JP2007243005A - 電極接合方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電アクチュエータ装着用の凹部142の底面には、シリコンゴム151が配置される。圧電アクチュエータは、シリコンゴム上に載置された状態で、当該凹部内にセットされる。その後、押さえ部材146を押さえ部材装着用の凹部147にセットし、押さえ部材がこの凹部底面に当接するまでボルト150を締める。これにより、押さえ部材が押し下げられると、シリコンゴムが弾性変形し、その復元力により、圧電アクチュエータ上の駆動電極9とフレキシブル基板の電極パッド3とが密着する。
【選択図】図1
Description
また、基板電極と部品電極との間にはんだを介在させて接合する方法では、基板及び電子部品のセットの仕方によっては、レーザ光を照射する際に電極とはんだとの間の接触不良で隙間が発生している場合がある。この場合は、上記レーザ光の照射によって基板電極が発熱したとしても、電極間のはんだや部品電極が十分に溶融せず、基板電極と部品電極との接合不良を引き起こすおそれがある。
この冶具は、電子部品を保持する電子部品ホルダー240を備えている。この電子部品ホルダー240には、電子部品207の厚さよりも僅かに浅い深さを有する電子部品装着用の凹部242を備えている。電子部品207はその部品電極が図中上側を向くようにして凹部242にセットされる。その後、基板201を電子部品207の上面に載せ、その上に更に押さえ部材246を載せる。この押さえ部材246は、基板201を電子部品207側に押さえる板状の部材であり、合成石英等のレーザ光透過性の材料で形成されている。そして、ボルト250を用いて押さえ部材246を図示のように電子部品ホルダー240に固定する。このボルト250を締めることで、押さえ部材246が基板201を電子部品207側に押し、基板201の図中下面に設けられた基板電極と電子部品207の図中上面に設けられた部品電極とを密着させる。
また、請求項2の発明は、請求項1の電極接合方法において、上記電子部品における上記基板との対向面とは反対側の面を上記弾性部材で非弾性の支持部材により支持するとともに、上記レーザ光の照射の際にレーザ光透過性の材料からなる非弾性の押さえ部材により上記基板のレーザ光入射側の表面を上記電子部品側に押さえることにより上記付勢を行うことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の電極接合方法において、上記押さえ部材と当接することで該押さえ部材による押さえ量を規制する押さえ規制部材と該押さえ部材とが互いに当接するまで該押さえ部材と該押さえ規制部材とを相対移動させることにより上記付勢を行い、該押さえ部材による押さえ前の状態で、該押さえ規制部材における該押さえ部材と当接する当接部分よりも該電子部品の部品電極が該押さえ部材に近い位置となるように、該電子部品を上記支持部材により支持することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2又は3の電極接合方法において、上記弾性部材として、上記レーザ光に対して耐性を有する材料からなるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、レーザ光透過性の材料からなる基板の表面に形成された基板電極と電子部品の部品電極とが対向するように該基板及び該電子部品を保持する保持手段と、該基板の該電子部品側とは反対側の面からレーザ光を透過させ該基板電極に当てるようにレーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備え、該基板電極と該部品電極とを接合する電極接合装置であって、上記基板及び上記電子部品を保持した状態で上記基板電極と上記部品電極とを互いに接近させる向きに該基板及び該電子部品の少なくとも一方を弾性部材で付勢する付勢手段を備え、該付勢を行った状態で上記レーザ光を照射することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の電極接合装置において、上記付勢手段は、上記電子部品における上記基板との対向面とは反対側の面を支持する非弾性の支持部材と、上記基板のレーザ光入射側の表面を上記電子部品側に押さえる、レーザ光透過性の材料からなる非弾性の押さえ部材とを備えており、上記弾性部材を、該支持部材における該電子部品を支持する支持部分に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の電極接合装置法において、上記付勢手段は、上記押さえ部材と当接することで該押さえ部材による押さえ量を規制する押さえ規制部材を有し、上記支持部材は、該押さえ部材による押さえ前の状態で、該押さえ規制部材における該押さえ部材と当接する当接部分よりも該電子部品の部品電極が該押さえ部材に近い位置となるように、該電子部品を支持することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項5、6又は7の電極接合装置において、上記弾性部材として、上記レーザ光に対して耐性を有する材料からなるものを用いることを特徴とするものである。
なお、弾性部材の弾性度合いは、電子部品の圧力耐性等に応じて適宜設定される。
特に、請求項2及び6の発明によれば、弾性部材の配置や材料選択の自由度が増すという優れた効果が奏される。
また、請求項3及び7の発明によれば、押さえ部材と押さえ規制部材とが互いに当接するまで相対移動させるという簡単な動作で、基板電極と部品電極とを互いに安定して密着させることができるという優れた効果が奏される。
また、請求項4及び8の発明によれば、長期にわたって、基板電極と部品電極とを互いに安定して密着させることができるという優れた効果が奏される。
フレキシブル基板1は、レーザ光透過性を有する材料からなるベースフィルム2のおもて面に、導電性材料たる銅からなる回路パターンが形成されている。この回路パターンは、配線部と、これに設けられた複数の基板電極としての電極パッド3とから構成されている。これら電極パッド3は、導電性接合材としてのはんだを介して電子部品の部品電極と接合される。波長1064[nm]のYAGレーザ光を照射する場合のベースフィルム2の材料としては、その波長1064[nm]のYAGレーザ光を透過させ得るPEN(ポリエチレンナフタレート)、PI(ポリイミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂を用いることができる。
この圧電アクチュエータ7は、PZT(ジルコン酸チタン酸鉛)等の圧電材料で形成され、ベース部710と櫛歯部720とを有する。櫛歯部720は、厚さ方向にそれぞれ延在する板状の圧電素子部720A、720B及び溝部720Cが長手方向(図中の上下方向)に所定のピッチで交互に形成され、全体として櫛歯形状になっている。これらの板状の圧電素子部720A、720Bの表面には、圧電アクチュエータ7の長手方向(図中の上下方向)の一つおきに、部品電極としての駆動電極(ホット電極)9が形成されている。駆動電極9が形成されている圧電素子部が駆動圧電素子部720Aであり、駆動電極9が形成されていない圧電素子部が固定圧電素子部720Bである。上記駆動圧電素子部720Aの駆動電極9が形成されている面とは反対側の面(図中の奥側の面)にはグランド電極が形成されている。また、上記圧電アクチュエータ7のベース部710の端面は、金属材料(例えばSUS)などで形成された補強部材8に取り付けられている。
圧電アクチュエータ7の駆動圧電素子部720Aに形成されている駆動電極9の端部と、フレキシブル基板1のベースフィルム2の端部に露出するように形成された電極パッド3とが接合される。この接合は、前述のように電極パッド3と駆動電極9とを直接接触させて行ってもいいし(図10(a)参照)と、電極パッド3と駆動電極9との間にはんだペースト6等の導電性接合材からなる中間接合層を介在させて行ってもよい(図10(b)参照)。
このワークホルダー130は、ベース部材131上に、基板ホルダー132と圧電アクチュエータホルダー140とを備えている。
上記圧電アクチュエータ装着用の凹部142の底面には、弾性部材としてのシリコンゴム151が配置される。圧電アクチュエータ7は、シリコンゴム151上に載置された状態で、圧電アクチュエータ装着用の凹部142内にセットされる。このとき、図1(a)に示すように、押さえ部材146を押さえ部材装着用の凹部147にセットする前(押さえ部材146による押さえ前)の状態では、押さえ部材装着用の凹部147の底面の高さ位置よりも、圧電アクチュエータ7上の駆動電極9の高さ位置の方が高い状態となる。この状態から、押さえ部材146を押さえ部材装着用の凹部147にセットし、押さえ部材146が押さえ部材装着用の凹部147の底面に当接するまでボルト150を締める。ボルト150を締めることで、押さえ部材146が押し下げられ、フレキシブル基板1が圧電アクチュエータ7側に付勢される。
この電極接合装置は、レーザ発振器100等を有するレーザ照射部と、X−Yテーブル110等を有するワーク保持駆動部と、これらを制御する制御部160とを備えている。
上記レーザ発振器100は、Qスイッチを備えたYAGレーザであり、波長1064[nm]のパルス状のレーザ光を所定の繰り返し周波数で出力することができる。レーザ光の繰り返し周波数(Qスイッチの周波数)は100Hz〜数kHzで変化させることができる。この繰り返し周波数を高くするほど、レーザ光のパルス幅[nsec]は狭くなり、ピーク出力パワー[kW]は小さくなる。レーザ光の単位時間当りの出力エネルギーである平均出力パワー(=1パルスレーザ光あたりのエネルギー×繰り返し周波数)を大きくする場合は、YAGロッドを励起するランプや半導体レーザ等で構成された励起部に電流を供給する電源の電流値を大きくする。
2 ベースフィルム
3 電極パッド(基板電極)
6 はんだペースト(導電性接合材を含有)
7 圧電アクチュエータ
9 駆動電極(部品電極)
10 グランド電極
130 ワークホルダー
131 ベース部材
132 基板ホルダー
140 圧電アクチュエータホルダー
141 ホルダー本体
142 圧電アクチュエータ装着用の凹部
146 押さえ部材
147 押さえ部材装着用の凹部(押さえ規制部材)
150 ボルト
151 シリコンゴム(弾性部材)
Claims (8)
- レーザ光透過性の材料からなる基板の表面に形成された基板電極と電子部品の部品電極とが対向するように該基板及び該電子部品を保持し、該基板の該電子部品側とは反対側の面からレーザ光を透過させ該基板電極に当てるようにレーザ光を照射することにより、該基板電極と該部品電極とを接合する電極接合方法であって、
上記基板及び上記電子部品を保持した状態で、上記基板電極と上記部品電極とを互いに接近させる向きに該基板及び該電子部品の少なくとも一方を弾性部材で付勢し、
該付勢を行った状態で上記レーザ光を照射することを特徴とする電極接合方法。 - 請求項1の電極接合方法において、
上記電子部品における上記基板との対向面とは反対側の面を上記弾性部材で非弾性の支持部材により支持するとともに、上記レーザ光の照射の際にレーザ光透過性の材料からなる非弾性の押さえ部材により上記基板のレーザ光入射側の表面を上記電子部品側に押さえることにより上記付勢を行うことを特徴とする電極接合方法。 - 請求項2の電極接合方法において、
上記押さえ部材と当接することで該押さえ部材による押さえ量を規制する押さえ規制部材と該押さえ部材とが互いに当接するまで該押さえ部材と該押さえ規制部材とを相対移動させることにより上記付勢を行い、
該押さえ部材による押さえ前の状態で、該押さえ規制部材における該押さえ部材と当接する当接部分よりも該電子部品の部品電極が該押さえ部材に近い位置となるように、該電子部品を上記支持部材により支持することを特徴とする電極接合方法。 - 請求項1、2又は3の電極接合方法において、
上記弾性部材として、上記レーザ光に対して耐性を有する材料からなるものを用いることを特徴とする電極接合方法。 - レーザ光透過性の材料からなる基板の表面に形成された基板電極と電子部品の部品電極とが対向するように該基板及び該電子部品を保持する保持手段と、該基板の該電子部品側とは反対側の面からレーザ光を透過させ該基板電極に当てるようにレーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備え、該基板電極と該部品電極とを接合する電極接合装置であって、
上記基板及び上記電子部品を保持した状態で上記基板電極と上記部品電極とを互いに接近させる向きに該基板及び該電子部品の少なくとも一方を弾性部材で付勢する付勢手段を備え、
該付勢を行った状態で上記レーザ光を照射することを特徴とする電極接合装置。 - 請求項5の電極接合装置において、
上記付勢手段は、上記電子部品における上記基板との対向面とは反対側の面を支持する非弾性の支持部材と、上記基板のレーザ光入射側の表面を上記電子部品側に押さえる、レーザ光透過性の材料からなる非弾性の押さえ部材とを備えており、
上記弾性部材を、該支持部材における該電子部品を支持する支持部分に配置したことを特徴とする電極接合装置。 - 請求項6の電極接合装置法において、
上記付勢手段は、上記押さえ部材と当接することで該押さえ部材による押さえ量を規制する押さえ規制部材を有し、
上記支持部材は、該押さえ部材による押さえ前の状態で、該押さえ規制部材における該押さえ部材と当接する当接部分よりも該電子部品の部品電極が該押さえ部材に近い位置となるように、該電子部品を支持することを特徴とする電極接合装置。 - 請求項5、6又は7の電極接合装置において、
上記弾性部材として、上記レーザ光に対して耐性を有する材料からなるものを用いることを特徴とする電極接合装置。
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JP2006065596A JP2007243005A (ja) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | 電極接合方法及びその装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239572A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Miyachi Technos Corp | レーザ加工装置及びレーザ出力校正方法 |
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-
2006
- 2006-03-10 JP JP2006065596A patent/JP2007243005A/ja active Pending
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