JP3716178B2 - フレキシブルプリント配線板の製法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なバンプ電極を有するＩＣをフレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと称する）に位置合わせして実装する際に、表面、裏面の両面から認識可能な認識マークを有するＦＰＣとその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶ディスプレイのドライバＩＣを実装する工法として次の如きものが従来例として知られている。
（１）例えば、特開平６―３６８６号公報は、液晶表示パネルとパネル駆動用ＩＣが搭載されたフレキシブルプリント（ＦＰ）基板を備えた液晶表示装置において液晶表示パネルに形成された電極端子とＦＰ基板に形成されたリードパターンとを位置決めするアライメントマークの構成に関する。
【０００３】
従来は、上部電極基板に形成される第１のアライメントマークが透明導電材料で形成されているので、このマークが見にくく、目視によるアライメント調整を高能率かつ高精度に行うことが難しかった。このような不都合は、前記第１のアライメントマークに不透明性を与えれば改善できる。その反面、不透明性を付与すると、カメラおよび画像処理装置を用いた自動位置合わせを行う際に、第１および第２アライメントマークを別個に検出することができなくなるため、第２のアライメントマークの重心を単独で割り出すことができず、アライメント調整の正確度が劣化するという不都合が生ずる。これを除くためにこの特許（特開平６―３６８６号）では、液晶表示パネル側のアライメントマークを、不透明なドット状に形成する。ＦＰ基板側のアライメントマークを、前記液晶表示パネル側のアライメントマークとほぼ同型同大の不透明なドット状マークと、この周囲にこれと一定幅の空隙を隔てて形成される不透明な枠状マークとから構成する。その結果、目視によるアライメント調整が容易化されカメラおよび画像処理装置を用いた自動位置合わせの精度を向上できる。
（２）また、特開平７―１８３６２４号公報は、ハンダ付け接続する場合の位置合わせが簡単、且つ確実で、ハンダ接続後のハンダ付け状態が確認できる構造のＦＰＣおよびその製法と使用方法に関する。
【０００４】
従来は、位置合わせのために、ＦＰＣにガイド穴を設けておき、接続するべき相手に設けたガイドピンに挿入するという方法が用いられてきた。然し、回路をエッチングによって形成し、ガイド穴を打ち抜きによって形成するように、別工程であるため、回路とガイド穴とのマッチングがうまくゆかないという問題がある。又、従来のＦＰＣではハンダ接合部を直接目視できないという構造なので、ハンダの量のコントロールも難しく、過大の量のハンダにより隣接する回路とブリッジを起こすという問題があり、それを検査するにも手間がかかった。
【０００５】
これらを除くために、本発明（特開平７―１８３６２４号）は、第１に、接続のための端部の回路形成と位置合わせ用のガイド穴の形成とを金型による同時打ち抜き加工で行うことを考案した。それにより、回路間ピッチ精度も向上し、端部回路とガイド穴との位置のズレもなくなり、ガイドピンと組み合わせて位置合わせの作業が非常に容易になった。第２に、端部回路を打ち抜きによって形成させる際、基板も貫通させ端部回路間にはすべて窓状の穴を設けたことである。この窓によりハンダ付け時に回路側面を目視しながら作業する事ができる。また、ハンダ付け後にその状態を容易に確認する事ができる。又、穴があることにより過剰なハンダが厚み方向に逃げることで回路間のブリッジが生じ難くなるという効果もある。第３に、打ち抜く穴の幅を接続するべき相手の回路の間隔よりも広くしておくことである。それにより、ハンダ付け時、およびハンダ付け後に相手の回路が見易いという効果がある。また、ＦＰＣの端部先端は基板が残っていて、回路先端はその基板に固定されているので、くし歯状端子の場合のように、回路端部のピッチが乱れるという心配がない。
（３）さらに、特開平１１―１０３１４０号公報は、寸法精度の要求される巻き形状や折り形状が要求される巻き形状や折り形状が必要なフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の組立に関わる組み立て用位置合わせマーク付きフレキシブルプリント基板に関する。
従来の組み立て用位置合わせマーク付きフレキシブルプリント基板は、第１の問題点として組み立て精度が大きい事である。その理由は、ＦＰＣ自身の復元力によるためで、巻いた瞬間は目標とする巻き直径が保持されていても、人が巻きジグから取り外す際に巻き径が大きくなり、それがどれくらい大きくなったかを確認できないからである。第２の問題点は、線のマーキングの場合、ＦＰＣ購入単価が高くなるという事である。その理由はズレを防止する目印をパターン配線エリアの外に設ける為で、幅方向に目印を設けるエリア分だけ幅が広がり外形が大きくなるため、面積に比例して単価が決まるＦＰＣの場合には、購入単価に与える影響が大きい。また、人手で位置を確認し巻かなくてはならないため、組立に時間がかかり、ＦＰＣ加工費が高くなることや、マーキングを使用するとそのためだけに工程が増えることになる。この特許（特開平１１―１０３１４０号）の目的は、設計通りの巻き径で組み立てるために，巻きジグを使用し、人手による修正や、確認が容易でＦＰＣ購入単価に無関係の組立用位置会わせマーク付きフレキシブルプリント基板である。
本特許（特開平１１―１０３１４０号）では、机上計算にて決定した位置に配した位置合わせマークと窓を重ね合わせることにより設計値により近い寸法精度にて組立てられたＦＰＣが完成できる。また、窓を上側に配置するため、出来映えを人が確認する場合にも、外観にて容易に実施できる。
【０００６】
以上説明したように、従来から液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display,以下ＬＣＤと称す）のドライバＩＣを実装する工法として、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)が用いられてきたが、近年の携帯電話などにおけるＬＣＤの大画面化、機能拡大、カラー化に伴いＩＣの接続ピッチが微細化し、モジュールに含まれる部品も多種多様となってきており、ＣＯＦ(Chip On FPC)の使用が多くなってきている。しかしながら、ＴＡＢ実装設備においてはテープの接続端子自体を画像認識してＩＣバンプ電極と位置合わせをする場合が多く、その場合はＩＣ実装面と反対面からのテープ電極端子の透過画像であることが多い。しかし、ＬＣＤモジュールでのＩＣ実装形態がＴＡＢからＣＯＦへ移行しており、ＣＯＦの場合はＩＣ実装面と同一方向からの認識マークの画像認識は安定して行えるが、反対面からの画像認識には回路形成工法やフィルムの厚さなどで制約を受けてしまう。ＣＯＦの回路形成においては銅箔にポリイミドを形成した後に銅箔をエッチングして不必要な銅箔を削除し必要な銅箔だけを残すことにより回路形成を行うキャスティング工法の他に、ポリイミドの上に必要な部分にのみ銅を析出させるアディティブ工法がある。キャスティング工法の場合は銅箔上にポリイミドを形成するため銅箔表面の荒れた面にポリイミドがくいつくような形で形成されるため、エッチングにより銅箔を取り去った後でもポリイミド表面が平滑ではなく、裏面からの透過画像による認識を行う場合、ポリイミドの透過性が劣ることがある。アディティブ工法の場合はポリイミド表面が平滑であるため透過性は良好であるが、平滑であるためにその上に析出された銅との密着性がキャスティング工法の場合より劣ることが知られており、採用には十分な評価が必要となる。また、アディティブ工法においてもポリイミドが厚いと透過性に不具合が発生する可能性が有る。これらから、ＴＡＢ実装設備を有効活用してＣＯＦの実装を行う場合、反対面からの認識が問題点となりうる可能性があるため、ＦＰＣ両面どちらからでも安定して画像認識が可能となる本発明のフレキシブルプリント配線板が生まれた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去するために、ＴＡＢ実装設備を有効活用してＣＯＦの実装を行う場合、表面、裏面の両面から認識可能な認識マークを有するＦＰＣを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するために、以下に示す様な基本的な技術的構成を採用するものである。
即ち、本発明の第１の態様は、
微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
（ａ）Ｃｕ箔上にポリイミド等のフィルムを形成する工程、もしくは該フィルムにＣｕをめっきする工程；
（ｂ）上記フィルムから上記フィルム上に認識マークを設ける予定の部分と重なる部分を含み、前記予定された認識マークの大きさよりも大きい任意の形状の領域をレーザ照射またはエッチングにより上記フィルムより削除することにより、Ｃｕ箔で露出されたフィルム開口部を形成する工程；
（ｃ）Ｃｕ箔の上記認識マーク形成予定領域をエッチングして、任意の形状の認識マークをＣｕ箔の端部により形成する工程；および
（ｄ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイ或いはソルダレジストを施す工程；
とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の第２の態様は、
微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
（ａ）Ｃｕ箔上にポリイミド等のフィルムを形成する工程、もしくは該フィルムにＣｕをめっきする工程；
（ｂ）上記フィルム上の所定の部分に所定の認識マークを形成するため上記Ｃｕ箔をエッチングする工程；
（ｃ）上記認識マークを含み、該認識マークよりも大きな領域部分のフィルムを削除し、任意の形状の認識マークをＣｕ箔の端部により形成する工程；および
（ｄ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイ或いはソルダレジストを施す工程；
とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の第３の態様は、
微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
（ａ）ポリイミド等のフィルムの上に、ＣｕをＩＣ実装部の接続端子の形成と同時にメッキしてＣｕ箔による任意の形状の認識マークを形成する工程；
（ｂ）上記フィルムから認識マークを設ける部分と重なる部分を含み、認識マークよりも大きい任意の形状の領域をレーザ照射またはエッチングにより上記フィルムを削除することによりＣｕ箔で露出されたフィルム開口部を形成する工程；および
（ｃ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイあるいはソルダレジストを施す工程；
とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、微細なバンプ電極を有するＩＣを図１に示すフレキシブルプリント配線板（以降ＦＰＣと称す）に位置合わせして実装する際に、表面、裏面の両面から認識可能な認識マークを有するＦＰＣに関するものである。
【００１２】
本発明の認識マークを使用することにより、表面、裏面から認識マークによって位置合わせ可能となるため、設備上の制約やＦＰＣの回路形成の工法に関係なく微細なバンプ電極を有するＩＣを実装することが可能となることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】
以下に、図面を参照して、本発明の実施例の具体的な構成と機能を詳細に説明する。本発明の主要な特徴は、請求項１ないし３に記載される如きものである。
【００１４】
図１は微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するＦＰＣの表面の平面図であり、符号１はＩＣ実装部、符号２は認識マーク、符号３はベースフィルム開口部、符号４は銅箔を示す。図２、図３は図１における認識マークの拡大図であり、図２は表面の平面図、図３は裏面の平面図、図４は図２の認識マークの（Ａ−Ａ’）線に沿った断面図を示す。表面とはＩＣを実装する面としている。銅箔４上に形成されたフィルム７から認識マーク２と重なる部分を裏面側から削除してフィルム開口部３を設ける。フィルム開口部３は認識マーク２よりも大きい任意の形状となり、銅箔４は平面のまま残る。その後、銅箔４をエッチングすることにより認識マーク２は形成され、任意形状で表裏貫通となる。認識マーク２はＩＣバンプが接続されるＦＰＣ上の接続端子６と同時に形成されるため、認識マーク２と接続端子６の位置関係は高精度に形成可能となる。これにより、高精度な認識マーク２がＦＰＣの表面、裏面から同じ形状で認識確認可能となる。
【００１５】
つぎに、本発明に係る実施例の動作について説明する。
【００１６】
製造方法は図７に示すように銅箔４にポリイミド７を形成し（Ａ）、認識マーク２を設ける部分のポリイミドをレーザ照射等で取り除く（Ｂ）。これにより表面、裏面の両側から銅箔が露出することになる。その後、露光、現像、エッチングをＩＣ実装部の接続端子や他の部分と同時に行うことにより、任意の形状の認識マーク２を形成する（Ｃ）。その後必要な部分にカバーレイやソルダーレジストを施すことによりＦＰＣは製造される（Ｄ）。ＩＣ実装設備における認識マークの画像認識においては、図８にＩＣ実装面と反対面方向に画像認識用のカメラ１２がある場合を示す。光源１１から発せられた光は認識マーク２を通過してカメラ１２に届くが、銅箔４が残っている部分では反射されてカメラ１２まで届かないので通過した画像を認識可能となる。図９にはＩＣ実装面と同一面方向に画像認識用のカメラ１２がある場合を示す。光源１１から発せられた光は認識マーク２では反射せず通過するためカメラ１２まで届かない。銅箔４の残っている部分では反射してカメラ１２にて認識される。
【００１７】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１８】
ＦＰＣの表面、裏面の両側からＩＣバンプ接続端子との位置関係が高精度な認識マーク２を画像認識できる効果を有する。
【００１９】
ＩＣ実装設備における画像認識方向の制約を受けずに実装できる効果を有する。
一般にＩＣ実装設備でのＩＣ実装位置決定においては、あらかじめＩＣ実装位置との相対位置が判明している認識マーク２をＩＣ実装部１周辺に配置して、その認識マーク２をＣＣＤカメラ等により画像認識して存在する位置から算出することによりＩＣ実装位置を決定する。ほとんどのＩＣ実装設備ではＩＣ実装方向は一方向しかなく、認識マーク２を画像認識する装置も一方向であり、その方向はＦＰＣのＩＣ実装面と同一方向もしくはＩＣ実装面と反対面方向からのどちらかとなる。ＩＣ実装においてはＩＣバンプ電極とＦＰＣ接続端子との接続は非常に微細であり、認識マーク２の位置から決定されるＩＣ実装位置は非常に高精度を要求されるので、認識マーク２はＩＣ実装部１の接続端子と同じ工程であるエッチング工程において形成させることが望ましい。しかしながら、図５，６に示す従来のＦＰＣにおける認識マーク８はＩＣ実装部の接続端子と同一面にあるため、ＩＣ実装面と同一面に配置される認識マーク７であれば画像認識可能であるが、反対面からの認識になるとフィルム１０を通して画像認識しなくてはならない。
通常、銅箔９がない部分は透過画像、銅箔９がある部分は非透過画像となることによるコントラストの差によって画像認識が可能となるが、フィルム１０面での光反射、コントラスト不良により誤認識や認識不可能となる可能性がある。特に銅箔の上にフィルム材料であるポリイミドを形成するキャスティング工法によるＦＰＣでは、フィルムの銅箔面側の表面は銅箔面に形成するので平滑ではなく荒れた面となっており、それが透過画像に影響を及ぼしてコントラストが悪化する。また、フィルムが厚い場合には光を透過しにくくなり、透過画像に影響を及ぼしてコントラストが悪化する。それに対し、本発明のＦＰＣにおける認識マーク２はフィルム７と重なり合わず銅の形状をそのまま透過できるため、透過画像における認識が安定する効果とともにＩＣ実装方向と画像認識装置の方向に関係なく認識可能である。
【００２０】
つぎに、本発明の他の実施例について述べる。
【００２１】
本発明ＦＰＣにおいて認識マーク２は任意の形状、数量を用いても構わない。
【００２２】
また、認識マーク２の表面には金やはんだなどの金属メッキがされていてもかまわない。認識マーク２の形状は表面からの画像と裏面からの画像が異なっても差し支えないため、フィルム開口部３に認識マークの４方向が収まっていなくても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）の表面の平面図である。
【図２】図２は本発明に係るＦＰＣ用の認識マークの拡大図（表面）である。
【図３】図３は本発明に係るＦＰＣ用の認識マークの拡大図（裏面）である。
【図４】図４は図２において本発明に係るＦＰＣ用の認識マークの（Ａ−Ａ‘）線に沿った断面図である。
【図５】図５は従来のＦＰＣ用認識マークの拡大平面図（表面）である。
【図６】図６は図５において従来のＦＰＣ用認識マークの（Ｂ−Ｂ‘）線に沿った断面図である。
【図７】図７は本発明に係るフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）の製造方法の説明図である。
【図８】図８はＩＣ実装面と反対面方向にカメラが有る場合の画像認識法の説明図である。
【図９】図９はＩＣ実装面と同一面方向に画像認識用のカメラが有る場合の画像認識方法の説明図である。
【符号の説明】
１ … ＩＣ実装部
２ … 認識マーク
３ … フィルム開口部
４ … 銅箔
５ … 絶縁材料
６ … 接続端子
７ … フィルム
８ … 従来の認識マーク
９ … 銅箔
１０… フィルム
１１… 光源
１２… 画像認識用カメラ

Claims (6)

1. 微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
   （ａ）Ｃｕ箔上にポリイミド等のフィルムを形成する工程、もしくは該フィルムにＣｕをめっきする工程；
   （ｂ）上記フィルムから上記フィルム上に認識マークを設ける予定の部分と重なる部分を含み、前記予定された認識マークの大きさよりも大きい任意の形状の領域をレーザ照射またはエッチングにより上記フィルムより削除することにより、Ｃｕ箔で露出されたフィルム開口部を形成する工程；
   （ｃ）Ｃｕ箔の上記認識マーク形成予定領域をエッチングして、任意の形状の認識マークをＣｕ箔の端部により形成する工程；および
   （ｄ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイ或いはソルダレジストを施す工程；
   とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製法。
2. 微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
   （ａ）Ｃｕ箔上にポリイミド等のフィルムを形成する工程、もしくは該フィルムにＣｕをめっきする工程；
   （ｂ）上記フィルム上の所定の部分に所定の認識マークを形成するため上記Ｃｕ箔をエッチングする工程；
   （ｃ）上記認識マークを含み、該認識マークよりも大きな領域部分のフィルムを削除し、任意の形状の認識マークをＣｕ箔の端部により形成する工程；および
   （ｄ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイ或いはソルダレジストを施す工程；
   とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製法。
3. 微細なバンプ電極を有するＩＣを実装するフレキシブルプリント配線板の製法において、
   （ａ）ポリイミド等のフィルムの上に、ＣｕをＩＣ実装部の接続端子の形成と同時にメッキしてＣｕ箔による任意の形状の認識マークを形成する工程；
   （ｂ）上記フィルムから認識マークを設ける部分と重なる部分を含み、認識マークよりも大きい任意の形状の領域をレーザ照射またはエッチングにより上記フィルムを削除することによりＣｕ箔で露出されたフィルム開口部を形成する工程；および
   （ｃ）前記Ｃｕ箔上の前記フィルムが設けられている面と反対面で、前記認識マークを除く領域にカバーレイあるいはソルダレジストを施す工程；
   とからなり、前記認識マークの形状は、表面からの画像と裏面からの画像とが同一であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製法。
4. 認識マークは任意の形状と数量を選択する工程を具備する、請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製法。
5. 認識マークを形成するＣｕ表面に金やハンダなどの金属メッキを施す工程を有する、請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製法。
6. 画像認識によるＩＣバンプとの位置合わせにおいて、表裏どちらの面からでも透過画像もしくは反射画像のコントラストの境界を認識マークの端面で明確に表示する工程を有する、請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製法。