體圖形；所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)，所述第1樹脂基體材料覆蓋所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形，并且與所述第2電路基板的第2樹脂基體材料粘接，從而連接所述第1電路基板和所述第2電路基板。
根據(jù)此構(gòu)成，由于在第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的接觸部，完全不填充粘接劑等絕緣性材料，所以導(dǎo)體間在接觸部的整面范圍內(nèi)直接接觸。因此，能夠減小接觸部的連接電阻。此外，由于在連接中不使用焊料或?qū)щ娦哉辰觿┑?，所以能夠在連接時防止它們流入相鄰的導(dǎo)體圖形部分中，造成短路等不良。上述結(jié)果表明，即使微細(xì)間距，也能夠?qū)崿F(xiàn)成品率高且連接電阻小的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。
此外，在上述電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，也可以形成第1電路基板的第1導(dǎo)體圖形的寬度，大于第2電路基板的第2導(dǎo)體圖形的寬度的構(gòu)成。通過此構(gòu)成，容易進(jìn)行第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的位置對準(zhǔn)。另外，如果使第1樹脂基體材料軟化，以覆蓋第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的方式使其流動硬化，由于第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形具有楔的作用，因此也能夠增大第1電路基板和第2電路基板的粘接力。
此外，在上述電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，也可以形成由熱塑性樹脂材料或熱硬化性材料構(gòu)成第1樹脂基體材料的構(gòu)成。通過此構(gòu)成，不像以往那樣涂敷粘接劑，也能夠粘接第1電路基板和第2電路基板。
此外，本發(fā)明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，包括以下工序在加熱軟化、具有熱粘接性的第1樹脂基體材料面上，形成具有與形成在第2電路基板上的多個第2導(dǎo)體圖形的間距相同的間距的多個第1導(dǎo)體圖形，而形成第1電路基板的工序；一邊使所述第1電路基板的所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2電路基板的所述第2導(dǎo)體圖形對向，一邊使所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形位置對準(zhǔn)的工序；按壓所述第1電路基板和所述第2電路基板，使所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)的工序；加熱所述第1電路基板和所述第2電路基板并按壓，使所述第1樹脂基體材料軟化，覆蓋所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形，并且使其流動到所述第2電路基板的第2樹脂基體材料，并粘接在所述第2樹脂基體材料上的工序；以及冷卻所述第1電路基板和所述第2電路基板的工序。
根據(jù)該方法，由于能夠以完全不在第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的接觸部填充粘接劑等的絕緣性材料的狀態(tài)，直接使兩者的導(dǎo)體間接觸，所以能夠減小接觸部的連接電阻。此外，由于在連接中不使用焊料或?qū)щ娦哉辰觿┑?，所以在連接時能夠防止它們流入相鄰的導(dǎo)體圖形部分中，造成短路等不良。上述結(jié)果表明，即使微細(xì)間距，也能夠廉價地、且批量生產(chǎn)率高地制造成品率高、且連接電阻小的連接結(jié)構(gòu)體。
此外，在上述制造方法中，也可以采用作為第1樹脂基體材料，采用熱塑性樹脂材料的方法。通過采用使用熱塑性樹脂材料的制造方法，只要最初通過加壓，使第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，然后，通過加熱和加壓，使第1樹脂基體材料軟化，增大流動性，覆蓋第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形，并且粘接在第2樹脂基體材料上，就能夠以簡單的工序制造間距微細(xì)的、且接觸部的連接電阻小的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。
此外，在上述制造方法中，也可以采用作為第1樹脂基體材料，采用半硬化狀態(tài)的熱硬化性樹脂材料；在將第1樹脂基體材料粘接在第2樹脂基體材料上的工序中，通過加熱到熱硬化性樹脂材料的軟化溫度后進(jìn)行按壓，使熱硬化性樹脂材料覆蓋第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形，與第2電路基板的第2樹脂基體材料粘接；接著，再加熱到高溫，使熱硬化性樹脂材料硬化。
根據(jù)本方法，即使采用熱硬化性樹脂材料，也能夠制造接觸部的連接電阻小的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。通過采用熱硬化性樹脂材料，也能夠提高作為連接結(jié)構(gòu)體時的耐熱性。
此外，在上述制造方法的形成第1電路基板的工序中，在第1樹脂基體材料面上形成第1導(dǎo)體圖形后，也可以增加，通過加熱第1樹脂基體材料，同時按壓第1導(dǎo)體圖形，在第1樹脂基體材料中埋設(shè)第1導(dǎo)體圖形，將第1導(dǎo)體圖形的表面和第1樹脂基體材料的表面層形成為同一平面的工序。
根據(jù)本方法，第1電路基板的第1導(dǎo)體圖形能夠與第1樹脂基體材料的表面層成同一面，并且能夠使其平坦性良好。因而，能夠在使第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形位置對準(zhǔn)、按壓時，不產(chǎn)生位置偏移等，即使是微細(xì)的間距，也能夠批量生產(chǎn)率高地制造。
此外，在上述制造方法的形成第1電路基板的工序中，作為制造方法，在第1樹脂基體材料面上，形成具有至少寬度比第2導(dǎo)體圖形的寬度寬的第1導(dǎo)體圖形后，還可以具有，通過加熱第1樹脂基體材料，同時按壓第1導(dǎo)體圖形，在第1樹脂基體材料中埋設(shè)第1導(dǎo)體圖形，同時在第1導(dǎo)體圖形的表面上，設(shè)置厚度小于第2導(dǎo)體圖形的厚度的空間部的工序。
或者，在上述制造方法的形成第1電路基板的工序中，作為制造方法，還可以在第1樹脂基體材料面上，形成具有至少比第2電路基板的第2導(dǎo)體圖形的寬度寬的寬度的、并且厚度比第1導(dǎo)體圖形的厚度厚的、小于第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的合計厚度的形狀的凹部，在該凹部上形成第1導(dǎo)體圖形，在第1導(dǎo)體圖形的表面上，設(shè)置厚度小于第2導(dǎo)體圖形的厚度的空間部。
根據(jù)這些方法，由于在第1電路基板的第1導(dǎo)體圖形的表面上，能夠形成收置第2導(dǎo)體圖形的一部分的空間部，所以只要將第2導(dǎo)體圖形嵌合在該空間部，就能夠容易地進(jìn)行高精度的定位。
如上所述，本發(fā)明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，由于完全不使粘接劑等絕緣性材料填充在第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形的接觸部，所以導(dǎo)體間能夠遍布接觸部的整面地直接接觸。因此，可以減小接觸部的連接電阻。此外，由于在連接中不使用焊料或?qū)щ娦哉辰觿┑?，所以能夠在連接時防止它們流入相鄰的導(dǎo)體圖形部分中，造成短路等不良。上述結(jié)果表明，即使微細(xì)間距，也能夠?qū)崿F(xiàn)成品率高、且連接電阻小的連接結(jié)構(gòu)體。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的連接部分的主要部位剖面圖。
圖2是在根據(jù)該實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，第1電路基板的連接部的剖面圖。
圖3A～圖3E是用來制造根據(jù)該實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的主要工序的剖面圖。
圖4是用來制造根據(jù)該實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的一例電路基板連接裝置的簡要構(gòu)成圖。
圖5是用來制造根據(jù)該實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的電路基板連接裝置的工作流程圖。
圖6A及圖6B是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的主要部位的工序的剖面圖。
圖7A及圖7B是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的主要部位的工序的剖面圖。
圖8A～圖8C是表示以往的電路基板的導(dǎo)體圖形彼此間的連接方法的主要工序的連接部的剖面圖。
符號說明10、40、52、500-第1電路基板，12、42、54、502-第1樹脂基體材料，14、44、56、504-第1導(dǎo)體圖形，20、506-第2電路基板，22、508-第2樹脂基體材料，24、510-第2導(dǎo)體圖形，30、64、514-上側(cè)加熱加壓板，32、66、516-下側(cè)加熱加壓板，34-接觸部，36-粘接部，46-空間部，48-表面，50-表面層，60-電路基板連接裝置，62-平坦化單元，68、70-緩沖膜，72-熱壓接單元，74-基板傳送機(jī)構(gòu)，512-粘接樹脂。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。另外，對于相同元件，附加相同符號，有時省略說明。
第1實施例圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的連接部分的主要部位剖面圖。本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，形成通過第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24電連接第1電路基板10和第2電路基板20，并且粘接第1電路基板10的第1樹脂基體材料12和第2電路基板20的第2樹脂基體材料22的構(gòu)成。另外，該粘接，在第1電路基板10的第1樹脂基體材料12，采用熱塑性的具有熱粘接性的材料的情況下，能夠通過該樹脂基體材料12的熱熔接進(jìn)行。
圖2是圖1所示的第1電路基板10的連接部的剖面圖。第1電路基板10，以埋設(shè)在第1樹脂基體材料12中的方式，形成連接部即第1導(dǎo)體圖形14。作為該第1樹脂基體材料12，采用具有熱粘接性的熱塑性樹脂。第1導(dǎo)體圖形14，既可以通過在第1樹脂基體材料12的表面上貼裝銅箔，刻蝕形成，也可以通過印刷導(dǎo)電性樹脂糊劑形成。此外，也可以通過蒸鍍等薄膜工藝或鍍敷形成。
將根據(jù)如此方法形成的第1導(dǎo)體圖形14埋設(shè)在第1樹脂基體材料12中的方法，按以下進(jìn)行。即，從形成有第1導(dǎo)體圖形14的區(qū)域部的第1樹脂基體材料12的兩面進(jìn)行加熱加壓。由此，能夠在第1樹脂基體材料12中埋設(shè)第1導(dǎo)體圖形14。作為用于此的第1樹脂基體材料12的材料，只要是熱塑性聚酰亞胺樹脂，聚對苯二甲酸乙二酯樹脂或聚碳酸酯樹脂等加熱產(chǎn)生塑性的，并且具有熱粘接性的材料，可以不特別限定地使用。
另外，在第1電路基板10上形成連接在第1導(dǎo)體圖形14上的電路圖形，但未圖示。另外，有時也在該電路圖形上安裝半導(dǎo)體元件等功能部件或電阻等無源部件。此外，當(dāng)在第1電路基板10的表面上形成第1導(dǎo)體圖形14時，為了提高緊密接合性，也可以預(yù)先實施噴砂處理或電暈放電處理等。
第2電路基板20的第2樹脂基體材料22，也可以采用與第1電路基板10相同的樹脂材料，但也不限定于如此的樹脂材料，也能夠采用多種基體材料。即，作為用于第2電路基板20的第2樹脂基體材料22的樹脂材料，只要是玻璃環(huán)氧樹脂、紙環(huán)氧樹脂、紙酚醛樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚萘二甲酸乙二酯樹脂及聚酰亞胺樹脂等被粘接性良好的材料，能夠不特別限定地使用。
第2導(dǎo)體圖形24，能夠通過在該第2電路基板20的第2樹脂基體材料22的表面上貼裝例如銅箔，刻蝕形成。此外，既可以通過印刷導(dǎo)電性樹脂糊劑形成，或者也可以通過蒸鍍或鍍敷等形成。另外，該第2電路基板20上，也形成連接在第2導(dǎo)體圖形24上的電路圖形，進(jìn)而在該電路圖形上安裝半導(dǎo)體元件等功能元件或電阻等無源部件，但未圖示。此外，當(dāng)在第2電路基板20的表面上形成第2導(dǎo)體圖形24時，為了提高緊密接合性，也可以預(yù)先實施噴砂處理或電暈放電處理等。
以下，參照圖3A～圖3E，說明根據(jù)本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法。圖3A～圖3E，是用于制造根據(jù)本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的主要工序的剖面圖。
圖3A是表示使第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形14和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24對面而位置對準(zhǔn)了的狀態(tài)的剖面圖。此時，在本實施例中，比第2導(dǎo)體圖形24的寬度寬地形成第1導(dǎo)體圖形14的寬度。如果預(yù)先如此形成，如圖3E所示，由于第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24具有作為楔的作用，所以能夠進(jìn)一步提高第1樹脂基體材料12的粘接強(qiáng)度。
如圖3A所示，在進(jìn)行了第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24的位置對準(zhǔn)后，如圖3B所示，通過上側(cè)加熱加壓板30和下側(cè)加熱加壓板32，不斷加壓第1電路基板10和第2電路基板20。另外，圖3B表示第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24直接接觸的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，第1樹脂基體材料12還未與第2樹脂基體材料22接觸。此外，在本實施例中，不同于以往的接合方法，完全不在第2導(dǎo)體圖形24的表面上涂敷粘接劑等。而且，如圖3B所示，第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24，最初直接接觸。因而，產(chǎn)生導(dǎo)體間的直接的、并且良好的接觸，結(jié)果能夠大幅度減小接觸部34的連接電阻。此外，由于不像以往方法那樣，需要向側(cè)方排除第2導(dǎo)體圖形24的表面上的粘接劑，因此也可以減小加壓力。
另外，第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24的表面，只要預(yù)先實施鍍金等表面處理，就能夠進(jìn)一步減小接觸部34的連接電阻值。另外，也可以對接觸部34施加超聲波振動，進(jìn)行金屬間的超聲波接合。
如上所述，在產(chǎn)生第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24的電接觸后，一邊加壓上側(cè)加熱加壓板30和下側(cè)加熱加壓板32，一邊加熱。第1電路基板10的第1樹脂基體材料12，被上側(cè)加熱加壓板30加熱軟化。例如，作為第1樹脂基體材料12，在采用熱塑性聚酰亞胺樹脂的情況下，如果加熱到150℃～200℃的范圍，就能夠軟化，產(chǎn)生熱粘接性。
如圖3C所示，通過繼續(xù)加熱加壓，使第1樹脂基體材料12軟化，使相接觸的第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24，逐漸埋設(shè)到第1樹脂基體材料12中地來對其進(jìn)行壓入。
如圖3D所示，如果再進(jìn)行加熱加壓，則第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24就完全埋設(shè)在第1樹脂基體材料12中。同時，由粘接部36粘接第1樹脂基體材料12和第2樹脂基體材料22。
圖3E，是表示在粘接接合結(jié)束，終止加熱后冷卻，使第1樹脂基體材料12硬化，另外除去上側(cè)加熱加壓板30和下側(cè)加熱加壓板32的狀態(tài)的剖面圖。該圖3E所示的剖面圖，因而與表示圖1所示的本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的圖相同。
如上所述，能夠制作本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。在本發(fā)明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中，由于最初第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24直接接觸，所以能夠在接觸部34中形成非常小的連接電阻。
此外，由于第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形14，加壓埋設(shè)在第1樹脂基體材料12中，因此其表面平坦。此外，在第2導(dǎo)體圖形24上，不像以往那樣，涂敷粘接劑等。因此，在用于使第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24接觸而加壓時，不會因滑動而產(chǎn)生位置偏移。因而，即使減小導(dǎo)體圖形的間距，也難以產(chǎn)生相鄰導(dǎo)體圖形間的短路，即使以微細(xì)的間距，也能夠穩(wěn)定連接。
另外，在連接后，在判明第1電路基板10和第2電路基板20中的某一方不良的情況下，如果再次加熱粘接部36，由于容易分離，因此也可以修復(fù)。即，如果將粘接部36再次加熱到大于等于第1樹脂基體材料12的軟化溫度，由于只有第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24單獨接觸，所以可以容易從第2電路基板20分離第1電路基板10。由于分離后的第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24的表面，也不附著第1樹脂基體材料12等的異物，因此能保持清潔的表面。
在第2導(dǎo)體圖形24間的第2樹脂基體材料22的表面上，有時殘存部分第1樹脂基體材料12，但只要適當(dāng)確定加熱溫度和時間，就能夠使其殘存量非常少。因而，如果準(zhǔn)備新的第1電路基板10，相對于第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24，將該新的第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形12位置對準(zhǔn)，進(jìn)行從圖3A到圖3E所說明的工序，就可以容易地進(jìn)行修復(fù)。
圖4是表示制造在本實施方式中所說明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的一例電路基板連接裝置的簡要構(gòu)成圖。此外，圖5是其工作流程圖。
以下，采用上述附圖，說明電路基板連接裝置60的構(gòu)成和工作。該電路基板連接裝置60，構(gòu)成包括，平坦化單元62、熱壓接單元72及2片緩沖膜68、70。
平坦化單元62，是用于在第1樹脂基體材料(未圖示)中埋設(shè)第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形(未圖示)，進(jìn)行平坦化的機(jī)構(gòu)。此外，熱壓接單元72，是用于加熱加壓第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形(未圖示)，進(jìn)行連接的機(jī)構(gòu)。另外，緩沖膜68、70，是用于使第1電路基板10和第2電路基板20不與平坦化單元62及熱壓接單元72直接接觸的緩沖用膜。
另外，還具有傳送第1電路基板10及第2電路基板20的傳送機(jī)構(gòu)、用于將第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形間位置對準(zhǔn)的位置對準(zhǔn)部、對平坦化單元62和熱壓接單元72進(jìn)行加熱用的電源或進(jìn)行加壓用的機(jī)構(gòu)部、及用于控制它們的控制部等，但未圖示。
如圖5所示，最初采用平坦化單元62的上側(cè)加熱加壓板64和下側(cè)加熱加壓板66，進(jìn)行在第1樹脂基體材料中埋入第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形的平坦化處理(步驟S11)。
如圖4所示，用2片緩沖膜68、70夾持形成有第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形的導(dǎo)體圖形區(qū)域“H”。然后，按壓平坦化單元62的上側(cè)加熱加壓板64和下側(cè)加熱加壓板66，加熱導(dǎo)體圖形區(qū)域“H”并加壓。通過該加熱，第1電路基板10的第1樹脂基體材料軟化，第1導(dǎo)體圖形被埋設(shè)到第1樹脂基體材料中，同時其表面被平坦化。
接著，將已平坦化第1導(dǎo)體圖形的第1電路基板10及第2電路基板20，分別傳送到熱壓接單元72的位置(步驟S12)。
第1電路基板10，與緩沖膜68、70一并，通過未圖示的傳送機(jī)構(gòu)，傳送到熱壓接單元72。此外，第2電路基板20，通過基板傳送機(jī)構(gòu)74傳送到熱壓接單元72。另外，在將第1電路基板10和第2電路基板20傳送到熱壓接單元72時，使之形成第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形對向的配置。
在熱壓接單元72中，如圖4所示，使第1電路基板10的導(dǎo)體圖形區(qū)域“H”的第1導(dǎo)體圖形和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形對向，并且進(jìn)行位置對準(zhǔn)(步驟S13)。位置對準(zhǔn)，例如在熱壓接單元72和第1電路基板10之間，配置攝像機(jī)，采用該攝像機(jī)自動識別第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形，通過控制部一邊移動第1電路基板10或第2電路基板20，一邊進(jìn)行位置對準(zhǔn)。
如果位置對準(zhǔn)結(jié)束，則利用熱壓接單元72的上側(cè)加熱加壓板30和下側(cè)加熱加壓板32，按壓第1電路基板10和第2電路基板20。由此，如圖3B所示，第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形能夠直接接觸而電連接(步驟S14)。
另外，如果一邊加壓一邊加熱，使第1樹脂基體材料軟化，則第1樹脂基體材料就在第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形間流動，并且與第2電路基板20的第2樹脂基體材料接觸粘接(步驟S15)。
然后，如果從第1電路基板10及第2電路基板20取下熱壓接單元72，冷卻，則第1樹脂基體材料硬化，粘接結(jié)束(步驟S16)。另外，也可以在用熱壓接單元72加壓的狀態(tài)下，停止加熱進(jìn)行冷卻。
下面，說明利用上述制造方法，具體制造電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的具體例。在該具體例中，作為第1電路基板10的第1樹脂基體材料12，采用熱塑性聚酰亞胺。厚度為0.1mm。在該第1樹脂基體材料12的表面上，采用導(dǎo)電性樹脂糊劑，印刷形成第1導(dǎo)體圖形14。第1導(dǎo)體圖形14的線寬為0.25mm，線距0.25mm，布線間距0.5mm，膜厚為25μm。第1導(dǎo)體圖形14的布線根數(shù)為50根。對如此形成的第1導(dǎo)體圖形14，進(jìn)行平坦化處理。其條件為，在電路基板連接裝置60的平坦化單元62上安裝第1電路基板10，將加壓力加到1噸/100mm見方(10kgf/cm2)，將熱壓時的加熱溫度設(shè)為180℃，進(jìn)行5分鐘～60分鐘。通過該平坦化處理，得到具有圖2所示的、在第1樹脂基體材料12中埋設(shè)有第1導(dǎo)體圖形14的結(jié)構(gòu)的第1電路基板10。
作為第2電路基板20，采用由玻璃環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的第2樹脂基體材料22，在其表面上，利用鍍敷形成第2導(dǎo)體圖形24。第2導(dǎo)體圖形24的線寬為0.15mm，線距0.28mm，布線間距0.5mm，膜厚為25μm。
接著，將該第1電路基板10和第2電路基板20移動到電路基板連接裝置60的熱壓接單元72，加熱加壓，進(jìn)行連接。使第1電路基板10的第1導(dǎo)體圖形14和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24位置對準(zhǔn)，按圖3所示的工序，加熱加壓連接。連接時的加熱溫度為180℃、加壓力為1kgf/cm2～10gf/cm2，加熱及加壓時間為5分鐘～60分鐘。
如此連接第1電路基板10和第2電路基板20的結(jié)果表明，接觸部34的連接電阻值與以往的方式相比，減小到小于等于1/2，并且位置偏移小于等于±30μm，而且具有足夠大的粘接強(qiáng)度。
另外，在本實施方式中，關(guān)于第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24，第1導(dǎo)體圖形14一方設(shè)定為寬度較寬，但本發(fā)明也不局限于此。例如，既可以將第1導(dǎo)體圖形14一方設(shè)定為寬度較窄，或也可以以相同寬度形成。另外，第1導(dǎo)體圖形14和第2導(dǎo)體圖形24的各自的厚度，也不特別限定，也可以根據(jù)所需的布線電阻值等適宜設(shè)定。
第2實施例圖6A及圖6B是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的主要部位的工序的剖面圖。圖6A，是表示第1電路基板40的斷面形狀的圖。此外，圖6B是表示將第1電路基板40和第2電路基板20按壓直到第1導(dǎo)體圖形44和第2導(dǎo)體圖形24接觸的狀態(tài)的剖面圖。另外，用于按壓的上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板，未圖示。
本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44的結(jié)構(gòu)與第1實施例不同。即，在本實施例中，第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44，埋設(shè)在第1樹脂基體材料42中，而且其表面48相對于第1樹脂基體材料42的表面層50位于內(nèi)部。因而，設(shè)置相當(dāng)于第1導(dǎo)體圖形44的表面48和第1樹脂基體材料42的表面層50的臺階高度差“F”的空間部46。另外，該空間部46的臺階高度差“F”，如圖6B所示，小于第2導(dǎo)體圖形24的厚度“G”。
為了制造如此的結(jié)構(gòu)，例如只要采用按與第1導(dǎo)體圖形44相同的形狀，并且具有相加第1導(dǎo)體圖形44和臺階高度差“F”的高度的模腔，通過加熱加壓，將第1導(dǎo)體圖形44埋設(shè)在第1樹脂基體材料42中就可以。或者，也可以是，采用具有相加第1導(dǎo)體圖形44和臺階高度差“F”的高度的模腔，預(yù)先在第1樹脂基體材料42中，設(shè)置相加第1導(dǎo)體圖形44和臺階高度差“F”的深度的凹部，在該凹部中形成第1導(dǎo)體圖形44的方法。
如此，通過預(yù)先在第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44的表面上，設(shè)置空間部46，如圖6B所示，容易進(jìn)行第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24的位置對準(zhǔn)。即，第2導(dǎo)體圖形24嵌合在第1電路基板40的空間部46內(nèi)，與此同時，第1導(dǎo)體圖形44和第2導(dǎo)體圖形24直接接觸。由此實現(xiàn)良好的電接觸狀態(tài)。
其后，通過進(jìn)行與圖3所示同樣的工序，利用加熱加壓軟化第1電路基板40的第1樹脂基體材料42，完全覆蓋第1導(dǎo)體圖形44和第2導(dǎo)體圖形24的周圍，同時與第2電路基板20的第2樹脂基體材料22粘接。粘接后，進(jìn)行冷卻，如果取下未圖示的上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板，就可以得到本實施方式的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。
下面，說明具體的一構(gòu)成例。
作為第1電路基板40的第1樹脂基體材料42，采用厚0.1mm的熱塑性聚酰亞胺。首先，采用具有距第1樹脂基體材料42的表面，相加第1導(dǎo)體圖形44和臺階高度差“F”的高度的模腔，預(yù)先在第1樹脂基體材料42上設(shè)置相加第1導(dǎo)體圖形44和臺階高度差“F”的深度的凹部。然后，在該凹部中形成第1導(dǎo)體圖形44。此時的第1導(dǎo)體圖形44，采用導(dǎo)電性樹脂糊劑，利用描繪方式形成。第1導(dǎo)體圖形44的線寬為0.3mm，線距0.25mm，布線間距0.55mm，膜厚為25μm。第1導(dǎo)體圖形44的布線根數(shù)為50根。
作為第2電路基板20，采用由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成的第2樹脂基體材料22，在其表面上，利用鍍敷形成第2導(dǎo)體圖形24。第2導(dǎo)體圖形24的線寬為0.2mm，線距0.35mm，布線間距0.55mm，膜厚為25μm。
另外，如上所述，由于將第2導(dǎo)體圖形24的厚度設(shè)為25μm，因此臺階高度差“F”設(shè)為小于該厚度的15μm。因而，凹部的深度，設(shè)為相加第1導(dǎo)體圖形44的厚度25μm和臺階高度差“F”所得到的厚度40μm。
接著，對該第1電路基板40和第2電路基板20，采用在第1實施例中說明的電路基板連接裝置60，進(jìn)行加熱連接。在此種情況下，由于不需要進(jìn)行用平坦化單元62的平坦化處理，因此通過直接向熱壓接單元72移動，進(jìn)行加熱加壓連接。在將第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24，嵌合在第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44上的空間部46內(nèi)后，按與第1實施例同樣的工序，進(jìn)行加熱加壓連接。連接時的加熱溫度為180℃、加壓力為1kgf/cm2～10kgf/cm2，加熱及加壓時間為5分鐘～60分鐘。
經(jīng)過以上的工序，第1電路基板40的第1導(dǎo)體圖形44和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24直接接觸，得到良好的電導(dǎo)通狀態(tài)，并且得到通過第1樹脂基體材料42的軟化而與第2樹脂基體材料22粘接的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。
在本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，不僅位置對準(zhǔn)更容易，而且也能夠可靠地防止相鄰導(dǎo)體圖形間的短路。
第3實施例圖7A及圖7B是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的主要部位的工序的剖面圖。
圖7A，是表示第1電路基板52的剖面形狀的圖。此外，圖7B是表示將第1電路基板52和第2電路基板20按壓直到第1導(dǎo)體圖形56和第2導(dǎo)體圖形24接觸的狀態(tài)的剖面圖。另外，用于按壓的上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板，未圖示。
在本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，第1電路基板52的第1導(dǎo)體圖形56的結(jié)構(gòu)與第1實施例不同。即，在本實施例中，如圖7A所示，其特征在于，第1電路基板52的第1導(dǎo)體圖形56，形成在第1樹脂基體材料54的表面上，不埋設(shè)。因而，在形成第1導(dǎo)體圖形56的情況下，在第1樹脂基體材料54的表面上，能夠容易利用印刷等形成例如導(dǎo)電性樹脂糊劑。
此外，第2電路基板20，其構(gòu)成與在第1實施方式中說明的相同。在本實施例中，形狀與圖8所示的以往的連接方法的各自的電路基板相同，但連接方法，在以下方面不同。即，如圖7B所示，如果使第1電路基板52的第1導(dǎo)體圖形56和第2電路基板20的第2導(dǎo)體圖形24位置對準(zhǔn)，利用未圖示的上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板加壓，則第1導(dǎo)體圖形56和第2導(dǎo)體圖形24最初直接接觸。此時，與圖8A～圖8C所示的以往的方式不同，由于在第2導(dǎo)體圖形24的表面上完全不涂敷粘接劑，所以即使按壓，也難以滑動地產(chǎn)生位置偏移。
如果第1導(dǎo)體圖形56和第2導(dǎo)體圖形24直接接觸，得到電導(dǎo)通，進(jìn)而就利用上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板，一邊加熱一邊加壓。由此，第1樹脂基體材料54軟化，完全覆蓋第1導(dǎo)體圖形56和第2導(dǎo)體圖形24，同時與第2樹脂基體材料24粘接。然后，如果冷卻，除去上側(cè)加熱加壓板和下側(cè)加熱加壓板，就能得到與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同的本實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體。
在該實施例的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體中，由于只要第1電路基板52的第1導(dǎo)體圖形56形成在第1樹脂基體材料54的表面上就可以，所以能夠簡化工序。此外，在按壓時，由于最初第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形直接接觸，所以與以往的方式相比，能夠大幅度減小接觸部的連接電阻。進(jìn)而，由于也可以減小加壓力，所以也能夠簡化上側(cè)加熱加壓板及下側(cè)加熱加壓板的加壓機(jī)構(gòu)。
綜上所述，本發(fā)明的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體及其制造方法，通過使第1電路基板的第1導(dǎo)體圖形和第2電路基板的第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)，使第1電路基板的第1樹脂基體材料覆蓋第1導(dǎo)體圖形和第2導(dǎo)體圖形，并且相對第2電路基板的第2樹脂基體材料粘接，形成連接第1電路基板和第2電路基板的構(gòu)成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)微細(xì)間距的、并且連接電阻小的連接結(jié)構(gòu)體。該結(jié)果，對于連接便攜式電子設(shè)備等多種電子設(shè)備中所用的電路基板間的領(lǐng)域，是有用的。
權(quán)利要求
1.一種電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，包括以下構(gòu)成具有，第1電路基板，其在通過加熱軟化、具有熱粘接性的第1樹脂基體材料面上，形成有具有一定間距的多個第1導(dǎo)體圖形；和第2電路基板，其按與多個所述第1導(dǎo)體圖形的間距相同的間距，形成有多個第2導(dǎo)體圖形；所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)，所述第1樹脂基體材料覆蓋所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形，并且相對所述第2電路基板的第2樹脂基體材料粘接，從而連接所述第1電路基板和所述第2電路基板。
2.如權(quán)利要求1所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，其中所述第1電路基板的所述第1導(dǎo)體圖形的寬度，大于所述第2電路基板的所述第2導(dǎo)體圖形的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，其中所述第1樹脂基體材料，由熱塑性樹脂材料或熱硬化性材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，其中所述第1樹脂基體材料，由熱塑性樹脂材料或熱硬化性材料構(gòu)成。
5.一種電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，包括以下工序在通過加熱軟化、具有熱粘接性的第1樹脂基體材料面上，形成具有與形成在第2電路基板上的多個第2導(dǎo)體圖形的間距相同的間距的多個第1導(dǎo)體圖形，形成第1電路基板；邊使所述第1電路基板的所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2電路基板的所述第2導(dǎo)體圖形對向，邊使所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形位置對準(zhǔn)；按壓所述第1電路基板和所述第2電路基板，使所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)；加熱所述第1電路基板和所述第2電路基板并按壓，使所述第1樹脂基體材料軟化，覆蓋所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形，并且使其流動直到所述第2電路基板的第2樹脂基體材料為止，并粘接在所述第2樹脂基體材料上；冷卻所述第1電路基板和所述第2電路基板。
6.如權(quán)利要求5所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中作為所述第1樹脂基體材料，采用熱塑性樹脂材料。
7.如權(quán)利要求5所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中作為所述第1樹脂基體材料，采用半硬化狀態(tài)的熱硬化性樹脂材料；在將所述第1樹脂基體材料粘接在所述第2樹脂基體材料上的工序中，通過加熱到所述熱硬化性樹脂材料的軟化溫度為止進(jìn)行按壓，所述熱硬化性樹脂材料覆蓋所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形，與所述第2電路基板的所述第2樹脂基體材料粘接；進(jìn)而加熱到高溫，使所述熱硬化性樹脂材料硬化。
8.如權(quán)利要求5所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中在形成所述第1電路基板的工序中，在所述第1樹脂基體材料面上，形成所述第1導(dǎo)體圖形后，還具有，通過加熱所述第1樹脂基體材料并按壓所述第1導(dǎo)體圖形，在所述第1樹脂基體材料中埋設(shè)所述第1導(dǎo)體圖形，將所述第1導(dǎo)體圖形的表面和所述第1樹脂基體材料的表面層形成為同一平面的工序。
9.如權(quán)利要求5所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中在形成所述第1電路基板的工序中，在所述第1樹脂基體材料面上，形成具有至少比所述第2導(dǎo)體圖形的寬度寬的寬度的所述第1導(dǎo)體圖形后，還具有，通過加熱所述第1樹脂基體材料并按壓所述第1導(dǎo)體圖形，在所述第1樹脂基體材料中埋設(shè)所述第1導(dǎo)體圖形，并在所述第1導(dǎo)體圖形的表面上，設(shè)置厚度小于所述第2導(dǎo)體圖形的厚度的空間部的工序。
10.如權(quán)利要求5所述的電路基板的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中在形成所述第1電路基板的工序中，在所述第1樹脂基體材料面上，形成具有至少比所述第2電路基板的所述第2導(dǎo)體圖形的寬度寬的寬度的、并且厚度比所述第1導(dǎo)體圖形的厚度厚的、且小于所述第1導(dǎo)體圖形和所述第2導(dǎo)體圖形的合計厚度的形狀的凹部，在所述凹部上形成所述第1導(dǎo)體圖形，在所述第1導(dǎo)體圖形的表面上設(shè)置厚度小于所述第2導(dǎo)體圖形的厚度的空間部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電路基板的連接結(jié)構(gòu)體，其構(gòu)成為具有在通過加熱軟化并具有熱粘接性的第1樹脂基體材料(12)面上，形成具有一定間距的多個第1導(dǎo)體圖形(14)的第1電路基板(10)、和按與多個第1導(dǎo)體圖形(14)的間距相同的間距，形成多個第2導(dǎo)體圖形(24)的第2電路基板(20)；第1導(dǎo)體圖形(14)和第2導(dǎo)體圖形(24)機(jī)械性地接觸，形成電導(dǎo)通狀態(tài)，第1樹脂基體材料(12)覆蓋第1導(dǎo)體圖形(14)和第2導(dǎo)體圖形(24)，并且相對第2電路基板(20)的第2樹脂基體材料(22)粘接，從而連接所述第1電路基板(10)和所述第2電路基板(20)。
文檔編號H05K1/14GK1722931SQ20051008318
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者櫻井大輔, 西川和宏, 冢原法人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社