JP7205282B2 - 配線基板製造装置、配線基板の製造方法、基材及びエキスパンド装置 - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、伸縮性を有する配線基板を製造するための配線基板製造装置、配線基板の製造方法及び基材に関する。また、本開示の実施形態は、シート状の部材を伸長させるためのエキスパンド装置に関する。

近年、伸縮性などの変形性を有する電子デバイスの研究がおこなわれている。例えば、伸縮性を有する基材に伸縮性を有する銀配線を形成したものや、伸縮性を有する基材に馬蹄形の配線を形成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献２は、この種の電子デバイスの製造方法を開示している。特許文献２の製造方法は、予め伸長させた状態の基材に回路を設け、回路を形成した後に基材を弛緩させる、という工程を採用している。

特開２０１３－１８７３０８号公報 特開２００７－２８１４０６号公報

予め伸長させた状態の基材に回路や配線を設け、その後に基材を弛緩させる場合、弛緩後の配線に蛇腹状の部分が形成され得る。このような蛇腹状部分は、基材が伸長された際に、応力を生じさせることなく又は応力を抑制しながら基材の伸びに追従するため、基材の伸長に伴う断線を効果的に抑制できる。

しかしながら、上記のように形成される蛇腹状部分では、基材上に設けられる回路や配線の集約度合に応じて形状のバラツキが生じ得る。このようなバラツキが大きい場合、基材の伸長時に配線に局所的に大きい応力が生じ得ることで、配線による電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがある。

本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得る配線基板製造装置、配線基板の製造方法、基材及びエキスパンド装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態は、伸縮性を有するシート状の基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板製造装置であって、対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で前記基材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記基材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記基材に、前記アームの先端部を前記基材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備え、伸長した前記基材上に前記配線を設けることで配線基板を製造する、配線基板製造装置である。

上記配線基板製造装置は、前記一対の第１クランプ部が対向する方向と交差する方向に対向して配置される一対の第２クランプ部を有し、各前記第２クランプ部で前記基材を把持し、各前記第２クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記第１方向と交差する、前記基材の面内方向の一つである第２方向に伸長させる第２伸長ユニットをさらに備えてもよい。

前記先端部は、前記基材に吸着する吸盤を有してもよい。

前記先端部は、前記基材に挿入されてもよい。

上記配線基板製造装置は、前記配線を支持した支持基板を把持し、前記基材上に配置する支持基板把持部を有する支持基板設置ユニットをさらに備えてもよい。

前記支持基板設置ユニットは、前記基材上に配置された前記支持基板を前記基材に貼り合わせる貼合部をさらに有してもよい。
前記支持基板設置ユニットは、前記基材と前記支持基板との間に設けられるアライメント機構を用いて、前記支持基板を前記基材上の所定の位置に配置してもよい。

また、本開示の一実施形態は、伸縮性を有するシート状の基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、前記基材の面内方向の一つである第１方向に前記基材を伸長させる工程と、伸長した前記基材に前記基材の面外方向から接触し、前記基材との接触部分を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する工程と、伸長した前記基材上に前記配線を設ける工程と、を備える、配線基板の製造方法である。

また、本開示の一実施形態は、対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で伸縮性を有するシート状の基材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記基材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記基材に、前記アームの先端部を前記基材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備え、伸長した前記基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板製造装置で用いられる基材であって、基材本体と、前記基材本体を貫通する筒状体であって、その内周面の内側に前記アームの先端部が挿入されるグロメット、又は、前記基材本体に埋め込まれ、前記アームの先端部が差し込まれる前記基材本体よりも硬質な被連結部と、を備える、基材である。

また、本開示の一実施形態は、伸縮性を有するシート状の部材を伸長させるエキスパンド装置であって、対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で前記部材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記部材を前記部材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記部材に、前記アームの先端部を前記部材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記部材の面内方向に沿って移動させることで前記部材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備える、エキスパンド装置である。

本開示の実施形態によれば、均一的な蛇腹構造を形成可能な為、配線自体の電気特性、耐久性、さらに配線とセンサ等の実装部の電気的接続の信頼性が向上する配線基板を提供できる。

実施形態に係る配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の側面図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の斜視図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の側面図であって、図３Ａに対応する側面図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の側面図であって、図３Ｂに対応する側面図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の側面図であって、図３Ｃに対応する側面図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の側面図であって、図３Ｄに対応する側面図である。 図１に示す配線基板製造装置の動作を説明するための配線基板製造装置の側面図であって、図３Ｅに対応する側面図である。 図１に示す配線基板製造装置により製造された配線基板の一例の平面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線に対応する配線基板の断面図である。 配線基板製造装置の一変形例を示す図である。 配線基板製造装置の一変形例を示す図である。 基材の内部に補強部材が設けられた配線基板の例を示す図である。 アライメントマークを有する基材の例を示す図である。 アライメントマークを有する支持基板の例を示す図である。

以下、本開示の実施形態に係る配線基板製造装置及び配線基板の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示は実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基材」は、基板、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

（配線基板製造装置）
まず、本実施形態に係る配線基板製造装置１００について説明する。図１及び図２はそれぞれ、配線基板製造装置１００を示す斜視図及び側面図である。

配線基板製造装置１００は、第１伸長ユニット１１０、第２伸長ユニット１２０、張力調整ユニット１３０及び支持基板設置ユニット１４０を備える。なお、図２においては、説明の便宜上、第２伸長ユニット１２０の図示を省略している。

配線基板製造装置１００は、図５及び図６に示すような、伸縮性を有するシート状の基材２０と基材２０上に位置する配線５２とを有する配線基板１０を製造するための装置であり、伸長させた基材２０に配線５２を設けることで配線基板１０を製造するものである。以下、配線基板製造装置１００の各構成要素について説明する。

〔第１伸長ユニット〕
第１伸長ユニット１１０は、対向して配置される一対の第１クランプ部１１１を有し、各第１クランプ部１１１で基材２０を把持し、各第１クランプ部１１１を互いに離間させることで基材２０を基材２０の面内方向の一つである第１方向Ｄ１に伸長させる装置である。第１伸長ユニット１１０は、互いに離間させた第１クランプ部１１１を互いに接近させることも可能であり、伸長させた基材２０を収縮させることができる。

第１クランプ部１１１を互いに離間させ且つ接近させる機構は、電動シリンダや電動スライダ等を用いてもよいが、特に限られるものではない。なお、上述した基材２０の面内方向とは、基材２０の第１面２１とその反対側の第２面２２との両方に平行に延び広がる方向のことを意味する（図５、図６参照）。

第１クランプ部１１１は、基材２０の縁部、詳しくは第１クランプ部１１１が対向する基材２０の縁部に沿って並び、それぞれが基材２０を把持して引っ張る複数の第１クランパー１１２を有する。図示の例では、基材２０が矩形状であり、一対の第１クランプ部１１１のうちの一方側の複数の第１クランパー１１２が、基材２０の四辺のうちの一辺に対応する基材２０の縁部に沿って並び、他方側の複数の第１クランパー１１２が、基材２０の四辺のうちの他の一辺に対応する基材２０の縁部に沿って並ぶ。なお、基材２０の縁部が例えば湾曲状である場合には、複数の第１クランパー１１２は基材２０の縁部の形状に対応して非直線状に並んでもよい。

また第１クランパー１１２は、基材２０を第１面２１側と第２面２２側とから挟み込むものであるが、基材２０を把持するための機構は特に限られるものではない。第１クランパー１１２は例えば吸盤により基材２０を把持する構成であっても構わない。

〔第２伸長ユニット〕
第２伸長ユニット１２０は、第１伸長ユニット１１０の一対の第１クランプ部１１１が対向する方向と交差する方向に対向して配置される一対の第２クランプ部１２１を有し、各第２クランプ部１２１で基材２０を把持し、各第２クランプ部１２１を互いに離間させることで、基材２０を基材２０の面内方向の一つである第２方向Ｄ２に伸長させる装置である。第２伸長ユニット１２０も、互いに離間させた第２クランプ部１２１を互いに接近させることが可能であり、伸長させた基材２０を収縮させることができる。

第２クランプ部１２１を互いに離間させ且つ接近させる機構は、第１伸長ユニット１１０の場合と同様に、電動シリンダや電動スライダ等を用いてもよいが、特に限られるものではない。なお、図示の例では、第２方向Ｄ２が第１方向Ｄ１に対して直交するが、第２方向Ｄ２が第１方向Ｄ１に対して交差する角度は特に限られるものではない。

第２クランプ部１２１も、基材２０の縁部、詳しくは第２クランプ部１２１が対向する基材２０の縁部に沿って並び、それぞれが基材２０を把持して引っ張る複数の第２クランパー１２２を有している。図示の例では、基材２０が矩形状であり、一対の第２クランプ部１２１のうちの一方側の複数の第２クランパー１２２が、基材２０の四辺のうちの第１クランパー１１２が把持しない一辺に対応する基材２０の縁部に沿って並び、他方側の複数の第２クランパー１２２は、基材２０の四辺のうちの第１クランパー１１２が把持しない他の一辺に対応する基材２０の縁部に沿って並ぶ。基材２０の縁部が例えば湾曲状である場合には、複数の第２クランパー１２２も基材２０の縁部の形状に対応して非直線状に並んでもよい。

また第１クランパー１１２と同様に、第２クランパー１２２は、基材２０を第１面２１側と第２面２２側とから挟み込むものであるが、基材２０との連結ための機構は特に限られるものではない。なお、図１及び図２における符号１００Ｆは、第１クランプ部１１１及び第２クランプ部１２１を支持するフレームを示している。フレーム１００Ｆは矩形枠状であり、第１クランプ部１１１を支持するとともに、第２クランプ部１２１を支持する。このようなフレームＦは、第１クランプ部１１１を支持するためのものと、第２クランプ部１２１を支持するためのものとに分離していてもよい。

〔張力調整ユニット〕
張力調整ユニット１３０は、少なくとも一つのアーム１３１を有し、一対の第１クランプ部１１１及び一対の第２クランプ部１２１により把持された基材２０にアーム１３１の先端部１３１Ａを基材２０の面外方向から接近させて基材２０に離脱自在に連結し、先端部１３１Ａを基材２０の面内方向に沿って移動させることで基材２０の張力を調整する装置である。なお、基材２０の面外方向とは、基材２０の面内方向と交差する方向であり、基材２０の第１面２１の法線方向及びこれに対して傾斜する方向を含む複数の方向のことを意味する。

張力調整ユニット１３０は、一対の第１クランプ部１１１及び一対の第２クランプ部１２１により把持された基材２０の第２面２２側に配置される台座部１３２と、台座部１３２から基材２０側に向けて延びるアーム１３１と、を有している。

アーム１３１は複数設けられているが、一つであってもよい。アーム１３１は、本例において多関節アームで構成され、複数の関節を回転させることで、基材２０に連結させた先端部１３１Ａを基材２０の面内方向に沿って移動させることができる。なお、先端部１３１Ａを基材２０の面内方向に沿って移動させることが可能であれば、アーム１３１の構成は特に限られるものではない。またアーム１３１は、先端部１３１Ａに備えた吸盤１３３により基材２０の第２面２２に吸着するようになっている。ただし、アーム１３１と基材２０との連結構成も、アーム１３１と基材２０とが適正に連結可能であれば、特に限られるものではない。

〔支持基板設置ユニット〕
支持基板設置ユニット１４０は、配線５２を支持した支持基板４０を把持し、伸長した基材２０上に配置する支持基板把持部１４１と、基材２０上に配置された支持基板４０を基材２０に貼り合わせる貼合部１４２と、を有する装置である。

後述するように、配線基板製造装置１００は、上述した第１クランプ部１１１及び第２クランプ部１２１により把持されて伸長した基材２０に、配線５２を支持した支持基板４０を貼り付けて、その後、伸長した基材２０の張力を取り除くことで配線基板１０を形成するようになっている。この際、支持基板４０は、支持基板設置ユニット１４０の支持基板把持部１４１によって基材２０上に配置されて、貼合部１４２によって貼り付けられる。

支持基板把持部１４１は、サポートフレーム１４１Ａと、サポートフレーム１４１Ａに支持され、先端で支持基板４０を把持する複数の把持アーム１４１Ｂとを有する。支持基板把持部１４１は、基材２０に対して接近及び離間する方向に移動自在となっており、把持アーム１４１Ｂで把持した支持基板４０を基材２０上に配置する際には、全体的に基材２０側に移動するようになっている。支持基板把持部１４１は、支持基板４０を基材２０の所定の位置にアライメントした上で、基材２０上に配置する。この際、支持基板４０と基材２０とにアライメントマーク等のアライメント機構を設けてもよい。この場合、支持基板把持部１４１は、進退動可能に構成されることが望ましい。

貼合部１４２は、基材２０上に配置された支持基板４０を基材２０に押し当てつつ転がり移動するローラ１４２Ａを有する。基材２０と支持基板４０とは、例えばアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等により貼り合わされる。貼合部１４２は、ローラ１４２Ａにより支持基板４０を接着剤を介して基材２０に押し当てる。接着剤は手動で設けられてもよいが、貼合部１４２は接着剤を塗布する機構を備えてもよい。また、支持基板４０の裏面に事前に接着剤を塗布した基板を用いてもよい。

なお、以上に説明した第１伸長ユニット１１０、第２伸長ユニット１２０、張力調整ユニット１３０及び支持基板設置ユニット１４０は、図示しない制御装置によって制御されるようになっている。

（配線基板の製造方法）
次に、配線基板製造装置１００による配線基板１０の製造方法について図３Ａ乃至図３Ｅ、図４Ａ乃至図４Ｅ、図５及び図６を参照しつつ説明する。

ここで、まず、配線基板製造装置１００によって製造される配線基板１０の構成について図５及び図６を参照して説明する。配線基板１０は、基材２０、支持基板４０、電子部品５１及び配線５２を備える。

基材２０は、伸縮性を有するよう構成された部材であり、第１面２１と、第１面２１の反対側に位置する第２面２２と、を含む。基材２０の伸縮性とは、基材２０が伸び縮みすることができる性質、すなわち、常態である非伸長状態から伸長することができ、この伸長状態から解放したときに復元することができる性質をいう。非伸長状態とは、引張応力が加えられていない時の基材２０の状態である。

基材２０を構成する材料の例としては、例えば、エラストマーを挙げることができる。また、基材２０の材料として、例えば、織物、編物、不織布などの布を用いることもできる。エラストマーとしては、一般的な熱可塑性エラストマーおよび熱硬化性エラストマーを用いることができ、具体的には、ポリウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ニトリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、１，２－ＢＲ系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリスチレンブタジエン、ポリクロロプレン等を用いることができる。機械的強度や耐磨耗性を考慮すると、ウレタン系エラストマーを用いることが好ましい。また、基材２０がシリコーンを含んでいてもよい。シリコーンは、耐熱性・耐薬品性・難燃性に優れており、基材２０の材料として好ましい。

電子部品５１は機能部品に対応するものであって、基材２０の第１面２１側に設けられている。電子部品５１は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよく、機構部品であってもよい。

電子部品５１の例としては、トランジスタ、ＬＳＩ(Large-Scale Integration)、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)、リレー、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤなどの発光素子、センサ、ブザー等の発音部品、振動を発する振動部品、冷却発熱をコントロールするペルチェ素子や電熱線などの冷発熱部品、抵抗器、キャパシタ、インダクタ、圧電素子、スイッチ、コネクタなどを挙げることができる。電子部品５１の上述の例のうち、センサが好ましく用いられる。センサとしては、例えば、温度センサ、圧力センサ、光センサ、光電センサ、近接センサ、せん断力センサ、生体センサ、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、湿度センサ、歪みセンサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、変位センサ、磁気センサ、ガスセンサ、GPSセンサ、超音波センサ、臭いセンサ、脳波センサ、電流センサ、振動センサ、脈波センサ、心電センサ、光度センサ等を挙げることができる。これらのセンサのうち、生体センサが特に好ましい。生体センサは、心拍や脈拍、心電、血圧、体温、血中酸素濃度等の生体情報を測定することができる。

配線５２は、電子部品５１に接続された、導電性を有する部材である。上述したように、本実施形態では、配線５２が、引張によって伸長した状態の基材２０に設けられる。詳細には、配線５２は支持基板４０に支持された状態で、引張応力によって伸長した状態の基材２０に設けられる。この場合、基材２０から引張応力が取り除かれて基材２０が収縮するとき、配線５２は、図６に示すように、蛇腹状に変形して蛇腹形状部５７を有するようになる。

蛇腹形状部５７は、基材２０の第１面２１の法線方向における山部及び谷部を含むものである。図６において、符号５３は、配線５２の表面に現れる山部を表し、符号５４は、配線５２の裏面に現れる山部を表す。また、符号５５は、配線５２の表面に現れる谷部を表し、符号５６は、配線５２の裏面に現れる谷部を表す。表面とは、配線５２の面のうち基材２０から遠い側に位置する面であり、裏面とは、配線５２の面のうち基材２０に近い側に位置する面である。また、図６において、符号２６及び２７は、基材２０の第１面２１に現れる山部及び谷部を表す。第１面２１に山部２６及び谷部２７が現れるように基材２０が変形することにより、配線５２が蛇腹状に変形して蛇腹形状部５７を有するようになる。基材２０の山部２６が、配線５２の蛇腹形状部５７の山部５３，５４に対応し、基材２０の谷部２７が、配線５２の蛇腹形状部５７の谷部５５，５６に対応している。また、この例では、配線５２と基材２０との間に、支持基板４０と支持基板４０を基材２０に貼り付ける接着層６０が存在し、これらにも蛇腹形状部が形成されている。

図示の例では、蛇腹形状部５７の山部及び谷部が繰り返し現れる方向が、第１方向Ｄ１と平行になっており、配線５２が、第１方向Ｄ１に平行に延びている。図示はしないが、配線基板１０は、第１方向Ｄ１とは異なる方向、例えば第２方向Ｄ２に延びる配線５２を含んでいてもよい。

配線５２が蛇腹形状部５７を有する場合、基材２０が伸張する際、配線５２は、蛇腹形状部５７の起伏を低減するように変形することによって、すなわち蛇腹形状を解消することによって、基材２０の伸張に追従することができる。このため、基材２０の伸張に伴って配線５２の全長が増加することや、配線５２の断面積が減少することを抑制することができる。このことにより、配線基板１０の伸張に起因して配線５２の抵抗値が増加することを抑制することができる。また、配線５２にクラックなどの破損が生じてしまうことを抑制することができる。

支持基板４０は、基材２０よりも低い伸縮性を有するよう構成された板状の部材である。支持基板４０は、基材２０側に位置する第２面４２と、第２面４２の反対側に位置する第１面４１と、を含む。支持基板４０は、その第１面４１側において電子部品５１及び配線５２を支持している。基材２０と支持基板４０との間の接着層６０を構成する材料としては、例えばアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、シロキサン系プライマー、チオール系プライマー等を用いることができる。また液相法だけではなくHMDSO（ヘキサメチルジシロキサン）、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)等の気相法により作製した分子膜を用いてもよい。

以上のような配線基板１０を配線基板製造装置１００によって製造する際には、まず、図３Ａ及び図４Ａに示すように、基材２０を第１伸長ユニット１１０の一対の第１クランプ部１１１で把持するとともに、第２伸長ユニット１２０の一対の第２クランプ部１２１で把持する。

続いて、図３Ｂ及び図４Ｂの矢印α、βに示すように、一対の第１クランプ部１１１を互いに離間させるとともに、一対の第２クランプ部１２１を互いに離間させることで、基材２０を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に伸長させる。さらに、張力調整ユニット１３０のアーム１３１の先端部１３１Ａが、伸長された基材２０において張力の調整が所望される位置の近傍まで移動され、吸盤１３３が基材２０の第２面２２に吸着して連結する。その後、吸盤１３３が基材２０の面内方向に移動されることで、基材２０において張力の調整が所望される位置の張力が調整される。

図５に示すように、基材２０上の配線５２の密度が、電子部品５１を挟んで一方側と他方側とで異なる場合、基材２０を伸長させた後に配線５２を設け、その後、基材２０を収縮させた際に、基材２０における電子部品５１の一方側の部分が、他方側の部分よりも元の形状に復帰し難くなる。その結果、電子部品５１の一方側の配線５２の蛇腹形状部５７と、電子部品５１の他方側の配線５２の蛇腹形状部５７とに形状の差が生じ得る。このような形状の不均一が生じた際には、基材２０が均一に伸びないことで、配線５２に局所的に大きい応力が生じるおそれがあり、配線５２による電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがある。本例では、このような配線形状の不均一を抑制するべく、図５に示す基材２０における電子部品５１に対して左側に位置する部分の張力が、電子部品５１に対して右側に位置する部分の張力よりも大きくなるように、吸盤１３３が基材２０の面内方向に移動される。

続いて、図３Ｃ及び図４Ｃに示すように、支持基板設置ユニット１４０の支持基板把持部１４１が把持アーム１４１Ｂを介して支持基板４０を把持する。そして、支持基板４０が、把持アーム１４１Ｂによって基材２０上の所望の位置に配置される。この際、基材２０と支持基板４０との間には接着層６０を構成する接着剤が設けられる。

続いて、図３Ｄ及び図４Ｄの矢印γに示すように、支持基板設置ユニット１４０の貼合部１４２のローラ１４２Ａが、基材２０上に配置された支持基板４０を基材２０に押し当てつつ転がり移動する。これにより、基材２０に支持基板４０が貼り付けられる。

続いて、図３Ｅ及び図４Ｅに示すように、一対の第１クランプ部１１１を当初の位置まで接近させるとともに、一対の第２クランプ部１２１を当初の位置まで接近させ、且つ張力調整ユニット１３０のアーム１３１も当初の位置まで復帰させる。これにより、基材２０から張力が取り除かれる。この際、図５に示す基材２０における電子部品５１に対して左側に位置する部分と、電子部品５１に対して右側に位置する部分とが、同じ程度の割合で元の形状に戻ろうとする。これにより、電子部品５１を挟んで両側の配線５２に形成される蛇腹形状部５７の形状が均一的になる。

以上に説明した実施形態では、伸長された基材２０の張力を、張力調整ユニット１３０によって任意の位置で部分的に調整可能であり、このような張力の調整を行うことで、伸長された基材２０を、これに設けられた配線５２等の密集度によらず均一的に元の形状に向けて復帰させることができる。これにより、基材２０上に設けられる配線５２の蛇腹形状部５７の形状のバラツキが抑制され、配線５２による電気的信頼性が向上する配線基板１０を提供できるようになる。

なお、上述した実施形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。

例えば、上述の実施の形態では支持基板４０に配線５２が支持されるが、支持基板４０には、配線５２に加えてセンサ、抵抗、コンデンサ等の電子部品が支持される場合がある。この場合、支持基板４０における電子部品の下部には、信頼性の観点から、上述したような蛇腹形状部が形成されない方が望ましい。ここで、蛇腹形状部の形成を抑制する手段として、基材２０の第１面２１の法線方向で見た際に、基材２０における電子部品と重なる位置に補強部材を設けることが挙げられる。補強部材は、基材２０の内部、第１面２１、第２面２２のいずれに設けられてもよい。このような補強部材が基材２０に設けられる場合には、支持基板設置ユニット１４０により支持基板４０が基材２０上に配置される際に、補強部材と電子部品とをアライメントする必要がある。この際、支持基板４０と基材２０とにアライメントマーク等のアライメント機構を設けることが望ましい。

図９は、基材２０の内部に補強部材８０が設けられた配線基板１０の例を示している。図１０Ａは、アライメント機構としてのアライメントマーク３０Ｘを有する基材２０を示し、図１０Ｂは、アライメント機構としてのアライメントマーク４０Ｘを有するとともに、電子部品５１及び配線５２を支持した支持基板４０の例を示す図である。

（配線基板製造装置の変形例）
以下、配線基板製造装置１００のいくつかの変形例について説明する。

〔第１変形例〕
図７に示す変形例では、張力調整ユニット１３０が、アーム１３１の先端部１３１Ａを基材２０に設けられた孔２００に挿入することで、基材２０と連結させる。アーム１３１の先端部１３１Ａは吸盤１３３を備えておらず、柱状となっている。アーム１３１の先端部１３１Ａは先細り形状である場合、先端部１３１Ａを孔２００に挿入し易くなる。

基材２０は、シート状の基材本体２０１と、基材本体２０１を貫通する筒状体であって、その内周面の内側にアーム１３１の先端部１３１Ａが挿入されるグロメット２０２と、を有する。すなわち、グロメット２０２の内周面が、上述の孔２００を形成する。

このような変形例では、アーム１３１の先端部１３１Ａを移動させる際の基材２０の脱落を抑制できる。

〔第２変形例〕
次に第２の変形例では、張力調整ユニット１３０が、アーム１３１の先端部１３１Ａを基材２０に差し込むことで、基材２０と連結するようになっている。アーム１３１の先端部１３１Ａは吸盤１３３を備えておらず、針形状となっている。

基材２０は、シート状の基材本体２０１と、基材本体２０１に埋め込まれ、アーム１３１の先端部１３１Ａが差し込まれる基材本体２０１よりも硬質な被連結部２０４と、を有する。

このような変形例においても、アーム１３１の先端部１３１Ａを移動させる際の基材２０の脱落を抑制できる。また、アーム１３１の先端部１３１Ａが差し込まれる被連結部２０４が基材本体２０１と別体の部材で、基材本体２０１よりも硬質であることで、基材本体２０１に直接的に針形状の先端部１３１Ａを差し込む場合に比較して、基材２０の破れ等の破損を抑制できる。また、被連結部２０４は、先述した電子部品直下に配置される補強部材８０として使用する事も可能である。

なお、上述した実施形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

例えば本実施形態では、配線基板製造装置１００を、伸縮性を有する基材２０を備える配線基板１０の製造で用いることを説明したが、配線基板製造装置１００は、伸縮性を有するシート状の部材を伸長させるエキスパンド装置としても用いられ得る。より具体的には、配線基板製造装置１００は、例えばウェハ上のチップの切断の際にウェハを伸長させるためのエキスパンド装置としても用いられ得る。

１０…配線基板
２０…基材
２０Ｘ…アライメントマーク
２１…第１面
２２…第２面
２００…孔
２０１…基材本体
２０２…グロメット
２０４…被連結部
４０…支持基板
４０Ｘ…アライメントマーク
５１…電子部品
５２…配線
５７…蛇腹形状部
６０…接着層
８０…補強部材
１００…配線基板製造装置
１００Ｆ…フレーム
１１０…第１伸長ユニット
１１１…第１クランプ部
１１２…第１クランパー
１２０…第２伸長ユニット
１２１…第２クランプ部
１２２…第２クランパー
１３０…張力調整ユニット
１３１…アーム
１３１Ａ…先端部
１３２…台座部
１３３…吸盤
１４０…支持基板設置ユニット
１４１…支持基板把持部
１４１Ａ…サポートフレーム
１４１Ｂ…把持アーム
１４２…貼合部
１４２Ａ…ローラ

Claims (10)

1. 伸縮性を有するシート状の基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板製造装置であって、
   対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で前記基材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記基材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、
   少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記基材に、前記アームの先端部を前記基材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備え、
   伸長した前記基材上に前記配線を設けることで配線基板を製造する、配線基板製造装置。
2. 前記一対の第１クランプ部が対向する方向と交差する方向に対向して配置される一対の第２クランプ部を有し、各前記第２クランプ部で前記基材を把持し、各前記第２クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記第１方向と交差する、前記基材の面内方向の一つである第２方向に伸長させる第２伸長ユニットをさらに備える、請求項１に記載の配線基板製造装置。
3. 前記先端部は、前記基材に吸着する吸盤を有する、請求項１又は２に記載の配線基板製造装置。
4. 前記先端部は、前記基材に挿入される、請求項１又は２に記載の配線基板製造装置。
5. 前記配線を支持した支持基板を把持し、前記基材上に配置する支持基板把持部を有する支持基板設置ユニットをさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板製造装置。
6. 前記支持基板設置ユニットは、前記基材上に配置された前記支持基板を前記基材に貼り合わせる貼合部をさらに有する、請求項５に記載の配線基板製造装置。
7. 前記支持基板設置ユニットは、前記基材と前記支持基板との間に設けられるアライメント機構を用いて、前記支持基板を前記基材上の所定の位置に配置する、請求項５又は６に記載の配線基板製造装置。
8. 伸縮性を有するシート状の基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
   前記基材の面内方向の一つである第１方向に前記基材を伸長させる工程と、
   伸長した前記基材に前記基材の面外方向から接触し、前記基材との接触部分を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する工程と、
   伸長した前記基材上に前記配線を設ける工程と、を備える、配線基板の製造方法。
9. 対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で伸縮性を有するシート状の基材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記基材を前記基材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記基材に、前記アームの先端部を前記基材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記基材の面内方向に沿って移動させることで前記基材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備え、伸長した前記基材上に配線を設けることで配線基板を製造する配線基板製造装置で用いられる基材であって、
   基材本体と、
   前記基材本体を貫通する筒状体であって、その内周面の内側に前記アームの先端部が挿入されるグロメット、又は、前記基材本体に埋め込まれ、前記アームの先端部が差し込まれる前記基材本体よりも硬質な被連結部と、を備える、基材。
10. 伸縮性を有するシート状の部材を伸長させるエキスパンド装置であって、
    対向して配置される一対の第１クランプ部を有し、各前記第１クランプ部で前記部材を把持し、各前記第１クランプ部を互いに離間させることで、前記部材を前記部材の面内方向の一つである第１方向に伸長させる第１伸長ユニットと、
    少なくとも一つのアームを有し、一対の前記第１クランプ部により把持された前記部材に、前記アームの先端部を前記部材の面外方向から離脱自在に連結し、前記先端部を前記部材の面内方向に沿って移動させることで前記部材の張力を調整する張力調整ユニットと、を備える、エキスパンド装置。

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