JP2013084790A

JP2013084790A - 熱圧着装置

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Publication number: JP2013084790A
Application number: JP2011223938A
Authority: JP
Inventors: Masateru Mori; 匡輝森; Jun Konishi; 純小西; Tetsuro Manabe; 哲郎真鍋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-05-09

Abstract

【課題】基板の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品等が配置された場合にあっても、当該端子領域を含む熱圧着対象部位をより均一に加圧することができる熱圧着装置を提供する。
【解決手段】熱圧着装置１は、リジッド配線基板１００の端子領域に対応する部分を下方から保持する保持ユニット３０を備える。保持ユニット３０は、リジッド配線基板１００に接触することでリジッド配線基板１００をフレキシブル配線基板２００に向けて押圧付勢する複数の保持ピン３２を有する。複数の保持ピン３２の各々は、棒状のピン本体と、ピン本体をリジッド配線基板１００に向けて付勢する付勢バネと、ピン本体のリジッド配線基板１００側の先端に取付けられたクッションパッド３２ｅとを含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、接続対象である一対の基板の各々に設けられた端子領域に対応する部分を熱圧着用フィルムを用いて熱圧着するための熱圧着装置に関する。

プリント基板に表面実装型のチップ部品やＩＣ（Integrated Circuit）等を実装する方法として、熱圧着用フィルムを用いた実装方法が知られている。また、プリント基板同士を接続する接続方法としても、熱圧着用フィルムを用いた接続方法が知られている。これら熱圧着用フィルムを用いた実装方法や接続方法を採用した場合には、接続電極間をファインピッチで接続することが可能になるメリットが得られるばかりでなく、別途コネクタ等を設ける必要がなくなるため、機器の薄型化が可能になるというメリットも得られる。

熱圧着用フィルムとしては、樹脂部（熱硬化性樹脂）と当該樹脂部中に分散配置された導電粒子とを備えたＡＣＦ（異方性導電フィルム：Anisotropic Conductive Film）と、導電粒子を含まず樹脂部（熱硬化性樹脂）のみからなるＮＣＦ（Non Conductive Film）とが知られている。ＡＣＦを利用した場合には、熱圧着後において導電粒子が接続電極間を電気的に導通させる導通部となり、硬化した樹脂部が接続状態を保持するとともに、隣接する電極間の絶縁性を確保する。一方、ＮＣＦを利用した場合には、熱圧着後において接続電極同士が接触により導通し、硬化した樹脂部が接続状態を保持するとともに、隣接する電極間の絶縁性を確保する。

たとえば、携帯電話に代表される小型化や薄型化の要請の強い携帯機器にあっては、その製造の際に、接続対象である一対のプリント基板（多くの場合、一方がリジッド配線基板であり、他方がフレキシブル配線基板である）の各々に設けられた端子領域間にＡＣＦを挟み込み、当該ＡＣＦを挟み込んだ状態においてＡＣＦを加熱しつつ一対のプリント基板の端子領域が設けられた部分を挟み込むように両側から加圧することにより、これら積層体の熱圧着が行なわれる。当該熱圧着により、接続電極間に位置するＡＣＦ中に含まれる導電粒子同士が互いに接触した状態となり、当該接続電極間において電気的導通が確保される。

ここで、上記接続電極間における高い接続信頼性を実現するためには、当該接続電極が設けられた領域であるプリント基板の端子領域に対応する部分（すなわち、当該部分が熱圧着対象部位となる）を均等な加圧力で加圧することが必要になる。そのため、通常は、プリント基板の端子領域が設けられた部分の裏面側は、実装部品等が実装されずに平坦な状態とされる場合が多い。

しかしながら、上述した携帯電話等にあっては、小型化および薄型化のためにより高密度での実装部品の実装が要求されるため、上述したような実装部品のレイアウトに対する制約は、実装密度の低下につながってしまい、好ましいものとは言えない。

そこで、従来、プリント基板の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品が実装された状態にあっても、上述した如くの熱圧着を可能にするプリント基板の接続方法が、種々提案されている。

たとえば、特開２００１−１５９０８号公報（特許文献１）には、リジッド配線基板の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装された実装部品を避けてリジッド配線基板を支持台にて支持し、当該リジッド配線基板の上方にフレキシブル配線基板を配置して熱圧着を行なう接続方法が開示されている。

また、特開２００９−１０５２０４号公報（特許文献２）には、リジッド配線基板の端子領域が設けられ部分の裏面側に実装された実装部品および／またはその周辺部分を弾性体からなる支持部材を用いて弾性支持し、当該リジッド配線基板の上方にフレキシブル配線基板を配置して熱圧着を行なう接続方法が開示されている。

特開２００１−１５９０８号公報特開２００９−１０５２０４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の如くの接続方法を採用した場合には、実装部品が実装された部分においてリジッド配線基板を支持しない構成であるため、支持台によって支持される部分と支持台によって支持されない部分とがリジッド配線基板の熱圧着対象部位に生じてしまうことになり、加圧力の不均一が生じて接続信頼性の十分な確保が行なえない問題が生じる。さらには、熱圧着対象部位の全体に実装部品が実装されている場合には、そもそもリジッド配線基板自体を支持できない問題も生じてしまう。

また、上記特許文献２に開示の如くの接続方法を採用した場合には、熱圧着を行なうワーク毎にそれに応じた形状の弾性体を別途準備することが必要になり、装置コストが増大してしまうといった問題が生じる。また、リジッド配線基板の端子領域が設けられ部分の裏面側に複数の実装部品が実装されている場合等には、実装部品の間の隙間の部分と実装部品が位置する部分との間でやはり加圧力に不均一が生じてしまい、接続信頼性の十分な確保が困難になってしまう問題も生じる。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、基板の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品等が配置された場合にあっても、当該端子領域を含む熱圧着対象部位をより均一に加圧することができる熱圧着装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく熱圧着装置は、第１基板および第２基板の各々に設けられた端子領域によって熱圧着用フィルムが挟み込まれてなる上記第１基板、上記第２基板および上記熱圧着用フィルムの積層体に対して、熱圧着ヘッドを上記第２基板が位置する上方側から上記第２基板の端子領域に対応する部分に押圧することにより、上記第１基板と上記第２基板とを熱圧着するものであって、上記第１基板の端子領域に対応する部分を上記第１基板が位置する下方側から保持する保持部を備えている。上記保持部は、上記第１基板に接触することで上記第１基板を上記第２基板に向けて押圧付勢する複数の保持ピンを有しており、上記複数の保持ピンの各々は、棒状のピン本体と、上記ピン本体を上記第１基板に向けて付勢する付勢部材と、上記ピン本体の上記第１基板側の先端に取付けられた弾性部材とを含んでいる。

上記本発明に基づく熱圧着装置にあっては、上記保持部が、上記複数の保持ピンの設置高さを個別に調節可能な第１高さ調節機構を有していてもよい。

上記本発明に基づく熱圧着装置にあっては、上記保持部が、上記複数の保持ピンを支持する支持ブロックをさらに有していることが好ましく、その場合には、当該熱圧着装置が、上記支持ブロックの設置高さを調節することで上記複数の保持ピンの設置高さを一括して調節可能な第２高さ調節機構をさらに備えていることが好ましい。

上記本発明に基づく熱圧着装置は、さらに、上記第１基板の端子領域以外の領域である周囲領域に対応する部分を下方から支持する支持部を備えていることが好ましい。

上記本発明に基づく熱圧着装置は、さらに、上記支持部に対向配置され、上記第１基板の周囲領域に対応する部分を上方側から上記支持部に向けて押圧するための押さえ部を備えていることが好ましい。

上記本発明に基づく熱圧着装置にあっては、上記押さえ部が、上記熱圧着ヘッドの上下動に連動して上下動するように上記熱圧着ヘッドと一体化されていることが好ましい。

上記本発明に基づく熱圧着装置にあっては、上記支持部が、上記第１基板に接触することで上記第１基板を上記押さえ部に向けて押圧付勢する複数の支持ピンを有していてもよく、その場合には、上記複数の支持ピンの各々は、棒状のピン本体と、上記ピン本体を上記第１基板に向けて付勢する付勢部材とを含んでいることが好ましい。

本発明によれば、基板の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品等が配置された場合にあっても、当該端子領域を含む熱圧着対象部位をより均一に加圧することができる熱圧着装置とすることができる。したがって、当該熱圧着装置を利用することにより、接続電極間における高い接続信頼性が確保できる熱圧着用フィルムを用いた接続を実現することが可能になる。

本発明の実施の形態１における熱圧着装置の斜視図である。図１に示すヘッド側ユニットの底面図である。図１に示す受け台側ユニットの平面図である。図１に示す熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の断面図である。図１に示す保持ピンの一部破断正面図である。図１に示す熱圧着装置の支持ユニットを含む部分の断面図である。図１に示す熱圧着装置の熱圧着時における要部拡大正面図である。図１に示す熱圧着装置の熱圧着時における要部拡大側面図である。本発明の実施の形態２における熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の受け台側ユニットの断面図である。本発明の実施の形態３における熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の受け台側ユニットの断面図である。本発明の実施の形態４における熱圧着装置の保持ユニットの平面図である。携帯電話のリジッド配線基板と液晶ユニットとの接続構造を示す表面側から見た斜視図である。携帯電話のリジッド配線基板と液晶ユニットとの接続構造を示す裏面側から見た斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下においては、熱圧着用フィルムとしてＡＣＦを使用したＡＣＦ接続に本発明を適用した場合を例示して説明を行なうが、熱圧着用フィルムとしてＮＣＦを使用したＮＣＦ接続にも本発明の適用が可能である。

まず、本発明の実施の形態における熱圧着装置について説明するに先立って、当該熱圧着装置を利用することで製造される携帯電話のリジッド配線基板と液晶ユニットとの接続構造について説明する。図１２は、携帯電話のリジッド配線基板と液晶ユニットとの接続構造を示す表面側から見た斜視図であり、図１３は、裏面側から見た斜視図である。

図１２および図１３に示すように、液晶ユニット１２０は、リジッド配線基板１００に設けられた各種回路との間で表示のための信号をやり取りするために、フレキシブル配線基板２００を用いてリジッド配線基板１００に接続される。

リジッド配線基板１００とフレキシブル配線基板２００との接続は、リジッド配線基板１００に設けられた端子領域Ｒ１がフレキシブル配線基板２００の一端部に設けられた端子領域に対してＡＣＦを用いて接続されることによって行なわれる。また、液晶ユニット１２０とフレキシブル配線基板２００との接続は、液晶ユニット１２０に設けられた端子領域Ｒ２がフレキシブル配線基板２００の他端部に設けられた端子領域に対してＡＣＦを用いて接続されることによって行なわれる。

ここで、リジッド配線基板１００とフレキシブル配線基板２００とを接続するための接続方法について、より具体的に説明する。

まず、リジッド配線基板１００に設けられた端子領域Ｒ１に、接続に必要な量（長さ）のＡＣＦが貼り付けられた後、当該ＡＣＦに６０℃〜８０℃程度の温度と１ＭＰａ程度の圧力が加わるように加熱および加圧が行なわれることにより、ＡＣＦがリジッド配線基板１００に仮圧着（転写）される。次に、このＡＣＦの仮圧着が行なわれたリジッド配線基板１００が後述する本実施の形態における熱圧着装置の受け台側ユニットにセットされる。

次に、フレキシブル配線基板２００の端子領域が設けられた上記一端部がリジッド配線基板１００のＡＣＦが仮圧着された部分である端子領域Ｒ１上に重なるように、フレキシブル配線基板２００が配置される。さらに、フレキシブル配線基板２００の上記一端部上にゴムシート等からなる緩衝材が配置され、熱圧着装置の加熱された熱圧着ヘッドが当該緩衝材を介してＡＣＦが介装された部分である熱圧着対象部位に対して押圧される。これにより、ＡＣＦに１７０℃〜１９０℃程度の温度と３ＭＰａ程度の圧力が加えられ、ＡＣＦがリジッド配線基板１００およびフレキシブル配線基板２００に本圧着される。

本圧着においては、一旦、ＡＣＦの樹脂部（熱硬化性樹脂）が溶融し、リジッド配線基板１００に設けられた接続電極とフレキシブル配線基板２００に設けられた接続電極との間において、上記熱圧着ヘッドによる加圧によってＡＣＦ中の導電粒子（金めっきニッケル粒子または金めっきプラスチック粒子等）が相互に接触し、これら接触した導電粒子によって両接続電極間が導通する。さらに、ＡＣＦが上記温度に到達するまでの間、上記熱圧着ヘッドによる押圧状態が概ね１０秒程度維持されることにより、ＡＣＦの樹脂部が硬化し、本圧着が完了する。

以上においては、リジッド配線基板１００とフレキシブル配線基板２００とを接続するための接続方法について具体的に説明したが、液晶ユニット１２０とフレキシブル配線基板２００とを接続するための接続方法についても、同様の処理の熱圧着によって行なわれる。

ここで、リジッド配線基板１００の表裏面には、上述した熱圧着に先立って各種の実装部品１０１が実装されている。特に、図１３に示すように、リジッド配線基板１００の端子領域Ｒ１が設けられた部分の裏面に実装部品１０１が実装されている場合には、本圧着の際に、上述したように熱圧着対象部位に対する加圧力の不均一が生じてしまい、接続信頼性の十分な確保が行なえない問題が生じてしまう。

以下において示す実施の形態１ないし４における熱圧着装置は、主として上述した受け台側ユニットに改良を加えることにより、ワークである、リジッド配線基板、フレキシブル配線基板および異方性導電フィルムの積層体に含まれる熱圧着対象部位に対する加圧力の均一化を図り、これにより上記問題点の解決を図るものである。なお、以下に示す実施の形態１ないし４においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱圧着装置の斜視図であり、図２は、図１に示すヘッド側ユニットの底面図、図３は、図１に示す受け台側ユニットの平面図である。図４は、図１に示す熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の断面図であり、図２および図３中に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図１に示す保持ピンの一部破断正面図である。図６は、図１に示す熱圧着装置の支持ユニットを含む部分の断面図であり、図２および図３中に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。以下においては、これら図１ないし図６を参照して、本実施の形態における熱圧着装置について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における熱圧着装置１は、ヘッド側ユニット１０と、受け台側ユニット２０とを主として備えている。ヘッド側ユニット１０は、熱圧着装置１の上部に設置されており、受け台側ユニット２０は、ヘッド側ユニット１０に対向するように熱圧着装置１の下部に設置されている。

図１および図２に示すように、ヘッド側ユニット１０は、熱圧着ヘッド１１と、押さえ部材１２と、これら熱圧着ヘッド１１および押さえ部材１２が組付けられた枠部材１３とを含んでいる。熱圧着ヘッド１１は、ワークの熱圧着対象部位である端子領域を含む部分を加熱および加圧するためのものであり、その下端に位置する押圧面は、図中に示すＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。押さえ部材１２は、ワークの端子領域以外の領域である周囲領域を含む部分を押圧するための押さえ部に相当し、図中に示すＸＹ平面において複数設けられている。

枠部材１３は、図示しない駆動機構によって図中に示すＺ軸方向に沿って上下動可能となるように構成されている。また、押さえ部材１２は、枠部材１３を介して熱圧着ヘッド１１と一体化されている。これにより、図示しない駆動機構によって枠部材１３が上下動されることにより、熱圧着ヘッド１１および押さえ部材１２が一体的に上下動することになる。

図１および図３に示すように、受け台側ユニット２０は、受け台２１と、保持ユニット３０と、支持ユニット４０Ａ，４０Ｂとを主として備えている。保持ユニット３０は、ワークの熱圧着対象部位である端子領域を含む部分を保持するための保持部に相当し、その上端に位置する保持面は、図中に示すＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。支持ユニット４０Ａ，４０Ｂは、ワークの端子領域以外の領域である周囲領域を含む部分を支持するための支持部に相当し、図中に示すＸＹ平面において保持ユニット３０を挟み込むように配置されている。保持ユニット３０および支持ユニット４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ受け台２１に設けられた凹部に収容されることで受け台２１に対してそれぞれ組付けられている。

ここで、図１に示すように、保持ユニット３０は、熱圧着ヘッド１１に対向するように配置されており、一対の支持ユニット４０Ａ，４０Ｂは、押さえ部材１２に対向するように配置されている。これにより、ワークが受け台側ユニット２０上にセットされた状態であってかつヘッド側ユニット１０が下降した状態においては、ワークの熱圧着対象部位である端子領域を含む部分が保持ユニット３０と熱圧着ヘッド１１とによって挟み込まれることになり、またワークの端子領域以外の領域である周囲領域を含む部分が支持ユニット４０Ａ，４０Ｂと押さえ部材１２とによって挟み込まれることになり、これにより熱圧着（本圧着）が行なわれることになる。

図１，図３および図４に示すように、保持ユニット３０は、複数の保持ピン３２と、当該複数の保持ピン３２を支持する支持ブロック３１とを有している。複数の保持ピン３２は、支持ブロック３１を平面視した場合に行列状に整列して設けられている。

図５に示すように、複数の保持ピン３２の各々は、スリーブ３２ａと、ピン本体３２ｂと、ストッパ３２ｃと、付勢バネ３２ｄと、弾性部材としてのクッションパッド３２ｅとを含んでいる。スリーブ３２ａは、円筒状の部材からなり、その内部に下から順に球状のストッパ３２ｃ、付勢バネ３２ｄおよび棒状のピン本体３２ｂが挿入されている。ピン本体３２ｂは、その上端寄りの部分がスリーブ３２ａの外部に露出して位置するように配置されており、クッションパッド３２ｅは、露出して配置されたピン本体３２ｂの先端部分（すなわち上端部分）に取付けられている。なお、クッションパッド３２ｅの材質としては、特に制限されるものではないが、αゲルまたはシリコーンゴム等が好適である。

スリーブ３２ａの下端には、絞り加工が施されており、これにより、ストッパ３２ｃは、スリーブ３２ａの下端において当て留めされている。また、付勢バネ３２ｄの下端は、当該当て留めされたストッパ３２ｃに接触しており、付勢バネ３２ｄの上端は、ピン本体３２ｂの下端に接触している。以上により、ピン本体３２ｂは、図中に示す矢印Ｂ方向に沿って移動可能に構成されることになり、付勢バネ３２ｄが伸縮することで保持ピン３２の全長が変化することになる。

すなわち、ピン本体３２ｂが押し込まれた状態においては、付勢バネ３２ｄが圧縮されることで保持ピン３２の全長が短くなり、ピン本体３２ｂが押し込まれた状態が解除されることにより、付勢バネ３２ｄの復元力によってピン本体３２ｂが押し上げられることで保持ピン３２の全長が長くなる。なお、ピン本体３２ｂが押し込まれた状態においては、圧縮された付勢バネ３２ｄの付勢力に基づいて、ピン本体３２ｂに所定の反力が与えられる。この付勢バネ３２ｄの反力が、後述するワークの熱圧着対象部位を保持するための保持力になる。

図１，図３および図４に示すように、支持ブロック３１は、図中に示すＺ軸方向に沿って延びるように設けられた非貫通の複数の孔部を有しており、複数の保持ピン３２の各々は、当該複数の孔部のそれぞれに挿入されることで支持ブロック３１に組付けられている。より詳細には、上記複数の孔部は、支持ブロック３１の上面から所定の深さにまで達するように設けられており、複数の保持ピン３２のスリーブ３２ａが、当該複数の孔部のそれぞれに上方から挿入されることにより、複数の保持ピン３２が支持ブロック３１に組付けられている。

以上により、保持ピン３２のピン本体３２ｂの上端寄りの部分およびピン本体３２ｂの先端部分に取付けられたクッションパッド３２ｅが、受け台２１の上面上において上方に向けて突出して配置されることになるとともに、当該ピン本体３２ｂおよびこれに取付けられたクッションパッド３２ｅが、図中に示すＺ軸方向に沿って（すなわち、図４中に示す矢印Ｂ方向に）上下動可能に構成されることになる。

なお、図４に示すように、ヘッド側ユニット１０に設けられた熱圧着ヘッド１１は、熱圧着の際に図中に示すＺ軸方向に沿って（すなわち、図４中に示す矢印Ａ方向に）下降し、これによりワークの熱圧着対象部位である端子領域を含む部分（図４においては、ワークは不図示）が保持ユニット３０の複数の保持ピン３２と熱圧着ヘッド１１とによって挟み込まれることになる。

一方、図１，図３および図６に示すように、支持ユニット４０Ａは、一対の支持ピン４２と、当該一対の支持ピン４２を支持する支持ブロック４１とを有している。

図６に示すように、一対の支持ピン４２の各々は、棒状のピン本体を有しており、当該ピン本体の先端部分（上端部分）に位置決め用の突起部４２ａが、また後端部分（下端部分）に凹状の受け部４２ｂが設けられている。支持ピン４２は、その上端寄りの部分が支持ブロック４１の外部に露出して位置するように配置されている。

支持ブロック４１の内部には、付勢バネ４３と、ベアリング４４とが埋設されている。付勢バネ４３は、その一端が支持ピン４２の受け４２ｂに接触するように配置されており、支持ピン４２が押し込まれた状態において、圧縮された付勢バネ４３の付勢力に基づいて、支持ピン４２に所定の反力が与えられる。また、ベアリング４４は、支持ピン４２を上下方向に摺動可能に保持するものであり、支持ピン４２が傾斜することを防止するためのものである。

以上により、支持ピン４２の上端寄りの部分が、受け台２１の上面上において上方に向けて突出して配置されることになるとともに、当該支持ピン４２が、図中に示すＺ軸方向に沿って（すなわち、図６中に示す矢印Ｃ方向に）上下動可能に構成されることになる。なお、その詳細な説明は省略するが、支持ユニット４０Ｂの構造および動作についても、上述した支持ユニット４０Ａの構造および動作と同じである。

図６に示すように、ヘッド側ユニット１０に設けられた押さえ部材１２は、熱圧着の際に図中に示すＺ軸方向に沿って（すなわち、図６中に示す矢印Ａ方向に）下降し、これによりワークの端子領域以外の領域である周囲領域を含む部分（図６においては、ワークは不図示）が支持ユニット４０Ａ，４０Ｂと押さえ部材１２とによって挟み込まれることになる。

ここで、図２および図６に示すように、押さえ部材１２の各々の下面には、上述した支持ピン４２に設けられた位置決め用の突起部４２ａの先端部を受け入れる位置決め用の凹部１２ａが設けられている。これにより、ワークの所定位置に位置決め用の貫通孔を設けておけば、当該貫通孔に支持ピン４２の位置決め用の突起部４２ａが挿通されることによってワークの位置決めが可能になるとともに、当該位置決めを行なった上で支持ユニット４０Ａ，４０Ｂと押さえ部材１２とによってワークを支持することが可能になる。

また、図１，図３および図４に示すように、受け台２１の所定位置には、保持ユニット３０が収容される凹部の側面に達するように、複数の貫通孔２１ａが図中に示すＸ軸方向に沿って延びるように設けられている。当該複数の貫通孔２１ａは、保持ユニット３０が収容される凹部の両側に配置されている。

複数の貫通孔２１ａの各々の内周面には、雌ネジ部が設けられており、当該複数の貫通孔２１ａのそれぞれには、図４に示すように、セットビス（イモネジ）２２が螺合されている。当該セットビス２２は、捩じ込まれることによってその先端が上記凹部内に達するように構成されており、これにより保持ユニット３０の支持ブロック３１が両側から当該セットビス２２によって挟み込まれて保持されることになる。

上記構成を採用することにより、保持ユニット３０を受け台２１に設けた凹部に収容した状態において、その高さ（すなわち、保持ユニット３０の図中に示すＺ軸方向に沿った位置）を適宜の高さに調節して受け台２１に固定することが可能になるため、複数の保持ピン３２の設置高さを一括して調節することが可能になる。すなわち、上記受け台２１に設けた凹部、貫通孔２１ａおよびセットビス２２は、保持ユニット３０の支持ブロック３１の設置高さを調節することで複数の保持ピン３２の設置高さを一括して調節することが可能な第２高さ調節機構に相当する。

以上において説明した本実施の形態における熱圧着装置１にあっては、熱圧着（本圧着）の際に、ワークに含まれる熱圧着対象部位に対する加圧力の均一化が図られることになる。以下においては、その仕組みについて、図７および図８を参照して詳細に説明する。図７は、本実施の形態における熱圧着装置の熱圧着時における要部拡大正面図であり、図８は、要部拡大側面図である。

図７および図８に示すように、熱圧着の際には、ＡＣＦ３００の仮圧着が行なわれた第１基板としてのリジッド配線基板１００が熱圧着装置１の受け台側ユニット２０上にセットされ、さらにその上に第２基板としてのフレキシブル配線基板２００とゴムシート５０とが順次配置され、熱圧着装置１のヘッド側ユニット１０が受け台側ユニット２０上にセットされたワークに接触する位置にまで下降されることにより、本圧着が行なわれる。

図７および図８に示すように、本実施の形態における熱圧着装置１にあっては、熱圧着の際に、ワークの下部側に位置するリジッド配線基板１００の周囲領域に対応する部分が、支持ユニット４０Ａ，４０Ｂの支持ピン４２によって下方側から支持されるとともに、当該リジッド配線基板１００の周囲領域に対応する部分が上方から押さえ部材１２によって支持ピン４２側に向けて押し付けられることになる。これにより、リジッド配線基板１００は、支持ピン４２と押さえ部材１２とによって挟持されることになり、リジッド配線基板１００に意図しない傾きが生じることがなく、安定的にワークが支持されることになる。

また、上述したように、支持ピン４２が図中に示すＺ軸方向に沿って移動可能であるため、付勢バネ４３による付勢力を最適化しておくことにより、リジッド配線基板１００に多少の反り等が生じている場合であっても、当該反りを吸収した上でワークを安定的に保持することが可能になる。したがって、熱圧着の際に、ワークに含まれる熱圧着対象部位が傾いたり位置ずれを起こしたりすることがなくなることになる。

また、本実施の形態における熱圧着装置１にあっては、ワークの下部側に位置するリジッド配線基板１００の端子領域に対応する部分が、保持ユニット３０の保持ピン３２によって下方側から保持された状態が維持されつつ、ワークの上部側に位置するフレキシブル配線基板２００の端子領域に対応する部分が、緩衝材であるゴムシート５０を介して上方側から熱圧着ヘッド１１によってリジッド配線基板１００側に向けて押圧される。

その際、上述したように、複数の保持ピン３２のそれぞれが個別に図中に示すＺ軸方向に沿って移動可能であるため、リジッド配線基板１００の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品１０１が配置された場合であっても、熱圧着対象部位に相当する部分であるリジッド配線基板１００の裏面側部分および実装部品１０１の下面側部分に当該複数の保持ピン３２（より詳細には、保持ピン３２の先端部分に取付けられたクッションパッド３２ｅ）が接触することになり、安定的にこれを保持することが可能になる。すなわち、上記熱圧着対象部位の高さの違いに応じて複数の保持ピン３２のそれぞれが個別に変位することにより、当該高さの違いを吸収しつつ、これを保持することができる。

また、その際の保持力は、上述した保持ピン３２に具備された付勢バネ３２ｄの付勢力によって与えられるため、付勢バネ３２ｄによる付勢力を最適化しておくことにより、熱圧着ヘッド１１のワークに対する押圧に抗してワークの熱圧着対象部位を安定的に保持することが可能になる。

さらに、本実施の形態における熱圧着装置１にあっては、上述したように、複数の保持ピン３２の先端部分に弾性部材からなるクッションパッド３２ｅが取付けられている。そのため、実装部品１０１の上記下面側部分がリジッド配線基板１００の裏面と平行でない場合や、あるいは実装部品１０１の下面側部分に微小な凹凸がある場合等であっても、当該クッションパッド３２ｅの一部または全部が変形することによってこれらの形状を吸収した上で実装部品１０１の下面側部分に密着することになり、ワークの熱圧着対象部位をより均一な保持力をもって保持することができる。

なお、熱圧着対象部位をより均一な保持力をもって保持するためには、複数の保持ピン３２の配置ピッチを可能な限り小さくすることが好ましい。当該観点から見た場合に、複数の保持ピン３２の配置ピッチは、１．５ｍｍ程度とすることが好ましい。

以上により、本実施の形態における熱圧着装置１とすることにより、リジッド配線基板１００の端子領域が設けられた部分の裏面側に実装部品等が配置された場合にあっても、当該端子領域を含む熱圧着対象部位をより均一に加圧することができる熱圧着装置とすることができる。したがって、本実施の形態における熱圧着装置１を利用することにより、接続電極間における高い接続信頼性が確保できるＡＣＦ接続を実現することが可能になる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の受け台側ユニットの断面図である。以下においては、この図９を参照して、本実施の形態における熱圧着装置について説明する。

図９に示すように、本実施の形態における熱圧着装置は、上述した実施の形態１における熱圧着装置１と比べた場合に、上述した保持ユニット３０と異なる構成の保持ユニット３０Ａを備えている点において相違している。保持ユニット３０Ａは、その下端部に、保持ピン３２が収容される孔部の下端に達する貫通孔３１ａを有している。当該貫通孔３１ａは、図中に示すＺ軸方向に沿って延びるように設けられており、複数設けられた孔部に対応してそれぞれ設けられている。

複数の貫通孔３１ａの各々の内周面には、雌ネジ部が設けられており、当該複数の貫通孔３１ａのそれぞれには、セットビス（イモネジ）３３が螺合されている。当該セットビス３３は、捩じ込まれることによってその先端が上記孔部内に達するように構成されており、これにより保持ピン３２が上方に向けて押し上げ可能とされている。

上記構成を採用することにより、セットビス３３の捩じ込み量を適宜調節することにより、保持ピン３２の支持ブロック３１に対する高さ（すなわち、図中に示すＺ軸方向に沿った位置）を適宜の高さに調節することが可能になるため、複数の保持ピン３２の設置高さを個別に調節することが可能になる。すなわち、上記支持ブロック３１に設けた貫通孔３１ａおよびセットビス３３は、複数の保持ピン３２の設置高さ個別に調節可能な第１高さ調節機構に相当する。

以上において説明した本実施の形態における熱圧着装置とすることにより、複数の保持ピン３２の設置高さを個別に調節することが可能になるため、実装部品の高さに応じて予め対応する保持ピン３２の高さを微調整しておくことが可能になる。そのため、熱圧着時において、複数の保持ピン３２の沈み込み量を均等に揃えることができ、それにより複数の保持ピン３２による保持力を均一化させることが可能になる。したがって、上記構成を採用することにより、上述した実施の形態１において説明した効果に加え、ワークの熱圧着対象部位をさらにより均一な保持力をもって保持することが可能になる効果が得られる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における熱圧着装置の保持ユニットを含む部分の受け台側ユニットの断面図である。以下においては、この図１０を参照して、本実施の形態における熱圧着装置について説明する。

図１０に示すように、本実施の形態における熱圧着装置は、上述した実施の形態１における熱圧着装置１と比べた場合に、上述した受け台側ユニット２０と異なる構成の受け台側ユニット２０Ａを備えている点において相違している。受け台側ユニット２０Ａに組付けられた保持ユニット３０Ｂにおいては、複数の保持ピン３２が挿入される孔部のそれぞれが上下方向に貫通して設けられている。これにより、複数の保持ピン３２の下端は、支持ブロック３１の下面よりもさらに下方に突出して配置可能とされている。

また、保持ユニット３０Ｂが収容された受け台２１の凹部の底面上には、高さ調整ブロック３４が必要に応じて配置される。高さ調整ブロック３４は、所定範囲内にある保持ピン３２の設置高さを調整するための治具に相当するものであり、当該高さ調整ブロック３４を配置することにより、上記所定範囲内にある保持ピン３２の下端が高さ調整ブロック３４の上面に当接することでその設置高さが微調整可能である。すなわち、上記支持ブロック３１に設けた貫通した孔部および高さ調整ブロック３４は、複数の保持ピン３２の設置高さ個別に調節可能な第１高さ調節機構に相当する。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における熱圧着装置の保持ユニットの平面図である。以下においては、この図１１を参照して、本実施の形態における熱圧着装置について説明する。

図１１に示すように、本実施の形態における熱圧着装置は、上述した実施の形態１における熱圧着装置１と比べた場合に、上述した保持ユニット３０と異なる構成の保持ユニット３０Ｃを備えている点において相違している。保持ユニット３０Ｃにおいては、複数の保持ピン３２が、支持ブロック３１を平面視した場合に千鳥状に整列して設けられている。

このように構成することにより、複数の保持ピン３２を行列状に整列して設けた場合に比べてより近接して設置することが可能になるため、複数の保持ピン３２の配置ピッチを可能な限り小さくすることができる。したがって、本実施の形態における熱圧着装置とすることにより、上述した実施の形態１において説明した効果に加え、さらに熱圧着対象部位をより均一な保持力をもって保持することが可能になる効果が得られる。

以上において説明した本発明の実施の形態１ないし４においては、支持部に相当する支持ピンに付勢バネを付設することで支持ピンが上下方向に移動可能となるように構成した場合を例示したが、リジッド配線基板に反り等が生じていない場合や当該反り等が僅かであり許容できる場合には、支持ピンを上下方向に移動可能に構成する必要は必ずしもなく、移動不能な支持ピンとしてもよい。また、支持ピンに代え、枠状の支持台等を利用することも当然に可能である。さらには、支持部を用いてリジッド配線基板を支持せずとも、これを保持ピンを含む保持部のみによって保持することにより安定的に支持ができる場合には、支持部を別途設ける必要はない。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、押さえ部に相当する押さえ部材を熱圧着ヘッドに一体化させた場合を例示して説明を行なったが、これらが別々に移動させられるように非一体化させて構成されていてもよい。また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、ヘッド側ユニットに押さえ部を設けた場合を例示して説明を行なったが、支持部のみにて比較的安定的にワークが支持できる場合には、当該押さえ部材を設けないこととしてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、リジッド配線基板とフレキシブル配線基板との接続に使用される熱圧着装置を例示して説明を行なったが、リジッド配線基板同士の接続やフレキシブル配線基板同士の接続、あるいはリジッド配線基板やフレキシブル配線基板とこれら以外の基板（たとえば液晶パネル等パネル基板等）の接続に使用される熱圧着装置にも、本発明は当然にその適用が可能である。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１熱圧着装置、１０ヘッド側ユニット、１１熱圧着ヘッド、１２押さえ部材、１２ａ凹部、１３枠部材、２０，２０Ａ受け台側ユニット、２１受け台、２１ａ貫通孔、２２セットビス、３０，３０Ａ〜３０Ｃ保持ユニット、３１支持ブロック、３１ａ貫通孔、３２保持ピン、３２ａスリーブ、３２ｂピン本体、３２ｃストッパ、３２ｄ付勢バネ、３２ｅクッションパッド、３３セットビス、３４高さ調整ブロック、４０Ａ，４０Ｂ支持ユニット、４１支持ブロック、４２支持ピン、４２ａ突起部、４２ｂ受け部、４３付勢バネ、４４ベアリング、５０ゴムシート、１００リジッド配線基板、１０１実装部品、１２０液晶ユニット、２００フレキシブル配線基板、３００ＡＣＦ、Ｒ１，Ｒ２端子領域。

Claims

第１基板および第２基板の各々に設けられた端子領域によって熱圧着用フィルムが挟み込まれてなる前記第１基板、前記第２基板および前記熱圧着用フィルムの積層体に対して、熱圧着ヘッドを前記第２基板が位置する上方側から前記第２基板の端子領域に対応する部分に押圧することにより、前記第１基板と前記第２基板とを熱圧着する熱圧着装置であって、
前記第１基板の端子領域に対応する部分を前記第１基板が位置する下方側から保持する保持部を備え、
前記保持部は、前記第１基板に接触することで前記第１基板を前記第２基板に向けて押圧付勢する複数の保持ピンを有し、
前記複数の保持ピンの各々は、棒状のピン本体と、前記ピン本体を前記第１基板に向けて付勢する付勢部材と、前記ピン本体の前記第１基板側の先端に取付けられた弾性部材とを含んでいる、熱圧着装置。
前記保持部は、前記複数の保持ピンの設置高さを個別に調節可能な第１高さ調節機構を有している、請求項１に記載の熱圧着装置。
前記保持部は、前記複数の保持ピンを支持する支持ブロックをさらに有し、
前記支持ブロックの設置高さを調節することで前記複数の保持ピンの設置高さを一括して調節可能な第２高さ調節機構をさらに備えている、請求項１または２に記載の熱圧着装置。
前記第１基板の端子領域以外の領域である周囲領域に対応する部分を下方から支持する支持部をさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載の熱圧着装置。
前記支持部に対向配置され、前記第１基板の周囲領域に対応する部分を上方側から前記支持部に向けて押圧するための押さえ部をさらに備えた、請求項４に記載の熱圧着装置。
前記押さえ部が、前記熱圧着ヘッドの上下動に連動して上下動するように前記熱圧着ヘッドと一体化されている、請求項５に記載の熱圧着装置。
前記支持部は、前記第１基板に接触することで前記第１基板を前記押さえ部に向けて押圧付勢する複数の支持ピンを有し、
前記複数の支持ピンの各々は、棒状のピン本体と、前記ピン本体を前記第１基板に向けて付勢する付勢部材とを含んでいる、請求項４から６のいずれかに記載の熱圧着装置。