JP3031315B2 - 熱圧着装置 - Google Patents

熱圧着装置

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JP3031315B2
JP3031315B2 JP9291113A JP29111397A JP3031315B2 JP 3031315 B2 JP3031315 B2 JP 3031315B2 JP 9291113 A JP9291113 A JP 9291113A JP 29111397 A JP29111397 A JP 29111397A JP 3031315 B2 JP3031315 B2 JP 3031315B2
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thermocompression
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱圧着装置に関
し、特に、異方導電性フィルムを用いて導電部を備えた
部材間を電気的かつ機械的に接続するのに適合した熱圧
着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】異方導電性フィルムを用いて導電部を備
えた部材間を電気的かつ機械的に接続するための従来の
熱圧着装置は、例えば、特開昭63ー114087号公
報に開示されている。図5は従来の熱圧着装置を示す説
明図である。
【0003】従来の熱圧着装置は、図5に示すように、
加圧機のシリンダに取り付けられた耐熱基台30と、そ
の耐熱基台30に取り付けられヒータ31を支持するヒ
ータホルダ32と、そのヒータホルダ32の下部に取り
付けられた加圧ブロック33と、その加圧ブロック33
の下端部に形成された凹部に取り付けられた丸棒状の加
圧ゴム34と、を有する。加圧ブロック33は、ヒータ
ホルダ32にネジ等によって固定される。加圧ゴム34
は、耐熱性を有するシリコンやふっ素系のゴム等で作ら
れる。
【0004】次に、従来の熱圧着装置の動作について説
明する。まず、予め異方導電性フィルム(ACF)aが
仮付けされたフレキシブルプリント板(FPC)bをワ
ーク受けcによって支持されたプリント板(PWB)d
の上に載せて、位置合わせをする(図5(A)参照)。
【0005】次いで、ヒータホルダ32及び加圧ブロッ
ク33を下降させる。これによって、丸棒状の加圧ゴム
34はフレキシブルプリント板bに接触した後、潰され
て先端部分が変形しながらフレキシブルプリント板bを
加圧する(図5(B)参照)。
【0006】次いで、ヒータ31により加熱された加圧
ブロック33の熱により異方導電性フィルムaが熱硬化
し、フレキシブルプリント板bとプリント板dとが熱圧
着される。
【0007】また、特開平4ー152107号公報に
は、積層したグリーンシートに静水圧を印可することに
より、圧力分布の不均一を改善した熱圧着方法が開示さ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来の熱圧着
装置により熱圧着されたフレキシブルプリント板とプリ
ント板との接合状態を示す断面図である。図6中、eは
異方導電性フィルムa中の導体、fはフレキシブルプリ
ント板bの導体パターン、gはプリント板dの導体パタ
ーンである。
【0009】従来の熱圧着装置では、丸棒状の加圧ゴム
34の弾性変形を利用しているため、図6に示すよう
に、フレキシブルプリント板bやプリント板dに凹凸が
あった場合、凹部では丸棒状の加圧ゴム34の変形量が
少なく、凸部では丸棒状の加圧ゴム34の変形量が大き
くなるため、凹部では圧力が低く、凸部では圧力が高く
なり、均一な熱圧着を行うことが困難である。その結
果、接続不良Sが生じ、製品の信頼性が低下する。
【0010】また、丸棒状の加圧ゴム34は、変形のバ
ラツキをなくすため、ある程度の厚さ(通常2〜4mm
程度の直径)が必要であるが、反面、熱伝導率が悪くな
り、加圧ブロック33の熱が異方導電性フィルムaに伝
熱しにくくなる。その結果、熱圧着に要する時間が長く
なるという問題がある。
【0011】一方、特開平4ー152107号公報に
は、セラミックシートを複数枚重ねた積層体を熱圧着す
る方法が開示されているが、異方導電性フィルムを用い
て導電部を備えた部材間を局所的に接着するための技術
については何ら開示されておらず、それを示唆する記載
もない。
【0012】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、均一な熱圧着ができ、かつ短時間で熱
圧着ができる熱圧着装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の熱圧着装置は、
所定の温度に加熱される本体と、その本体に設けられ、
耐熱性の加圧媒体を収納する中空の加圧部と、その加圧
部の一方の端部から挿入され、加圧部内を移動可能なピ
ストンと、加圧部の他方の端部に形成された開口部から
垂れ下がって取り付けられ、熱圧着すべき部材を押圧す
る変形可能な押圧シート部材と、を有することを特徴と
するものである。
【0014】上記加圧部内に、ピストンを加圧方向と反
対方向に付勢する付勢部材が取り付けられてもよい。
【0015】本発明の他の形態の熱圧着装置は、所定の
温度に加熱される本体と、その本体に設けられ、耐熱性
の加圧媒体を収納する加圧部と、その加圧部に形成され
た開口部から垂れ下がって取り付けられ、熱圧着すべき
部材を押圧する変形可能な押圧シート部材と、加圧部内
に加圧媒体を供給する手段と、を有することを特徴とす
るものである。
【0016】上記加圧部内に、押圧シート部材の両端部
を固定して取り付ける固定部材が設けられてもよい。
【0017】上記加圧媒体は、例えばオイルであり、上
記押圧シート部材は、例えばプラスチックシートで作ら
れる。
【0018】本発明によれば、加圧媒体により押圧シー
ト部材が熱圧着すべき部材に倣って変形しながら加圧す
る。また、押圧シート部材は薄いシートであるので、本
体の熱が押圧シート部材を介して熱圧着すべき部材に伝
熱しやすくなる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実
施の形態に係る熱圧着装置の内部構造を示す断面図、図
2は、本発明の第1の実施の形態に係る熱圧着装置の外
観を示す斜視図である。
【0020】図1及び図2に示すように、本発明の第1
の実施の形態に係る熱圧着装置は、所定の温度に加熱さ
れる本体1と、その本体1の内部に設けられ、耐熱性の
加圧媒体2を収納する中空の加圧部3と、その加圧部3
の一方の端部から挿入され、加圧部3内を移動可能なピ
ストン4と、加圧部3の他方の端部に形成された開口部
から垂れ下がって取り付けられ、熱圧着すべき部材を押
圧する変形可能な押圧シート部材5と、を有する。
【0021】本体1は略直方体の形状に形成され、昇降
機構(図示せず)によって上下に移動することができ
る。また、熱圧着時に、本体1は、ヒータ(図示せず)
により所定の温度(約150℃〜約300℃)に加熱さ
れる。
【0022】加圧部3に収納される加圧媒体2は、約1
50℃〜約300℃の熱に対する耐熱性を有し、20〜
50kg/cm2程度の加圧が可能な物質が用いられ、
例えば、シリコンオイルのようなオイルが用いられるの
が好ましい。
【0023】押圧シート部材5は、厚さ約0.05〜約
0.2mmの薄いシートで作られる。また、押圧シート
部材5は、約150℃〜約300℃の熱に対する耐熱性
を有し、変形可能な物質で作られ、例えば、テフロンシ
ートのようなプラスチックシートで作られるのが好まし
い。
【0024】押圧シート部材5の両端部は、加圧部3の
下部に設けられた固定部材6と加圧部3の内壁との間に
挟まれ、その固定部材6は、ネジ7によって本体1に固
定される。
【0025】ピストン4の下面と固定部材6との間に
は、ピストン4を加圧方向と反対方向に付勢するバネ8
が取り付けられる。
【0026】次に、本発明の第1の実施の形態に係る熱
圧着装置の動作を説明する。まず、ワーク受けcに厚さ
0.4〜2mmのプリント板dを載せ、その上に厚さ
0.02〜0.06mmの異方導電性フィルムaが仮付
けされた厚さ0.1〜0.2mmのフレキシブルプリン
ト板bをプリント板dの所定位置に位置合わせしながら
載せる。
【0027】次いで、本体1を昇降機構により下降さ
せ、本体1の下面をフレキシブルプリント板bに接触さ
せる。
【0028】次いで、ピストン4を下方向に移動させ
る。この時、ピストン4によって加圧媒体2に加えられ
た圧力は、パスカルの原理により加圧媒体2を介して加
圧部3の内側全面に働き、押圧シート部材5は下に押し
下がるように変形する。これによって、押圧シート部材
5の下面はフレキシブルプリント板bに当接した後、フ
レキシブルプリント板bを約20〜約50kg/cm2
で加圧する。
【0029】この圧力がフレキシブルプリント板bを介
して異方導電性フィルムaに伝わり、異方導電性フィル
ムaが押し潰され、異方導電性フィルムa中の導体eが
フレキシブルプリント板bの導体パターンfとプリント
板dの導体パターンgに圧接され、フレキシブルプリン
ト板bの導体パターンfとプリント板dの導体パターン
gが導通状態となる。
【0030】このとき、本体1はヒータにより予め約1
50〜約300℃に加熱されているので、本体1の熱が
フレキシブルプリント板bを介して異方導電性フィルム
aに伝わり、20〜40秒間保持することにより、異方
導電性フィルムaは熱硬化し、フレキシブルプリント板
bとプリント板dには導体パターン同士が電気的に接続
された状態で圧着される。
【0031】熱圧着終了後は、バネ8の付勢力によりピ
ストン4を上昇させて、本体1全体を昇降機構により上
昇させる。
【0032】図3は、本発明の熱圧着装置により熱圧着
されたフレキシブルプリント板とプリント板との接合状
態を示す断面図である。図3に示すように、プリント板
dに凹部があっても、押圧シート部材5は加圧媒体2に
より均一な圧力でフレキシブルプリント板bに押し付け
られるので、フレキシブルプリント板bはプリント板d
の凹部に倣って変形し、どの導体パターンf,gも均一
な圧力で熱圧着される。
【0033】また、押圧シート部材5は、厚さが0.0
5〜0.2mm程度の薄いシートなので、熱伝導が良好
であり、異方導電性フィルムaの温度が短時間で所定の
温度に達するので、作業性が良好になる。
【0034】なお、押圧シート部材5による押圧力は、
ピストン4の移動量によって調整される。
【0035】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係る熱
圧着装置の内部構造を示す断面図である。
【0036】図4に示すように、第2の実施の形態に係
る熱圧着装置は、所定の温度に加熱される本体1と、そ
の本体1の内部に設けられ、耐熱性の加圧媒体2を収納
する加圧部3と、その加圧部3に形成された開口部から
垂れ下がって取り付けられ、熱圧着すべき部材を押圧す
る変形可能な押圧シート部材5と、加圧部3内に加圧媒
体2を供給する加圧媒体供給部10と、を有する。固定
部材6及びネジ7については第1の実施の形態と同様で
ある。
【0037】加圧部3内の加圧媒体2は、高圧ホース1
1を介して加圧媒体供給部10から供給される。
【0038】次に、第2の実施の形態に係る熱圧着装置
の動作を説明する。加圧媒体供給部10から加圧部3内
に所定量の加圧媒体2が供給されると、押圧シート部材
5は下に押し下がるように変形する。これによって、押
圧シート部材5の下面はフレキシブルプリント板bに当
接した後、フレキシブルプリント板bを20〜50kg
/cm2で加圧する。
【0039】この圧力がフレキシブルプリント板bを介
して異方導電性フィルムaに伝わり、異方導電性フィル
ムaが押し潰され、異方導電性フィルムa中の導体eが
フレキシブルプリント板bの導体パターンfとプリント
板dの導体パターンgに圧接され、フレキシブルプリン
ト板bの導体パターンfとプリント板dの導体パターン
gが導通状態となる。
【0040】熱圧着終了後は、加圧部3内の所定量の加
圧媒体2を加圧媒体供給部10に戻し、本体1全体を昇
降機構により上昇させる。
【0041】なお、押圧シート部材5による押圧力は、
加圧媒体供給部10から加圧部3内に供給される加圧媒
体2の供給量によって調整される。
【0042】第2の実施の形態に係る熱圧着装置によれ
ば、第1の実施の形態に比べ、ピストン4やバネ8等が
不要となり、装置全体をコンパクトにできるという効果
を奏する。
【0043】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、加圧媒体により押圧シ
ート部材が熱圧着すべき部材に倣って変形しながら加圧
する。その結果、熱圧着すべき部材に凹凸があっても、
均一な熱圧着を行うことができ、製品の信頼性を向上さ
せることができる。
【0045】また、押圧シート部材は薄いシートである
ので、本体の熱が押圧シート部材を介して熱圧着すべき
部材に伝熱しやすくなる。その結果、従来に比べて短時
間で熱圧着を行うことができ、生産性を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る熱圧着装置の
内部構造を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る熱圧着装置の
外観を示す斜視図である。
【図3】本発明の熱圧着装置により熱圧着されたフレキ
シブルプリント板とプリント板との接合状態を示す断面
図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る熱圧着装置の
内部構造を示す断面図である。
【図5】従来の熱圧着装置を示す説明図である。
【図6】従来の熱圧着装置により熱圧着されたフレキシ
ブルプリント板とプリント板との接合状態を示す断面図
である。
【符号の説明】
1:本体 2:加圧媒体 3:加圧部 4:ピストン 5:押圧シート部材 6:固定部材 7:ネジ 8:バネ(付勢部材) a:異方導電性フィルム b:フレキシブルプリント板 c:ワーク受け d:プリント板 e:異方導電性フィルム中の導体 f:フレキシブルプリント板の導体パターン g:プリント板の導体パターン

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の温度に加熱される本体と、 その本体に設けられ、耐熱性の加圧媒体を収納する中空
    の加圧部と、 その加圧部の一方の端部から挿入され、加圧部内を移動
    可能なピストンと、 前記加圧部の他方の端部に形成された開口部から垂れ下
    がって取り付けられ、熱圧着すべき部材を押圧する変形
    可能な押圧シート部材と、 を有することを特徴とする熱圧着装置。
  2. 【請求項2】前記加圧部内に、前記ピストンを加圧方向
    と反対方向に付勢する付勢部材が取り付けられることを
    特徴とする請求項1に記載の熱圧着装置。
  3. 【請求項3】所定の温度に加熱される本体と、 その本体に設けられ、耐熱性の加圧媒体を収納する加圧
    部と、 その加圧部に形成された開口部から垂れ下がって取り付
    けられ、熱圧着すべき部材を押圧する変形可能な押圧シ
    ート部材と、 前記加圧部内に加圧媒体を供給する手段と、 を有することを特徴とする熱圧着装置。
  4. 【請求項4】前記加圧部内に、前記押圧シート部材の両
    端部を固定する固定部材が設けられることを特徴とする
    請求項1乃至3のいずれか1つの項に記載の熱圧着装
    置。
  5. 【請求項5】前記加圧媒体は、オイルであることを特徴
    とする請求項1乃至4のいずれか1つの項に記載の熱圧
    着装置。
  6. 【請求項6】前記押圧シート部材は、プラスチックシー
    トで作られることを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
    か1つの項に記載の熱圧着装置。
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