JP2007276319A - 基板プレス用補助プレート、配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットの生産性を高める。
【解決手段】本発明の配線基板ユニット製造装置１と併せて用いる基板プレス用補助プレート８０は、リジッド基板２３及びこれに仮固定されたフレキシブル基板２７を備える（仮固定状態の）配線基板ユニット３１と交互に重ね合わせて用いるプレートであって、配線基板ユニット３１のリジッド基板２３の構成部分を載せる粘着層８１と、粘着層８１を挟んで配線基板ユニット３１と対向する側に積層されたクッション層８２と、クッション層８２及び粘着層８１よりも硬度の高い材質で構成されたプレス板層８３と、を少なくとも備える。
【選択図】図１３

Description

本発明は、配線基板ユニットの製造に用いられる基板プレス用補助プレート、配線基板ユニットの製造装置、及び配線基板ユニットの製造方法に関する。

フレキシブルな基材とリジッドな基材とをクッション材を介してプレス板により挟み込み、さらに真空熱加圧プレスを行うことで、フレキシブル・リジッド配線板を製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、フレキシブル・リジッド配線板の製法の一つとして、個別に作製しておいたリジッド基板とフレキシブル基板との各電極パッドどうしの位置合わせを行い、各基板の樹脂部分を熱溶着などにより仮固定した後、上記のプレス技術を用いて最終的な基板どうしの本固定を行うといった製法が利用されている。
特開平１１−５４９２７号公報

しかしながら、上述した製法では、フレキシブル基板とリジッド基板とを仮固定した状態の基板ユニットをプレス機側に搬送する過程において、この仮固定状態の基板ユニットの（搬送時の）被保持部分となるリジット基板が比較的薄く剛性が低い場合には、基板のたわみなどが原因で仮固定部分が剥離してしまうおそれがある。

また、上記文献のプレス技術を採用する場合、仮固定状態の基板ユニットをプレス機にセットする際に、同時に、クッション材やプレス板なども併せてセットする必要があり、作業効率の面で課題ある。さらにまた、平面視した方向に空隙部が比較的多く存在する基板ユニットを、例えば真空吸着式のハンドリング装置で保持搬送する場合には、上記の空隙部を塞ぐ吸着マスクが必要となり、この点においても改善が求められている。

そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットの生産性を高めることができる基板プレス用補助プレート、配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る基板プレス用補助プレートは、リジッドな第１の配線基板及びこの第１の配線基板に仮固定された第２の配線基板を備える基板ユニットと交互に重ね合わせて用いる基板プレス用補助プレートであって、前記基板ユニットの前記第１の配線基板の構成部分を載せる粘着層と、前記粘着層を挟んで前記基板ユニットと対向する側に積層された緩衝層と、前記緩衝層及び前記粘着層よりも硬度の高い材質で構成された硬質層と、を具備すること特徴とする。

すなわち、本発明では、プレス時の加圧力を効率良く均一に伝えるクッション材やプレス板として機能する硬質層や緩衝層に加え、基板固定用の粘着層を一体的に備える基板プレス用補助プレートと、基板ユニットと、を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行うことなどで、複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットを効率的に製造することができる。

また、本発明では、平面視した方向に空隙部が比較的多く存在する基板ユニットを取り扱う場合であっても、この基板ユニットを粘着層を介して基板プレス用補助プレートと一体化することで、空隙部を塞ぐ吸着マスクなどを用いることなく、真空吸着式のハンドリング装置などによる基板ユニットの保持及び搬送を好適に行うことができる。さらに、本発明では、このように基板ユニットと基板プレス用補助プレートとを一体化することで、ユニット全体としての剛性が高まり、基板ユニット上の第１及び第２の配線基板どうしの仮固定部分が機械的なストレスなどで剥離してしまうことを防止することができる。

また、本発明においては、上述した粘着層は、自己粘着性材料であるシリコーンゴム、若しくは熱分解性の接着剤を材料として構成されることが望ましい。これにより、熱加圧プレス後に製品として得られた配線基板ユニットから基板プレス用補助プレートを容易に取り外すことができる。また、同様に製品としての配線基板ユニットからの取り外しの簡易化を図るために、基板プレス用補助プレートには、この粘着層が積層された一方の主面と相異なる側の他方の主面上に離型剤の塗布若しくは離型フィルムを貼り付けることにより形成された離型層をさらに設けることが望ましい。

また、配線基板ユニットの製造装置は、このような基板プレス用補助プレート上に支持された前記第１の配線基板と、前記第２の配線基板と、の相対的な位置決めを行う位置決め手段と、前記位置決め手段により位置決めされた前記第１及び第２の配線基板上の各端子部が互いに対向して接触する位置でこれらの配線基板どうしを仮固定する仮固定手段と、を具備することで構成される。

さらに、本発明の配線基板ユニットの製造方法は、上述した基板プレス用補助プレート上に前記第１の配線基板を搭載する基板搭載工程と、前記基板搭載工程で前記基板プレス用補助プレート上に支持された前記第１の配線基板と、前記第２の配線基板と、の相対的な位置決めを行う位置決め工程と、前記位置決め工程で位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに対向して接触する位置でこれらの配線基板どうしを仮固定する仮固定工程と、前記仮固定工程で得られた前記基板ユニットと前記基板プレス用補助プレートとの積層体を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行うプレス工程と、を有することで実現される。

このように本発明によれば、複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットの生産性を高めることが可能な基板プレス用補助プレート、配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板プレス用補助プレートを適用した配線基板ユニット製造装置を概略的に示す図であり、図２は、この配線基板ユニット製造装置の構成を機能的に示すブロック図である。
図１に示すように、配線基板ユニット製造装置１は、基板プレス用補助プレート８０が取り付けられたリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）、及びフレキシブル基板２７を互いに組み付ける基板組付ステーション３と、この基板組付ステーション３に供給されるフレキシブル基板２７が置かれるフレキ載置ステーション５と、基板組付ステーション３に供給されるリジッド基板２３が置かれるリジッド基板供給ステーション（図示せず）とを備える。

また、配線基板ユニット製造装置１には、図２に示すように、リジッド基板ハンドリング装置（以下「リジッドハンド」と記述）１１と、フレキシブル基板ハンドリング装置（以下「フレキハンド」と記述）９と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを備え、端子位置検出手段として機能するリジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７並びに画像処理装置２０と、仮固定手段として機能する仮止め用加熱装置１９と、システムコントローラ１８とが設けられている。上記の画像処理装置２０は、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７により捕捉された映像を画像処理する。また、本実施形態において、上記仮止め用加熱装置１９により行われる仮止め（仮固着）工程の後段の処理工程（本固着工程）では、真空多段プレス機（図示せず）が用いられる。

フレキ載置ステーション５には、基板組付ステーション３側へ供給されるフレキシブル基板（フレキシブルプリント配線板）２７を載置しておくための領域である。フレキ載置ステーション５には、フレキ載置台１５が設置されており、さらに、そのフレキ載置台１５の上には、複数枚のフレキシブル基板（フレキシブルプリント配線板）２７を載置可能なフレキ載置用トレー７７が配置されている。基板供給ステーションは、単数枚又は複数枚のリジッド基板２３を基板支持枠（基板支持用のフレーム）２１に接合して構成されるリジッド基板アッセンブリ２５を基板組付ステーション３側へ供給するために設けられている。

システムコントローラ１８は、配線基板ユニット製造装置１の全体的な機器制御を統括して行う制御部であって、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを内蔵する。ＲＯＭには、ＣＰＵが行う各種制御や演算のためのパラメータや、リジッド基板アッセンブリ２５とフレキシブル基板２７とを組み付けるための基板組付プログラムなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭから例えば上記基板組付プログラムを読み込んで命令文を解釈し、ＲＡＭのメモリ空間を用いてこのプログラムを実行する。なお、このような基板組付プログラム（ソフトウェア）に代えて、配線基板ユニット製造装置全体の統括的な動作制御を各種電子部品で実現するハードウェアによって構成してもよい。

また、システムコントローラ１８は、上記リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によって捕捉されたリジッド基板アッセンブリ２５及びフレキシブル基板２７の映像を基に演算処理を行い、例えば二軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向）における仮想空間上のＸＹ座標位置を取得（認識）する。また、システムコントローラ１８は、基板プレス用補助プレート８０が取り付けられたリジッド基板アッセンブリ２５、及びフレキシブル基板２７をそれぞれハンドリングするリジッドハンド１１及びフレキハンド９を、三軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向）及びこれらの基板表面に沿った（水平面を基準面とした）回転方向（θ１−θ２方向）の移動制御（位置決め制御）を行う。さらに、システムコントローラ１８は、仮止め用加熱装置１９の三軸方向の移動制御及び加熱温度の制御を行う。また、上記した真空多段プレス機は、図示しない制御部によってそのプレス圧及び加熱温度が制御される。

基板組付ステーション３は、組付台１４を備えており、基板プレス用補助プレート８０が取り付けられたリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）とフレキシブル基板２７とを、この組付台１４上で互いに仮固定し、仮固定状態の配線基板ユニット（フレキシブル・リジッド配線板）３１を作製するための領域である。基板プレス用補助プレート８０が取り付けられたリジッド基板アッセンブリ２５は、基板供給ステーションから基板組付ステーション３側へリジッドハンド１１によって搬送されつつリジッド位置測定カメラ１０によって搬送位置を検出され組付台１４上の所定位置に載置（位置決め）される。

一方、フレキシブル基板２７は、フレキ載置ステーション５側から基板組付ステーション３側へフレキハンド９によって搬送されつつフレキ位置測定カメラ１７によって搬送位置を検出され、組付台１４上の（基板プレス用補助プレート８０と一体化された）リジッド基板アッセンブリ２５に対して位置決めされる。組付台１４上で互いに位置決めされたリジッド基板アッセンブリ２５とフレキシブル基板２７とは、仮止め用加熱装置１９によって、まず、仮止め（フレキシブル基板２７の端縁の主に樹脂部分がリジッド基板アッセンブリ２５にスポット溶着）され、さらに真空多段プレス機によって互いが強固に加熱溶着される。

ここで、本実施形態の配線基板ユニット製造装置１により製造される配線基板ユニットの構成を図３ａ〜図３ｃ及び図４に例示する。ここで、図３ａ〜図３ｃは、配線基板ユニットの製造工程の一例を示す断面図、図４は、配線基板ユニット製造装置１により製造可能な配線基板ユニット３１の一例を示す平面図である。

図３ａに示すように、リジッド基板２３は、例えば、ビー・スクエア・イット［B2it］（登録商標）などの層間接続法を用い、ガラス−エポキシ系プリプレグなどで構成された複数の絶縁層５７どうしの間を挟む位置にある導体パターン（ランド部５３、５６を含む）を垂直配線部５５で層間接続して構成された例えば８層のプリント配線板である。また、各リジッド基板２３は、フレキシブル基板２７（の導体バンプ５１）との接続部分である当該基板本体の辺部の端縁に座繰り加工を施し、接続すべきフレキシブル基板２７の厚さと同等もしくはそれよりも深く座繰って接続端子となる上記ランド部（接続パッド部）５３を形成した段差部４７を有する。

一方、フレキシブル基板２７は、図３ｂに示すように、例えばポリイミド製の基材フィルム５８の各面に各々形成された導体パターン（接続端子部２７ｂを含む）を垂直配線部で層間接続して構成された例えば２層のフレキシブルプリント配線板である。さらに、フレキシブル基板２７には、接続端子部２７ｂ上に例えば銀ペーストなどの導電性物質により端子間接続用の突起部としての導体バンプ５１が形成されている。フレキシブル基板２７では、この導体バンプ５１の形成面側（図３ｃ中の下側）に、当該導体バンプ５１の先端が外部に突き出す（露出する）ようにガラス−エポキシ系のプリプレグ５４が積層配置されている。

さらに、図３ｃに示すように、これら（二つの）リジッド基板２３とフレキシブル基板２７とは、仮止め用加熱装置１９による仮止め後、真空多段プレス機によって互いが固着される。ここで、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１が塑性変形してリジッド基板２３側のランド部５３と電気的且つ機械的に接続されるとともに、フレキシブル基板２７側のプリプレグ５４がリジッド基板２３の絶縁層と加熱融着される。ここで、上記した段差部４７は、フレキシブル基板２７の主面（図３ｃ中の上面）とリジッド基板２３の主面とを実質的に等高若しくはこれよりも低位置に配置したかたちで、互いを接合することができ、これにより、部品実装の際や後工程で行われ得るスクリーン印刷の際などに、フレキシブル基板２７の主面が障害となることを阻止できる。

次に、図４に例示された配線基板ユニット（フレキシブル・リジッド配線板）３１について説明する。図４に示す配線基板ユニット３１では、基板支持枠２１に、リジッド基板２３を、段差部４７が互いに対向するように配置し、各リジッド基板２３の対向する段差部４７に跨って、フレキシブル基板２７が取り付けられている。

また、図４に示すように、基板支持枠２１には、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によるリジッド基板２３の位置測定に用いることの可能な基準マーク４１、４２、４３、４４、４５、４６が、パターン形成されている。基準マーク４１、４２は、基板支持枠２１本体（若しくはアッセンブリ品）の位置決め基準として用いられる。また、基準マーク４３、４４、４５、４６は、基板支持枠２１に対して取り付けられる個々のリジッド基板２３の取り付け位置の位置決め基準として適用可能である。

次に、上記したフレキシブル基板２７を好適に載置するためのフレキ載置用トレー７７の構造を図５に基づき説明する。ここで、図５は、フレキシブル基板２７が載置された状態のフレキ載置用トレー７７を示す断面図である。同図に示すように、フレキ載置用トレー７７には、フレキシブル基板２７の搭載部分に、導体バンプ５１の外形部分を避けるように凹まされた凹部７９を有するフレキ支持部材７８が設けられている。このフレキ載置用トレー７７では、この凹部７９により導体バンプ５１との物理的な干渉（接触）が回避されるため、導体バンプ５１が破損してしまうことが防止され、導体バンプ５１が接合される導通部分の接続信頼性を向上させることができる。

さらに、フレキハンド９及び仮止め加熱装置１９並びにリジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７の構成を図６ａ〜図６ｄ、図７、図８及び図９に基づいて簡易的に説明する。ここで、図６ａ〜図６ｄは、リジッド基板２３とフレキシブル基板２７との仮止め（仮固定）の工程を示す斜視図であり、図７は、フレキハンド９と仮止め用加熱装置１９との構成及び機能を簡易的に説明するための図である。また、図８は、配線基板ユニット製造装置１によるリジッド基板のランド部とフレキシブル基板の導体バンプとの位置検出について説明するための図であり、さらに、図９は、図８のリジッド基板とフレキシブル基板との位置決め及びこれらの基板どうしの仮止めについて説明するための図である。

図６ａ〜図６ｄに示すように、リジッド基板２３とフレキシブル基板２７との仮止めは、リジッド基板２３の段差部４７に設けられたランド部５３と、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１とを位置合わせした後、仮固定手段として機能する仮止め用加熱装置１９の先端部１９ａでフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをリジッド基板２３側の段差部４７にスポット熱融着することで行われる。詳細には、図６ｄに示す熱融着部分２７ｃとは、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１を貫通させたプリプレグ５４がリジッド基板２３側の段差部４７と熱融着される部位である（図３ｃ、図９参照）。

また、図７において、ハンドリングしたフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをスポット熱融着するために、仮止め用加熱装置１９を、フレキハンド９の略矩形状に形成された吸着プレート９ａの四隅に各々配置してもよいし、１台の仮止め用加熱装置１９を四隅に順次移動させてもよいし、例えばフレキハンド９の内部に加熱装置を設けるようにしてもよい。この加熱装置としては、電熱線によるコンスタントヒート、セラミックヒータ、及びパルスヒータなどが挙げられ、例えばスプリングなどを介して組み込む構造が例示される。また、図７において、フレキハンド９の四隅に上記パルスヒータを適用する場合には、個々のヒータどうしの配線を直列に接続することが望ましい。これにより、上記加熱装置にタングステン、チタン等の金属材料を用いた場合、比較的太い導通線が必要となる当該パルスヒータの配線の簡略化を図ることができる。

さらに、ここで、これらリジッド基板２３とフレキシブル基板２７とを仮固定する場合には、互いに固着されるべき配線基板どうしの端子部間（つまりリジッド基板２３のランド部５３と、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１との端子部間）若しくはその周辺部（コーナ部分の端縁２７ａ）の少なくとも一方に、超音波ウェルダなどによる超音波振動、又はこの超音波振動よりも高い周波数の高周波の振動を付与することにより、これら配線基板どうしを互いに固定してもよい。また、これに代えて、互いに固着されるべき配線基板どうしの端子部間に位置する導体バンプ５１若しくはその周辺部（コーナ部分の端縁２７ａ）の少なくとも一方に、電磁誘導加熱を施すか、又はマイクロ波或いはレーザーを含む電磁波、若しくは電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、若しくはγ線を含む電磁波を供給することにより、これらの配線基板どうしを互いに固定するようにしてもよい。

また、フレキハンド９は、図７〜図９に示すように、フレキシブル基板２７の一方の主面（本実施形態では図８中の上側の面）１２を自身の吸着プレート９ａを介して吸着（本実施形態では図７に示すようにフレキシブル基板２７の四隅を除くほぼ全面を真空吸着）しつつ該配線基板を三次元方向に搬送する、例えば縦横に配置された複数のリニアガイドやリニアモータなどの移動（搬送）機構を備える面吸着型のハンドリング装置である。

また、吸着プレート９ａは、上述したように略矩形状に形成されており、ハンドリングしたフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをスポット熱融着し易いように、それぞれの四隅を面取り加工した面取り部９ｄが設けられている。このフレキハンド９は、面吸着型の装置であるため、剛性の低いフレキシブル基板であっても、３軸方向及びθ１−θ２方向への搬送時に、その搬送姿勢に傾きが生じてしまうことなどを極力抑えることができ、これにより、フレキシブル基板の導体バンプ部分の位置決め精度を向上させることができる。ここで、図７に示す上記フレキハンド９と仮止め用加熱装置１９とは、単一のユニット装置として構成されており、一方で、これらフレキハンド９及び仮止め用加熱装置１９は、各々が独立して動作することが可能となっている。

さらに、ここでリジッドハンド１１についての説明を図１に基づき説明する。
同図１に示すように、リジッドハンド１１は、上述したように、基板プレス用補助プレート８０と一体化されたリジッド基板アッセンブリ２５や仮固定状態の配線基板ユニット３１を例えば保持しつつ、リジッド基板供給ステーションと基板組付ステーション３との間を往復移動する動作を主に行う。このような本実施形態のリジッドハンド１１は、上記フレキハンド９と同様に面吸着型の真空吸着式のハンドリング装置である。

ここで、図４に例示したように、本実施形態に係るフレキシブル基板２７を仮固定する前のリジッド基板アッセンブリ２５や、このリジッド基板アッセンブリ２５にフレキシブル基板２７を仮固定した配線基板ユニット３１は、平面視した方向に空隙部３１ａが比較的多く存在している。しかしながら、このようなリジッド基板アッセンブリ２５や（仮固定状態の）配線基板ユニット３１と、後に詳述する基板プレス用補助プレート８０と、が予め一体化されていることで、基板プレス用補助プレート８０が空隙部３１ａを塞ぐ吸着マスクとして機能し、真空吸着式のリジッドハンド１１によるこれらの基板の保持及び搬送が好適に行われる。また、このように仮固定状態の配線基板ユニット３１と基板プレス用補助プレート８０とを一体化することで、ユニット全体としての剛性が高まり、配線基板ユニット３１上の端子部周辺の仮固定部分が、機械的なストレスなどで剥離してしまうことを防止することができる。

また、リジッドハンド１１においても、基板組付ステーション３の組付台１４上の所定位置にリジッド基板アッセンブリ２５を高精度に位置決めして載置する必要があるため、三軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向）及び基板表面に沿って（水平面を基準面として）θ１−θ２方向に回転可能に構成されている。また、リジッドハンド１１で保持している配線基板のチルト方向の傾きを修正できるように、このリジッドハンド１１にチルト方向への回動を可能とする機構を設けてもよい。

次に、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７の詳細な構成、並びにこれらの測定カメラによるフレキハンド９及びリジッドハンド１１の移動制御について説明する。
すなわち、図１及び図８に示すように、フレキ位置測定カメラ１７は、フレキ載置ステーション５と、基板組付ステーション３との間若しくは各々の内部に設けられており、突起部である導体バンプ５１を下向きにした状態でフレキハンド９によって、フレキ載置ステーション５側から基板組付ステーション３側へ搬送されるフレキシブル基板２７の導体バンプの先端部の位置を直接検出することが可能となっている。

つまり、フレキ位置測定カメラ１７は、フレキ載置ステーション５と基板組付ステーション３との間から、配線基板ユニット製造装置本体の下方側から上方向（Ｚ１方向）のエリアの映像を捕捉することが可能となっている。また、フレキ位置測定カメラ１７を、配線基板ユニット製造装置本体の上方側に設置し、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１を上方側にした状態で移動させ、導体バンプ５１の位置測定後に、フレキシブル基板２７の表裏を反転して基板組付ステーション３で組み付けを行うようにしてもよい。

一方、リジッド位置測定カメラ１０は、図１及び図８に示すように、基板組付ステーション３の組付台１４の上面と対向する位置、つまり組付台１４の上方に配置されている。したがって、リジッド位置測定カメラ１０は、組付台１４の上方から下方側のエリアの映像を捕捉することが可能となっている。これにより、リジッドハンド１１を通じて、リジッド基板供給ステーション側から基板組付ステーション３へと載置される（基板プレス用補助プレート８０と一体化された）リジッド基板２３の段差部４７に形成されたランド部５３の位置を直接検出することが可能となっている。

詳細には、上記リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によって各々検出されたフレキシブル基板２７上の導体バンプ５１の先端部の位置情報、及びリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）上のランド部５３の位置情報は、システムコントローラ１８に入力される。システムコントローラ１８は、これらの位置情報に基づいて、コントローラ自身が把握可能な例えば２軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向）におけるＸＹ座標位置を演算により求めこの位置を認識する。ここで、上述したフレキハンド９及びリジッドハンド１１及びカメラの移動機構は、１軸の光学式若しくは磁気式のリニアスケールを多数組み合わせて構成した位置検知用のスケールや、また干渉縞などを検出するためのピックアップを備えており、システムコントローラ１８の制御下で、ハンドリングしているリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）及びフレキシブル基板２７に対して例えばμｍオーダ以下の高精度な位置決めを実現する。

また、上記構成に代えてボールねじに光学式若しくは磁気式のロータリーエンコーダを取り付けた位置検出手段やレーザー干渉計などを用いてもよい。また、基板どうしの位置決めの際には、リジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）側を移動させてもよいし、また、これに代えて、フレキシブル基板２７側を移動させるようにしてもよいし、さらにまたリジッド基板２３とフレキシブル基板２７との双方を移動させて互いの位置決めを行うようにしてもよい。

さらに、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７を適用した図８に示すレイアウトは、実際に接続すべき、フレキシブル基板２７に設けられた接続端子部２７ｂ上の導体バンプ５１の位置（図３ｂ参照）と、リジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）上のランド部５３の位置とを直接的に検出しているので、フレキシブル基板２７とリジッド基板２３との位置合せを高精度に行うことができる。

すなわち、このように構成されたフレキハンド９及びリジッドハンド１１は、上記の基板組付プログラムが実行されるシステムコントローラ１８の制御下で、図９に示すように、組付台１４上において、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７により位置検出された導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに対向して接触する位置で、一対のリジッド基板２３とフレキシブル基板２７との位置決めを行う。また、仮止め用加熱装置１９は、図６ｃ、図６ｄ及び図９に示すように、上記のように位置決めされた、基板プレス用補助プレート８０と一体化されているリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）とフレキシブル基板２７とを仮止め用加熱装置１９を介して仮固定する。

次に、本実施形態の配線基板ユニット製造装置１が備える基板プレス用補助プレート８０の構成について図１０〜図１３に基づき説明を行う。ここで、図１０は、この基板プレス用補助プレート８０の構造を示す断面図である。また、図１１は、この基板プレス用補助プレート８０上にリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）が搭載された状態を示す断面図であり、図１２は、図１１の基板プレス用補助プレート８０上のリジッド基板２３にフレキシブル基板２７が仮固定された状態を示す断面図である。さらに、図１３は、図１２のフレキシブル基板２７が仮固定されて得られた（仮固定状態の）配線基板ユニット３１と基板プレス用補助プレート８０との積層体を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行う直前の状態を示す断面図である。

すなわち、基板プレス用補助プレート８０は、図１０〜図１３に示すように、仮固定状態の配線基板ユニット３１と交互に重ね合わせて用いられるものであって、粘着層８１と、（第１の）緩衝層及び第２の緩衝層としてのクッション層８２、８４と、硬質層としてのプレス板層８３と、離型層８５とから構成されている。

粘着層８１は、図１０に示すように、仮固定状態の配線基板ユニット３１におけるリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）の構成部分を載せる（支持させる）ための表層であって、シリコーンゴム若しくは熱分解性の接着剤を材料として構成されている。（第１の）クッション層８２は、ポリエチレン（ＰＥ）を材料として用い、粘着層８１を挟んで配線基板ユニット３１と対向する側に積層されている。クッション層８４は、上記のポリエチレンにより形成されており、クッション層８２との間でプレス板層８３を挟む位置に積層されている。

さらに、離型層８５は、基板プレス用補助プレート８０上の粘着層８１が積層された一方の主面と相異なる側の他方の主面上に、油、ワックス、合成樹脂、界面活性剤などの離型剤の塗布若しくはポリプロピレン製の離型フィルムを貼り付けることにより形成されている。これにより、

プレス板層８３は、クッション層８２を挟んで粘着層８１と対向する側に積層されており、少なくともクッション層８２、８４及び粘着層８１よりも硬度の高い材質で構成されている。すなわち、プレス板層８３は、鉄、ステンレス、真鍮、アルミニウム、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、若しくはガラスエポキシ樹脂、又はこれらの材料のうちの少なくとも一種類の材料を含む複合材料により構成されている。

すなわち、このような積層構造を採る基板プレス用補助プレート８０を用い、図３ｃ及び図４に示す配線基板ユニット３１を製造する場合には、まず、図１１（及び図１）に示すように、基板プレス用補助プレート８０の粘着層８１上にリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）を搭載する。次に、図８に示すように、基板プレス用補助プレート８０上に支持されたリジッド基板２３のランド部５３の位置と、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１の位置とを、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７を通じてそれぞれ検出する。次いで、図１２及び図１、図９に示すように、各々位置検出されたランド部５３及び導体バンプ５１が互いに対向して接触する位置でこれらリジッド基板２３及びフレキシブル基板２７どうしを、仮止め用加熱装置１９を用いて仮固定する。

さらに、図１３に示すように、このようなステップで同様に製造される図１２示す仮固定状態の配線基板ユニット３１と基板プレス用補助プレート８０との積層体を（当該積層体の各層の配置が同一の向きに向くように）複数重ね合わせて真空多段プレス機に収容し、熱加圧プレスを行う。熱加圧プレス終了後に、真空多段プレス機側から搬出した積層体の郡から各々基板プレス用補助プレート８０を取り外すことで、複数の配線基板ユニット３１を製品として得ることができる。この際、基板プレス用補助プレート８０の一方の主面が、シリコーンゴム若しくは熱分解性の接着剤を材料とした粘着層８１で形成され、かつ他方の主面が、ポリプロピレン製の離型層８５で形成されていることから、基板プレス用補助プレート８０側から配線基板ユニット３１を容易に取り外すことができる。

既述したように、本実施形態に係る配線基板ユニット製造装置１によれば、熱加圧プレス時の加圧力を効率良く均一に伝えるクッション材やプレス板として機能するプレス板層８３及びクッション層８２、８４に加え、基板固定用の粘着層８１及び離型層８５を一体的に備える基板プレス用補助プレート８０と、仮固定状態の配線基板ユニット３１と、を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行うことで、配線基板ユニット３１を効率的に製造することができる。

また、本実施形態によれば、リジッド基板アッセンブリ２５又は仮固定状態の配線基板ユニット３１と、基板プレス用補助プレート８０と、が予め一体化された部品を製造工程に投入することで、上記基板プレス用補助プレート８０が空隙部３１ａ（図４参照）を塞ぐ吸着マスクとして機能し、真空吸着式のリジッドハンド１１によるリジッド基板アッセンブリ２５（及び仮固定状態の配線基板ユニット３１）の搬送や組付台１４への真空吸着保持を良好に行うことができる。また、このように仮固定状態の配線基板ユニット３１と基板プレス用補助プレート８０とを一体化することで、配線基板ユニット全体としての機械的強度が向上し、配線基板ユニット３１上の端子部周辺の仮固定部分が基板のたわみなど影響で剥離することなどを阻止することができる。

以上、本発明を第１、第２の各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。すなわち、上記実施形態では、リジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）とフレキシブル基板２７とを組み付けたフレキシブル・リジッド配線板を、製品（配線基板ユニット）として製造する態様を例示したが、これに代えて、リジッド基板どうしを直接組み付けた配線基板ユニットを製品としてもよい。また、上記実施形態では、基板プレス用補助プレート８０のクッション層が二層であったが、これに代えて、図１４に示すように、上記のリジッド基板どうしを組み付ける場合や、離型層８５の厚さを比較的厚くした場合などには、クッション層８２とプレス板層８３との間に積層されたクッション層８４を削除した基板プレス用補助プレート９０を適用することも可能である。

さらに、上記実施形態では、真空多段プレス機の構成については、特に説明しなかったが、真空多段プレス機を、例えば上記システムコントローラ１８などの制御下で動作させるようにすることで、この真空多段プレス機を一構成機器として含むかたちで上記した配線基板ユニット製造装置１（配線基板ユニット製造システム）を構成してもよいし、また、真空多段プレス機が、配線基板ユニット製造装置１とは独立して動作する個別の装置であってもよい。

本発明の実施形態に係る基板プレス用補助プレートを適用した配線基板ユニット製造装置を概略的に示す図。 図１の配線基板ユニット製造装置の構成を機能的に示すブロック図。 図１の配線基板ユニット製造装置により、フレキシブル基板に後に組み付けられるリジッド基板の構造を示す断面図。 図３ａのリジッド基板がフレキシブル基板に組み付けられる直前の状態を示す断面図。 図３ｂのフレキシブル基板とリジッド基板とが組み付けられた状態を示す断面図。 図１の配線基板ユニット製造装置により製造される配線基板ユニットを示す平面図。 図１の配線基板ユニット製造装置が備えるフレキ載置用トレーの構造を示す断面図。 図４に示す配線基板ユニットの構成部品であるリジッド基板とフレキシブル基板とを位置決めしている状態を示す斜視図。 図６ａのリジッド基板にフレキシブル基板が仮止めされる直前の状態を示す斜視図。 図６ｂのリジッド基板に対するフレキシブル基板の仮止め中の状態を示す斜視図。 図６ｃのリジッド基板にフレキシブル基板が仮止めされた状態を示す斜視図。 図１の配線基板ユニット製造装置が備えるフレキハンドと仮止め用加熱装置との構成を簡易的に説明するための図。 図１の配線基板ユニット製造装置によるリジッド基板のランド部とフレキシブル基板の導体バンプとの位置検出について説明するための図。 （図１の配線基板ユニット製造装置による）図８のリジッド基板とフレキシブル基板との位置決め及び仮止めについて説明するための図。 図１の配線基板ユニット製造装置と併せて用いられる基板プレス用補助プレートの構造を示す断面図。 図１０の基板プレス用補助プレート上にリジッド基板（リジッド基板アッセンブリ）が搭載された状態を示す断面図。 図１１の基板プレス用補助プレート上のリジッド基板にフレキシブル基板が仮固定された状態を示す断面図。 図１２のフレキシブル基板が仮固定されて得られた（仮固定状態の）配線基板ユニットと基板プレス用補助プレートとの積層体を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行う直前の状態を示す断面図。 図１０の基板プレス用補助プレートと構造の異なる他の基板プレス用補助プレートを示す断面図。

符号の説明

１…配線基板ユニット製造装置、９…フレキシブル基板ハンドリング装置（フレキハンド）、１０…リジッド位置測定カメラ、１１…リジッド基板ハンドリング装置（リジッドハンド）、１４…組付台、１７…フレキ位置測定カメラ、１８…システムコントローラ、１９…仮止め用加熱装置、２３…リジッド基板、２５…リジッド基板アッセンブリ、２７…フレキシブルプリント配線板（フレキシブル基板）、３１…配線基板ユニット、５１…導体バンプ、５３…ランド部、８０，９０…基板プレス用補助プレート、８１…粘着層、８２，８４…クッション層、８３…プレス板層、８５…離型層。

Claims (8)

1. リジッドな第１の配線基板及びこの第１の配線基板に仮固定された第２の配線基板を備える基板ユニットと交互に重ね合わせて用いる基板プレス用補助プレートであって、
   前記基板ユニットの前記第１の配線基板の構成部分を載せる粘着層と、
   前記粘着層を挟んで前記基板ユニットと対向する側に積層された緩衝層と、
   前記緩衝層及び前記粘着層よりも硬度の高い材質で構成された硬質層と、
   を具備することを特徴とする基板プレス用補助プレート。
2. 前記硬質層は、前記緩衝層を挟んで前記粘着層と対向する側に積層されていることを特徴とする請求項１記載の基板プレス用補助プレート。
3. 前記緩衝層との間で前記硬質層を挟む位置に積層された第２の緩衝層をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の基板プレス用補助プレート。
4. 前記粘着層は、シリコーンゴム若しくは熱分解性の接着剤を材料として構成さ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項に記載の基板プレス用補助プレート。
5. 前記硬質層は、鉄、ステンレス、真鍮、アルミニウム、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、若しくはガラスエポキシ樹脂、又はこれらの材料のうちの少なくとも一種類の材料を含む複合材料により構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板プレス用補助プレート。
6. 前記粘着層が積層された一方の主面と相異なる側の他方の主面上に離型剤の塗布若しくは離型フィルムを貼り付けることにより形成された離型層をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の基板プレス用補助プレート。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の基板プレス用補助プレート上に支持された前記第１の配線基板と、前記第２の配線基板と、の相対的な位置決めを行う位置決め手段と、
   前記位置決め手段により位置決めされた前記第１及び第２の配線基板上の各端子部が互いに対向して接触する位置でこれらの配線基板どうしを仮固定する仮固定手段と、
   を具備することを特徴とする配線基板ユニットの製造装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の基板プレス用補助プレート上に前記第１の配線基板を搭載する基板搭載工程と、
   前記基板搭載工程で前記基板プレス用補助プレート上に支持された前記第１の配線基板と、前記第２の配線基板と、の相対的な位置決めを行う位置決め工程と、
   前記位置決め工程で位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに対向して接触する位置でこれらの配線基板どうしを仮固定する仮固定工程と、
   前記仮固定工程で得られた前記基板ユニットと前記基板プレス用補助プレートとの積層体を複数重ね合わせて熱加圧プレスを行うプレス工程と、
   を有することを特徴とする配線基板ユニットの製造方法。

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