(57)【要約】【課題】フレキシブル基板の端子同士を高精度に位置合わせし、精密な寸法制御を行うことにより端子ずれを抑制することができる実装方法及び、実装装置を提供する。【解決手段】フィルム基板同士の位置合わせずれや公差の補正を、温度制御による膨張又は収縮を利用して行うこととした。これにより、フィルム基板の寸法バラツキを解消でき、フレキシブル基板が有する複数の端子の最外端子中心間距離（トータルピッチ）を等しくできる。具体的な方法としては、フィルム基板同士を位置合わせすると共に、フィルム基板の寸法差を計測する工程と、計測されたフィルム基板の寸法差に応じて、フィルム基板の少なくとも一方の温度を、本圧着時の温度による膨張、収縮を鑑みて調整して、寸法補正し接続する工程を備えるものである。【選択図】図１
2020031184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子を有するフレキシブル基板を、複数の端子を有する配線回路付きフレキシブル基板上に、対応する端子同士が重なるように実装する方法であって、フレキシブル基板と配線回路付きフレキシブル基板の熱膨張係数に基づいて、フレキシブル基板の温度と、配線回路付きフレキシブル基板の温度を別々に調節し、２つの基板の寸法を調節した状態で、２つの基板の端子を接続させることを特徴とする、フレキシブル基板の実装方法。
【請求項２】
フレキシブル基板を、異方性導電フィルムを用いて配線回路付きフレキシブル基板に実装することを特徴とする、請求項１に記載の実装方法。
【請求項３】
異方性導電フィルムの硬化が不完全な所定の温度でフレキシブル基板と配線回路付きフレキシブル基板を位置合わせし、異方性導電フィルムが基板に張り付く条件で圧着した仮接着状態において、２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測し、その差とフレキシブル基板及び、配線回路付きフレキシブル基板の熱膨張係数とに基づいて、フレキシブル基板及び、配線回路付きフレキシブル基板の少なくとも一方の温度を異方性導電フィルムの硬化が完全となる所定の温度に変更し、加熱圧着する、請求項２に記載の実装方法。
【請求項４】
所定の温度で、フレキシブル基板と配線回路付きフレキシブル基板を位置合わせし、２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測し、その差とフレキシブル基板及び、配線回路付きフレキシブル基板の熱膨張係数とに基づいて、フレキシブル基板及び、配線回路付きフレキシブル基板の少なくとも一方の温度を異方性導電フィルムの硬化が完全となる所定の温度に変更し、加熱圧着する、請求項２に記載の実装方法。
【請求項５】
フレキシブル基板と配線回路付きフレキシブル基板のうちガラス転移温度が高い方の基板の温度を異方性導電フィルムの硬化が完全となる所定の温度に変更し、加熱圧着する、請求項２に記載の実装方法。
【請求項６】
フレキシブル基板と配線回路付きフレキシブル基板のうちガラス転移温度が低い方の基板に異方性導電フィルムを貼合することを特徴とする、請求項２に記載の実装方法。
【請求項７】
複数の端子を有するフレキシブル基板と、複数の端子を有する配線回路付きフレキシブル基板と、異方性導電フィルムを用いて加熱加圧することにより２つの基板の端子を接続する実装装置であって、２つの基板を所定の位置に各々配置させる配置手段と、２つの基板を個々に加熱する加熱手段と、２つの基板を加圧する加圧手段と、２つの基板の最外端子中心間距離の差を観察し計測する手段と、２つの基板の最外端子中心間距離の差の計測結果と２つの基板の熱膨脹係数とに基づいて、最外端子中心間距離の差がなくなる温度を計算する手段と、計算結果に基づいて前記２つの加熱手段の少なくとも一方の温度を変更する手段とを備えた、実装装置。
【請求項８】
複数の端子を有するフレキシブル基板と、複数の端子を有する配線回路付きフレキシブル基板と、異方性導電フィルムを用いて加熱加圧することにより２つの基板の端子を接続する実装装置であって、２つの基板を所定の位置に各々配置させる配置手段と、２つの基板を個々に加熱する加熱手段と、２つの基板を加圧する加圧手段と、２つの基板の最外端子中心間距離の差を観察し計測する手段と、２つの基板の最外端子中心間距離の差の計測結果が許容範囲に入っているか否かを判定する手段と、判定結果と２つの基板の熱膨脹係数とに基づいて、前記計測した最外端子中心間距離の差がなくなる温度を計算する手段と、計算結果に基づいて、２つの加熱手段の少なくとも一方の温度を変更する手段とを備えた、実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブル基板の実装方法及び実装装置に関し、より詳しくは複数の端子を有するフレキシブル基板を、複数の端子を有する配線回路付きフレキシブル基板上に実装する方法及び実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ、携帯情報端末機等といった電子機器において、文字、絵柄等の情報を表示するために液晶、有機ＥＬ、電子ペーパー等の電気光学装置が広く用いられている。このような電気光学装置ではマトリクス状に複数の画素を形成し、各画素に印加する電圧を選択的に変化させることによって、各画素の電気光学特性を制御し情報を表示している。このような装置では、各画素に印加する電圧を制御するための駆動用ＩＣが使用され、駆動用ＩＣはそのまま、或いは実装構造体として電気光学素子駆動用基板に接続される。
【０００３】
駆動用ＩＣを実装構造体として上記電気光学素子駆動用基板に接続する場合には、例えば、フレキシブル基板上に駆動用ＩＣを実装して実装構造体を構成し、その実装構造体を電気光学素子駆動用基板に接続する方法が採られる。この場合、駆動用ＩＣのフレキシブル基板上への実装、及び、実装構造体の電気光学素子駆動用基板への実装に、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）を用いることができる。
【０００４】
具体的には、ＡＣＦの中に含有される接着樹脂によって駆動用ＩＣとフレキシブル基板を互いに固着するとともに、ＡＣＦの中に含有される導電粒子を介して駆動用ＩＣのバンプをフレキシブル基板上に形成された電極の接続部に電気的に接続する。同様に実装構造体の電極の接続部と、電気光学素子駆動用基板の電極の接続部を電気的に接続する。近年、電気光学素子駆動用基板も実装構造体もフレキシブルな基板となる傾向にあり、さらに、端子間のピッチが狭くなる傾向にあり、２つの基板の接続されるべき端子同士の重なり部分が小さくなる、或いは端子同士が全く重ならないなど、２つの基板の端子ずれが発生し易い状況となっていた。
【０００５】
特開２００５−１８３７３５号公報にはフレキシブルな電気光学素子駆動用基板と、リジッドな駆動用ＩＣの実装方法が開示されている。この方法は最外端子中心間距離を計測し、基板の熱膨張を考慮して加熱温度を決定し駆動用ＩＣを仮圧着（異方性導電フィルムの硬化が不完全な所定の温度で、基板どうしを位置合わせし、異方性導電フィルムが基板に張り付く条件で圧着する事）し、さらに加熱し本圧着（異方性導電フィルムの硬化が完全となる所定の温度以上で、導電性粒子が２つの基板の電極を接続できる圧力で圧着する事）するものであった。しかしながら、仮圧着時温度より大幅に高温で有る本圧着時の加熱による熱膨脹を考慮していない為、２つの基板の端子ずれが発生する懸念があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような技術背景において、２つの基板の端子同士のより高精度な位置合わせと、より精密な寸法制御が求められる。フレキシブルな基板の端子間のピッチが狭くなると、２つの基板の端子ずれや基板の公差により、２つの基板間の端子の接続不良を引き起こし易くなる。またフレキシブルな基板では、その熱膨張係数（線膨張係数）が大きくなるので、加熱圧着時の膨張が大きくなり、膨張を制御できないと端子ずれを引き起こし易くなる。さらにフレキシブルな基板の製造において、一定の寸法精度で端子を形成しても、最外端子中心間距離はリジットな基板より公差が大きくなってしまうのが実情であり、これにより端子ずれを引き起こし易くなる。
【０００８】
本発明はフレキシブル基板の端子同士を高精度に位置合わせし、精密な寸法制御を行うことにより端子ずれを抑制することができる実装方法及び、実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような従来の課題を解決するために、本発明はフィルム基板同士の端子ずれや公差の補正を、温度制御による熱膨張、収縮を利用して行うこととした。これにより、フィルム基板の寸法バラツキが解消でき、フレキシブル基板が有する複数の端子の最外端子中心間距離（トータルピッチ）を等しくできる。具体的な方法としては、フィルム基板同士を位置合わせすると共に、フィルム基板の寸法差を計測する工程と、計測されたフィルム基板の寸法差に応じて、フィルム基板の少なくとも一方の温度を、本圧着時の温度による膨張、収縮を鑑みて調整して、寸法補正し接続する工程を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フィルム基板の熱による寸法変化に対し、フィルム基板同士の端子の最外端子中心間距離を計測し接続させるので、フィルム基板の熱膨脹や公差が大きくても個別に補正することが可能になるので、高精度な端子接続ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態の実装部模式図。
【図２】本発明の第一実施形態の装置構成。
【図３】本発明の第一実施形態のプロセスフロー。
【図４】本発明の第二実施形態の実装部模式図。
【図５】本発明の第二実施形態の装置構成。
【図６】本発明の第二実施形態のプロセスフロー。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を説明する。但し、図面の記載は本発明を何ら限定するものではない。
【００１３】
フレキシブル基板は一般的に下記の特徴を持っている。実装部寸法（最外端子中心間距離）は１０〜８０ｍｍ程度、端子ピッチ（端子中心間距離）は２０〜１００μｍ程度である。フィルム基板材料はポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ等が用いられ、端子部材料はＣｕ、Ｃ、Ａｇ、Ａｕ等が主成分である。またフレキシブル基板にはＩＣ又は実装部品が実装されていても良い。
【００１４】
配線回路付きフレキシブル基板は一般的に下記の特徴を持っている。実装部寸法は１０〜８０ｍｍ程度であり、実装部を１から複数個所持つ。端子ピッチは２０〜１００μｍ程度である。フィルム基板材料はＰＥＮ、ＰＥＴ、ポリイミドなどであり、端子部材料はＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、ＩＴＯ等が主成分である。またＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＴＦＤ（Thin Film Diode）などの駆動回路が実装部以外の場所に作製されており、さらにＩＣ又は実装部品が実装されていても良い。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１に本発明の第一の実施形態におけるフレキシブル基板の実装部であって、以下に記載する図３の工程１１及び１４における実装部を模式的に示す。ここで最外端子中心間距離とは、最外部に設けられる端子の中心間の距離であり、 図１におけるＴＰ１、ＴＰ２に相当する。端子ピッチとは、隣り合う端子の中心間の距離であり、図１におけるＰ１、Ｐ２に相当する。図１の左図は、図３に示す工程１１の仮圧着後の状態を示し、フレキシブル基板１の最外端子中心間距離ＴＰ１と配線回路付きフレキシブル基板３の最外端子中心間距離ＴＰ２が異なっている。この時、最外端子中心間距離の差はＴＰ１−ＴＰ２＝−（Ｌ１＋Ｌ２）である。一方、図１の右図は、図３に示す工程１４の本圧着後の状態を示し、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の最外端子中心間距離が同じ（ＴＰ１’）であり、２つの基板の端子２と端子４がずれないで接続されている状態を示している。なお本発明は最外端子中心間距離ＴＰ１、ＴＰ２が長いほど、或いは端子ピッチＰ１、Ｐ２が短いほど効果が顕在化する。
【００１６】
本発明の実装方法の工程を装置動作と共に以下に記載する。なおＡＣＦ５はどちらの基板に貼合しておいてもよいが、実装に先立って下記の手段を講じる。
【００１７】
予めフレキシブル基板１及び配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数（線膨張係数）α及びβを把握しておく。これは実装時に調節するべき温度を計算で求め、その温度に調節して実装する為である。
【００１８】
また、フレキシブル基板１と、配線回路付きフレキシブル基板３のどちらか一方の基板の最外端子中心間距離を、本圧着時の温度を鑑みて小さくしておいてもよい。これは２つの基板の熱膨張係数に大きな差があった場合に、端子２と端子４の接続を容易にする為である。
【００１９】
第一の実施形態に用いる装置の構成を図２に示した。図２に示すように、実装装置は、加圧観察部１００と移動ステージ部１０１と制御演算部１０２から構成されている。加圧観察部１００はバックアップツール部１０３を備えている。移動ステージ部１０１は水平方向（Ｘ、Ｙ方向）、回転方向（θ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に配線回路付きフレキシブル基板３を移動させる機能と配線回路付きフレキシブル基板３を吸着固定する機能を備えている。
【００２０】
上記加圧観察部１００は架台１５を有し、この架台１５の上端には、ヒートツール６が加圧シリンダ１４によって上下方向に対して移動可能となるように備えられている。ヒートツール６には第１の加熱冷却部１１が内蔵され、このヒートツール６を室温から数百度の範囲内で加熱または冷却することができるようになっている。さらにヒートツール６の下方面は、その下方に配置されたバックアップツール７の上方面と平行な面となっており、ヒートツール６の下方面とバックアップツール７の上方面との２つの平行な面により圧着面を形成している。また、架台１５は、ヒートツール６の下方にフレキシブル基板１を固定する為に、吸着ステージ１３を備えている。
【００２１】
ヒートツール６の下方にはバックアップツール部１０３を備えており、バックアップツール部１０３は第２の加熱冷却部１２と、バックアップツール７と、レンズ、カメラ及び照明からなる落射光学系８を備えている。第２の加熱冷却部１２によりバックアップツール７を室温から数百度の範囲内で加熱または冷却することができるようになっている。落射光学系８はバックアップツール７を通して、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の最外端子又はアライメントマークを観察可能なように配置されている。したがってこの場合、バックアップツール７は透明体である。落射光学系８は両基板を位置合わせするのと、最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）を計測するのに用いる。
【００２２】
制御演算部１０２は移動ステージ部１０１、加圧シリンダ１４、加熱冷却部１１、１２の制御と、吸着ステージ１３と移動ステージ部１０１の吸着制御と、落射光学系８の観察制御を行う。また、制御演算部１０２は、落射光学系８より得られた観察像を画像処理し、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを位置合わせする機能を備え、さらにその画像から、２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）を算出し記憶する。そしてその結果から、制御演算部１０２は、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数に基づき、最外端子中心間距離の差を無くす温度を計算し、その温度に加熱冷却部１１又は１２を制御する機能を備えている。
【００２３】
この実装装置を用いたプロセスフローを図３に２つ示した。以下プロセスを説明する。
＜シーケンス１＞
工程１：フレキシブル基板１を吸着ステージ１３に吸着させ配置する。
工程２：ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａに保持する。なお温度ＡはＡＣＦ５の硬化温度以下であり、一般的には５０℃〜１５０℃である。
【００２４】
工程３：加圧シリンダ１４によりヒートツール６を下降させる。
工程４：バックアップツール７を通して、最外端子又はアライメントマークを落射光学系８が観察画像を撮影し保存する。
工程５：加圧シリンダ１４によりヒートツール６を上昇させる。
【００２５】
工程６：ＡＣＦ５の貼合された配線回路付きフレキシブル基板３を、移動ステージ部１０１に配置し吸着させる。
工程７：移動ステージ部１０１を移動させ、配線回路付きフレキシブル基板３をバックアップツール７の上に移動する。
工程８：バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂに保持する。なお温度ＢはＡＣＦ５の硬化温度以下であり、一般的には２５℃〜１５０℃である。
【００２６】
工程９：２つの基板の最外端子又はアライメントマークの位置を合わせる。つまりフレキシブル基板１の保存画像と配線回路付きフレキシブル基板３の観察画像を用いて、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを、移動ステージ部１０１を移動させる事により適合させる。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差がある場合は、中心位置にて両端に割り振りする。
【００２７】
工程１０：加圧シリンダ１４によりヒートツール６を下降させ、２つの基板を加熱加圧し仮圧着する。なお圧力は以下に記載するＡＣＦ５の本圧着時圧力以下であり、一般的には０．１から１ＭＰａ、時間は０．５〜１０ｓｅｃである。その後吸着ステージ１３の吸着を解除した後、加圧シリンダ１４によりヒートツール６を上昇させる。
工程１１：落射光学系９による観察画像から、２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１＿Ａ−ＴＰ２＿Ｂ）を計測する。なお、「＿」に続く文字は計測時の各基板の温度（℃）を表している。
【００２８】
工程１２〜１４：最外端子中心間距離の差（ＴＰ１＿Ａ−ＴＰ２＿Ｂ）に基づき下記の処理を実施する。
ＴＰ１≦ＴＰ２の場合には前記フレキシブル基板１の熱膨張係数に基づき、フレキシブル基板１の加熱温度を
Ａ’＝（ＴＰ２＿Ｂ−ＴＰ１＿Ａ）／（ＴＰ１＿２５＊α）＋Ａ
にし、加圧し端子同士を接続する（本圧着）。
ＴＰ１＞ＴＰ２の場合には前記配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数に基づき、回路付きフレキシブル基板２の加熱温度を
Ｂ'=（ＴＰ１＿Ａ−ＴＰ２＿Ｂ）／（ＴＰ２＿２５＊β）＋Ｂ
にし、加圧し端子同士を接続する（本圧着）。
【００２９】
本圧着後は加圧シリンダ１４によりヒートツール６を上昇させる。なお温度Ａ’又はＢ’の少なくともどちらか一方はＡＣＦ５の硬化温度以上であり、一般的には１５０℃〜３５０℃であり、本圧着時の加熱温度は、ガラス転移点が高い方の基板を高くする事が好ましい。また圧力は一般的には１〜５ＭＰａ、時間は３〜２０ｓｅｃである。
工程１５及び１６：移動ステージを戻し、移動ステージ吸着解除し、温度を初期状態に戻す。
【００３０】
＜シーケンス２＞
工程１：フレキシブル基板１を吸着ステージ１３に吸着させ配置する。
工程２：ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａに保持する。なお温度ＡはＡＣＦ５の硬化温度以下であり、一般的には５０℃〜１５０℃である。
【００３１】
工程３:ＡＣＦ５の貼合された配線回路付きフレキシブル基板３を、移動ステージ部１０１に配置し吸着させる。
工程４：移動ステージ部１０１を移動させ、配線回路付きフレキシブル基板３をバックアップツール７の上に移動する。
工程５：バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂに保持する。なお温度ＢはＡＣＦ５の硬化温度以下であり、一般的には２５℃〜１５０℃である。
【００３２】
工程６：加圧シリンダ１４によりヒートツール６を観察位置へ下降させる。なお観察位置とは配線回路付きフレキシブル基板３から１００μｍから５００μｍ上の位置であり、基板がＡＣＦと接触しないで落斜光学系８のピントが合う位置の事である。
【００３３】
工程７：２つの基板の最外端子又はアライメントマークの位置を合わせる。つまり２つの基板の最外端子又はアライメントマークを観察しながら、移動ステージ部１０１を移動させる事により、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを適合させる。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差がある場合は、中心位置にて両端に割り振りする。以下はシーケンス１の工程１０以降と同様の工程を行う。
【００３４】
上記工程により、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数が異なっていても、さらにはフレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の公差が大きくても、その最外端子中心間距離の差を仮圧着状態で実測し各基板の熱膨張を考慮して本圧着時の加熱温度をＡ’又はＢ’に変更するので、端子２、４をずれる事無く接続できる。なお一般的には端子２、４の重なり幅は１０μｍ以上が必要である。
【００３５】
仮圧着後の２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測するのは、個々の公差と熱膨張の影響を制御する事と、さらには作業性を向上させる為である。仮に仮圧着前に最外端子中心間距離の差を計測するとすれば、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３のそれを個々に計測しなければならない。仮圧着後であればフレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３が合わさった状態であるので、作業時間は半分となる。
【００３６】
（第二の実施形態）
図４に本発明の第二の実施形態におけるフレキシブル基板の実装部であって、以下に記載する図６の工程８及び１２における実装部を模式的に示す。図４の左図は工程８の最外端子中心間距離差の測定後の状態であり、フレキシブル基板１の最外端子中心間距離ＴＰ１と配線回路付きフレキシブル基板３の最外端子中心間距離ＴＰ２が異なっている。一方図４の右図は工程１２の本圧着後の状態であり、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の最外端子中心間距離が同じであり、２つの基板の端子２と端子４が全くずれないで接続されている状態を示している。本発明の実装方法の工程を装置動作と共に以下に記載する。なお実装に先立って下記の手段を講じる。
【００３７】
予め配線回路付きフレキシブル基板３にＡＣＦを貼合し、フレキシブル基板１及び配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数（線膨張係数）α及びβを把握しておく。これは実装時に調節するべき温度を計算で求め、その温度に調節して実装する為である。
【００３８】
また、フレキシブル基板１と、配線回路付きフレキシブル基板３のどちらか一方の基板の最外端子中心間距離を、本圧着時の温度を鑑みて小さくしておいてもよい。これは２つの基板の熱膨張係数に大きな差があった場合に、端子２と端子４の接続を容易にする為である。
【００３９】
第二の実施形態に用いる装置の構成を図５に示した。図５に示すように、実装装置は、加圧観察部１００と移動ステージ部１０１と制御演算部１０２から構成されている。加圧観察部１００にバックアップツール部１０３を備えている。移動ステージ部１０１は水平方向（Ｘ、Ｙ方向）、回転方向（θ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に配線回路付きフレキシブル基板３を移動させる機能と配線回路付きフレキシブル基板３を吸着固定する機能を備えている。
【００４０】
上記加圧観察部１００は架台１５を有し、この架台１５の上端には、ヒートツール６が加圧シリンダ１４によって上下方向に対して移動可能となるように備えられている。ヒートツール６には第１の加熱冷却部１１が内蔵され、このヒートツール６を室温から数百度の範囲内で加熱または冷却することができるようになっている。さらにヒートツール６の下方面は、その下方に配置されたバックアップツール７の上方面と平行な面となっており、ヒートツール６の下方面とバックアップツール７の上方面の２つの平行な面により圧着面を形成している。また、架台１５は、ヒートツール６の下方にフレキシブル基板１を固定する為に、吸着ステージ１３を備えている。
【００４１】
ヒートツール６の下方にはバックアップツール部１０３を備えており、バックアップツール部１０３は第２の加熱冷却部１２と、バックアップツール７を備えている。第２の加熱冷却部１２によりバックアップツール７を室温から数百度の範囲内で加熱または冷却することができるようになっている。
【００４２】
加圧観察部１００は２つの基板の最外端子又はアライメントマークの観察用に、レンズ、カメラ及び照明からなる上下２視野光学系９を備えている。この上下２視野光学系９は、観察時にはヒートツール６の下方、バックアップツール７の上方に配置され、シリンダ１４が動作し圧着する時にはヒートツール６の下方から退避できる機能を備えている。
【００４３】
制御演算部１０２は移動ステージ部１０１、加圧シリンダ１４、加熱冷却部１１、１２の制御と、吸着ステージ１３と移動ステージ部１０１の吸着制御と、上下２視野光学系９の観察制御と移動制御を行う。また、制御演算部１０２は、上下２視野光学系９より得られた観察像を画像処理し、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを位置合わせする機能を備え、さらに２つの基板の最外端子中心間距離の差を算出し記憶する。そして、制御演算部１０２は、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数に基づき、最外端子中心間距離の差を無くす温度を計算し、その温度に加熱冷却部１１又は１２を制御する機能を備えている。
【００４４】
この実装装置を用いたプロセスフローを図６に示した。以下プロセスを説明する。
工程１:フレキシブル基板１を吸着ステージ１３に吸着させ配置する。
工程２：ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａに保持する。なお温度ＡはＡＣＦ５の硬化温度以上であり、一般的には１５０℃〜３５０℃である。
【００４５】
工程３:ＡＣＦ５の貼合された配線回路付きフレキシブル基板３を、移動ステージ部１０１に配置し吸着させる。
工程４：移動ステージ部１０１を移動させ、配線回路付きフレキシブル基板３をバックアップツール７の上に移動する。
工程５：バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂに保持する。なお温度ＢはＡＣＦ５の硬化温度以下であり、一般的には２５℃〜１５０℃である。
【００４６】
工程６及び７：上下２視野光学系９をヒートツール６の下方、バックアップツール７の上方に配置し、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを観察しながら、移動ステージ部１０１を移動させる事により、２つの基板の最外端子又はアライメントマークを適合させる。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差がある場合は、中心位置にて両端に割り振りする。
工程８：上下２視野光学系９による観察画像から２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）を計測、保存する。
【００４７】
工程９：２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）が、所定の値Ｘ未満であったら工程１１に移行し、所定の値Ｘ以上であったら工程１０に移行する。なお、Ｘは端子ピッチに依存し、一般的にはＰ１−０．０２ｍｍ未満が好ましい。
工程１０：フレキシブル基板１の加熱温度Ａをフレキシブル基板１の熱膨張係数に基づいた下記に記載するＡ’に変更し、工程８へ戻る。
Ａ’＝（ＴＰ２−ＴＰ１）／（ＴＰ１＊α）＋Ａ
工程１１：上下２視野光学系９をヒートツール６の下方から退避させる。
工程１２：加圧し端子同士を接続する（本圧着）。なお温度Ａ’はＡＣＦ５の硬化温度以上であり、一般的には１５０℃〜３５０℃である。また圧力は一般的には１〜５ＭＰａ、時間は３〜２０ｓｅｃである。
【００４８】
工程１３〜１５：フレキシブル基板の吸着を解除し、加圧シリンダ１４によりヒートツール６を上昇させる。移動ステージを戻し、移動ステージ吸着解除し、温度を初期状態に戻す。
【００４９】
上記工程により、フレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の熱膨張係数が異なっていても、さらにはフレキシブル基板１と配線回路付きフレキシブル基板３の公差が大きくても、その最外端子中心間距離の差を実測して本圧着時の加熱温度をＡ’に変更するので、端子２、４をずれる事無く接続できる。なお一般的には端子２、４の重なり幅は１０μｍ以上が必要である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例を用いて本発明をより詳しく説明するが、これらの例は本発明を何ら限定するものではない。
【００５１】
（実施例一）
第一の実施形態に基づいた実施例一に係る実装方法を以下に記載する。
【００５２】
フレキシブル基板１として、厚さ３８μｍのベースポリイミドフィルムの表面にＳｎ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子２が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ１）で配列されたものを使用した。個々の端子２の高さは８μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本である。したがって、２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ１＿２５は３５．９４０ｍｍである。また熱膨張係数αは５×１０−６／℃である。
【００５３】
配線回路付きフレキシブル基板３として、厚さ２５０μｍのＰＥＴフィルムの表面にＡｕ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子４が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ２）で配列されたものを使用した。個々の端子４の高さは０．２μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本ある。したがって２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ２＿２５は３５．９４０ｍｍである。また熱膨張係数βは１５×１０−６／℃である。
【００５４】
配線回路付きフレキシブル基板３にはＡＣＦ５が貼合されており、ＡＣＦ５として、厚さ５０μｍのエポキシ樹脂からなるフィルムに、表面が金メッキされた樹脂からなる直径４μｍの粒子が分散したものを用いた。このＡＣＦ５の硬化温度と時間は１５０℃／３sｓｅｃ以上であり、本圧着圧力は４ＭＰａである。
【００５５】
工程１〜５
フレキシブル基板１をヒートツール６に配置し、ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａ＝９０℃に保持し、落斜光学系９で最外端子の画像を撮影し保存した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ１＿９０は、理想的には下記である。
ＴＰ１＿９０  ＝ＴＰ１＿２５＊（１＋（Ａ−２５）＊α）
＝３５．９５２ｍｍ
【００５６】
工程６〜８
配線回路付きフレキシブル基板３を移動ステージ１０１に配置し、バックアップツール７の上に移動させ、バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂ＝９０℃に保持した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ２＿９０は、理想的には下記である。
ＴＰ２＿９０  ＝ＴＰ２＿２５＊（１＋（Ｂ−２５）＊β）
＝３５．９７５ｍｍ
【００５７】
工程９及び１０
フレキシブル基板１の最外端子の保存画像と、落斜光学系９による配線回路付きフレキシブル基板３の観察画像を用い、２つの基板の端子を移動ステージ部１０１を移動させる事により適合させた。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差があるので、中心位置にて両端に割り振りにし、２つの基板を加圧し仮圧着した。なお圧着圧力は１ＭＰａとした。
【００５８】
工程１１〜１６
２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測し、その結果、最外端子中心間距離の差（ＴＰ２＿９０―ＴＰ１＿９０）＝０．０２３ｍｍであり、理想的な場合と同じであった。そこで最外端子中心間距離の差を、フレキシブル基板１の加熱膨張により無くすように、加熱温度Ａ’を下記のように決定した。
Ａ’   ＝（ＴＰ２＿９０―ＴＰ１＿９０）／（ＴＰ１＿２５＊α）＋Ａ
＝２２０
そしてヒートツール６の加熱温度をＡ’＝２２０℃に変更した後、２つの基板を加圧し本圧着することにより、２つの基板の端子同士を接続した。この時の圧力と時間は４ＭＰａ、５ｓｅｃであり、ＡＣＦ５自体の温度は１６０℃であった。
【００５９】
接続された２つの基板を観察した結果、最外端子中心間距離の差＝０．００３ｍｍであった。理想的には０であるが、配線回路付きフレキシブル基板３が熱膨張したと考えられる。一方、ピッチ０．０６０ｍｍで端子幅０．０３０ｍｍの内、９割以上の０．０２７ｍｍが重なり合っているので、電気的な接続には全く問題がなかった。なお我々の実験では端子２と端子４の重なり幅が０．０１０ｍｍ以上あれば問題ないことが分かっている。
【００６０】
（実施例二）
第二の実施形態に基づいた実施例二に係る実装方法を以下に記載する。
【００６１】
フレキシブル基板１としては、厚さ３８μｍのベースポリイミドフィルムの表面にＳｎ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子２が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ１）で配列されたものを使用した。個々の端子２の高さは８μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本ある。したがって、２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ１＿２５は３５．９４０ｍｍである。また熱膨張係数αは５×１０−６／℃である。
【００６２】
配線回路付きフレキシブル基板３として、厚さ２５０μｍのＰＥＴフィルムの表面にＡｕ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子４が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ２）で配列されたものを使用した。個々の端子４の高さは０．２μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本ある。したがって２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ２＿２５は３５．９４０ｍｍである。また熱膨張係数βは１５×１０−６／℃である。
【００６３】
配線回路付きフレキシブル基板３にはＡＣＦ５が貼合されており、ＡＣＦ５として、厚さ５０μｍのエポキシ樹脂からなるフィルムに、表面が金メッキされた樹脂からなる直径４μｍの粒子が分散したものを用いた。このＡＣＦ５の硬化温度と時間は１５０℃／３ｓｅｃ以上であり、本圧着圧力は４ＭＰａである。
【００６４】
工程１及び２
フレキシブル基板１をヒートツール６に配置し、ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａ＝２２０℃に保持した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ１＿２２０は、理想的には下記である。
ＴＰ１＿２２０  ＝ＴＰ１＿２５＊（１＋（Ａ−２５）＊α）
＝３５．９７５ｍｍ
【００６５】
工程３〜５
配線回路付きフレキシブル基板３を移動ステージ１０１に配置し、バックアップツール７の上に移動させ、バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂ＝９０℃に保持した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ２＿９０は、理想的には下記である。
ＴＰ２＿９０  ＝ＴＰ２＿２５＊（１＋（Ｂ−２５）＊β）
＝３５．９７５ｍｍ
【００６６】
工程６〜８
上下２視野光学系９をヒートツール６の下方、バックアップツール７の上方に配置し、２つの基板の最外端子を観察しながら、移動ステージ部１０１を移動させる事により、２つの基板の最外端子を適合させた。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差があるので、中心位置にて両端に割り振りにした。そして２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）を観察画像より計測し保存した。
【００６７】
工程９〜１５
２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測した結果、（ＴＰ２＿９０―ＴＰ１＿２２０）＝０．００２ｍｍであった。ここでＸ＝０．０４０ｍｍとしているので、そのまま２つの基板を加圧し本圧着することにより、２つの基板の端子を接続した。この時の圧力と時間は４ＭＰａ、５ｓｅｃであり、ＡＣＦ５自体の温度は１６０℃であった。
【００６８】
接続された２つの基板を観察した結果、最外端子中心間距離の差＝０．０１０ｍｍであり、回路付きフレキシブル基板が若干熱膨張していたが、電気的な接続には全く問題がなかった。
【００６９】
（実施例三）
第二の実施形態に基づいた実施例三に係る実装方法を以下に記載する。
【００７０】
フレキシブル基板１として、厚さ３８μｍのベースポリイミドフィルムの表面にＳｎ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子２が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ１）で配列されたものを使用した。個々の端子２の高さは８μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本ある。なお伸縮率０．９９９を掛けて作製してあるので、２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ１＿２５は３５．９０４ｍｍである。また熱膨張係数αは５×１０−６／℃である。
【００７１】
配線回路付きフレキシブル基板３として、厚さ２５０μｍのＰＥＴフィルムの表面にＡｕ／ＮｉメッキされたＣｕ配線からなる端子４が０．０６ｍｍのピッチ（Ｐ２）で配列されたものを使用した。個々の端子４の高さは０．２μｍであり、幅は０．０３ｍｍであり、端子の本数は６００本ある。したがって２５℃での最外端子中心間距離ＴＰ２＿２５は３５．９４０ｍｍである。また熱膨張係数βは１５×１０−６／℃である。
【００７２】
配線回路付きフレキシブル基板３にはＡＣＦ５が貼合されており、ＡＣＦ５として、厚さ５０μｍのエポキシ樹脂からなるフィルムに、表面が金メッキされた樹脂からなる直径４μｍの粒子が分散したものを用いた。このＡＣＦ５の硬化温度と時間は１５０℃／３ｓｅｃ以上であり、本圧着圧力は４ＭＰａである。
【００７３】
工程１及び２
フレキシブル基板１をヒートツール６に配置し、ヒートツール６を加熱する事により、フレキシブル基板１を温度Ａ＝２２０℃に保持した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ１＿２２０は、理想的には下記である。
ＴＰ１＿２２０  ＝ＴＰ１＿２５＊（１＋（Ａ−２５）＊α）
＝３５．９３９ｍｍ
【００７４】
工程３〜５
配線回路付きフレキシブル基板３を移動ステージ１０１に配置し、バックアップツール７の上に移動させ、バックアップツール７を加熱する事により、配線回路付きフレキシブル基板３を温度Ｂ＝２５℃に保持した。なお、この時の最外端子中心間距離ＴＰ２＿２５は、理想的には下記である。
ＴＰ２＿２５  ＝ＴＰ２＿２５＊（１＋（Ｂ−２５）＊β）
＝３５．９４０ｍｍ
【００７５】
工程６〜８
上下２視野光学系９をヒートツール６の下方、バックアップツール７の上方に配置し、２つの基板の最外端子を観察しながら、移動ステージ部１０１を移動させる事により適合させた。ただし２つの基板の最外端子中心間距離に差があるので、中心位置にて両端に割り振りにした。そして２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ１−ＴＰ２）を観察画像より計測し、保存した。
【００７６】
工程９〜１５
２つの基板の最外端子中心間距離の差を計測した結果、２つの基板の最外端子中心間距離の差（ＴＰ２＿２５―ＴＰ１＿２２０）＝０．００８ｍｍであった。ここでＸ＝０．０４０ｍｍとしているので、そのまま２つの基板を加圧し本圧着することにより、２つの基板の端子を接続した。この時の圧力と時間は４ＭＰａ、５ｓｅｃであり、ＡＣＦ５自体の温度は１６０℃であった。
【００７７】
接続された２つの基板を観察した結果、最外端子中心間距離の差＝０．０１５ｍｍであり、回路付きフレキシブル基板が若干熱膨張していたが、電気的な接続には全く問題がなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、フレキシブル基板を配線回路付きフレキシブル基板上に実装する実装方法及び装置として有効である。
【符号の説明】
【００７９】
１…   フレキシブル基板
２…   端子
３…   配線回路付きフレキシブル基板
４…   端子
５…   ＡＣＦ（異方性導電フィルム）
６…   ヒートツール
７…   バックアップツール
８…   落射光学系
９…   上下２視野光学系
１１… 第１の加熱冷却部
１２… 第２の加熱冷却部
１３… 吸着ステージ
１４… 加圧シリンダ
１５… 架台
１００…加圧観察部
１０１…移動ステージ部
１０２…制御演算部
１０３…バックアップツール部
Ｐ１、Ｐ２…端子ピッチ（端子中心間距離）
ＴＰ１、ＴＰ２…最外端子中心間距離（トータルピッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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