(57)【要約】【課題】リペアのための再接合部分の電気的短絡などの不良を防止することができる配線基板の接合方法を提供することを目的とする。【解決手段】半田粒子７を熱硬化性樹脂６に含有させた接着材５を介して回路基板１に接合された配線基板３を回路基板１から引きはがして新たな配線基板３を回路基板１に接合するリペアに際し、配線基板３が引きはがされた回路基板１において熱硬化性樹脂６が硬化した状態で残存する既存接着材５＊の表面５ａを所定除去厚みΔｔだけ部分的に除去して再接合時に既存接着材５＊と配線基板３との間に空隙部Ｃが形成されるようにし、樹脂除去後の回路基板１に接着材５Ａを新たに塗布して接着材塗布後の回路基板１に接着材５Ａを介して新たな配線基板３を圧着する際に、新たに塗布された接着材５Ａを空隙部Ｃに収容した状態で押圧する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田粒子を熱硬化性樹脂に含有させた接着材を介して回路基板に接合された配線基板を前記回路基板から引きはがして新たな配線基板を前記回路基板に接合する配線基板の接合方法であって、
前記配線基板が引きはがされた前記回路基板において前記熱硬化性樹脂が硬化した状態で残存する既存接着材の表面を所定除去厚みだけ部分的に除去する樹脂除去工程と、
前記樹脂除去工程後の前記回路基板に前記接着材を新たに塗布する接着材塗布工程と、
前記接着材塗布工程後の前記回路基板に前記接着材を介して新たな配線基板を圧着する圧着工程とを含む、配線基板の接合方法。
【請求項２】
前記所定除去厚みは、前記半田粒子の粒径の１／４以上である、請求項１に記載の配線基板の接合方法。
【請求項３】
前記樹脂除去工程において、前記既存接着材の表面を前記回路基板に形成された回路電極の上面よりも高い高さ位置まで除去する、請求項１に記載の配線基板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣなどの配線基板が接合状態から取り外された回路基板を対象として新たに配線基板を接合する配線基板の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＣなどの配線基板を回路基板に接合する方法として、半田粒子などの導電性粒子を熱硬化性樹脂などの絶縁性樹脂に含有させた接着材を配線基板と回路基板との間に介在させる接合方法が知られている。この接合方法では、配線基板と回路基板の本体部が絶縁性樹脂によって接着されるとともに、配線基板と回路基板の電極相互は導電性粒子を介して電気的に導通する。このような接合方法による接合部を含む電子機器・部品において、特性検査などによって接合部の不良が検出された場合には、不良が検出された配線基板を引きはがして新たな良品を再利用される回路基板に接合するリペアが行われる。
【０００３】
このようなリペアは、従前は配線基板を引きはがした後に回路基板に残存する樹脂接合部を全て除去した後に、接着材を再度塗布することにより行われていた。しかしながらこのように残存する樹脂接合部を全て除去する方法では、除去作業によって再利用対象の回路基板へダメージを与えるおそれがあるとともに、リペア作業に多大な手間を要するという難点があることから、樹脂接合部を残存させたままで新たな配線基板を接合するリペア方法が提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献１に示す先行技術では、２枚の回路基板の間に異方性導電フィルムを挟んで熱圧着して構成された電子部品に不良が発生した際に、回路基板を引きはがして最初の異方性導電フィルム残留物を残したまま、第２の異方性導電フィルムを用いて再度接続するようにしている。また特許文献２に示す先行技術では、リジッド基板とフレキシブル基板とを接着層を介して接合した接合基板のリペアにおいて、接着層からフレキシブル基板を引きはがした後、接着層に残った電極の跡を覆って、接着層を形成する第１の電気絶縁性樹脂よりも半田含有量が少ない第２の電気絶縁性樹脂を塗布し、新たなフレキシブル基板を接着層に貼り付けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８８５４８号公報
【特許文献２】特開２００８−４６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献例に示す先行技術においては、残存する樹脂接合部を全て除去することに起因する再利用対象の回路基板へのダメージやリペア作業に多大な手間を要するという難点は解消されるものの、既存の樹脂接合部が残存することに起因する以下のような課題が生じている。すなわち既存の樹脂接合部を残存させたままリペアを行う方法では、既存の樹脂接合部の表面を覆って半田粒子を含有する接着材が塗布され、この接着材を介して新たな配線基板が圧着される。このとき、接着材は既存の樹脂接合部の表面と新たな配線基板の下面との間で押圧されることから、接着材中の半田粒子は押し潰されて平面状に延展される。そして押し潰された半田が配線基板の隣接する電極間で相互に接触する状態となると、電極の電気的短絡などの不良を招く。このように、従来技術による配線基板のリペアにおいては、再接合部分の電気的短絡などの不良を生じる場合があるという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、リペアのための再接合部分の電気的短絡などの不良を防止することができる配線基板の接合方法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】
【０００８】
本発明の配線基板の接合方法は、半田粒子を熱硬化性樹脂に含有させた接着材を介して回路基板に接合された配線基板を前記回路基板から引きはがして新たな配線基板を前記回路基板に接合する配線基板の接合方法であって、前記配線基板が引きはがされた前記回路基板において前記熱硬化性樹脂が硬化した状態で残存する既存接着材の表面を所定除去厚みだけ部分的に除去する樹脂除去工程と、前記樹脂除去工程後の前記回路基板に前記接着材を新たに塗布する接着材塗布工程と、前記接着材塗布工程後の前記回路基板に前記接着材を介して新たな配線基板を圧着する圧着工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リペアのための再接合部分の電気的短絡などの不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における配線基板の回路基板への接合状態およびリペアのための剥離を示す説明図。
【図２】本発明の一実施の形態におけるリペアのための配線基板の接合方法を示す工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態におけるリペアのための配線基板の接合方法を示す工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態におけるリペアのための配線基板の接合状態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、本実施の形態における配線基板の回路基板への接合状態を説明する。図１（ａ）は、本実施の形態においてリペアの対象となる配線基板が回路基板に接合された状態を示している。図１（ａ）において回路基板１はガラスエポキシ樹脂など所望の剛性を有する材料よりなるリジッド基板であり、配線基板３はポリイミド樹脂などを薄板状に成形したフレキシブル基板である。
【００１２】
回路基板１の上面１ａにおいて配線基板３との導通部位には、銅箔などの導電材料より成る複数の回路電極２が形成されており、配線基板３の下面３ａには回路基板１における回路電極２の配列に対応した配線電極４が形成されている。配線基板３は、回路基板１の上面１ａと配線基板３の下面３ａとの間に接着材５を介在させて、配線基板３を回路基板１に対して加熱・押圧する熱圧着によって回路基板１に接合されている。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、接着材５は半田粒子７をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂６に含有した組成となっている。配線基板３を回路基板１に接合した状態では、回路電極２の上面２ａと配線電極４の下面４ａとの間に存在する半田粒子７が熱圧着時の加熱と圧力により延展されて上面２ａと下面４ａとを半田接合する半田接合部７＊が形成される。これにより回路電極２と配線電極４とが導通する。これとともに、接着材５中の熱硬化性樹脂６が熱硬化して配線基板３の下面３ａと回路基板１の上面１ａとを接着し、これにより配線基板３は回路基板１に接合される。
【００１４】
このように、半田粒子７を熱硬化性樹脂６に含有させた接着材５を介して配線基板３が回路基板１に接合された接合部を含む電子機器類において、特性検査などで配線基板３を含む部分に不良が発見された場合には、配線基板３を回路基板１から引きはがして新たな配線基板３を回路基板１に接合するリペア作業が実行される。
【００１５】
このリペア作業においては、リペア作業用のツールなどを用いて配線基板３を加熱することにより、図１（ｂ）に示す半田接合部７＊を溶融させて上面２ａと下面４ａとの半田接合部を分離させる。そして図１（ｃ）に示すように、配線基板３に上方への外力を作用させて、配線基板３を回路基板１から引きはがす（矢印ａ）。これにより、リペア作業の対象となる回路基板１の上面１ａには、上面１ａと配線基板３の下面３ａとを接着していた接着材５から配線基板３が分離した既存接着材５＊が残留した状態となる。そしてこの状態において、隣接する既存接着材５＊の間には配線基板３の配線電極４が離脱することにより生じた凹部８が存在している。
【００１６】
次に図１（ｃ）に示す回路基板１に新たな配線基板３を接合する配線基板の接合方法について、図２、図３を参照して説明する。図２（ａ）に示す回路基板１は、配線基板３が引きはがされた状態であり、回路基板１において回路電極２の周囲には、接着材５が熱硬化した状態で残存する既存接着材５＊が存在している。本実施の形態においては、新たな配線基板３を接合するリペア作業に際して、既存接着材５＊の表面５ａを、図２（ｃ）に示す所定除去厚みΔｔだけ部分的に除去するようにしている（樹脂除去工程）。
【００１７】
この樹脂除去は、例えばバフ研磨によって行われる。すなわち図２（ｂ）に示すように、高速回転する研磨材１１を備えた研磨ツール１０を用い、回転状態の研磨材１１を表面５ａに押し付けながら、回路基板１の上方で研磨ツール１０を往復移動させる（矢印ｃ）。なお研磨材１１としては、例えば羊毛（ウール）を不織布状に成形したものを用いることができる。この研磨作業は、接着材５の表面５ａが予め設定された所定除去厚みΔｔだけ除去されて、研磨後の既存接着材５＊の除去面５ｂが所定の研磨高さＨＧとなるまで継続される。ここで所定除去厚みΔｔは、接着材５に含有される半田粒子７の粒径Ｄ（図４（ｃ）参照）の１／４以上に設定される。
【００１８】
図２（ｃ）は、樹脂除去工程後における回路電極２および既存接着材５＊の高さ関係を示している。樹脂除去前の既存接着材５＊の表面５ａを所定除去厚みΔｔだけ除去することにより、既存接着材５＊の除去面５ｂは高さ位置Ｈ５となる。ここで、高さ位置Ｈ５は回路電極２の上面２ａの高さ位置Ｈ２よりも高い位置に設定されている。すなわち、樹脂除去工程においては、既存接着材５＊の表面５ａを回路基板１に形成された回路電極２の上面２ａよりも高い高さ位置Ｈ５まで除去するようにしている。これにより、樹脂除去後においても、隣接する既存接着材５＊の間に凹部８が存在した状態が維持される。
【００１９】
このようにして樹脂除去工程が実行された後の回路基板１には、配線基板３を再接合するための接着材５Ａが新たに塗布される（接着材塗布工程）。すなわち図３（ａ）に示すように、回路基板１には、既存接着材５＊や回路電極２を覆って、接着材５と同様組成の、すなわち半田粒子７を熱硬化性樹脂６に含有させた接着材５Ａが塗布される。
【００２０】
次いで接着剤塗布工程後の回路基板１に、接着材５Ａを介して新たな配線基板３を圧着する（圧着工程）。この圧着工程では、まず図３（ｂ）に示すように、配線基板３を保持した圧着ツール１２を回路基板１の上方に位置させる。このとき配線基板３の配線電極４を、回路基板１において隣接する既存接着材５＊の間に存在する凹部８に位置合わせする。
【００２１】
次いで図３（ｃ）に示すように、配線基板３を保持した圧着ツール１２を回路基板１に対して下降させる（矢印ｄ）。このとき、上面が部分的に除去された既存接着材５＊と配線基板３の下面３ａとの間に形成される空隙部Ｃには接着材５Ａが収容される。これとともに、回路電極２の上面２ａと配線電極４の下面４ａ（図１（ｂ）参照）との間には接着材５Ａが介在する。そしてこの状態で、圧着ツール１２によって配線基板３を回路基板１に対して押圧しながら（矢印ｅ）、配線基板３を加熱する。
【００２２】
この加熱・押圧により、空隙部Ｃ内の接着材５Ａが熱硬化し、配線基板３は既存接着材５＊と接着される。これとともに、図１（ｂ）に示す状態と同様に、上面２ａと下面４ａとを半田接合する半田接合部７＊が形成され、回路電極２と配線電極４とが導通する。これにより、図３（ｄ）に示すように、既存接着材５＊と空隙部Ｃ内において熱硬化した接着材５Ａとが一体化した樹脂部５０によって回路基板１と配線基板３とが接着される。これとともに回路電極２と配線電極４とが導通して、回路基板１への新たな配線基板３の再接合が完了する。
【００２３】
この再接合のための圧着工程においては、前述のように回路基板１において隣接する既存接着材５＊の間には凹部８が存在していることから、新たに接合される配線基板３の配線電極４は下降の過程において凹部８に嵌合する。これにより、配線基板３の配線電極４は回路基板１の回路電極２に正しく位置合わせされ、配線基板３の位置ずれによる接合不良を防止することができる。なお、上述の再接合では配線基板３を圧着ツール１２で保持して圧着するとしているが、圧着ツール１２とは別のツールもしくは手作業で配線基板３を回路基板１に重ねて配線電極４を凹部８に嵌合させ、その後、圧着ツール１２で配線基板３を圧着するようにしてもよい。
【００２４】
次に、本実施の形態に示す配線基板の接合方法において、既存接着材５＊の表面５ａを所定除去厚みΔｔだけ除去することの技術的意義を、図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、本実施の形態においては既存接着材５＊の除去面５ｂと配線基板３の下面３ａとの間には所定除去厚みΔｔに相当する空隙部Ｃが形成されている。この空隙部Ｃに収容された接着材５Ａは、図３（ｃ）に示す圧着工程において下面３ａと除去面５ｂとによって挟み込まれる。このとき下面３ａと除去面５ｂとの間の空隙部Ｃの大きさを適切に設定することにより、接着材５Ａに含有される半田粒子７が空隙部Ｃ内で押しつぶされて横方向に延展されることによる不具合を防止することができる。
【００２５】
図４（ｂ）は、このような不具合の例を示している。すなわちこの例では、既存接着材５＊の表面５ａを除去すること無く、接着材５Ａを塗布して配線基板３を再接合している。この場合には、圧着工程において接着材５Ａ中の半田粒子７は薄く押しつぶされて、横方向に広い範囲に拡がりながら延展される。このため、延展された半田粒子７が相互に連結された状態になる確率が高くなり、これらの延展された半田粒子７によって隣接する配線電極４が電気的に導通して短絡を生じる不具合の発生率が増大する。
【００２６】
このような不具合を防止する観点からは、既存接着材５＊の表面５ａを除去する所定除去厚みΔｔを十分に大きく設定することが望ましい。しかしながら所定除去厚みΔｔを過大に設定すると、樹脂除去工程における手間が増大して作業効率が低下するのみならず、新たな配線基板３を再接合するための接着材５Ａの所要量が増大して作業コストの増大を招く。このため、上述の短絡などの不具合を防止しつつ、作業効率の向上、作業コストの低減を図るために適正な所定除去厚みΔｔを設定することが求められる。
【００２７】
本実施の形態に示す配線基板の接合方法においては、前述のように、このような適正な所定除去厚みΔｔを、接着材５に含有される半田粒子７の粒径Ｄの１／４以上に設定するようにしている。このような所定除去厚みΔｔは、図４（ｃ）に示す標準的な回路パターンを有する回路基板１、配線基板３を対象とする場合に適用可能なように設定されている。すなわち、標準的な回路パターンでは電極間ピッチＰは１００μ程度である場合が多く、またこのような回路パターンを有する配線基板の接合には、接着材５に含有される半田粒子７として粒径が１０μ程度のものが多く用いられる。
【００２８】
そしてこのような電極間ピッチＰ、半田粒子７の粒径Ｄを前提とした場合には、所定除去厚みΔｔを粒径Ｄの１／４以上に設定することにより、上述の不具合を有効に防止することができる。すなわち、配線基板３の下面３ａと既存接着材５＊の除去面５ｂとの間に挟み込まれた半田粒子７が延展されて横方向に連結されて、隣接する配線電極４の間で連続して繋がる状態の発生を抑制することが、幾何学的なシミュレーション演算により、また実際の試行例による実証結果として確認されている。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示す配線基板の接合方法においては、半田粒子７を熱硬化性樹脂６に含有させた接着材５を介して回路基板１に接合された配線基板３を回路基板１から引きはがして新たな配線基板３を回路基板１に接合するリペアに際し、配線基板３が引きはがされた回路基板１において熱硬化性樹脂６が硬化した状態で残存する既存接着材５＊の表面５ａを所定除去厚みΔｔだけ部分的に除去して再接合時に既存接着材５＊と配線基板３との間に空隙部Ｃが形成されるようにし、樹脂除去後の回路基板１に接着材５Ａを新たに塗布し、接着材塗布後の回路基板１に接着材５Ａを介して新たな配線基板３を圧着する際に、新たに塗布された接着材５Ａを空隙部Ｃに収容した状態で押圧するようにしている。
【００３０】
これにより、再接合のための圧着時に押し潰されて平面状に延展された半田粒子７が、配線基板３の隣接する配線電極４の間で相互に接触する状態となることを防止して、リペアのための再接合部分の電気的短絡などの不良を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の配線基板の接合方法は、リペアのための再接合部分の電気的短絡などの不良を防止することができるという効果を有し、不良検出後に行われるリペア作業の分野において有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１  回路基板
２  回路電極
３  配線基板
４  配線電極
５、５Ａ  接着材
５＊  既存接着材
６  熱硬化性樹脂
７  半田粒子
Δｔ  所定除去厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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