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JP7790938B2 - Method for manufacturing a connection structure and a connection structure - Google Patents
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JP7790938B2 - Method for manufacturing a connection structure and a connection structure - Google Patents

Method for manufacturing a connection structure and a connection structure

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JP7790938B2 JP2021193181A JP2021193181A JP7790938B2 JP 7790938 B2 JP7790938 B2 JP 7790938B2 JP 2021193181 A JP2021193181 A JP 2021193181A JP 2021193181 A JP2021193181 A JP 2021193181A JP 7790938 B2 JP7790938 B2 JP 7790938B2
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Description

本技術は、コネクタを実装する接続構造体の製造方法及び接続構造体に関する。 This technology relates to a method for manufacturing a connection structure for mounting a connector, and to the connection structure itself.

リジッド基板やフレキシブル基板への表面実装部品(SMD:Surface Mount Device)の実装は、一般的に半田ペーストを基板に印刷し、その上に表面実装部品をマウンター搭載して、その後リフロー工程を用いて実装を行っている。 When mounting surface mount devices (SMD) on rigid or flexible boards, solder paste is generally printed on the board, the surface mount components are then mounted on top using a mounter, and then the components are mounted using a reflow process.

一般的な半田ペーストは、ペースト内の半田自体の絶対量が多く、ファインピッチ接続に対しては半田ブリッジが発生するため限界があった。そこで、ファインピッチに対応するにあたり、配線間に残る半田を少なくするため、半田含有量を下げ、更に半田の自己凝集性能を利用したファインピッチ対応の半田含有の異方性導電接着材が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 General solder pastes have limitations when used with fine-pitch connections because the absolute amount of solder itself is high, which can lead to solder bridging. Therefore, to accommodate fine pitch connections, anisotropic conductive adhesives containing solder have been proposed that reduce the amount of solder remaining between the wiring and utilize the self-cohesion properties of solder (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

従来のリフローによる基板へのコネクタ部品の実装では、異方性導電接着剤のバインダーの張力と濡れ性によって、バインダー樹脂がコネクタ外周に這い上がってしまう。特に、垂直嵌合コネクタの場合、オス・メスで嵌合される必要があるため、コネクタの機能が果たせなくなってしまうことがある。 When mounting connector components to a circuit board using conventional reflow soldering, the tension and wettability of the binder in the anisotropic conductive adhesive causes the binder resin to creep up to the outside of the connector. This is particularly true for vertical mating connectors, which require male and female mating, and can prevent the connector from functioning properly.

図8は、従来の基板への垂直嵌合コネクタのプラグの実装例を模式的に示す断面図である。図8に示すように、プラグ101のピン111A、111Bと、基板105の基板端子152A、152Bとを半田142A、142Bにより接合する場合、異方性導電接着剤103のバインダーの張力によってバインダー自体がプラグ101側に集まり、また、バインダーの濡れ性によってプラグ101の外周にバインダーが這い上がってしまう。バインダーの這い上がり高さTが大きい場合、ピン112A、112Bの表面が絶縁性のバインダーで覆われてしまうため、コネクタのオス・メスを嵌合させた場合、コネクタ同士の導通が取れなくなってしまう。 8 is a cross-sectional view showing a typical example of mounting a plug of a conventional vertical mating connector on a circuit board. When pins 111A and 111B of plug 101 are joined to board terminals 152A and 152B of board 105 with solder 142A and 142B, the binder of anisotropic conductive adhesive 103 gathers on plug 101 due to its tension, and the binder's wettability causes the binder to creep up to the periphery of plug 101. If the binder creep-up height T0 is large, the surfaces of pins 112A and 112B are covered with the insulating binder, resulting in a loss of electrical continuity between the male and female connectors when they are mated.

特開2017-041442号公報JP 2017-041442 A 特開2016-219808号公報JP 2016-219808 A

本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる接続構造体の製造方法及び接続構造体を提供する。 This technology was proposed in light of these existing circumstances, and provides a connection structure and a manufacturing method for such a structure that can reduce electrical continuity problems caused by mating connectors.

本技術に係る接続構造体の製造方法は、配線基板上に半田粒子を含有する異方性導電接着剤を配置し、前記異方性導電接着剤上に、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品とを配置する配置工程と、前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記プラグと前記表面実装部品とを前記配線基板に接合させる接合工程とを有し、前記プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、前記プラグの側部と前記表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上3.0mm以下である。 The method for manufacturing a connection structure according to the present technology includes the steps of: placing an anisotropic conductive adhesive containing solder particles on a wiring board; and placing a plug of a vertical mating connector and a surface-mounted component on the anisotropic conductive adhesive; and joining the plug and surface-mounted component to the wiring board using a reflow furnace set at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles. When the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface on the side to the receptacle pin is 70 μm or more and 150 μm or less, and the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component is 0.2 mm or more and 3.0 mm or less.

本技術に係る接続構造体は、配線基板と、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品と、前記配線基板に前記プラグと前記表面実装部品とを接合する接着層とを備え、前記プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、前記プラグの側部と前記表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上3.0mm以下である。 The connection structure according to this technology comprises a wiring board, a plug for a vertical mating connector, a surface-mounted component, and an adhesive layer that bonds the plug and the surface-mounted component to the wiring board. When the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface on the side to the receptacle pin is 70 μm or more and 150 μm or less, and the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component is 0.2 mm or more and 3.0 mm or less.

本技術によれば、垂直嵌合コネクタのプラグの側部と表面実装部品の側部との距離を所定範囲とすることにより、プラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制し、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる。 This technology prevents binder from creeping up the sides of the plug of a vertical mating connector by keeping the distance between the sides of the surface-mounted component within a specified range, thereby reducing poor electrical continuity when the connectors are mated.

図1は、垂直嵌合コネクタのプラグの短手方向の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a plug of a vertical mating connector in the short side direction. 図2は、垂直嵌合コネクタのレセプタクルの短手方向の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a receptacle of a vertical mating connector in the short side direction. 図3は、図1に示すプラグと図2に示すレセプタクルとを嵌合させた短手方向の状態を模式的に示す断面図である。3 is a cross-sectional view schematically showing a state in the lateral direction in which the plug shown in FIG. 1 and the receptacle shown in FIG. 2 are mated. 図4は、本技術を適用させた配置工程の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of an arrangement process to which the present technology is applied. 図5は、本技術を適用させた接続構造体の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a connection structure to which the present technology is applied. 図6は、本技術を適用させた接続構造体の他の例を模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing another example of a connection structure to which the present technology is applied. 図7は、プラグの長手方向に複数の周辺部品を実装する場合の周辺部品間の距離を評価する試験を説明するための平面図である。FIG. 7 is a plan view for explaining a test for evaluating the distance between peripheral components when a plurality of peripheral components are mounted in the longitudinal direction of the plug. 図8は、従来の基板への垂直嵌合コネクタのプラグの実装例を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a typical example of mounting a plug of a vertical mating connector on a conventional board.

以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1.接続構造体の製造方法
2.接続構造体
3.熱硬化性接続材料
4.実施例
Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
1. Method for manufacturing a connection structure 2. Connection structure 3. Thermosetting connection material 4. Examples

<1.接続構造体の製造方法>
本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、配線基板上に半田粒子を含有する異方性導電接着剤を配置し、異方性導電接着剤上に、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品とを配置する配置工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、プラグと表面実装部品とを配線基板に接合させる接合工程とを有し、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上3.0mm以下である。これにより、プラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制し、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる。ここで、接続構造体とは、二つの材料または部材が電気的に接続されたものをいう。また、接合とは、二つの材料または部材をつなぎ合わせることをいう。
<1. Method for manufacturing connection structure>
The method for manufacturing a connection structure according to this embodiment includes a placement step of placing an anisotropic conductive adhesive containing solder particles on a wiring board and placing a plug of a vertical mating connector and a surface-mounted component on the anisotropic conductive adhesive, and a joining step of joining the plug and surface-mounted component to the wiring board using a reflow furnace set at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles. When the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface to the receptacle pin on the side is 70 μm to 150 μm, and the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component is 0.2 mm to 3.0 mm. This prevents the binder from creeping up the side of the plug and reduces poor electrical continuity due to mating of the connectors. Here, a connection structure refers to two materials or components electrically connected together. Furthermore, joining refers to joining two materials or components together.

図1は、垂直嵌合コネクタのプラグの短手方向の一例を模式的に示す断面図であり、図2は、垂直嵌合コネクタのレセプタクルの短手方向の一例を模式的に示す断面図であり、図3は、図1に示すプラグと図2に示すレセプタクルとを嵌合させた短手方向の状態を模式的に示す断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view showing an example of a short-side view of a plug of a vertical mating connector, Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of a short-side view of a receptacle of a vertical mating connector, and Figure 3 is a cross-sectional view showing an example of a short-side view of the plug shown in Figure 1 mated with the receptacle shown in Figure 2.

図1に示すように、垂直嵌合コネクタのプラグ1は、第1のオス型のピン11Aと、第2のオス型のピン11Bと、第1のオス型のピン11Aから底面に伸び、短手方向の外側に伸びた第1のプラグ端子12Aと、第2のオス型のピン11Bから底面に伸び、短手方向の外側に伸びた第2のプラグ端子12Bと、これらを固定する絶縁樹脂とを備える。絶縁樹脂は、例えばポリアミド、LCP(Liquid Crystal Polymer)などからなり、例えば樹脂成形により、ピン11A、11B及びプラグ端子12A、12Bを長手方向に所定のピッチで固定する。また、プラグ端子12A、12Bの端部には、それぞれリードが形成され、プラグ端子12A、12Bは、表面実装型のリードアレイを構成する。 As shown in FIG. 1, the vertical mating connector plug 1 comprises a first male pin 11A, a second male pin 11B, a first plug terminal 12A extending from the first male pin 11A to the bottom surface and then extending outward in the short direction, a second plug terminal 12B extending from the second male pin 11B to the bottom surface and then extending outward in the short direction, and insulating resin that secures these together. The insulating resin is made of, for example, polyamide or LCP (Liquid Crystal Polymer), and the pins 11A, 11B and plug terminals 12A, 12B are secured longitudinally at a predetermined pitch by, for example, resin molding. Furthermore, leads are formed on the ends of each of the plug terminals 12A, 12B, and the plug terminals 12A, 12B form a surface-mounted lead array.

図2に示すように、垂直嵌合コネクタのレセプタクル2は、第1のメス型のピン21Aと、第2のメス型のピン21Bと、第1のメス型のピン21Aから底面に伸び、短手方向の外側に伸びたレセプタクル端子列22Aと、第2のメス型のピン21Bから底面に伸び、短手方向の外側に伸びた第2のレセプタクル端子22Bと、ピン21A、21B及びレセプタクル端子22A、22Bを長手方向に所定のピッチで固定する絶縁樹脂とを備える。絶縁樹脂は、例えばポリアミド、LCPなどからなり、例えば樹脂成形により、ピン21A、21B及びレセプタクル端子22A、22Bを長手方向に所定のピッチで固定する。また、レセプタクル端子22A、22Bの端部には、それぞれリードが形成され、レセプタクル端子22A、22Bは、表面実装型のリードアレイを構成する。 As shown in Figure 2, the receptacle 2 of the vertical mating connector includes a first female pin 21A, a second female pin 21B, a receptacle terminal row 22A extending from the first female pin 21A to the bottom surface and extending outward in the short direction, second receptacle terminals 22B extending from the second female pin 21B to the bottom surface and extending outward in the short direction, and insulating resin that secures the pins 21A, 21B and receptacle terminals 22A, 22B at a predetermined pitch in the longitudinal direction. The insulating resin is made of, for example, polyamide or LCP, and secures the pins 21A, 21B and receptacle terminals 22A, 22B at a predetermined pitch in the longitudinal direction, for example, by resin molding. Furthermore, leads are formed on the ends of each of the receptacle terminals 22A, 22B, and the receptacle terminals 22A, 22B form a surface-mounted lead array.

図3に示すように、オス型のピン11A、11Bと、メス型のピン21A、ピン21Bとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子12A、12Bの底面からレセプタクル2のピン21A、21Bまでの高さTは、70μm以上150μm以下であり、好ましくは70μm以上140μm以下、より好ましくは70μm以上130μm以下である。この高さTが高くなると、垂直嵌合コネクタが高背化してしまい、接続構造体の小型化の観点から好ましくない。なお、レセプタクル2のメス型のピン21A、21Bは、凹型の形状をしているが、高さTは、凹型の形状のピン21A、21Bのレセプタクル2側部側、すなわちレセプタクル端子22A、22B側を測定する。 As shown in Figure 3, when male pins 11A, 11B are mated with female pins 21A, 21B, the height T1 from the bottom surface of plug terminals 12A, 12B at the side to pins 21A, 21B of receptacle 2 is 70 μm or more and 150 μm or less, preferably 70 μm or more and 140 μm or less, and more preferably 70 μm or more and 130 μm or less. If this height T1 is too high, the vertical mating connector will become too tall, which is undesirable from the perspective of miniaturizing the connection structure. Note that female pins 21A, 21B of receptacle 2 have a concave shape, and height T1 is measured from the side of concave pins 21A, 21B of receptacle 2, i.e., the receptacle terminals 22A, 22B side.

プラグ1側部のバインダーの這い上り高さが、プラグ1とレセプタクル2との嵌合状態の側部におけるプラグ端子12A、12Bの底面からレセプタクル2のピン21A、21Bまでの高さTよりも大きい場合、プラグ1とレセプタクル2との嵌合不足が発生し、導通不良が発生してしまう。本実施の形態では、垂直嵌合コネクタのプラグの周辺に表面実装部品を実装し、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離を所定範囲とすることにより、プラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制する。 If the height of the binder creeping up on the side of plug 1 is greater than height T1 from the bottom surfaces of plug terminals 12A, 12B at the side when plug 1 and receptacle 2 are mated to pins 21A, 21B of receptacle 2, insufficient mating between plug 1 and receptacle 2 occurs, resulting in poor conductivity. In this embodiment, surface-mounted components are mounted around the plug of the vertical mating connector, and the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component is set within a predetermined range, thereby preventing the binder from creeping up on the side of the plug.

以下、図4及び図5を参照して、配線基板上に半田粒子を含有する異方性導電フィルムを配置し、異方性導電フィルム上に、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品とを配置する配置工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、プラグと表面実装部品とを配線基板に接合させる接合工程とについて説明する。 With reference to Figures 4 and 5, the following describes the placement process in which an anisotropic conductive film containing solder particles is placed on a wiring board, and the plug of a vertical mating connector and a surface-mounted component are placed on the anisotropic conductive film, and the joining process in which the plug and surface-mounted component are joined to the wiring board using a reflow furnace set at a temperature above the melting point of the solder particles.

[配置工程]
図4は、本技術を適用させた配置工程を模式的に示す断面図である。配置工程では、配線基板5上に半田粒子41を含有する異方性導電接着剤4を配置し、異方性導電接着剤4上に、垂直嵌合コネクタのプラグ1と、表面実装部品3とを配置する。例えば、ツールを用いてプラグ1のプラグ端子12A、12Bと配線基板5の基板端子52A、52Bとを位置合わせするとともに、表面実装部品3の表面実装用の端子と配線基板5の端子53とを位置合わせし、異方性導電接着剤4上にプラグ1及び表面実装部品3を搭載する。ツールは、一般的にはマウンターのツールとなるが、プラグ1及び表面実装部品3を吸着する吸着機構を備えることが好ましく、加熱型ピックアップツールであってもよい。また、異方性導電接着剤は、ペースト状であってもフィルム状であってもよい。ペースト状のものを表面実装部品の搭載時にフィルム状に近い形態としてもよい。
[Placement process]
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a placement process using the present technology. In the placement process, an anisotropic conductive adhesive 4 containing solder particles 41 is placed on a wiring board 5, and then a plug 1 of a vertical mating connector and a surface-mounted component 3 are placed on the anisotropic conductive adhesive 4. For example, a tool is used to align the plug terminals 12A and 12B of the plug 1 with the board terminals 52A and 52B of the wiring board 5, and also to align the surface-mounting terminals of the surface-mounted component 3 with the terminals 53 of the wiring board 5, and then the plug 1 and the surface-mounted component 3 are mounted on the anisotropic conductive adhesive 4. The tool is typically a mounter tool, but it is preferable that it has a suction mechanism for adsorbing the plug 1 and the surface-mounted component 3, and it may also be a heated pickup tool. The anisotropic conductive adhesive may be in a paste or film form. A paste-like adhesive may be transformed into a form similar to a film when mounting the surface-mounted component.

また、配置工程では、プラグ1とレセプタクル2とを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクル2のピンまでの高さTが70μm以上150μm以下に対し、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wが0.2mm以上3.0mm以下の条件となるように、プラグ1と表面実装部品3とを配置する。好ましい配置条件は、上記範囲の高さTに対して距離Wが0.2mm以上2.0mm以下であり、より好ましい配置条件は、上記範囲の高さTに対して距離Wが0.2mm以上1.5mm以下である。距離Wが0.2mmとなると、プラグ端子12A、12Bの端部のリードに干渉してしまい、距離Wが2.0mmを超えると、プラグ1の側部に異方性導電接着剤4のバインダーが這い上がるのを抑制することが困難となる。 In the placement process, the plug 1 and the surface-mounted component 3 are placed such that, when the plug 1 and the receptacle 2 are mated, the height T1 from the plug terminal surface at the side to the pin of the receptacle 2 is 70 μm to 150 μm, and the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 is 0.2 mm to 3.0 mm. A preferred placement condition is a distance W of 0.2 mm to 2.0 mm for the height T1 in the above range, and a more preferred placement condition is a distance W of 0.2 mm to 1.5 mm for the height T1 in the above range. If the distance W is 0.2 mm, interference will occur with the leads at the ends of the plug terminals 12A and 12B, and if the distance W exceeds 2.0 mm, it will be difficult to prevent the binder of the anisotropic conductive adhesive 4 from creeping up to the side of the plug 1.

配置工程では、1つの表面実装部品3をプラグ1の長手方向に亘って配置することが好ましい。また、複数の表面実装部品3をプラグ1の長手方向に好ましくは1.5mm以下の距離、より好ましくは1.0mm以下の距離、さらに好ましくは0.5mm以下の距離で配置する。このように表面実装部品3をプラグ1の長手方向に配置することにより、ピン11A、11Bが並んだ長手方向に亘ってプラグ1の側部に異方性導電接着剤4のバインダーが這い上がるのを抑制することができる。また、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wと表面実装部品3間の距離Wsとの関係から、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wが0.2mm~1.5mmに対し、表面実装部品3間の距離Wsが1.5mm~0.2mmの関係となるように配置することが好ましい。これにより、這い上がり高さを120μm以下とすることができる。 In the placement process, it is preferable to place one surface-mounted component 3 along the length of the plug 1. Furthermore, multiple surface-mounted components 3 are preferably placed along the length of the plug 1 at intervals of 1.5 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less. By placing the surface-mounted components 3 along the length of the plug 1 in this manner, it is possible to prevent the binder of the anisotropic conductive adhesive 4 from creeping up along the sides of the plug 1 along the length of the aligned pins 11A and 11B. Furthermore, considering the relationship between the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 and the distance Ws between the surface-mounted components 3, it is preferable to place the surface-mounted components 3 so that the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 is 0.2 mm to 1.5 mm, while the distance Ws between the surface-mounted components 3 is 1.5 mm to 0.2 mm. This allows the creep-up height to be 120 μm or less.

また、配置工程では、ツールにてプラグ1及び表面実装部品3側から押圧する仮圧着であってもよい。仮圧着条件としては、好ましくは2.0MPa以下、より好ましくは1.5MPa以下、さらに好ましくは1.0MPa以下である。 The placement process may also involve temporary pressure bonding, in which a tool is used to press the plug 1 and surface-mounted component 3 from the side. The temporary pressure conditions are preferably 2.0 MPa or less, more preferably 1.5 MPa or less, and even more preferably 1.0 MPa or less.

プラグ1及び表面実装部品3を押圧した場合、半田粒子41の平均粒径に対する異方性導電接着剤4の厚みの比の上限は、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.5以下である。プラグ1及び表面実装部品3の端子列と配線基板5の端子列との距離を半田粒子径の近傍まで異方性導電接着剤4を押し込むことにより、基板と部品間にある残留気泡を低減させ、接着性を高めることができる。 When the plug 1 and surface-mounted component 3 are pressed together, the upper limit of the ratio of the thickness of the anisotropic conductive adhesive 4 to the average particle size of the solder particles 41 is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.5 or less. By pressing the anisotropic conductive adhesive 4 until the distance between the terminal rows of the plug 1 and surface-mounted component 3 and the terminal rows of the wiring board 5 is close to the diameter of the solder particles, residual air bubbles between the board and the component can be reduced, improving adhesion.

[接合工程]
接合工程では、半田粒子41の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、プラグ1と表面実装部品3とを配線基板5に接合させ、プラグ1と表面実装部品3とを配線基板5に一括実装させる。
[Joining process]
In the bonding process, a reflow furnace set at a temperature above the melting point of the solder particles 41 is used to bond the plug 1 and the surface-mounted component 3 to the wiring board 5, and the plug 1 and the surface-mounted component 3 are mounted on the wiring board 5 all at once.

リフロー炉としては、大気圧リフロー、真空リフロー、大気圧オーブン、オートクレーブ(加圧オーブン)などが挙げられ、これらの中でも、接合部に内包する気泡を排除することができる真空リフロー、オートクレーブなどを用いることが好ましい。リフロー炉は、機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合させることができるため、プラグ1、表面実装部品3及び配線基板5のダメージを抑制することができる。 Reflow furnaces include atmospheric reflow, vacuum reflow, atmospheric ovens, and autoclaves (pressure ovens). Of these, vacuum reflow and autoclaves are preferred, as they can eliminate air bubbles trapped in the joint. Reflow furnaces can heat and bond the components without applying mechanical pressure or load, thereby minimizing damage to the plug 1, surface-mounted component 3, and wiring board 5.

リフロー炉におけるピーク温度(最高到達温度)の下限は、半田粒子41が溶融する温度以上であって、異方性導電接着剤4が硬化を始める温度以上であれば良く、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上である。また、リフロー炉におけるピーク温度の上限は、300℃以下、より好ましくは290℃以下、さらに好ましくは280℃以下である。 The lower limit of the peak temperature (maximum temperature reached) in the reflow furnace should be equal to or higher than the temperature at which the solder particles 41 melt and the temperature at which the anisotropic conductive adhesive 4 begins to harden, and is preferably 150°C or higher, more preferably 180°C or higher, and even more preferably 200°C or higher. The upper limit of the peak temperature in the reflow furnace is 300°C or lower, more preferably 290°C or lower, and even more preferably 280°C or lower.

リフロー炉では、加熱により異方性導電接着剤4が溶融し、半田融点以上である本加熱により電極間の半田粒子41がバインダー流動などで移動・凝集して溶融し、半田が電極に濡れ広がり、冷却によりプラグ1のプラグ端子12A、12Bと配線基板5の基板端子52A、52Bとが半田接合されるとともに、表面実装部品3の端子と配線基板5の端子とが半田接合される。 In the reflow furnace, the anisotropic conductive adhesive 4 melts due to heating, and this heating, which is above the solder melting point, causes the solder particles 41 between the electrodes to move, aggregate, and melt due to binder flow, etc. The solder spreads over the electrodes, and upon cooling, the plug terminals 12A, 12B of the plug 1 are solder-joined to the board terminals 52A, 52B of the wiring board 5, and the terminals of the surface-mounted component 3 are solder-joined to the terminals of the wiring board 5.

リフローは、昇温工程と降温工程のほか、一定温度に維持する工程(キープ工程)を含んでいてもよい。最も高温となるピーク工程があってもよく、昇温もしくは降温の途中でピーク工程を含んでいてもよい。昇温工程は、バインダーを溶融させる工程(例えば120℃まで)と、半田粒子が溶融し塗れ広がる工程(例えば120~175℃)の2段階となっていてもよい。そのため昇温速度は一例として10~120℃/minでもよく、20~100℃/minでもよい。キープ工程(例えば175~180℃)の維持時間は、バインダーを硬化させる工程ともなる。この温度は、一例として温度160~230℃であり、5~10℃程度の差があってもよく、ピーク温度と同じでもよい。この時間は適宜選択でき、例えば0.5min以上や0.75min以上であり、長すぎると製造効率が悪化するので、例えば5min以下や3min以下である。 In addition to the temperature-raising and temperature-lowering steps, reflow may also include a step of maintaining a constant temperature (a "keep" step). There may be a peak step where the temperature reaches its highest point, or a peak step may be included during the temperature increase or decrease. The temperature-raising step may be divided into two stages: a step of melting the binder (e.g., up to 120°C) and a step of melting and spreading the solder particles (e.g., 120-175°C). Therefore, the temperature-raising rate may be, for example, 10-120°C/min or 20-100°C/min. The maintenance time of the "keep" step (e.g., 175-180°C) also serves as a binder hardening process. This temperature is, for example, 160-230°C, and may vary by 5-10°C, or may be the same as the peak temperature. This time can be selected appropriately, for example, 0.5 min or more or 0.75 min or more. Since a longer time reduces manufacturing efficiency, it is, for example, 5 min or less or 3 min or less.

例えば、異方性導電接着剤4のバインダーが熱硬化性である場合、リフロー工程の昇温・維持・降温と、バインダーの熱硬化性の挙動を合わせることにより、リフロー工程における樹脂溶融、端子間での半田粒子の挟持、半田溶融・樹脂硬化を最適化することができる。バインダーの熱硬化性の挙動は、DSC測定やレオメーターによる粘度測定により知ることができる。 For example, if the binder of the anisotropic conductive adhesive 4 is thermosetting, by matching the temperature increase, maintenance, and decrease in the reflow process with the thermosetting behavior of the binder, it is possible to optimize the resin melting during the reflow process, the sandwiching of solder particles between the terminals, and the solder melting and resin hardening. The thermosetting behavior of the binder can be determined by DSC measurement or viscosity measurement using a rheometer.

図5は、本技術を適用させた接続構造体の一例を模式的に示す断面図である。接続構造体は、プラグ1のプラグ端子12A、12Bと配線基板5の基板端子52A、52Bとが半田42A、42Bで接合されるとともに、表面実装部品3の端子と配線基板5の端子とが半田42Cで接合されて構成される。また、接続構造体は、プラグ1と表面実装部品3とが配置工程における配置条件のままの距離で実装される。 Figure 5 is a cross-sectional view showing a schematic example of a connection structure to which this technology is applied. The connection structure is configured by joining plug terminals 12A, 12B of plug 1 to board terminals 52A, 52B of wiring board 5 with solder 42A, 42B, and by joining terminals of surface-mounted component 3 to terminals of wiring board 5 with solder 42C. Furthermore, the connection structure is mounted such that plug 1 and surface-mounted component 3 are mounted at a distance that remains consistent with the placement conditions in the placement process.

本実施の形態に係る接続構造体の製造方法によれば、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さTに対し、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離を所定の条件とすることにより、プラグの側部においてバインダーが這い上がるプラグ端子面からの高さTを低減し、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる。 According to the method for manufacturing a connection structure of this embodiment, by setting the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component to a predetermined condition, relative to the height T1 from the plug terminal surface on the side to the receptacle pin when the plug and receptacle are mated, the height T2 from the plug terminal surface to which the binder creeps up on the side of the plug can be reduced, and poor conductivity due to mating of connectors can be suppressed.

<2.接続構造体>
本実施の形態に係る接続構造体は、配線基板と、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品と、配線基板にプラグと表面実装部品とを接合する接着層とを備え、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上3.0mm以下である。プラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制し、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる。
<2. Connection structure>
The connection structure according to this embodiment includes a wiring board, a plug for a vertical mating connector, a surface-mounted component, and an adhesive layer that bonds the plug and the surface-mounted component to the wiring board, and when the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface to the receptacle pin at the side is 70 μm to 150 μm, and the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component is 0.2 mm to 3.0 mm. This prevents binder from creeping up the side of the plug, thereby preventing poor conductivity when the connectors are mated.

図4及び図5に示すように、接続構造体は、プラグ端子12A、12Bを有するプラグ1と、プラグ端子12A、12Bに対応する基板端子52A、52Bを有する配線基板3と、プラグ端子12A、12Bと基板端子52A、52Bとを半田42A、42Bにより接合するとともに、表面実装部品3の端子と配線基板5の端子53とを半田42Cにより接合する接着層とを備える。 As shown in Figures 4 and 5, the connection structure includes a plug 1 having plug terminals 12A and 12B, a wiring board 3 having board terminals 52A and 52B corresponding to the plug terminals 12A and 12B, and an adhesive layer that joins the plug terminals 12A and 12B to the board terminals 52A and 52B with solder 42A and 42B, and also joins the terminal of the surface-mounted component 3 to the terminal 53 of the wiring board 5 with solder 42C.

プラグ1は、第1のオス型のピン11Aと、第2のオス型のピン11Bと、第1のオス型のピン11Aから底面に伸び、短手方向の外側に伸びた第1のプラグ端子12Aと、第2のオス型のピン11Bから底面に伸び、短手方向の外側に伸びた第2のプラグ端子12Bと、これらを固定する絶縁樹脂とを備える。 The plug 1 comprises a first male pin 11A, a second male pin 11B, a first plug terminal 12A extending from the first male pin 11A to the bottom surface and outward in the short direction, a second plug terminal 12B extending from the second male pin 11B to the bottom surface and outward in the short direction, and insulating resin that secures these in place.

プラグ端子12A、12B及び基板端子52A、52Bにおける隣接端子間距離(スペース間距離)の最小値の上限は、好ましくは0.8mm以下、より好ましくは0.3mm以下、さらに好ましくは0.2mm以下である。また、プラグ端子12A、12B及び基板端子52A、52Bにおける隣接端子間の距離の最小値の下限は、好ましくは50μm以上、より好ましくは60μm以上、さらに好ましくは70μm以上である。これ以下となるとショート発生のリスクが高くなる。また、プラグ端子12A、12Bの表面は、金メッキされていることが好ましい。 The upper limit of the minimum distance between adjacent terminals (space distance) on the plug terminals 12A, 12B and board terminals 52A, 52B is preferably 0.8 mm or less, more preferably 0.3 mm or less, and even more preferably 0.2 mm or less. Furthermore, the lower limit of the minimum distance between adjacent terminals on the plug terminals 12A, 12B and board terminals 52A, 52B is preferably 50 μm or more, more preferably 60 μm or more, and even more preferably 70 μm or more. If the distance is less than this, the risk of short circuits increases. Furthermore, the surfaces of the plug terminals 12A, 12B are preferably gold-plated.

表面実装部品3としては、半田リフローにより接合可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、コネクタ、IC(Integrated Circuit)やLSI(Large Scale Integration)のパッケージ、LED(Light Emitting Diode)、スイッチなどが挙げられる。 The surface-mounted components 3 are not particularly limited as long as they can be joined by solder reflow, and examples include connectors, IC (Integrated Circuit) and LSI (Large Scale Integration) packages, LEDs (Light Emitting Diodes), switches, etc.

配線基板5は、基材51上にプラグ端子12A、12Bに対応する基板端子52A、52Bを備える。配線基板5は、所謂プリント配線板(PWB)として広義に定義できるものであればよく、リジット基板であっても、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であってもよい。基材51種類による基板例としては、例えば、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板などが挙げられる。 The wiring board 5 has board terminals 52A and 52B on a base material 51 that correspond to the plug terminals 12A and 12B. The wiring board 5 may be anything that can be broadly defined as a printed wiring board (PWB), and may be either a rigid board or a flexible board (FPC: Flexible Printed Circuits). Examples of substrates based on the type of base material 51 include glass boards, ceramic boards, and plastic boards.

基板端子52A、52Bの隣接端子間には、ソルダーレジストに用いられる短絡防止の加工(壁や溝など)が形成されていないことが経済性の観点から好ましい。例えば、基板端子52A、52Bの隣接端子間のスペース部の高さの上限は、好ましくは基板端子52A、52Bの高さの100μm以下、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは12μm以下である。また、基板端子52A、52Bの隣接端子間の端子からの高さの下限は、基板端子52A、52Bの高さと同じ(端子間が水平で基板面と同一であり、端子の隆起がない状態、基板の接続面がフラットな状態)であってもよく、基板に設けられた基板端子52A、52Bが基板平面より突出していてもよい。また、基板端子52A、52Bの表面は、金メッキされていることが好ましい。 From an economical standpoint, it is preferable that adjacent board terminals 52A, 52B not have short-circuit prevention processing (such as walls or grooves) formed between them, as is the case with solder resist. For example, the upper limit of the height of the space between adjacent board terminals 52A, 52B is preferably 100 μm or less, more preferably 35 μm or less, and even more preferably 12 μm or less than the height of board terminals 52A, 52B. The lower limit of the height between adjacent board terminals 52A, 52B from the terminals may be the same as the height of board terminals 52A, 52B (i.e., the space between the terminals is horizontal and flush with the board surface, there are no protrusions on the terminals, and the connection surface of the board is flat). Alternatively, board terminals 52A, 52B mounted on the board may protrude from the board plane. The surfaces of board terminals 52A, 52B are preferably gold-plated.

接着層は、プラグ端子12A、12Bと基板端子52A、52Bとを接合する半田42A、42Bを備える。接着層は、後述する異方性導電接着剤が硬化したものであり、プラグ端子12A、12Bと基板端子52A、52Bとを半田42A、42Bにより接合するとともに、表面実装部品3の端子と配線基板5の端子とを半田42Cにより接合する。一つの基板端子52A、52B内には、複数の半田接合箇所が存在してもよく、複数の半田接合箇所以外は、バインダーによる接着箇所が存在してもよい。なお、プラグ端子12A、12Bと基板端子52A、52Bとの電極同士が直接接触し、バインダーがこれを保持してもよい。また、電極同士で接続している近傍の半田粒子が、これを補助するように働いてもよい。半田粒子は、電極間に挟持されていてもよく、電極間が直接接続した後に、その周辺に存在する半田粒子が溶融し、接合に寄与してもよい。 The adhesive layer includes solder 42A, 42B that joins the plug terminals 12A, 12B and the board terminals 52A, 52B. The adhesive layer is made of a cured anisotropic conductive adhesive, described below. The solder 42A, 42B joins the plug terminals 12A, 12B and the board terminals 52A, 52B, respectively, and the solder 42C joins the terminals of the surface-mounted component 3 and the terminals of the wiring board 5. Multiple solder joints may exist within each board terminal 52A, 52B, and binder-bonded areas may exist outside of the multiple solder joints. The electrodes of the plug terminals 12A, 12B and the board terminals 52A, 52B may be in direct contact with each other, and the binder may hold this in place. Alternatively, nearby solder particles connecting the electrodes may act to support this connection. Solder particles may be sandwiched between the electrodes, and after the electrodes are directly connected, surrounding solder particles may melt and contribute to the bond.

また、接続構造体は、プラグ1とレセプタクル2とを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクル2のピンまでの高さTが70μm以上150μm以下に対し、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wが0.2mm以上3.0mm以下の条件で実装される。好ましい実装条件は、上記範囲の高さTに対して距離Wが0.2mm以上2.0mm以下であり、より好ましい実装条件は、上記範囲の高さTに対して距離Wが0.2mm以上1.5mm以下である。距離Wが0.2mmとなると、プラグ端子12A、12Bの端部のリードに干渉することや、レセプタクルとの嵌合が困難となることがある。また、距離Wが2.0mmを超えると、プラグ1の側部においてバインダーが這い上がるプラグ端子面からの高さTを低減することが困難となる。 Furthermore, the connection structure is mounted under the following conditions: when the plug 1 and the receptacle 2 are mated, the height T1 from the plug terminal surface at the side to the pin of the receptacle 2 is 70 μm to 150 μm, and the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 is 0.2 mm to 3.0 mm. A preferred mounting condition is a distance W of 0.2 mm to 2.0 mm for the height T1 in the above range, and a more preferred mounting condition is a distance W of 0.2 mm to 1.5 mm for the height T1 in the above range. A distance W of 0.2 mm may interfere with the leads at the ends of the plug terminals 12A and 12B, or may make mating with the receptacle difficult. Furthermore, a distance W of more than 2.0 mm makes it difficult to reduce the height T2 from the plug terminal surface at the side of the plug 1, at which the binder creeps up.

図6は、本技術を適用させた接続構造体の他の例を模式的に示す平面図である。接続構造体は、1つの表面実装部品3がプラグ1の一方の側面に、長手方向に亘って実装されてなることが好ましい。また、図6に示すように、接続構造体は、複数の表面実装部品3がプラグ1の一方の側面に、長手方向に所定の距離Wsで実装されてなることが好ましい。 Figure 6 is a plan view schematically illustrating another example of a connection structure to which the present technology is applied. The connection structure preferably has one surface-mounted component 3 mounted on one side of the plug 1 along the longitudinal direction. Also, as shown in Figure 6, the connection structure preferably has multiple surface-mounted components 3 mounted on one side of the plug 1 at a predetermined distance Ws along the longitudinal direction.

図6に示す接続構造体は、プラグ1と、複数もしくは複数種類の表面実装部品3とを備え、複数の表面実装部品3は、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部とが所定の距離Wとなるように実装され、プラグ1の第1のピン11Aの側面及び第2のピン12Aの側面に、長手方向に亘って所定の距離Wsの間隔となるように実装される。なお、図6に示すプラグ1のA-A断面は、図4及び図5に示すプラグ1の短手方向の断面である。 The connection structure shown in Figure 6 comprises a plug 1 and multiple or multiple types of surface-mounted components 3. The multiple surface-mounted components 3 are mounted so that a predetermined distance W is between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted components 3, and are mounted on the side of the first pin 11A and the side of the second pin 12A of the plug 1 so that they are spaced a predetermined distance Ws apart in the longitudinal direction. Note that the A-A cross section of the plug 1 shown in Figure 6 is a cross section in the short direction of the plug 1 shown in Figures 4 and 5.

複数の表面実装部品3は、プラグ1の長手方向に好ましくは1.5mm以下の距離Ws、より好ましくは1.0mm以下の距離Ws、さらに好ましくは0.5mm以下の距離Wsで実装する。このように表面実装部品3をプラグ1の長手方向に実装することにより、ピン11A、11Bが並んだ長手方向に亘ってプラグ1の側部に異方性導電接着剤4のバインダーが這い上がるのを抑制することができる。 The multiple surface-mounted components 3 are mounted in the longitudinal direction of the plug 1, preferably at a distance Ws of 1.5 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less. By mounting the surface-mounted components 3 in the longitudinal direction of the plug 1 in this manner, it is possible to prevent the binder of the anisotropic conductive adhesive 4 from creeping up along the sides of the plug 1 in the longitudinal direction of the aligned pins 11A and 11B.

また、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wと表面実装部品3間の距離Wsとの関係から、プラグ1の側部と表面実装部品3の側部との距離Wが0.2mm~1.5mmに対し、表面実装部品3間の距離Wsが1.5mm以下の関係となるように実装することが好ましい。これにより、這い上がり高さTを120μm以下とすることができる。 Furthermore, in terms of the relationship between the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 and the distance Ws between the surface-mounted components 3, it is preferable to mount the components so that the distance W between the side of the plug 1 and the side of the surface-mounted component 3 is 0.2 mm to 1.5 mm, while the distance Ws between the surface-mounted components 3 is 1.5 mm or less. This allows the creep-up height T2 to be 120 μm or less.

本実施の形態に係る接続構造体によれば、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さに対し、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離を所定の条件とすることにより、プラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制し、コネクタ同士の嵌合による導通不良を抑えることができる。また、本実施の形態に係る接続体は、BGA(Ball grid array)などで広く使われている半田粒子により接続されており、接続信頼性が高いため、センサー機器、車載用機器、IoT(Internet of Things)機器など、多くの用途に適用することができる。 The connection structure of this embodiment allows for a predetermined distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted component relative to the height from the plug terminal surface on the side to the receptacle pin when the plug and receptacle are mated. This prevents binder from creeping up the side of the plug, thereby reducing poor electrical continuity when the connectors are mated. Furthermore, the connection structure of this embodiment is connected using solder particles that are widely used in BGAs (ball grid arrays) and other devices, and has high connection reliability, making it suitable for a wide range of applications, including sensor equipment, automotive equipment, and IoT (Internet of Things) devices.

<3.異方性導電接着剤>
本実施の形態に係る異方性導電接着剤は、半田粒子を含有し、最低溶融粘度が、150Pa・s以下、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは80Pa・s以下、さらに好ましくは50Pa・s以下である。最低溶融粘度を高くすると、リフローにおいてプラグの側部にバインダーが這い上がるのを抑制することができるものの、無荷重では半田粒子の流動が悪化し、凝集溶融することができず、端子間の半田接続に支障を来たす虞がある。また、異方性導電接着剤の最低溶融粘度が150Pa・s以下の場合、バインダーのプラグの側部への這い上がり高さは約155μmの一定値となるが、プラグの側部と表面実装部品の側部との距離を所定の条件とすることにより、プラグの側部においてバインダーが這い上がるプラグ端子面からの高さTを150μm以下とすることができる。
<3. Anisotropic conductive adhesive>
The anisotropic conductive adhesive according to this embodiment contains solder particles and has a minimum melt viscosity of 150 Pa·s or less, preferably 100 Pa·s or less, more preferably 80 Pa·s or less, and even more preferably 50 Pa·s or less. Increasing the minimum melt viscosity can prevent the binder from creeping up to the sides of the plug during reflow, but this can impair the flow of the solder particles under no load, preventing them from coagulating and melting, which may interfere with the solder connection between the terminals. Furthermore, when the minimum melt viscosity of the anisotropic conductive adhesive is 150 Pa·s or less, the height of the binder creeping up to the sides of the plug is a constant value of approximately 155 μm. However, by setting the distance between the sides of the plug and the sides of the surface-mounted component to a predetermined condition, the height T2 from the plug terminal surface to which the binder creeps up on the sides of the plug can be set to 150 μm or less.

また、異方性導電接着剤の最低溶融粘度到達温度は、好ましくは半田粒子の融点の±50℃、より好ましくは半田粒子の融点の±40℃、さらに好ましくは半田粒子の溶点の±30℃である。これにより、半田溶融前に最低溶融粘度に到達して樹脂を溶融させ、樹脂溶融後に半田粒子を溶融させ、その後、樹脂を硬化させることができるため、良好な半田接合を得ることができる。ここで、異方性導電接着剤の最低溶融粘度到達温度は、例えば、回転式レオメーター(TA instrument社製)を用い、測定圧力5g、温度範囲30~200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、測定プレート直径8mm、測定プレートに対する荷重変動5gの条件で測定し、粘度が最低値(最低溶融粘度)となる温度をいう。 Furthermore, the minimum melt viscosity temperature of the anisotropic conductive adhesive is preferably ±50°C above the melting point of the solder particles, more preferably ±40°C above the melting point of the solder particles, and even more preferably ±30°C above the melting point of the solder particles. This allows the resin to melt by reaching the minimum melt viscosity before the solder melts, and then the solder particles melt after the resin melts, and the resin can then harden, resulting in a good solder joint. Here, the minimum melt viscosity temperature of the anisotropic conductive adhesive refers to the temperature at which the viscosity reaches its minimum value (minimum melt viscosity) when measured using, for example, a rotational rheometer (manufactured by TA Instrument) under the following conditions: measurement pressure 5 g, temperature range 30-200°C, heating rate 10°C/min, measurement frequency 10 Hz, measurement plate diameter 8 mm, and load fluctuation on the measurement plate 5 g.

異方性導電接着剤は、フィルム状、又はペースト状のいずれであってもよい。また、ペーストを接続時にフィルム状にしても、部品を搭載することでフィルムに近い形態としてもよい。ペースト状の場合、基板上に所定量を均一に塗布することができればよく、例えば、ディスペンス、スタンピング、スクリーン印刷等の塗布方法を用いることができ、必要に応じて乾燥させてもよい。フィルム状の場合、フィルム厚により接合材料(例えば、異方性導電接合材料)の量を均一化することができるだけでなく、取り扱い易いので作業効率を高くすることができる。 The anisotropic conductive adhesive may be in either film or paste form. Furthermore, the paste may be in film form when connected, or may be made into a film-like form by mounting components. In the case of a paste, it is sufficient to apply a predetermined amount evenly onto the board; for example, application methods such as dispensing, stamping, and screen printing can be used, and the adhesive may be dried as needed. In the case of a film, not only can the amount of bonding material (e.g., anisotropic conductive bonding material) be made uniform depending on the film thickness, but it is also easy to handle, improving work efficiency.

異方性導電接着剤がフィルム状である場合、半田粒子の平均粒径に対する異方性導電接着剤の厚みの比の下限は、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは0.9以上である。半田粒子の平均粒径に対する異方性導電接着剤の厚みの比が大きい場合、前述の配置工程において、半田粒子の電極間への挟持が容易になるが、フィルムにした場合に取り扱い性の難易度が高くなる虞がある。 When the anisotropic conductive adhesive is in film form, the lower limit of the ratio of the thickness of the anisotropic conductive adhesive to the average particle size of the solder particles is preferably 0.6 or more, more preferably 0.8 or more, and even more preferably 0.9 or more. If the ratio of the thickness of the anisotropic conductive adhesive to the average particle size of the solder particles is large, it will be easier to sandwich the solder particles between the electrodes in the aforementioned placement process, but there is a risk that the adhesive will be difficult to handle when made into a film.

また、半田粒子の平均粒径に対する異方性導電接着剤の厚みの比の上限は、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.5以下である。 Furthermore, the upper limit of the ratio of the thickness of the anisotropic conductive adhesive to the average particle size of the solder particles is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.5 or less.

フィルム厚みは、1μm以下、好ましくは0.1μm以下を測定できる公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージ(例えば、株式会社ミツトヨ:MDE-25M、最小表示量0.0001mm)を用いて測定することができる。フィルム厚みは、10箇所以上を測定し、平均して求めればよい。但し、粒子径よりもフィルム厚みが薄い場合には、接触式の厚み測定器は適さないので、レーザー変位計(例えば、株式会社キーエンス、分光干渉変位タイプSI-Tシリーズなど)を用いることが好ましい。ここで、フィルム厚みとは、バインダー樹脂層のみの厚みであり、粒子径は含まない。 Film thickness can be measured using a known micrometer or digital thickness gauge (e.g., Mitutoyo Corporation's MDE-25M, minimum display 0.0001 mm) capable of measuring 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less. Film thickness can be determined by averaging measurements taken at 10 or more locations. However, if the film thickness is thinner than the particle diameter, a contact-type thickness gauge is not suitable, and it is therefore preferable to use a laser displacement meter (e.g., Keyence Corporation's spectral interference displacement type SI-T series). Here, film thickness refers to the thickness of the binder resin layer only, excluding the particle diameter.

異方性導電接着剤のバインダーは、熱硬化性であっても、熱可塑性であってもよいが、リフロー工程による温度制御により溶融・硬化可能な熱硬化性であることが好ましい。以下では、熱硬化性バインダー(絶縁性バインダー)について説明する。 The binder for the anisotropic conductive adhesive may be thermosetting or thermoplastic, but it is preferable that it be thermosetting, which can be melted and hardened by temperature control in the reflow process. Below, we will explain thermosetting binders (insulating binders).

[熱硬化型バインダー]
熱硬化性バインダーは、発熱ピーク温度が、半田粒子の融点よりも高いことが好ましく、半田粒子の融点よりも低い溶融温度を有するものであることが好ましい。ここで、発熱ピーク温度は、回転式レオメーター(サーモフィッシャー社製)を用い、測定圧力1N温度範囲30~200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数1Hz、測定プレート直径8mmの条件で測定することができる。これにより、加熱により熱硬化性バインダーが溶融し、半田粒子が端子間に挟持された状態で半田が溶融するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。
[Thermosetting binder]
The thermosetting binder preferably has a peak exothermic temperature higher than the melting point of the solder particles, and preferably has a melting temperature lower than the melting point of the solder particles. Here, the peak exothermic temperature can be measured using a rotational rheometer (manufactured by Thermo Fisher Scientific) under the following conditions: measurement pressure 1 N, temperature range 30 to 200°C, heating rate 10°C/min, measurement frequency 1 Hz, and measurement plate diameter 8 mm. This melts the thermosetting binder upon heating, and the solder melts while the solder particles are sandwiched between the terminals, allowing electronic components with fine-pitch electrodes to be joined.

熱硬化型バインダーとしては、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物などが挙げられる。また、公知の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、(メタ)アクリルモノマーとは、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーのいずれも含む意味である。 Examples of thermosetting binders include thermal radical polymerization resin compositions containing a (meth)acrylate compound and a thermal radical polymerization initiator, thermal cationic polymerization resin compositions containing an epoxy compound and a thermal cationic polymerization initiator, and thermal anionic polymerization resin compositions containing an epoxy compound and a thermal anionic polymerization initiator. Known pressure-sensitive adhesive compositions may also be used. Note that the term "(meth)acrylic monomer" refers to both acrylic and methacrylic monomers.

以下では、具体例として、固形エポキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含有する熱アニオン重合型樹脂組成物を例に挙げて説明する。 The following describes a specific example of a thermal anionic polymerization resin composition containing a solid epoxy resin, a liquid epoxy resin, and an epoxy resin curing agent.

固形エポキシ樹脂は、常温で固形であり、分子内に1つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等であってもよい。これにより、フィルム形状を維持することができる。なお、常温とは、JIS Z 8703で規定する20℃±15℃(5℃~35℃)の範囲である。 The solid epoxy resin is not particularly limited as long as it is solid at room temperature and has one or more epoxy groups in its molecule. For example, it may be bisphenol A epoxy resin, biphenyl epoxy resin, etc. This allows the film shape to be maintained. Note that room temperature is the range of 20°C ± 15°C (5°C to 35°C) as specified in JIS Z 8703.

液状エポキシ樹脂は、常温で液状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。 There are no particular limitations on the liquid epoxy resin, as long as it is liquid at room temperature. For example, it may be bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, or a urethane-modified epoxy resin.

液状エポキシ樹脂の配合量は、固形エポキシ樹脂100質量部に対し、好ましくは160質量部以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは70質量部以下である。液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難となる。また、液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、熱硬化後の硬化物性が一般的に高架橋密度による高弾性となるため、ストレス緩和能力が小さくなる。 The amount of liquid epoxy resin blended is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and even more preferably 70 parts by mass or less, per 100 parts by mass of solid epoxy resin. If the amount of liquid epoxy resin blended is too high, it becomes difficult to maintain the film shape. Furthermore, if the amount of liquid epoxy resin blended is too high, the cured physical properties after thermal curing generally become high elasticity due to a high crosslink density, reducing the stress relaxation ability.

エポキシ樹脂硬化剤は、熱で硬化が開始する熱硬化剤であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤、スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤が挙げられる。また、硬化剤は、フィルム化させる際に使用される溶剤に対して耐性が得られるようにマイクロカプセル化されていてもよい。 The epoxy resin curing agent is not particularly limited as long as it is a heat-curing agent that initiates curing when heated. Examples include anionic curing agents such as amines and imidazoles, and cationic curing agents such as sulfonium salts. The curing agent may also be microencapsulated to provide resistance to the solvents used in forming the film.

[半田粒子]
半田粒子は、例えばJIS Z 3282-1999に規定されている、Sn-Pb系、Pb-Sn-Sb系、Sn-Sb系、Sn-Pb-Bi系、Bi-Sn系、Sn-Cu系、Sn-Pb-Cu系、Sn-In系、Sn-Ag系、Sn-Pb-Ag系、Pb-Ag系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。Bi系の半田は、靭性の低い合金であるため、半田の金属結合部におけるクラック発生などの懸念があるものの、本技術を適用することにより、ストレスを緩和し、半田の金属結合部におけるクラック発生を抑制し、接続抵抗値の上昇を抑えることができる。
[Solder particles]
The solder particles can be appropriately selected from, for example, Sn-Pb, Pb-Sn-Sb, Sn-Sb, Sn-Pb-Bi, Bi-Sn, Sn-Cu, Sn-Pb-Cu, Sn-In, Sn-Ag, Sn-Pb-Ag, Pb-Ag, etc., as specified in JIS Z 3282-1999, depending on the electrode material, connection conditions, etc. Bi-based solder is an alloy with low toughness, and there are concerns about cracking at the solder's metal joints. However, by applying this technology, stress can be alleviated, cracking at the solder's metal joints can be suppressed, and an increase in connection resistance can be suppressed.

半田粒子の融点の下限は、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは130℃以上。半田粒子の融点の上限は、200℃以下でもよく、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下である。また、半田粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで電極部との金属結合を促進することができる。 The lower limit of the melting point of the solder particles is preferably 110°C or higher, more preferably 120°C or higher, and even more preferably 130°C or higher. The upper limit of the melting point of the solder particles may be 200°C or lower, preferably 180°C or lower, more preferably 160°C or lower, and even more preferably 150°C or lower. Furthermore, a flux compound may be directly bonded to the surface of the solder particles for the purpose of activating the surface. Activating the surface can promote metallic bonding with the electrode portion.

半田粒子の平均粒径は、表面実装部品の第1の端子列及び配線基板の第2の端子列における端子間距離(スペース間距離)の最小値の0.5倍以下であることが好ましく、0.3倍以下であることがより好ましく、0.2倍以下であることがさらに好ましい。このようなスペース間距離及び半田粒子の平均粒径との関係より、リフロー炉を用いて、表面実装部品の第1の端子列と配線基板の第2の端子列とを接合させることができる。半田粒子の平均粒径が表面実装部品の第1の端子列及び配線基板の第2の端子列における端子間距離の最小値の0.5倍より大きくなると、ショートが発生する可能性が高くなる。 The average particle size of the solder particles is preferably 0.5 times or less, more preferably 0.3 times or less, and even more preferably 0.2 times or less, the minimum inter-terminal distance (space distance) between the first terminal row of the surface-mounted component and the second terminal row of the wiring board. This relationship between the space distance and the average particle size of the solder particles makes it possible to join the first terminal row of the surface-mounted component and the second terminal row of the wiring board using a reflow oven. If the average particle size of the solder particles is greater than 0.5 times the minimum inter-terminal distance between the first terminal row of the surface-mounted component and the second terminal row of the wiring board, there is a higher possibility of a short circuit occurring.

半田粒子の平均粒径の下限は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上である。これにより、フィルムの塗布厚みを一定にすることができる。半田粒子の平均粒径が0.5μmより小さいと電極部と良好な半田接合状態を得ることができず、信頼性が悪化する傾向にある。また、半田粒子の平均粒径の上限は、50μm以下であってもよく、30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。 The lower limit of the average particle size of the solder particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 3 μm or more, and even more preferably 5 μm or more. This allows for a consistent coating thickness of the film. If the average particle size of the solder particles is less than 0.5 μm, a good solder bond with the electrode cannot be achieved, and reliability tends to deteriorate. The upper limit of the average particle size of the solder particles may be 50 μm or less, and is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, and even more preferably 10 μm or less.

平均粒径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、SEM(Scanning Electron Microscope)等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばN=20以上、好ましくはN=50以上、さらに好ましくはN=200以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト(「WinROOF」:三谷商事(株)、「A像くん(登録商標)」:旭化成エンジニアリング株式会社など)を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置(例として、FPIA-3000(マルバーン社))を用いて測定した測定値(N=1000以上)であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、異方性導電接着剤を作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が50%になる粒径(D50)、算術平均径(体積基準であることが好ましい)などのメーカー値を用いることができる。 The average particle size is the average major axis diameter of particles measured, for example, with N=20 or more, preferably N=50 or more, and more preferably N=200 or more, in observation images using a metallurgical microscope, optical microscope, or electron microscope such as a scanning electron microscope (SEM). In the case of spherical particles, it is the average diameter of the particles. It may also be measured using known image analysis software (such as "WinROOF" from Mitani Corporation or "Azokun (registered trademark)" from Asahi Kasei Engineering Corporation) or using an image-based particle size analyzer (e.g., FPIA-3000 from Malvern Instruments) (N=1000 or more). The average particle size determined from observation images or an image-based particle size analyzer can be the average maximum length of the particles. When preparing an anisotropic conductive adhesive, manufacturer values such as the particle size (D50) at which the cumulative frequency in the particle size distribution determined by laser diffraction/scattering method reaches 50% or the arithmetic mean diameter (preferably by volume) can be used.

また、半田粒子の最大径は、平均粒径の200%以下、好ましくは平均粒径の150%以下、より好ましくは平均粒径の120%以下とすることができる。半田粒子の最大径が、上記範囲であることにより、半田粒子を電極間に挟持させ、半田粒子の溶融により電極間を接合させることができる。 The maximum diameter of the solder particles can be 200% or less of the average particle size, preferably 150% or less of the average particle size, and more preferably 120% or less of the average particle size. By having the maximum diameter of the solder particles within this range, the solder particles can be sandwiched between electrodes, and the electrodes can be joined by melting the solder particles.

また、複数の半田粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述の半田粒子の平均粒径や最大径と同等にしてもよく、半田粒子の平均粒径や最大径を上述の値より小さくしてもよい。個々の半田粒子の大きさは、前述した画像観察により求めることができる。 Furthermore, in the case of an aggregate formed by the aggregation of multiple solder particles, the size of the aggregate may be the same as the average particle size or maximum diameter of the solder particles described above, or the average particle size or maximum diameter of the solder particles may be smaller than the above-mentioned values. The size of individual solder particles can be determined by image observation as described above.

半田粒子は、バインダー中に分散されていることが好ましく、半田粒子はランダム配置であっても、一定の規則で配置されていても良い。また、半田粒子は、複数個が凝集した凝集体であってもよい。 The solder particles are preferably dispersed in a binder, and may be arranged randomly or according to a certain pattern. The solder particles may also be in the form of aggregates of multiple particles.

半田粒子の配合量の質量比範囲の下限は、好ましくは30wt%以上、より好ましくは40wt%以上、さらに好ましくは50wt%以上である。また、半田粒子の配合量の体積比範囲の下限は、好ましくは5vol%以上、より好ましくは8vol%以上、さらに好ましくは12vol%以上である。半田粒子の配合量は、前述の質量比範囲又は体積比範囲を満たすことにより、優れた導通性、放熱性、及び接着性を得ることができる。半田粒子がバインダー中に存在する場合には、体積比を用いてもよく、異方性導電接合材料を製造する場合(半田粒子がバインダーに存在する前)には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから体積比に変換することができる。半田粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性、放熱性、及び接着性が得られなくなり、配合量が多すぎると異方性が損なわれ易くなり、優れた導通信頼性が得られ難くなる。 The lower limit of the mass ratio range of the solder particle content is preferably 30 wt% or more, more preferably 40 wt% or more, and even more preferably 50 wt% or more. The lower limit of the volume ratio range of the solder particle content is preferably 5 vol% or more, more preferably 8 vol% or more, and even more preferably 12 vol% or more. By ensuring that the solder particle content satisfies the aforementioned mass ratio or volume ratio range, excellent conductivity, heat dissipation, and adhesion can be achieved. When the solder particles are present in a binder, the volume ratio may be used. When an anisotropic conductive bonding material is produced (before the solder particles are present in the binder), the mass ratio may also be used. The mass ratio can be converted to a volume ratio based on the specific gravity and compounding ratio of the compound. If the solder particle content is too low, excellent conductivity, heat dissipation, and adhesion cannot be achieved. If the content is too high, the anisotropy is easily impaired, making it difficult to achieve excellent conductivity reliability.

[他の添加剤]
異方性導電接着剤には、上述したバインダー、半田粒子に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、接着剤として使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
[Other additives]
In addition to the binder and solder particles described above, the anisotropic conductive adhesive can contain various additives that have been conventionally used in adhesives, provided that the effects of the present invention are not impaired. The particle size of the additive is preferably smaller than the average particle size of the solder particles, but is not particularly limited as long as it does not impede inter-electrode bonding.

前述の異方性導電接着剤は、例えば、絶縁性バインダー、半田粒子を溶剤中で混合し、この混合物を、バーコーターにより、剥離処理フィルム上に所定厚みとなるように塗布した後、乾燥させて溶媒を揮発させることにより得ることができる。また、混合物をバーコーターにより剥離処理フィルム上に塗布した後、加圧により所定厚みとしてもよい。また、半田粒子の分散性を高くするために、溶媒を含んだ状態で高シェアをかけることが好ましい。例えば、公知のバッチ式遊星攪拌装置を用いることができる。また、異方性導電接着剤の残溶剤量は、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。 The anisotropic conductive adhesive can be obtained, for example, by mixing an insulating binder and solder particles in a solvent, applying the mixture to a predetermined thickness on a release-treated film using a bar coater, and then drying to volatilize the solvent. Alternatively, the mixture can be applied to a release-treated film using a bar coater and then pressurized to a predetermined thickness. To improve the dispersibility of the solder particles, it is preferable to apply a high shear force while the solvent is still present. For example, a known batch-type planetary mixing device can be used. The residual solvent content of the anisotropic conductive adhesive is preferably 2% or less, and more preferably 1% or less.

<4.実施例>
本実施例では、半田粒子を含有する異方性導電フィルムを用いてコネクタ部品と周辺部品とを所定距離に配置してリジッド基板に実装した。そして、実装体の絶縁評価、及び接続抵抗値評価を行った。なお、本実施例は、これらに限定されるものではない。
4. Examples
In this example, a connector component and peripheral components were mounted on a rigid substrate at a predetermined distance using an anisotropic conductive film containing solder particles. Then, insulation evaluation and connection resistance evaluation of the mounted body were performed. However, this example is not limited to these.

[異方性導電フィルムの作製]
固形エポキシ樹脂(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)、JER4007P)を80質量部、液状エポキシ樹脂(ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ADEKA(株)、EP4088L)を20質量部、エポキシ樹脂硬化剤(イミダゾール系硬化剤、四国化成工業(株)、キュアゾール2P4MHZ-PW)を5質量部、フラックス化合物(グルタル酸(1,3-プロパンジカルボン酸)、東京化成(株))を3質量部、及び平均粒子径20μmの半田粒子(MCP-137、5NPlus inc、Sn-58Bi合金、固相線温度138℃)を200質量部配合し、厚み35μmの異方性導電フィルムを作製した。また、異方性導電接着剤の最低溶融粘度は約100Pa・sであった。
[Preparation of anisotropic conductive film]
A 35 μm thick anisotropic conductive film was prepared using 80 parts by weight of solid epoxy resin (bisphenol F epoxy resin, Mitsubishi Chemical Corporation, JER4007P), 20 parts by weight of liquid epoxy resin (dicyclopentadiene backbone epoxy resin, ADEKA Corporation, EP4088L), 5 parts by weight of epoxy resin curing agent (imidazole-based curing agent, Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., Curesol 2P4MHZ-PW), 3 parts by weight of flux compound (glutaric acid (1,3-propanedicarboxylic acid), Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 200 parts by weight of solder particles (MCP-137, 5NPlus Inc., Sn-58Bi alloy, solidus temperature 138°C) with an average particle size of 20 μm. The minimum melt viscosity of the anisotropic conductive adhesive was approximately 100 Pa·s.

[コネクタの実装]
下記コネクタ部品、周辺部品、及び基板を準備し、基板上に異方性導電フィルムを載せ、基板の配線に合わせてコネクタ部品と周辺部品とを所定距離の間隔で搭載し、下記リフロー条件のリフロー工程を通してコネクタ部品及び周辺部品を実装した。
コネクタ部品:片側10ピン(両側20ピン)、0.35mmピッチプラグコネクタ、ヒロセ電機(株)、BM23FR0.6-20DP-0.35V(895)
周辺部品:片側10ピン(両側20ピン)、0.35mmピッチレセプタクルコネクタ、ヒロセ電機(株)、BM23FR0.6-20DS-0.35V(895)
基板:上記プラグコネクタに対応するリジッド基板(デクセリアルズ評価用ガラスエポキシ基板、Ni-Auメッキ)
嵌合用コネクタ:片側10ピン(両側20ピン)、0.35mmピッチレセプタクルコネクタ、ヒロセ電機(株)、BM23FR0.6-20DS-0.35V(895)、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面(実装面)からレセプタクルのピンまでの高さ:120μm
リフロー条件:150℃~260℃-100sec、ピークトップ260℃
[Connector implementation]
The following connector components, peripheral components, and substrate were prepared, an anisotropic conductive film was placed on the substrate, and the connector components and peripheral components were mounted at a predetermined distance in accordance with the wiring of the substrate. The connector components and peripheral components were then mounted through a reflow process under the following reflow conditions.
Connector part: 10-pin (20-pin) 0.35mm pitch plug connector, Hirose Electric Co., Ltd., BM23FR0.6-20DP-0.35V (895)
Peripheral parts: 10-pin (20-pin) 0.35mm pitch receptacle connector, Hirose Electric Co., Ltd., BM23FR0.6-20DS-0.35V (895)
Substrate: Rigid substrate compatible with the above plug connector (Dexerials evaluation glass epoxy substrate, Ni-Au plated)
Mating connector: 10 pins on one side (20 pins on both sides), 0.35 mm pitch receptacle connector, Hirose Electric Co., Ltd., BM23FR0.6-20DS-0.35V (895), height from the plug terminal surface (mounting surface) on the side to the receptacle pin when the plug and receptacle are mated: 120 μm
Reflow conditions: 150°C to 260°C for 100 seconds, peak temperature 260°C

[実装体の評価]
図5に示すような断面図おいて、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wが所定値である実装体について、プラグコネクタの側部において異方性導電フィルムのバインダーが這い上がるプラグ端子面からの高さTを測定した。また、プラグコネクタを実装した実装体に嵌合用のレセプタクルコネクタを嵌合させ、各ピンについて電流1mAを流したときの抵抗値を測定し、中央値を算出した。抵抗値の中央値が0.1Ωを超えるピンが1以上ある実装体を「NG」と評価し、それ以外の実装体を「OK」と評価した。
[Evaluation of the package]
In the cross-sectional view shown in Figure 5, for a package in which the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component is a predetermined value, the height T2 from the plug terminal surface to which the binder of the anisotropic conductive film creeps up on the side of the plug connector was measured. A mating receptacle connector was also mated to the package in which the plug connector was mounted, and the resistance value was measured when a current of 1 mA was passed through each pin, and the median value was calculated. Packages with one or more pins whose median resistance value exceeded 0.1 Ω were evaluated as "NG," and all other packages were evaluated as "OK."

表1に、バインダーの這い上がり高さの測定結果及び導通試験の評価結果を示す。 Table 1 shows the measurement results of the binder creep height and the evaluation results of the conductivity test.

比較例1では、プラグコネクタの側部に周辺部品を実装していないため、這い上がり高さTが156μmであり、嵌合後の導通評価がNGであった。比較例2、3では、プラグコネクタの側部に周辺部品を実装したが、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wが2.0mm以上であるため、這い上がり高さTがプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さTよりも大きく(T<T)、嵌合後の導通評価がNGであった。 In Comparative Example 1, no peripheral components were mounted on the side of the plug connector, so the creep-up height T2 was 156 μm, and the continuity evaluation after mating was NG. In Comparative Examples 2 and 3, peripheral components were mounted on the side of the plug connector, but the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component was 2.0 mm or more, so the creep-up height T2 was greater than the height T1 from the plug terminal surface to the receptacle pin ( T1 < T2 ), and the continuity evaluation after mating was NG.

実施例1~4では、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wが0.2mm以上1.5mm以下であるため、這い上がり高さTを抑制することができ、這い上がり高さTをプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さT以下とすることができた(T>T)。実施例3、4では、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wが小さいため、レセプタクルコネクタを嵌合させることができなかったが、側部の幅が小さいレセプタクルコネクタを用いることにより、嵌合させることが可能となる。なお、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wを0.2mm未満とすることは、プラグコネクタのリード端子や、レセプタクルコネクタの嵌合の都合から困難である。 In Examples 1 to 4, the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component was 0.2 mm or more and 1.5 mm or less, so the creep-up height T2 was suppressed and the creep-up height T2 was equal to or less than the height T1 from the plug terminal surface to the receptacle pin ( T1 > T2 ). In Examples 3 and 4, the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component was small, so the receptacle connector could not be mated, but mating became possible by using a receptacle connector with a narrow side width. Note that it is difficult to make the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component less than 0.2 mm due to the lead terminals of the plug connector and the mating of the receptacle connector.

また、プラグコネクタの側部に周辺部品を実装することにより、這い上がり高さTを70μm以上150μm以下の範囲に抑制することができることから、プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下である垂直嵌合コネクタにおいて、本技術の効果が得られることが分かった。また、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離を0.2mm以上3.0mm以下に配置し、リフロー工程で一括実装することにより、バインダーがコネクタの側部に這い上がることを抑制することができることが分かった。 Furthermore, by mounting peripheral components on the side of the plug connector, the creep-up height T2 can be kept within the range of 70 μm to 150 μm, and therefore, it was found that the effects of this technology can be obtained in a vertical mating connector in which the height from the plug terminal surface on the side to the receptacle pin when the plug and receptacle are mated is 70 μm to 150 μm. Furthermore, it was found that by setting the distance between the side of the plug connector and the side of the peripheral components to 0.2 mm to 3.0 mm and mounting them all at once in the reflow process, it is possible to prevent the binder from creeping up the side of the connector.

[複数の周辺部品を備える実装体の評価]
図7は、プラグの長手方向に複数の周辺部品を実装する場合の周辺部品間の距離を評価する試験を説明するための平面図である。図7に示すような平面図において、プラグ1の側部と周辺部品である表面実装部品3の側部との距離Wを0.2mmとし、表面実装部品3間の距離Wsを所定値として2つの表面実装部品3を実装した。バインダーが這い上がるプラグ端子面からの高さTの測定位置は、表面実装部品3間の距離Wsの中間点とした。
[Evaluation of a mounting assembly with multiple peripheral components]
Figure 7 is a plan view illustrating a test for evaluating the distance between peripheral components when multiple peripheral components are mounted in the longitudinal direction of a plug. In the plan view shown in Figure 7, the distance W between the side of the plug 1 and the side of the peripheral surface-mounted component 3 was set to 0.2 mm, and two surface-mounted components 3 were mounted with the distance Ws between the surface-mounted components 3 set to a predetermined value. The height T2 from the plug terminal surface at which the binder creeps up was measured at the midpoint of the distance Ws between the surface-mounted components 3.

表2に、周辺部品間の距離に対するバインダーの這い上がり高さの測定結果を示す。 Table 2 shows the measurement results of binder creep-up height versus the distance between adjacent parts.

比較例4、5では、周辺部品間の距離Wsが1.8mm以上であるため、這い上がり高さTがプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さTよりも大きかった(T<T)。実施例4~8では、周辺部品間の距離Wsが0.2mm以上1.5mm以下であるため、周辺部品の側面側にもバインダーが引き込まれ、這い上がり高さTを抑制することができ、這い上がり高さTをプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さT以下とすることができた(T1>T2)。 In Comparative Examples 4 and 5, the distance Ws between the peripheral components was 1.8 mm or more, so the creeping height T2 was greater than the height T1 from the plug terminal surface to the receptacle pin ( T1 < T2 ). In Examples 4 to 8, the distance Ws between the peripheral components was 0.2 mm or more and 1.5 mm or less, so the binder was also drawn into the side surfaces of the peripheral components, suppressing the creeping height T2 and making it possible to make the creeping height T2 equal to or less than the height T1 from the plug terminal surface to the receptacle pin (T1 > T2).

また、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wと周辺部品間の距離Wsとの関係から、プラグコネクタの側部と周辺部品の側部との距離Wが0.2mm~1.5mmに対し、周辺部品間の距離Wsを1.5mm~0.2mmの関係とすることにより、這い上がり高さTを120μm以下とすることができることが分かった。 Furthermore, from the relationship between the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component and the distance Ws between the peripheral components, it was found that the creep-up height T2 can be made 120 μm or less by making the distance W between the side of the plug connector and the side of the peripheral component 0.2 mm to 1.5 mm and the distance Ws between the peripheral components 1.5 mm to 0.2 mm.

1 プラグ、2 レセプタクル、3 表面実装部品、4 異方性導電接着剤、5 配線基板、11A,11B ピン、12A,12B プラグ端子、21A,21B ピン、22A,22B レセプタクル端子、41 半田粒子、51 基材、52A,52B 基板端子、53 端子、 101 プラグ、103 異方性導電接着剤、105 基板、111A,111B ピン、152A,152B 基板端子、142A、142B 半田
REFERENCE SIGNS LIST 1 plug, 2 receptacle, 3 surface-mounted component, 4 anisotropic conductive adhesive, 5 wiring board, 11A, 11B pin, 12A, 12B plug terminal, 21A, 21B pin, 22A, 22B receptacle terminal, 41 solder particle, 51 substrate, 52A, 52B substrate terminal, 53 terminal, 101 plug, 103 anisotropic conductive adhesive, 105 substrate, 111A, 111B pin, 152A, 152B substrate terminal, 142A, 142B solder

Claims (9)

配線基板上に半田粒子を含有する異方性導電接着剤を配置し、前記異方性導電接着剤上に、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品とを配置する配置工程と、
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記プラグと前記表面実装部品とを前記配線基板に接合させる接合工程とを有し、
前記プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、前記プラグの側部と前記表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上1.5mm以下であり、
前記異方性導電接着剤の前記プラグの側部へのバインダーの這い上がり高さが、前記プラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さよりも小さい接続構造体の製造方法。
a placement step of placing an anisotropic conductive adhesive containing solder particles on a wiring board, and placing a plug of a vertical mating connector and a surface mount component on the anisotropic conductive adhesive;
a bonding step of bonding the plug and the surface mount component to the wiring board using a reflow furnace set at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles,
When the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface at the side to the receptacle pin is 70 μm or more and 150 μm or less, and the distance between the side of the plug and the side of the surface mount component is 0.2 mm or more and 1.5 mm or less ,
A method for manufacturing a connection structure , wherein the height of the binder of the anisotropic conductive adhesive creeping up to the side of the plug is smaller than the height from the plug terminal surface to the pin of a receptacle .
前記配置工程では、1つの表面実装部品を前記プラグの長手方向に亘って配置する請求項1記載の接続構造体の製造方法。 A method for manufacturing a connection structure according to claim 1, wherein the placement step places one surface-mounted component along the longitudinal direction of the plug. 前記配置工程では、複数の表面実装部品を前記プラグの側部と表面実装部品の側部との距離が0.2mm~1.5mmに対し、表面実装部品間の距離が1.5mm以下となるように、前記プラグの長手方向に配置する請求項1記載の接続構造体の製造方法。 2. The method for manufacturing a connection structure according to claim 1, wherein in the arranging step, a plurality of surface mount components are arranged in the longitudinal direction of the plug so that the distance between the surface mount components is 1.5 mm or less, while the distance between the side of the plug and the side of the surface mount components is 0.2 mm to 1.5 mm. 前記異方性導電接着剤の最低溶融粘度が、150Pa・s以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 A method for manufacturing a connection structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the minimum melt viscosity of the anisotropic conductive adhesive is 150 Pa·s or less. 配線基板と、垂直嵌合コネクタのプラグと、表面実装部品と、前記配線基板に前記プラグと前記表面実装部品とを接合する接着層とを備え、
前記プラグとレセプタクルとを嵌合させた場合の側部におけるプラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さが70μm以上150μm以下に対し、前記プラグの側部と前記表面実装部品の側部との距離が0.2mm以上1.5mm以下であり、
前記接着層の前記プラグの側部へのバインダーの這い上がり高さが、前記プラグ端子面からレセプタクルのピンまでの高さよりも小さい接続構造体。
a wiring board, a plug of a vertical mating connector, a surface mount component, and an adhesive layer that bonds the plug and the surface mount component to the wiring board;
When the plug and receptacle are mated, the height from the plug terminal surface at the side to the receptacle pin is 70 μm or more and 150 μm or less, and the distance between the side of the plug and the side of the surface mount component is 0.2 mm or more and 1.5 mm or less ,
A connection structure in which the height of the binder of the adhesive layer creeping up to the side of the plug is smaller than the height from the plug terminal surface to the pin of a receptacle .
1つの表面実装部品が、前記プラグの長手方向に亘って実装されてなる請求項5記載の接続構造体。 The connection structure of claim 5, wherein one surface-mounted component is mounted along the entire length of the plug. 複数の表面実装部品が、前記プラグの側部と表面実装部品の側部との距離が0.2mm~1.5mmに対し、表面実装部品間の距離が1.5mm以下となるように、前記プラグの長手方向に実装されてなる請求項5記載の接続構造体。 6. The connection structure according to claim 5, wherein a plurality of surface-mounted components are mounted in the longitudinal direction of the plug so that the distance between the side of the plug and the side of the surface-mounted components is 0.2 mm to 1.5 mm, and the distance between the surface-mounted components is 1.5 mm or less. 前記接着層のバインダーの前記プラグの側部への這い上がり高さが、150μmより小さい請求項5乃至7のいずれか1項に記載の接続構造体。 8. The connection structure according to claim 5, wherein the binder of the adhesive layer creeps up to a side of the plug to a height of less than 150 [mu]m. 前記接着層のバインダーの前記プラグの側部への這い上がり高さが、120μm以下である請求項5乃至7のいずれか1項に記載の接続構造体。8. The connection structure according to claim 5, wherein the binder of the adhesive layer creeps up to a side of the plug to a height of 120 [mu]m or less.
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