(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスヒート方式により加熱されるヒータツールをワークに押圧しワークを熱圧着する熱圧着装置において、昇降自在に設けられたシャフトと、このシャフトの下端に設けられ互いに直行する水平方向にスライドするスライド部と、このスライド部の下面に設けられ前記シャフトの曲がり方向に撓む弾性体と、この弾性体の下端に固定された一対の給電ブロックと、この給電ブロックの各々に両端がそれぞれ螺着され少なくとも前記ワークを加圧する面が平坦なヒータツールを備えることを特徴とする熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒータツールをワークに押圧しパルスヒート方式により加熱することによりワークを熱圧着するために用いる熱圧着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器の小型、軽量、薄型化に伴って超高密度実装技術が進展している。例えば液晶パネル等の端子と外部回路の接続端子との接続に際しては、その接続端子の間隔はますます狭くすることが要求されるようになってきた。このような微細な接続端子にリード線を接続する手段の一つとして、異方性導電膜を用いる方法が知られている。
【０００３】
この異方性導電膜は、導電粒子を樹脂等の接着剤の中に均一に分散して形成されている高分子膜であり、電気的異方性を持つ。すなわちこれを突出した電極間に挟んで熱圧着することにより、導電粒子をこの膜の厚み方向にのみ接触させて導通をとり、上下の電極間の導通性を得ると共に、その他の方向には絶縁性を持たせることができるものである。
【０００４】
この異方性導電膜は比較的低温での実装が可能であるため、許容温度の低い液晶パネルとフレキシブル配線板との接続などに多用されている。このような特性を有する異方性導電膜を用いて電極間例えば端子とリード線との熱圧着を行う時、安定した電気的特性や接着強度を得るためには、所定の加圧力、所定の加熱温度が接続面に均一に加えられることが重要である。
【０００５】
また配線基板の電極にはんだめっきを施しておき、この上にＩＣのリードなどを載せて上からヒータツールを押圧し、ヒータツールをパルスヒート方式により発熱させてはんだめっきを溶融（リフロー）させ、はんだ付けする方法も公知であり、この場合も所定の加圧力、所定の加熱温度が接続面に均一に加えられることが重要である。
【０００６】
図３はこのような熱圧着に用いる従来の熱圧着装置の圧着機構部を示す正面図である。昇降自在のシャフト１０の下方には、固定ブロック１１、調整ブロック１２、絶縁ブロック１３、一対の給電ブロック１４および１４’、ヒータツール１５がそれぞれこの順に重着されている。
【０００７】
ここでワークはステージ１６の上に配置され、シャフト１０と共に下降するヒータツール１５で圧力と熱が加えられることにより接合する。接合に先立って、固定ブロック１１と調整ブロック１２の相対角度を３本あるいは４本の調整ボルト１７で調整することにより、ステージ１６の上面１６Ａとヒータツール１５の加圧面１５Ａをおたがいに平行な面とし、均一な加圧力と加熱を得ようとする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステージ１６の上面１６Ａとヒータツール１５の加圧面１５Ａが平行であっても、ワークの厚さに偏りがある場合は均一な圧力と熱が加えられず、安定した電気的特性や接着強度を得ることができない。また、ワークの厚さの偏りに合わせてヒータツール１５の加圧面１５Ａを調整することは非常に困難であり、対象ワークごとに膨大な時間と労力を要する。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、個々のワークの形状のばらつき、特に厚さの偏りに対して、ヒータツールの加圧面を追従させることにより、所定の加圧力と所定の加熱温度が接続面に均一に加わり、安定した電気的特性や接着強度を得ることができる熱圧着装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パルスヒート方式により加熱されるヒータツールをワークに押圧しワークを熱圧着する熱圧着装置において、昇降自在に設けられたシャフトと、このシャフトの下端に設けられ互いに直行する水平方向にスライドするスライド部と、このスライド部の下面に設けられ前記シャフトの曲がり方向に撓む弾性体と、この弾性体の下端に固定された一対の給電ブロックと、この給電ブロックの各々に両端がそれぞれ螺着され少なくとも前記ワークを加圧する面が平坦なヒータツールを備えることを特徴とする熱圧着装置を提供するものである。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、個々のワークの形状のばらつき、特に厚さの偏りに対して、ヒータツールの加圧面を追従させることにより、所定の加圧力と所定の加熱温度が接続面に均一に加わり、安定した電気的特性や接着強度を得ることができる。したがって、ワークが替わるたびにヒータツールの加圧面をワークに合わせて調整することなく、最適条件の熱圧着作業が行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。
図１は本発明の１実施形態を示す熱圧着装置の圧着機構部を示す正面図であり、図２はその斜視図である。図１および図２において、昇降自在のシャフト１００の下端にはスライドブロック１０１Ａが固定されており、スライドブロック１０１Ａの下端はスライドブロック１０１Ｂと前後方向に滑動自在に連結されている。さらにスライドブロック１０１Ｂの下端はスライドブロック１０１Ｃと左右方向に滑動自在に連結されている。前記スライドブロック１０１Ａ、１０１Ｂおよび１０１Ｃがスライド部１０１を構成する。
【００１３】
スライドブロック１０１Ｃの下面には、ばね１０４の上端が固定されている。ばね１０４は、シャフト１００の中心軸の曲がり方向に対して全方向に均等の反力で曲がることが望ましく、一般に市販されている継手である円筒材にスリットを入れた金属ばね継手を使用するのが好ましい。
【００１４】
ばね１０４の下端はブロック１０５に固定されており、ブロック１０５の下面には絶縁ブロック１０６が固定されている。絶縁ブロック１０６の下面には一対の給電ブロック１０７、１０７’が固定されており、さらに給電ブロック１０７、１０７’の各々にワークを加圧する面１０８Ａが平坦なヒータツール１０８の両端が固定されている。
【００１５】
熱圧着のために最適に制御されたパルス電流は図示しない配線により給電ブロック１０７、１０７’に供給される。給電ブロック１０７、１０７’は間隙１１０を設けて絶縁ブロック１０６にそれぞれ固定されているので、供給されたパルス電流がブロック１０５を通して導通することなくヒータツール１０８のみを流れ、その加圧面１０８Ａは所定の温度に上昇する。
【００１６】
熱圧着作業を行う場合、ワークをステージ１０９の上面１０９Ａに配置し、シャフト１００を下降させる。シャフト１００の下降に伴ってヒータツール１０８が下降し、その加圧面１０８Ａがワークに接触する。ここで、ワークの厚さに偏りがある場合は、加圧面１０８Ａとワークの接触面における接触圧の分布は不均一となる。
【００１７】
さらにヒータツール１０８が下降すると、ワークに対して圧力が加わり、その加圧面１０８Ａはワークの傾斜面にならって僅かに傾斜する。この傾斜に伴って、ヒータツール１０８、給電ブロック１０７、１０７’、絶縁ブロック１０６、ブロック１０５、ばね１０４の下端、からなる剛体（これを剛体１１１とする）も傾斜する。したがって剛体１１１の上端、つまりばね１０４の下端は、僅かに傾斜するとともにシャフト１００の中心軸の延長線上から僅かにずれることになる。
【００１８】
ここで、シャフト１００の中心軸に対する剛体１１１の傾斜をばね１０４の湾曲で吸収し、さらに剛体１１１の上端におけるシャフト１００の中心軸の延長線からのずれを、スライドブロック１０１Ａ、スライドブロック１０１Ｂ、スライドブロック１０１Ｃからなる可動部たるスライド部１０１で吸収することにより、ヒータツール１０８の加圧面１０８Ａが傾斜しようとする力に対する抵抗を最小限におさえ、ワークの接続面全域を所定の圧力で均一に熱圧着することを可能にしている。
【００１９】
図２にスライド部１０１の詳細を示す。図２において、スライドブロック１０１Ｂはスライドブロック１０１Ａに対して前後方向に滑動自在に連結されており、スライドブロック１０１Ｃはスライドブロック１０１Ｂに対して左右方向に滑動自在に連結されている。したがって、前記３つのスライドブロックにより前後方向と左右方向の滑動が同時に作用し、全方向の軸のずれを、なめらかに吸収するものである。
【００２０】
なお、本実施形態では、ばね１０４に、円筒材にスリットを入れた金属板ばねを使用しているが、これをコイルばね、ゴム等他の弾性体を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、昇降自在に設けられたシャフトとヒータツールとのあいだに、互いに直行し水平方向にスライドするスライド部と、前記シャフトの曲がり方向に撓むばねを設けたことにより、厚さが偏ったワークを熱圧着する場合でも、ヒータツールの加圧面がワークの傾斜に沿って均一に圧力を加えることができ、所定の圧力と所定の加熱温度を接続面全域に加えることができる。
【００２２】
このことにより、安定した電気的特性や接着強度を得ることができ、ワークが替わるたびにヒータツールの加圧面をワークに合わせて調整することなく、最適条件の熱圧着作業が行える。したがって、ワークの形状のばらつきに起因する熱圧着工程の品質のばらつきは飛躍的に低減できる。また、本発明で従来の機構に追加しているスライド部およびばね部は、比較的安価で容易に作成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を示す正面図
【図２】本発明の１実施の形態を示す斜視図
【図３】従来装置の熱圧着機構部を示す正面図
【符号の説明】
１００  シャフト
１０１  スライド部
１０１Ａ  スライドブロック
１０１Ｂ  スライドブロック
１０１Ｃ  スライドブロック
１０４  ばね
１０５  ブロック
１０６  絶縁ブロック
１０７  給電ブロック
１０７’給電ブロック
１０８  ヒータツール
１０８Ａ  加圧面
１０９  ステージ
１０９Ａ  ワーク配置面
１１０  間隙
１１１  剛体
【図１】
0003550378.tif 000002
【図２】
0003550378.tif 000003
【図３】
0003550378.tif 000004