JP2003258402A - 加熱接続装置及び加熱接続方法並びに軟質基板と硬質基板との接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンダ付け処理と熱圧着処理とを同時に行う
場合に、各処理部の接続強度を高めることにより、接続
処理後において、フレキシブル基板が硬質基板から剥が
れる虞のない加熱接続装置及び加熱接続方法を提供す
る。 【解決手段】 ヒーターチップ２０１は、硬質基板１上
に形成された端子部３と、フレキシブル基板４上に形成
された端子部とのハンダ付けによる第１接続部を加熱す
る第１加熱部２０２と、上記第１接続部に近接した上記
硬質基板１とフレキシブル基板４との熱接着テープ８に
よる第２接続部を加熱する第２加熱部２０３とを有す
る。上記第１加熱部２０２と第２加熱部２０３との押圧
面の段差部１１が、第２接続部が加圧される時に、熱接
着テープ８の接着剤が所定の接続強度が得られる厚みと
なるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶モジュール等
の電子部品や産業機器、電化機器、精密機器等に用いら
れているフレキシブル基板と硬質基板との接続のための
加熱接続装置及び加熱接続方法並びに軟質基板と硬質基
板との接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶モジュール等の電子部品等
では、軟質基板としてのフレキシブル基板（ＦＰＣ）と
硬質基板（プリント基板等）とが、各基板の端子同士を
ハンダ付けすることにより電気的に接合されている。

【０００３】ところが、フレキシブル基板と硬質基板と
の接続後、様々な工程、あるいは最終製品化された後の
使用時において、フレキシブル基板に引っ張りやねじれ
といった何らかのストレスが加えられた場合に、端子部
のハンダが剥がれて電気的な断線が生じる可能性があ
る。

【０００４】そこで、上記のような電気的な断線を防止
する為に、フレキシブル基板と硬質基板との接合時に、
端子同士のハンダ付けの他に、このハンダ付け部分の近
傍に、ハンダ付けされた端子列と平行に熱圧着テープを
設けて、フレキシブル基板と硬質基板とを接続する措置
が講じられている。

【０００５】通常、ハンダ付けに必要な温度と熱圧着テ
ープとの接合に必要な温度は異なるので、各接続部にお
いて異なる温度で接続する必要がある。そこで、従来で
は、一つの加熱治具（ヒーターチップ）を用いて以下の
ようにして、フレキシブル基板と硬質基板とを接合して
いた。

【０００６】まず、ヒーターチップをハンダ付け端子列
部分に、フレキシブル基板のベースフィルムを介して接
触させ、ハンダ付けを行った後、ヒーターチップを冷却
してはんだを冷却・固化させる（ハンダ付け処理）。

【０００７】次いで、はんだが固化した後、ヒーターチ
ップを上昇させて熱圧着テープ部接続位置に移動させ、
熱圧着テープの最適温度に切り替えてテープの熱圧着を
行う（熱圧着処理）。

【０００８】なお、上記の方法でフレキシブル基板と硬
質基板とを接続する場合、接続にかかる時間を短縮する
には、ヒーターチップの温度切り替えを迅速に行う必要
がある。したがって、上記のヒーターチップには、パル
スヒート方式で電力が供給されている。

【０００９】しかしながら、上記のように一つのヒータ
ーチップを用いてハンダ付け処理と熱圧着処理とを別々
に行った場合、上述のようにパルスヒート方式によりヒ
ーターチップに電力を供給して加熱温度の切り替えを迅
速に行うようにしても、２回の接続処理を行う必要があ
るので、工数が増加してスループットの低下を招くとい
う問題が生じる。

【００１０】そこで、例えば特開平７−１９３３６２号
公報には、一つのヒーターツール（ヒーターチップ）に
よって、ハンダ付け処理と熱圧着処理とを同時に行う技
術が開示されている。

【００１１】上記公報では、ヒーターツールの加熱面
に、熱圧着処理に使用される接着剤の厚み分の段差を設
け、段差の低い方で熱圧着処理を行い、段差の高い方で
ハンダ付け処理を行うようにして、ハンダ付け処理と熱
圧着処理とを同時に一括して行うようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、硬質基板に
は、一般にＣｕ等からなる配線パターンが表面に形成さ
れ、その上に保護層としてソルダーレジストが形成され
ている。なお、このソルダーレジストは、フレキシブル
基板の端子部と接続する端子部には形成されていない。

【００１３】一方、フレキシブル基板においても、硬質
基板と接続する側の表面にＣｕ等からなる配線パターン
が形成され、その上に保護層としてカバーレイが設けら
れている。なお、このカバーレイは、硬質基板の端子部
と接続する端子部には形成されていない。

【００１４】また、熱接着テープは、通常、硬質基板の
ソルダーレジストとフレキシブル基板のカバーレイとの
間での接続に使用される。このため、フレキシブル基板
と硬質基板との端子部同士の接続部分と、フレキシブル
基板と硬質基板との熱接着テープによる接続部分との段
差は、熱接着テープの厚み（接着剤の厚み）に、フレキ
シブル基板表面のカバーレイの厚みと、硬質基板表面の
ソルダーレジストの厚み等を加える必要がある。

【００１５】したがって、上記公報のように、ヒーター
ツールの段差を、熱圧着に必要な接着剤の厚み分に設定
しているだけでは、該ヒーターツールの段差は、実際に
考慮しなければならない段差よりも低くなる。このた
め、熱圧着時に、接着剤に対して必要以上に圧力が加わ
ることになるので、接着剤が熱圧着部から溢れ出して該
熱圧着部での熱接着テープの厚み、すなわち接着剤の厚
みが薄くなり、接着強度が低下する。

【００１６】また、接着剤が熱圧着部から溢れ出すと、
ヒーターチップを汚染するという不具合も生じる。

【００１７】このように、フレキシブル基板と硬質基板
との間において熱圧着部分の接着強度が低下すれば、熱
圧着部分において、フレキシブル基板が硬質基板から剥
がれ易くなり、これに伴って、ハンダ付け部分の端子の
断線も生じ易くなるという問題が生じる。

【００１８】本発明は、上記の各問題点を解決するため
のものであって、その目的は、ハンダ付け処理と熱圧着
処理とを同時に行う場合に、各処理部の接続強度を高め
ることにより、接続処理後において、フレキシブル基板
（軟質基板）が硬質基板から剥がれる虞のない加熱接続
装置及び加熱接続方法並びに軟質基板と硬質基板との接
続構造を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の加熱接続装置は、硬質基板上に形成され
た配線パターンの端子部と、軟質基板上に形成された配
線パターンの端子部とのハンダ付けにより接続される第
１接続部を加熱する第１加熱部材と、上記第１接続部に
近接した上記硬質基板と軟質基板との熱接着テープによ
り接続される第２接続部を加熱する第２加熱部材とを有
し、上記第１加熱部材及び第２加熱部材を、同時に上記
軟質基板側から第１接続部及び第２接続部に所定の圧力
で押圧させて、加熱接続する加熱接続装置において、上
記第１加熱部材の押圧面と第２加熱部材の押圧面との間
には、上記第２接続部が加圧される時に、熱接着テープ
の接着剤が所定の接続強度が得られる厚みとなるように
設定された段差が形成されていることを特徴としてい
る。

【００２０】上記の構成によれば、第１加熱部材の押圧
面と第２加熱部材の押圧面との間には、上記第２接続部
が加圧される時に、熱接着テープの接着剤が所定の接続
強度が得られる厚みとなるように設定された段差が形成
されていることで、第１接続部におけるハンダ付け処理
と第２接続部における熱圧着処理とを同時に行った場合
の、第２接続部における軟質基板と硬質基板との接続強
度を確保することができる。

【００２１】したがって、ハンダ付け処理と熱圧着処理
とを同時に行う場合に、各処理部における接続強度を高
めることにより、接続処理後において、軟質基板が硬質
基板から剥がれるという問題を無くすことができる。

【００２２】ここで、上記の所定の接続強度とは、硬質
基板に接着された軟質基板がどれだけの強さで剥離され
るかを示すものであり、軟質基板と硬質基板の使用環境
等によって適宜設定されるものである。

【００２３】また、一般に、熱接着テープや接着剤の接
着強さは素材の粘弾性に強く依存し、接着剤の弾性率が
増すと、せん断接着強さは上昇するが、剥離強度は低下
する。また、接着剤の厚みが増すと、せん断接着強さは
低下するが、剥離強度は上昇する。

【００２４】これにより、熱接着テープの接着剤の厚み
は、接着前後でできるだけ変わらないようにする必要が
ある。つまり、上記熱接着テープの接着剤の厚みは、該
熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得られる厚み
であることが必要となる。

【００２５】したがって、上記の第２接続部が加圧され
る時に、熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得ら
れる厚みは、例えば、第１加熱部材と第２加熱部材との
押圧面における段差を以下のように設定することにより
得ることができる。

【００２６】通常、配線パターンが表面に形成された硬
質基板や軟質基板においては、配線パターンを保護する
ための保護層が設けられている。また、この保護層は、
各基板の接続部分である端子部には形成されない。した
がって、硬質基板と軟質基板とを貼り合わせたときの、
第１接続部と第２接続部との実際の段差は、熱接着テー
プの厚みと、各基板の保護層の厚みとを加えた厚みに相
当する高さとなる。

【００２７】ところが、実際の接続時には第１接続部及
び第２接続部は加圧されるので、熱接着テープの接着剤
が圧力により押しつぶされる量も考慮する必要がある。
この接着剤が押しつぶされる量に相当する高さを実際の
段差から引く必要がある。

【００２８】また、押しつぶされた接着剤は、第２接続
部の各基板の配線パターンによって生じる保護層の窪み
部分に入り込む。したがって、熱接着テープが圧力に押
しつぶされた場合、該熱接着テープの接着剤が逃げる先
の空間が各基板の配線パターン間の空間となるので、接
着剤が押しつぶされる量に相当する厚みは、硬質基板側
の配線パターンの厚みと軟質基板側の配線パターンの厚
みとを加えて２で割った値に設定すればよいことにな
る。

【００２９】しかも、上述のように、加圧時に、第２接
続部の各基板表面の窪み部分に接着剤が入り込めば、接
着剤が各基板と接触する面積が大きくなり接着強度が増
す。

【００３０】以上のことから、上記段差は、熱接着テー
プの厚み＋硬質基板側の保護層の厚み＋軟質基板側の保
護層の厚み−（硬質基板側の配線パターンの厚み＋軟質
基板側の配線パターンの厚み）／２によって求めること
ができる。

【００３１】上記記第１及び第２加熱部材は、それぞれ
抵抗値が異なる抵抗体からなり、各抵抗体は電気的に並
列に接続されていてもよい。

【００３２】この場合、第１及び第２加熱部材を構成す
る２つの抵抗体が電気的に並列に接続されていること
で、両抵抗体に流れる電流は、各抵抗体の抵抗値に基づ
いて比例配分され、各抵抗体において異なる発熱量、す
なわち異なる加熱温度にすることができる。

【００３３】したがって、一つの電源回路で２つの抵抗
体の発熱量、すなわち第１及び第２加熱部材の加熱温度
を同時に制御することが可能となる。

【００３４】上記の抵抗体における抵抗値は、ハンダ付
け処理部と熱圧着処理部での発熱量（加熱温度）が最適
になるように選択される。例えば、用いる熱接着テープ
の接着剤の素材やハンダの種類等に合わせて様々な抵抗
値の抵抗体を用意しておき、必要に応じて取り替えて各
加熱部材として使用することが考えられる。

【００３５】また、上記各加熱部材の加熱に必要な電力
を、パルスヒート方式で供給してもよい。

【００３６】この場合、各加熱部材にパルスヒート方式
で電力が供給されることで、必要な時に電力の供給・停
止を行うことができる。つまり、加熱が必要なときに電
力を供給し加熱部材を迅速に加熱し、加熱が必要でなく
なったときに電力の供給を停止することで、加熱部材を
迅速に冷却することができる。

【００３７】これにより、ハンダ付け処理部において、
ハンダの温度を迅速に溶融温度まで上げて、ハンダ付け
処理完了後には、ハンダを迅速に冷却・固化させること
ができる。

【００３８】したがって、パルスヒート方式によって電
力を供給すれば、ハンダの溶融及び冷却・固化を迅速に
行うことが可能となるので、第１接続部においてハンダ
が冷却・固化した後に第１加熱部材を引き上げても時間
の消費は少なくて済む。しかも、ハンダが冷却・固化し
た後に第１加熱部材を引き上げるので、ハンダ付け処理
部の接続を確実に行うことができる。

【００３９】さらに、上記第１及び第２加熱部材を冷却
する冷却手段を設けてもよい。

【００４０】この場合、第１及び第２加熱部材を冷却す
る冷却手段が設けられていることで、加熱状態の第１及
び第２加熱部材を強制的に冷却することが可能となる。
これにより、例えば、硬質基板と軟質基板の加熱接続完
了時に、上記第１加熱部材および第２加熱部材を強制的
に冷却すれば、溶融ハンダを迅速に冷却・固化させるこ
とができる。

【００４１】このように、加熱接続完了時に、ハンダを
確実に冷却・固化させることができれば、第１接続部に
おける接続強度を強固なものにすることができる。

【００４２】また、第１及び第２加熱部材を冷却する冷
却手段が設けられていることで、加熱接続完了後の溶融
ハンダの冷却・固化にかかる時間を短縮でき、結果とし
て、硬質基板と軟質基板との加熱接続にかかる時間を短
縮することができる。

【００４３】しかも、加熱状態の加熱部材を冷却手段で
強制的に冷却することができるので、例えばコンスタン
トヒート方式により加熱部材に電力が供給される場合の
ように、加熱部材が常時加熱されていても、溶融状態の
ハンダを冷却・固化しようとする時に、冷却手段で強制
的に加熱部材を冷却すれば、パルスヒート方式で加熱部
材に電力を供給する場合のような加熱接続の制御が可能
となる。

【００４４】ハンダ側と熱圧着側のヒーターは各々独立
に設けられ、独立に制御されることもある。

【００４５】また、冷却手段は、第１及び第２加熱部材
に対して、個別に冷却制御を行ってもよい。この場合、
第１加熱部材と第２加熱部材との設定温度の差が大きい
場合に、各加熱部材を効率よく冷却することができる。

【００４６】また、冷却手段によって、第１及び第２加
熱部材を同時に冷却するように制御してもよい。この場
合、冷却手段による冷却制御に必要な構成を簡略化でき
るので、結果として、加熱接続装置の構成を簡略化でき
る。

【００４７】本発明の加熱接続方法は、硬質基板上に形
成された配線パターンの端子部と、軟質基板上に形成さ
れた配線パターンの端子部とをハンダにより加熱接続
し、上記端子部同士の接続部の近接位置で上記硬質基板
と軟質基板とを熱接着テープにより加熱接続する加熱接
続方法において、上記端子部同士を仮圧着する第１の工
程と、上記硬質基板と軟質基板とを仮圧着する第２の工
程と、上記第１及び第２の工程において仮圧着された部
位に対して、それぞれ予め設定した圧力及び温度、且
つ、上記熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得ら
れる厚みとなるように同時に加圧・加熱する第３の工程
と、上記第３の工程において予め設定された時間経過後
に、加圧・加熱された部位を冷却する第４の工程とを含
むことを特徴としている。

【００４８】上記の構成によれば、ハンダ付け処理及び
熱圧着処理による各接続処理を確実に行うことが可能と
なり、且つ軟質基板と硬質基板との熱接着テープによる
接続部分の該熱接着テープの接着剤の厚みが所定の接続
強度が得られる厚みになるので、硬質基板と軟質基板と
の接続強度が向上し、より信頼性の高い製品を供給する
ことが可能となる。

【００４９】本発明の軟質基板と硬質基板との接続構造
は、上記加熱接続装置の第１加熱部材によって、硬質基
板上に形成された配線パターンの端子部と、軟質基板上
に形成された配線パターンの端子部とがハンダ付けによ
り接続される第１接続部と、上記加熱接続装置の第２加
熱部材によって、上記第１接続部に近接した上記硬質基
板と軟質基板とが熱接着テープにより接続される第２接
続部とが形成され、上記第２接続部内での熱接着テープ
の厚みは、上記第１加熱部材の押圧面と第２加熱部材の
押圧面との間に形成された段差、すなわち、熱接着テー
プの接着剤が所定の接続強度が得られる厚みに相当して
いることを特徴としている。

【００５０】上記構成によれば、熱接着テープの接着剤
の厚みは、該熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が
得られる厚みであるので、第１接続部でのハンダ付けに
よる接続強度を確保しつつ、第２接続部での接着強度を
確保することができる。すなわち、軟質基板が硬質基板
から容易に剥がれるという不具合を無くすことができ
る。

【００５１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明すれば、以下の通りである。

【００５２】まず、本願発明の概要を図１を参照しなが
ら以下に説明する。

【００５３】本実施の形態にかかる加熱接続装置は、図
１に示すように、加熱手段としてのヒーターチップ１０
１を有している。このヒーターチップ１０１によって、
硬質基板１上にフレキシブル基板４を加熱接続するよう
になっている。

【００５４】上記硬質基板１の接続部分には、該硬質基
板１上に設けられた回路（図示せず）に接続された端子
部３と、この端子部３と並列に熱接着テープ８とが設け
られている。

【００５５】上記端子部３は、フレキシブル基板４の端
子部（図示せず）とハンダ付けにより接続され、上記熱
接着テープ８は、フレキシブル基板４の端子部以外の部
分に加熱圧着により接続されるようになっている。

【００５６】上記硬質基板１としては、ガラスエポキシ
製のプリント基板が用いられるが、これに限定されず、
フェノール樹脂、紙エポキシ樹脂等の硬質絶縁基板であ
ってもよい。

【００５７】上記フレキシブル基板４を構成するベース
フィルムとしては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂
等が用いられる。

【００５８】また、上記フレキシブル基板４(軟式基
板）には、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製のＦＦＣ（フレ
キシブルフラットケーブル）を用いてもよい。

【００５９】上記熱接着テープ８としては、繊維基材に
ＳＢＲ系の接着剤をコーティングしたものが用いられ
る。

【００６０】なお、軟質基板としては、上記のフレキシ
ブル基板４の代わりに、ＬＳＩを実装したＴＣＰであっ
てもよい。

【００６１】上記ヒーターチップ１０１は、上記硬質基
板１の端子部３とフレキシブル基板４の端子部とをハン
ダ付けするための第１加熱部（第１加熱部材）１０２
と、上記硬質基板１の熱接着テープ８とフレキシブル基
板４とを加熱圧着するための第２加熱部（第２加熱部
材）１０３とを有している。

【００６２】上記第１加熱部１０２と第２加熱部１０３
とは、一体的に設けられ、かつ、個別に温度設定が可能
となっている。具体的には、第１加熱部１０２と第２加
熱部１０３とを抵抗値の異なる部材で構成し、それぞれ
に同一電源から電流を供給し、温度設定を異ならせるよ
うにしている。この詳細については後述する。

【００６３】上記ヒーターチップ１０１の第１加熱部１
０２の表面には、熱電対１２が溶接されており、該第１
加熱部１０２表面温度を測定するようになっている。こ
の場合、第１加熱部１０２を熱電対１２によって測定す
るだけで、第１加熱部１０２および第２加熱部１０３の
温度を制御することが可能となるので、第２加熱部１０
３側には熱電対を設ける必要はない。

【００６４】また、上記第１加熱部１０２と第２加熱部
１０３との間には、段差部１０４が形成されている。こ
の段差部１０４は、硬質基板１とフレキシブル基板４と
の圧着時において、硬質基板１の熱接着テープ８とフレ
キシブル基板４との接続（熱圧着処理）に使用される第
２加熱部１０３が、硬質基板１の端子部３とフレキシブ
ル基板４の端子部との接続（ハンダ付け処理）に使用さ
れる第１加熱部１０２よりも低くなるように設計されて
いる。この場合の段差は、硬質基板１上の熱接着テープ
８の厚み等を考慮して設定されるものとし、この詳細に
ついては後述する。

【００６５】なお、以下の説明において、硬質基板１の
端子部３とフレキシブル基板４の端子部との接続部分
（第１接続部）をハンダ付け処理部と称し、また、硬質
基板１の熱接着テープ８とフレキシブル基板４との接続
部分（第２接続部）を熱圧着処理部と称する。

【００６６】上記構成のヒーターチップ１０１を用いて
硬質基板１とフレキシブル基板４とを接続する場合につ
いて説明する。このヒーターチップ１０１は、パルスヒ
ート方式によって加熱制御されるものとする。

【００６７】まず、硬質基板１の端子部３およびフレキ
シブル基板４の端子部に予備ハンダし、この少なくとも
一方の予備ハンダした部分にフラックスを塗布し、フレ
キシブル基板４の端子部を硬質基板１の対向する端子部
３にあらかじめ圧力又は加熱により仮圧着する。

【００６８】次に、硬質基板１とフレキシブル基板４と
を仮圧着した状態で、ヒーターチップ１０１によって所
定の圧力を付与して加熱圧着する。

【００６９】すなわち、ヒーターチップ１０１は、第１
加熱部１０２の圧着面１０２ａとフレキシブル基板４の
端面４ａとを揃えるように、フレキシブル基板４側から
硬質基板１に向かって加圧する。このとき、ヒーターチ
ップ１０１に対する電流がＯＮとなり、フレキシブル基
板４と硬質基板１との間のハンダ部の温度がハンダの融
点よりも３０℃から７０℃程度高い温度となるようにヒ
ーターチップ１０１の第１加熱部１０２の温度設定を行
い、所定の時間、ハンダ付け処理部と同時に熱圧着処理
部を圧着する。

【００７０】上記の圧着時には、ハンダ付け処理部の圧
着部の高さがストッパーとなり、ヒーターチップ１０１
の第２加熱部１０３の圧着面１０３ａによる熱圧着処理
部における熱接着テープ８の接着剤が流れ出すような圧
力は付与されない。このため、フレキシブル基板４のカ
バーレイと硬質基板１のレジスト部に熱接着テープ８の
材料（接着剤）が濡れなじむようになり、フレキシブル
基板４と硬質基板１との間の熱圧着処理部におけるファ
ン・デル・ワールス力が向上し、従来の接続部分よりも
凝集力が増し、十分な接続強度が得られる。

【００７１】続いて、所定時間経過後、ヒーターチップ
１０１に対する電流がＯＦＦされ、あらかじめ設定して
いる温度になるまで、すなわち冷却完了となるまで加圧
着状態で保持される。

【００７２】上記のようにして加熱圧着処理した場合、
硬質基板１とフレキシブル基板４との接続部分において
ヒーターチップ１０１の加圧による窪みもなく、従来の
ように一つのヒーターチップによって２箇所の接続を行
っていた場合に比べて２倍程度の強度向上となった。

【００７３】次に、上記構成のヒーターチップ１０１に
代えて、図２に示すヒーターチップ２０１を用いた場合
について説明するとともに、このヒーターチップ２０１
を備えた加熱接続装置全体の説明を行う。

【００７４】上記ヒーターチップ２０１は、ヒーターチ
ップ１０１と同様に、ハンダ付け処理用の第１加熱部２
０２と、熱圧着処理用の第２加熱部２０３とを有してい
る。

【００７５】上記ヒーターチップ２０１は、モリブデ
ン、チタン等の材料を用い、各加熱部において異なる抵
抗値を示すように設計されている。この設計についての
詳細は後述する。

【００７６】また、上記第１加熱部２０２と第２加熱部
２０３とは、前記のヒーターチップ１０１の第１加熱部
１０２と第２加熱部１０３との間の段差部１０４と同様
に段差部１１が設けられている。すなわち、第２加熱部
２０３の圧着面２０３ａは、図３に示すように、フレキ
シブル基板４と硬質基板１との接着面側に対して第１加
熱部２０２の圧着面２０２ａよりも低くなるように段差
部１１が設計されている。

【００７７】ここで、上記段差部１１の設計について説
明する。

【００７８】上記硬質基板１は、図４に示すように、基
板１ａ上に銅箔からなるパターン（配線パターン）層１
ｂが形成され、さらに、このパターン層１ｂ上にはソル
ダーレジストからなる絶縁保護膜２が形成された構造と
なっている。なお、この絶縁保護膜２は、パターン層１
ｂの端子部３となる領域には形成されていない。

【００７９】上記端子部３は、パターン層１ｂ上のニッ
ケルメッキ部３２上に金メッキ部３１が形成された構造
となっている。

【００８０】また、上記硬質基板１の絶縁保護膜２の所
定の位置には、熱接着テープ８が設けられている。

【００８１】一方、フレキシブル基板４は、ベースフィ
ルム４１上にＣｕからなる配線パターン層４２が形成さ
れ、さらに、配線パターン層４２上には保護層としての
カバーレイ６が設けられている。なお、配線パターン層
４２の露出部分には、硬質基板１の端子部３に接続する
端子部７が形成されている。

【００８２】上記カバーレイ６は、カバーレイ本体（ポ
リイミド）６２をカバーレイ接着剤６１によって配線パ
ターン層４２に接着されている。このカバーレイ６は、
硬質基板１上の熱接着テープ８により接着される。

【００８３】上記構成のフレキシブル基板４を硬質基板
１に仮圧着した場合、硬質基板１上の絶縁保護膜２およ
び熱接着テープ８とフレキシブル基板４上のカバーレイ
６との重なり部分が、硬質基板１の端子部３とフレキシ
ブル基板４の端子部７との接触部分より盛り上がってい
る。

【００８４】したがって、図４に示すように、フレキシ
ブル基板４と硬質基板１との接続構造を構成する、第１
接続部となるＦＰＣはんだ付け端子部５１と第２接続部
となる熱接着テープ部５２は、フレキシブル基板４側で
は、カバーレイ接着剤６１、カバーレイ６２、硬質基板
１側では、ソルダーレジストからなる絶縁保護膜２、熱
接着テープ８の厚みの総和の段差が生じる。

【００８５】一方、熱圧着テープや接着剤の接着強さは
素材の粘弾性に強く依存し、接着剤の弾性率が増すとせ
ん断接着強度は上昇するが、剥離強度は低下する。ま
た、接着剤の厚みが増すとせん断接着強度は低下するが
剥離強度は上昇する特性を持っている。

【００８６】従来の接続方法では、熱接着テープ部５２
の圧着を、ＦＰＣはんだ付け端子部５１の加熱とは別
に、単独で加熱接着するので、熱接着テープ８が薄くな
り、凝集力（ファンデルワールス力）が低下し接着強度
（剥離強度）が低下する。

【００８７】従って、接着強度を確保するには、熱接着
テープ８の加熱圧着後の残存厚みをなるべく圧着前の厚
みに近く厚くし、且つ図１４にする必要が有る。

【００８８】具体的には、図１４に示すように、フレキ
シブル基板４と硬質基板１のそれぞれの銅箔パターン
（Ｃｕパターン４２、銅箔１ｂ）間に、熱接着テープ８
が溶けて充填する様にし、且つ、熱接着テープ８残存厚
みが残るように考慮した厚みになるように、フレキシブ
ル基板４のベースフィルム４１、カバーレイ６２、カバ
ーレイ接着剤６1の厚みと、硬質基板１の絶縁保護膜２
の厚みとを足した厚みの段差を設ける。

【００８９】したがって、段差部１１の段差Ｓは、熱接
着テープ８の厚み（ｔ８）、カバーレイ本体６２の厚み
（ｔ６２）、カバーレイ接着剤６１の厚み（ｔ６１）、
絶縁保護膜２の厚み（ｔ２）、フレキシブル基板４側の
配線パターン層４２の厚み（ｔ４２）、硬質基板１側の
パターン層１ｂの厚み（ｔ１ｂ）等を考慮して求められ
る。

【００９０】すなわち、段差Ｓ＝ｔ８＋ｔ６２＋ｔ６１
＋ｔ２−（ｔ４２＋ｔ１ｂ）／２ によって求められる。

【００９１】ここで、（ｔ４２＋ｔ１ｂ）／２は、熱接
着テープ８が圧力により押しつぶされる量を考慮したも
のであり、押しつぶされた熱接着テープ８の接着剤が逃
げる先の空間が配線パターン層４２とパターン層１ｂと
の間の空間であると仮定している。

【００９２】具体的には、熱接着テープ８の厚みとして
は、１００μｍ〜１４０μｍが用いられるが、ここで
は、１００μｍとする。また、カバーレイ本体６２の厚
みは、２５μｍとし、カバーレイ接着剤６１の厚みは２
０μｍとする。絶縁保護膜２の厚みは１６μｍとする。
さらに、フレキシブル基板４側の配線パターン層４２の
厚みは１８μｍとし、硬質基板１のパターン層１ｂの厚
みは３６μｍとする。

【００９３】これらの数値を上記の式に代入して段差部
１１の段差Ｓを求めると、 段差Ｓ＝１００＋２５＋２０＋１６−（１８＋３６）／
２＝１３４（μｍ） となる。

【００９４】ここで、上記段差Ｓは、各部材のスペック
内での厚みバラツキ等を考慮して、１４０μｍ±２０μ
ｍの範囲であるのが好ましい。上記段差Ｓは、１３４μ
ｍであるので、上記の範囲に入っている。

【００９５】次に、ヒーターチップ２０１の構成の詳細
について以下に説明する。

【００９６】上記ヒーターチップ２０１は、図５に示す
ように、２つの抵抗体Ｒ１，Ｒ２を並列接続して形成さ
れている。ここで、抵抗体Ｒ１は第１加熱部２０２に相
当し、抵抗体Ｒ２は第２加熱部２０３に相当している。

【００９７】両抵抗体Ｒ１，Ｒ２に流れる電流Ｉ０は、
各抵抗体Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの抵抗値に基づいて比例
配分される。ここでは、抵抗体Ｒ１に流れる電流をＩ
１、抵抗体Ｒ２に流れる電流をＩ２とし、それぞれの電
流値は異なる。

【００９８】各々の抵抗体における発熱量、すなわち、
加熱温度が、電流の二乗と抵抗値との積によって決ま
る。これにより、一つの電源回路で２箇所の温度の違う
加熱部（第１加熱部２０２、第２加熱部２０３）を同時
に制御することが可能となる。

【００９９】ヒーターチップ２０１の抵抗体Ｒ１，Ｒ２
の各抵抗値は、ハンダ付け処理部及び熱圧着処理部にお
いて必要とされる発熱量（加熱温度）となるように選択
すればよい。例えば、様々な抵抗値のヒーターチップ２
０１を用意しておき、使用するはんだや熱接着テープ８
に応じて適宜取り替えて使用することが考えられる。

【０１００】また、上記構成のヒーターチップ２０１で
は、ハンダ付け処理部においてはんだが冷却・固化した
後に引き上げるようになっている。このため、加熱方式
としては、パルス状に電流を供給するパルスヒート方式
が採用される。

【０１０１】なお、電流を定常的に供給するコンスタン
トヒート方式であっても、利用可能である。この場合、
ハンダ付け処理部においてハンダ付けが完了する直前に
電流供給を停止し、強制的に冷却することにより、上記
パルスヒート方式と同様の操作が可能となる。冷却手段
を設けた加熱接続装置については後述する。

【０１０２】一般に、ハンダ付け処理部におけるハンダ
付けには、Ｓｎ３７Ｐｂの場合、２１０℃〜２５０℃ぐ
らいの温度が必要となる。また、熱接着テープによる接
続には、１００℃以上の温度が必要となる。但し、フレ
キシブル基板の熱接着テープが貼りつく部分は、ポリイ
ミド製ベースフィルム銅箔に銅箔の回路を形成してあ
り、銅箔を保護する為、接着剤によりカバーレイ（ポリ
イミド製のフィルム）を接着剤により貼り付けてあり、
３００℃以上になると接着剤に溶解している気体が発泡
してフレキシブル配線基板の外観を損ねる為、３００℃
を超えてはいけないという制約がある。したがって、従
来では、ヒーターチップで加熱圧着する時、別々の温度
にて１回毎圧着する必要があった。

【０１０３】これに対して、本発明では、上述したよう
に、ハンダ付け処理部と熱圧着処理部とを異なる温度
で、かつ同時に加熱圧着できるようにヒーターチップを
設計している。

【０１０４】具体的には、ヒーターチップ２０１の第１
加熱部２０２として、図６（ａ）に示すような形状、す
なわち、中央部が平坦で、両側に向かって下方に傾斜し
た長手方向断面が台形となるように成形したモリブデン
を用いる。

【０１０５】また、ヒーターチップ２０１の第２加熱部
２０３として、図６（ｂ）に示すような形状、すなわ
ち、中央部が平坦で、両側に向かって下方に傾斜した長
手方向断面が台形となるように成形したモリブデンを用
いる。

【０１０６】上記モリブデンの圧着部双方の形状は、ハ
ンダ付け処理部の最適温度領域２１０℃〜２５０℃と、
熱圧着処理部の最適接続温度領域１００℃からフレキシ
ブル基板４の耐熱温度３００℃以下の領域とで決まるハ
ンダ付け処理部の加熱温度と熱圧着処理部の最適温度と
の比で決まる。

【０１０７】上記ハンダ付け処理部側のモリブデンに流
れる電流値は、第１加熱部２０２表面に設けられた熱電
対１２によるフィードバック制御によって決まり、熱圧
着処理部側のモリブデンに流れる電流値は、ヒーターチ
ップ２０１全体にかかる電圧と熱圧着処理部側のモリブ
デンの抵抗値とハンダ付け処理部側のモリブデンの抵抗
値の除で決まる。

【０１０８】したがって、ハンダ付け処理部側のモリブ
デンの温度を何℃に制御した時に熱圧着処理部側のモリ
ブデンを何℃に制御すればよいことが明確になれば、ハ
ンダ付け処理部側と熱圧着処理部側の必要な抵抗比率が
ある程度計算で導くことができる。ここでは、第１加熱
部２０２及び第２加熱部２０３の形状に基づいて、ヒー
ターチップ２０１における第１加熱部２０２と第２加熱
部２０３との間の抵抗比率を以下のようにして求める。

【０１０９】第１加熱部２０２及び第２加熱部２０３の
抵抗値は、モリブデンの抵抗率を、５．７８μΩ・ｃｍ
として、抵抗値Ｒ＝抵抗率ρ×長さＬ／断面積Ａで示さ
れる計算式によって求める。

【０１１０】まず、図６（ａ）および図７（ａ）（ｂ）
を参照しながら、第１加熱部２０２の抵抗値を求める。
この第１加熱部２０２では、中央部とその両側の傾斜部
においてそれぞれ抵抗値を求めて、各抵抗値の総和を該
第１加熱部２０２における抵抗値とする。

【０１１１】上記第１加熱部２０２は、長さ２５ｍｍ、
厚さ１．６ｍｍのモリブデンからなり、中央部の高さを
２．９ｍｍとすれば、該中央部の断面積Ａは１．６×
２．９ｍｍ²となる。また、第１加熱部２０２の傾斜部
の断面積は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、端部の高
さが１．７ｍｍであることから、該傾斜部の中央部にお
ける高さを２．３ｍｍとして求めると、１．６×２．３
ｍｍ²となる。なお、中央部の両側２つの傾斜部の形状
は同じとする。

【０１１２】よって、中央部の長さＬを８ｍｍとすれ
ば、 抵抗値Ｒ＝０．５７８×８／（１．６×２．９）＝０．
９９７Ωとなり、 傾斜部の長さＬを６．７ｍｍとすれば、 抵抗値Ｒ＝０．５７８×６．７（１．６×２．３）＝
１．０５２３Ωとなる。

【０１１３】よって、第１加熱部２０２における総抵抗
は、中央部の抵抗値＋２×傾斜部の抵抗値＝０．９９７
＋２×１．０５２３＝３．１０１６Ωとなる。

【０１１４】次に、図６（ｂ）を参照しながら、第２加
熱部２０３の抵抗値を求める。この第２加熱部２０３
も、上記第１加熱部２０２と同様に、中央部とその両側
の傾斜部においてそれぞれ抵抗値を求めて、各抵抗値の
総和を該第２加熱部２０３における抵抗値とする。

【０１１５】上記第２加熱部２０３は、長さ２５ｍｍ、
厚さ１．０ｍｍのモリブデンからなり、中央部の高さを
２．５ｍｍとすれば、該中央部の断面積Ａは１．０×
２．５ｍｍ²となる。また、第２加熱部２０３の傾斜部
の断面積は、端部の高さが１．９ｍｍであることから、
該傾斜部の中央部における高さを２．２ｍｍとして求め
ると、１．０×２．３ｍｍ²となる。なお、中央部の両
側２つの傾斜部の形状は同じとする。

【０１１６】よって、中央部の長さＬを８ｍｍとすれ
ば、 抵抗値Ｒ＝０．５７８×８／（１．０×２．５）＝１．
８５Ωとなり、 傾斜部の長さＬを６．７ｍｍとすれば、 抵抗値Ｒ＝０．５７８×６．７（１．０×２．２）＝
１．７６Ωとなる。

【０１１７】よって、第２加熱部２０３における総抵抗
は、中央部の抵抗値＋２×傾斜部の抵抗値＝１．８５＋
２×１．７６＝５．３７Ωとなる。

【０１１８】以上のことから、ヒーターチップ２０１に
おける第１加熱部２０２と第２加熱部２０３との間での
抵抗比率は、３．１０１６／５．３７＝０．５７とな
る。

【０１１９】したがって、上記の抵抗比率によって、発
熱量（加熱温度）が比例配分され、ハンダ付け用の第１
加熱部２０２の設定温度を２６０℃とした時、熱圧着用
の第２加熱部２０３の温度は、ＳＢＲ系の接着剤に対す
る最適温度１５０℃に制御されることになる。

【０１２０】なお、使用しているハンダがＳｎ３７Ｐｂ
（融点約１８０℃）であり、このハンダに必要な加熱温
度は２１０℃〜２５０℃程度である。また、第１加熱部
２０２には熱電対１２が接続されているので、常に温度
計測結果をフィードバックするようになっている。

【０１２１】上記抵抗比率で形成されたヒーターチップ
２０１は、後述する加熱接続装置において、配線コード
及び給電ブロックを介して、電源装置（図示せず）から
パルス状の大電流が供給され、この電流により各加熱部
が加熱される。

【０１２２】例えば、ハンダ付け処理部側の加熱部、す
なわち第１加熱部２０２の圧着面２０２ａの中央付近が
３００℃〜４００℃位に管理される。このとき、熱圧着
処理部側の加熱部、すなわち第２加熱部２０３の加熱温
度は、ハンダ付け処理部の第１加熱部２０２の制御設定
温度に応じて、変化する。

【０１２３】上記のハンダ付け処理部の第１加熱部２０
２の設定温度値と、ハンダ付け処理部における第１加熱
部２０２の実測温度（はんだ側Ｂ１）と、熱圧着処理部
における第１加熱部２０２の実測温度（テープ側Ｂ１）
とは、図８に示すような相関を示す。

【０１２４】熱圧着処理部での加熱温度の上限は３００
℃である。この理由は上述したように、フレキシブル基
板４のカバーレイ６に含まれる接着剤が３００℃以上に
なると、該接着剤に溶解している気体が発泡するからで
ある。

【０１２５】ハンダ付け処理での加熱温度の下限は、約
２００℃である。このれは、２００℃以上であれば、硬
質基板１に形成されたパターン層１ｂ上に積層されたＮ
ｉ層（約３μｍ厚）、Ａｕ層（０．３μｍ層）のうち、
Ａｕ層がハンダ内に拡散し、Ｎｉ層とハンダ内のＳｎが
合金を形成することで、はんだ接続の電気的特性が良好
になるからである。

【０１２６】ここで、上記ヒーターチップ２０１を用い
た加熱接続装置全体について図９を参照しながら以下に
説明する。

【０１２７】上記加熱接続装置は、図９に示すように、
ヒーターチップ２０１と電源との間に、電源側から順番
にサーキットブレーカー２０、フィルター２２、スイッ
チ２１、トライアック１７、トランス１９が直列に接続
されている。

【０１２８】さらに、ヒーターチップ２０１の第１加熱
部２０２及び第２加熱部２０３の加熱制御を行うため
の、ドライブ回路、制御回路、操作スイッチパネルが設
けられている。

【０１２９】上記ドライブ回路には、上記トライアック
１７が接続されると共に、第１加熱部２０２に設けられ
た熱電対１２が接続されている。したがって、ドライブ
回路は、熱電対１２からの信号に基づいてトライアック
１７を駆動制御することで、ヒーターチップ２０１に印
加される電圧を微調整し、第１加熱部２０２の加熱温度
及び第２加熱部２０３の加熱温度を制御するようになっ
ている。

【０１３０】上記トランス１９は、ヒーターチップ２０
１の第１加熱部２０２と第２加熱部２０３との抵抗が変
わったとき、すなわち各加熱部における加熱温度を変更
するときに、該加熱温度に応じて電圧を変更できるよう
になっている。

【０１３１】上記のヒーターチップ２０１は、パルスヒ
ート方式により加熱制御されるものとする。したがっ
て、スイッチ２１をＯＮ／ＯＦＦすることにより、ヒー
ターチップ２０１に対する電流供給をパルス状にしてい
る。つまり、ヒーターチップ２０１によって加熱する時
にスイッチ２１をＯＮし、加熱後、すぐにＯＦＦとなる
ようにスイッチ２１が制御されている。

【０１３２】なお、ヒーターチップ２０１の加熱方式と
して、パルスヒート方式に限定されるものではなく、コ
ンスタントヒート方式も適用可能である。

【０１３３】このコンスタントヒート方式が適用可能に
したヒーターチップとして、図１０に示すようなものが
ある。

【０１３４】図１０に示すヒーターチップ３０１は、前
記のヒーターチップ１０１やヒーターチップ２０１とは
異なり、２つの加熱部（第１加熱部３０２、第２加熱部
３０３）が常時加熱（コンスタントヒート）されている
ので、ハンダ付け処理部においてはんだを冷却・固化さ
せるための冷却機構（冷却手段）が設けられている。

【０１３５】上記ヒーターチップ３０１は、第１加熱部
３０２および第２加熱部３０３の上部にカートリッジヒ
ーター１６を設け、このカートリッジヒーター１６によ
って第１加熱部２０２及び第２加熱部３０３の両方を常
時加熱するようになっている。

【０１３６】また、上記第１加熱部３０２の表面に熱電
対１２が溶接して設けられると共に、第２加熱部３０３
の表面に熱電対１３が溶接して設けられ、それぞれの加
熱部における設定温度が制御されるようになっている。

【０１３７】そして、上記の冷却機構として、第１加熱
部３０２の熱電対１２とカートリッジヒーター１６との
間に冷却管２３が長手方向に貫通するように設けられて
いる。同様に、第２加熱部３０３の熱電対１３とカート
リッジヒーター１６との間にも、冷却管２３が長手方向
に貫通するように設けられている。

【０１３８】上記冷却管２３には、一端部に電磁弁がＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御されるコンプレッサー（図示せず）に接
続されており、高圧の冷媒が他端部に供給されるように
なっている。このように、冷却管２３に高圧の冷媒を供
給することにより、加熱された第１加熱部３０２及び第
２加熱部３０３を冷却するようになっている。

【０１３９】上記構成のヒーターチップ３０１では、加
熱圧着する際にはハンダ付け処理部側の第１加熱部３０
２に設けられた熱電対１２において検出した温度を、フ
レキシブル基板４の端子部（図示せず）と硬質基板１の
端子部３のはんだの温度が融点よりも３０℃〜７０℃ぐ
らい高い温度になるように加熱設定し、所定の設定温度
に到達した状態にて加熱圧着接続する。

【０１４０】そして、所定の接続時間経過後、電磁弁を
ＯＮにして所定のハンダ付け終了温度までヒーターチッ
プ３０１の冷却のために、高圧に充填された冷媒を冷却
管２３に流す。これにより、冷媒がヒーターチップ３０
１の第１加熱部３０２および第２加熱部３０３の熱を吸
収し、予め設定した所定のハンダ付け終了温度になるま
で冷却し続ける。

【０１４１】そして、ハンダ付け終了温度に達すれば、
ヒーターチップ３０１を引き上げて、加熱接続処理を終
了する。これにより、第１加熱部３０２によるハンダ付
け処理部と、第２加熱部３０３による熱圧着処理部とを
同時に加熱圧着および冷却することになる。

【０１４２】ここで、パルスヒート方式のヒーターチッ
プ２０１と、コンスタントヒート方式のヒーターチップ
３０１との加熱動作について以下に説明する。

【０１４３】パルスヒート方式では、ヒーターチップ２
０１の第１加熱部２０２及び第２加熱部２０３に供給す
る電流Ｉｘを、図１１（ａ）に示すタイミングで供給す
るようになっている。この時の第１加熱部２０２および
第２加熱部２０３の温度は、図１２（ａ）に示すように
なる。そして、ハンダ付け処理部の温度は、図１３
（ａ）に示すようになり、熱圧着処理部の温度は、図１
３（ｂ）に示すようになる。

【０１４４】また、コンスタントヒート方式では、ヒー
ターチップ３０１の第１加熱部３０２及び第２加熱部３
０３に供給される電流は一定であり、電磁弁をＯＮする
ための電流Ｉｙを、図１１（ｂ）に示すタイミングで供
給するようになっている。この時のヒーターチップ３０
１の圧着面温度、すなわち第１加熱部３０２および第２
加熱部３０３の温度は、図１２（ｂ）に示すようにな
る。そして、ハンダ付け処理部および熱圧着処理部の温
度は、パルスヒート方式の場合と同じ図１３（ａ）
（ｂ）に示すようになる。

【０１４５】なお、上記構成のヒーターチップ３０１で
は、一つのカートリッジヒーター１６により２つの接続
温度をつくり出すようになっている。つまり、冷却手段
である電磁弁をＯＮ・ＯＦＦすることによって、冷却管
２３に流れる冷媒の流量を調整し、図１２（ｂ）に示す
ように、テープ側の温度（第２加熱部３０３の温度）
を、ハンダ側の温度（第１加熱部３０２の温度）である
３００℃程度よりも低い２２０℃程度をつくり出してい
る。

【０１４６】以上のように、接続部であるハンダ付け処
理部及び熱圧着処理部における温度プロファイルは、パ
ルスヒート方式及びコンスタントヒート方式の何れのヒ
ート方式であっても、図１３（ａ）（ｂ）に示すように
なる。

【０１４７】ここで、図２及び図１３（ａ）（ｂ）を参
照しながら、本発明の加熱接続装置の動作シーケンスに
ついて以下に説明する。なお、ここでは、パルスヒート
方式のヒーターチップ２０１を用いた場合について説明
する。

【０１４８】まず、待機状態にあるヒーターチップ２０
１は、時間ｔ１のとき、ハンダ付け処理部及び熱圧着処
理部に下降し、第１加熱部２０２及び第２加熱部２０３
によって各処理部を加圧する。このとき、ヒーターチッ
プ２０１に供給するための電源がＯＮされ、該ヒーター
チップ２０１への電力供給が開始される。

【０１４９】そして、時刻ｔ１’において、予め設定さ
れた温度に到達する。図１３（ａ）（ｂ）では、第１加
熱部２０２及び第２加熱部２０３の温度ではなく、ハン
ダ付け処理部と熱圧着処理部における温度である。

【０１５０】その後、時刻ｔ２まで設定温度が維持さ
れ、上記電源をＯＦＦしてヒーターチップ２０１への電
力供給を停止する。そして、所定時間経過して時刻ｔ
２’まで、各接続部（ハンダ付け処理部、熱圧着処理
部）が自然冷却される。

【０１５１】この時刻ｔ２’において、ヒーターチップ
２０１が再び上昇して、待機状態となる。

【０１５２】このように、本願発明では、加熱状態にあ
るヒーターチップ２０１を自然冷却させた後、接続部か
ら引き上げるようになっているので、ハンダ付け処理部
におけるハンダが冷却・固化された後、ヒーターチップ
２０１が引き上げられることになる。よって、従来のよ
うに、ハンダが溶融した状態でヒーターツールを引き上
げた場合に生じるフレキシブル基板が硬質基板から剥が
れやすくなるという問題は生じない。

【０１５３】また、従来必要であった、ハンダ付け処理
部と熱圧着処理部を一つのヒーターチップ（第１加熱部
材と第２加熱部材）でＹ座標を変更する為の機構が不要
になり設備の簡素を図ることができる。

【０１５４】本実施の形態では、ヒーターチップの素材
としてモリブデンを用いた場合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、チタン（Ｔ
ｉ）、スーパーインバー（ＦｅＮｉＣｏ）等であっても
よい。…。

【０１５５】また、ヒーターチップの形状についても、
図１、図２、図１０に示す形状以外であってもよい。

【０１５６】ここで、従来の熱接着テープによるフレキ
シブル基板４と硬質基板１との接続構造と、本願発明の
熱接着テープによるフレキシブル基板４と硬質基板１と
の接続構造とを、図１５（ａ）（ｂ）及び図１６（ａ）
（ｂ）を参照しながら以下に説明する。

【０１５７】従来の接続構造では、ＦＰＣはんだ付け端
子部５１と、熱接着テープ部５２とが別々に加熱ヒータ
ーチップで圧着される。このため、図１５（ａ）に示す
ように、ＦＰＣはんだ付け端子部５１のハンダ５３（図
１５（ｂ））部分はとくに問題はないが、熱接着テープ
部５２における熱接着テープ８の接着剤が圧着時の圧力
によって該熱接着テープ部５２からはみ出すので、図１
５（ｂ）に示すように、接着に必要な素材（接着剤）が
熱接着テープ部５２の外に流れ出て、熱接着テープ部５
２における熱接着テープ８の厚みを確保することができ
ない。つまり、従来の接続構造では、熱接着テープ８の
厚みを、十分な接着強度が得られる厚みにすることがで
きないことを示している。

【０１５８】これに対して、本願発明の接続構造では、
ヒーターチップ２０１を利用する場合のように、ＦＰＣ
はんだ付け端子部５１と熱接着テープ部５２における段
差を設けるために、一つのヒーターチップで熱圧着して
いるので、図１６（ａ）に示すように、熱接着テープ部
５２から熱接着テープ８の接着剤がはみ出すことはな
い。従って、本発明の接続構造では、図１６（ｂ）に示
すように、熱接着テープ部５２において熱接着テープ８
の厚みが、該熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が
得られる厚み（ヒーターチップの第１加熱部材の押圧面
と第２加熱部材の押圧面との段差に相当する厚み）を維
持できるので、十分な接着強度が得られる。

【０１５９】ここで、本願発明のヒーターチップにおけ
る段差に対する熱接着テープ部５２でのフレキシブル基
板４の剥離強度を測定した結果を、図１７に示す。ここ
で、比較例として、従来から行なわれているＦＰＣはん
だ付け端子部５１と熱接着テープ部５２とを別々のヒー
ターチップで熱圧着した場合の例を示した。

【０１６０】また、上記の剥離強度の測定に際し、使用
した熱接着テープ８の厚み（ｔ８）、フレキシブル基板
４のカバーレイ６２の厚み（ｔ６２）、カバーレイ接着
剤６１の厚み（ｔ６１）、硬質基板の絶縁保護膜の厚み
（ｔ２）を、それぞれ、ｔ８＝１００μｍ、ｔ６２＝２
５μｍ、ｔ６１＝２０μｍ、ｔ２＝１６μｍとした。ま
た、熱接着テープ８が圧力により押しつぶされ、接着剤
が配線パターン間に流れる量を、フレキシブル基板４の
配線パターン層４２の厚み（ｔ４２）を１８μｍ硬質基
板１のパターン層１ｂの厚み（ｔ１ｂ）を３５μｍか
ら、（ｔ４２＋ｔ１ｂ）／２＝２６．５μｍとした。こ
れらの値から、まず、理想的なヒーターチップの段差Ｓ
を求めると、１３４．５μｍとなる。

【０１６１】また、本発明のヒーターチップにおける段
差Ｓは、５０μｍ、７０μｍ、９０μｍ、１１０μｍ、
１３０μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、１９０μｍの８
パターンの場合について、それぞれ５回剥離強度を測定
し、最大値（Ｍａｘ．）、最小値（Ｍｉｎ．）、平均値
（Ａｖｅ．）を調べた。ここで、測定試験は、例えば図
１８に示すように、専用の引張り試験装置を用いて行な
った。すなわち、ＰＷＢが浮いたりしない様に固定し、
ＦＰＣを滑らない様にチャック（掴み治具）でしっかり
挟み込み、チャックにかかる加重を測定しながら一定速
度で引張り上げていくことで、剥離強度を測定した。こ
の場合の引張り速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとする。

【０１６２】図１７に示す結果から、本願発明の何れの
場合においても、剥離強度の平均値（Ａｖｅ．）は、比
較例の剥離強度の平均値（Ａｖｅ．）よりも高くなって
いることが分かる。

【０１６３】したがって、本願発明の熱接続の方法によ
れば、図１６（ａ）に示すように、熱接着テープ部５２
に余分な圧力が加わらないので、熱接着テープ８の接着
剤が該熱接着テープ部５２からはみ出さず、また、厚み
を確保できるので、従来の熱接続方法における熱接着テ
ープ８の接着剤のはみ出しや厚みが確保できないことに
よる不具合を解消することができる。

【０１６４】

【発明の効果】以上のように、本発明の加熱接続装置
は、硬質基板上に形成された配線パターンの端子部と、
軟質基板上に形成された配線パターンの端子部とのハン
ダ付けにより接続される第１接続部を加熱する第１加熱
部材と、上記第１接続部に近接した上記硬質基板と軟質
基板との熱接着テープにより接続される第２接続部を加
熱する第２加熱部材とを有し、上記第１加熱部材及び第
２加熱部材を、同時に上記軟質基板側から第１接続部及
び第２接続部に所定の圧力で押圧させて、加熱接続する
加熱接続装置において、上記第１加熱部材の押圧面と第
２加熱部材の押圧面との間には、上記第２接続部が加圧
される時に、熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が
得られる厚みとなるように設定された段差が形成されて
いる構成である。

【０１６５】以上のように、第１加熱部材と第２加熱部
材の押圧面の段差が、第２接続部が加圧される時に、熱
接着テープの接着剤が所定の接続強度が得られる厚みと
なるように設定されていることで、第１接続部におにお
けるハンダ付け処理と第２接続部における熱圧着処理と
を同時に行った場合の、第２接続部における軟質基板と
硬質基板との接続強度を確保することができる。

【０１６６】また、接着剤が熱圧着部から溢れ出すこと
によるヒーターチップの汚染を防止することができる。

【０１６７】したがって、ハンダ付け処理と熱圧着処理
とを同時に行う場合に、各処理部の接続強度を高めるこ
とにより、接続処理後において、軟質基板が硬質基板か
ら剥がれる虞がなくなり、信頼性の向上を図ることがで
きるという効果を奏する。

【０１６８】上記記第１及び第２加熱部材は、それぞれ
抵抗値が異なる抵抗体からなり、各抵抗体は電気的に並
列に接続されていてもよい。

【０１６９】この場合、第１及び第２加熱部材を構成す
る２つの抵抗体が電気的に並列に接続されていること
で、両抵抗体に流れる電流は、各抵抗体の抵抗値に基づ
いて比例配分され、各抵抗体において異なる発熱量、す
なわち加熱温度にすることができる。

【０１７０】したがって、一つの電源回路で２つの抵抗
体の発熱量、すなわち第１加熱部材及び第２加熱部材の
加熱温度を同時に制御することができるという効果を奏
する。

【０１７１】また、上記各加熱部材の加熱に必要な電力
を、パルスヒート方式で供給してもよい。

【０１７２】この場合、各加熱部材にパルスヒート方式
で電力が供給されることで、必要な時に電力の供給・停
止を行うことができる。つまり、加熱が必要なときに電
力を供給し加熱部材を迅速に加熱し、加熱が必要でなく
なったときに電力の供給を停止することで、加熱部材を
迅速に冷却することができる。

【０１７３】これにより、ハンダ付け処理部において、
ハンダの温度を迅速に溶融温度まで上げて、ハンダ付け
処理完了後には、ハンダを迅速に冷却・固化させること
ができる。

【０１７４】したがって、パルスヒート方式によって電
力を供給すれば、ハンダの溶融及び冷却・固化を迅速に
行うことが可能となるので、第１接続部においてハンダ
が冷却・固化した後に第１加熱部材を引き上げることが
可能となり、ハンダ付け部分の接続強度が向上し、しか
も、製造にかかる時間も短縮することができるという効
果を奏する。

【０１７５】さらに、上記第１及び第２加熱部材を冷却
する冷却手段を設けてもよい。

【０１７６】この場合、第１加熱部材および第２加熱部
材を冷却する冷却手段が設けられていることで、加熱状
態の第１加熱部材及び第２加熱部材を強制的に冷却する
ことが可能となる。これにより、例えば、硬質基板と軟
質基板の加熱接続完了時に、上記第１加熱部材および第
２加熱部材を強制的に冷却すれば、溶融ハンダを迅速に
冷却・固化させることができる。

【０１７７】このように、ハンダを確実に冷却・固化さ
せることができれば、第１接続部における接続強度を強
固なものにすることができる。

【０１７８】また、第１加熱部材及び第２加熱部材を冷
却する冷却手段が設けられていることで、加熱接続完了
後の溶融ハンダの冷却・固化にかかる時間を短縮でき、
結果として、硬質基板と軟質基板との加熱接続にかかる
時間を短縮することができる。

【０１７９】しかも、加熱状態の加熱部材を冷却手段で
強制的に冷却することができるので、例えばコンスタン
トヒート方式により加熱部材に電力が供給される場合の
ように、加熱部材が常時加熱されていても、溶融状態の
ハンダを冷却・固化しようとする時に、冷却手段で強制
的に加熱部材を冷却すれば、パルスヒート方式で加熱部
材に電力を供給する場合のような加熱接続の制御ができ
るという効果を奏する。

【０１８０】本発明の加熱接続方法は、硬質基板上に形
成された配線パターンの端子部と、軟質基板上に形成さ
れた配線パターンの端子部とをハンダにより加熱接続
し、上記端子部同士の接続部の近接位置で上記硬質基板
と軟質基板とを熱接着テープにより加熱接続する加熱接
続方法において、上記端子部同士を仮圧着する第１の工
程と、上記硬質基板と軟質基板とを仮圧着する第２の工
程と、上記第１及び第２の工程において仮圧着された部
位に対して、それぞれ予め設定した圧力及び温度、且
つ、上記熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得ら
れる厚みとなるように同時に加圧・加熱する第３の工程
と、上記第３の工程において予め設定された時間経過後
に、加圧・加熱された部位を冷却する第４の工程とを含
む構成である。

【０１８１】それゆえ、軟質基板と硬質基板の接続強度
が向上し、より信頼性の高い製品が供給できる。

【０１８２】また、接続時間が低減することにより、安
価な製品を供給できると共に、装置の処理能力が向上す
ることにより設備投資の抑制を図ることができるという
効果を奏する。

【０１８３】本発明の軟質基板と硬質基板との接続構造
は、以上のように、上記加熱接続装置の第１加熱部材に
よって、硬質基板上に形成された配線パターンの端子部
と、軟質基板上に形成された配線パターンの端子部とが
ハンダ付けにより接続される第１接続部と、上記加熱接
続装置の第２加熱部材によって、上記第１接続部に近接
した上記硬質基板と軟質基板とが熱接着テープにより接
続される第２接続部とが形成され、上記第２接続部内で
の熱接着テープの厚みは、上記第１加熱部材の押圧面と
第２加熱部材の押圧面との間に形成された段差、すなわ
ち、熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得られる
厚みに相当している構成である。

【０１８４】それゆえ、熱接着テープの接着剤の厚み
は、該熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得られ
る厚みであるので、第１接続部でのハンダ付けによる接
続強度を確保しつつ、第２接続部での接着強度を確保す
ることができる。すなわち、軟質基板が硬質基板から容
易に剥がれるという不具合を無くすことができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱接続装置の概略構成を示す斜視図
である。

【図２】本発明の他の加熱接続装置の概略構成を示す斜
視図である。

【図３】図２に示す加熱接続装置と、硬質基板及びフレ
キシブル基板との接続直前の位置関係を示す概略断面図
である。

【図４】図３に示す硬質基板とフレキシブル基板の詳細
な構造を示す概略断面図である。

【図５】図２に示す加熱接続装置のヒーターチップ部分
の等価回路図である。

【図６】図２に示す加熱接続装置のヒーターチップの抵
抗値の求め方を示す説明図であり、（ａ）は第１加熱部
の斜視図であり、（ｂ）は第２加熱部の斜視図である。

【図７】図２に示す加熱接続装置のヒーターチップの抵
抗値の求め方を示す説明図であり、（ａ）は第１加熱部
の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の第１加熱部の傾斜部
の断面積を求めるための説明図である。

【図８】本発明のヒーターチップを構成する抵抗体の設
定温度と実測温度との関係を示すグラフである。

【図９】本発明の加熱接続装置の等価回路図である。

【図１０】本発明の他の加熱接続装置の概略斜視図であ
る。

【図１１】（ａ）はパルスヒート方式でのヒーターチッ
プに供給される電流の波形図であり、（ｂ）はコンスタ
ントヒート方式でのヒーターチップに冷媒を供給するた
めの電磁弁に供給される電流の波形図である。

【図１２】（ａ）はパルスヒート方式でのヒーターチッ
プの各加熱部の温度プロファイルを示すグラフであり、
（ｂ）はコンスタントヒート方式でのヒーターチップの
各加熱部の温度プロファイルを示すグラフである。

【図１３】（ａ）はハンダ付け処理部における温度プロ
ファイルを示すグラフであり、（ｂ）は熱圧着処理部に
おける温度プロファイルを示すグラフである。

【図１４】フレキシブル基板の配線パターンと硬質基板
のパターンとの間に熱接着テープを介在させた状態を示
す断面図である。

【図１５】比較例のフレキシブル基板と硬質基板との接
続構造を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ・
Ｘ線矢視断面図である。

【図１６】本願発明のフレキシブル基板と硬質基板との
接続構造を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＹ
・Ｙ線矢視断面図である。

【図１７】フレキシブル基板と硬質基板との接続構造に
おける剥離強度を測定した結果を示すグラフである。

【図１８】剥離試験用の引っ張り試験装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 硬質基板 ３ 端子部 ４ フレキシブル基板（軟質基板） ８ 熱接着テープ １１ 段差部（段差） １２ 熱電対 １３ 熱電対 １６ カートリッジヒーター ２３ 冷却管（冷却手段） ５１ ＦＰＣはんだ付け端子部（第１接続部） ５２ 熱接着テープ部（第２接続部） ５３ ハンダ １０１ ヒーターチップ １０２ 第１加熱部（第１加熱部材） １０３ 第２加熱部（第２加熱部材） １０４ 段差部（段差） ２０１ ヒーターチップ ２０２ 第１加熱部（第１加熱部材） ２０３ 第２加熱部（第２加熱部材） ３０１ ヒーターチップ ３０２ 第１加熱部（第１加熱部材） ３０３ 第２加熱部（第２加熱部材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 GA49 GA50 5E344 AA02 AA12 AA22 BB02 BB04 DD02 DD09 DD16 EE17 EE26

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬質基板上に形成された配線パターンの端
   子部と、軟質基板上に形成された配線パターンの端子部
   とのハンダ付けにより接続される第１接続部を加熱する
   第１加熱部材と、上記第１接続部に近接した上記硬質基
   板と軟質基板との熱接着テープにより接続される第２接
   続部を加熱する第２加熱部材とを有し、上記第１加熱部
   材及び第２加熱部材を、同時に上記軟質基板側から第１
   接続部及び第２接続部に所定の圧力で押圧させて、加熱
   接続する加熱接続装置において、 上記第１加熱部材の押圧面と第２加熱部材の押圧面との
   間には、上記第２接続部が加圧される時に、熱接着テー
   プの接着剤が所定の接続強度が得られる厚みとなるよう
   に設定された段差が形成されていることを特徴とする加
   熱接続装置。
2. 【請求項２】上記第１及び第２加熱部材は、それぞれ抵
   抗値が異なる抵抗体からなり、 各抵抗体は電気的に並列に接続されていることを特徴と
   する請求項１記載の加熱接続装置。
3. 【請求項３】上記第１及び第２加熱部材には、パルスヒ
   ート方式で加熱に必要な電力が供給されることを特徴と
   する請求項１または２に記載の加熱接続装置。
4. 【請求項４】上記第１及び第２加熱部材を冷却する冷却
   手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれか１項に記載の加熱接続装置。
5. 【請求項５】硬質基板上に形成された配線パターンの端
   子部と、軟質基板上に形成された配線パターンの端子部
   とをハンダにより加熱接続し、上記端子部同士の接続部
   の近接位置で上記硬質基板と軟質基板とを熱接着テープ
   により加熱接続する加熱接続方法において、 上記端子部同士を仮圧着する第１の工程と、 上記硬質基板と軟質基板とを仮圧着する第２の工程と、 上記第１及び第２の工程において仮圧着された部位に対
   して、それぞれ予め設定した圧力及び温度、且つ、上記
   熱接着テープの接着剤が所定の接続強度が得られる厚み
   となるように同時に加圧・加熱する第３の工程とを含む
   ことを特徴とする加熱接続方法。
6. 【請求項６】さらに、上記第３の工程において予め設定
   された時間経過後に、加圧・加熱された部位を冷却する
   第４の工程とを含むことを特徴とする請求項５記載の加
   熱接続方法。
7. 【請求項７】請求項１記載の加熱接続装置の第１加熱部
   材によって、硬質基板上に形成された配線パターンの端
   子部と、軟質基板上に形成された配線パターンの端子部
   とがハンダ付けにより接続される第１接続部と、 請求項１記載の加熱接続装置の第２加熱部材によって、
   上記第１接続部に近接した上記硬質基板と軟質基板とが
   熱接着テープにより接続される第２接続部とを有し、 上記第２接続部内での熱接着テープの接着剤の厚みは、
   上記第１加熱部材の押圧面と第２加熱部材の押圧面との
   間に形成された段差に相当していることを特徴とする軟
   質基板と硬質基板との接続構造。