JP4797634B2 - 配線基板の接続方法及び配線基板接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば可撓性配線基板と電子部品とを電気的に接続する配線基板の接続方法及び配線基板接続装置に関する。

近年、電子機器の小型軽量化が進められており、電子機器に用いる部品への小型化や低コスト化の要求が高くなっている。一般に、このような小型部品と外部基板とは、例えば、ポリイミドなどからなる可撓性配線基板（以下、ＦＰＣと称する）を用いて接続している。そして、ＦＰＣの一端側には小型部品に設けられた端子電極と重ね合わせることが可能な端子電極が設けられており、他端側には外部基板との接続が可能な幅広で広い間隔となるように形成された端子電極が設けられている。そして、ＦＰＣは一端側の端子電極と他端側の端子電極とを接続するように形成された配線を備え、この配線の引き廻しの途中で配線の幅や間隔を変更している。
このようなＦＰＣと被接続対象物との接続は、被接続対象物の端子電極とＦＰＣの端子電極との間に導電性粒子を含んだ異方性導電フィルムなどの導電性の接着剤を塗布し、ボンディングツールを用いてこれらを加熱加圧することによって行っている。

しかし、配線密度の高密度化に伴って端子電極の配置間隔が狭くなっていると共に、ＦＰＣが加熱加圧時に寸法変化することにより、ＦＰＣの端子電極と被接続対象物の端子電極の端子電極との接続時において位置ずれが発生することがある。
このように接続時に発生する寸法変化による位置ずれを抑制するために、あらかじめ可撓性配線基板の寸法変化を見越して補正を行った可撓性配線基板を用いて各配線パターンの接続を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、可撓性配線基板を仮止めしてから各配線パターンの接続を行う方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
特開平４−２８２８９号公報 特開平１−１８９９８８号公報

しかしながら、上記従来の配線基板の接続方法には以下の課題がある。すなわち、可撓性配線基板の接続時における寸法変化量は、接続条件や温度、湿度などによって各可撓性配線基板で異なることから、接続時の寸法変化を抑制することが困難である。また、このような配線基板の接続方法においても、配線密度をより高くするために、可撓性配線基板の端子電極のピッチをより狭くすることが望まれている。このため、より高い精度で各端子電極の接続を行う必要がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、寸法変化を抑制し、より位置ずれが少なく、高精度で接続を行うことができる配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる配線基板の接続方法は、可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第１端子電極で構成される第１端子部と、被接続対象物に設けられた第２端子部とを接続する配線基板の接続方法において、前記可撓性配線基板を把持し、該可撓性配線基板に対して前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する張力付加工程と、前記第１端子部と前記第２端子部とを当接させる当接工程と、前記第１端子部を前記第２端子部に向けて加熱しながら加圧して前記可撓性配線基板と前記被接続対象物とを電気的に接続する加熱加圧工程とを備えることを特徴とする。

この発明では、可撓性配線基板を加熱加圧して第１端子部と第２端子部との接続を行うときに第１端子電極の配列方向と交差する方向で可撓性配線基板に張力を付加しているので、各第１端子電極の配列方向であるピッチ方向の寸法ずれが小さくなる。このため、第１端子部と第２端子部との接続を精度よく行える。
すなわち、可撓性配線基板に張力を付加することで加熱時における可撓性配線基板の寸法変化量が張力を付加した方向である第１端子電極の延在方向において大きく、張力を付加していない方向である第１端子電極のピッチ方向において小さくなる。
したがって、第１端子電極のピッチを小さくすることができ、より高密度に第１端子電極が配置された第１端子部と第２端子部との接続を高精度に行うことができる。

また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記張力付加工程の後に前記当接工程を行うことが好ましい。
この発明では、可撓性配線基板に張力を付加した状態で第１端子部を第２端子部に当接させることで、両端子部を当接させた状態で張力を付加することと比較して、第１端子部と第２端子部との接続をより精度よく行える。

また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記張力付加工程で、前記可撓性配線基板の加熱による寸法変化に応じて該可撓性配線基板に付加する張力を調整することが好ましい。
この発明では、寸法変化量に応じて可撓性配線基板に付加する張力を調整することで、第１端子部のピッチ方向での位置ずれをより抑制できる。

また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記加熱加圧工程の後、前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する解除工程を備えることが好ましい。
この発明では、第１端子部と第２端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第１端子部や第２端子部が断線することを抑制できる。

また、本発明にかかる配線基板の接続方法は、前記第１端子部と前記第２端子部との間に、導電性接着剤を介在させることが好ましい。
この発明では、導電性接着剤を介在させることで第１端子部と第２端子部との電気的接続をより強固にすることができる。

また、本発明にかかる配線基板接続装置は、可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第１端子電極で構成される第１端子部と、被接続対象物に設けられた第２端子部とを接続する配線基板接続装置において、前記可撓性配線基板を把持して前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向に張力を付加する張力付加手段と、前記可撓性配線基板に張力を付加した状態で、前記第１端子部を前記第２端子部に向けて加熱しながら押圧する加熱加圧手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、可撓性配線基板に張力を付加することで、上述と同様に、張力を付加していない方向である第１端子電極のピッチ方向において寸法ずれが小さくなり、第１端子電極のピッチを小さくすることができる。したがって、第１端子電極がより高密度に配置された第１端子部と第２端子部との接続を高精度に行うことができる。

また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記張力付加手段が、把持した前記可撓性配線基板を前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に沿った方向に移動することとしてもよい。
この発明では、張力付加手段が把持した可撓性基板を第１端子電極の配列方向と交差する方向に移動することで、可撓性配線基板に張力を付加する。

また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記張力付加手段が、前記可撓性配線基板に応じて該可撓性基板に付加する張力を調整する張力調整手段を備えることが好ましい。
この発明では、可撓性配線基板に応じて付加する張力を調整することで、第１端子部が断線することを回避できる。

また、本発明にかかる配線基板接続装置は、前記第１端子部を前記第２端子部と接続させた後で前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段を備えることとしてもよい。
この発明では、第１端子部と第２端子部との接続境界部において引張応力が集中することにより、第１端子部や第２端子部が断線することを抑制できる。

また、本発明にかかる実装構造体は、上記記載の配線基板の接続方法を用いて製造されたことを特徴とする。
この発明では、上述した配線基板の接続方法を用いることで、第１端子電極のピッチを小さくすることができると共に、より高密度に第１端子電極が配置された第１端子部と第２端子部との接続を高精度に行うことができる。

また、本発明にかかる電子機器は、上記記載の実装構造体を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した実装構造体を備えることで、第１端子電極のピッチを小さくすることができると共に、第１端子電極がより高密度に配置された第１端子部と第２端子部との接続を高精度に行うことができる。

以下、本発明による配線基板の接続方法及び配線基板接続装置並びに実装構造体及び電子機器の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態における配線基板接続装置は、可撓性配線基板（以下、ＦＰＣと称する）と被接続対象物とを電気的に接続させて実装構造体を形成するものである。そして、配線基板接続装置１は、図１に示すように、後述する液晶パネル（被接続対象物）４２を載置する載置台２と、後述するＦＰＣ４１を固定する固定部３と、ＦＰＣ４１を加熱、加圧する加熱加圧部４と、ＦＰＣ４１に張力を付加する張力付加部５とを備えている。

載置台２は、その上面２ａの一部に凹部が形成されており、この凹部に案内板１１が嵌合されている。
この案内板１１は、液晶パネル４２を保持するために設けられており、保持する液晶パネル４２の材質や熱伝導率、液晶パネル４２の案内板１１との接触面における表面粗さに応じて材質の異なるものが設けられている。ここで、案内板１１の上面は鏡面であってもよいが、加熱加圧部４から液晶パネル４２に加えられる熱が案内板１１を介して載置台２に放熱されることを防止するために、載置される液晶パネル４２の裏面の面粗さよりも滑らかであること、すなわち液晶パネル４２の裏面の面粗さが案内板１１の上面の面粗さよりも粗いことが好ましい。

また、案内板１１は、例えば金属やセラミックス、ガラスなどによって構成されている。ただし、ＦＰＣ４１と液晶パネル４２とを接続する際には、加熱加圧部４の後述するヘッド部１５で加圧されることから、案内板１１は加圧圧力以上の圧力に対する耐性を有する硬度を有し、接続温度以上の耐熱性を有する材料であることが必要である。さらに、熱伝導率の低い材質であればより好ましい。
さらに、載置台２には、案内板１１上に載置される液晶パネル４２を吸着、保持するために、上面２ａに案内板１１を囲むようにして吸着口（図示略）が形成されている。この吸着口は、真空ポンプに接続されている。なお、この吸着口は、載置台２の凹部内に形成されてもよい。この場合には、案内板１１のうち吸着口に当接する位置に貫通孔を形成する必要がある。

固定部３は、張力付加部５の後述する把持部２２と共にＦＰＣ４１を挟持することによってＦＰＣ４１に形成された後述する第１端子電極５５の延在方向と同方向であるＦＰＣ４１の長手方向に沿って張力を付加する構成となっている。また、固定部３によるＦＰＣ４１の挟持位置は、上記把持部２２によるＦＰＣ４１の挟持位置に対してＦＰＣ４１における液晶パネル４２との接続領域を介した位置となっている。

加熱加圧部４は、ヘッド部１５と、ヘッド部１５と共に鉛直方向の上下に移動する支持軸１６と、支持軸１６に設けられた突出部１７とを備えている。
ヘッド部１５は、その内部にヒータなどの加熱機構が設けられたコンスタントヒート方式のヘッドであり、２００℃〜４５０℃程度の温度範囲で任意の温度に設定可能となっている。また、ヘッド部１５の底面は平面となっている。また、ヘッド部１５は、支持軸１６を介して支持部材（図示略）に取り付けられている。なお、ヘッド部１５の底面は、接続するＦＰＣ４１及び液晶パネル４２の形状に合わせて治具を取り付け可能な構成とすることが好ましい。このようにすることで、当接面を正方形や細長い矩形、その他任意の形状に設定することができる。

支持軸１６は、例えばシリンダなどの上下駆動機構（図示略）によって鉛直方向の上下で移動可能となっている。
突出部１７は、支持軸１６の移動方向である鉛直方向に対して直交する水平方向に向けて突出して形成されており、支持軸１６が鉛直方向で上下移動する際に支持軸１６と共に上下移動可能となっている。また、突出部１７は、支持軸１６が鉛直方向で下方に移動したときに、張力付加部５の後述する当接部２５に当接し、さらに支持軸１６を鉛直方向で下方に移動させた際に当接部２５を鉛直方向下方に押し下げる構成となっている。ここで、突出部１７が上記当接部２５と当接するタイミングは、ヘッド部１５の底面がＦＰＣ４１に当接する前となっている。

張力付加部５は、腕部２１と、ＦＰＣ４１を把持する把持部２２と、腕部２１と把持部２２とを連結する張力調整部（張力調整手段）２３とを備えている。
腕部２１は、Ｌ字状に屈曲して形成されており、その屈曲部に、ＦＰＣ４１の第１端子電極５５の配列方向であるピッチ方向と平行な軸回りで回動可能な回動軸２４が設けられている。そして、腕部２１の一端側には、支持軸１６が下方に移動することで突出部１７と当接する当接部２５が設けられている。このため、腕部２１は、支持軸１６が下方に移動することで突出部１７が当接部２５に当接し、さらに支持部１６が下方に移動することで、回動軸２４を支点として腕部２１及び把持部２２が固定部３から離間する方向である、図１に示す矢印Ａ１方向で回動する構成となっている。
また、腕部２１の他端には薄肉部２１ａが形成されており、この薄肉部２１ａには厚さ方向で貫通する貫通孔（図示略）が形成されている。

把持部２２は、ＦＰＣ４１をクランプすることで把持する構成となっており、腕部２１と近接する一端には薄肉部２２ａが形成されている。そして、把持部２２は、腕部２１が回動軸２４の軸回りで図１に示すＡ１方向に回動することで把持したＦＰＣ４１を矢印Ａ１方向に引っ張り、ＦＰＣ４１に対して張力を付加する構成となっている。

張力調整部２３は、薄肉部２２ａに螺着されたネジ部２６と、ネジ部２６に取り付けられたバネ部２７とを備えている。
ネジ部２６は、その軸が薄肉部２１ａの上記貫通孔に挿通されており、その一端には上記軸部よりも大径の支持部２６ａが設けられている。
バネ部２７は、例えばコイルバネによって構成されており、上記軸部が挿通され、一端が薄肉部２１ａと接触して他端が支持部２６ａと接触している。
したがって、張力調整部２３は、腕部２１が回動軸２４の軸回りで図１に示す矢印Ａ１方向に回動することによってバネ部２７が薄肉部２１ａによって圧縮される構成となっており、バネ部２７が圧縮して支持部２６ａを押圧することで支持部２６ａ及びネジ部２６を介して薄肉部２２ａが回動軸２４の軸回りで矢印Ａ１方向に回動する構成となっている。したがって、張力調整部２３は、バネ部２７のバネ定数を調整することで、腕部２１の回動軸２４回りでの回動によってＦＰＣ４１に付加する張力を調整可能となっている。

また、配線基板接続装置１は、第１端子部５３を第２端子部６７と接続させた後、ＦＰＣ４１に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段（図示略）を備えている。

次に、上述した配線基板接続装置１によって製造される実装構造体について説明する。
この実装構造体４０は、図２に示すように、ＦＰＣ４１と液晶パネル４２とを電気的に接続した構成となっている。

ＦＰＣ４１は、ベース基板５１と、ベース基板５１上に形成された配線パターン５２と、配線パターン５２と同様にベース基板５１上に形成されて液晶パネル４２の後述する第２端子部６７に接続される第１端子部５３と、ベース基板５１の所定の位置に実装される半導体チップ５４とを備えている。

ベース基板５１は、例えばポリイミドからなる絶縁性のフィルムによって構成されている。
また、配線パターン５２及び第１端子部５３は、ベース基板５１上に形成された銅（Ｃｕ）などの金属膜をパターニングすることによって形成されている。そして、第１端子部５３は、間隔をあけて複数形成された線状の第１端子電極５５によって構成されており、それぞれが半導体チップ５４と電気的に接続されている。この第１端子電極５５の形成方向は、それぞれＦＰＣ４１の長手方向と同方向となっている。
なお、ＦＰＣ４１は、ベース基板５１上に、半導体チップ５４のほかに、抵抗やコンデンサ、その他のチップ部品を実装した構成としてもよい。また、半導体チップ５４を実装しない構成としてもよい。
ここで、ベース基板５１は厚さが例えば２５μｍであり、配線パターン５２及び第１端子部５３は厚さが例えば８μｍであり、第１端子電極５５はピッチが例えば３８μｍで端子数が約４００端子となっている。
また、ＦＰＣ４１は、異方性導電フィルム（ACF:Anisotropic Conductive Film、導電性接着剤）５６を介して液晶パネル４２の後述するＴＦＴアレイ基板６１に固定されている。

液晶パネル４２は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板６１と、ＴＦＴアレイ基板６１と対向配置された対向基板６２と、ＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２を接着するシール材６３と、ＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２によって形成された間隙であるセルギャップ内に封入された液晶（図示略）とを備えている。すなわち、上記液晶は、ＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２によって挟持されている。
また、液晶パネル４２は、ＴＦＴアレイ基板６１の外側表面に貼付された偏光板６４と、対向基板６２の外側表面に貼付された偏光板（図示略）とを有する。

ＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２は、例えばガラスや合成樹脂などの透光性材料によって構成されている。ここで、ＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２をガラスによって構成する場合には、硼珪酸ガラスや石英ガラス、ソーダガラスであることが望ましい。
また、ＴＦＴアレイ基板６１の内側表面には電極６５が形成されており、対向基板６２の内側表面には電極６６が形成されている。これら電極６５、６６は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透光性の導電材料によって構成されており、ストライプ状や文字、数字、その他の適宜のパターン上に形成されている。

ＴＦＴアレイ基板６１は、対向基板６２とシール材６３を介して接着した際に対向基板６２に対して張り出す張出部６１ａを有しており、この張出部６１ａに第２端子部６７が形成されている。この第２端子部６７は、間隔をあけて配置された複数の第２端子電極６８によって構成されている。
複数の第２端子電極６８は、ＴＦＴアレイ基板６１上に電極６５を形成するときに電極６５と同時に形成されており、電極６５と同様に、例えばＩＴＯによって構成されている。なお、第２端子電極６８には、電極６５から電極６５と一体的に延びるもの及び導電材料（図示略）を介して電極６６に接続されるものを含む。
ここで、実際の電極６５、６６は、極めて狭い間隔をもってＴＦＴアレイ基板６１及び対向基板６２上にそれぞれ多数形成されているが、図２では液晶パネル４２の構造の理解を容易とするため、電極６５、６６の形成間隔を広げて模式的に示すと共に、それらのうちの数本のみを図示することとして他の部分を省略している。また、第２端子電極６８と電極６５との接続状態及び第２端子電極６８と電極６６との接続状態も、図２では省略している。

次に、上記実装構造体４０の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、ＦＰＣ４１及び液晶パネル４２の製造方法についての説明を省略し、ＦＰＣ４１と液晶パネル４２との接続方法について説明する。
まず、図１に示すように、載置台２上に液晶パネル４２を、液晶パネル４２のうち第２端子部６７が形成された張出部６１ａの部位が案内板１１の上方に位置するように載置する。このとき、液晶パネル４２は、上記吸着口によって載置台２に吸着固定される。

次に、液晶パネル４２のうち第２端子部６７が形成された部位に異方性導電フィルム５６を貼付する。ここで、異方性導電フィルム５６を、液晶パネル４２に形成された第２端子部６７の全体を覆うように貼付する。一方、ＦＰＣ４１の第１端子部５３が把持部２２と固定部３とによる挟持位置の間に平面視において位置するように把持部２２及び固定部３でＦＰＣ４１を挟持する。このとき、ＦＰＣ４１に付加する張力の方向が第１端子部５３の第１端子電極５５の形成方向に沿った方向となるように、把持部２２及び固定部３ではＦＰＣ４１の長手方向に沿った２箇所で挟持する（図１）。また、ヘッド部１５の温度を、異方性導電フィルム５６の温度が例えば２００℃となるように、２１０℃〜４５０℃程度の範囲の温度に調整する。なお、ヘッド部１５の温度は、異方性導電フィルム５６への加熱温度に応じて適宜調整してもよい。

続いて、張力付加工程を行う。これは、異方性導電フィルム５６が貼付された液晶パネル４２の第２端子部６７とＦＰＣ４１の第１端子部５３との位置合わせを行って、上記シリンダを伸長させることで支持軸１６を下方に移動させる。このように、支持軸１６を下方に移動させていくと、突出部１７が腕部２１の当接部２５と接触し、当接部２５を下方に向けて押し下げる。そして、腕部２１が、回動軸２４の軸回りで図３に示す矢印Ａ１方向で回動する（図３）。

このように腕部２１が回動することで薄肉部２１ａがバネ部２７を圧縮し、バネ部２７が支持部２６ａを押圧する。そして、ネジ部２６を介して把持部２２の薄肉部２２ａが回動軸２４の軸回りで矢印Ａ１方向に移動する。このように、把持部２２が回動軸２４の軸回りで矢印Ａ１方向に回動することで、ＦＰＣ４１に対してＦＰＣ４１の長手方向である第１端子電極５５の延在方向に沿った張力が付加される。ここで、ＦＰＣ４１に付加される張力は、例えば約６Ｎとなっている。
すなわち、張力付加工程では、腕部２１を回動軸２４の軸回りで回動させ、バネ部２７を介して把持部２２を回動軸２４の軸回りで移動させることにより、ＦＰＣ４１に張力を付加している。ここで、バネ部２７によるバネ定数を調整することで、腕部２１から把持部２２に伝達する回動軸２４の軸回りでの力が調整可能となる。

さらに、このようにＦＰＣ４１に張力を付与しながら支持軸１６を下方に移動させていくと、ヘッド部１５がＦＰＣ４１に近接してヘッド部１５からの輻射熱によりＦＰＣ４１のベース基板５１が熱変形する。しかし、ＦＰＣ４１には長手方向に沿った張力があらかじめ付加されているので、第１端子部５３における熱変化は、幅方向の変化量が長手方向の変化量よりも小さくなる。これにより、複数の第１端子電極５５のピッチ方向における寸法変化が抑制できる。

次に、当接工程を行う。これは、さらに支持軸１６を下方に移動させてヘッド部１５をＦＰＣ４１に当接させ、第１端子部５３と第２端子部６７とを当接させる。
続いて、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部１５をＦＰＣ４１に当接させた状態で、支持軸１６をさらに下方に移動させることによって、第１端子部５３を第２端子部６７に向けて押圧する（図４）。このとき、ヘッド部１５から供給される熱により、異方性導電フィルム５６が軟化、溶融すると共に、ヘッド部１５で加圧されるために第１端子部５３と第２端子部６７との間に異方性導電フィルム５６中の導電性粒子が変形挟持される。これにより、第１端子部５３と第２端子部６７とが接続される。ここで、ヘッド部１５は、その加熱加圧時間が３秒〜１５秒程度となっており、その加圧圧力が約３０ｋｇ／ｃｍ^２となっている。また、ヘッド部１５による加熱でベース基板５１が熱変形しても、ＦＰＣ４１の長手方向に張力が付加されているので、その変形方向が上述と同様に制限されている。このとき、ＦＰＣ４１の幅方向における寸法変化率は、張力を付加しないときで例えば０．１５％であるのに対し、張力を付加することで例えば０．０２％となっている。このように、第１端子電極５５の配置方向における寸法変化が抑制できる。

その後、解除工程を行う。これは、ＦＰＣ４１に付加された張力及び挟持状態を解除する。まず、上記シリンダを伸縮させて支持軸１６を上方に移動させることでヘッド部１５をＦＰＣ４１から離間させる。また、支持軸１６を上方に移動させることで突出部１７による腕部２１の当接部２５に対する下方向への押圧状態が徐々に解除され、腕部２１が回動軸２４の軸回りで図５に示す矢印Ａ２方向に回動する（図５）。そして、腕部２１の薄肉部２１ａが矢印Ａ２方向に移動することでバネ部２７が伸長し、ネジ部２６を介して薄肉部２２ａが矢印Ａ２方向に移動する。これにより、把持部２２に挟持されているＦＰＣ４１の一端が矢印Ａ２方向に移動してＦＰＣ４１に付加される張力が低減される。

そして、さらに支持軸１６を上方に移動させると突出部１７が腕部２１の当接部２５から離間する。これにより、ＦＰＣ４１に付加された張力が解除される。その後、把持部２２及び固定部３によるＦＰＣ４１の挟持状態を解除する。そして、さらに支持軸１６を上方に移動させる。この後、ＦＰＣ４１のうち把持部２２によって把持されていた部位を切除する。なお、この部分を切除せず、そのままとしてもよい。
以上のようにして、ＦＰＣ４１と液晶パネル４２との接続を行う。このようにして、実装構造体４０を製造する。

このようにして製造された実装構造体４０は、例えば図６に示すようなノート型パーソナルコンピュータ（電子機器）７０に設けられる。
このノート型パーソナルコンピュータ７０は、筐体７１と、実装構造体４０を構成する液晶パネル４２を有する液晶表示装置７２と、キーボード７３と、筐体７１内に配置されたＣＰＵ（中央処理装置）などを備えたマザーボード（図示略）及びハードディスクなどの電子部品（図示略）とを備えている。

以上のように、本実施形態における配線基板の接続方法及び配線基板接続装置１並びに実装構造体４０及びノート型パーソナルコンピュータ７０によれば、ＦＰＣ４１を加熱加圧して第１端子部５３と第２端子部６７との接続を行うときに、第１端子電極５５の延在方向と同方向となるようにＦＰＣ４１に張力を付加しているので、第１端子電極５５のピッチ方向における寸法変化を抑制できる。これにより、第１端子電極５５のピッチを小さくして、第１及び第２端子電極５５、６８をより高密度化することができると共に高精度に接続が行える。そして、第１及び第２端子電極５５、６８がより高密度に配置された第１端子部５３と第２端子部６７との接続を高精度に行うことができる。

また、ＦＰＣ４１に張力を付加した状態で第１端子部５３を第２端子部６７に当接させているので、ヘッド部１５の輻射熱によってＦＰＣ４１が第１端子電極５５のピッチ方向におけて寸法変化することを抑制し、第１及び第２端子電極５５、６８をより精度よく接続できる。
そして、張力調整部２３によってＦＰＣ４１の材質や加熱時における寸法変化量に応じて付加する張力を調整し、最適な張力をＦＰＣ４１に付加しているので、第１端子電極５５のピッチ方向での位置ずれを抑制すると共に、第１端子電極５５が断線することを回避できる。

また、第１端子部５３と第２端子部６７との接続後にＦＰＣ４１への張力の付加を解除することで、第１及び第２端子部３３、４７の接続境界部において引張応力が集中することを防止し、第１端子電極５５や第２端子電極６８が断線することを回避できる。
さらに、第１端子部５３と第２端子部６７との間に異方性導電フィルム５６を介在させることで、第１及び第２端子部３３、４７の電気的接続をより強固にできる。

なお、本実施形態では、電子機器としてノート型パーソナルコンピュータについて説明しているが、これに限られず、液晶プロジェクタやマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、携帯電話機、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ受像機、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ（Point-Of-Sale）端末、タッチパネルを備える装置などに適用することができる。
また、実装構造体４０としては、液晶パネル４２を含むものに限らず、有機ＥＬパネルを含むものや、ＦＥＤ（Field Emission Display）を含むものであってもよい。

次に、上述した配線基板接続装置１によって接続される実装構造体及び電子機器の第２の実施形態について説明する。
本実施形態における実装構造体は、液滴吐出ヘッドであって、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド１００は、図７に示すように、後述するリード電極群（第２端子部）１３５Ａ、１３５Ｂにそれぞれ接続されるＦＰＣ（可撓性配線基板）１０１と、ヘッド本体部（被接続対象物）１０２とを備えている。

ＦＰＣ１０１は、ベース基板１０５と、ベース基板１０５上に形成された配線パターン１０６と、配線パターン１０６と同様にベース基板１０５上に形成されて後述するリード電極１３５のそれぞれに接続される端子電極１０７と、ベース基板１０５の所定の位置に実装される駆動回路部１０８とを備えている。また、ＦＰＣ１０１は、異方性導電フィルム（導電性接着剤）１０９を介してリード電極群１３５Ａ、１３５Ｂにそれぞれ接続されている。

端子電極１０７は、図７に示すＹ軸方向に不空数並んで設けられており、リード電極群１３５Ａを構成するリード電極１３５に接続される端子電極１０７によって端子電極群（第１端子部）１０７Ａが構成され、リード電極群１３５Ｂを構成するリード電極１３５に接続される端子電極１０７によって端子電極群（第１端子部）１０７Ｂが構成される。

駆動回路部１０８は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を有するＩＣドライバであり、後述するリザーバ形成基板１１５上である段差部の上段面上に設けられた樹脂１１０によってモールドされている。この駆動回路部１０８は液滴吐出ヘッド１００の外部に接続された後述する外部コントローラ１５９と電気的に接続されており、液滴吐出ヘッド１００はこの外部コントローラ１５９によって制御される。

ヘッド本体部１０２は、ノズル基板１１１と、ノズル基板１１１の上面（＋Ｚ側）に設けられた流路形成基板１１２と、流路形成基板１１２の上面に設けられて圧電素子１１３の駆動により変位する振動板１１４と、振動板１１４の上面に設けられたリザーバ形成基板１１５とを備えている。

ノズル基板１１１は、例えばガラスセラミックスによって構成されており、ノズル基板１１１を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口部１１６が複数（例えば７２０個）Ｙ軸方向に配列して形成されている。そして、Ｙ軸方向に並んで形成された複数のノズル開口部１１６によって、ノズル開口部群１１６Ａ、１１６Ｂが構成されている。ここで、ノズル開口部群１１６Ａは、ノズル開口部群１１６Ｂに対して＋Ｘ側に位置している。

流路形成基板１１２は、例えばシリコンによって構成されており、異方性エッチングによって複数の貫通孔及びこの貫通孔の側壁から内部に向けてそれぞれ突出する隔壁１１７が複数形成されている。この複数の隔壁１１７は、平面視でほぼ櫛歯状に形成されており、この貫通孔を区画している。また、流路形成基板１１２の下面には、ノズル基板１１１がこの貫通孔の下面側を覆うように接着して設けられている。また、流路形成基板１１２の上面には、振動板１１４が設けられている。

流路形成基板１１２に形成された貫通孔は、流路形成基板１１２とノズル基板１１１と振動板１１４とで囲まれることにより圧力発生室１１８を形成する。
この圧力発生室１１８は、ノズル開口部群１１６Ａ、１１６Ｂを構成するノズル開口部１１６に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。そして、ノズル開口部群１１６Ａに対応して形成された複数の圧力発生室１１８によって圧力発生室群１１８Ａが構成され、ノズル開口部群１１６Ｂに対応して形成された複数の圧力発生室１１８によって圧力発生室群１１８Ｂが形成される。
また、圧力発生室１１８の基板外縁部側の端部は、リザーバ１２１の一部を構成する供給路１２２を介して連通部１２３により互いに連通されている。この連通部１２３は、流路形成基板１１２に形成された貫通孔であって、後述するリザーバ部１３６に接続されている。

振動板１１４は、流路形成基板１１２の上面に設けられた弾性膜１３１と、弾性膜１３１の上面に設けられた下電極膜１３２とを備えている。弾性膜１３１は、例えば厚さ１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されている。また、下電極膜１３２は、例えば厚さ０．２μｍ程度の白金などによって形成されている。なお、下電極膜１３２は、圧電素子１１３に共通する電極となっている。

圧電素子１１３は、下電極膜１３２の上面に設けられた圧電体膜１３３と、圧電体膜１３３の上面に設けられた上電極膜１３４と、上電極膜１３４の引出配線であるリード電極１３５とを備えている。
圧電体膜１３３は、例えば厚さ１μｍ程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜１３４は、例えば厚さ０．１μｍ程度の白金などによって構成されている。そして、リード電極１３５は、例えば厚さ０．１μｍ程度の金などによって構成されている。なお、リード電極１３５と下電極膜１３２との間には、絶縁膜（図示略）が設けられている。

圧電素子１１３は、複数のノズル開口部１１６及び圧力発生室１１８のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子１１３は、ノズル開口部１１６ごと（圧力発生室１１８ごと）に設けられている。そして、上述のように、下電極膜１３２が複数の圧電素子１１３の共通電極として機能し、上電極膜１３４及びリード電極１３５が複数の圧電素子１１３の個別電極として機能する。
また、ノズル開口部群１１６Ａを構成するノズル開口部１１６と対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子１１３により圧電素子群１１３Ａが形成され、ノズル開口部群１１６Ｂと対応して設けられた圧電素子１１３により圧電素子群１１３Ｂが形成されている。そして、圧電素子群１１３Ａを構成する圧電素子１１３のリード電極１３５によってリード電極群１３５Ａが形成され、圧電素子群１１３Ｂを構成するリード電極１３５によってリード電極群１３５Ｂが形成されている。
なお、圧電素子１１３は、圧電体膜１３３、上電極膜１３４及びリード電極１３５に加えて下電極膜１３２を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜１３２は、圧電素子１１３としての機能と振動板１１４としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜１３１及び下電極膜１３２によって振動板１１４が構成されているが、弾性膜１３１を省略して下電極膜１３２が弾性膜１３１の機能を兼ね備える構成としてもよい。

リザーバ形成基板１１５は、例えば流路形成基板１１２と同一材料であるシリコン単結晶によって形成されている。また、リザーバ形成基板１１５には、連通部１２３のそれぞれと対応するリザーバ部１３６がＹ軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部１３６と上述した連通部１２３とによってリザーバ１２１が構成される。そして、リザーバ形成基板１１５には、各連通部１２３の側壁に接続されて各連通部１２３に機能液を導入する導入路１３７が形成されている。

また、リザーバ形成基板１１５の上面には、コンプライアンス基板１４１が接合されている。このコンプライアンス基板１４１は、封止膜１４２及び固定板１４３を有する。
封止膜１４２は、例えば厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されておりリザーバ部１３６の上部を封止している。
また、固定板１４３は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板１４３のうち、リザーバ部１３６に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部１４５となっている。したがって、リザーバ部１３６の上部は、可撓性を有する封止膜１４２のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部１４６となっている。また、リザーバ部１３６の外側のコンプライアンス基板１４１上には、導入路１３７に連通してリザーバ部１３６に機能液を供給するための機能液導入口１４７が形成されている。

通常、機能液導入口１４７からリザーバ部１３６に機能液が供給されると、例えば圧電素子１１３の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部１３６内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部１３６の上部が封止膜１４２のみによって封止された可撓部１４６となっているので、この可撓部１４６が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ部１３６内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板１４３によって十分な強度に保持されている。

また、リザーバ形成基板１１５のうち、Ｘ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部１４８が形成されている。この溝部１４８により、リザーバ形成基板１１５は、圧力発生室群１１８Ａに対応する圧電素子群１１３Ａを封止する封止部１４９Ａと、圧電素子群１１３Ｂに対応する圧電素子群１１３Ｂを封止する封止部１４９Ｂとに分けられる。この溝部１４８により、リザーバ形成基板１１５に段差部が形成される。
すなわち、リザーバ形成基板１１５のうち、圧電素子１１３と対向する領域には、圧電素子１１３の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部１５０が形成されている。圧電素子保持部１５０は、圧電素子群１１３Ａ、１１３Ｂを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子１１３のうち、少なくとも圧電体膜１３３は、この圧電素子保持部１５０内に密封されている。

このように、リザーバ形成基板１１５は、圧電素子１１３を外部環境から遮断し、圧電素子１１３を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板１１５で圧電素子１１３を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子１１３の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部１５０の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部１５０内の空間を真空や、窒素またはアルゴン雰囲気などとすることで圧電素子保持部１５０内を低湿度に保持することができ、圧電素子１１３の破壊をより確実に防止することができる。

図７に示すように、圧電素子保持部１５０によって封止されている圧電素子１１３のうち、リード電極１３５の基板中央部側の端部は、溝部１４８において露出した流路形成基板１１２上に配置されている。ここで、このように溝部１４８において露出した流路形成基板１１２上に位置するリード電極１３５の一部が、本発明における圧電素子１１３の電気的接続部となっている。

次に、上記液滴吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。なお、以下の説明ではＦＰＣ１０１及びヘッド本体部１０２の製造方法についての説明を省略し、ＦＰＣ１０１とヘッド本体部１０２との接続方法について説明する。
本実施形態におけるＦＰＣ１０１とヘッド本体部１０２との接続方法においても、上述した第１の実施形態と同様に、載置台２上にヘッド本体部１０２を載置し、異方性導電フィルム１０９をリード電極群１３５Ａの全体を覆うように貼付する。また、ＦＰＣ１０１を把持部２２及び固定部３で挟持する。
そして、上述と同様に張力付加工程及び当接工程を行った後、加熱加圧工程を行う。これは、ヘッド部１５をＦＰＣ１０１に当接させた状態で、支持軸１６をさらに下方に移動することにより、端子部１０７Ａをリード電極群１３５Ａに向けて押圧する（図８）。このとき、ヘッド部１５から供給される熱により、異方性導電フィルム５６が軟化、溶融し、端子部１０７Ａとリード電極群１３５Ａとが接続される。
その後、解除工程を行い、支持軸１６を上方に移動させた後、把持部２２及び固定部３によるＦＰＣ１０１の挟持状態を解除する。この後、ＦＰＣ１０１のうち把持部２２によって把持された部位を切除する。なお、この部分を切除せず、そのままとしてもよい。
さらに、同様の手順により、他のＦＰＣ１０１の端子部１０７Ａとリード電極群１３５Ｂとを接続する。
以上のようにして、ＦＰＣ１０１とヘッド本体部１０２との接続を行い、液滴吐出ヘッド１００を製造する。

以上のようにして製造された液滴吐出ヘッド１００は、例えば図９に示すような液滴吐出装置（電子機器）１６０に設けられる。
この液滴吐出装置１６０は、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料や有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などの機能液の液滴を吐出する装置である。そして、液滴吐出装置１６０は、図９に示すように、液滴吐出ヘッド１００と、第１及び第２駆動モータ１６１、１６２と、駆動軸１６３と、ガイド軸１６４と、ステージ１６５と、クリーニング機構１６６と、基台１６７と、ヒータ１６８と、これらを制御する外部コントローラ１６９とを備えている。

第１駆動モータ１６１は、例えばステッピングモータによって構成されており、駆動軸１６３に接続されている。そして、第１駆動モータ１６１は、外部コントローラ１６９から供給されたＹ軸方向の駆動信号により駆動軸１６３を回転させ、液滴吐出ヘッド１００をＹ軸方向に移動させる。
第２駆動モータ１６２は、第１駆動モータ１６１と同様に、例えばステッピングモータによって構成されており、ガイド軸１６４に接続されている。そして、第２駆動モータ１６２は、外部コントローラ１６９から供給されたＸ軸方向の駆動信号によりガイド軸１６４を回転させ、ステージ１６５をＸ軸方向に移動させる。また、ガイド軸１６４は、基台１６７に対して固定されている。
ステージ１６５は、液滴吐出ヘッド１００から機能液が吐出される基板Ｓを支持し、基板Ｓを基準位置に固定する固定機構（図示略）を備えている。

クリーニング機構１６６は、液滴吐出ヘッド１００をクリーニングするものであって、駆動モータ（図示略）の駆動によりガイド軸１６４に沿ってＸ軸方向に移動する。
ヒータ１６８は、例えばランプアニールにより基板Ｓを熱処理するものであって、基板Ｓに塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。
外部コントローラ１６９は、第１及び第２駆動モータ１６１、１６２に対して駆動信号をそれぞれ供給すると共に、液滴吐出ヘッド１００による液滴の吐出制御用の電圧を供給する。

以上のように、本実施形態における配線基板の接続方法及び配線基板接続装置１並びに液滴吐出ヘッド１００及び液滴吐出装置１５０によっても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、１つの機能液導入口５８及び導入路５２によってリザーバ３７にインクを供給する構成となっているが、所望の機能液の供給量に応じて、複数の機能液導入口５８及び導入路５２を設ける構成としてもよい。
また、機能液導入口５８の開口面積を適宜変更して機能液の供給量を調整してもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１端子電極や端子電極の延在方向に沿う方向でＦＰＣに張力を付加しているが、ＦＰＣへの張力付加方向はこれに限らず、第１端子電極や端子電極の配列方向と交差する方向であればよい。
また、張力付加工程の後で当接工程を行っているが、当接工程を行った後で張力付加工程を行ってもよい。
また、第１端子部と第２端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続の際に異方性導電フィルムを介して行っているが、異方性導電ペースト（ACP:Anisotropic Conductive Paste）を用いてもよく、非導電性フィルム（NCF:Non Conductive Film）や非導電性ペースト（NCP:Non Conductive Paste）、ロウ材など、他の接着剤を用いて接続してもよい。さらに、ハンダ付けによって接続してもよい。また、加熱加圧工程において第１端子部と第２端子部との接続や、端子部とリード電極群との接続を合金接続によって行う場合には、接着剤を用いなくてもよい。
また、ＦＰＣに付加する張力を適切な状態とすることが可能であれば、張力調整部を設けない構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態における配線基板接続装置を示す該略図である。 第１の実施形態における実装構造体を示す分解斜視図である。 第１の実施形態におけるＦＰＣの接続方法を示す工程図である。 同じく、配線基板の接続方法を示す工程図である。 同じく、配線基板の接続方法を示す工程図である。 実装構造体を備えるノート型パーソナルコンピュータを示す外観図である。 第２の実施形態における液滴吐出ヘッドを示す断面図である。 第２の実施形態におけるＦＰＣの接続方法を示す工程図である。 液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置を示す外観図である。

符号の説明

１ 配線基板接続装置、４ 加熱加圧部（加熱加圧手段）、５ 張力付加部（張力付加手段）、２３ 張力調整部（張力調整手段）、４０ 実装構造体、４１、１０１ ＦＰＣ（可撓性配線基板）、４２ 液晶パネル（被接続対象物）、５２、１０６ 配線パターン、５３ 第１端子部、５５ 第１端子電極 ５６、１０９ 異方性導電フィルム（導電性接着剤）、６７ 第２端子部、１００ 液滴吐出ヘッド（実装構造体）、１０２ ヘッド本体部（被接続対象物）、１０７ 端子電極（第１端子電極）、１０７Ａ、１０７Ｂ 端子電極群（第１端子部）、１３５Ａ、１３５Ｂ リード電極群（第２端子部）、１６０ 液滴吐出装置（電子機器）

Claims (7)

1. 可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第１端子電極で構成される第１端子部と、被接続対象物に設けられた第２端子部とを接続する配線基板の接続方法であって、
   前記可撓性配線基板を把持し、前記可撓性配線基板に対して前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に張力を付加する張力付加工程と、
   前記第１端子部と前記第２端子部とを当接させる当接工程と、
   前記第１端子部を前記第２端子部に加熱しながら加圧して前記可撓性配線基板と前記被接続対象物とを電気的に接続する加熱加圧工程と、を備えることを特徴とする配線基板の接続方法。
2. 前記張力付加工程の後、前記当接工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の接続方法。
3. 前記加熱加圧工程の後、前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する解除工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の接続方法。
4. 前記第１端子部と前記第２端子部との間に、導電性接着剤を介在させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配線基板の接続方法。
5. 可撓性配線基板に間隔をあけて複数設けられた線状の第１端子電極で構成される第１端子部と、被接続対象物に設けられた第２端子部とを接続する配線基板接続装置であって、
   前記可撓性配線基板を把持して前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に張力を付加する張力付加手段と、
   前記可撓性配線基板に張力を付加した状態で、前記第１端子部を前記第２端子部に加熱しながら押圧する加熱加圧手段とを備えることを特徴とする配線基板接続装置。
6. 前記張力付加手段が、把持した前記可撓性配線基板を前記第１端子電極の配列方向と交差する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載の配線基板接続装置。
7. 前記第１端子部を前記第２端子部と接続させた後、前記可撓性配線基板に付加した張力を解除する張力付加解除制御手段を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の配線基板接続装置。

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