(57)【要約】      （修正有）【課題】熱圧着工法による安定した接合を可能とする。【解決手段】第１の接続部を有した第１の基板１００、第２の接続部を有した第２の基板２００を用意する。台座１０に第１の基板１００を配置し、第１の接続部上に接続部材３００と塗布する。第２の接続部が第１の接続部に対向するように第２の基板２００を配置し、第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の全てを覆いうる凹部を有した圧着治具２０を圧接する。この圧着治具２０を加熱して第１の基板１００と第２の基板２００とを接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板を用意し、
前記第１の接続部上に接続部材を配置し、
前記接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を配置し、
前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有した圧着治具を圧接し、
前記圧着治具を加熱して前記第１の基板と前記第２とを接続する
ことを特徴とする基板接続方法。
【請求項２】
第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板を用意し、
前記第１の接続部上に接続部材を配置し、
前記接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を圧接し、
前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有し、予め加熱された圧着治具を配置して前記第１の基板と前記第２とを接続することを特徴とする基板接続方法。
【請求項３】
前記圧着治具は、外面から凹部内面に貫通する複数の吸着穴を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板接続方法。
【請求項４】
前記第２の基板はフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板接続方法。
【請求項５】
第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板とを接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を配置して接続する熱圧着装置であって、
接続対象の基板を配置するための台座と、
前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上から圧接および加熱する圧着治具であって、前記第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有した圧着治具と、
前記圧着治具の圧接及び加熱を制御するコントローラと
を具備したことを特徴とする熱圧着装置。
【請求項６】
第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板とが接続部材を介して互いの接続部が接続された接合基板を用意し、
前記接合基板において前記第２の基板を前記第１の基板より上にした状態で配置し、
前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有し、かつ前記凹部の底面に複数の貫通した吸着穴を有した圧着治具を圧接し、
前記圧着治具を加熱し、前記吸着穴を真空状態にして前記第２の基板を吸着し、
前記圧着治具を鉛直縦方向を軸にして回転トルクを与えつつ前記第２の基板を第１の基板から引き離す方向に移動して前記第１の基板と前記第２との接続を解除する
ことを特徴とする基板接続の解除方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板接続法に係り、特に熱圧着装置の熱圧着治具の形状に特徴を持たせた基板接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板間接合方法の１つに熱圧着工法がある。熱圧着工法とは、圧着治具を瞬時に温め、その熱で被溶接物を溶かして接合する方法である。外部（セラミックヒーターチップ）から熱を与えて接合するので、基本原理は半田付けに近い技術である。主に樹脂類の接合、フラットケーブル類の半田付け、金属類のろう付け等に適している。
【０００３】
従来熱圧着工法は、圧着治具を高温に暖めるため、これに起因する不具合が生じている。例えば、特許文献１には剛性基板に可撓性基板を圧着する際の可撓性基板の膨張に起因する端子同士の位置ずれを防止することのできる基板の接続方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−９６０４７号公報（第１２頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄａｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）やＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）等の基板間接合方法、および熱可塑性樹脂を用いた基板間接合工法では、例えば３ＭＰａ〜１０ＭＰａの圧力を接合部に印加する。その際、治具表面温度は約３００〜３５０℃まで達する。この為、熱圧着時にＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のベースフィルムや接着剤層が膨張し、場合により基板端近傍の電極間で接合不良が起こる可能性がある。
【０００５】
また熱圧着装置で用いられる熱圧着治具は、その表面が外気に触れるている為、熱圧着治具の外周部分の温度が著しく低くなる傾向がある。その結果、熱圧着後にツール端部近傍の電極について樹脂の硬化反応にバラツキが生じる可能性があり、接合部の初期接合さえ取れないケースや接合は取れたものの長期接合信頼性に影響する可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題を解決する為になされたものであり、熱圧着治具の外形を凹状にすることで熱膨張を規整し、熱圧着工法による安定した接合が可能な熱圧着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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る基板接続方法は、第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板を用意し、前記第１の接続部上に接続部材を配置し、前記接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を配置し、前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有した圧着治具を圧接し、前記圧着治具を加熱して前記第１の基板と前記第２とを接続することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る他の基板接続方法は、第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板を用意し、前記第１の接続部上に接続部材を配置し、前記接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を圧接し、前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有し、予め加熱された圧着治具を配置して前記第１の基板と前記第２とを接続することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る熱圧着装置は、第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板とを接続部材を介して前記第１の基板の第１の接続部に対向するように前記第２の基板の第２の接続部を配置して接続する熱圧着装置であって、接続対象の基板を配置するための台座と、前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上から圧接および加熱する圧着治具であって、前記第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有した圧着治具と、前記圧着治具の圧接及び加熱を制御するコントローラとを具備したことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る基板接続の解除方法は、第１の接続部を有した第１の基板、及び第２の接続部を有した第２の基板とが接続部材を介して互いの接続部が接続された接合基板を用意し、前記接合基板において前記第２の基板を前記第１の基板より上にした状態で配置し、前記第２の基板の第２の接続部の鉛直上からこの第２の接続部の領域の全てを覆いうる凹部を有し、かつ前記凹部の底面に複数の貫通した吸着穴を有した圧着治具を圧接し、前記圧着治具を加熱し、前記吸着穴を真空状態にして前記第２の基板を吸着し、前記圧着治具を鉛直縦方向を軸にして回転トルクを与えつつ前記第２の基板を第１の基板から引き離す方向に移動して前記第１の基板と前記第２との接続を解除することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
熱圧着工法による安定した接合が可能な熱圧着方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る熱圧着装置を示した図である。図１に示すように、本発明に係る熱圧着装置１は、台座１０と、圧着治具２０と、コントローラ３０とを主たる構成要素とする。
【００１３】
台座１０は、例えば接続対象である２つの基板（後述する第１の基板１００、第２の基板２００）を載せる台としての役目を担う。
【００１４】
圧着治具２０は、上記２つの基板を接続するための治具である。圧着治具２０は、後述するように第２の基板２００上の第２の接続部２０４を覆うように載せ、圧着治具２０２を加圧・加熱することで、第１の基板１００と第２の基板２００とを接続部材３００を介して接続する。尚、圧着治具２０はコントローラ３０に制御されるためにコントローラ３０と接続されている。
【００１５】
圧着治具２０は凹形状を有する。ここで凹の深さは、第１の基板１００との干渉を防止する深さとする。従って、後述する配線１０２と接続部材３００と第２の基板２００との総和より浅いものとする。また、凹形状は四方全てが側面で覆われていてもかまわないが、第１の基板１００と第２の基板２００との接続の状況を考慮すると、対向する１組の側面が存在するのみが好ましい（図１，図５（ｄ），図６参照）。また、凹形状内の底面に当たる部分の領域は、接続部２０４を覆う面積が好ましい。
【００１６】
コントローラ３０は、圧着治具２０の加圧や加熱を調整する制御部である。コントローラ３０は、加圧や加熱のプロファイル等を表示する表示部３１と、圧着治具２０の位置、加圧、加熱を操作するための操作部３２を有している。
【００１７】
次に本発明の実施の形態に係る基板接続方法を説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る基板接続方法を示したフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態に係る基板接続方法を実施した場合の各ステップを示した図である。
【００１８】
まず、本実施の形態に係る基板接続を行うために接続の対象となる基板（第１の基板１００及び第２の基板２００）を用意する（ステップＳ１０）。
【００１９】
図３は第１の基板１００を示した図である。図３（ａ）は、第１の基板１００を天面から見た図であり、図３（ｂ）は、Ａ−Ａ断面を示した図である。図３に示すように第１の基板１００は、絶縁材である基材１０１の上に導電材である配線１０２が積層され、その上に被覆材１０３が積層されている。また、第１の基板１００は、基板間接続を行うために配線１０２の一部が露出する第１の接続部１０４の領域が設けられている。尚、配線１０２がない部分は基材１０１の上に直接被覆材１０３が積層されている。
【００２０】
図４は第２の基板２００を示した図である。図４（ａ）は、第２の基板２００を天面から見た図であり、図４（ｂ）は、Ｂ−Ｂ断面を示した図である。図４に示すように第２の基板２００は、絶縁材である基材２０１の上に導電材である配線２０２が積層され、その上に被覆材２０３が積層されている。また、第２の基板２００は、基板間接続を行うために配線２０２の一部が露出する第２の接続部２０４の領域が設けられている。尚、配線２０２がない部分は基材２０１の上に直接被覆材２０３が積層されている。第２の基板２００は、例えばＦＰＣである。
【００２１】
ステップＳ１０で示した基板を用意した後、次に図５（ａ）に示すように第１の基板１００を台座１０に設置する（ステップＳ２０）。
【００２２】
次に、図５（ｂ）に示すように第１の基板１００の第１の接続部１０４上に接続部材３００を配置する（ステップＳ３０）。ここで接続部材３００は、例えばＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＰ（Ｎｏｎ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）、ＮＣＦ（Ｎｏｎ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）等である。
【００２３】
次に、図５（ｃ）に示すように第１の基板１００上に第２の基板２００を配置する（ステップＳ４０）。この配置は第１の接続部１０４と第２の接続部２０４とを対向させるように配置する。
【００２４】
次に、図５（ｄ）に示すようにコントローラ３０を操作することにより第２の基板２００上から圧着治具２０を当接し加圧する（ステップＳ５０）。更にコントローラ３０を操作することにより圧着治具２０を加熱する（ステップＳ６０）。上記加圧と加熱を所定時間その状態を保持し、第１の基板１００と第２の基板２００との基板間接続を行う。尚、ステップＳ５０とステップＳ６０とを入れ替えて予め圧着治具２０を加熱しておいても良い。
【００２５】
図６は図５（ｄ）のＣ−Ｃ断面を示した図である。図６を見てわかる通り、圧着治具２０が凹形状を有しているため第２の基板２００の変形が抑えられる。即ち、第２の基板２００は、圧着治具２０が第２の基板２００と当接している間は、圧着治具２０が加熱されることによっても第２の基板２００の膨張は圧着治具２０の凹内に強制的に規整される。
【００２６】
従って、結果として第２の基板２００の熱膨張による変形が軽減される。即ち、第２の基板２００や接続部材３００が熱膨張するのを規整することが可能である。
【００２７】
また、従来の凹形状を有しない熱圧着治具を使用した場合には、熱圧着治具において外気に触れる領域部分は温度低下が起こり、第２の基板２００の板端近傍の配線部分について、圧着治具の温度のばらつきにより安定接合が得られない場合があった。しかし、本実施の形態の圧着治具２０では、凹部分からの輻射熱により基板端配線部分の温度低下を抑制することができる為、第１の基板１００と第２の基板２００との接続を確実に実施でき基板間接続信頼性も向上する。
【００２８】
次に、図５（ｅ）に示すように当接していた圧着治具２０を解除し（ステップＳ７０）、第１の基板１００と第２の基板２００との基板間接続が完了する。
【００２９】
上述した基板接続方法を実施することにより、熱圧着工法による安定した接合が可能となる。
【００３０】
（応用例）
以下に本発明の実施の形態の応用例を説明する。上述したように、圧着治具２０に凹部が設けられていることで、圧着治具２０が第２の基板２００を覆うことになる。従って、この凹部を利用して接続された基板の修復（リペア）作業の際の基板間の接続解除（引き剥がし）に応用できる。
【００３１】
図７は、本発明の実施の形態に係る熱圧着装置の応用例を示した図である。図７（ａ）は、図６に相当する断面から見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）中の圧着治具２０のＤ−Ｄ断面を示した図である。図７において、図１の熱圧着装置と同一部分は同一記号で示し、その説明を省略する。また、図７では、コントローラを不図示としている。
【００３２】
本応用例である熱圧着装置１ａが上述した熱圧着装置１と異なる点としては、圧着治具２０が複数の吸着穴を有した圧着治具２１に変わっている。即ち、圧着治具２１は第２の基板２００を真空吸着するための複数の吸着穴２１ａを有している。尚、吸着穴２１ａの大きさは、例えば配線２０２の配線幅が１００μｍのときには１／５程度の２０μｍにする等、圧着工程に影響が出ない程度の大きさが好ましい。
【００３３】
また、熱圧着装置１ａが熱圧着装置１と異なる他の点は、吸着穴２１ａの追加に伴い、コントローラ３０が真空吸着機能及び圧着治具２０を回転させる制御を行う機能を有したコントローラ３０ａ（不図示）になっている点である。
【００３４】
次に本発明の応用例である基板接続解除方法について図７〜図９を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態の応用例に係る基板接続解除方法を示したフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態の応用例に係る基板接続解除方法を実施した場合の各ステップを示した図である。
【００３５】
まず、応用例に係る基板の接続解除を行うために接続解除の対象となる基板（以下、「リペア用基板」ともいう。）を用意する（ステップＳ１１０）。ここでは、上述した接続部材３００を介して接続された第１の基板１００と第２の基板２００を例にとり説明する。
【００３６】
次にリペア用基板を台座１０に設置する（ステップＳ１２０）。そして、図９（ａ）に示すようにコントローラ３０ａを操作することによりリペア用基板の１部である第２の基板２００上から圧着治具２１を当接し加圧する（ステップＳ１３０）。
【００３７】
更にコントローラ３０ａを操作することにより圧着治具２０を加熱する（ステップＳ１４０）。加熱温度は、接続部材３００のＴｇ（ガラス転移温度）以上の温度になるよう加熱する。
【００３８】
圧着治具２１を所定時間加熱すると、接続部材３００が軟化し、第１の基板１００と第２の基板２００との基板間接続の密着性が緩和される。
【００３９】
次に、図９（ｂ）に示すように圧着治具２１を用いて吸着を行う（ステップＳ１５０）。即ち、コントローラ３０ａにより圧着治具２１の吸着を行い、吸着穴２１ａを真空状態にして第２の基板２００を吸着させる。
【００４０】
次に、図９（ｃ）に示すように圧着治具２１の加熱を解除し、引き上げる（ステップＳ１６０）。この引き上げの際、コントローラ３０ａは図９（ｃ）に示すように圧着治具２１を回転させながら引き上げる。この回転は、第１の基板１００と第２の基板２００との接合面と垂直な方向を回転軸とし時計回りあるいは反時計回りにコントローラ３０ａの制御により圧着治具２１にトルクを掛けることで行う。
【００４１】
図７（ａ）を見てわかる通り、圧着治具２１が凹形状を有しているため、吸着力だけでなく、第２の基板２００を凹形状が覆うことによる回転トルクにより軟化された接続部材３００部分は凝集破壊され、容易に接続部材３００の接続を解除できることとなる。
【００４２】
また、圧着治具２１に設けられた吸着穴２１ａによりリペア対象である第２の基板２００は圧着治具２１とともに引き上げられ、コントローラ３０ａの操作により自動的に第２の基板２００の廃棄も可能となる
次に、図９（ｄ）に示すように第１の基板１００上の第１の接続部１０４領域に残存していた接続部材３００を取り除く（ステップＳ１７０）。この接続部材３００の除去は、例えば、アセトン・ＩＰＡ等の適切な溶剤を用いて接着剤残渣および配線表面をクリーニングする。この接続部材３００の除去により第１の基板１００は再利用可能となる。
【００４３】
以上のステップを経ることで第１の基板１００と第２の基板２００との間の接続を解除することができる。特に圧着治具２１は、接続解除であるリペアとしての機能の他に圧着治具としての機能も有するため、圧着作業とリペア作業とを双方実現する場合に、作業効率よく実施できる他、熱圧着装置１ａ全体を廉価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱圧着装置を示した図。
【図２】本発明の実施の形態に係る基板接続方法を示したフローチャート。
【図３】第１の基板１００を示した図。
【図４】第２の基板２００を示した図。
【図５】本発明の実施の形態に係る基板接続方法を実施した場合の各ステップを示した図。
【図６】図５（ｄ）のＣ−Ｃ断面を示した図。
【図７】本発明の実施の形態に係る熱圧着装置の応用例を示した図。
【図８】本発明の実施の形態の応用例に係る基板接続解除方法を示したフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態の応用例に係る基板接続解除方法を実施した場合の各ステップを示した図。
【符号の説明】
【００４５】
１，１ａ  熱圧着装置
１０  台座
２０，２１  圧着治具
２１ａ  吸着穴
３０，３０ａ  コントローラ
３１  表示部
３２  操作部
３００  接続部材
１００  第１の基板
１０１  基材
１０２  配線
１０３  被覆材
１０４  第１の接続部
２００  第２の基板
２０１  基材
２０２  配線
２０３  被覆材
２０４  第２の接続部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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