(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル配線基板の表面を押圧する加圧装置の押圧片であって、
前記押圧片は前記押圧の方向に沿った一対の面の間に貫通して形成された複数の貫通孔を備え、
前記複数の貫通孔は前記一対の面に、前記押圧の方向に対して直交する第１の方向に沿って並設されるとともに、前記一対の面の前記第１の方向の幅の中央部よりも前記幅の前記第１の方向に沿った両端部の方が高密度に形成され、
前記複数の貫通孔の少なくとも一部は、前記押圧に伴って前記押圧片に加えられる応力に応じて変形可能とされていることを特徴とする加圧装置の押圧片。
【請求項２】
前記複数の貫通孔は前記一対の面の間に、それぞれの径が徐々に小さくなる鼓状の傾斜孔として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項３】
前記複数の貫通孔は前記一対の面に、千鳥格子配置で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項４】
前記押圧片は前記フレキシブル配線基板の前記表面を押圧する押圧面を備え、
前記複数の貫通孔は前記一対の面に、前記押圧の方向に沿った高さの中央部よりも前記押圧面側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかの請求項に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項５】
前記複数の貫通孔は前記一対の面に、前記幅の前記中央部よりも前記幅の前記両端部の方が大径に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかの請求項に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項６】
前記押圧片は弾性を備えた金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかの請求項に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項７】
前記複数の貫通孔の開口直径は５００μｍ以上１０００μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置の押圧片。
【請求項８】
前記鼓状の傾斜孔の傾斜角度は１．５°以上３．５°以下の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の加圧装置の押圧片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の圧着工程等に好適な精密実装用加圧装置に用いられる押圧片に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液晶表示パネルの各電極から引き出した電極配線の接続端子には、駆動信号入力用のフレキシブル配線基板が異方性導電接着材等の導通部材を介して導通接合されている。異方性導電接着材はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料中に導電性粒子を分散混合させてなり、導通接合工程においては、液晶表示パネル側の接続端子とこれに対応するフレキシブル配線基板側の接続端子同士を異方性導電接着材を挟み正確に位置合わせして重畳した後、通常はフレキシブル配線基板側から加熱しつつ加圧する。
【０００３】
近年の高精細液晶表示パネルでは、電極配線の接続端子の配設ピッチが高度にファインピッチ化されており、これらファインピッチ配設された接続端子にフレキシブル配線基板側の対応する接続端子を正確且つ確実に導通接合するには、上述した熱圧着接合の際に、熱圧着装置における押圧ヘッドの押圧面全体をワークとしてのフレキシブル配線基板表面に密接させる必要がある。
【０００４】
すなわち、液晶表示パネルの接続端子部が載置される基台表面に対して押圧ヘッドの押圧面を許容誤差が数μｍ程度の高精度で平行に保持した状態で、押圧ヘッドを昇降させる必要がある。この為、従来は、押圧ヘッドにヘッド押圧面の基台表面に対する平行度を調整するための調整機構が設けられていた。
【０００５】
平行度調整機構を備えた加圧装置としては、押圧ヘッドを支持する支持体に、特許文献１に示されるような楔構造や或いはスライドブロック構造からなるネジ調節方式の調整機構を設けたものが知られている。
【特許文献１】特開平９−１６１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、上述したネジ調節方式の調整機構は、構造が大掛かりとなり、その結果、加圧装置全体が大型化する。また、ネジ調節方式であるため、マイクロメータやダイアルゲージ等の計測器を観察しながらの作業となり、作業工数が増加する。
【０００７】
本発明の目的は、フレキシブル配線基板表面に対して押圧面を煩雑な調整作業を必要とせず自動的に隙間無く当接させることができ、作業工数の低減に寄与するとともに構造が簡素化された加圧装置の押圧片を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加圧装置の押圧片は、フレキシブル配線基板の表面を押圧する加圧装置の押圧片であって、前記押圧片は前記押圧の方向に沿った一対の面の間に貫通して形成された複数の貫通孔を備え、前記複数の貫通孔は前記一対の面に、前記押圧の方向に対して直交する第１の方向に沿って並設されるとともに、前記一対の面の前記第１の方向の幅の中央部よりも前記幅の前記第１の方向に沿った両端部の方が高密度に形成され、前記複数の貫通孔の少なくとも一部は、前記押圧に伴って前記押圧片に加えられる応力に応じて変形可能とされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フレキシブル配線基板表面に対して押圧面を煩雑な調整作業を必要とせず自動的に隙間無く当接させることができ、作業工数の低減に寄与するとともに構造が簡素化された加圧装置の押圧片を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態としての熱圧着装置における押圧ヘッドを示す斜視図で、図２（ａ）、（ｂ）は前記熱圧着装置による液晶表示パネルとフレキシブル配線基板の熱圧着工程を示す側面図と平面図、図３（ａ）は前記熱圧着装置に装着されるヒータチップの構成を一部を省略して示す正面図で、図３（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。
【００１４】
図１において、図示しない昇降機構により白抜き矢印１Ａの方向へ昇降移動される押圧ヘッド１の先細に形成された降下方向先端部には、押圧片としてのヒータチップ２が装着されている。また、押圧ヘッド１の昇降方向における略中央部には、棒状ヒータ３がヘッド長手方向に延在させて埋設されている。
【００１５】
本実施形態におけるヒータチップ２は、ステンレス等の弾性を備えた金属材料からなり、断面が長方形の細長片に形成され、押圧ヘッド１の降下側先端部に着脱自在に装着されている。このヒータチップ２の長さＬ、高さＨ、厚さＴの各寸法は、加圧対象ワークに応じて最適に設定される。本実施形態の熱圧着装置は、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、基台４に載置された液晶表示パネル５の電極端子５１に、異方性導電接着材６を介して、フレキシブル配線基板７の対応する接続端子７１を熱圧着するための装置であり、フレキシブル配線基板７に圧接させるヒータチップ押圧面２１の長さＬと幅（チップ厚さ）Ｔは、導通接続すべき接続端子７１、５１の各配列部を充分にカバーできる寸法に設定されている。
【００１６】
因みに、本実施形態のヒータチップ２における各寸法は、長さＬが２０〜４０ｍｍ、厚さＴが１〜４ｍｍ、高さＨが３〜５ｍｍ、の各範囲内で導通接続すべき接続端子の配列部の大きさに応じてそれぞれ最適に設定される。
【００１７】
上記ヒータチップ２には、複数の貫通孔２２がチップの厚さ方向に貫通させて穿設されている。これら貫通孔２２は、図３（ａ）に示されるように、ヒータチップ２における高さ方向２Ｈの中央部よりも押圧面２１側に若近接した位置に、３列の千鳥格子配置でチップの長さ方向２Ｌに沿って平行に等間隔で配設されている。
【００１８】
ここで、各貫通孔２２は、図３（ｂ）の断面図に示されるように開口する両主面２３、２４からチップの厚さ方向２Ｔの中央部（奥部）に向かって徐々に直径が小さくなる鼓状の傾斜孔に形成されている。この場合の傾斜する側面の傾斜角度θは１．５〜３．５°程度が好ましい。
【００１９】
各貫通孔２２の開口直径φは、５００〜１０００μｍの範囲内で、ヒータチップ２の上述した外形サイズに応じて最適に設定される。
【００２０】
次に、上述のように構成されたヒータチップ２を備える本実施形態の熱圧着装置による液晶表示パネルとフレキシブル配線基板の導通接合動作について、図４（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
【００２１】
図４（ａ）に示されるように、押圧ヘッド１の降下とともに、ヒータチップ２の押圧面２１が押圧対象物であるフレキシブル配線基板７の表面７１に対し長さ方向２Ｌにおいて角度αだけ傾いて当接する場合、この状態で押圧ヘッド１が所定のストローク長だけ降下すると、図４（ｂ）に示されるように、先に当接する端面２５側の貫通孔２２の周囲の部材がヘッド昇降方向に圧縮され、貫通孔２２の形状が真円から楕円に変形する。この各貫通孔２２の圧縮変形度合いは、ヒータチップ２の長さ方向２Ｌにおける反対側端面２６に近い貫通孔２２になるに従い徐々に小さくなっている。
【００２２】
これにより、ヒータチップ２の長さ方向２Ｌにおけるワーク表面に対する平行度がずれているにも拘わらず、ヒータチップ２の押圧面２１のワークに対応する略全面をワークであるフレキシブル配線基板３の表面に圧接させることができ、その結果、熱圧着対象の全ての対応する接続端子同士が確実に導通接続される。
【００２３】
すなわち、貫通孔が設けられていない従来のヒータチップによる場合は、ワーク表面に対する平行度がずれたまま当接すると、ヒータチップがほとんど変形しないため、押圧ヘッドを所定ストローク降下させると、ワーク側のフレキシブル配線基板におけるヒータチップ押圧面の一方の端部が先に当接していた部分が過度に加圧されて変形してしまい、且つ、反対側端部はチップ押圧面が当接しないか或いは当接していても接触しているだけでほとんど加圧されていない状態となる。その結果、フレキシブル配線基板の過度に加圧された部分が損傷したり、ヒータチップ押圧面が浮いた状態の部分は対応する接続端子同士が確実に導通接続されていない導通不良状態となる、不具合が発生する。
【００２４】
これに対して、本発明に係わる貫通孔２２が設けられたヒータチップ２による場合は押圧ヘッド１の降下とともに、ヒータチップ２のフレキシブル配線基板７の表面に先に当接する端部が最も大きいフレキシブル配線基板７からの反力を受けてその端部の貫通孔２２の周囲の部材が最も大きく圧縮変形され、反対側端部に近い貫通孔２２の周囲の部材になるほどフレキシブル配線基板からの反力が小さくなって圧縮変形の度合いが小さくなることにより、押圧面２１のフレキシブル配線基板７の表面７１に対する傾斜（平行度のずれ）が自動的に修正され、ヒータチップ２の押圧面２１のワークに対応する略全面がフレキシブル配線基板３の表面に圧接する。この圧接状態におけるヒータチップ押圧面２１のフレキシブル配線基板３に対する弾発力つまり圧接強度は、先に当接した端部が最も大きく反対側端部に近づくほど小さくなるが、当接するフレキシブル配線基板７を損傷せず且つ熱圧着すべき全ての接続端子同士を充分に導通接触させることができる範囲内の圧接強度は確保されている。
【００２５】
また、図５（ａ）に示されるように、ヒータチップ２の厚さ方向２Ｔにおけるフレキシブル配線基板７表面に対する平行度がずれた場合は、押圧面２１のうちの押圧ヘッド１の降下により先に当接する主面２３側端部に対するフレキシブル配線基板７からの反力が最も大きく、厚さＴの中心部から反対側端部に向かうに従い受ける反力が小さくなる。しかし、各貫通孔２２は中央部が最も小径となる鼓状の傾斜孔に形成されているため、中央部の貫通孔２２の周囲の部材が最も圧縮変形に対する抵抗（弾性）が大きい。このため、図５（ｂ）に示されるように、押圧ヘッドの所定のストローク長の降下が終了した時点では、各貫通孔２２における先に当接する前記主面２３側の開口部が最も大きく圧縮変形され、中央部に向かうに従い受ける反力が徐々に小さくなるのに応じて徐々に圧縮変形の度合いが小さくなるが、最も圧縮変形に対する抵抗が大きい中央部においては殆ど圧縮変形しないためにフレキシブル配線基板７側がその分だけ凹み、この中央部から反対側開口部に向けては、さらに徐々に小さくなる反力に応じて圧縮変形の度合いも徐々に小さくなる。
【００２６】
このように、貫通孔２２を鼓状の傾斜孔に形成することにより、ヒータチップ２の厚さ方向２Ｔにおける外力により圧縮される度合いが両主面２３、２４側の開口部から中央部（奥部）に向けて徐々に小さくなる。つまり、ヒータチップの厚さ方向２Ｔにおける弾性率が両開口部から奥に向かって徐々に大きくなっている。その結果、ヒータチップ２の長さ方向における平行度のずれよりも全長が短いために修正し難い厚さ方向２Ｔにおける平行度のずれに対しても、各貫通孔２２がより柔軟に対応して圧縮変形し、図２（ｂ）に示されるように、ヒータチップ２の押圧面２１の略全面を対応するフレキシブル配線基板７の表面に必要且つ充分な圧力で確実に当接させることができる。
【００２７】
以上のように、本実施形態の熱圧着装置によれば、ワーク表面（フレキシブル配線基板７の表面）に圧接させるヒータチップ２に、その厚さ方向２Ｔに延びる複数の貫通孔２２を長さ方向２Ｌに沿って均等に穿設したから、ヒータチップ２の長さ方向２Ｌにおけるワーク表面に対する平行度のずれが、ずれに応じた度合いで対応する貫通孔２２が圧縮変形されることにより自動的に修正される。
【００２８】
また、それら貫通孔２２を鼓形状の傾斜孔に形成したから、ヒータチップ２の全長が短い厚さ方向２Ｔにおける平行度のずれに対しても、各貫通孔２２が個々にその延在方向において圧縮変形される度合いを変化させることにより柔軟に対応でき、ずれが自動的に修正される。
【００２９】
したがって、ヒータチップ２が長さ方向２Ｌ及び厚さ方向２Ｔの双方でワーク表面に対してずれていても、各貫通孔２２がそれぞれの方向のずれに対応して圧縮変形されることによりそれら双方向のずれが自動的に修正され、押圧面２１を平行度のずれの発生具合に拘わらず導通接触させるために必要で且つワークを損傷しない程度に十分な大きさの圧力でつねに確実にワーク表面に圧接させることができる。
【００３０】
その結果、高精細液晶表示パネルにおける配線基板の導通接続プロセスのような精密実装作業であってもより少ない工数で常に的確に実施できる簡単な構造の熱圧着装置が得られる。
【００３１】
次に、本発明の他の実施形態について、図６（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
図６（ａ）に示したヒータチップ８は、同一の複数の貫通孔８１の配設密度を変化させたものである。すなわち、上記実施形態と同様の鼓状の複数の傾斜貫通孔８１を、ヒータチップ８の長さ方向８Ｌに対し、その両端部で最も密に配設し、中央部に向かうに従い徐々に疎に配設したものである。
【００３２】
また、図６（ｂ）に示したヒータチップ９は、穿設する複数の貫通孔９１の直径を、ヒータチップ９の長さ方向９Ｌに対して、その両端部で最も大きく設定し、中央部に向かうに従い徐々に小径化したものである。
【００３３】
上述のように構成されたヒータチップ８、９によれば、共に、両端部の外力に対する圧縮変形の度合いが中央部よりも大きいから、長さ方向８Ｌ、９Ｌにおける平行度の僅かなずれに対してもより柔軟に圧縮変形し、ワーク表面との好ましい所期の全面圧接状態をより安定して得ることができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、加圧するだけの加圧装置の場合は、押圧片を形成する弾性材料として、金属以外の例えば樹脂材料等も好適に用いることができる。樹脂材料の場合は、貫通孔の穿設を押圧片の成形と同時に行うことができ、加圧装置のコスト低減が促進される。
【００３５】
また、貫通孔は、上記実施形態のような鼓状傾斜孔に限らず、押圧片の厚さが厚い場合等は直径が一定の単なる円柱形の孔に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態としての熱圧着装置における押圧ヘッドを示した斜視図である。
【図２】（ａ）は上記熱圧着装置による液晶表示パネルの熱圧着接合工程を示した説明図、（ｂ）はワークとしての前記液晶表示パネルとフレキシブル配線基板の接合状態示す平面図である。
【図３】（ａ）は上記熱圧着装置で用いるヒータチップを一部を省略して示した立面図で、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】上記熱圧着装置におけるヒータチップの平行度が長さ方向でずれた場合の動作を示す説明図で、（ａ）は圧着前の状態、（ｂ）は圧着時の状態を、それぞれ示している。
【図５】上記熱圧着装置におけるヒータチップの平行度が厚さ方向でずれた場合の動作を示す説明図で、（ａ）は圧着前の状態、（ｂ）は圧着時の状態を、それぞれ示している。
【図６】（ａ）、（ｂ）は共に、本発明の他の実施形態としてのヒータチップを示す立面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１                          押圧ヘッド
２、８、９                  ヒータチップ
２１                        押圧面
２２、８１、９１            貫通孔
３                          ヒータ
４                          基台
５                          液晶表示パネル
６                          異方性導電接着材
７                          フレキシブル配線基板
【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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