JP3356195B2 - ヒ−タツ−ルの構造と熱圧着方法および熱圧着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，圧着物である配線基
板上にチップとリ−ド部とが同一線上に配列されている
配線パタ−ンに，被圧着物を熱圧着するヒ−タツ−ルの
構造と熱圧着方法および熱圧着装置とに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来，図１０，図１１に示すように，フ
ェノ−ル樹脂，ガラスエポキシ樹脂等からなる硬質の絶
縁基板や，ポリイミド樹脂，ポリエステル樹脂等の柔軟
な絶縁基板上や液晶基板等の配線基板１の周囲には，ピ
ッチがミクロン単位であるＴＡＢ等のリ−ド部２ｂから
なる配線パタ−ン２が形成されている。この配線パタ−
ン２は，絶縁基板上に導電層を形成し，その形成は導電
層の所要部分以外をエッチング等で除去することにより
なされている。

【０００３】そして，この配線パタ−ン２上には，半田
や異方性導電膜３等が形成されて配線基板１が構成され
ている。そして，この配線基板１上には，配線パタ−ン
２と同様にＬＳＩリ−ドやＩＣリ−ドが多数並列に形成
されているリ−ド線（被圧着物）４が接続されるが，こ
の接合方法としては，図１２，図１３に示すように，Ｍ
ｏやチタン等の高熱高抵抗部材で形成されているヒ−タ
ツ−ル６，２０にパルス状の大電流を流すことにより，
そこに発生したジュ−ル熱を利用して接合するパルスヒ
−ト接合方法がある。

【０００４】このパルスヒ−ト接合方法は，配線基板１
の配線パタ−ン（圧着物）２と被圧着物４との接合手段
として，熱可塑性の異方性導電膜３が使用されているた
めに，接合領域をヒ−タツ−ル６で加熱した後，この異
方性導電膜３が固まるまで待機する必要がある。そのた
め，パルスヒ−ト接続方式では，ヒ−タツ−ル６常時加
熱しているのではなく，熱圧着時だけパルス状の加熱電
流を給電し，熱圧着終了後には，ヒ−タツ−ル６は冷却
されるから，この方法は最適である。

【０００５】そして，パルスヒ−ト接合方法を用いた熱
圧着装置としては，図１０に示す装置があり，配線パタ
−ン２にリ−ド線４等を接続する場合には，可撓性を有
する一対の給電帯７にボルト８により固定されている一
対の導電板９，この導電板９にボルト１０により固定さ
れている一対の導電ブロック１１，互いに対向する導電
ブロック１１の間隙１２に挿入支持されている断面略Ｕ
字型のヒ−タツ−ル６（図１２），導電ブロック１１に
ボルト１３により固定され，スピンドル１４が固定され
ている絶縁ブロック１５とにより構成されている。

【０００６】ヒ−タツ−ル６は，パルス状の加熱電流を
供給する電源からの加熱電流により加熱するとともに，
熱圧着装置５のスピンドル１４を上下方向に移動させる
ことにより，接合領域は加圧，加熱され，半田あるいは
熱可塑性の異方性導電膜３等により熱圧着されている。

【０００７】そして，配線基板１の配線パタ−ン２と外
部基板４ａのリ−ド線（被圧着物）４等との接合領域に
圧接して熱圧着するためのヒ−タツ−ル６は，図１０，
図１２に示すように，導電ブロック１１に挟持され，固
定するために，ねじ孔１８が透設されている支持部６ｂ
と，導電ブロック１１から突出してこの支持部６ｂから
テ−パ−状に形成されているテ−パ−状部分６ｄと，こ
のテ−パ−状部分６ｄに連接されている矩形状の先端部
分を構成する加熱部６ｃとが一体的に形成されている。
なお，テ−パ状部分６ｄは，加熱部６ｃと支持部６ｂと
を連結するためのもので，加熱部６ｃと支持部６ｂとは
直接連結されてもよい。

【０００８】そして，このヒ−タツ−ル６の加熱部６ｃ
は，接合領域の長さ方向，即ち，配線基板１に形成され
ている配線パタ−ン２に沿う方向の長さ方向に長く，且
つ，接合領域の巾方向，即ち，配線パタ−ン２に熱圧着
されるリ−ド線４のリ−ド線の長さに対応する巾を有す
る平坦に形成された圧着面を有している。そして，この
加熱部の巾方向両端から長溝１９を介在させて加熱部６
ｃに一体的に形成された一対の支持部６ｂとにより形成
されている。

【０００９】このような構造であるから，ヒ−タツ−ル
６の加熱部６ｃの長さ方向が一群のリ−ド線４の巾に対
応し，加熱部６ｃの巾方向がリ−ド部を構成するリ−ド
線４の長さ方向に対応し，この加熱部６ｃの下端外面が
一群のリ−ド線４を圧着するための圧着面６ａとなって
いる。

【００１０】又，図１３に示すヒ−タツ−ル２０は，高
熱高抵抗部材により形成されており，接合領域の長さ方
向に沿って長く，且つ，接合領域の巾方向に対応する巾
を有する加熱部２０ａと，この加熱部２０ａの両端に一
体的に形成された両端部２０ｂ，２０ｃとにより略コ字
状に形成されており，加熱部２０ａの下面は平坦に形成
されて圧着面２０ｄとなっている。そして，ヒ−タツ−
ル２０の加熱部２０ａ両端からの冷えを補正するため
に，圧着面２０ｄに対向する面２０ｅは，両端部が細
く，中心部分が太く盛り上がった山形に形成されてい
る。

【００１１】従って，上記ヒ−タツ−ル６と同様に，こ
のヒ−タツ−ル２０の長さ方向が一群のリ−ド部のリ−
ド線４の巾に対応し，加熱部２０ａの巾方向がリ−ド部
を構成するリ−ド線４の長さ方向に対応している。

【００１２】ヒ−タツ−ル２０の両端部２０ｂ，２０ｃ
に開設されているねじ穴２１に一対の導電ブロック（図
示せず）が接続され，この導電ブロックを介して電源
（図示せず）から加熱電流が給電されて，加熱部２０ａ
が加熱され，圧着面２０ｄが加熱される。

【００１３】一方，最近は，配線基板１の配線パタ−ン
（圧着物）２と外部基板４ａのリ−ド線（被圧着物）４
とを接合する手段として，熱硬化性の異方性導電膜が使
用されはじめている。この熱硬化性の異方性導電膜を使
用する場合には，ヒ−タツ−ルに電源から常時加熱電流
を給電して，このヒ−タツ−ルを常時一定の加熱温度に
保持して接合する常時加熱接合方法が採用されている。

【００１４】この常時加熱接合方法に使用されるヒ−タ
ツ−ルとしては，略コ字状のヒ−タツ−ル（図示せず）
の加熱部に，多数のカ−トリッジヒ−タ（図示せず）を
埋設して，加熱部，即ち，圧着面を長く形成したカ−ト
リッジヒ−タ式のヒ−タツ−ルがある。

【００１５】

【発明が解決しようとする問題点】このように，接合領
域に圧接されるヒ−タツ−ルには，各種の形式のものが
あるが，この内，パルスヒ−ト接合方法において使用さ
れるヒ−タツ−ル６，２０は，加熱電流がオン・オフさ
れるが，加熱電流がオフとなると，ヒ−タツ−ル６，２
０の加熱部６ｃ，２０ａの両端から順次中心方向へと冷
えていくため，これを再度加熱した場合には，加熱部６
ｃ，２０ａの両端近傍は，所定の温度まで加熱されず，
圧着面６ａ，２０ｄの温度にばらつきが発生する。そし
て，均一に加熱されている箇所は，中心部から両端近傍
を除く範囲となり，圧着面６ａ，２０ｄの有効長Ｌが実
際の圧着面６ａ，２０ｄより短くなるという問題があ
る。

【００１６】実際問題として，上記ヒ−タツ−ル６，２
０の形状の場合には，圧着面６ａ，２０ｄの使用範囲
は，１００ｍｍ程度が限界であった。最近のように，Ｌ
ＥＤ等の大きさが２４０〜３６０ｍｍ程度の場合には，
ヒ−タツ−ル６，２０の圧着面６ａ，２０ｄの長さ方向
の長さもそれだけ必要であるが，あまり長い加熱部６
ｃ，２０ａを持つヒ−タツ−ルを形成しても，パルスヒ
−ト接合方法の場合には，すぐこの加熱部６ｃ，２０ａ
の両端から急速に冷えてしまい，再度加熱しても全体と
して充分に加熱されず，加熱温度のばらつきが大きくな
り，あまり有効長Ｌの長いものは使用出来ないという問
題がある。

【００１７】さらに，図１３に示すヒ−タツ−ル２０
は，価格的には安価であるが，加熱部２０ａの長さ方向
両端からの温度低下を補正するために，この両端が細く
形成されているので，強度上からも有効長Ｌの長いもの
は使用できなかった。その上，加熱電流は，加熱部２０
ａの長さ方向に流れるため，圧着面２０ｄに電圧が発生
し，圧着物２（図１０）および被圧着物４（図１０）が
破壊される恐れがある。さらに，圧着面２０ｄの有効長
Ｌが長くなると，それだけ発生電圧も大となるととも
に，上記のように加熱温度のばらつきも大きくなり，そ
のため，有効長Ｌをあまり長くとれない。その上，熱圧
着回数が増すにつれて圧着面２０ｄに歪みが発生し，そ
のため寿命が短いという問題がある。

【００１８】一方，図１２に示すヒ−タツ−ル６は，ヒ
−タツ−ル２０とは違い，その加熱部６ｃに流れる加熱
電流は，加熱部６ｃの巾方向に流れるため，この巾は短
く，発生する電圧はほとんど無視することが出来る。
又，圧着面６ａの加熱温度は，均一であり，有効長Ｌも
上記ヒ−タツ−ル２０より長くなるが，この加熱部６ｃ
をあまり長く形成すると，上記ヒ−タツ−ル２０と同様
に，圧着面６ａに歪みが発生するため，寿命が短い。そ
の上，価格的にも高価である等の問題がある。

【００１９】又，常時加熱方法に使用されるカ−トリッ
ジヒ−タ方式のヒ−タツ−ルは，カ−トリッジヒ−タが
多数加熱部に埋設されて，ヒ−タツ−ルが常時加熱され
ているものである関係上，長い有効長Ｌのものを作成す
ることが出来る。しかしながら，この形式のものは，ヒ
−タツ−ルが接合領域に接触した瞬間に圧着面の熱が接
合領域に奪われて加熱温度が下がり，所定の接合温度が
得られないという問題がある。その上，この形式のヒ−
タツ−ルは，一般に温度精度が悪い等の問題もある。そ
こで，上記欠点を除去するために，熱硬化性の異方性導
電膜を使用し，常時加熱方法を採用している場合でも，
この常時加熱温度を接合温度より低い温度に保持し，接
合時に所定の接合温度に加熱したいとの要望が提案され
ている。

【００２０】

【問題点を解決するための手段】この発明は，電源から
加熱電流が給電され，圧着物と被圧着物との接合領域の
長さ方向に沿って長く，且つ，この接合領域の巾方向に
対応する巾を有する平坦に形成された圧着面を有する加
熱部と，この加熱部の巾方向両端から長溝を介在させて
加熱部に一体的に形成された一対の支持部とを有するヒ
−タツ−ルの構造において，加熱部の圧着面に対向する
面の中心点から，加熱部の長手方向両端へと順次その容
積が大きく形成された温度制御用開口部を，加熱部の中
心点から両端へと対をなすように複数箇所圧着面方向へ
向けて形成して，ヒ−タツ−ルの圧着面全体の接合温度
を一定に保持するようにしたものである。

【００２１】又，この発明は，温度制御用開口部とし
て，圧着面に対向する面から圧着面方向へ向けて円筒状
の孔を凹設したり，又，温度制御用開口部として，圧着
面に対向する面から圧着面方向へ向けて圧着面に対向す
る面の巾方向に切られた切り溝を形成するようにしたも
のである。

【００２２】又，この発明は，電源から加熱電流が給電
され，圧着物と被圧着物との接合領域の長さ方向に沿っ
て長く，且つ，この接合領域の巾方向に対応する巾を有
する平坦に形成された圧着面を有する加熱部と，この加
熱部の長さ方向両端に一体的に形成された両端部とによ
り略コ字状に形成されたヒ−タツ−ルの構造において，
加熱部の圧着面に対向する面の中心点から，加熱部の長
手方向両端へと順次その容積が大きく形成された温度制
御用開口部を，加熱部の中心点から両端へと対をなすよ
うに複数箇所圧着面方向へ向けて形成するようにしたも
のでる。

【００２３】又，この発明は，温度制御用開口部とし
て，圧着面に対向する面から圧着面方向へ向けて円筒状
の孔を凹設したり，又，温度制御用開口部として，圧着
面に対向する面から圧着面方向へ向けて圧着面に対向す
る面の巾方向に切られた切り溝を形成するようにしたも
のでる。

【００２４】さらに，この発明は，略コ字状に形成され
たヒ−タツ−ルの加熱部を，平坦な板状に形成するとと
もに，このヒ−タツ−ルの開口部分を，超硬部材でこの
開口部分の形状に形成された補強部で補強したものであ
る。

【００２５】さらに，又，この発明は，ヒ−タツ−ルの
圧着面を，弾性を有する絶縁シ−トで覆うとともに，こ
の絶縁シ−トを圧着面に対向する部分だけ順次巻き取り
可能な手段を設けるようにしたものである。

【００２６】さらに，この発明は，電源から加熱電流を
ヒ−タツ−ルに供給し，このヒ−タツ−ルを保持する接
合ヘッド部の上下動により，ヒ−タツ−ルにより接合領
域を熱圧着する熱圧着方法において，ヒ−タツ−ルの圧
着面を弾性を有する絶縁シ−トで覆うとともに，ヒ−タ
ツ−ルに所定加熱電流を給電して予め所定温度に常時加
熱し，接合ヘッド部が下降してヒ−タツ−ルにより，圧
着物と被圧着物との接合領域に所定の圧力が加えられる
と同時に，このヒ−タツ−ルにパルス状の加熱電流を給
電して，このヒ−タツ−ルを接合温度に加熱して接合領
域を熱圧着し，この接合領域を熱圧着した後，ヒ−タツ
−ルを所定温度に冷却し，接合領域の熱圧着工程を所定
回数終了した後，絶縁シ−トを圧着面に対向した部分だ
け移動させて新たな絶縁シ−ト部分で圧着面を覆うよう
にしたものである。

【００２７】さらに，この発明は，電源から加熱電流を
ヒ−タツ−ルに供給し，このヒ−タツ−ルを保持する接
合ヘッド部の上下動により，ヒ−タツ−ルにより接合領
域を熱圧着する熱圧着装置において，ヒ−タツ−ルの圧
着面を覆う弾性を有する絶縁シ−トと，この絶縁シ−ト
を圧着面の両側近傍に配置されており，絶縁シ−トの送
りと巻き取りを行う一対のロ−ラと，ヒ−タツ−ルに所
定加熱電流を給電して予め所定温度に常時加熱するため
の電源と熱圧着時に，ヒ−タツ−ルにパルス状の加熱電
流を給電して，ヒ−タツ−ルを接合温度に加熱するため
のパルス状加熱電流の電源と，圧着面に対向する部分だ
け絶縁シ−トを巻き取るために，ロ−ラを所定数回転駆
動する駆動手段と，ヒ−タツ−ルによる接合領域の熱圧
着回数を計算して所定数に達した後に，駆動手段を駆動
するカウンタ手段とを設けた熱圧着装置である。

【００２８】

【作用】ヒ−タツ−ル３０，３１，４０，４１の圧着面
３０ａ，３１ａ，４０ｄ，４１ｄに対向する面３０ｅ，
３１ｅ，４０ｅ，４１ｅには，温度制御用開口部３４，
３５，４４，４５が，それぞれ加熱部３０ｃ，３１ｃ，
４０ａ，４１ａの長さ方向両端に近づくほど大きく形成
されているので，長さ方向両端に近づくほど加熱電流の
通路が制限され，中心部分より抵抗値が大となり，発生
するジュ−ル熱が大きくなる。このように，加熱部３０
ｃ，３１ｃ，４０ａ，４１ａの両端近傍の温度を高くし
て，両端近傍が中心部分より温度が低下しないように構
成して，全体として平均した温度分布が得られる

【００２９】ヒ−タツ−ル５０の加熱部５０ａに電圧が
発生することはない。又，接合領域の接合手段として，
異方性導電膜を使用した場合には，ヒ−タツ−ル５０の
圧着面５０ｃに対して，接合に際して，厳しい平坦度が
要求されるが，この圧着面５０ｃは弾性のある絶縁シ−
ト５２で覆われているので，異方性導電膜の凹凸を緩和
することも出来る。

【００３０】熱圧着装置６０では，ヒ−タツ−ル５０の
圧着面５０ｃは，弾性を有する絶縁シ−ト５２で覆われ
ているので，電圧が発生することはない。ヒ−タツ−ル
５０は予め所定温度Ｔ₂ に常時加熱されており，接合ヘ
ッド部が下降してヒ−タツ−ル５０により，圧着物２と
被圧着物４との接合領域に所定の圧力が加えられると同
時に，このヒ−タツ−ル５０にパルス状の加熱電流が給
電されて，このヒ−タツ−ル５０を接合温度Ｔ₃ に加熱
して接合領域は熱圧着される。

【００３１】この接合領域を熱圧着した後，ヒ−タツ−
ル５０は所定温度Ｔ₂ に冷却され，次の熱圧着工程をお
こなう。このようにして，所定回数終了した後，絶縁シ
−ト５２を圧着面５０ｃに対向した部分，即ち，巾部分
だけ移動させて新たな絶縁シ−ト５２部分で圧着面５０
ｃを覆う。

【００３２】

【発明の実施例】この発明の各実施例を，図１〜図９に
基づいて詳細に説明する。図１〜図２は，この発明の実
施例を示すもので，ヒ−タツ−ル３０，３１の一部切欠
斜視図である。図３〜図４は，この発明の実施例を示す
もので，ヒ−タツ−ル４０，４１の斜視図である。図５
はこの発明のさらに他の実施例を示すもので，ヒ−タツ
−ルの斜視図，図６はこの発明のさらに他の実施例を示
す一部切欠部を含む要部斜視図，図７はこの発明による
熱圧着装置の実施例を示す要部斜視図である。図８はこ
の発明の実施例を示すもので，ヒ−タツ−ルの加熱温度
と時間との関係を示すグラフ，図９は動作状態を示すフ
ロ−である。なお，従来例と同一のものは同一名称，同
一符号を付し，その説明を省略する。

【００３３】図１〜図２において，ヒ−タツ−ル３０，
３１は，外形形状は従来例として図１２に記載されてい
るものと同一形状で，それぞれ支持部３０ｂ，３１ｂ，
加熱部３０ｃ，３１ｃ，テ−パ−状部分３０ｄ，３１ｄ
により構成されているが，加熱部３０ｃ，３１ｃの圧着
面３０ａ，３１ａに対向する面３０ｅ，３１ｅには，そ
れぞれこの面３０ｅ，３１ｅの中心点３２，３３から，
加熱部３０ｃ，３１ｃの長さ方向両端へと順次その容積
が大きく形成された温度制御用開口部３４，３５が，加
熱部３０ｃ，３１ｃの中心点３２，３３から両端へと対
をなすように複数箇所圧着面３０ａ，３１ａ方向へ向け
て形成されている。

【００３４】図１に示す実施例の場合には，温度制御用
開口部３４としては，圧着面３０ａに対向する面３０ｅ
から圧着面３０ａ方向へ向けて円筒状の孔３４ａが凹設
されている。

【００３５】一方，図２に示す実施例の場合には，温度
制御用開口部３５としては，圧着面３１ａに対向する面
３１ｅから圧着面３１ａ方向に向けてワイヤカッタ−等
で巾方向に切られた切り溝３５ａが形成されている。

【００３６】図３〜図４において，ヒ−タツ−ル４０，
４１は，いずれも高熱高抵抗部材で形成されており，接
合領域の長さ方向に沿って長く，且つ，接合領域の巾方
向に対応する巾を有する加熱部２０ａと，この加熱部４
０ａ，４１ａの両端に一体的に形成されている両端部４
０ｂ，４０ｃ，４１ｂ，４１ｃとにより略コ時状に形成
されている。加熱部４０ａ，４１ａの下面は，平坦に形
成されて圧着面４０ｄ，４１ｄとなっている。そして，
この圧着面４０ｄ，４１ｄに対向する面４０ｅ，４１ｅ
と圧着面４０ｄ，４１ｄとは平行に形成されているとと
もに，それぞれこの面４０ｅ，４１ｅの中心点４２，４
３から，加熱部４０ａ，４１ａの長手方向両端へと順次
その容積が大きく形成された温度制御用開口部４４，４
５が，加熱部４０ａ，４１ａの中心点４２，４３から両
端へと対をなすように複数箇所圧着面４０ｄ，４１ｄ方
向へ向けて形成されている。

【００３７】図３に示す実施例の場合には，温度制御用
開口部４４としては，圧着面４０ｄに対向する面４０ｅ
から圧着面４０ｄ方向へ向けて円筒状の孔４４ａが凹設
されている。

【００３８】一方，図４に示す実施例の場合には，温度
制御用開口部４５としては，圧着面４１ｄに対向する面
４１ｅから圧着面４１ｄ方向に向けて，図２に示すヒ−
タツ−ル３１の場合と同様に，ワイヤカッタ−等で面４
１ｅの巾方向に切られた切り溝４５ａが形成されてい
る。

【００３９】このように，図１〜図４に示すいづれの形
状のヒ−タツ−ル３０，３１，４０，４１も，温度制御
用開口部３４，３５，４４，４５が，それぞれ加熱部３
０ｃ，３１ｃ，４０ａ，４１ａの長さ方向両端に近づく
ほど大きく形成されているので，長さ方向両端に近づく
ほど加熱電流の通路が制限され，中心部分より抵抗値が
大となり，発生するジュ−ル熱が大きくなる。このよう
に，加熱部３０ｃ，３１ｃ，４０ａ，４１ａの両端近傍
の温度を高くして，両端近傍が中心部分より温度が低下
しないように構成して，全体として平均した温度分布が
得られるように構成されている。従って，圧着面３０
ａ，３１ａ，４０ｄ，４１ｄ全体の接合温度を一定に保
持することが出来，有効長Ｌがそれだけ長いものが得ら
れる。

【００４０】しかしながら，上記，図１〜図４に示す構
造のヒ−タツ−ル３０，３１，４０，４１は，その構造
上，あまり長い有効長Ｌのものを作成しても，圧着面３
０ａ，３１ａ，４０ｄ，４１ｄの使用関数が増すにつれ
て歪み等の問題が発生し，あまり長い有効長Ｌのものは
使用できない。

【００４１】そこで，図５に示すように，ヒ−タツ−ル
５０は，有効長Ｌの長いものとして，例えば，２４０〜
３６０ｍｍあるいはそれ以上の大型のＬＣＤ等を配線基
板１に接合する場合のものとして発明されたもので，ヒ
−タツ−ル５０は，加熱部５０ａとその両端に延設され
ている両端部５０ｂ，５０ｂとにより構成されている。
このヒ−タツ−ル５０は，単なる矩形状の棒材を略コ字
状に屈折して形成されており，電源からの加熱電流は，
一方の両端部５０ｂから加熱部５０ａを介して他方の両
端部５０ｂへと給電される。

【００４２】そして，このヒ−タツ−ル５０の開口部分
には，超硬部材でこの開口部分の形状に形成した補強部
５１で補強されて，ヒ−タツ−ル５０の機械的な強度が
保持されている。従って，このヒ−タツ−ル５０は，補
強部５１により機械的に補強されているので，充分長い
有効長Ｌのものを形成することが出来る。なお，補強部
５１の材質としては，セラミック，タングステン，ニク
ロム，チタン，スーパ−インバ−，モリブデン，タング
ステンカ−バイト等の超硬部材が適している。

【００４３】上記のように構成されているので，ヒ−タ
ツ−ル５０の場合には，加熱部５０ａの長さを充分長く
形成することが出来，接合領域が長いＬＣＤ等も接合す
ることが出来るとともに，作成費用，材料ともに安価で
ある。

【００４４】しかしながら，このヒ−タツ−ル５０は，
加熱電流が直接加熱部５０ａに流れるため，図１３に示
す従来のヒ−タツ−ル２０と同様に，有効長Ｌがあまり
長い場合には，圧着面５０ｃに電圧が発生する恐れがあ
る。そこで，図６に示すように，ヒ−タツ−ル５０の圧
着面５０ｃには，弾性を有する絶縁シ−ト５２で覆われ
た状態で，接合領域を熱圧着するように構成されてい
る。なお，ヒ−タツ−ル５０の圧着面５０ｃの両側近傍
には，この絶縁シ−ト５２の送りと巻き取りを行う一対
のロ−ラ５３が配置されている。

【００４５】絶縁シ−ト５２の送りと巻き取りは，所定
回数熱圧着工程が行われた後に，手動であるいはステッ
ピングモ−タ（図示せず）等によりロ−ラ５３が駆動さ
れて，圧着面５０ｃに対向する部分だけ，即ち，この実
施例の場合には，圧着面５０ｃの巾は２ｍｍ程度である
から，２ｍｍずつ順次巻き取られるように構成されてい
る。

【００４６】なお，この実施例の場合には，絶縁シ−ト
５２としては，テ−プ厚が５０μ〜８０μ程度のシリコ
ンゴムが使用されているが，これに限定されることな
く，絶縁性で弾性のあるシ−トであればいかなるもので
あってもよい。又，絶縁シ−ト５２は，この実施例の場
合には，圧着面５０ｃの長さ方向の長さに対応する巾を
有するものが使用されており，ヒ−タツ−ル５０の圧着
面５０ｃの長さ方向に直交する方向に，即ち，巾方向に
沿って巻き取られるように構成されているが，これに限
定されることなく，圧着面５０ｃの巾に相当する細い絶
縁シ−トで圧着面５０ｃを覆うとともに，この細い絶縁
シ−トを圧着面５０ｃの長さ方向に沿って巻き取るよう
に構成しても上記実施例と同様な作用効果がある。

【００４７】このように構成されているので，ヒ−タツ
−ル５０の加熱部５０ａに電圧が発生することはない。
その上，接合領域の接合手段として，異方性導電膜を使
用した場合には，圧着面５０ｃに対して，接合に際し
て，厳しい平坦度が要求されるが，この圧着面５０ｃは
弾性のある絶縁シ−ト５２で覆われているので，異方性
導電膜の凹凸を緩和することも出来る。

【００４８】図７は，この発明の実施例で，熱圧着装置
６０の斜視図，図８は，加熱電流を給電する時間と加熱
温度との関係を示すグラフである。なお，従来例および
この発明の実施例としてすでに述べたものと同一のもの
は，同一名称，同一番号を付すとともに，その説明を省
略する。

【００４９】熱圧着装置６０は，接合ヘッド部６１，加
熱電源部６２，Ｙ軸移動テ−ブル６３，加圧制御部６
４，装置制御部６５および専用架台６６と，安全仕様と
してシグナルタワ−６７と非常停止スイッチ６８とによ
り構成されており，この装置では，ヒ−タツ−ルとして
は，図６に示す構造のものが用いられている。

【００５０】接合ヘッド部６１は，加圧制御部６４でそ
の上昇下降が制御されているエアシリンダ６９により，
ヒ−タツ−ル５０を把持して上下動するように構成され
ている。絶縁シ−ト５２は，ヒ−タツ−ル５０の圧着面
５０ｃに接触してこれを覆い，その両端は，圧着面５０
ｃの両側近傍に配置されている一対ロ−ラ５３に巻回さ
れている。この実施例の場合には，一対のロ−ラ５３
は，ベルト７０を介して互いに連結されており，つまみ
７１を手動で回転して巻き取るように構成されている。
なお，このロ−ラ５３は，ステッピングモ−タ等に連結
して自動的に一定の巾ずつ，順次巻き取り動作をするよ
うに構成しても良い。

【００５１】この発明による熱圧着装置６０は，上記従
来例の問題点において述べたように，常時加熱方法を採
用するとともに，この常時加熱温度接合温度より低い温
度に保持し，熱圧着時に所定の接合温度に加熱したいと
の要望に基づいて発明されたものである。

【００５２】従って，この熱圧着装置６０では，パルス
ヒ−ト方法と常時加熱方法とが併用されている。そこ
で，加熱電源部６２は，図８に示すように，ヒ−タツ−
ル５０に所定加熱電流を給電して予め所定温度Ｔ₂ に常
時加熱するための電源（図示せず）とパルス状の加熱電
流を給電して，熱圧着時に，ヒ−タツ−ル５０を接合温
度に加熱するためのパルス状の加熱電流の電源（図示せ
ず）とを備えており，この実施例の場合には，加熱温度
は，常温Ｔ₁ から４９０°迄１°間隔で調整することが
出来るように構成されている。

【００５３】図８は，加熱電流を給電する時間と温度と
の関係を示すもので，ヒ−タツ−ル５０は，作業開始時
間ｔ₁ において，加熱電流を給電するための電源から一
定の加熱電流が給電されて，常温Ｔ₁ から予め所定温度
Ｔ₂ に保持されている。

【００５４】熱圧着開始時間ｔ₂ において，パルス状の
加熱電流の電源からパルス状の加熱電流が給電される
と，ヒ−タツ−ル５０の圧着面５０ｃは，接合温度Ｔ₃
まで加熱される。接合が終了すると，このパルス状の加
熱電流はオフとなるから，圧着面５０ｃの温度は，所定
温度Ｔ₂ まで下降する。この実施例の場合には，接合温
度Ｔ₃ と所定温度Ｔ₂ との差は，１００°程度に設定さ
れており，ヒ−タツ−ル５０の圧着面５０ｃの加熱温度
を接合温度Ｔ₃ から所定温度Ｔ₂ へ冷却する方法とし
て，エアにより強制空冷方法が採用されている。

【００５５】Ｙ軸移動テ−ブル６３は，上面に熱圧着す
るためのワ−ク（即ち，圧着物と被圧着物とが位置決め
された状態のワ−ク）（図示せず）が載置されるもの
で，このワ−クを接合ヘッド部６１の下方向の所定位置
に位置決めするために移動させるが，駆動手段として
は，この実施例の場合には，パルスモ−タ（図示せず）
によるボ−ルネジ式が採用されており，平行度調整機構
も備えており，移動範囲は４２０ｍｍ，位置決め精度は
±０．５ｍｍである。そして，Ｙ軸移動テ−ブル６３上
にワ−クを固定する方法としては，このワ−クをガイド
ピン（図示せず）に付き当てるとともに，真空吸着によ
り固定している。

【００５６】加圧制御部６４では，エアシリンダ６９の
加圧力や，ヒ−タツ−ル５０を所定温度Ｔ₂ まで冷却す
るための冷却用のエアの圧力等が制御されている。

【００５７】装置制御部６５では，各種の動作がプログ
ラムに従ってシ−ケンス制御されている。専用架台６６
には，キャスタ−７２と固定用のレベラ−７３とが取り
付けられており，移動，固定できるように構成されてい
る。

【００５８】シグナルタワ−６７は，１工程終了時に緑
色のランプが点灯し，非常停止時には，赤のランプが点
灯するように構成されている。非常停止スイッチ６８
は，装置制御部６５のケ−ス上面に配設されている。

【００５９】装置制御部６５の上面と専用架台６６の角
部にそれぞれスタ−トスイッチ７４，７５が配設されて
おり，両手スタ−ト式となっている。なお，スタ−トス
イッチ７４，７５をオンすると，シグナルタワ−６７の
緑色のランプが消灯するように構成されている。又，ヒ
−タツ−ル５０による接合領域の熱圧着回数を計算して
所定数に達した後に，ロ−ラ５３を手動あるいは自動で
回転駆動させるためのカウンタ手段として，通常のカウ
ンタ（図示せず）が配置されている。

【００６０】次に，図９に示す動作フロ−により，この
熱圧着装置６０の作用動作について説明する。まず，Ｙ
軸移動テ−ブル６３上の治具テ−ブル（図示せず）にワ
−クとして，配線基板１と被圧着物４としてＬＣＤパネ
ルとをセットした後（ステップ８１），パネル吸着スイ
ッチ（図示せず）をオンしてＬＣＤパネルを吸着させる
（ステップ８２）。

【００６１】次いで，両手で，スタ−トスイッチ７４，
７５をオンすると（ステップ８３），Ｙ軸移動テ−ブル
６３は前進して，接合ヘッド部６１が下降する位置に移
動し（ステップ８４），位置決めされ，停止する。次い
で，接合ヘッド部６１が下降を開始する（ステップ８
５）。なお，この際，ヒ−タツ−ル５０は，予め所定温
度Ｔ₂ に加熱されている。

【００６２】接合ヘッド部６１に支持されているヒ−タ
ツ−ル５０がワ−クに所定の加圧力を加えると同時にパ
ルス状の加熱電流の電源からパルス状の加熱電流が給電
され，ヒ−タツ−ル５０は，接合温度Ｔ₃ まで加熱さ
れ，ワ−クの接合領域は接合される（ステップ８６）。
接合が終了すると，ヒ−タツ−ル５０に向けてエアが吹
き出し，ヒ−タツ−ル５０は急速に所定温度Ｔ₂ 迄冷却
される（ステップ８７）。次いで，接合ヘッド部６１が
上昇し（ステップ８８），１サイクルの熱圧着工程が終
了する。

【００６３】１サイクル終了後，Ｙ軸移動テ−ブル６３
は，再び前進してワ−クの次の接合領域が接合ヘッド部
６１の下降位置へと位置決めされ，停止する（ステップ
８９）。次いで，ステップ８５〜ステップ８８の動作が
繰り返された後（ステップ９０），Ｙ軸移動テ−ブル６
３は後退し（ステップ９１），パネルの吸着が解除され
（ステップ９２），ワ−クがＹ軸移動テ−ブル６３から
取り出される（ステップ９３）。なお，１サイクルで熱
圧着工程が終了する場合には，ステップ８８からステッ
プ９１へと移動する。

【００６４】なお，絶縁シ−ト５２は，例えば，１００
回程度使用したら，手動あるいは，ステッピングモ−タ
でロ−ラ５３を回転させて，圧着面５０ｃに対向してい
る部分だけ巻き取り，次の新しい絶縁シ−ト５２部分で
圧着面５０ｃが覆われるように，所定の使用回数が初期
設定されている。

【００６５】

【発明の効果】この発明は，電源から加熱電流が給電さ
れ，圧着物と被圧着物との接合領域の長さ方向に沿って
長く，且つ，この接合領域の巾方向に対応する巾を有す
る平坦に形成された圧着面を有する加熱部と，この加熱
部の巾方向両端から長溝を介在させて加熱部に一体的に
形成された一対の支持部とを有するヒ−タツ−ルの構造
において，加熱部の圧着面に対向する面の中心点から，
加熱部の長手方向両端へと順次その容積が大きく形成さ
れた温度制御用開口部を，加熱部の中心点から両端へと
対をなすように複数箇所圧着面方向へ向けて形成したの
で，ヒ−タツ−ルの圧着面全体の接合温度を一定に保持
することが出来，有効長Ｌがそれだけ長いものが得られ
る。

【００６６】この発明は，略コ字状に形成されたヒ−タ
ツ−ルの加熱部を，平坦な板状に形成するとともに，こ
のヒ−タツ−ルの開口部分を，超硬部材でこの開口部分
の形状に形成された補強部で補強したので，機械的な強
度が大であるから，加熱部の長さを充分長く形成するこ
とが出来，有効長の長いものが得られとともに，作成費
用，材料ともに安価である。

【００６７】この発明は，ヒ−タツ−ルの圧着面を，弾
性を有する絶縁シ−トで覆うとともに，この絶縁シ−ト
を圧着面に対向する部分だけ順次巻き取り可能な手段を
設けるようにしたので，ヒ−タツ−ルの圧着面に電圧が
発生することはない。その上，絶縁シ−トは，弾性のあ
る部材が使用されているので，接合領域の接合手段とし
て，異方性導電膜を使用した場合には，接合に際して，
厳しい平坦度が要求されるが，圧着面は絶縁シ−トで覆
われているので，異方性導電膜の凹凸を緩和することが
出来る。

【００６８】この発明は，電源から加熱電流をヒ−タツ
−ルに供給し，このヒ−タツ−ルを保持する接合ヘッド
部の上下動により，ヒ−タツ−ルにより接合領域を熱圧
着する熱圧着方法において，ヒ−タツ−ルの圧着面を弾
性を有する絶縁シ−トで覆うとともに，ヒ−タツ−ルに
所定加熱電流を給電して予め所定温度に常時加熱し，接
合ヘッド部が下降してヒ−タツ−ルにより，圧着物と被
圧着物との接合領域に所定の圧力が加えられると同時
に，このヒ−タツ−ルにパルス状の加熱電流を給電し
て，このヒ−タツ−ルを接合温度に加熱して接合領域を
熱圧着し，この接合領域を熱圧着した後，ヒ−タツ−ル
を所定温度に冷却し，接合領域の熱圧着工程を所定回数
終了した後，絶縁シ−トを圧着面に対向した部分だけ移
動させて新たな絶縁シ−ト部分で圧着面を覆うようにし
たので，接合時に所定温度から接合温度まで加熱しても
圧着面の加熱温度は安定し，温度精度が良い。又，加熱
温度は所定温度と接合温度との差の温度だけ加熱急冷さ
れるだけであるから，圧着面全体の温度むらもなく，短
時間で安定的に上昇下降し，１サイクルの作業時間を短
縮することが出来る。その上，絶縁シ−トで圧着面が覆
われているので，圧着面に電圧が発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すもので，ヒータツール
３０の斜視図である。

【図２】この発明の実施例を示すもので，ヒータツール
３１の一部切欠を含む斜視図である。

【図３】この発明の他の実施例を示すもので，ヒータツ
ール４０の斜視図である。

【図４】この発明のさらに他の実施例を示すもので，ヒ
ータツール４１の斜視図である。

【図５】この発明のさらに他の実施例を示すもので，ヒ
ータツール５０の斜視図である。

【図６】この発明のさらに他の実施例を示す一部切欠部
を含む要部斜視図である。

【図７】この発明による熱圧着装置の実施例を示す要部
斜視図である。

【図８】この発明の実施例を示すもので，加熱温度と時
間との関係を示すグラフである。

【図９】この発明の実施例を示すもので，熱圧着装置の
動作状態を示す動作フローである。

【図１０】従来の熱圧着装置の要部正面図である。

【図１１】従来の絶縁基板１の平面図である。

【図１２】従来のヒータツール６の斜視図である。

【図１３】従来のヒータツール２０の斜視図である。

【符号の説明】

２・・・・圧着物 ４・・・・被圧着物 １９・・・長溝 ３０，３１，４０，４１，５０・・・・・・ヒータツー
ル ３０ａ，３１ａ，４０ｄ，４１ｄ，５０ｃ・圧着面 ３０ｃ，３１ｃ，４０ａ，４１ａ，５０ａ・加熱部 ３０ｅ，３１ｅ，４０ｅ，４１ｅ・・・・・圧着面に対
向する面 ３２・・・面３０ｅの中心点 ３３・・・面３１ｅの中心点 ３４，３５，４４，４５・・・・温度制御用開口部 ３４ａ，４４ａ・・・・・・・・穴 ３５ａ，４５ａ・・・・・・・・切り溝 ５２・・・絶縁シート ５３・・・ローラ ６０・・・熱圧着装置 ６１・・・接合ヘッド部 ６２・・・加熱電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｂ 3/36 3/36 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 3/03 G02F 1/1345 H01L 21/60 H05K 3/32 H05K 3/36

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源から加熱電流が給電され，圧着物と
   被圧着物との接合領域の長さ方向に沿って長く，且つ，
   この接合領域の巾方向に対応する巾を有する平坦に形成
   された圧着面を有する加熱部と，この加熱部の巾方向両
   端から長溝を介在させて前記加熱部に一体的に形成され
   た一対の支持部とを有するヒ−タツ−ルの構造におい
   て，前記加熱部の前記圧着面に対向する面の中心点か
   ら，前記加熱部の長手方向両端へと順次その容積が大き
   く形成された温度制御用開口部を，前記加熱部の中心点
   から両端へと対をなすように複数箇所前記圧着面方向へ
   向けて形成したことを特徴とするヒ−タツ−ルの構造。
2. 【請求項２】 前記温度制御用開口部として，前記圧着
   面に対向する面から前記圧着面方向へ向けて円筒状の孔
   を凹設したことを特徴とする請求項１に記載のヒ−タツ
   −ルの構造。
3. 【請求項３】 前記温度制御用開口部として，前記圧着
   面に対向する面から前記圧着面方向へ向けて前記圧着面
   に対向する面の巾方向に切られた切り溝を形成したこと
   を特徴とする請求項１に記載のヒ−タツ−ルの構造。
4. 【請求項４】 電源から加熱電流が給電され，圧着物と
   被圧着物との接合領域の長さ方向に沿って長く，且つ，
   この接合領域の巾方向に長さに相当する巾を有する平坦
   に形成された圧着面を有する加熱部と，この加熱部の長
   さ方向両端に一体的に形成された両端部とにより略コ字
   状に形成されたヒ−タツ−ルの構造において，前記加熱
   部の前記圧着面に対向する面の中心点から，前記加熱部
   の長手方向両端へと順次その容積が大きく形成された温
   度制御用開口部を，前記加熱部の中心点から両端へと対
   をなすように複数箇所前記圧着面方向へ向けて形成した
   ことを特徴とするヒ−タツ−ルの構造。
5. 【請求項５】 前記温度制御用開口部として，前記圧着
   面に対向する面から前記圧着面方向へ向けて円筒状の孔
   を凹設したことを特徴とする請求項４に記載のヒ−タツ
   −ルの構造。
6. 【請求項６】 前記温度制御用開口部として，前記圧着
   面に対向する面から前記圧着面方向へ向けて前記圧着面
   に対向する面の巾方向に切られた切り溝を形成したこと
   を特徴とする請求項４に記載のヒ−タツ−ルの構造。
7. 【請求項７】 略コ字状に形成されたヒ−タツ−ルの加
   熱部を，平坦な板状に形成するとともに，このヒ−タツ
   −ルの開口部分を，超硬部材でこの開口部分の形状に形
   成された補強部で補強したことを特徴とする請求項４〜
   請求項６にそれぞれ記載のヒ−タツ−ルの構造。
8. 【請求項８】 ヒ−タツ−ルの圧着面を，弾性を有する
   絶縁シ−トで覆うとともに，この絶縁シ−トを前記圧着
   面に対向する部分だけ順次巻き取り可能な手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７にそれぞれ記載の
   ヒ−タツ−ルの構造。
9. 【請求項９】 電源から加熱電流を前記ヒ−タツ−ルに
   供給し，このヒ−タツ−ルを保持する接合ヘッド部の上
   下動により，前記ヒ−タツ−ルにより接合領域を熱圧着
   する熱圧着方法において，前記ヒ−タツ−ルの圧着面を
   弾性を有する絶縁シ−トで覆うとともに，前記ヒ−タツ
   −ルに所定加熱電流を給電して予め所定温度に常時加熱
   し，前記接合ヘッド部が下降して前記ヒ−タツ−ルによ
   り，圧着物と被圧着物との前記接合領域に所定の圧力が
   加えられると同時に，このヒ−タツ−ルにパルス状の加
   熱電流を給電して，このヒ−タツ−ルを接合温度に加熱
   して前記接合領域を熱圧着し，この接合領域を熱圧着し
   た後，前記ヒ−タツ−ルを前記所定温度に冷却し，前記
   接合領域の熱圧着工程を所定回数終了した後，前記絶縁
   シ−トを前記圧着面に対向した部分だけ移動させて新た
   な絶縁シ−ト部分で圧着面を覆うことを特徴とする熱圧
   着方法。
10. 【請求項１０】 電源から加熱電流を前記ヒ−タツ−ル
    に供給し，このヒ−タツ−ルを保持する接合ヘッド部の
    上下動により，前記ヒ−タツ−ルにより接合領域を熱圧
    着する熱圧着装置において，前記ヒ−タツ−ルの圧着面
    を覆う弾性を有する絶縁シ−トと，この絶縁シ−トを前
    記圧着面の両側近傍に配置されて，前記絶縁シ−トの送
    りと巻き取りを行う一対のロ−ラと，前記ヒ−タツ−ル
    に所定加熱電流を給電して予め所定温度に常時加熱する
    ための電源と，熱圧着時に，前記ヒ−タツ−ルにパルス
    状の加熱電流を給電して，前記ヒ−タツ−ルを接合温度
    に加熱するためのパルス状の加熱電流の電源と，前記圧
    着面に対向する部分だけ前記絶縁シ−トを巻き取るため
    に，前記ロ−ラを所定数回転駆動する駆動手段と，前記
    ヒ−タツ−ルにより，前記接合領域の熱圧着回数を計算
    して所定数に達した後に，前記駆動手段を駆動するカウ
    ンタ手段とを備えたことを特徴とする熱圧着装置。