JP2007189047A - 配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】寸法変化を抑制し、より位置ずれが少なく、高精度で接続を行うことができる配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器を提供すること。
【解決手段】可撓性を有する張力付加フィルム4に張力を付加するフィルム張力付加工程と、張力付加フィルム4をFPC41に当接させ、FPC41に対して第1端子電極55の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する基板張力付加工程と、第1端子部53と第2端子部67とを当接させる当接工程と、第1端子部53を第2端子部67に向けて加熱しながら加圧してFPC41と液晶パネル42とを電気的に接続する加熱加圧工程とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】可撓性を有する張力付加フィルム4に張力を付加するフィルム張力付加工程と、張力付加フィルム4をFPC41に当接させ、FPC41に対して第1端子電極55の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する基板張力付加工程と、第1端子部53と第2端子部67とを当接させる当接工程と、第1端子部53を第2端子部67に向けて加熱しながら加圧してFPC41と液晶パネル42とを電気的に接続する加熱加圧工程とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば可撓性配線基板と電子部品とを電気的に接続する配線基板の接続方法及び配線基板接続装置に関する。
近年、電子機器の小型軽量化が進められており、電子機器に用いる部品への小型化や低コスト化の要求が高くなっている。一般に、このような小型部品と外部基板とは、例えば、ポリイミドなどからなる可撓性配線基板(以下、FPCと称する)を用いて接続している。そして、FPCの一端側には小型部品に設けられた端子電極と重ね合わせることが可能な端子電極が設けられており、他端側には外部基板との接続が可能な幅広で広い間隔となるように形成された端子電極が設けられている。そして、FPCは一端側の端子電極と他端側の端子電極とを接続するように形成された配線を備え、この配線の引き廻しの途中で配線の幅や間隔を変更している。
このようなFPCと被接続対象物との接続は、被接続対象物の端子電極とFPCの端子電極との間に導電性粒子を含んだ異方性導電フィルムなどの導電性の接着剤を塗布し、ボンディングツールを用いてこれらを加熱加圧することによって行っている。
このようなFPCと被接続対象物との接続は、被接続対象物の端子電極とFPCの端子電極との間に導電性粒子を含んだ異方性導電フィルムなどの導電性の接着剤を塗布し、ボンディングツールを用いてこれらを加熱加圧することによって行っている。
しかし、配線密度の高密度化に伴って端子電極の配置間隔が狭くなっていると共に、FPCが加熱加圧時に寸法変化することにより、FPCの端子電極と被接続対象物の端子電極の端子電極との接続時において位置ずれが発生することがある。
このように接続時に発生する寸法変化による位置ずれを抑制するために、あらかじめ可撓性配線基板の寸法変化を見越して補正を行った可撓性配線基板を用いて各配線パターンの接続を行う方法(例えば、特許文献1参照)や、可撓性配線基板を仮止めしてから各配線パターンの接続を行う方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
特開平4−28289号公報
特開平1−189988号公報
このように接続時に発生する寸法変化による位置ずれを抑制するために、あらかじめ可撓性配線基板の寸法変化を見越して補正を行った可撓性配線基板を用いて各配線パターンの接続を行う方法(例えば、特許文献1参照)や、可撓性配線基板を仮止めしてから各配線パターンの接続を行う方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
しかしながら、上記従来の配線基板の接続方法には以下の課題がある。すなわち、可撓性配線基板の接続時における寸法変化量は、接続条件や温度、湿度などによって各可撓性配線基板で異なることから、接続時の寸法変化を抑制することが困難である。また、このような配線基板の接続方法においても、配線密度をより高くするために、可撓性配線基板の端子電極のピッチをより狭くすることが望まれている。このため、より高い精度で各端子電極の接続を行う必要がある。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、寸法変化を抑制し、より位置ずれが少なく、高精度で接続を行うことができる配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器を提供することを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる配線基板の接続方法は、可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第1端子電極で構成される第1端子部と、被接続対象物に設けられた第2端子部とを接続する配線基板の接続方法において、可撓性を有する張力付加フィルムに張力を付加するフィルム張力付加工程と、前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に当接させ、該可撓性配線基板に対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する基板張力付加工程と、前記第1端子部と前記第2端子部とを当接させる当接工程と、前記第1端子部を前記第2端子部に向けて加熱しながら加圧して前記可撓性配線基板と前記被接続対象物とを電気的に接続する加熱加圧工程とを備えることを特徴とする。
この発明では、可撓性配線基板を加熱加圧して第1端子部と第2端子部との接続を行うときに張力付加フィルムにより第1端子電極の配列方向と交差する方向で可撓性配線基板に張力を付加しているので、各第1端子電極のピッチ方向の寸法ずれが小さくなる。このため、第1端子部と第2端子部との接続を精度よく行える。
すなわち、張力が付加された張力付加フィルムを可撓性配線基板に当接させると、第1端子電極の配列方向と交差する方向の張力が可撓性配線基板に対して付加される。このように、張力付加フィルムで可撓性配線基板に張力を付加することで、加熱時における可撓性配線基板の寸法変化量が張力を付加した方向である第1端子電極の延在方向において大きく、張力を付加していない方向である第1端子電極のピッチ方向において小さくなる。
したがって、第1端子電極のピッチを小さくすることができ、より高密度に第1端子電極が配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
すなわち、張力が付加された張力付加フィルムを可撓性配線基板に当接させると、第1端子電極の配列方向と交差する方向の張力が可撓性配線基板に対して付加される。このように、張力付加フィルムで可撓性配線基板に張力を付加することで、加熱時における可撓性配線基板の寸法変化量が張力を付加した方向である第1端子電極の延在方向において大きく、張力を付加していない方向である第1端子電極のピッチ方向において小さくなる。
したがって、第1端子電極のピッチを小さくすることができ、より高密度に第1端子電極が配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記基板張力付加工程の後に前記当接工程を行うことが好ましい。
この発明では、可撓性配線基板に張力を付加した状態で第1端子部を第2端子部に当接させることで、両端子部を当接させた状態で張力付加フィルムにより張力を付加することと比較して、第1端子部と第2端子部との接続をより精度よく行える。
この発明では、可撓性配線基板に張力を付加した状態で第1端子部を第2端子部に当接させることで、両端子部を当接させた状態で張力付加フィルムにより張力を付加することと比較して、第1端子部と第2端子部との接続をより精度よく行える。
また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記フィルム張力付加工程で、前記可撓性配線基板の加熱による寸法変化に応じて前記張力付加フィルムに付加する張力を調整することが好ましい。
この発明では、寸法変化量に応じて可撓性配線基板に付加する張力を調整することで、第1端子部のピッチ方向での位置ずれをより抑制できる。
この発明では、寸法変化量に応じて可撓性配線基板に付加する張力を調整することで、第1端子部のピッチ方向での位置ずれをより抑制できる。
また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記加熱加圧工程の後、前記張力付加フィルムに付加した張力を解除する解除工程を備えることが好ましい。
この発明では、第1端子部と第2端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第1端子部や第2端子部が断線することを抑制できる。
この発明では、第1端子部と第2端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第1端子部や第2端子部が断線することを抑制できる。
また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記第1端子部と前記第2端子部との間に、導電性接着剤を介在させることが好ましい。
この発明では、導電性接着剤を介在させることで第1端子部と第2端子部との電気的接続をより強固にすることができる。
この発明では、導電性接着剤を介在させることで第1端子部と第2端子部との電気的接続をより強固にすることができる。
また、本発明にかかる配線基板接続装置は、可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第1端子電極で構成される第1端子部と、被接続対象物に設けられた第2端子部とを接続する配線基板接続装置において、可撓性を有する張力付加フィルムと、該張力付加フィルムに張力を付加する張力付加手段と、前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に接近離間させ、該可撓性配線基板に対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向の張力を付加する接近離間手段と、張力が付加された前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に接触させた状態で前記第1端子部を前記第2端子部に向けて加熱しながら加圧する加熱加圧手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、張力付加フィルムにより可撓性配線基板に張力を付加することで、上述と同様に、張力を付加していない方向である第1端子電極のピッチ方向において寸法ずれが小さくなり、第1端子電極のピッチを小さくすることができる。したがって、第1端子電極がより高密度に配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
この発明では、張力付加フィルムにより可撓性配線基板に張力を付加することで、上述と同様に、張力を付加していない方向である第1端子電極のピッチ方向において寸法ずれが小さくなり、第1端子電極のピッチを小さくすることができる。したがって、第1端子電極がより高密度に配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記張力付加手段が、前記張力付加フィルムを把持した状態で該張力付加フィルムを前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向で互いに離間する方向に移動する一対の張力付加腕部を備えることとしてもよい。
この発明では、張力付加腕部が、張力付加フィルムを把持して互いに離間する方向に移動することにより、張力付加フィルムに対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向の張力を付加する。
この発明では、張力付加腕部が、張力付加フィルムを把持して互いに離間する方向に移動することにより、張力付加フィルムに対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向の張力を付加する。
また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記張力付加手段が、前記可撓性配線基板に応じて前記張力付加フィルムに付加する張力を調整する張力調整手段を備えることが好ましい。
この発明では、可撓性配線基板に応じて付加する張力を調整することで、第1端子部が断線することを回避できる。
この発明では、可撓性配線基板に応じて付加する張力を調整することで、第1端子部が断線することを回避できる。
また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記第1端子部を前記第2端子部と接続させた後で前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段を備えることが好ましい。
この発明では、第1端子部と第2端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第1端子部や第2端子部が断線することを抑制できる。
この発明では、第1端子部と第2端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第1端子部や第2端子部が断線することを抑制できる。
また、本発明にかかる実装構造体は、上記記載の配線基板の接続方法を用いて製造されたことを特徴とする。
この発明では、上述した配線基板の接続方法を用いることで、第1端子電極のピッチを小さくすることができると共に、より高密度に第1端子電極が配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
この発明では、上述した配線基板の接続方法を用いることで、第1端子電極のピッチを小さくすることができると共に、より高密度に第1端子電極が配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の実装構造体を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した実装構造体を備えることで、第1端子電極のピッチを小さくすることができると共に、第1端子電極がより高密度に配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
この発明では、上述した実装構造体を備えることで、第1端子電極のピッチを小さくすることができると共に、第1端子電極がより高密度に配置された第1端子部と第2端子部との接続を高精度に行うことができる。
以下、本発明による配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器の第1の実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態における配線基板接続装置1は、図1に示すように、可撓性配線基板(以下、FPCと称する)と被接続対象物とを電気的に接続させて実装構造体を形成するものである。そして、配線基板接続装置1は、後述する液晶パネル(被接続対象物)42を載置する載置台2と、後述するFPC41を固定する固定部3と、可撓性を有する張力付加フィルム4と、FPC41を加熱、加圧する加熱加圧部(加熱加圧手段、接近離間手段)5と、FPC41に張力を付加する張力付加部(張力付加手段)6とを備えている。
本実施形態における配線基板接続装置1は、図1に示すように、可撓性配線基板(以下、FPCと称する)と被接続対象物とを電気的に接続させて実装構造体を形成するものである。そして、配線基板接続装置1は、後述する液晶パネル(被接続対象物)42を載置する載置台2と、後述するFPC41を固定する固定部3と、可撓性を有する張力付加フィルム4と、FPC41を加熱、加圧する加熱加圧部(加熱加圧手段、接近離間手段)5と、FPC41に張力を付加する張力付加部(張力付加手段)6とを備えている。
載置台2は、その上面2aの一部に凹部が形成されており、この凹部に案内板11が嵌合されている。
この案内板11は、液晶パネル42を保持するために設けられており、保持する液晶パネル42の材質や熱伝導率、液晶パネル42の案内板11との接触面における表面粗さに応じて材質の異なるものが設けられている。ここで、案内板11の上面は鏡面であってもよいが、加熱加圧部5から液晶パネル42に加えられる熱が案内板11を介して載置台2に放熱されることを防止するために、載置される液晶パネル42の裏面の面粗さよりも滑らかであること、すなわち液晶パネル42の裏面の面粗さが案内板11の上面の面粗さよりも粗いことが好ましい。
この案内板11は、液晶パネル42を保持するために設けられており、保持する液晶パネル42の材質や熱伝導率、液晶パネル42の案内板11との接触面における表面粗さに応じて材質の異なるものが設けられている。ここで、案内板11の上面は鏡面であってもよいが、加熱加圧部5から液晶パネル42に加えられる熱が案内板11を介して載置台2に放熱されることを防止するために、載置される液晶パネル42の裏面の面粗さよりも滑らかであること、すなわち液晶パネル42の裏面の面粗さが案内板11の上面の面粗さよりも粗いことが好ましい。
また、案内板11は、例えば金属やセラミックス、ガラスなどによって構成されている。ただし、FPC41と液晶パネル42とを接続する際には、加熱加圧部5の後述するヘッド部15で加圧されることから、案内板11は加圧圧力以上の圧力に対する耐性を有する硬度を有し、接続温度以上の耐熱性を有する材料であることが必要である。さらに、熱伝導率の低い材質であればより好ましい。
さらに、載置台2には、案内板11上に載置される液晶パネル42を吸着、保持するために、上面2aに案内板11を囲むようにして吸着口(図示略)が形成されている。この吸着口は、真空ポンプに接続されている。なお、この吸着口は、載置台2の凹部内に形成されてもよい。この場合には、案内板11のうち吸着口に当接する位置に貫通孔を形成する必要がある。
さらに、載置台2には、案内板11上に載置される液晶パネル42を吸着、保持するために、上面2aに案内板11を囲むようにして吸着口(図示略)が形成されている。この吸着口は、真空ポンプに接続されている。なお、この吸着口は、載置台2の凹部内に形成されてもよい。この場合には、案内板11のうち吸着口に当接する位置に貫通孔を形成する必要がある。
固定部3は、FPC41を挟持することによりFPC41を固定する構成となっている。
張力付加フィルム4は、例えば厚さ0.1mmのフッ素樹脂フィルムで構成されており、弾性を有している。また、張力付加フィルム4は、フィルム巻取ローラ13及びフィルム送出ローラ14にそれぞれ巻回されている。そして、張力付加フィルム4は、フィルム送出ローラ14から送り出され、後述するヘッド部15の下側を通過した後、フィルム巻取ローラ13で巻き取られる構成となっている。なお、張力付加フィルム4は、シリコーンゴムや耐熱性樹脂など、他の弾性フィルムを用いてもよい。
張力付加フィルム4は、例えば厚さ0.1mmのフッ素樹脂フィルムで構成されており、弾性を有している。また、張力付加フィルム4は、フィルム巻取ローラ13及びフィルム送出ローラ14にそれぞれ巻回されている。そして、張力付加フィルム4は、フィルム送出ローラ14から送り出され、後述するヘッド部15の下側を通過した後、フィルム巻取ローラ13で巻き取られる構成となっている。なお、張力付加フィルム4は、シリコーンゴムや耐熱性樹脂など、他の弾性フィルムを用いてもよい。
加熱加圧部5は、ヘッド部15と、ヘッド部15と共に鉛直方向の上下に移動する支持軸16と、支持軸16に設けられた突出部17とを備えている。
ヘッド部15は、その内部にヒータなどの加熱機構が設けられたコンスタントヒート方式のヘッドであり、200℃〜450℃程度の温度範囲で任意の温度に設定可能となっている。また、ヘッド部15の底面は平面となっている。また、ヘッド部15は、支持軸16を介して支持部材(図示略)に取り付けられている。なお、ヘッド部15の底面は、接続するFPC41及び液晶パネル42の形状に合わせて治具を取り付け可能な構成とすることが好ましい。このようにすることで、当接面を正方形形状や細長い矩形形状、その他任意の形状に設定することができる。
ヘッド部15は、その内部にヒータなどの加熱機構が設けられたコンスタントヒート方式のヘッドであり、200℃〜450℃程度の温度範囲で任意の温度に設定可能となっている。また、ヘッド部15の底面は平面となっている。また、ヘッド部15は、支持軸16を介して支持部材(図示略)に取り付けられている。なお、ヘッド部15の底面は、接続するFPC41及び液晶パネル42の形状に合わせて治具を取り付け可能な構成とすることが好ましい。このようにすることで、当接面を正方形形状や細長い矩形形状、その他任意の形状に設定することができる。
支持軸16は、例えばシリンダなどの上下駆動機構(図示略)によって鉛直方向の上下で移動可能となっている。
突出部17は、支持軸16の移動方向である鉛直方向に対して直交する水平方向に向けて突出して形成されており、支持軸16が鉛直方向で上下移動する際に支持軸16と共に上下移動可能となっている。また、突出部17は、支持軸16が鉛直方向で下方に移動したときに、張力付加部6の後述する各張力付加腕部20の当接部25に当接し、さらに支持軸16を鉛直方向で下方に移動させた際に当接部25を鉛直方向下方に押し下げる構成となっている。ここで、突出部17が上記当接部25と当接するタイミングは、ヘッド部15の底面が張力付加フィルム4に当接する前となっている。
また、加熱加圧部5は、支持軸16を鉛直方向の上下で移動させることでヘッド部15の下側に位置する張力付加フィルム4をFPC41に対して接近離間させる接近離間手段を構成している。
突出部17は、支持軸16の移動方向である鉛直方向に対して直交する水平方向に向けて突出して形成されており、支持軸16が鉛直方向で上下移動する際に支持軸16と共に上下移動可能となっている。また、突出部17は、支持軸16が鉛直方向で下方に移動したときに、張力付加部6の後述する各張力付加腕部20の当接部25に当接し、さらに支持軸16を鉛直方向で下方に移動させた際に当接部25を鉛直方向下方に押し下げる構成となっている。ここで、突出部17が上記当接部25と当接するタイミングは、ヘッド部15の底面が張力付加フィルム4に当接する前となっている。
また、加熱加圧部5は、支持軸16を鉛直方向の上下で移動させることでヘッド部15の下側に位置する張力付加フィルム4をFPC41に対して接近離間させる接近離間手段を構成している。
張力付加部6は、加熱加圧部5を介して対向配置された一対の張力付加腕部20を備えている。
この張力付加腕部20は、腕部21と、張力付加フィルム4を把持する把持部22と、腕部21と把持部22とを連結する張力調整部(張力調整手段)23とを備えている。
腕部21は、L字状に屈曲して形成されており、その屈曲部に、FPC41の第1端子電極55の配列方向であるピッチ方向と平行な軸回りで回動可能な回動軸24が設けられている。そして、腕部21の一端側には、支持軸16が下方に移動することで突出部17と当接する当接部25が設けられている。このため、腕部21は、支持軸16が下方に移動することで突出部17が当接部25に当接すると、回動軸24を支点として、一対の張力付加腕部20の腕部21及び把持部22がそれぞれ支持軸16から離間する方向である、図1に示す矢印A1方向で回動する構成となっている。
また、腕部21の他端には薄肉部21aが形成されており、この薄肉部21aには厚さ方向で貫通する貫通孔(図示略)が形成されている。
この張力付加腕部20は、腕部21と、張力付加フィルム4を把持する把持部22と、腕部21と把持部22とを連結する張力調整部(張力調整手段)23とを備えている。
腕部21は、L字状に屈曲して形成されており、その屈曲部に、FPC41の第1端子電極55の配列方向であるピッチ方向と平行な軸回りで回動可能な回動軸24が設けられている。そして、腕部21の一端側には、支持軸16が下方に移動することで突出部17と当接する当接部25が設けられている。このため、腕部21は、支持軸16が下方に移動することで突出部17が当接部25に当接すると、回動軸24を支点として、一対の張力付加腕部20の腕部21及び把持部22がそれぞれ支持軸16から離間する方向である、図1に示す矢印A1方向で回動する構成となっている。
また、腕部21の他端には薄肉部21aが形成されており、この薄肉部21aには厚さ方向で貫通する貫通孔(図示略)が形成されている。
把持部22は、張力付加フィルム4をクランプすることで把持する構成となっており、腕部21と近接する一端には薄肉部22aが形成されている。そして、把持部22は、腕部21が回動軸24の軸回りで図1に示すA1方向に回動することで把持して張力付加フィルム4を矢印A1方向に引っ張り、張力付加フィルム4に対して張力を付加する構成となっている。
張力調整部23は、薄肉部22aに螺着されたネジ部26と、ネジ部26に取り付けられたバネ部27とを備えている。
ネジ部26は、その軸が薄肉部22aの上記貫通孔に挿通されており、その一端には上記軸部よりも大径の支持部26aが設けられている。
バネ部27は、例えばコイルバネによって構成されており、上記軸部が挿通され、一端が薄肉部21aと接触して他端が支持部26aと接触している。
したがって、張力調整部23は、腕部21が回動軸24の軸回りで図1に示す矢印A1方向に回動することによってバネ部27が薄肉部21aによって圧縮される構成となっており、バネ部27が圧縮して支持部26aを押圧することで支持部26a及びネジ部26を介して薄肉部22aが回動軸24の軸回りで矢印A1方向に回動する構成となっている。したがって、張力調整部23は、バネ部27のバネ定数を調整することで、腕部21の回動軸24回りでの回動によって張力付加フィルム4に付加する張力を調整可能となっている。
ネジ部26は、その軸が薄肉部22aの上記貫通孔に挿通されており、その一端には上記軸部よりも大径の支持部26aが設けられている。
バネ部27は、例えばコイルバネによって構成されており、上記軸部が挿通され、一端が薄肉部21aと接触して他端が支持部26aと接触している。
したがって、張力調整部23は、腕部21が回動軸24の軸回りで図1に示す矢印A1方向に回動することによってバネ部27が薄肉部21aによって圧縮される構成となっており、バネ部27が圧縮して支持部26aを押圧することで支持部26a及びネジ部26を介して薄肉部22aが回動軸24の軸回りで矢印A1方向に回動する構成となっている。したがって、張力調整部23は、バネ部27のバネ定数を調整することで、腕部21の回動軸24回りでの回動によって張力付加フィルム4に付加する張力を調整可能となっている。
また、配線基板接続装置1は、第1端子部53を第2端子部67と接続させた後、張力付加フィルム4に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段(図示略)を備えている。
次に、上述した配線基板接続装置1によって製造される実装構造体について説明する。
この実装構造体40は、図2に示すように、FPC41と液晶パネル42とを電気的に接続した構成となっている。
この実装構造体40は、図2に示すように、FPC41と液晶パネル42とを電気的に接続した構成となっている。
FPC41は、ベース基板51と、ベース基板51上に形成された配線パターン52と、配線パターン52と同様にベース基板51上に形成されて液晶パネル42の後述する第2端子部67に接続される第1端子部53と、ベース基板51の所定の位置に実装される半導体チップ54とを備えている。
ベース基板51は、例えばポリイミドからなる絶縁性のフィルムによって構成されている。
また、配線パターン52及び第1端子部53は、ベース基板51上に形成された銅(Cu)などの金属膜をパターニングすることによって形成されている。そして、第1端子部53は、間隔をあけて複数形成された線状の第1端子電極55によって構成されており、それぞれが半導体チップ54と電気的に接続されている。この第1端子電極55の形成方向は、それぞれFPC41の長手方向と同方向となっている。
なお、FPC41は、ベース基板51上に、半導体チップ54のほかに、抵抗やコンデンサ、その他のチップ部品を実装した構成としてもよい。また、半導体チップ54を実装しない構成としてもよい。
ここで、ベース基板51は厚さが例えば25μmであり、配線パターン52及び第1端子部53は厚さが例えば8μmであり、第1端子電極55はピッチが例えば38μmで端子数が約400端子となっている。
また、FPC41は、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film、導電性接着剤)56を介して液晶パネル42の後述するTFTアレイ基板61に固定されている。
また、配線パターン52及び第1端子部53は、ベース基板51上に形成された銅(Cu)などの金属膜をパターニングすることによって形成されている。そして、第1端子部53は、間隔をあけて複数形成された線状の第1端子電極55によって構成されており、それぞれが半導体チップ54と電気的に接続されている。この第1端子電極55の形成方向は、それぞれFPC41の長手方向と同方向となっている。
なお、FPC41は、ベース基板51上に、半導体チップ54のほかに、抵抗やコンデンサ、その他のチップ部品を実装した構成としてもよい。また、半導体チップ54を実装しない構成としてもよい。
ここで、ベース基板51は厚さが例えば25μmであり、配線パターン52及び第1端子部53は厚さが例えば8μmであり、第1端子電極55はピッチが例えば38μmで端子数が約400端子となっている。
また、FPC41は、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film、導電性接着剤)56を介して液晶パネル42の後述するTFTアレイ基板61に固定されている。
液晶パネル42は、図2に示すように、TFTアレイ基板61と、TFTアレイ基板61と対向配置された対向基板62と、TFTアレイ基板61及び対向基板62を接着するシール材63と、TFTアレイ基板61及び対向基板62によって形成された間隙であるセルギャップ内に封入された液晶(図示略)とを備えている。すなわち、上記液晶は、TFTアレイ基板61及び対向基板62によって挟持されている。
また、液晶パネル42は、TFTアレイ基板61の外側表面に貼付された偏光板64と、対向基板62の外側表面に貼付された偏光板(図示略)とを有する。
また、液晶パネル42は、TFTアレイ基板61の外側表面に貼付された偏光板64と、対向基板62の外側表面に貼付された偏光板(図示略)とを有する。
TFTアレイ基板61及び対向基板62は、例えばガラスや合成樹脂などの透光性材料によって構成されている。ここで、TFTアレイ基板61及び対向基板62をガラスによって構成する場合には、硼珪酸ガラスや石英ガラス、ソーダガラスであることが望ましい。
また、TFTアレイ基板61の内側表面には電極65が形成されており、対向基板62の内側表面には電極66が形成されている。これら電極65、66は、例えばITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)などの透光性の導電材料によって構成されており、ストライプ状や文字、数字、その他の適宜のパターン上に形成されている。
また、TFTアレイ基板61の内側表面には電極65が形成されており、対向基板62の内側表面には電極66が形成されている。これら電極65、66は、例えばITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)などの透光性の導電材料によって構成されており、ストライプ状や文字、数字、その他の適宜のパターン上に形成されている。
TFTアレイ基板61は、対向基板62とシール材63を介して接着した際に対向基板62に対して張り出す張出部61aを有しており、この張出部61aに第2端子部67が形成されている。この第2端子部67は、間隔をあけて配置された複数の第2端子電極68によって構成されている。
複数の第2端子電極68は、TFTアレイ基板61上に電極65を形成するときに電極65と同時に形成されており、電極65と同様に、例えばITOによって構成されている。なお、第2端子電極68には、電極65から電極65と一体的に延びるもの及び導電材料(図示略)を介して電極66に接続されるものを含む。
ここで、実際の電極65、66は、極めて狭い間隔をもってTFTアレイ基板61及び対向基板62上にそれぞれ多数形成されているが、図2では液晶パネル42の構造の理解を容易とするため、電極65、66の形成間隔を広げて模式的に示すと共に、それらのうちの数本のみを図示することとして他の部分を省略している。また、第2端子電極68と電極65との接続状態及び第2端子電極68と電極66との接続状態も、図2では省略している。
複数の第2端子電極68は、TFTアレイ基板61上に電極65を形成するときに電極65と同時に形成されており、電極65と同様に、例えばITOによって構成されている。なお、第2端子電極68には、電極65から電極65と一体的に延びるもの及び導電材料(図示略)を介して電極66に接続されるものを含む。
ここで、実際の電極65、66は、極めて狭い間隔をもってTFTアレイ基板61及び対向基板62上にそれぞれ多数形成されているが、図2では液晶パネル42の構造の理解を容易とするため、電極65、66の形成間隔を広げて模式的に示すと共に、それらのうちの数本のみを図示することとして他の部分を省略している。また、第2端子電極68と電極65との接続状態及び第2端子電極68と電極66との接続状態も、図2では省略している。
次に、上記実装構造体40の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、FPC41及び液晶パネル42の製造方法についての説明を省略し、FPC41と液晶パネル42との接続方法について説明する。
まず、図1に示すように、載置台2上に液晶パネル42を、液晶パネル42のうち第2端子部67が形成された張出部61aの部位が案内板11の上方に位置するように載置する。このとき、液晶パネル42は、上記吸着口によって載置台2に吸着固定される。
まず、図1に示すように、載置台2上に液晶パネル42を、液晶パネル42のうち第2端子部67が形成された張出部61aの部位が案内板11の上方に位置するように載置する。このとき、液晶パネル42は、上記吸着口によって載置台2に吸着固定される。
次に、液晶パネル42のうち第2端子部67が形成された部位に異方性導電フィルム56を貼付する。ここで、異方性導電フィルム56を、液晶パネル42に形成された第2端子部67の全体を覆うように貼付する。そして、FPC41を、第1端子部53が第2端子部67上に位置するように配置し、固定部3で固定する。一方、一対の張力付加腕部20のそれぞれの把持部22で張力付加フィルム4を挟持する(図1)。また、ヘッド部15の温度を、異方性導電フィルム56の温度が例えば200℃となるように、210℃〜450℃程度の範囲の温度に調整する。なお、ヘッド部15の温度は、異方性導電フィルム56への加熱温度に応じて適宜調整してもよい。
続いて、フィルム張力付加工程を行う。これは、上記シリンダを伸長させることで支持部16を下方に移動させる。このように、支持軸16を下方に移動させていくと、突出部17が張力付加腕部20の各当接部25と接触し、当接部25を下方に向けて押し下げる。そして、腕部21が、回動軸24の軸回りで図3に示す矢印A1方向に回動する(図3)。
このように腕部21が回動することで薄肉部21aがバネ部27を圧縮し、バネ部27が支持部26aを押圧する。そして、ネジ部26を介して把持部22の薄肉部22aが回動軸24の軸回りで矢印A1方向に移動する。このように、把持部22が回動軸24の軸回りで矢印A1方向に回動することで、張力付加フィルム4に対して張力が付加される。ここで、張力付加フィルム4に付加される張力の方向は、固定部3で固定されたFPC41の第1端子電極55の延在方向である長手方向と同方向となっている。また、張力付加フィルム4に付加される張力は、例えば約6Nとなっている。
すなわち、フィルム張力付加工程では、腕部21を回動軸24の軸回りで回動させ、バネ部27を介して把持部22を回動軸24の軸回りで移動させることにより、張力付加フィルム4に張力を付加している。ここで、バネ部27によるバネ定数を調整することで、腕部21から把持部22に伝達する回動軸24の軸回りでの力が調整可能となる。
すなわち、フィルム張力付加工程では、腕部21を回動軸24の軸回りで回動させ、バネ部27を介して把持部22を回動軸24の軸回りで移動させることにより、張力付加フィルム4に張力を付加している。ここで、バネ部27によるバネ定数を調整することで、腕部21から把持部22に伝達する回動軸24の軸回りでの力が調整可能となる。
そして、基板張力付加工程を行う。これは、上述のように張力付加フィルム4に張力を付加しながら、さらに支持軸16を下方に移動させ、張力付加フィルム4をFPC41に当接させる(図4)。このとき、張力付加フィルム4に張力が付加されているので、FPC41には第1端子電極55の延在方向である長手方向に沿った張力が付加される。ここで、ヘッド部15からの輻射熱によりFPC41のベース基板51が熱変化する場合がある。しかし、FPC41には長手方向に沿った張力が付加されているので、第1端子部53における熱変化は、幅方向の変化量が長手方向の変化量よりも小さくなる。これにより、複数の第1端子電極55のピッチ方向における寸法変化が抑制できる。
次に、当接工程を行う。これは、さらに支持軸16を下方に移動させて張力付加フィルム4をFPC41に当接させ、第1端子部53と第2端子部67とを当接させる。
続いて、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部15を張力付加フィルム4に当接させた状態で、支持軸16をさらに下方に移動させることにより、第1端子部53を第2端子部67に向けて押圧する。このとき、ヘッド部15から供給される熱により、異方性導電フィルム56が軟化、溶融し、加圧されるために第1端子部53と第2端子部67との間に異方性導電フィルム56中の導電性粒子が変形挟持される。これにより、第1端子部53と第2端子部67とが接続される。ここで、ヘッド部15は、その加熱加圧時間が3秒〜15秒程度となっており、その加圧圧力が約30kg/cm2となっている。また、ヘッド部15による加熱でベース基板51が熱変形しても、FPC41の長手方向に張力が付加されているので、その変形方向が上述と同様に制限されている。このとき、FPC41の幅方向における寸法変化率は、張力を付加しないときに例えば0.15%であるのに対し、張力を付加することで例えば0.02%となっている。このように、第1端子電極55の配置方向における寸法変化が抑制できる。
続いて、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部15を張力付加フィルム4に当接させた状態で、支持軸16をさらに下方に移動させることにより、第1端子部53を第2端子部67に向けて押圧する。このとき、ヘッド部15から供給される熱により、異方性導電フィルム56が軟化、溶融し、加圧されるために第1端子部53と第2端子部67との間に異方性導電フィルム56中の導電性粒子が変形挟持される。これにより、第1端子部53と第2端子部67とが接続される。ここで、ヘッド部15は、その加熱加圧時間が3秒〜15秒程度となっており、その加圧圧力が約30kg/cm2となっている。また、ヘッド部15による加熱でベース基板51が熱変形しても、FPC41の長手方向に張力が付加されているので、その変形方向が上述と同様に制限されている。このとき、FPC41の幅方向における寸法変化率は、張力を付加しないときに例えば0.15%であるのに対し、張力を付加することで例えば0.02%となっている。このように、第1端子電極55の配置方向における寸法変化が抑制できる。
その後、解除工程を行う。これは、FPC41に付加された張力及び挟持状態を解除する。まず、上記シリンダを伸縮させて支持軸16を上方に移動させることで張力付加フィルム4をFPC41から離間させる。また、支持軸16を上方に移動させることで突出部17による腕部21の当接部25に対する下方向への押圧状態が徐々に解除され、腕部21が回動軸24の軸回りで図5に示す矢印A2方向に回動する(図5)。そして、腕部21の薄肉部21aが矢印A2方向に移動することでバネ部27が伸長し、ネジ部26を介して薄肉部22aが矢印A2方向に移動する。これにより、FPC41に付加される張力が低減される。
そして、さらに支持軸16を上方に移動させると突出部17が腕部21の当接部25から離間する。これにより、張力付加フィルム4に付加された張力が解除される。その後、支持軸16をさらに上方に移動させ、把持部22による張力付加フィルム4の挟持状態を解除し、張力付加フィルム4をフィルム送出ローラ14から所定量送り出すと共にフィルム巻取ローラ13で巻き取る。また、固定部3によるFPC41の挟持状態を解除する。
以上のようにして、FPC41と液晶パネル42との接続を行う。このようにして、実装構造体40を製造する。
以上のようにして、FPC41と液晶パネル42との接続を行う。このようにして、実装構造体40を製造する。
このようにして製造された実装構造体40は、例えば図6に示すようなノート型パーソナルコンピュータ(電子機器)70に設けられる。
このノート型パーソナルコンピュータ70は、筐体71と、実装構造体40を構成する液晶パネル42を有する液晶表示装置72と、キーボード73と、筐体71内に配置されたCPU(中央処理装置)などを備えたマザーボード(図示略)及びハードディスクなどの電子部品(図示略)とを備えている。
このノート型パーソナルコンピュータ70は、筐体71と、実装構造体40を構成する液晶パネル42を有する液晶表示装置72と、キーボード73と、筐体71内に配置されたCPU(中央処理装置)などを備えたマザーボード(図示略)及びハードディスクなどの電子部品(図示略)とを備えている。
以上のように、本実施形態における配線基板の接続方法及び配線基板接続装置1並びに実装構造体40及びノート型パーソナルコンピュータ70によれば、FPC41を加熱加圧して第1端子部53と第2端子部67との接続を行うときに、張力付加フィルム4により第1端子電極55の延在方向と同方向となるようにFPC41に張力を付加しているので、第1端子電極55のピッチ方向における寸法変化を抑制できる。これにより、第1端子電極55のピッチを小さくして、第1及び第2端子電極55、68をより高密度化することができると共に高精度に接続が行える。そして、第1及び第2端子電極55、68がより高密度に配置された第1端子部53と第2端子部67との接続を高精度に行うことができる。
また、張力付加フィルム4によりFPC41に張力を付加した状態で第1端子部53を第2端子部67に当接させているので、ヘッド部15の輻射熱によってFPC41が第1端子電極55のピッチ方向におけて寸法変化することを抑制し、第1及び第2端子電極55、68をより精度よく接続できる。
そして、張力調整部23によってFPC41の材質や加熱時における寸法変化量に応じて張力付加フィルム4に付加する張力を調整し、最適な張力をFPC41に付加しているので、第1端子電極55のピッチ方向での位置ずれを抑制すると共に、第1端子電極55が断線することを回避できる。
そして、張力調整部23によってFPC41の材質や加熱時における寸法変化量に応じて張力付加フィルム4に付加する張力を調整し、最適な張力をFPC41に付加しているので、第1端子電極55のピッチ方向での位置ずれを抑制すると共に、第1端子電極55が断線することを回避できる。
また、第1端子部53と第2端子部67との接続後にFPC41への張力の付加を解除することで、第1及び第2端子部33、47の接続境界部において引張応力が集中することを防止し、第1端子電極55や第2端子電極68が断線することを回避できる。
さらに、第1端子部53と第2端子部67との間に異方性導電フィルム56を介在させることで、第1及び第2端子部33、47の電気的接続をより強固にできる。
さらに、第1端子部53と第2端子部67との間に異方性導電フィルム56を介在させることで、第1及び第2端子部33、47の電気的接続をより強固にできる。
なお、本実施形態では、電子機器としてノート型パーソナルコンピュータについて説明しているが、これに限られず、液晶プロジェクタやマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電話機、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ受像機、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS(Point-Of-Sale)端末、タッチパネルを備える装置などに適用することができる。
次に、上述した配線基板接続装置1によって接続される実装構造体及び電子機器の第2の実施形態について説明する。
本実施形態における実装構造体は、液滴吐出ヘッドであって、インク(機能液)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド100は、図7に示すように、後述するリード電極群(第2端子部)135A、135Bにそれぞれ接続されるFPC(可撓性配線基板)101と、ヘッド本体部(被接続対象物)102とを備えている。
本実施形態における実装構造体は、液滴吐出ヘッドであって、インク(機能液)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド100は、図7に示すように、後述するリード電極群(第2端子部)135A、135Bにそれぞれ接続されるFPC(可撓性配線基板)101と、ヘッド本体部(被接続対象物)102とを備えている。
FPC101は、ベース基板105と、ベース基板105上に形成された配線パターン106と、配線パターン106と同様にベース基板105上に形成されて後述するリード電極135のそれぞれに接続される端子電極107と、ベース基板105の所定の位置に実装される駆動回路部108とを備えている。また、FPC101は、異方性導電フィルム(導電性接着剤)109を介してリード電極群135A、135Bにそれぞれ接続されている。
端子電極107は、図7に示すY軸方向に不空数並んで設けられており、リード電極群135Aを構成するリード電極135に接続される端子電極107によって端子電極群(第1端子部)107Aが構成され、リード電極群135Bを構成するリード電極135に接続される端子電極107によって端子電極群(第1端子部)107Bが構成される。
駆動回路部108は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を有するICドライバであり、後述するリザーバ形成基板115上である段差部の上段面上に設けられた樹脂110によってモールドされている。この駆動回路部108は液滴吐出ヘッド100の外部に接続された後述する外部コントローラ169と電気的に接続されており、液滴吐出ヘッド100はこの外部コントローラ169によって制御される。
ヘッド本体部102は、ノズル基板111と、ノズル基板111の上面(+Z側)に設けられた流路形成基板112と、流路形成基板112の上面に設けられて圧電素子113の駆動により変位する振動板114と、振動板114の上面に設けられたリザーバ形成基板115とを備えている。
ノズル基板111は、例えばガラスセラミックスによって構成されており、ノズル基板111を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口部116が複数(例えば720個)Y軸方向に配列して形成されている。そして、Y軸方向に並んで形成された複数のノズル開口部116によって、ノズル開口部群116A、116Bが構成されている。ここで、ノズル開口部群116Aは、ノズル開口部群116Bに対して+X側に位置している。
流路形成基板112は、例えばシリコンによって構成されており、異方性エッチングによって複数の貫通孔及びこの貫通孔の側壁から内部に向けてそれぞれ突出する隔壁117が複数形成されている。この複数の隔壁117は、平面視でほぼ櫛歯状に形成されており、この貫通孔を区画している。また、流路形成基板112の下面には、ノズル基板111がこの貫通孔の下面側を覆うように接着して設けられている。また、流路形成基板112の上面には、振動板114が設けられている。
流路形成基板112に形成された貫通孔は、流路形成基板112とノズル基板111と振動板114とで囲まれることにより圧力発生室118を形成する。
この圧力発生室118は、ノズル開口部群116A、116Bを構成するノズル開口部116に対応するように、Y軸方向に複数並んで形成されている。そして、ノズル開口部群116Aに対応して形成された複数の圧力発生室118によって圧力発生室群118Aが構成され、ノズル開口部群116Bに対応して形成された複数の圧力発生室118によって圧力発生室群118Bが形成される。
また、圧力発生室118の基板外縁部側の端部は、リザーバ121の一部を構成する供給路122を介して連通部123により互いに連通されている。この連通部123は、流路形成基板112に形成された貫通孔であって、後述するリザーバ部136に接続されている。
この圧力発生室118は、ノズル開口部群116A、116Bを構成するノズル開口部116に対応するように、Y軸方向に複数並んで形成されている。そして、ノズル開口部群116Aに対応して形成された複数の圧力発生室118によって圧力発生室群118Aが構成され、ノズル開口部群116Bに対応して形成された複数の圧力発生室118によって圧力発生室群118Bが形成される。
また、圧力発生室118の基板外縁部側の端部は、リザーバ121の一部を構成する供給路122を介して連通部123により互いに連通されている。この連通部123は、流路形成基板112に形成された貫通孔であって、後述するリザーバ部136に接続されている。
振動板114は、流路形成基板112の上面に設けられた弾性膜131と、弾性膜131の上面に設けられた下電極膜132とを備えている。弾性膜131は、例えば厚さ1〜2μm程度の二酸化シリコンによって形成されている。また、下電極膜132は、例えば厚さ0.2μm程度の白金などによって形成されている。なお、下電極膜132は、圧電素子113に共通する電極となっている。
圧電素子113は、下電極膜132の上面に設けられた圧電体膜133と、圧電体膜133の上面に設けられた上電極膜134と、上電極膜134の引出配線であるリード電極135とを備えている。
圧電体膜133は、例えば厚さ1μm程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜134は、例えば厚さ0.1μm程度の白金などによって構成されている。そして、リード電極135は、例えば厚さ0.1μm程度の金などによって構成されている。なお、リード電極135と下電極膜132との間には、絶縁膜(図示略)が設けられている。
圧電体膜133は、例えば厚さ1μm程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜134は、例えば厚さ0.1μm程度の白金などによって構成されている。そして、リード電極135は、例えば厚さ0.1μm程度の金などによって構成されている。なお、リード電極135と下電極膜132との間には、絶縁膜(図示略)が設けられている。
圧電素子113は、複数のノズル開口部116及び圧力発生室118のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子113は、ノズル開口部116ごと(圧力発生室118ごと)に設けられている。そして、上述のように、下電極膜132が複数の圧電素子113の共通電極として機能し、上電極膜134及びリード電極135が複数の圧電素子113の個別電極として機能する。
また、ノズル開口部群116Aを構成するノズル開口部116と対応するようにY軸方向に複数並んで設けられた圧電素子113により圧電素子群113Aが形成され、ノズル開口部群116Bと対応して設けられた圧電素子113により圧電素子群113Bが形成されている。そして、圧電素子群113Aを構成する圧電素子113のリード電極135によってリード電極群135Aが形成され、圧電素子群113Bを構成するリード電極135によってリード電極群135Bが形成されている。
なお、圧電素子113は、圧電体膜133、上電極膜134及びリード電極135に加えて下電極膜132を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜132は、圧電素子113としての機能と振動板114としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜131及び下電極膜132によって振動板114が構成されているが、弾性膜131を省略して下電極膜132が弾性膜131の機能を兼ね備える構成としてもよい。
また、ノズル開口部群116Aを構成するノズル開口部116と対応するようにY軸方向に複数並んで設けられた圧電素子113により圧電素子群113Aが形成され、ノズル開口部群116Bと対応して設けられた圧電素子113により圧電素子群113Bが形成されている。そして、圧電素子群113Aを構成する圧電素子113のリード電極135によってリード電極群135Aが形成され、圧電素子群113Bを構成するリード電極135によってリード電極群135Bが形成されている。
なお、圧電素子113は、圧電体膜133、上電極膜134及びリード電極135に加えて下電極膜132を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜132は、圧電素子113としての機能と振動板114としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜131及び下電極膜132によって振動板114が構成されているが、弾性膜131を省略して下電極膜132が弾性膜131の機能を兼ね備える構成としてもよい。
リザーバ形成基板115は、例えば流路形成基板112と同一材料であるシリコン単結晶によって形成されている。また、リザーバ形成基板115には、連通部123のそれぞれと対応するリザーバ部136がY軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部136と上述した連通部123とによってリザーバ121が構成される。そして、リザーバ形成基板115には、各連通部123の側壁に接続されて各連通部123に機能液を導入する導入路137が形成されている。
また、リザーバ形成基板115の上面には、コンプライアンス基板141が接合されている。このコンプライアンス基板141は、封止膜142及び固定板143を有する。
封止膜142は、例えば厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されておりリザーバ部136の上部を封止している。
また、固定板143は、例えば厚さ30μm程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板143のうち、リザーバ部136に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部145となっている。したがって、リザーバ部136の上部は、可撓性を有する封止膜142のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部146となっている。また、リザーバ部136の外側のコンプライアンス基板141上には、導入路137に連通してリザーバ部136に機能液を供給するための機能液導入口147が形成されている。
封止膜142は、例えば厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されておりリザーバ部136の上部を封止している。
また、固定板143は、例えば厚さ30μm程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板143のうち、リザーバ部136に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部145となっている。したがって、リザーバ部136の上部は、可撓性を有する封止膜142のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部146となっている。また、リザーバ部136の外側のコンプライアンス基板141上には、導入路137に連通してリザーバ部136に機能液を供給するための機能液導入口147が形成されている。
通常、機能液導入口147からリザーバ部136に機能液が供給されると、例えば圧電素子113の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部136内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部136の上部が封止膜142のみによって封止された可撓部146となっているので、この可撓部146が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ部136内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板143によって十分な強度に保持されている。
また、リザーバ形成基板115のうち、X軸方向における中央部には、Y軸方向に延びる溝部148が形成されている。この溝部148により、リザーバ形成基板115は、圧力発生室群118Aに対応する圧電素子群113Aを封止する封止部149Aと、圧電素子群113Bに対応する圧電素子群113Bを封止する封止部149Bとに分けられる。この溝部148により、リザーバ形成基板115に段差部が形成される。
すなわち、リザーバ形成基板115のうち、圧電素子113と対向する領域には、圧電素子113の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部150が形成されている。圧電素子保持部150は、圧電素子群113A、113Bを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子113のうち、少なくとも圧電体膜133は、この圧電素子保持部150内に密封されている。
すなわち、リザーバ形成基板115のうち、圧電素子113と対向する領域には、圧電素子113の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部150が形成されている。圧電素子保持部150は、圧電素子群113A、113Bを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子113のうち、少なくとも圧電体膜133は、この圧電素子保持部150内に密封されている。
このように、リザーバ形成基板115は、圧電素子113を外部環境から遮断し、圧電素子113を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板115で圧電素子113を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子113の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部150の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部150内の空間を真空や、窒素またはアルゴン雰囲気などとすることで圧電素子保持部150内を低湿度に保持することができ、圧電素子113の破壊をより確実に防止することができる。
図7に示すように、圧電素子保持部150によって封止されている圧電素子113のうち、リード電極135の基板中央部側の端部は、溝部148において露出した流路形成基板112上に配置されている。ここで、このように溝部148において露出した流路形成基板112上に位置するリード電極135の一部が、本発明における圧電素子113の電気的接続部となっている。
次に、上記液滴吐出ヘッド100の製造方法について説明する。なお、以下の説明ではFPC101及びヘッド本体部102の製造方法についての説明を省略し、FPC101とヘッド本体部102との接続方法について説明する。
本実施形態におけるFPC101とヘッド本体部102との接続方法においても、上述した第1の実施形態と同様に、載置台2上にヘッド本体部102を載置し、異方性導電フィルム109をリード電極群135Aの全体を覆うように貼付する。また、FPC101を把持部22及び固定部3で挟持する。
そして、上述と同様にフィルム張力付加工程、基板張力付加工程及び当接工程を行った後、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部15を張力付加フィルム4を介してFPC101に当接させた状態で、支持軸16をさらに下方に移動することにより、端子部107Aをリード電極群135Aに向けて押圧する(図8)。このとき、ヘッド部15から供給される熱により、異方性導電フィルム56が軟化、溶融し、端子部107Aとリード電極群135Aとが接続される。
その後、解除工程を行い、支持軸16を上方に移動させた後、固定部3によるFPC101の挟持状態を解除する。さらに、同様の手順により、他のFPC101の端子部107Aとリード電極群135Bとを接続する。
以上のようにして、FPC101とヘッド本体部102との接続を行い、液滴吐出ヘッド100を製造する。
本実施形態におけるFPC101とヘッド本体部102との接続方法においても、上述した第1の実施形態と同様に、載置台2上にヘッド本体部102を載置し、異方性導電フィルム109をリード電極群135Aの全体を覆うように貼付する。また、FPC101を把持部22及び固定部3で挟持する。
そして、上述と同様にフィルム張力付加工程、基板張力付加工程及び当接工程を行った後、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部15を張力付加フィルム4を介してFPC101に当接させた状態で、支持軸16をさらに下方に移動することにより、端子部107Aをリード電極群135Aに向けて押圧する(図8)。このとき、ヘッド部15から供給される熱により、異方性導電フィルム56が軟化、溶融し、端子部107Aとリード電極群135Aとが接続される。
その後、解除工程を行い、支持軸16を上方に移動させた後、固定部3によるFPC101の挟持状態を解除する。さらに、同様の手順により、他のFPC101の端子部107Aとリード電極群135Bとを接続する。
以上のようにして、FPC101とヘッド本体部102との接続を行い、液滴吐出ヘッド100を製造する。
以上のようにして製造された液滴吐出ヘッド100は、例えば図9に示すような液滴吐出装置(電子機器)160に設けられる。
この液滴吐出装置160は、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料や有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などの機能液の液滴を吐出する装置である。そして、液滴吐出装置160は、図9に示すように、液滴吐出ヘッド100と、第1及び第2駆動モータ161、162と、駆動軸163と、ガイド軸164と、ステージ165と、クリーニング機構166と、基台167と、ヒータ168と、これらを制御する外部コントローラ169とを備えている。
この液滴吐出装置160は、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料や有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などの機能液の液滴を吐出する装置である。そして、液滴吐出装置160は、図9に示すように、液滴吐出ヘッド100と、第1及び第2駆動モータ161、162と、駆動軸163と、ガイド軸164と、ステージ165と、クリーニング機構166と、基台167と、ヒータ168と、これらを制御する外部コントローラ169とを備えている。
第1駆動モータ161は、例えばステッピングモータによって構成されており、駆動軸163に接続されている。そして、第1駆動モータ161は、外部コントローラ169から供給されたY軸方向の駆動信号により駆動軸163を回転させ、液滴吐出ヘッド100をY軸方向に移動させる。
第2駆動モータ162は、第1駆動モータ161と同様に、例えばステッピングモータによって構成されており、ガイド軸164に接続されている。そして、第2駆動モータ162は、外部コントローラ169から供給されたX軸方向の駆動信号によりガイド軸164を回転させ、ステージ165をX軸方向に移動させる。また、ガイド軸164は、基台167に対して固定されている。
ステージ165は、液滴吐出ヘッド100から機能液が吐出される基板Sを支持し、基板Sを基準位置に固定する固定機構(図示略)を備えている。
第2駆動モータ162は、第1駆動モータ161と同様に、例えばステッピングモータによって構成されており、ガイド軸164に接続されている。そして、第2駆動モータ162は、外部コントローラ169から供給されたX軸方向の駆動信号によりガイド軸164を回転させ、ステージ165をX軸方向に移動させる。また、ガイド軸164は、基台167に対して固定されている。
ステージ165は、液滴吐出ヘッド100から機能液が吐出される基板Sを支持し、基板Sを基準位置に固定する固定機構(図示略)を備えている。
クリーニング機構166は、液滴吐出ヘッド100をクリーニングするものであって、駆動モータ(図示略)の駆動によりガイド軸164に沿ってX軸方向に移動する。
ヒータ168は、例えばランプアニールにより基板Sを熱処理するものであって、基板Sに塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。
外部コントローラ169は、第1及び第2駆動モータ161、162に対して駆動信号をそれぞれ供給すると共に、液滴吐出ヘッド100による液滴の吐出制御用の電圧を供給する。
ヒータ168は、例えばランプアニールにより基板Sを熱処理するものであって、基板Sに塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。
外部コントローラ169は、第1及び第2駆動モータ161、162に対して駆動信号をそれぞれ供給すると共に、液滴吐出ヘッド100による液滴の吐出制御用の電圧を供給する。
以上のように、本実施形態における配線基板の接続方法及び配線基板接続装置1並びに液滴吐出ヘッド100及び液滴吐出装置160によっても、上述した第1の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、1つの機能液導入口58及び導入路52によってリザーバ37にインクを供給する構成となっているが、所望の機能液の供給量に応じて、複数の機能液導入口58及び導入路52を設ける構成としてもよい。
また、機能液導入口58の開口面積を適宜変更して機能液の供給量を調整してもよい。
なお、本実施形態において、1つの機能液導入口58及び導入路52によってリザーバ37にインクを供給する構成となっているが、所望の機能液の供給量に応じて、複数の機能液導入口58及び導入路52を設ける構成としてもよい。
また、機能液導入口58の開口面積を適宜変更して機能液の供給量を調整してもよい。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、FPCの第1端子電極や端子電極の延在方向に沿う方向で張力付加フィルムに張力を付加しているが、張力付加フィルムへの張力付加方向はこれに限らず、第1端子電極や端子電極の配列方向と交差する方向であればよい。
また、基板張力付加工程の後で当接工程を行っているが、当接工程を行った後で基板張力付加工程を行ってもよい。
また、張力付加フィルムがフィルム巻取ローラ及びフィルム送出ローラにそれぞれ巻回され、FPCの第1端子電極の延在方向と同方向で搬送される構成となっているが、張力付加フィルムの搬送方向は適宜変更してもよい。さらに、フィルム巻取ローラ及びフィルム送出ローラを設けない構成としてもよい。
また、第1端子部と第2端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続の際に異方性導電フィルムを介して行っているが、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を用いてもよく、非導電性フィルム(NCF:Non Conductive Film)や非導電性ペースト(NCP:Non Conductive Paste)、ロウ材など、他の接着剤を用いて接続してもよい。さらに、ハンダ付けによって接続してもよい。また、加熱加圧工程において第1端子部と第2端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続を合金接続によって行う場合には、接着剤を用いなくてもよい。
また、FPCに付加する張力を適切な状態とすることが可能であれば、張力調整部を設けない構成としてもよい。
例えば、上記実施形態では、FPCの第1端子電極や端子電極の延在方向に沿う方向で張力付加フィルムに張力を付加しているが、張力付加フィルムへの張力付加方向はこれに限らず、第1端子電極や端子電極の配列方向と交差する方向であればよい。
また、基板張力付加工程の後で当接工程を行っているが、当接工程を行った後で基板張力付加工程を行ってもよい。
また、張力付加フィルムがフィルム巻取ローラ及びフィルム送出ローラにそれぞれ巻回され、FPCの第1端子電極の延在方向と同方向で搬送される構成となっているが、張力付加フィルムの搬送方向は適宜変更してもよい。さらに、フィルム巻取ローラ及びフィルム送出ローラを設けない構成としてもよい。
また、第1端子部と第2端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続の際に異方性導電フィルムを介して行っているが、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を用いてもよく、非導電性フィルム(NCF:Non Conductive Film)や非導電性ペースト(NCP:Non Conductive Paste)、ロウ材など、他の接着剤を用いて接続してもよい。さらに、ハンダ付けによって接続してもよい。また、加熱加圧工程において第1端子部と第2端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続を合金接続によって行う場合には、接着剤を用いなくてもよい。
また、FPCに付加する張力を適切な状態とすることが可能であれば、張力調整部を設けない構成としてもよい。
1 配線基板接続装置、4 張力付加フィルム、5 加熱加圧部(加熱加圧手段、接近離間手段)、6 張力付加部(張力付加手段)、20 張力付加腕部、23 張力調整部(張力調整手段)、40 実装構造体、41、101 FPC(可撓性配線基板)、42 液晶パネル(被接続対象物)、52、106 配線パターン、53 第1端子部、55 第1端子電極、56、109 異方性導電フィルム(導電性接着剤)、67 第2端子部、100 液滴吐出ヘッド(実装構造体)、102 ヘッド本体部(被接続対象物)、107 端子電極(第1端子電極)、107A、107B 端子電極群(第1端子部)、135A、135B リード電極群(第2端子部)、160 液滴吐出装置(電子機器)
Claims (11)
- 可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第1端子電極で構成される第1端子部と、被接続対象物に設けられた第2端子部とを接続する配線基板の接続方法において、
可撓性を有する張力付加フィルムに張力を付加するフィルム張力付加工程と、
前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に当接させ、該可撓性配線基板に対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する基板張力付加工程と、
前記第1端子部と前記第2端子部とを当接させる当接工程と、
前記第1端子部を前記第2端子部に向けて加熱しながら加圧して前記可撓性配線基板と前記被接続対象物とを電気的に接続する加熱加圧工程とを備えることを特徴とする配線基板の接続方法。 - 前記基板張力付加工程の後に前記当接工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の接続方法。
- 前記フィルム張力付加工程で、前記可撓性配線基板の加熱による寸法変化に応じて前記張力付加フィルムに付加する張力を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板の接続方法。
- 前記加熱加圧工程の後、前記張力付加フィルムに付加した張力を解除する解除工程を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の配線基板の接続方法。
- 前記第1端子部と前記第2端子部との間に、導電性接着剤を介在させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の配線基板の接続方法。
- 可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第1端子電極で構成される第1端子部と、被接続対象物に設けられた第2端子部とを接続する配線基板接続装置において、
可撓性を有する張力付加フィルムと、
該張力付加フィルムに張力を付加する張力付加手段と、
前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に接近離間させ、該可撓性配線基板に対して前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向の張力を付加する接近離間手段と、
張力が付加された前記張力付加フィルムを前記可撓性配線基板に接触させた状態で前記第1端子部を前記第2端子部に向けて加熱しながら加圧する加熱加圧手段とを備えることを特徴とする配線基板接続装置。 - 前記張力付加手段が、前記張力付加フィルムを把持した状態で該張力付加フィルムを前記第1端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向で互いに離間する方向に移動する一対の張力付加腕部を備えることを特徴とする請求項6に記載の配線基板接続装置。
- 前記張力付加手段が、前記可撓性配線基板に応じて前記張力付加フィルムに付加する張力を調整する張力調整手段を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の配線基板接続装置。
- 前記第1端子部を前記第2端子部と接続させた後で前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段を備えることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の配線基板接続装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の配線基板の接続方法を用いて製造された実装構造体。
- 請求項10に記載の実装構造体を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006005746A JP2007189047A (ja) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | 配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2007189047A true JP2007189047A (ja) | 2007-07-26 |
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ID=38344005
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JP2006005746A Withdrawn JP2007189047A (ja) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | 配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2434014A1 (en) | 2006-10-12 | 2012-03-28 | Nec Corporation | HLA-binding peptide, precursor thereof, DNA fragment and recombinant vector encoding the same |
-
2006
- 2006-01-13 JP JP2006005746A patent/JP2007189047A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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