JP2002368395A - 部品の熱圧着固定方法及びその装置 - Google Patents

部品の熱圧着固定方法及びその装置

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典夫 川谷
Takehito Tanaka
岳人 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板に電気的に接続しようとする部品の
外形寸法に多少の相違があっても、それらの部品を同時
に押圧しながら、それぞれ部品の熱容量に適した熱で同
時に加熱できるヒータを備えて一括して熱圧着により固
定できる部品の熱圧着固定方法及びその装置を得るこ
と。 【解決手段】 本発明の部品の熱圧着固定装置１０は基
板受け台１４と、その基板受け台１４の上方位置で上下
動可能に支持され、複数のヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ・・・を所定の間隔で支持しているヒータ支持兼押圧
板１５と、これを基板受け台１４に対して昇降させる駆
動装置１３と、ヒータ支持兼押圧板１５まで降下した時
に、その下方位置で所定時間押圧、保持し、その所定の
時間経過後、駆動装置１３を制御してヒータ支持兼押圧
板１５を基板受け台１４の方から上昇させ、ヒータ支持
兼押圧板１５が下方位置に在る時には、各ヒータ２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・に所定時間電流を通電して、
加熱させる制御装置とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路素
子（ＩＣ）のような部品を熱硬化性樹脂膜を介して所定
の配線パターンなどが形成されている回路基板の所定の
位置に熱圧着により固定し、電気的に接続する部品の熱
圧着固定方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先ず、図６乃至図８を参照しながら、従
来技術の部品熱圧着固定装置について説明する。
【０００３】図６は２種類の回路基板を示していて、同
図Ａは一般的なガラスエボキシ樹脂製の回路基板の斜視
図、同図Ｂは液晶基板の斜視図、図７は従来技術の部品
の熱圧着固定装置の槻念的断面図、そして図８は従来技
術の他の部品の熱圧着固定装置の観念的断面図である。
【０００４】多数の電極端子が一表面に導出して形成さ
れている電子部品、例えば、ＩＣ、小型コネクタなどは
回路基板に実装されて用いられる。回路基板としては、
図６に示したような基板がある。同図Ａに示したものは
ガラスエボキシ樹脂製の一般的な回路基板１００Ａであ
り、同図Ｂに示したものは液晶基板１００Ｂである。前
者の回路基板１００Ａには電子機器の種額に応じて搭載
する電子回路の配線パターン（不図示）が形成されてい
て、種類、大きさなどが同一の、或いは異なる種々の部
品、例えば、ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・が表面
実装される。後者の液晶基板１００Ｂは液晶表示装置に
組み込まれる基板であって、画像を二次元で表示するた
めにマトリックス状の配線回路をそれぞれ電気的に駆動
するために、通常、一方の縦辺と横辺の周辺に複数個の
ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・が所定の間隔を開け
て配置、実装されている。
【０００５】これらのＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・
・を回路基板１００Ａ、液晶基板１００Ｂなどに実装す
る場合には、熱硬化性樹脂膜をＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４
０Ｃ・・・の下方に敷いて熱圧着により固定、実装する
という工程が採られている。そのための従来の熱圧着固
定方法及び装置としては、複数個の部品を個々に熱圧着
する方法と複数個の部品を同時に熱圧着する方法とがあ
る。
【０００６】前者の熱圧着固定方法は、ヒータが内蔵さ
れた１個の圧着ヘッドを用い、回路基板１００Ａ或いは
液晶基板１００Ｂ上に熱硬化性樹脂膜、例えば、異方性
導電膜（ＡＣＦ＝Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、不図示）を敷いて搭載されてい
る複数個のＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・に対し、
個々に加熱温度、押圧力などの熱圧着条件の設定を行い
ながら順次熱庄着を行う方法である。
【０００７】この１個の圧着ヘッドを用いて熱圧着する
方法は、複数回の圧着を行うために長時間を必要とし、
生産性が低く、そして複数個の異なるサイズのＩＣに対
し、共通の圧着ヘッドを用いるため、押圧、加熱の制御
が複雑になる。
【０００８】この単独の圧着ヘッド方式の欠点を改善す
る方式として次に考えられたものが図７に示した熱圧着
固定装置であって、その熱圧着固定部２００は、定盤２
１１、可動板２１２、駆動装置２１３の他に、基板受け
台２１４、弾性板２１６を備えている。
【０００９】定盤２１１には、その内部にヒータ２２０
が組み込まれており、そしてその表面の外周部の四隅に
円筒状のガイド支柱２１７Ａが垂直に植設されている。
【００１０】可動板２１２はヒータ支持兼押圧板でもあ
って、上面及び下面が互いに平行な面に仕上げられた板
体であって、その内部にも複数のヒータ２２１が組み込
まれており、その下面四隅には、前記４本のガイド支柱
２１７Ａに挿通でき、上下動できるガイドシャフト２１
７Ｂが植設されている。そして、ガイドシャフト２１７
Ｂはガイド支柱２１７Ａ内でボールベアリング（不図
示）により上下方向に円滑に移動できるように支持され
ている。
【００１１】基板受け台２１４は上面及び下面が互いに
平行な面に仕上げられた板体であって、定盤２１１上に
固定されている。そして基板受け台２１４の上面に回路
基板、例えば、液晶基板１００Ｂが載置された時に、そ
の液晶基板１００Ｂを真空吸着して固定する機能を備え
ている。
【００１２】弾性板２１６は同一の厚みの弾性材で平板
状に形成された部材であって、可動板２１２の下面に固
定されおり、駆動装置２１３が作動して下降した時に、
液晶基板１００Ｂ上のＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・
・を下方に弾性的に押圧するものである。
【００１３】このように構成された熱圧着固定装置を用
いてＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の液晶基板１０
０Ｂへの熱圧着を行う場合には、基板受け台２１４に液
晶基板１００Ｂを載置し、真空吸着により固定し、その
所定の位置に異方性導電膜（不図示）を敷いて所定のＩ
Ｃ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を載置する（図６
Ｂ）。
【００１４】その後、駆動装置２１３を作動して可動板
２１２を降下させ、弾性板２１６を介してＩＣ４０Ａ、
４０Ｂ、４０Ｃ・・・を同時に押圧し、そして可動板２
１２のヒータ２２１及び定盤２１１のヒータ２２０、或
いは何れかのヒータを作動させて、ＩＣ４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・を同時に加熱し、異方性導電膜を溶
融、硬化させて液晶基板１００Ｂ上に固定、接続する方
法である。
【００１５】この熱圧着固定方法は複数個のＩＣ４０
Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を可動板１２で同時に熱圧着
できるが、ヒータ２００、２２１が一体的に構成されて
いるために個々のＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の
熱容量に対応して微細に加熱温度を調節できず、また可
動板２１２の全面で全てのＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ
・・・を同時に押圧する機構のため、個々のＩＣ４０
Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・に対して押圧力の調節ができ
ず、従って、異方性導電膜が均一に溶融し難いためにＩ
Ｃ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の中には良好に固定、
接続されないものが生じ、信頼性に課題が残る。
【００１６】そこで開発されたのが図８に示した熱圧着
固定装置である。この熱圧着固定部３００は、定盤３１
１、可動板３１２、駆動装置３１３の他に、基板受け台
３１４を備えている。
【００１７】定盤３１１や可動板２１２には、その内部
にヒータが組み込まれていない。可動板３１２を上下動
させる機構は熱圧着固定部２００のものと同一であるの
で説明を省略する。基板受け台３１４も同一構造である
ので省略する。
【００１８】可動板３１２の下面に、液晶基板１００Ｂ
に実装するＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の位置に
対応して押圧ヘッド３１５Ａ、３１５Ｂ、３１５Ｃ・・
・には、押庄ヘッド３１５Ａに一部断面で示したよう
に、バネ３１６で上下方向に可動できるように支持され
たヒータ３１７が取り付けられている。
【００１９】このような構成の熱圧着固定部３００を用
いてＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を液晶基板１０
０Ｂに熱圧着により固定する場合には、基板受け台３１
４に液晶基板１００Ｂを固定し、その液晶基板１００Ｂ
の所定の位置に異方性導電膜を敷いて載置したＩＣ４０
Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・に対して可動板３１２を降下
して、それぞれの押圧ヘッド３１５Ａ、３１５Ｂ、３１
５Ｃ・・・でそれぞれのＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・
・・を押圧しながら、それぞれのヒータ３１７で加熱
し、下方の異方性導電膜を溶融、硬化させて液晶基板１
００Ｂ上にＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を一括で
固定、接続するものである。
【００２０】このような機構を搭載した熱圧着固定装置
は既に市販されており、日機装株式会社製の「ドライラ
ミネーターＧＤＬ−ＩＩ」はその一つとして挙げること
ができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この熱圧着
固定装置によれば、 １．複数個の押圧ヘッドを用い、所定の間隔を開けて取
り付け、配置しなければならないため装置が高価になる ２．各押圧ヘッド間に間隔を開けなければならないた
め、基板に載置される部品が接近した配置されるような
回路基板の場合には一括して圧着、固定することができ
ない ３．段取り替え時の押圧ヘッドの位置の変更に長時間を
要する ４．各押圧ヘッドのバネの押圧力、ヒータの平行度の調
整などを頻繁に行わなければならない ５．ヒータの熱容量が大きく、断熱構造が必要である などの課題がある。
【００２２】本発明はこれらの課題を解決しようとする
ものであって、回路基板に電気的に接続しようとする部
品の外形寸法に多少の相違があっても、それらの部品を
同時に押圧しながら、それぞれ部品の熱容量に適した熱
で同時に加熱できるヒータを備えて一括して熱圧着によ
り固定できる部品の熱圧着固定方法及びその装置装置を
得ることを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】それ故、第１の発明であ
る部品の熱圧着固定方法では、基板受け台の平面上に固
定、支持されている、所定の配線パターンが形成されて
いる回路基板上の所定の放置に熟硬化性樹脂膜を介在さ
せて複数個の被固定部品を載置し、上方から、共通のヒ
ータ支持兼押圧板の前記複数個の被固定部品の位置に対
応した位置に支持された、前記複数個の各被固定部品の
熱容量に対応したヒータを降下させて前記複数個の各被
固定部品を所定の時間の間押圧した後、前記各ヒータに
電流を通電させて加熱し、前記熱硬化性樹脂膜を熱溶融
及び硬化させ、前記被固定部品を前記回路基板の配線パ
ターンの所定の位置に固定し、電気的に接続する方法を
採つている。前記電流はパルス電流であることが望まし
い。
【００２４】そして、第２の発明である部品の熱圧着固
定装置では、平面を備えた基板受け台と、その基板受け
台の上方位置で前記平面に平行に上下動可能に支持さ
れ、複数のヒータを所定の間隔で支持しているヒータ支
持兼押圧板と、そのヒータ支持兼押圧板を前記基板受け
台に対して昇降させる駆動装置と、前記ヒータ支持兼押
圧板が所定の下方位置まで降下した時に、その下方位置
で所定時間押圧、保持し、その所定の時間経過後、前記
駆動装置を制御して前記ヒータ支持兼押圧板を前記基板
受け台の方から上昇させ、前記ヒータ支持兼押圧板が前
記下方位置に在る時には、前記各ヒータに所定時間電流
を通電して、加熱させる制御装置とを具備して構成され
ている。
【００２５】また、第３の発明である部品の熱圧着固定
装置では、水平面を備えた定盤と、その定盤の平面に対
して平行に所定の間隔を開けて配設され、かつ上下動で
きるように支持され、下面に所定の厚みの弾性板が取り
付けられている可動板と、前記定盤の水平面に固定さ
れ、表面が平面の基板受け台と、その基板受け台の上方
位置で、かつ前記弾性板の下方位置で、前記基板受け台
の平面に平行に上下動可能に支持され、複数のヒータを
所定の間隔で支持しているヒータ支持兼押圧板と、前記
可動板を上下動させ、前記可動板の下降動作時に前記弾
性板が前記ヒータ支持兼押圧板を前記基板受け台の方に
押し下げるように作動する駆動装置と、前記ヒータ支持
兼押圧板が所定の下方位置まで降下した時に、その下方
位置で所定時間押圧、保持し、その所定の時間経過後、
前記駆動装置を制御して前記ヒータ支持兼押圧板を前記
基板受け台の方から上昇させ、前記ヒータ支持兼押圧板
が前記下方位置に在る時には、前記各ヒータに所定時間
電流を通電して、加熱させる制御装置とを具備して構成
されている。前記第１及び第２の発明における前記電流
はパルス電流であることが望ましい。
【００２６】それ故、第１の発明によれば、固定しよう
とする個々の被固定部品の熱容量に応じて加熱でき、従
って、全被固定部品の下に介在させてある熱硬化性の熱
硬化性樹脂膜を均一に熱溶融でき、かつ硬化させること
ができる。従って、回路基板の所定の位置に各被固定部
品を位置ずれすることなく、電気的に接続、固定するこ
とができる。
【００２７】そして、第２の発明によれば、回路基板上
に硬化性の熱硬化性樹脂膜を介在させて載置した複数個
の被固定部品を、それら個々の熱容量に応じて加熱でき
るヒータが支持されている単一のヒータ支持兼押圧板で
同時に押圧しながら加熱でき、熱硬化性樹脂膜を均一に
加熱、硬化させて被固定部品を電気的に接続、固定する
ことができる。
【００２８】更に、第３の発明によれば、回路基板上に
熱硬化性樹脂膜を介在させて載置した複数個の被固定部
品を、それら個々の熱容量に応じて加熱できるヒータが
支持されている単一のヒータ支持兼押圧板を介在させ
て、そのヒータ支持兼押圧板全体を単一の可動板で均一
に押圧でき、被固定部品を回路基板の所定の位置に位置
ずれさせることなく同時に押圧しながら加熱でき、熱硬
化性樹脂膜を均一に加熱、硬化させて被固定部品を電気
的に接続、固定することができる。
【００２９】前記電流にパルス電流を使用すれば、瞬時
に加熱でき、瞬時に加熱を中断させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明の一実
施形態の熱圧着固定装置を説明する。
【００３１】図１は本発明の一実施形態の熱圧着固定装
置の外観図であって、同図Ａはその正面図、同図Ｂはそ
の上面図、同図Ｃは同図Ａの右側から見た側面図、図２
は図１に示した熱圧着固定装置の要部を示す断面側面
図、図３は図２に示した熱圧着固定装置による被固定部
品の回路基板への熱圧着固定動作を示していて、同図Ａ
は図２に示した停止状態に続く第１段階の動作状態にお
ける断面側面図、同図Ｂはその第１段階の動作に続く第
２動作状態における断面側面図、同図Ｃはその第２段階
の動作に続く第３動作状態における断面側面図、図４は
熱硬化性樹脂膜の一つである異方性導電膜によるＩＣの
回路基板に対する接続メカニズムを示していて、同図Ａ
は１個のＩＣが回路基板に接続されている状態の断面
図、同図Ｂは同図Ａの矢印Ｂで示した部分の拡大断面
図、同図Ｃは同図Ｂの矢印Ｃで示した部分の拡大断面
図、そして図５は異方性導電膜の熱溶融特性のグラフで
ある。
【００３２】先ず、図１及び図２を用いて、本発明の一
実施形態の熱圧着固定装置の構造、構成を説明する。
【００３３】本発明の熱庄着固定装置１０は、架台１の
上面に組み立てられており、定盤１１と可動板１２から
なる熱圧着部分が取り付けられている。また、架台１の
上面後方中央部からは上方に逆Ｌ字型のコラム２が取り
付けられていて、その先端部にはエアーシリンダ、油圧
シリンダのような駆動装置１３が取り付けられている。
その駆動装置１３には可動板１２が直接取り付けられて
いて、駆動装置１３により水平状態を保って上下方向に
駆動される。また、架台１の内部には、前記駆動装置１
３や後記するヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・の温
度、加熱時間などを制御するための制御装置３が収納さ
れている。
【００３４】次に、熱庄着固定装置１０の主要部である
熱圧着固定部の構造、構成を図２をも用いて説明する。
【００３５】この熱圧着固定部は、前記の定盤１１、可
動板１２、駆動装置１３の他に、基板受け台１４、ヒー
タ支持兼押圧板１５、弾性板１６を備えている。
【００３６】定盤１１は、例えば、ステンレススチール
で形成されており、その定盤１１には、その表面の外周
部の四隅に円筒状のガイド支柱１７Ａと、これらのガイ
ド支柱１７Ａの内方部分の四隅に、頭にストッパーが設
けられた４本のガイドピン１８とが垂直に植設されてい
る。
【００３７】可動板１２は、上面及び下面が互いに平行
な面に仕上げられた、例えば、ステンレススチールで形
成されている板体であって、その下面四隅には、前記４
本のガイド支柱１７Ａに挿入でき、上下動できるガイド
シャフト１７Ｂが植設されている。そして、ガイドシャ
フト１７Ｂはガイド支柱１７Ａ内でボールベアリング１
７Ｃにより上下方向に円滑に移動できるように支持され
ている。
【００３８】基板受け台１４は上面及び下面が互いに平
行な面に仕上げられた、例えば、ステンレススチールで
形成された原板であって、定盤１１上に固定されてい
る。そして基板受け台１４の上面に回路基板３０が載置
された時に、その回路基板３０を真空吸着して固定する
機能を備えている。その真空吸着装置は図示していな
い。
【００３９】ヒータ支持兼押圧板１５は、上面及び下面
が互いに平行な面に仕上げられた厚板であって、耐熱性
の樹脂、金属で形成することができ、樹脂であれば、例
えば、硬度が高めのシリコン樹脂、ポリイミド樹脂など
を用いて形成することができる。そのヒータ支持兼押圧
板１５の四隅に孔１５Ａが開けられており、これらの孔
１５Ａにヒータ支持兼押圧板１５の上方からガイドピン
１８が挿通され、前記のように、定盤１１に垂直に植設
されている。ヒータ支持兼押圧板１５の下面と定盤１１
の上面との間の各ガイドピン１８にはコイル状のスプリ
ング１９が装着されており、ヒータ支持兼押圧板１５を
水平状態を保って常時上方に持ち上げるように賦勢して
いる。
【００４０】ヒータ支持兼押圧板１５には、例えば、セ
ラミック製の複数のヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・
・が下面に臨んで、そしてそれらの加熱面が板の下面と
同一平面になるように取り付けられている。また、これ
らヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・の取付位置は回
路基板３０に実装しようとする部品（被固定部品）、例
えば、ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の配置位置に
対向した位置に取り付けられている。更にまた、これら
のヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・の加熱能力は大
きさなどが異なるＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の
熱容量に対応して設定されている。そして更にまた、こ
れらのヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・はパルス電
流で即応して加熱、除熱できるパルスヒータであること
が望ましい。
【００４１】弾性板１６は同一の厚みの弾性材で平板状
に形成された部材であって、シリコン系ゴムなどで形成
することができる。その弾性板１６は可動板１２の下面
に固定されおり、駆動装置１３が作動して下降した時
に、ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・を下方に弾性
的に押圧する。
【００４２】次に、このように構成された熱圧着固定装
置１０の動作を図２乃至図４を用いて説明する。
【００４３】先ず、図２に示したように、可動板１２が
上方の所定の位置に待機している状態の時に、前工程で
回路基板３０の配線パターンの所定の位置に、熱硬化性
樹脂膜、例えば、異方性導電膜Ｆが貼り付けられている
回路基板３０を基板受け台１４の所定の位置に載置す
る。回路基板３０は不図示の真空装置により基板受け台
１４上に真空吸着されて固定される。
【００４４】次に、駆動装置１３を作動させて、可動板
１２を降下させる。図３Ａはその第１段階の中間動作状
態を示す。即ち、可動板１２はガイドシャフト１７Ｂが
ガイド支柱１７Ａにガイドされてヒータ支持兼押圧板１
５の面に平行な水平状態を保つた状態で降下し、可動板
１２の下面に取り付けられている弾性板１６がヒータ支
持兼押圧板１５の上面に当接する状態になる。
【００４５】更に駆動装置１３を作動し続けることによ
り、ヒータ支持兼押圧板１５が弾性板１６を介して可動
板１２により押し下げられ、そのヒータ支持兼押庄板１
５はスプリング１９に抗し、ガイドピン１８にガイドさ
れて水平状態で降下し、図３Ｂに示したように、ヒータ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・はＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、
４０Ｃ・・・にそれぞれ接し、それらＩＣ４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・はそれぞれ所定の押圧力の下で異方性
導電膜Ｆを介して回路基板３０に押圧される。
【００４６】この状態の下で、図３Ｃに示したように、
各ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・に所定の時間の
間、電流を通電する。電流を通電することにより各ヒー
タ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・がそれぞれの温度で発
熱し、それぞれが接触、押圧しているＩＣ４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・をそれぞれの熱容量で加熱する。所定
の温度及び所定の時間経過するまでこの状態を維持する
ことにより、熱はそれぞれのヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２
０Ｃ・・・を通じて下に敷かれている異方性導電膜Ｆを
均一な熱で溶融し、そして硬化する。このようにして各
ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を回路基板３０の配
線パターンの所定の位置に固定し、電気的に接続するこ
とができる。
【００４７】所定の時間経過後、前記通電による加熱を
停止する。そして、駆動装置１３を逆転駆動することに
より可動板１２は上昇し、ヒータ支持兼押圧板１５はス
プリング１９の押圧力により押し上げられ、図３Ｂ及び
図３Ａの逆の動作状態を経て図２に示したような待機状
態に戻り、一連の圧着、加熱動作が終了する。
【００４８】図４に、１個のＩＣ４０Ａが異方性導電膜
Ｆを介して回路基板３０に接続されている状態を示し
た。このＩＣ４０Ａには複数個の電極であるバンプ４１
（突起電極）が所定の間隔で、その表面に予め形成され
ており、一方の回路基板３０の表面には前記バンプ４１
が接続される配線パターンの一部分であるランド３１が
形成されている。
【００４９】従って、異方性導電膜Ｆが全てのランド３
１を覆うように貼り付けられている回路基板３０の配線
パターンのそれぞれのランド３１上にＩＣ４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・のそれぞれのバンプ４１を載置して、
前記のように各ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・で
押圧しながら加熱すると、異方性導電膜Ｆは全体がほぼ
均一に溶融し、各ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・が
バンプ４１共々沈み込む。異方性導電膜Ｆは熱硬化性樹
脂Ｐ内に導電粒子Ｃがほぼ均一な状態で分散されてい
て、熱硬化性樹脂Ｐが溶融状態にある時にヒータ支持兼
押庄板１５でＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・が押圧
されると、それらのバンプ４１とランド３１との間に一
部の導電粒子ＣＡが図４Ｃに示したように挟み込まれた
状態で圧着され、加熱により熱硬化性樹脂Ｐがその状態
を維持するように硬化し、各バンプ４１と各ランド３１
とが電気的に接続された状態になる。
【００５０】ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を個別
に加熱する時に、温度上昇速度を制御することで電気接
続の信頼性の観点から、それぞれのＩＣ４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・を最適条件で圧着することができる。
従って、各ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・にパル
ス電流を通電して加熱するパルスヒート式で加熱するこ
とが好ましい。このパルスヒート式とは、例えば、異方
性導電膜Ｆの温度条件として、１８０°Ｃ、２０秒とい
う条件であれば、図５に示したように、加熱速度が、例
えば、１秒で１００°Ｃ位に加速して２０秒間加熱し、
２０秒経過した時点で電流の通電をオフして冷却すると
いう方式である。図示のように時間軸で見るとパルス状
の通電、加熱方式となる。このように加熱温度の立ち上
げ時間が非常に速く、高速加熱と呼ばれている。
【００５１】以上説明した本発明の熱圧着固定装置１０
の圧着、加熱動作により、可動板１２と弾性板１６及び
基板受け台１４で回路基板３０全体を加圧することがで
き、引き続いてヒータ支持兼押圧板１５に取り付けられ
た各ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・によりそれぞ
れ対応する複数のＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を
同時に一括加熱することができる。
【００５２】また、これらＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ
・・・の高さに微小なばらつきがあれば、前記のような
圧着動作を行うことにより、そのような高さのばらつき
は弾性板１６とヒータ支持兼押圧板１５の変形作用によ
って吸収することができる。更に、前記のように、ヒー
タ支持兼押圧板１５は、各ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ
・・・に対して回路基板３０に平行状態を保って押圧す
るので、各バンプ４１と各ランド３１との位置ずれを起
こすことなく押圧することができる。
【００５３】更にまた、本発明の特徴であるヒータ支持
兼押圧板１５は、各ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・
の熱容量が異なる場合には、各ヒータの発熱パターンを
個別に制御して個体差を吸収させることができる。
【００５４】なお、前記の動作において、可動板１２が
下降する時に、ヒータ支持兼押圧板１５も同時に下降
し、そのヒータ支持兼押圧板１５が回路基板３０上のＩ
Ｃ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・に接触した後で弾性板
１６がヒータ支持兼押圧板１５に接して押圧するように
動作させても同様の効果を得ることができる。
【００５５】また、前記の説明においては、異方性導電
膜Ｆを用いて接続する方法を採ったが、導電粒子Ｐが混
入されていない熱硬化性樹脂Ｐのみの樹脂膜を用いて部
品を回路基板に固定し、電気的に接続させる場合にも本
発明を適用することができる。この場合の部品、例え
ば、ＩＣ４０のバンプ４１は直接ランド３１に接触し、
熱硬化性樹脂Ｐで硬化、固定されることになる。
【００５６】更にまた、前記の説明では、同一形状の複
数の部品（ＩＣ）を圧着、接続する場合について記した
が、１個の部品の圧着、固定する場合や異なる種顛の部
品、そして高さが同一の高さではなく、多少異なってい
ている部品が混在している場合でも、回路基板に一括し
て圧着、固定することもできる。
【００５７】そした更にまた、ヒータ支持兼押圧板１５
は、前記のように様々な部品を実装しようとする回路基
板３０が異なれば、それぞれの回路基板３０に実装しよ
うとするＩＣの個数、それらの配列パターン、そしてそ
れらの熱容量に対応して予め設定されたヒータ２０Ａ、
２０Ｂ、２０Ｃ・・・を組み込んだヒータ支持兼押圧板
１５を必要枚数用意しておけば、それらのヒータ支持兼
押圧板１５を取り替えることにより異種の回賂基板３０
に対応でき、それら各ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・
・・の発熱パターンを制御することによって加熱するこ
とができる。
【００５８】そした更にまた、基板としては、図６Ａに
示したようにＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・（部
品）が面状に散らばって実装されるような配線パターン
が形成されている一般的な回路基板１００Ａであっても
よく、図６Ｂに示したような液晶基板１００Ｂであって
もよい。同図のようにＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・
・を液晶基板１００Ｂの二側縁にわたってＬ字型に実装
する場合には、本発明の前記ヒータ支持兼押圧板１５も
ＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・の配列に合わせてＬ
字型にヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・を配列した
構造に形成してもよいが、ヒータ２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ・・・を直線状に配列した構造のヒータ支持兼押圧板
１５を用いて、先ず一側縁に配列しているＩＣ４０Ａ、
４０Ｂ、４０Ｃ・・・を一括熱圧着し、その後、他の側
縁に配列しているＩＣ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・を
一括熱圧着する２段階の工程を採って全体のＩＣを熱圧
着するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品の熱
圧着固定方法及びその装置によれば、 １．複数の部品を一括して圧着、接続でき、生産性が向
上する ２．単一のヒータ支持兼押圧板で複数の部品を圧着する
ため、装置そのもののコストを低減することができる ３．熱圧着固定機構がシンプルであるので、装置の信頼
性が向上する ４．熱圧着固定機構がシンプルであるので、装置のメン
テナンスの作業性が向上し、更に一層信頼性が向上する ５．部品間隔の距離的制約なしに同時一括圧着ができ、
回路基板の設計の自由度が増大する ６．作業の段取替えはヒータ支持兼押圧板の交換のみで
行うことができ、装置稼動率を上げることができる など、数々の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の熱圧着固定装置の外観
図であって、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその上面
図、同図Ｃは同図Ａの右側から見た側面図である。
【図２】 図１に示した熱圧着固定装置の要部を示す断
面側面図である。
【図３】 図２に示した熱圧着固定装置による被固定部
品の回路基板への熱圧着固定動作を示していて、同図Ａ
は図２に示した停止状態に続く第１投階の動作状態にお
ける断面側面図、同図Ｂはその第１段階の動作に続く第
２動作状態における断面側面図、同図Ｃはその第２段階
の動作に続く第３動作状態における断面側面図である。
【図４】 熱硬化性樹脂膜の一つである異方性導電膜に
よるＩＣの回路基板に対する接続メカニズムを示してい
て、同図Ａは１個のＩＣが回路基板に接続されている状
態の断面図、同図Ｂは同図Ａの矢印Ｂで示した部分の拡
大断面図、同図Ｃは同図Ｂの矢印Ｃで示した部分の拡大
断面図である。
【図５】 異方性導電膜の熱溶融特性のグラフである。
【図６】 ２種類の回路基板を示していて、同図Ａは一
般的なガラスエボキシ樹脂製の回路基板の斜視図、同図
Ｂは液晶基板の斜視図である。
【図７】 従来技術の部品の熱圧着固定装置の祇念的断
面図である。
【図８】 従来技術の他の部品の熱圧着固定装置の槻念
的断面図である。
【符号の説明】
１０…本発明の一実施形態の熱圧着固定装置、１１…定
盤、１２…可動板、１３…駆動装置、１４…基板受け
台、１５…ヒータ支持兼押圧板、１６…弾性板、１７Ａ
…ガイド支柱、１７Ｂ…ガイドシャフト、１８…ガイド
ピン、１９…スプリング、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…ヒ
ータ、３０…回路基板、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…ＩＣ
（部品）、ＡＣＦ…異方性導電膜、Ｐ…熱硬化性樹脂、
Ｃ，Ｃａ…導電粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AA06 AB05 AC01 BB16 CC03 CC12 CC61 GG15 5F044 LL11 PP09 PP19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板受け台の平面上に固定、支持されて
    いる、所定の配線パターンが形成されている回路基板上
    の所定の位置に熱硬化性樹脂膜を介在させて複数個の被
    固定部品を載置し、上方から、共通のヒータ支持兼押圧
    板の前記複数個の被固定部品の位置に対応した位置に支
    持された、前記複数個の各被固定部品の熱容量に対応し
    たヒータを降下させて前記複数個の各被固定部品を所定
    の時間の間押圧した後、前記各ヒータに電流を通電させ
    て加熱し、前記熱硬化性樹脂膜を熱溶融及び硬化させ、
    前記被固定部品を前記回路基板の配線パターンの所定の
    位置に固定し、電気的に接続することを特徴とする部品
    の熱圧着固定方法。
  2. 【請求項２】 前記通電電流がパルス電流であることを
    特徴とする請求項１に記載の熱圧着固定方法。
  3. 【請求項３】 前記熱硬化性樹脂膜が熱硬化性の異方性
    導電膜であることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着
    固定方法。
  4. 【請求項４】 平面を備えた基板受け台と、 該基板受け台の上方位置で前記平面に平行に上下動可能
    に支持され、複数のヒータを所定の間隔で支持している
    ヒータ支持兼押圧板と、 該ヒータ支持兼押圧板を前記基板受け台に対して昇降さ
    せる駆動装置と、 前記ヒータ支持兼押圧板が所定の下方位置まで降下した
    時に、該下方位置で所定時間押圧、保持し、該所定の時
    間経過後、前記駆動装置を制御して前記ヒータ支持兼押
    圧板を前記基板受け台の方から上昇させ、前記ヒータ支
    持兼押圧板が前記下方位置に在る時には、前記各ヒータ
    に所定時間電流を通電して、加熱させる制御装置とを具
    備する部品の熱圧着固定装置。
  5. 【請求項５】 水平面を備えた定盤と、 該定盤の平面に対して平行に所定の間隔を開けて配設さ
    れ、かつ上下動できるように支持され、下面に所定の厚
    みの弾性板が取り付けられている可動板と、 前記定盤の水平面に固定され、表面が平面の基板受け台
    と、 該基板受け台の上方位置で、かつ前記弾性板の下方位置
    で、前記基板受け台の平面に平行に上下動可能に支持さ
    れ、複数のヒータを所定の間隔で支持しているヒータ支
    持兼押圧板と、 前記可動板を上下動させ、前記可動板の下降動作時に前
    記弾性板が前記ヒータ支持兼押圧板を前記基板受け台の
    方に押し下げるように作動する駆動装置と、 前記ヒータ支持兼押圧板が所定の下方位置まで降下した
    時に、該下方位置で所定時間押圧、保持し、該所定の時
    間経過後、前記駆動装置を制御して前記ヒータ支持兼押
    圧板を前記基板受け台の方から上昇させ、前記ヒータ支
    持兼押圧板が前記下方位置に在る時には、前記各ヒータ
    に所定時間電流を通電して、加熱させる制御装置とを具
    備する部品の熱圧着固定装置。
  6. 【請求項６】 前記通電電流がパルス電流であることを
    特徴とする請求項４または請求項５に記載の部品の熱圧
    着固定装置。
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