JP2010232277A - プリント配線基板リペア装置及びプリント配線基板リペア方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異方性導電性接着剤で接合されたリジッド基板及びフレキシブル基板を変形なく剥がすことができるプリント配線基板リペア装置及びプリント配線基板リペア方法を提供する。
【解決手段】異方性導電性接着剤で接合され水平に配置される一対のプリント配線基板の接合部を加熱して異方性導電性接着剤を軟化させる加熱手段と、プリント配線基板間にヘラを挿入させて異方性導電性接着剤を分断するヘラ挿入手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線基板リペア装置及びプリント配線基板リペア方法に関する。

近年、携帯電話機の普及に伴い、携帯電話機本体に対して表示部がスライドするスライド式のものや本体に対して表示部を折り畳むことができる折り畳み式のもの等様々な構造の携帯電話機が開発されている。これらスライド式や折りたたみ式の構造の携帯電話機は本体側のプリント配線基板（リジッド基板：以下基板と表記する。）と表示部側のプリント配線基板（リジッド基板（基板））との間をプリント配線基板（フレキシブル基板：Flexible Printed Circuit board：以下ＦＰＣと表記する。）で接続している。

ここで、リジッド基板とは、ガラス基材やガラスエポキシ基材等のリジッドな基材上に銅電極からなる金属電極またはＩＴＯ(Indium Tin Oxide)電極からなる配線電極が形成されたプリント配線基板である。
また、フレキシブル基板とは、ポリイミドやポリエステル等のフレキシブルな基材に銅電極からなる金属電極が形成されたプリント配線基板である。

リジッド基板及びフレキシブル基板には多数の電極と０．５ｍｍ以下の微細な配線パターンとが形成されており、両者間を異方性導電性接着剤で接合することが多い。
ここで、異方性導電性接着剤とは、接着フィルムの中に、導電性粒子を分散させて混入したもので、電極間で圧接すると、電極間の導通が得られるようにした導電性の膜(ＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)膜ともいう。)の一種である。このような異方性導電性接着剤で接合することをＡＣＦ接合という。

ところで、ＦＰＣ２と基板４との接合においては精密さが要求されるが、誤って接合部１に電極２ａ、４ａの位置ズレが生じた場合または、接合後に基板４あるいはＦＰＣ３に不具合が生じた場合には、図８に示すように接合部１を加熱した後、基板４から矢印Ｐａ方向にＦＰＣ２を引き剥がす（リペア）ことが行われていた。このとき引き剥がしたＦＰＣ２は廃棄していた。
図８は、本発明に関連するプリント配線基板リペア方法の概念図である。

しかしながら、上述した方法ではＦＰＣを無駄にすることになるので、ＦＰＣを再利用するため、変形なく剥がすことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の発明は、基板の製造方法に関する発明であり、図９に示すようにＦＰＣ２と基板４との接合部１を加熱した後、ＦＰＣ２を長手方向（矢印Ｐｂ、Ｐｃ方向）に引き剥がすものである。図９は、本発明に関連するプリント配線基板リペア方法の他の概念図である。

特許文献１に記載の発明によれば、第１の基板から第２の基板を剥離する際に、第２の基板にカール状の大きな変形が生じるのを効果的に抑制することができる。その結果、剥離した第２の基板を再利用することができるとしている。

特開２００９−４６０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、引き剥がしたＦＰＣが変形することがあり、再接合時に変形を抑える手段が必要であり、ガラス転移温度に到達しても長手方向に引っ張るため負荷が小さくなく、ＦＰＣが損傷しやすいという問題がある。例えば、接合部サイズが２３ｍｍ×３ｍｍの場合、１４．７Ｎ〜１９．６Ｎ（１．５ｋｇ〜２ｋｇ）の力で引っ張っても剥がれない。また、特許文献１に記載の発明は、長手方向に引き剥がすには、さらに温度を上げる必要があり、周辺部品に熱による影響が出やすい。

そこで、本発明の目的は、異方性導電性接着剤で接合されたリジッド基板及びフレキシブル基板を変形することなく剥がすことができるプリント配線基板リペア装置及びプリント配線基板リペア方法を提供することにある。

本発明の装置は、異方性導電性接着剤で接合され水平に配置される一対のプリント配線基板の接合部を加熱して前記異方性導電性接着剤を軟化させる加熱手段と、前記プリント配線基板間にヘラを挿入させて前記異方性導電性接着剤を分断するヘラ挿入手段と、を有することを特徴とする。

本発明の方法は、異方性導電性接着剤で接合された一対のプリント配線基板の接合部を加熱して前記異方性導電性接着剤を軟化させ、前記プリント配線基板間にヘラを挿入して前記異方性導電性接着剤を分断することを特徴とする。

本発明によれば、異方性導電性接着剤で接合されたリジッド基板及びフレキシブル基板を変形することなく剥がすことができるプリント配線基板リペア装置及びプリント配線基板リペア方法の提供を実現することができる。

本発明に係るプリント配線基板リペア方法を適用したプリント配線基板リペア装置の一実施の形態を示す概念図である。 （ａ）は、図１に示したプリント配線基板リペア装置に用いられるヘラ１４の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の円Ｐｄの拡大図である。 本発明に係るプリント配線基板リペア装置の加熱手段に用いられるヘッド移動手段１３の機能を説明するための説明図である。 本発明に係るプリント配線基板リペア装置のヘラ移動手段１５の傾斜機能を説明するための説明図である。 本発明に係るプリント配線基板リペア装置のヘラ移動手段１５のヘラ挿入機能を説明するための説明図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図１に示したプリント配線基板リペア装置の動作を説明するための説明図である。 本発明に係るプリント配線基板リペア装置に用いられるヘラの変形例を示す平面図である。 本発明に関連するプリント配線基板リペア方法の概念図である。 本発明に関連するプリント配線基板リペア方法の他の概念図である。

本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
＜構 成＞
図１は、本発明に係るプリント配線基板リペア方法を適用したプリント配線基板リペア装置の一実施の形態を示す概念図である。Ｚ軸、Ｘ軸、及び入射角θが示されている。
プリント配線基板リペア装置１０は、ＡＣＦ３で接合された一対のＦＰＣ２プリント配線基板４を水平に保持し、電極２ａ、４ａの接合部１を加熱してＡＣＦ３を軟化させる加熱手段５と、ＦＰＣ２プリント配線基板４間にヘラ１４を挿入させてＡＣＦ３を分断するヘラ挿入手段１５と、を有する。これら加熱手段５、及びヘラ挿入手段１５がベース１６ａ上に設置されている。尚、図１は待機状態を示している。

加熱手段５は、接合されたＦＰＣ２プリント配線基板４のうちの一方の主面（プリント配線基板４の下面）を加熱する加熱ブロック１１と、加熱ブロック１１の上側に配置されＦＰＣ２プリント配線基板４のうちの他方の主面（プリント配線基板２）を加熱する加熱ヘッド１２と、加熱ヘッド１２を鉛直方向（Ｚ軸方向：矢印Ｐ１方向）に移動させるヘッド移動手段１３と、を有する。
加熱ブロック１１及び加熱ヘッド１２は、それぞれ内部に図示しないヒータを有し、ＡＣＦ３を軟化させる温度に加熱するようになっている。

ヘッド移動手段１３は、固定部１７ａに対して移動部１７ｂを鉛直方向（矢印Ｐ１方向）に移動させるエアシリンダ１７と、エアシリンダ１７の移動部１７ｂに固定部１８ａが固定され、加熱ヘッド１２を無負荷状態で保持するスライド部１８ｂを有するリニアスライダ１８と、を有する。１６ｂはエアシリンダ１７を鉛直に保持するための支柱である。

ここで「無負荷状態で保持する」とは、加熱ヘッド１２の荷重（例えば、加熱ヘッド１２の質量が１００ｇとすると、０．９８Ｎ）だけが接合部１に加わるように保持することを意味する。従って、加熱ヘッド１２は、鉛直上方向に押し上げることが可能である。
リニアスライダ１８は、例えば、両端にストッパが設けられた案内レールと、案内レールに沿って移動するスライダと、案内レールとスライダとの間に配置された複数個の転動体とで構成されたものである（例えば、特開平１１−１２６４６０号公報、特開２００８−１８０２９０号公報参照。）。

ヘラ挿入手段１５は、図示しない昇降部を図示しない固定部に対して矢印Ｐ２方向もしくは矢印Ｐ２とは逆の方向に移動させることでヘラ１４の高さを調整するためのＺステージ１９を有する。Ｚステージ１９は、公知の昇降装置（例えば、特開２００４−１５２９１６号公報参照。）が用いられる。

Ｚステージ１９の昇降部の上には、傾斜部２０ｂを矢印Ｐ３方向に傾斜させることによりヘラ１４の接合部１への入射角θを調整するためのゴニオステージ２０を有する。
ゴニオステージ２０は、上面が断面円弧状に形成された凹部を有する固定部２０ａと、底面が断面円弧状に形成された凸部を有する傾斜部２０ｂと、傾斜部２０ｂを固定部２０ａ上で回動させる図示しない駆動部とを有する（例えば、特開平７−１７６５６９号公報参照。）。

ゴニオステージ２０の傾斜部２０ｂ上にはヘラ１４を指定量だけ矢印Ｐ４方向に移動するための送りステージ２１（例えば、特開平７−２０１９３６号公報参照。）の固定部２１ａが設けられ、移動部２１ｂにヘラ１４が締結手段としての、ボルト２２で固定されている。

図２（ａ）は、図１に示したプリント配線基板リペア装置に用いられるヘラ１４の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図であり、図２（ｃ）は、図（ｂ）の円Ｐｄの拡大図である。
図２（ａ）に示すヘラ１４は、平面形状がほぼ長尺状を有しており、角部１４ａ、１４ｂに所定のＲが形成されている。Ｒの径はＡＣＦ３を分断しやすくするための大きさを有する（例えば、ヘラ１４の幅の数分の一程度）。このため、ヘラ１４の接合部１のＡＣＦ３への挿入によるＦＰＣ２、基板４、端子等を損傷することが防止される。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すヘラ１４は、先端部（図の右端）の断面形状が、航空機の主翼の前縁部形状に形成され、胴部が平板状に形成されている。ヘラ１４の上面外皮相当部１４ｃにＦＰＣ２が接触し、ヘラ１４の下面外皮相当部１４ｄに基板４が接触するように配置される。
ヘラ１４は、このような主翼のような形状を有することにより、ヘラ１４の接合部１のＡＣＦ３への挿入によるＦＰＣ２、基板４、端子等を損傷することが防止される。
ヘラ１４は、フッ素系樹脂でコーティングされている（メッキされていてもよい）。
ヘラ１４の厚さは、接合部１のＡＣＦ３への挿入による剥離時の負荷に耐えうる張りを保つ厚さで、かつ、ヘラ１４の挿入でＦＰＣ２と基板４に対して軽負荷で剥離できる厚さ、例えば０．２ｍｍ程度が好ましい。

＜機 能＞
図３は、本発明に係るプリント配線基板リペア装置の加熱手段に用いられるヘッド移動手段１３の機能を説明するための説明図である。
プリント配線基板リペア装置１０のエアシリンダ１７を駆動して加熱ヘッド１２を矢印Ｐ１方向（図１参照）に降下させると、加熱ヘッド１２が降下してＦＰＣ２プリント配線基板４の電極２ａ、４ａの接合部１に接して後停止すると、加熱ヘッド１２はリニアスライダ１８に取り付けられているので、スライド部１８ｂが固定部１８ａに沿って所定距離だけ移動するので、固定部１８ａ〜見ると見かけ上矢印Ｐ３０方向に上昇する（実際は停止する）。すなわちエアシリンダ１７の力は加熱ヘッド１２には伝達されない。

このため、加熱ヘッド１２は無負荷状態のまま保持されるので、前述したように加熱ヘッド１２自身の重力（荷重）だけが接合部１に加わることになる。作業終了時にはエアシリンダ１７を矢印Ｐ１方向（図１参照）とは逆方向に上昇させればよい。

図４は、本発明に係るプリント配線基板リペア装置のヘラ移動手段１５の傾斜機能を説明するための説明図である。
図１に示したプリント配線基板リペア装置１０のゴニオステージ２０を駆動すると、図４に示すように、傾斜部２０ｂが矢印Ｐ３方向に回動し、傾斜部２０ｂに固定された送りステージ２１がヘラ１４ごと入射角θだけ傾斜する。作業終了時にはゴニオステージ２０の傾斜部２０ｂを矢印Ｐ３方向とは逆方向に回動させればよい。

図５は、本発明に係るプリント配線基板リペア装置のヘラ移動手段１５のヘラ挿入機能を説明するための説明図である。
図１に示したプリント配線基板リペア装置１０の送りステージ２１を駆動すると、図５に示すように、送りステージ２１の移動部２１ｂを矢印Ｐ４方向に移動させるとヘラ１４が接合部１に挿入する。作業終了時は移動部２１ｂを矢印Ｐ４とは逆方向に移動させればよい。

＜動 作＞
図６（ａ）〜（ｆ）は、図１に示したプリント配線基板リペア装置の動作を説明するための説明図である。図６（ａ）〜（ｆ）において、移動手段等は省略してある。
まず、ＡＣＦ接続された、基板４及びＦＰＣ２の接合部１を加熱ブロック１１上にセットする（図６（ａ））。

基板４及びＦＰＣ２を、ヘラ１４が抵抗無く挿入でき、圧痕がつかない程度の軽荷重（０．９８Ｎ：１００ｇ程度）で抑える加熱ヘッド１２を降下させ、加熱ブロック１１と共に接合部１を挟み込む（図６（ｂ））。

加熱ブロック１１及び加熱ヘッド１２で接合部１をガラス転移温度以上（例えば、８０℃〜１７０℃）に加熱し、異方性導電性接着剤３を軟化させる（図６（ｃ））。

異方性導電性接着剤３が軟化したら、ヘラ１４を接合部１のサイズに応じた一定負荷、一定速度で水平方向に挿入していく。ここで、例えば、接合部１のサイズが１３ｍｍ×２．７ｍｍの場合で、０．９８〜４．９Ｎ（１００〜５００ｇ）、０．５〜１ｍｍ／ｓｅｃ程度となる（図６（ｄ））。

ヘラ１４をさらに異方性導電性接着剤３に挿入すると、ヘラ１４は異方性導電性接着剤３を三つの異方性導電性接着剤３ａ、３ｂ、３ｃに分断することにより、基板４とＦＰＣ２とを剥離しながら、軽荷重で抑えられた加熱ヘッド１２の底面と平行な状態でＦＰＣ２を挟み込み変形を抑える。基板４側もヘラ１４と加熱ブロック１１の上面と平行な状態であり、反り等を抑える（図６（ｅ））。

基板４とＦＰＣ２とが分離できた時点で加熱ヘッド１２を上昇させて待機状態に戻し、分離したＦＰＣ２を取り出す。基板４及びＦＰＣ２に付着した異方性導電性接着剤３ａ、３ｂを除去する（図６（ｆ））。

以上の動作により、基板４とＦＰＣ２とが損傷無く分離され、再利用が可能となった。また、ヘラ１４が無い場合に比べて、加熱ブロック１１及び加熱ヘッド１２の表面温度を５０℃低下させることができた。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。例えば、上述の説明では、一つの接合部を分離する場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の接合部を同時に分離するように構成してもよい。

図７は、本発明に係るプリント配線基板リペア装置に用いられるヘラの変形例を示す平面図である。
図７に示したヘラ１４０の図２（ａ）〜（ｃ）に示したヘラ１４との相違点は、幅の異なる複数のヘラ１４０ａ、１４０ｂを胴部で一体化した点である。
このようなヘラ１４０を用いることにより、幅の異なる複数の接合部を同時に分離することができる。
尚、幅が同一の複数のヘラを一体化したヘラ（図示せず。）を用いて同一幅の複数の接合部を同時に分離するように構成してもよいのは言うまでもない。

また、上述した実施の形態は、基板１が装置に水平に搭載される場合で説明したが、本発明ではこれに限定されず、基板１を鉛直に立てた状態でリペアするように構成してもよい。

本発明は、操作部と表示部とが回動可能な携帯端末に利用できる。

１ 接合部
２ ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）
２ａ 電極
３、３ａ、３ｂ 異方性導電性接着剤（ＡＣＦ）
４ 基板（リジッドプリント配線基板）
４ａ 電極
５ 加熱手段
１０ プリント配線基板リペア装置
１１ 加熱ブロック
１２ 加熱ヘッド
１３ ヘッド移動手段
１４ ヘラ
１５ ヘラ移動手段
１６ａ ベース
１６ｂ 支柱
１７ エアシリンダ
１７ａ 固定部
１７ｂ 移動部
１８ リニアスライダ
１８ａ 固定部
１８ｂ スライド部
１９ Ｚステージ
２０ ゴニオステージ
２０ａ 固定部
２０ｂ 傾斜部
２１ 送りステージ
２１ａ 固定部
２１ｂ 移動部
２２ ボルト

Claims (7)

1. 異方性導電性接着剤で接合され水平に配置される一対のプリント配線基板の接合部を加熱して前記異方性導電性接着剤を軟化させる加熱手段と、
   前記プリント配線基板間にヘラを挿入させて前記異方性導電性接着剤を分断するヘラ挿入手段と、
   を有することを特徴とするプリント配線基板リペア装置。
2. 前記加熱手段は、前記プリント配線基板の一方の主面を加熱する加熱ブロックと、前記加熱ブロックの上側に配置され前記プリント配線基板の他方の主面を加熱する加熱ヘッドと、前記加熱ヘッドを前記加熱ブロックに対して鉛直方向に移動させるヘッド移動手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板リペア装置。
3. 前記ヘッド移動手段は、シリンダ部に対してピストン部を鉛直方向に移動させるエアシリンダと、該エアシリンダのピストン部に固定部が固定され、前記加熱ヘッドを吊り下げ状態に保持するスライド部を有するリニアスライダと、を有することを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板リペア装置。
4. 前記ヘラ挿入手段は、高さを調整するＺステージと、該Ｚステージ上に設けられ前記ヘラの入射角を調整するゴニオステージと、該ゴニオステージ上に設けられた前記ヘラを指定量だけ移動させる送りステージと、を有することを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板リペア装置。
5. 前記プリント配線基板の一方がフレキシブル基板であり、他方がリジッド基板である場合、前記ヘラは、先端部の断面形状が主翼の前縁部形状に形成され、上面外皮相当部に前記フレキシブル基板が接触し、下面外皮相当部に前記リジッド基板が接触するように配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のプリント配線基板リペア装置。
6. 前記ヘラは、幅の異なる複数のヘラを胴部で一体化したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のプリント配線基板リペア装置。
7. 異方性導電性接着剤で接合された一対のプリント配線基板の接合部を加熱して前記異方性導電性接着剤を軟化させ、前記プリント配線基板間にヘラを挿入して前記異方性導電性接着剤を分断することを特徴とするプリント配線基板リペア方法。

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