JP4284163B2 - Thin board fixing method - Google Patents
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Description
本発明は、薄型フレキシブルプリント配線基板を載置、固定する方法に関する。 The present invention relates to a method for mounting and fixing a thin flexible printed wiring board.
プリント配線基板は、生産性の向上や高信頼性により、近時、多くの電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化、軽量化に対応すべく、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを備えたフレキシブルプリント配線基板(以下、FPCという)が多用されている。このFPCにおいては、上記導体パターン表面に電子部品を実装する、いわゆる表面実装方式が広く採用されている。
FPCは、通常、搭載する電子部品の配設位置等に応じて、クリームハンダ塗布工程等を経た後、このクリームハンダ塗布部に電子部品を搭載し、その後、これらを加熱してクリームハンダを溶融、硬化し、上記電子部品をFPCに接合する(特許文献1参照)。
Recently, printed wiring boards have been used in many electronic devices due to improved productivity and high reliability. In recent years, flexible printed wiring boards (hereinafter referred to as FPC) having a conductor pattern on the surface of a film-like insulating substrate are frequently used in order to cope with the reduction in size and weight of electronic devices. In this FPC, a so-called surface mounting method in which an electronic component is mounted on the surface of the conductor pattern is widely adopted.
FPCs usually go through a cream solder application process, etc., depending on the placement position of the electronic components to be mounted, etc., then mount the electronic components on this cream solder application part, and then heat them to melt the cream solder The electronic component is cured and bonded to the FPC (see Patent Document 1).
FPCは、フレキシブルであるが故に、また、最近の小型化の進行によっても、以上の各工程や、保管・移送等に際してその都度個別に取り扱うことは、繁雑であり、不安定でもあるので、剛性を有する板材(プレート)表面に弱粘着性接着剤パターンを形成し、その弱粘着性接着剤パターンにFPCを装着・固定することが行われている(特許文献2参照)。 Because FPC is flexible, and due to recent progress in miniaturization, it is complicated and unstable to handle each of the above processes and storage / transfer individually. It has been practiced to form a weak adhesive pattern on the surface of a plate material (plate) having, and to attach and fix an FPC to the weak adhesive pattern (see Patent Document 2).
特許文献2の保持搬送用治具20は、図3に示すとおり、プレート21の表面に突出させて、例えばシリコーン樹脂からなる弱粘着性接着剤22を用いて弱粘着性接着剤パターン23を形成したもので、弱粘着性接着剤パターン23は、FPC又は、該FPCを製造するための導電材料張積層板(共に図示せず)の非導通部に対応する位置に形成され、FPCに電子部品が搭載される導通部に対応する位置24には形成されないものである。
また、別の態様では、FPC等に対応する部分に弱粘着性接着剤パターンを形成した上で、弱粘着性接着剤層表面に電子部品が搭載される導通部に対応する位置には粘着力を有しないような措置を施すものも開示されている。
なお、形成された弱粘着性接着剤パターン23中には、FPCの裏面(電子部品が搭載される面の反対側の面)に設けられる突出部を受け入れられるように、所要部に凹部25が設けられている。
In another aspect, after a weak adhesive pattern is formed on a portion corresponding to FPC or the like, an adhesive force is not provided at a position corresponding to a conductive portion on which an electronic component is mounted on the surface of the weak adhesive layer. The thing which does not have this is also disclosed.
In the formed weak adhesive pattern 23, a recess 25 is formed in a required portion so that a protrusion provided on the back surface of the FPC (the surface opposite to the surface on which the electronic component is mounted) can be received. Is provided.
この種のFPC固定治具は、その弱粘着剤層表面にFPCを接着・剥離を繰り返して多数回使用される。
FPCを接着固定する弱粘着剤層の粘着力は、弱すぎる場合には、FPCを所要の時期・期間に亘って固定・保持することができないことがあり、強すぎる場合には、片面FPCの様に剛性が低いFPCにおいては、部品実装後の剥離の際にFPCにカールが発生し、その後の携帯電子機器等各種の電子機器への薄型基板の装着・固着に支障を来し易くなる。
This type of FPC fixing jig is used many times by repeatedly bonding and peeling FPC on the surface of the weak adhesive layer.
If the adhesive strength of the weak pressure-sensitive adhesive layer that bonds and fixes the FPC is too weak, the FPC may not be able to be fixed and held over the required time and period. in FPC low rigidity as, mosquitoes Lumpur occurs in FP C during peeling after component mounting, hindered the subsequent mounting and fixed the thin substrate to the portable electronic devices such as various types of electronic devices It becomes easy.
また、FPCの形状如何によっては、特に細幅のパターンを有する薄型基板においては、粘着剤層の粘着力が強いと、フリップチップ等の電子部品の実装後の固定治具からの剥離の際にFPCが裂けてしまう問題が発生し易くなる。
さらに、両面FPCや多層FPCの様に剛性の高い薄型基板では、リフロー炉における加熱により、そのFPCを構成する各種部材の線膨張率の差により、薄型基板の反りが発生し、リフロー炉中の温風により剥がれてしまう問題が発生することがある。
さらには、固定治具に装着・固定されたFPCへのクリームハンダの印刷・塗布工程に用いるメタルマスクが薄型基板を固定する部分以外に露出している弱粘着層に粘着固定して、メタルマスクの操作性を損なう傾向も多く見られた。
したがって、本発明は、これらの問題を解決するために、処理する薄型基板毎に剥離強度をコントロールした粘着層を形成する必要の無い、汎用性の高い薄型基板固定治具による固定方法を提供することを課題とする。
Moreover, depending on the shape of the FPC, particularly in a thin substrate having a narrow pattern, if the adhesive layer has a strong adhesive force, it may be peeled off from a fixing jig after mounting an electronic component such as a flip chip. The problem that the FPC tears easily occurs.
Furthermore, in a thin substrate with high rigidity such as a double-sided FPC or a multilayer FPC, the thin substrate is warped due to the difference in linear expansion coefficient between various members constituting the FPC due to heating in the reflow furnace. There may be a problem of peeling off due to warm air.
In addition, the metal mask used in the printing / coating process of cream solder on the FPC mounted and fixed on the fixing jig is adhesively fixed to the weak adhesive layer exposed outside the part that fixes the thin substrate, and the metal mask There was also a tendency to impair the operability of.
Therefore, in order to solve these problems, the present invention provides a fixing method using a versatile thin substrate fixing jig that does not require the formation of an adhesive layer with controlled peel strength for each thin substrate to be processed. This is the issue.
本発明の薄型基板固定治具によるFPCの固定方法は、平板の片面に粘着層を有する薄型基板部品実装を行う際に用いる薄型基板用固定治具による薄型基板の固定方法であって、薄型基板固定の際に、少なくとも薄型基板の部品実装部に対峙する部分に開口部を形成した(薄膜)カバーフィルムを重ね合わせて、薄型基板とともに前記弱粘着層に固定することを特徴とする。
The FPC fixing method using the thin substrate fixing jig of the present invention is a thin substrate fixing method using a thin substrate fixing jig used when mounting a thin substrate component having an adhesive layer on one side of a flat plate, during fixing, by superimposing at least an opening is formed in the portion facing the component mounting portion of the thin substrate (membrane) cover film, characterized in that fixed to the weak adhesive layer with a thin substrate.
本発明の薄型基板の固定方法によれば、薄型基板固定治具のほぼ全面をカバーする(薄膜)カバーフィルムを使用することによって、(薄膜)カバーフィルムが弱粘着層と接触する面積を大きくすることができ、弱粘着層の粘着力が小さくしても、(薄膜)カバーフィルムの固着力を十分に確保することができ、かつ、(薄膜)カバーフィルムが薄型基板の周囲を覆うことによって、薄型基板固定治具に保持・固定される薄型基板への保持・固定力が、弱粘着層の粘着力を小さくしても、十分に確保することができる効果が達成される。
また、FPCへのクリームハンダの印刷・塗布工程に用いるメタルマスクが薄型基板を固定する部分以外に露出している弱粘着層に粘着固定して、メタルマスクの操作性を損なうという問題も、(薄膜)カバーフィルムが薄型基板の周囲を覆うことによって弱粘着層の露出部分が劇的に減少させることにより、解消することができる。
According to the thin substrate fixing method of the present invention, by using the (thin film) cover film that covers almost the entire surface of the thin substrate fixing jig, the area where the (thin film) cover film contacts the weak adhesive layer is increased. it can even adhesion of the low adhesive layer is small fence, it is possible to sufficiently secure the bonding strength of (thin) cover film, and, by covering the periphery of the thin substrate (thin film) cover film, Even if the holding / fixing force to the thin substrate held / fixed on the thin substrate fixing jig can be sufficiently ensured even if the adhesive force of the weak adhesive layer is reduced, an effect can be achieved.
In addition, there is a problem that the metal mask used in the printing / coating process of cream solder on the FPC is adhesively fixed to the weak adhesive layer exposed except for the portion fixing the thin substrate, and the operability of the metal mask is impaired ( The thin film) cover film covers the periphery of the thin substrate, which can be solved by dramatically reducing the exposed portion of the weak adhesive layer.
本発明は、単位面積当たりの粘着力を低下させても、弱粘着剤層との接触面積を大きくすることによってカバーフィルムに十分な接着力を確保し、また、十分な接着力を有するカバーフィルムによって一部を覆うことによって、薄型基板の薄型基板固定治具への弱粘着剤層との接着面積だけによっては不足する接着力を補うことを基本とする。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の(薄膜)カバーフィルムを適用してFPCを薄型基板固定治具に接着・保持させた状態を示す平面説明図である。
図2は、図1のX−X線に沿う断面説明図である。なお、図2では、図1には示されていない、薄型基板に表面実装される複数のフリップチップを含めて示されている。
The present invention secures a sufficient adhesive force to the cover film by increasing the contact area with the weak pressure-sensitive adhesive layer even if the adhesive force per unit area is reduced, and also has a sufficient adhesive force Basically, the adhesive force which is insufficient depending only on the adhesion area of the thin substrate to the thin substrate fixing jig with the weak pressure-sensitive adhesive layer is compensated by covering a part of the thin substrate.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory plan view showing a state in which the (thin film) cover film of the present invention is applied and an FPC is bonded and held on a thin substrate fixing jig.
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view taken along line XX of FIG. Note that FIG. 2 includes a plurality of flip chips that are not shown in FIG. 1 and are surface-mounted on a thin substrate.
図1、2において、薄型基板固定治具1は、平板2の片面の表面のほぼ全面に形成された弱粘着剤層3の表面に、FPC4を載置した後、FPC4の所要部を上から覆い隠した状態で、(薄膜)カバーフィルム5で薄型基板固定治具1のほぼ全面をカバーする。
(薄膜)カバーフィルム5には、FPC4に表面実装されるフリップチップ6を載置・適応させる実装位置7(一点鎖線で示されている)は切り取られており、その余の部分は、原則として、一様に延在されている。
弱粘着剤層3には、FPC4の裏面(電子部品が搭載される面の反対側の面)に設けられる突出部8がある場合には、それを受け入れられるように、所要部に欠損部9や凹部が設けられることは差し支えない。
1 and 2, the thin
On the (thin film)
In the weak pressure-sensitive
なお、弱粘着剤層3は、薄型基板固定治具1にFPC4を位置決め載置するのに便利なように、FPC4の形状に合わせて弱粘着剤層パターンとして形成し、その弱粘着剤層パターンから若干離して(薄膜)カバーフィルム5を接着させる弱粘着剤層を形成させることもできる。
また、フリップチップ(電子部品)が薄型基板に実装される位置に対応する位置に、平板に貫通孔を設ける、等の態様を採用するものでも差し支えない。
弱粘着剤層3の表面は、自己密着性を高めるために、鏡面に仕上げられていることが望ましい。
このように構成された本発明の薄型基板固定治具に接着・固定された薄型基板は、保管・移送に供される他、薄型基板への電子部品の表面実装のためのクリームハンダ等の印刷、クリームハンダの溶融・固化・接着等の諸措置に供される。
The weak pressure-sensitive
Further, it may be possible to adopt a mode in which a through hole is provided in a flat plate at a position corresponding to a position where a flip chip (electronic component) is mounted on a thin substrate.
The surface of the weak pressure-sensitive
The thin substrate bonded and fixed to the thin substrate fixing jig of the present invention configured as described above is used for storage and transfer, and printing such as cream solder for surface mounting of electronic components on the thin substrate It is used for various measures such as melting, solidifying and bonding cream solder.
平板2の材質としては、クリームハンダによるフリップチップの実装のための加熱に耐え得る耐熱性を有する剛体であれば、格別の制限はないが、例えば、アルミニウム合金、ガラスエポキシ複合板、マグネシウム合金などが好適なものとして挙げられる。
弱粘着剤層を形成させる材質としては、耐熱性、耐寒性、電気絶縁性を有し、自己密着性を有し、繰り返し粘着することができるものが望ましく、例えば、シリコーン、ポリイミドシリコーン、末端に硬化性官能基を有するフッ素化ポリエーテル骨格を有するフッ素系エラストマーを硬化せしめたものなど耐熱性の高いエラストマー材料が挙げられる。
The material of the
The material for forming the weak pressure-sensitive adhesive layer is preferably one having heat resistance, cold resistance, electrical insulation, self-adhesion, and capable of repeatedly adhering, for example, silicone, polyimide silicone, Examples thereof include elastomer materials having high heat resistance such as those obtained by curing a fluorinated elastomer having a fluorinated polyether skeleton having a curable functional group.
弱粘着剤層の厚さは適宜に決定することができるが、フリップチップの裏面の突出部に対応するに足る厚さとする場合には、従来行われていた弱粘着剤層への形成後のザグリ加工等の熟練を要する加工工程を簡易化することができる。
(薄膜)カバーフィルム5の材料としては、薄膜であり、かつフリップチップを実装するためのクリームハンダの溶融・固化のための熱処理に耐え得る耐熱性が高いものが望まれる。こうした点からアルミニウム、銅、鉄などの金属箔で厚みは10μm〜100μm程度が望ましい。また、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド等耐熱性の高い樹脂フィルムを採用することも可能である。この際の厚みも10μm〜100μm程度が望ましい。
Although the thickness of the weak pressure-sensitive adhesive layer can be determined as appropriate, when the thickness is sufficient to correspond to the protrusion on the back surface of the flip chip, Processing steps requiring skill such as counterboring can be simplified.
(Thin film) The
外形150mm×150mm、厚み1.5mmのアルミニウム板の片面にプライマー処理を施し、スクリーン印刷法を用いて液状シリコーン:KE−1800(商品名、信越化学工業(株)製)を厚み0.04mmで粘着剤層を全面塗布を行い、薄型基板固定治具の基盤を作製した。
これとは別に、厚み0.05mmのポリイミドフィルムにFPCの部品実装部に対峙した位置に孔加工を施し、カバーフィルムを作製した。
薄型基板固定治具の基盤の所要位置にFPCを配置し、その上からカバーフィルムを重ね合わせた。
Primer treatment is applied to one side of an aluminum plate having an outer shape of 150 mm × 150 mm and a thickness of 1.5 mm, and a liquid silicone: KE-1800 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used with a thickness of 0.04 mm using a screen printing method. The entire surface of the pressure-sensitive adhesive layer was applied to produce a base for a thin substrate fixing jig.
Separately, hole processing was performed on a position facing the FPC component mounting portion on a 0.05 mm thick polyimide film to prepare a cover film.
An FPC was placed at a required position on the base of the thin substrate fixing jig, and a cover film was overlaid thereon.
この固定治具を、メタルマスクによるクリームハンダの印刷工程に供した。FPCがメタルマスクに取られることもなく、また、メタルマスクが粘着剤層に張り付いて取りにくいこともなく、問題なく加工できることが確認された。
さらに、部品(フリップチップ)マウント工程、ハンダリフロー工程に供しても、FPCのずれや剥がれが発生することがなく、かつ、部品実装後のFPCを弱粘着剤層から剥がす際にも、FPCのカールの発生や裂ける等のトラブルもなく、順調に各工程を遂行することができることが確認された。
This fixing jig was subjected to a cream solder printing process using a metal mask. It was confirmed that the FPC was not taken on the metal mask, and the metal mask was not stuck on the adhesive layer and was difficult to remove, so that it could be processed without problems.
Furthermore, even if it is subjected to a component (flip chip) mounting process and a solder reflow process, the FPC is not displaced or peeled off, and also when the FPC after component mounting is peeled from the weak adhesive layer, It was confirmed that each process can be carried out smoothly without problems such as curling and tearing.
本発明により、弱粘着剤層の粘着力を一層低下させることができ、FPCの操作中の剥離や薄型基板固定治具からの剥離時に起き勝ちであったFPCのカールや裂けが回避でき、且つ、メタルマスクの操作性の問題も回避できることによって、電子機器製造の分野で非常に望ましい薄型基板の固定方法として卓越した効果が達成される。 According to the present invention, the adhesive force of the weak pressure-sensitive adhesive layer can be further reduced, and the FPC curling and tearing that are likely to occur at the time of peeling during operation of the FPC and peeling from the thin substrate fixing jig can be avoided, and By avoiding the problem of the operability of the metal mask, an excellent effect can be achieved as a thin substrate fixing method which is very desirable in the field of electronic equipment manufacturing.
1:薄型基板固定治具
2:平板
3:弱粘着剤層
4:FPC
5:(薄膜)カバーフィルム
6:フリップチップ
7:(フリップチップを載置・適応させる)実装位置
8:(FPCの裏面の)突出部
9:(弱粘着剤層の)欠損部
20:保持搬送用治具
21:プレート
22:弱粘着性接着剤
23:弱粘着性接着剤パターン
24:(FPCに電子部品が搭載される)導通部に対応する位置
25:凹部
1: Thin substrate fixing jig 2: Flat plate 3: Weak adhesive layer 4: FPC
5: (Thin film) Cover film 6: Flip chip 7: (Flip chip is placed / adapted) Mounting position 8: Projection 9 (on the back of the FPC) 9: Defect 20 (of weak adhesive layer): Holding transport Jig 21: Plate 22: Weakly adhesive 23: Weakly adhesive pattern 24: Position corresponding to a conduction part (where an electronic component is mounted on the FPC) 25: Recess
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