JP2014157878A

JP2014157878A - プリント配線基板の接合装置およびプリント配線基板の接合方法

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Publication number: JP2014157878A
Application number: JP2013026928A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; 浩司斉藤; Atsushi Shida; 淳志田
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: JP6175247B2

Abstract

【課題】生産性を向上できるプリント配線基板の接合装置およびプリント配線基板の接合方法を提供する。
【解決手段】プリント配線基板の接合装置は、１以上の開口が設けられたプレート治具と、開口の位置と接合予定領域とがほぼ一致するように、プレート治具に載置され、開口の反対側に他の基板が積層される１以上のフレキシブル基板と、他の基板および他の基板が積層されたフレキシブル基板を、他の基板を押圧することにより固定するブロック部材と、接合用ヘッドとを備え、プレート治具の開口を通して、接合予定領域に、接合用ヘッドを、突き当てることにより接合するものである。
【選択図】図１

Description

本技術は、プリント配線基板の接合装置およびプリント配線基板の接合方法に関する。

電子機器の小型化および薄型化等を達成するために、フレキシブル基板が用いられている。フレキシブル基板は、例えば、リジット基板に対して接合されて使用される。

図８を参照しながら、従来のフレキシブル基板とリジット基板との接合方法について説明する。図８は、従来のフレキシブル基板とリジット基板との接合方法を説明するための概略図である。図８に示すように、バックプレート１１０上にリジット基板１０２を載置し、リジット基板１０２上の所定位置に、フレキシブル基板１０１を配置した後、ボンディングヘッド１１１が下降して、上方からフレキシブル基板１０１を押しつけて、ヒートプレスし、リジット基板１０２とフレキシブル基板１０１との間の接着材料を硬化させて接合する。

手動で行う場合には、リジット基板１０２をバックプレート１１０上に載置した後、手で、フレキシブル基板１０１をリジット基板１０２上に載置し、位置合わせをした後、圧着して接合を行う。

全自動装置で行う場合には、フレキシブル基板１０１をボンディングヘッド１１１で吸着保持し、位置合わせ用のマークを読み取り、対象のリジット基板１０２の所定位置に運び、フレキシブル基板１０１をリジット基板１０２に重ね合わせる。そして、ボンディングヘッド１１１自身を加熱して、フレキシブル基板１０１の上面に押しつけることにより、フレキシブル基板１０１を、リジット基板１０２の所定位置に圧着接合する。

プリント配線基板を接合する従来技術として、例えば、以下の特許文献１〜３に記載された技術が開示されている。

特開２００１−３５６２７号公報特開平７−１６８１９８号公報特開平９−１８６１９１号公報

しかしながら、従来の接合方法では、フレキシブル基板を、手でリジット基板上に載置し、且つ位置合わせを行った後、圧着しているため、時間がかかり、生産性が悪かった。

したがって、本技術の目的は、生産性を向上できるプリント配線基板の接合装置およびプリント配線基板の接合方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本技術は、フレキシブル基板と他の基板とを接合する接合装置であって、１以上の開口が設けられたプレート治具と、開口の位置と接合予定領域とがほぼ一致するように、プレート治具に載置され、開口の反対側に他の基板が積層される１以上のフレキシブル基板と、他の基板および他の基板が積層されたフレキシブル基板を、他の基板を押圧することにより固定するブロック部材と、接合用ヘッドとを備え、プレート治具の開口を通して、接合予定領域に、接合用ヘッドを、突き当てることにより接合するプリント配線基板の接合装置である。

本技術は、フレキシブル基板と他の基板とを接合する接合方法であって、１以上のフレキシブル基板を、１以上の開口が設けられたプレート治具に、開口と接合予定領域とがほぼ一致するように載置した後、他の基板を、フレキシブル基板の開口の反対側に積層し、他の基板および他の基板を積層したフレキシブル基板を、ブロック部材が他の基板を押圧することにより固定し、接合用ヘッドを、プレート治具の開口を通して、フレキシブル基板の接合予定領域に、突き当てることにより接合するプリント配線基板の接合方法である。

本技術によれば、生産性を向上できるプリント配線基板の接合装置およびプリント配線基板の接合方法を提供できる。

フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための略線図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための略線図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための概略断面図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための略線図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための略線図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための略線図である。フレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための概略断面図である。従来のフレキシブル基板とリジット基板との接合工程を説明するための概略断面図である。

以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．他の実施の形態（変形例）

１．第１の実施の形態
第１の実施の形態によるプリント配線基板の接合装置について説明する。第１の実施の形態では、リジット基板とフレキシブル基板との接合を行うプリント配線基板の接合装置について説明する。

第１の実施の形態によるプリント配線基板の接合装置では、例えば、プレート治具が搬送コンベア等の搬送装置によって搬送され、以下に説明するリジット基板とフレキシブル基板との接合動作が順次行われる。なお、以下に説明するフレキシブル基板とリジット基板の接合動作を一度に行う装置を構成してもよい。

フレキシブル基板は、可撓性を有するプリント配線基板であり、リジット基板は、可撓性を有さない硬質のプリント配線基板である。リジット基板およびフレキシブル基板には、例えば複数の配線および電極等が設けられている。

まず、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、シート１１をプレート治具１２の上に載置する。シート１１は、１以上のフレキシブル基板１を含むものである。シート１１は、例えば、フレキシブル基板１が複数個取りされたものである。シート１１は、例えば、フレキシブル基板１が６個取りされたものである。プレート治具１２は、１以上の開口１２ａが設けられたものである。プレート治具１２には、シート１１が、開口１２ａの位置とリジット基板２を接合するフレキシブル基板１の接合予定領域１ａとがほぼ一致するように載置される。プレート治具１２上にシート１１が載置された状態では、接合予定領域１ａが、開口１２ａから露出されている。例えば、各接合予定領域１ａが、各開口１２ａから露出されている。

プレート治具１２は、例えば、マグネットシート、粘着シート等であり、プレート治具１２上に載置されたフレキシブル基板１を安定に固定できるものである。なお、接合予定領域１ａには、例えば、フレキシブル基板１とリジット基板２とを接着するための接着材料（例えば、接着樹脂、異方性導電テープ（ACF:anisotropic conductive film）等）が配され、この接着材料を硬化させることにより、フレキシブル基板１とリジット基板２の接合がなされる。他の例としては、フレキシブル基板１の端子部等とリジット基板２のランド部等とを導電性材料を溶解することにより接合する。

次に、基板ハンドリング用ブロック１３により、リジット基板２を、接合予定領域１ａに運ぶ。

基板ハンドリング用ブロック１３は、少なくとも水平方向および垂直方向に自在に移動可能とされ、リジット基板２をピックアンドプレースし、ハンドリングするブロック部材である。

図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄに示すように、基板ハンドリング用ブロック１３は、供給用の多数のリジット基板２群が配置されている位置に移動し、供給用の多数のリジット基板２群から１個のリジット基板２を、真空吸着等によって下面に吸着等して取り上げる。

基板ハンドリング用ブロック１３は、下面にリジット基板２を保持したまま移動して、リジット基板２を運び、接合予定領域１ａに載置する。これにより、フレキシブル基板１には、リジット基板２が開口１２ａの反対側に積層される。なお、接合予定領域１ａの位置は、位置決めマークをカメラ等の読み取り手段で読み取ることにより取得し、基板ハンドリング用ブロック１３は、取得した位置にリジット基板２を運ぶように制御される。

基板ハンドリング用ブロック１３は、リジット基板２の保持を解除して、リジット基板２を接合予定領域１ａに受け渡す。その後、基板ハンドリング用ブロック１３は、次に接合する別のリジット基板２を取り上げるため、供給用のリジット基板２群の配置位置に移動する。

次に、図２Ａに示すように、基板ハンドリング用ブロック１３は、同様の動作を繰り返して、さらに４個のリジット基板２を順次運び、接合予定領域１ａに受け渡す。

次に、基板ハンドリング用ブロック１３は、同様の動作で、最後のリジット基板２を運び接合予定領域１ａに載置し、図２Ｂに示すように、最後のリジット基板２を接合予定領域１ａに載置した状態で、その位置に停滞する。これにより、基板ハンドリング用ブロック１３は、下面を接合予定領域１ａに載置した全てのリジット基板２の上面に当て、リジット基板２を押圧して、リジット基板２およびリジット基板２を積層したフレキシブル基板１を固定する。

基板ハンドリング用ブロック１３の下面を、接合予定領域１ａに載置した全てのリジット基板２の上面に当てた状態で、プレート治具１２の複数の開口１２ａに対応する位置に設けられた、例えば開口１２ａと同数の複数の接合用ヘッド１４は上昇する。なお、プレート治具１２および基板ハンドリング用ブロック１３の方を下降するようにしてもよい。

図２Ｃ、図３に示すように、複数の接合用ヘッド１４は、各開口１２ａを通り、各接合用ヘッド１４が複数の接合予定領域１ａに同時に突き当たる。これにより、リジット基板２の上面に基板ハンドリング用ブロック１３の下面を当てると共に、各開口１２ａから露出した各接合予定領域１ａを下方から同時に突き上げ、基板ハンドリング用ブロック１３と接合用ヘッド１４との間に挟まれた部分に対して圧力を加える。

このとき、接合用ヘッド１４は、突き当たる部分に対して、熱または超音波等を加える。これにより、フレキシブル基板１とリジット基板２との間に配した、接着剤、異方性導電テープ（ACF:anisotropic conductive film）等を硬化等させることで、フレキシブル基板１とリジット基板２とを接合する。

なお、複数の接合用ヘッド１４により、各開口１２ａから露出した各接合予定領域１ａを下方から同時に突き上げる代わりに、１つの接合用ヘッド１４により、各開口１２ａから露出した各接合予定領域１ａを下方から順次突き上げるようにしてもよい。

以上により、図２Ｄに示すように、複数のフレキシブル基板１と、複数のリジット基板２との接合が一括でなされる。

本技術の第１の実施の形態では、複数のフレキシブル基板１と、複数のリジット基板２との接合が一括でなされるため、生産性を向上できる。

また、本技術の第１の実施の形態では、フレキシブル基板１ではなくて、リジット基板２の方をハンドリングしているため、フレキシブル基板１の方をハンドリングした場合に生じる、基板自体の反りや熱による伸び等によって、非常にハンドリングしにくく、貼り合わせが難しくなるということがなく好ましい。

２．第２の実施の形態
第２の実施の形態によるプリント配線基板の接合装置について説明する。第２の実施の形態では、フレキシブル基板１とリジット基板２との接合を行うプリント配線基板の接合装置について説明する。

第２の実施の形態によるプリント配線基板の接合装置では、例えば、プレート治具１２が搬送コンベア等の搬送装置によって搬送され、以下に説明するフレキシブル基板１とリジット基板２との接合動作が順次行われる。なお、１つの装置によって以下に説明するフレキシブル基板１とリジット基板２との接合動作が行われる装置を構成してもよい。

まず、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、シート１１をプレート治具１２の上に載置する。シート１１は、１以上のフレキシブル基板１を含むものである。シート１１は、例えば、フレキシブル基板１が複数個取りされたものである。シート１１は、例えば、フレキシブル基板１が６個取りされたものである。プレート治具１２は、１以上の開口１２ａが設けられたものである。プレート治具１２には、シート１１が、開口１２ａの位置とリジット基板２を接合するフレキシブル基板１の接合予定領域１ａとがほぼ一致するように載置される。プレート治具１２上にシート１１が載置された状態では、リジット基板２を接合する接合予定領域１ａが、開口１２ａから露出されている。例えば、各接合予定領域１ａが、各開口１２ａから露出されている。

次に、基板セット用ブロック２１により、リジット基板２を、フレキシブル基板１との接合予定領域１ａに運ぶ。

図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、基板セット用ブロック２１は、供給用の多数のリジット基板２群が配置されている位置に移動し、供給用の多数のリジット基板２群から１個のリジット基板２を、真空吸着等によって下面に吸着等して取り上げる。

基板セット用ブロック２１は、下面にリジット基板２を保持したまま移動して、リジット基板２を運び、接合予定領域１ａに載置する。これにより、フレキシブル基板１には、リジット基板２が開口１２ａの反対側に積層される。なお、接合予定領域１ａの位置は、位置決めマークをカメラ等の読み取り手段で読み取ることにより取得し、基板セット用ブロック２１は、取得した位置にリジット基板２を運ぶように制御される。

基板セット用ブロック２１は、リジット基板２の保持を解除して、リジット基板２を接合予定領域１ａに受け渡す。その後、基板セット用ブロック２１は、次に接合する別のリジット基板２を取り上げるため、供給用のリジット基板２群の配置位置に移動する。

次に、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、基板セット用ブロック２１は、同様の動作を繰り返して、さらに５個のリジット基板２を順次運び、接合予定領域１ａに受け渡す。

次に、図５Ｃに示すように、突き当て用ブロック２２を上方から全てのリジット基板２の上面に当てた状態で、その位置に停滞させる。これにより、突き当て用ブロック２２は、下面を接合予定領域１ａに載置した全てのリジット基板２の上面に当て、リジット基板２を押圧して、リジット基板２およびリジット基板２を積層したフレキシブル基板１を固定する。

図６Ａに示すように、突き当て用ブロック２２の下面を、接合予定領域１ａに載置した全てのリジット基板２の上面に当てた状態で、プレート治具１２の複数の開口１２ａに対応する位置に設けられた、例えば開口１２ａと同数の複数の接合用ヘッド１４は上昇する。なお、プレート治具１２および突き当て用ブロック２２の方を下降するようにしてもよい。

図６Ｂ、図７に示すように、複数の接合用ヘッド１４は、各開口１２ａを通り、各接合用ヘッド１４が複数の接合予定領域１ａに同時に突き当たる。これにより、リジット基板２の上面に突き当て用ブロック２２の下面を当てると共に、各開口１２ａから露出した各接合予定領域１ａを下方から同時に突き上げ、突き当て用ブロック２２と接合用ヘッド１４との間に挟まれた部分に対して圧力を加える。

このとき、接合用ヘッド１４は、接合用ヘッド１４が突き当たる部分に対して、熱または超音波等を加える。これにより、フレキシブル基板１とリジット基板２との間に配した、接着剤、異方性導電テープ（ACF:anisotropic conductive film）等を硬化等させることで、フレキシブル基板１とリジット基板２とを接合する。

以上により、図６Ｃに示すように、複数のフレキシブル基板１と、複数のリジット基板２との接合が一括になされる。

本技術の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様、複数のフレキシブル基板１と、複数のリジット基板２との接合が一括でなされるため、生産性を向上できる。

また、本技術の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様、フレキシブル基板１ではなくて、リジット基板２の方をハンドリングしているため、フレキシブル基板１の方をハンドリングした場合に生じる、基板自体の反りや熱による伸び等によって、非常にハンドリングしにくく、貼り合わせが難しくなるということがなく好ましい。

また、本技術の第２の実施の形態では、突き当て用ブロック２２を導入し、リジット基板２の配置工程と配置したリジット基板２の接合工程とを並行処理で行うことで、第１の実施の形態より、タクトタイムを短縮できる。

３．他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。

また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

上述した実施の形態では、リジット基板をフレキシブル基板に接合する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、リジット基板をフレキシブル基板に代え、フレキシブル基板とフレキシブル基板とを接合するようにしてもよい。

１・・・フレキシブル基板
２・・・リジット基板
１１・・・シート
１２・・・プレート治具
１２ａ・・・開口
１３・・・基板ハンドリング用ブロック
１４・・・接合用ヘッド
２１・・・基板セット用ブロック
２２・・・突き当て用ブロック

Claims

フレキシブル基板と他の基板とを接合する接合装置であって、
１以上の開口が設けられたプレート治具と、
前記開口の位置と接合予定領域とがほぼ一致するように、前記プレート治具に載置され、前記開口の反対側に前記他の基板が積層される１以上のフレキシブル基板と、
前記他の基板および前記他の基板が積層された前記フレキシブル基板を、前記他の基板を押圧することにより固定するブロック部材と、
接合用ヘッドと
を備え、
前記プレート治具の前記開口を通して、前記接合予定領域に、前記接合用ヘッドを、突き当てることにより接合するプリント配線基板の接合装置。
前記ブロック部材は、前記他の基板を運んで前記フレキシブル基板に積層する請求項１に記載のプリント配線基板の接合装置。
他のブロック部材をさらに備え、
前記他のブロック部材は、前記他の基板を運んで前記フレキシブル基板に積層する請求項１に記載のプリント配線基板の接合装置。
前記接合用ヘッドを、複数備え、
前記プレート治具に設けられた複数の前記開口に通して複数の前記接合予定領域に、複数の前記接合用ヘッドを同時に突き当てることにより接合する請求項１〜３の何れかに記載のプリント配線基板の接合装置。
前記他の基板は、リジット基板である請求項１〜４の何れかに記載のプリント配線基板の接合装置。
前記接合用ヘッドは、前記接合予定領域に対して、熱または超音波を加える請求項１〜５の何れかに記載のプリント配線基板の接合装置。
フレキシブル基板と他の基板とを接合する接合方法であって、
１以上のフレキシブル基板を、１以上の開口が設けられたプレート治具に、前記開口と接合予定領域とがほぼ一致するように載置した後、他の基板を、前記フレキシブル基板の前記開口の反対側に積層し、
前記他の基板および前記他の基板を積層した前記フレキシブル基板を、ブロック部材が他の基板を押圧することにより固定し、
接合用ヘッドを、前記プレート治具の前記開口を通して、前記フレキシブル基板の前記接合予定領域に、突き当てることにより接合するプリント配線基板の接合方法。