JP4851742B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents

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本発明は、異方性導電膜(ACF;Anisotrophic Conductive Film)を介してフレキシブルプリント基板(FPC)を液晶ディスプレイ(LCD)に端子間接合するFPC基板実装工程に際し、その前工程としてのFPCのリード端子に付着する表面付着物を除去する基板洗浄装置に関する。
従来より、LCDとFPCとの端子間接合するFPC実装工程においては、ACF、ACP(Anisotrophic Conductive Paste)、NCP(Non Conductive Paste)と称される熱硬化型接着剤を用いてLCDとFPCとの端子間接合が行われている。
FPC実装工程は、概ね、(1)ACFをLCD又はFPCの基板の端子上に貼り付けるACF貼り付け工程、(2)カメラ等の認識手段を用いてLCDとFPCのマークをアラインメントし、LCDにFPCを低温、低圧力で仮搭載する仮圧着工程、(3)高温、高圧力のヒーターヘッドで押圧し、ACFを硬化させ、FPCをLCDに完全に接合する本圧着工程からなる。
このようなFPC実装工程において、実装前のLCD又はFPCの基板の接合部分のリード端子上に表面付着物が存在することは、例えばACF貼り付け工程では、ACFの密着力を低下させ、それにより、貼り付けされたACFが剥がれ易くなり、結果としてACF貼り付け工程における歩留まりを低下させる。さらに、この表面付着物の存在は、仮圧着工程においても、カメラによるマーク認識を誤らせ、それにより、LCDとFPCのアラインメントが不正確になり、結果として所望の端子間接合が得られずエラーとなり、装置を停止するなど重大な障害を招く恐れがある。
このため、FPC実装工程に先立って、LCD又はFPCのリード端子上の表面付着物を除去する必要があり、表面付着物除去手段としての基板洗浄装置がこれまで提案されてきている(特許文献1〜5参照)。
提案された従来の基板洗浄装置の代表例を図8に示す。基板洗浄装置は、予め洗浄液剤が注滴され、濡れた状態にされているワイピングクロス202が掛けられた上下2つの押圧子(図では一方の押圧子201のみが示されている)を介して、該ワイピングクロス202がFPCの基板本体117の洗浄部分に押し付けられる。この状態で、押圧子201、ひいては、該押圧子201に掛けられているワイピングクロス202と、FPCの基板本体217とが、リード端子幅方向、すなわち、該FPCのリード端子214の延びる方向と直交する方向(矢印A方向)に、相対的に移動することでリード端子214上の表面付着物を拭き取って洗浄を行っている。
特開2000−237699号公報 特開2001−170593号公報 特開2002−50655号公報 特開2002−193641号公報 特開2002−287652号公報
近年、液晶ディスプレイ(LCD)は、高機能化、実装エリアの狭縁化が進み、LCDとフレキシブルプリント基板(FPC)との接続部分であるリード端子も高精細化が進んできた。特に近年では、リード端子間のピッチも50μm以下のピッチとなり、リードの線幅も25μm以下と非常に細くなってきている。
このように、リード端子の狭ピッチ化、細線化が進んでくると、従来のような端子洗浄方法であると、図8にも示されるように、リード線214間に僅かに入り込んだワイピングクロス202がリード端子幅方向に移動することで、隣接するリード端子215をなぎ倒し、転倒させる(リード端子216参照)。結果として、リード端子215、216は、基板本体217から剥離するなどの損傷を受け、歩留まりを大きく低下させる要因となる。さらに、洗浄工程は、洗浄効果を維持した状態でワークを下流の実装工程に送る、言わば一貫生産ラインに組み込まれることがほとんどであり、したがって、洗浄工程の歩留まりの低下は、下流のラインにある機械の稼働率の低下を招く。また、リード端子直交方向に洗浄すると、リード端子の数が多く、リード端子の長さaに比べてフレキシブルプリント基板の幅bのほうが大きくなるため(図3参照)、洗浄長さが長くなり、したがって洗浄時間も長くなる。これを避けるため、洗浄速度を上げると、リード端子に負担がますますかかり、リード端子の変形を助長することにもなる。
本発明の目的は、このような問題に鑑み、フレキシブルプリント基板の特に高精細化されたリード端子に損傷を与えることなく、また効率のよい洗浄をすることができる、フレキシブルプリント基板のリード端子に付着する表面付着物を除去する基板洗浄装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る基板洗浄装置は、上下方向に移動可能な押圧子と、前記押圧子の押圧面に沿って移動可能なワイピングクロスと、前記ワイピングクロスに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、洗浄されるフレキシブルプリント基板を固定し得る、少なくとも、水平方向に移動可能である基板テーブルとを備える基板洗浄装置であって、前記押圧子の移動により前記ワイピングクロスを前記基板テーブル上に固定されている前記フレキシブルプリント基板に所定の圧力で当接させ、前記フレキシブルプリント基板を洗浄するに際し、前記押圧子と基板テーブルとが相対的に前記フレキシブルプリント基板のリード端子が延びる方向に移動することを特徴とする。
本発明の基板洗浄装置は、前記押圧子が、1つであってもよいし、上下に一対設けられ、上下に開閉するように構成されていてもよい。また、押圧子が上下に一対設けられる場合、ストッパ機構により閉じ量を規制することが好ましい。
さらに、洗浄液供給手段が、押圧子に形成されている微細孔を通してワイピングクロスに供給されることが好ましい。
さらに、前記押圧子の洗浄面以外の面及び前記ガイドローラは、幅方向中心が凹むように漸次傾斜してなる傾斜面が形成されていることが好ましい。
本発明の基板洗浄装置は、上述の通りの構成を備えることにより、フレキシブルプリント基板のリード端子の延びる方向に拭き取り洗浄するので、洗浄時にワイピングクロスがFPCに押し付けられて、ワイピングクロスがリード端子間に入り込んでも、該リード端子をなぎ倒すことなく円滑に洗浄できる。これにより、リード端子へのダメージが低減され、歩留まりが向上する。また、リード端子が延びる方向に洗浄することで、従来の装置より洗浄する時間が短縮できる。このことは、逆に、従来と同じ洗浄時間が掛けるとすると、洗浄速度を下げることができ、より端子を傷付けないより高品位の洗浄が可能となる。
押圧子が1つでも、フレキシブルプリント基板の高品位の洗浄が可能であり、さらに一対の押圧子を設けることで、安定した圧力でフレキシブルプリント基板を洗浄できると共に、一度に該基板の表裏の洗浄が可能となる。
また、押圧子に形成された複数の微細孔から洗浄液を供給することで、適切な量の洗浄液が供給できると共に、洗浄液により装置を汚すことがない。
さらに、押圧子のワイピングクロスガイド中央部において凹んだ形状を取ることにより、ワイピングクロスの中心がずれることがなく、異なる基板の洗浄においても、ガイドローラや押圧子を変更することなく、容易に洗浄することが可能となる。
以下、図1〜図7を用いて本発明に係る実施例に付き説明する。図1は、本発明の一実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図である。図2は、図1に示す基板洗浄装置による基板洗浄工程を示しており、(a)〜(e)の順に基板の洗浄が行われる。図3は、フレキシブルプリント基板(FPC;以下、単に「基板」ともいう。)の概要を示す上面図である。図4は、図2(d)の状態、すなわち洗浄状態にある基板洗浄装置の要部を示す概略斜視図である。図5は、本発明の別の実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図であり、図6は、本発明のさらに別の実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図である。図7は、本発明のさらに別の実施例であって、(a)は、基板洗浄装置の概略側面図、(b)は、基板洗浄装置の概略正面図、(c)は、別のワイピングクロスを通している基板戦場装置の概略正面図を示す。
(第1の実施例)
図1において、基板洗浄装置1は、概略、上下に対向する一対の押圧子10、20、ワイピングクロス2、ガイドローラ3、基板テーブル4、アクチュエータ7、及び洗浄液供給手段(17、18、19、27、28、29)を備えている。
上押圧子10は、上押圧ヘッド11、及び該上押圧ヘッド11から後方に延びる上連結アーム12を備え、上連結アーム12がアクチュエータ7の一対の駆動アームのうちの一方の上駆動アーム8に取り付けられている。上押圧子10は、上押圧ヘッド11と上連結アーム12とで断面略逆L字形の形状をなし、上押圧子10と下押圧子20との開閉動作時、この一対の押圧子10及び20間に配置されているガイドローラ3と干渉しないように構成されている。
上押圧子10の上押圧ヘッド11の押圧面としての下面11a及び前面11bに沿って移動できるように、ワイピングクロス2が配置される。上押圧子10の少なくとも下面(押圧面)11aは、ワイピングクロス2が基板5の拭き取り洗浄を行う際に横方向(Y方向)にずれないように、該ワイピングクロス2を案内するガイド溝(不図示)が形成されている。該ガイド溝の幅は、ワイピングクロスの幅より若干大きい。本実施例では、下面11a及び前面11bのいずれにもガイド溝が形成されている。上押圧ヘッド11の下面11aは、後述する下押圧子20の下押圧ヘッド21の押圧面としての上面21aに対向しており、各面11a、21aに位置しているワイピングクロス2により基板5を挟んで洗浄することから、ガイド溝の深さがワイピングクロス2の厚さよりも小さく形成されていることは言うまでもない。
上押圧子10の上押圧ヘッド11には、また、上押圧ヘッド11を貫通してその下面11a(より詳細には、ガイド溝の底面)に開口する複数の微細孔17が幅方向(Y方向)に直線状に整列されて形成されている。該複数の微細孔17内には、洗浄液が送り込まれ、ワイピングクロス2に洗浄液を供給する。
下押圧子20は、上記上押圧子10と対をなす押圧子であり、下押圧ヘッド21、及び該下押圧ヘッド21から後方に延びる下連結アーム22を備え、下連結アーム22がアクチュエータ7の一対の駆動アームのうちの一方の下駆動アーム9に取り付けられている。下押圧子20は、下押圧ヘッド21と下連結アーム22とで断面略L字形の形状をなしている。
下押圧子20の下押圧ヘッド21の押圧面としての上面21a及び前面21bに沿って移動できるように、上記上押圧子10と同様に、ワイピングクロス2が配置される。したがって、下押圧子20の少なくとも上面(押圧面)21aは、ワイピングクロス2が基板5の拭き取り洗浄を行う際に横方向にずれないように、該ワイピングクロス2を案内するガイド溝(不図示)が形成されている。本実施例では、上面21a及び前面21bのいずれにもガイド溝が形成されている。また、下押圧子20の下押圧ヘッド21にも、下押圧ヘッド21を貫通してその上面21aに開口する、洗浄液供給のための複数の微細孔27が幅方向(Y方向)に直線状に整列されて形成されている。
ワイピングクロス2は、基板5を洗浄する帯状のクロスであり、最上流部で供給リール101に巻かれており、該供給リール101から繰り出されたワイピングクロス2は、2個の押圧子10、20を経由して、最下流部で回収リール105に巻き取られる(図7参照)。ワイピングクロス2は、また、図1に示されるように、一対の押圧子10、20の間に配置されるガイドローラ3を経由して、それぞれの前面及び押圧面に沿うようにして、上押圧子10及び下押圧子20に配置されている。ワイピングクロス2の幅は、後述する洗浄すべきフレキシブルプリント基板の幅(図3(b);リード端子直交方向の長さ)より若干大きい幅に設定される。
ワイピングクロス2は、上述したように、上押圧ヘッド11及び下押圧ヘッド21それぞれに設けられている微細孔17及び27から十分に供給される洗浄液により、洗浄中は常に濡れた状態を維持し得る。
ガイドローラ3は、一対の押圧子10及び20の間に位置し上押圧子10に掛けられたワイピングクロス2を下押圧子20へと案内する。ガイドローラ3は、上押圧子10の上押圧ヘッド11及び下押圧子20の下押圧ヘッド21の奥(後方)に配置される。ガイドローラ3は、一対の押圧ヘッド10及び20が開いているときであっても、ワイピングクロス2が上押圧ヘッド11の下面11a及び下押圧ヘッド21の上面21aに接しているように、その直径を設定される。
基板テーブル4は、洗浄される基板5が吸着固定されるテーブルであって、水平方向(X、Y方向)に移動可能であり、基板5の洗浄開始前に位置決めをしなくてはならない。なお、該基板テーブル4は、垂直方向(Z方向)に移動可能であってもよい。該基板テーブル4は、また、基板5を外部(例えば、基板5の供給源)からテーブル4の所定位置まで又は該所定位置から外部(例えば、次工程の装置)へ基板5を吸着しつつ搬送する手段、及び洗浄中に基板5がテーブル4に対して動かないように固定する手段を備えていることが望ましい。
アクチュエータ7は、一対の押圧子10及び20を垂直方向(Z方向)に開閉する作動子であって、一対の上下に移動可能な駆動アーム8、9を備えている。一方の上駆動アーム8が、上押圧子10の上アーム12に連結され、他方の下駆動アーム9が下押圧子20の下アーム22に連結される。したがって、アクチュエータ7の上駆動アーム8及び下駆動アーム9の開閉運動に伴い、上押圧子10及び下押圧子20も開閉する。アクチュエータ7は、空気圧式又は電動又はその他のどのような方式で駆動されてもよい。
洗浄液供給手段は、上述したように、また図1に示されるように、上押圧子10の上押圧ヘッド11に形成される微細孔17には、例えば、アルコールやアセトンのような、洗浄液16の供給源(不図示)に連通する配管18が継手19を介して、下押圧子20の下押圧ヘッド21の微細孔には、洗浄液26の供給源に連通する配管28が継手29を介してそれぞれ接続されている。洗浄液16、26は、供給源から精密ポンプ(不図示)等により所定量に調整され、微細孔17、27からワイピングクロス2に供給される。配管18、28は、可撓性であることが好ましく、継手19、29は、マニホルド(多岐管)として複数の微細孔17、27に分配できる構成とすることが好ましい。
洗浄されるフレキシブルプリント基板(FPC)5が、図3に示されている。基板5は、基板本体5dの両端部に入力側端子部5a、出力側端子部5bを備え、各端子部5a、5bには、複数のリード端子5cが平行に延びている。なお、本明細書では、図3に示されるように、リード端子5cが延びる方向をリード端子方向といい、これと直交する方向をリード端子直交方向という。
以下、図2を用いて、上記本実施例の基板洗浄装置による基板の洗浄に付き説明する。
図2(a)においては、基板5が基板テーブル4上に吸着固定されて待機し、且つ、一対の押圧子10及び20が上下に開いた状態にある。このとき、精密ポンプにより圧送された所定量の洗浄液16及び26が配管18及び28、継手19及び29を介して微細孔17及び27に送り込まれる。微細孔17及び27から送り出された所定量の洗浄液16及び26は、停止しているワイピングクロス2に吹き付けられる。
図2(b)に示されるように、洗浄液16、26が上下2つの押圧面のワイピングクロス2に十分に染み広がった後、基板5が基板テーブル4に固定された状態で、上下に開いた状態にある一対の押圧子10及び20の間に必要量だけ進入し、停止する。このとき、基板5の進入方向は、どのような形態で行われてもよいが、後述するようなワイピングクロス2による洗浄方向が基板5のリード方向に合致するように、基板5が位置決めされることが必要である。また、当該位置決めに際し、押圧子10、20間に基板5が進入した部分が実際に拭き取り洗浄されるため、基板5の洗浄部分が常に同じになるように、基板テーブル4を精密に移動制御することにより、基板5の押圧面に対する位置決めが正確に行われる必要がある。
基板5の位置決めが完了した後、図2(c)に示されるように、開いていた一対の押圧子10及び20が閉じられる。このとき、ワイピングクロス2も一緒に移動し、一対の押圧子10及び20によりワイピングクロス2が基板2の洗浄部分、例えば、入力端子部5a、を挟み込む。ワイピングクロス2が基板5を挟み込む圧力は、基板5の洗浄部分であるリード端子を傷めないように、一対の押圧子10及び20を駆動するアクチュエータを作動させているエア圧力を制御することで調整可能となる。
次に、図2(d)に示されるように、基板5が洗浄液で浸されたワイピングクロス2により適切な圧力で挟まれている状態で、基板5を固定した状態で基板テーブル4を基板5のリード端子方向(本実施例の場合、X方向)に移動させる。この動作により、基板5のリード端子5cに付着している表面付着物がワイピングクロス2により拭き取られると共に、ワイピングクロス2に染み込んでいる洗浄液で洗浄される。このとき、図4に概略示されるように、基板5の拭き取り洗浄方向Bがリード端子方向と一致するため、ワイピングクロス2がリード端子5c間に若干入り込んだ状態ではあるが、リード端子5cを側面から押すことがなく、それによりリード端子5cをなぎ倒すことなく、ワイピングクロス2は、円滑に基板5のリード端子5cを拭き取り洗浄することができる。なお、本実施例では、拭き取り洗浄時、基板テーブル4をリード方向に移動させているが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、アクチュエータ7の一対のアーム8、9を引き込ませるようにしてもよいし、ワイピングクロス2を所定距離移動させるようにしてもよい。要は、基板5を挟んでいるワイピングクロス2と基板5のいずれかが、基板5を挟んだ状態で基板5のリード端子5cのリード端子方向に移動すればよい。
基板5の洗浄後、図2(e)に示されるように、一対の押圧子10及び20が再び上下に開く。本実施例の場合、ワイピングクロス2で上下に挟まれている基板5を図において右方向(X方向)にさらに移動させ、ワイピングクロス2に挟まれた状態から完全に退避させた後一対の押圧子10及び20を上下に開くようにしているが、図2(d)における洗浄後、一対の押圧子10及び20を上下に開いた後、基板5を開いた押圧子10及び20間から退避させてもよい。
図5(e)の退避状態において、ワイピングクロス2を矢印方向に所定距離移動させ、ワイピングクロス2のきれいな部分で洗浄できるようにして、基板5の対向する端部に配置される出力側端子部5bあるいは次の基板5を洗浄する準備態勢が整えられる。
本実施例のようにリード端子方向に洗浄することで、洗浄長さを短くすることができ、従来例に比べて洗浄時間を短縮することもできる。言い換えれば、リード端子方向に洗浄する操作に従来例と同じ時間をかけることができるとすると、本実施例の場合、洗浄速度(例えば、基板テーブル4の移動速度)を、例えば、30〜80mm/secと遅くすることができ、洗浄液16、26が基板5のリード端子5cに十分行き渡り、従来のように表面付着物の拭き残りが起きたりすることもない。このように洗浄能力を高めることができるばかりでなく、リード端子の変形が少ない洗浄が可能となる。
(第2の実施例)
図5に本発明に係る第2の実施例が示されている。図5に示される基板洗浄装置1’は、押圧子51が1つだけの装置である。押圧子51がアクチュエータ57の駆動アーム60に連結され、ガイドローラ53、53を利用して、押圧ヘッド51aの前面及び下面(押圧面)に沿って移動可能にワイピングクロス52が配置されている点は第1の実施例と同様である。また、押圧ヘッド51aに微細孔59が設けられており、該微細孔59からワイピングクロス52に洗浄液を供給するための配管55、継手54が微細孔59に連結されている点も第1の実施例と同様である。
本実施例では、基板56のリード端子部を洗浄する場合、基板テーブル58上に固定されている洗浄すべき基板56に対して押圧子51を上から所定の圧力で押し付けることでワイピングクロス52を基板56のリード端子部に当接させ、その後、例えば基板テーブル58をリード方向に移動させることで基板56のリード端子部を拭き取り洗浄する。この説明からも理解されるように、本実施例では、基板56の片面のみを洗浄する点で第1の実施例と異なる。
本実施例の場合、片面全面を押圧子51に当接されることができ、それにより、FPCの入力側端子部5a及び出力側端子部5bのリード方向が同一ならば、同時に洗浄することができる。したがって、本実施例における基板洗浄装置1’は、リード端子が一方の面にのみ設けられている基板の洗浄に有利である。
(第3の実施例)
図6に本発明に係る第3の実施例が示されている。図6に示される基板洗浄装置1”は、一対の押圧子71、76の開閉を駆動するアクチュエータ87の上下一対の駆動アーム85、86の間にストッパ機構80を備える点でのみ第1の実施例の基板洗浄装置1と異なる。
ストッパ機構80は、一方の駆動アーム(本実施例では、下駆動アーム86)上に固定される台座83に設けられたネジ孔(不図示)に調節ネジ84を適用し、調節ネジ84の台座83からの突出量に応じて、一対の駆動アーム85、86の閉じ量を規制するものである。このように構成することにより、該一対の駆動アーム85、86にそれぞれ連結される一対の押圧子71、76が閉じたとき、ワイピングクロス72が基板5のリード端子5cの間へ入り込むことを微妙に制限することができるので、洗浄時におけるリード端子のダメージを一層低減することができる。
本発明の一実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図である。 図1に示す基板洗浄装置による基板洗浄工程を示しており、(a)〜(e)の順に基板の洗浄が行われる。 フレキシブルプリント基板の概要を示す上面図である。 図2(d)の状態、すなわち洗浄状態にある基板洗浄装置の要部を示す概略斜視図である。 本発明の別の実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図である。 本発明のさらに別の実施例に係る基板洗浄装置の要部側面図である。 本発明の基板洗浄装置の概略側面図である。 従来の基板洗浄装置の要部を示す概略斜視図である。
符号の説明
1、1’、1” 基板洗浄装置
2、52、72 ワイピングクロス
3、53、73 ガイドローラ
4、58 基板テーブル
5、56 フレキシブルプリント基板(FPC)
5c リード端子
7、57、87 アクチュエータ
10 上押圧子
11 上押圧ヘッド
11a 上面(押圧面)
17 微細孔
20 下押圧子
21 下押圧ヘッド
21a 上面(押圧面)
27 微細孔
80 ストッパ機構

Claims (5)

  1. 上下方向に移動可能な押圧子と、
    前記押圧子の押圧面に沿って移動可能なワイピングクロスと、
    前記ワイピングクロスに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    洗浄されるフレキシブルプリント基板を固定し得る、少なくとも、水平方向に移動可能である基板テーブルと、
    を備える基板洗浄装置であって、
    前記押圧子の移動により前記ワイピングクロスを前記基板テーブル上に固定されている前記フレキシブルプリント基板に所定の圧力で当接させ、前記フレキシブルプリント基板を洗浄するに際し、前記押圧子と基板テーブルとが相対的に前記フレキシブルプリント基板のリード端子が延びる方向に移動することを特徴とする基板洗浄装置。
  2. 前記押圧子は、1つであることを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。
  3. 前記押圧子は、上下に一対配置され、各押圧子の移動により、該一対の押圧子が開閉することを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。
  4. 前記押圧子は、その閉じ量が規制されるストッパ機構を備える請求項3に記載の基板洗浄装置。
  5. 前記洗浄液供給手段は、前記押圧子に形成された複数の微細孔を介して前記ワイピングクロスに洗浄液を供給することを特徴とする請求項1ないし4に記載の基板洗浄装置。
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