JP4448010B2 - フレキシブル回路基板実装体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル回路基板実装体の製造方法に関するもので、さらに詳しくは、圧着基板の両面にフレキシブル回路基板を実装したフレキシブル回路基板実装体の製造方法及び製造装置に関するものである。

これまでＤＶＤの光ピックアップの収差補正を目的に液晶光学素子が開発されている。この液晶光学素子は往路のレーザー光のみを変調していたが、ＤＶＤの高記録密度化のために往路と復路のそれぞれのレーザー光を別々に変調する必要があり、そこで、３枚のガラス基板で、液晶層を２層設けた液晶光学素子が開発された。この液晶光学素子は、真中のガラス基板の表裏両面に、外部回路との接続のための配線パターンを有する実装領域を備え、この実装領域に１枚のフレキシブル回路基板を屈曲させて両面実装を行うことで、積層された２層の液晶層を同時に駆動できるようになっている。

従来の液晶光学素子へのフレキシブル回路基板の実装方法について説明する。
これまでガラス基板の両面にフレキシブル回路基板を実装するフレキシブル回路基板実装体の製造方法は、ガラス基板の表面にフレキシブル回路基板を熱圧着により実装し、その後ガラス基板を反転させて、裏面にフレキシブル回路基板を熱圧着でさらに実装することより行なわれていた。そこで表示用などの大型液晶パネルにおけるガラス基板の場合には、ガラス基板を反転させることが困難であることから、ガラス基板を反転させることなく、フレキシブル回路基板をガラス基板の両面に実装するフレキシブル回路基板実装体の製造方法が既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

〔従来のフレキシブル回路基板実装体の製造方法の説明：図４〕
その従来の製造方法について、図４を用いて説明する。図４は、従来のフレキシブル回路基板実装体の製造方法を示す工程断面図である。

はじめに図４（ａ）に示すように、ガラス基板１ｂの一方の面を下段の圧着ツール１９上に真空吸着等で固定する。その後、ガラス基板１ｂの他方の面に形成されている第１の配線パターン３上に異方性導電フィルム７を仮圧着し、第１の配線パターン３とフレキシブル回路基板１１の第１の接続端子１３が合致するよう位置合わせを行い、上段の圧着ツール１７で熱圧着を行い、第１の配線パターン３と第１の接続端子１３とを電気的に接続する。

つぎに図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１ｂの他方の面、即ちフレキシブル回路基板１１が接合されている面を上段の圧着ツール１７に真空吸着等で固定し、ガラス基板１ｂの一方の面を下段の圧着ツール１９から解放する。その後、ガラス基板１ｂの一方の面に形成されている第２の配線パターン５上に異方性導電フィルム７を仮圧着する。つぎにフレキシブル回路基板１１を屈曲させ、第２の配線パターン５と、フレキシブル回路基板１１の第２の接続端子１５が合致するように位置合わせを行う。

最後に図４（ｃ）に示すように、下段の圧着ツール１９で熱圧着を行い、第２の配線パターン５と第２の接続端子１５とを電気的に接続する。その後、ガラス基板１ｂを上段の圧着ツール１７から解放する。これで第１の配線パターン３と第１の接続端子１３および、第２の配線パターン５と第２の接続端子１５が電気的に接続されたフレキシブル回路基板実装体である液晶光学素子２１を得ることができる。

特公２０００−１０２８８２号公報（第５頁、第１図−第３図）。

しかしながら、従来技術におけるフレキシブル回路基板実装体の製造方法は、上記の手段により、ガラス基板の両面にフレキシブル回路基板を実装することができるが、以下に示す問題点があった。

従来技術の製造方法は、ガラス基板の両面にフレキシブル回路基板を実装する際、ガラス基板の表面に異方性導電膜を介してフレキシブル回路基板を熱圧着で実装し、その後、裏面に異方性導電膜を介してフレキシブル回路基板を熱圧着で実装する。このため、１枚のフレキシブル回路基板をガラス基板の両面に実装する時、最初にフレキシブル回路基板をガラス基板の表面に熱圧着で実装後、フレキシブル回路基板を屈曲させる必要がある。この屈曲させる際に、フレキシブル回路基板に応力が加わり、最初に実装したフレキシブル回路基板が、ガラス基板の実装領域より剥離することがあった。また、屈曲時に剥離がない場合でも、裏面を実装する際の加熱によって、表面に実装したフレキシブル回路基板にズレや実装領域からの剥離が生じる場合があった。これは最初に実装した表面における異方性導電膜の中のバインダーとなる樹脂が、裏面の実装の際の加熱によって溶融するためである。この結果、ガラス基板とフレキシブル回路基板の電気的接続が不十分となり、電気的に信頼性を損なうという問題があった。

〔発明の目的〕
そこで本発明の目的は、上記課題を解決して、ガラス基板の両面にフレキシブル回路基板を実装する製造工程において、フレキシブル回路基板の屈曲によるフレキシブル回路基板の剥離や、圧着の際の加熱によるフレキシブル回路基板のズレや剥離を生じることなく実装ができ、電気的に信頼性の高いフレキシブル回路基板実装体を得ることができるフレキシブル回路基板実装体の製造方法及び製造装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の製造方法及び製造装置は、下記記載の手段を採用する。

本発明のフレキシブル回路基板実装体の製造方法は、第１の配線パターンと第２の配線パターンがそれぞれ両面に形成された圧着基板と、接続端子を設けたフレキシブル回路基板を圧着基板の側面箇所にて屈曲させて、第１の配線パターンと、第２の配線パターンに接続端子をそれぞれ接続するフレキシブル回路基板実装体の製造方法において、フレキシブル回路基板が、圧着基板に対して垂直な方向で、フレキシブル回路基板の接続端子形成表面と圧着基板の一側面が対向するように、フレキシブル回路基板を固定ツールに載置する基板載置工程と、圧着基板とフレキシブル回路基板とのいずれか一方、または両方を移動させて、垂直に配したフレキシブル回路基板を挟んで圧着基板と対向配置され、かつフレキシブル回路基板の幅よりも狭い間隔で配置された上下の圧着ツール間に、フレキシブル回路基板と圧着基板とを挿入し、フレキシブル回路基板が圧着基板を挟むようにフレキシブル回路基板を屈曲させる基板移動工程と、上下の圧着ツールを用いて、フレキシブル回路基板を圧着基板の両面に同時に圧着して、第１、第２の配線パターンと接続端子とを接続した実装体を形成する圧着工程とを備えることを特徴とする。

また、基板移動工程は、圧着基板とフレキシブル回路基板のいずれか一方、または両方を移動させ、フレキシブル回路基板の接続端子が形成されている一方の表面と圧着基板の側面とを当接し、その後、フレキシブル回路基板の他方の表面を上下の圧着ツール端面に当接させた後、フレキシブル回路基板を固定ツールから開放し、フレキシブル回路基板が開放された状態で、上下の圧着ツール間にフレキシブル回路基板と圧着基板とを挿入することを特徴とする。
また、基板載置工程は、フレキシブル回路基板と圧着基板との位置決めを行った後に両基板を所定の位置で、フレキシブル回路基板が、圧着基板に対して垂直な方向となるように固定することを特徴とする。
また、圧着基板は、液晶パネルを構成するガラス基板であることを特徴とする。

第１の配線パターンと第２の配線パターンがそれぞれ両面に形成された圧着基板と、接続端子を設けたフレキシブル回路基板を前記圧着基板の側面箇所にて屈曲させて、前記第１の配線パターンと、前記第２の配線パターンに前記接続端子をそれぞれ接続するフレキシブル回路基板実装体の製造装置において、前記圧着基板を載置する圧着基板ステージと、前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向で、前記フレキシブル回路基板の前記接続端子形成表面と前記圧着基板の一側面が対向するように、前記フレキシブル回路基板を載置する固定ツールと、前記垂直に配したフレキシブル回路基板を挟んで前記圧着基板と対向配置され、かつ前記フレキシブル回路基板の幅よりも狭い間隔で配
置された上下の圧着ツールと、前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板とのいずれか一方、または両方を移動させて、前記上下の圧着ツール間に、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入し、前記フレキシブル回路基板が前記圧着基板を挟むようにフレキシブル回路基板を屈曲させる基板移動手段と、前記上下の圧着ツールを用いて、前記フレキシブル回路基板を前記圧着基板の両面に同時に圧着して、前記第１、第２の配線パターンと前記接続端子とを接続した実装体を形成する圧着手段と、を備えることを特徴とする。

前記基板移動手段は、前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板のいずれか一方、または両方を移動させ、前記フレキシブル回路基板の接続端子が形成されている一方の表面と前記圧着基板の側面とを当接し、その後、前記フレキシブル回路基板の他方の表面を前記上下の圧着ツール端面に当接させた後、前記フレキシブル回路基板を前記固定ツールから開放し、前記フレキシブル回路基板が開放された状態で、前記上下の圧着ツール間に前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入することを特徴とする。
また、前記基板載置手段は、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板との位置決めを行った後に両基板を所定の位置で、前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向となるように固定することを特徴とする。

本発明のフレキシブル回路基板実装体の製造方法によれば、フレキシブル回路基板を屈曲させながらガラス基板と共に上下の圧着ツール間に挿入することで、ガラス基板とフレキシブル回路基板の熱圧着による実装前にフレキシブル回路基板を屈曲させ、その後、上下の圧着ツールを用いてフレキシブル回路基板をガラス基板の両面に同時に圧着、実装することができる。このため、ガラス基板の両面に実装したフレキシブル回路基板のズレや剥離を防止することができる。以上のように、本発明によれば電気的に信頼性の高いフレキシブル回路基板実装体を実現することが可能なフレキシブル回路基板実装体の製造方法を提供することができる。

以下、図を用いて本発明のフレキシブル回路基板実装体の製造方法ついて説明する。図１は、本発明のフレキシブル回路基板実装体の構造を示す斜視図である。また、図２および図３は、本発明の製造方法を示す工程断面図である。図において、従来技術と同一形状の部材は同一符号で示す。

〔本発明におけるフレキシブル回路基板実装体の製造方法の説明：図１〕
図１（ａ）は本発明のフレキシブル回路基板実装体の分解斜視図でフレキシブル回路基板と液晶セルとを示し、図１（ｂ）は液晶セルにフレキシブル回路基板を実装したフレキシブル回路基板実装体である液晶光学素子を示す斜視図である。
本発明のフレキシブル回路基板実装体の製造方法は、図１（ａ）に示すように第１の配線パターン（図示せず）と第２の配線パターン（図示せず）がそれぞれ両面に形成された圧着基板としての液晶セル１０におけるガラス基板１ｂの側面２にフレキシブル回路基板１１の接続端子（図示せず）が形成されている表面１１ａを当接し、図１（ｂ）に示すようにフレキシブル回路基板１１をガラス基板１ｂを挟むように屈曲させ、その後、ガラス基板１ｂの両面にフレキシブル回路基板１１を同時に圧着して、第１の配線パターン（図示せず）と第２の配線パターン（図示せず）とをそれぞれを接続端子（図示せず）に接続することを特徴としており、これによって、電気的に信頼性の高いフレキシブル回路基板実装体、即ち液晶セル１０にフレキシブル回路基板１１を実装した液晶光学素子２１を得ることができる。以下、フレキシブル回路基板実装体の製造工程の具体的実施例について説明する。

〔本発明におけるフレキシブル回路基板実装体の製造方法の説明：図２〜図３〕
図２（ａ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す概略断面を示し、フレキシブル回路基板実装体の製造工程を説明するための図である。はじめに図２（ａ）に示すように、ガラス基板１ｂを含む液晶セル１０を圧着基板ステージ３１に載置する。この時液晶セル１０は、圧着基板ステージ３１上に真空吸着で固定される。また、フレキシブル回路基板１１は、液晶セル１０に対して垂直な方向で、かつフレキシブル回路基板１１の一方の面、即ち接続端子１３、１５の形成表面１１ａとガラス基板１ｂの一側面２とが対向する位置に配置され、フレキシブル回路基板ステージ３３に載置される。この時フレキシブル回路基板１１は、フレキシブル回路基板ステージ３３上に真空吸着で固定される。ここで、ガ
ラス基板１ｂ上の第１の配線パターン３とフレキシブル回路基板１１上の第１の接続端子１３との位置、およびガラス基板１ｂ上の第２の配線パターン５とフレキシブル回路基板１１上の第２の接続端子１５との位置がそれぞれ合致するように、圧着基板ステージ３１と、フレキシブル回路基板ステージ３３は、予め位置が調整されている。

ここで液晶セル１０は、ガラス基板１ａとガラス基板１ｂの間隙と、ガラス基板１ｂとガラス基板１ｃの間隙にそれぞれ液晶（図示せず）を注入し、ガラス基板１ａとガラス基板１ｂ、ガラス基板１ｂとガラス基板１ｃをそれぞれ外周シール部材（図示せず）で貼り合わせた構成となっている。

また、ガラス基板１ｂには、表面に透明電極膜による第１の配線パターン３と、裏面に透明電極膜による第２の配線パターン５が配設されている。フレキシブル回路基板１１には、ガラス基板１ｂの第１の配線パターン３と第２の配線パターン５と接続するための第１の接続端子１３と、第２の接続端子１５が配設されている。第１の接続端子１３と、第２の接続端子１５の表面には、第１の配線パターン３および第２の配線パターン５との密着性を良好にするために、ニッケル−金メッキを施すことが好ましい。

さらに、第１の配線パターン３と第2の配線パターン５には、予め異方性導電フィルム７が仮圧着されている。異方性導電フィルム７は、日立化成工業株式会社製の異方性導電フィルムのアニソルムＡＣ−７１０４（商品名）を用いた。この異方性導電フィルム７は、加熱温度８０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ^２、圧着時間５ｓｅｃの条件で圧着ツールを用いて仮圧着する。

つぎに図２（ｂ）に示すように、圧着基板ステージ３１をフレキシブル回路基板１１の方向に移動させ、ガラス基板１ｂの側面２とフレキシブル回路基板１１の一方の面、即ち接続端子１３、１５の形成表面１１ａとを当接させる。このとき、ガラス基板１ｂに対して垂直に配したフレキシブル回路基板１１を挟んでガラス基板１ｂと対向する位置に上段の圧着ツール１７および下段の圧着ツール１９が配置されている。この上段、下段の圧着ツール１７、１９の互いの間隔ａは、フレキシブル回路基板１１の幅ｂよりも小さい値に設定されている。

つぎに図３（ａ）に示すように、圧着基板ステージ３１とフレキシブル回路基板ステージ３３を上段、下段の圧着ツール１７、１９の方向に移動させ、フレキシブル回路基板１１の接続端子１３、１５の形成表面の反対側である他方の面１１ｂと上段、下段の圧着ツール１７、１９とを当接させる。ここで、フレキシブル回路基板１１は、上段、下段の圧着ツール１７、１９に接触後、フレキシブル回路基板ステージ３３より開放される。

さらに図３（ｂ）に示すように、圧着基板ステージ３１を上段、下段の圧着ツール１７、１９の方向に移動させて上段の圧着ツール１７と下段の圧着ツール１９の間にガラス基板１ｂと共にフレキシブル回路基板１１を屈曲させながら挿入する。ここで、図２（ｂ）に示すように上段の圧着ツール１７と下段の圧着ツール１９のすき間ｂは、フレキシブル回路基板１１を垂直に配置した際の幅ａよりも狭い間隔に設定されているため、フレキシブル回路基板１１は上段、下段の圧着ツール１７、１９の間に挿入されるにしたがってガラス基板１ｂの両面側に屈曲することになる。

つぎに図３（ｃ）に示すように、フレキシブル回路基板１１を上段の圧着ツール１７と下段の圧着ツール１９で同時にガラス基板１ｂに本圧着する。ここで本圧着は、加熱温度１７０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ^２ 、圧着時間２０ｓｅｃの条件で行った。これによってガラス基板１ｂ上の第１の配線パターン３とフレキシブル回路基板１１上の第１の接続端
子１３、ガラス基板１ｂ上の第２の配線パターン５とフレキシブル回路基板１１上の第２の接続端子１５がそれぞれ電気的に接続される。その後、上段、下段の圧着ツール１７、１９、圧着基板ステージ３１から液晶セル１０にフレキシブル回路基板１１を実装した液晶光学素子２１を解放する。以上の工程によって、図１（ｂ）に示すように電気的に信頼性の高いフレキシブル回路基板実装体、即ち液晶セル１０にフレキシブル回路基板１１を実装した液晶光学素子２１が完成する。

以上の説明で明らかなように、本発明において、フレキシブル回路基板１１、ガラス基板１ｂを移動させて、上段、下段の圧着ツール１７、１９間に挿入することで、ガラス基板１ｂとフレキシブル回路基板１１との熱圧着による実装前に屈曲させることができる。このため、従来例のように屈曲させる際にフレキシブル回路基板に応力が加わり、最初に実装したガラス基板の表面のフレキシブル回路基板が、ガラス基板より剥離することはない。

また、本発明は、上段、下段の圧着ツール１７、１９でガラス基板１ｂとフレキシブル回路基板１１の熱圧着を表裏同時に行うことができる。このため、従来例のようにガラス基板１ｂの裏面とフレキシブル回路基板１１の熱圧着による加熱によって、ガラス基板１ｂの表面に先に実装したフレキシブル回路基板１１にズレや剥離を生じることもない。

したがって、本発明によればガラス基板１ｂの両面にフレキシブル回路基板１１を実装する実装工程において、フレキシブル回路基板１１とガラス基板１ｂとの位置ズレや剥離を生じることなく確実に実装することができ、電気的接続が確実で信頼性の高いフレキシブル回路基板実装体が得られるフレキシブル回路基板実装体の製造方法を提供することができる。

なお、本実施例においては圧着基板としてガラス基板を用いた例で説明したが、圧着基板としてガラス基板の替わりにガラスエポキシ回路基板、セラミックス回路基板等の基板の場合でも同様の効果を得ることができる。

また、実施例においては、ガラス基板をフレキシブル回路基板の方向に移動し、その後ガラス基板とフレキシブル回路基板とを上段、下段の圧着ツールの方向に移動する例で説明したが、これに限定されるものではなく、ガラス基板、フレキシブル回路基板、上下段の圧着ツールが互いに同時に移動させても同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態におけるフレキシブル回路基板実装体の構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるフレキシブル回路基板実装体の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態におけるフレキシブル回路基板実装体の製造方法を示す工程断面図である。 従来のフレキシブル回路基板実装体の製造方法を示す工程断面図である。

符号の説明

１ｂ ガラス基板
２ ガラス基板の側面
３ 第１の配線パターン
５ 第２の配線パターン
７ 異方性導電フィルム
１０ 液晶セル
１１ フレキシブル回路基板
１１ａ フレキシブル回路基板の一方の面
１３ 第１の接続端子
１５ 第２の接続端子
１７ 上段の圧着ツール
１９ 下段の圧着ツール
２１ 液晶光学素子

Claims (7)

1. 第１の配線パターンと第２の配線パターンがそれぞれ両面に形成された圧着基板と、接続端子を設けたフレキシブル回路基板を前記圧着基板の側面箇所にて屈曲させて、前記第１の配線パターンと、前記第２の配線パターンに前記接続端子をそれぞれ接続するフレキシブル回路基板実装体の製造方法において、 前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向で、前記フレキシブル回路基板の前記接続端子形成表面と前記圧着基板の一側面が対向するように、前記フレキシブル回路基板を固定ツールに載置する基板載置工程と、 前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板とのいずれか一方、または両方を移動させて、前記垂直に配したフレキシブル回路基板を挟んで前記圧着基板と対向配置され、かつ前記フレキシブル回路基板の幅よりも狭い間隔で配置された上下の圧着ツール間に、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入し、前記フレキシブル回路基板が前記圧着基板を挟むようにフレキシブル回路基板を屈曲させる基板移動工程と、 前記上下の圧着ツールを用いて、前記フレキシブル回路基板を前記圧着基板の両面に同時に圧着して、前記第１、第２の配線パターンと前記接続端子とを接続した実装体を形成する圧着工程と、 を備えることを特徴とするフレキシブル回路基板実装体の製造方法。
2. 前記基板移動工程は、前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板のいずれか一方、または両方を移動させ、前記フレキシブル回路基板の接続端子が形成されている一方の表面と前記圧着基板の側面とを当接し、その後、前記フレキシブル回路基板の他方の表面を前記上下の圧着ツール端面に当接させた後、前記フレキシブル回路基板を前記固定ツールから開放し、前記フレキシブル回路基板が開放された状態で、前記上下の圧着ツール間に前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入することを特徴とする請求項１に記載のフ
   レキシブル回路基板実装体の製造方法。
3. 前記基板載置工程は、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板との位置決めを行った後に両基板を所定の位置で、前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向となるように固定することを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル回路基板実装体の製造方法。
4. 前記圧着基板は、液晶パネルを構成するガラス基板であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフレキシブル回路基板実装体の製造方法。
5. 第１の配線パターンと第２の配線パターンがそれぞれ両面に形成された圧着基板と、接続端子を設けたフレキシブル回路基板を前記圧着基板の側面箇所にて屈曲させて、前記第１の配線パターンと、前記第２の配線パターンに前記接続端子をそれぞれ接続するフレキシブル回路基板実装体の製造装置において、
   前記圧着基板を載置する圧着基板ステージと、
   前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向で、前記フレキシブル回路基板の前記接続端子形成表面と前記圧着基板の一側面が対向するように、前記フレキシブル回路基板を載置する固定ツールと、
   前記垂直に配したフレキシブル回路基板を挟んで前記圧着基板と対向配置され、かつ前記フレキシブル回路基板の幅よりも狭い間隔で配置された上下の圧着ツールと、
   前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板とのいずれか一方、または両方を移動させて、前記上下の圧着ツール間に、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入し、前記フレキシブル回路基板が前記圧着基板を挟むようにフレキシブル回路基板を屈曲させる基板移動手段と、
   前記上下の圧着ツールを用いて、前記フレキシブル回路基板を前記圧着基板の両面に同時に圧着して、前記第１、第２の配線パターンと前記接続端子とを接続した実装体を形成する圧着手段と、
   を備えることを特徴とするフレキシブル回路基板実装体の製造装置。
6. 前記基板移動手段は、前記圧着基板と前記フレキシブル回路基板のいずれか一方、または両方を移動させ、前記フレキシブル回路基板の接続端子が形成されている一方の表面と前記圧着基板の側面とを当接し、その後、前記フレキシブル回路基板の他方の表面を前記上下の圧着ツール端面に当接させた後、前記フレキシブル回路基板を前記固定ツールから開放し、前記フレキシブル回路基板が開放された状態で、前記上下の圧着ツール間に前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板とを挿入することを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル回路基板実装体の製造装置。
7. 前記基板載置手段は、前記フレキシブル回路基板と前記圧着基板との位置決めを行った後に両基板を所定の位置で、前記フレキシブル回路基板が、前記圧着基板に対して垂直な方向となるように固定することを特徴とする請求項５または６に記載のフレキシブル回路基板実装体の製造装置。

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