(57)【要約】【課題】配線基板ユニットの生産性を高めつつ電気的な接続信頼性を向上させる。【解決手段】本発明の配線基板ユニットの製造装置１は、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１の位置とリジッド基板２３のランド部５３の位置とを検出するフレキ位置測定カメラ１７及びリジッド位置測定カメラ１０と、位置検出された導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに接触するようにリジッド基板２３及びフレキシブル基板２７を位置決めするリジッドハンド１１及びフレキハンド９と、位置決めされたリジッド基板２３及びフレキシブル基板２７の導体バンプ５１とランド部５３との間の電気的な導通検査を行う導通検査装置１２と、端子間の電気的導通が確認されたリジッド基板２３とフレキシブル基板２７とを互いに固着する仮止め用加熱装置１９とを備える。【選択図】図１
2007281262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子間接続用の突起部が形成された第１の配線基板の端子部の位置、及びこの第１の配線基板と固着すべき第２の配線基板の端子部の位置を検出する端子位置検出手段と、
前記端子位置検出手段により位置検出された前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに接触するようにこれらの配線基板を位置決めする位置決め手段と、
前記位置決め手段により位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の端子部間の電気的導通を検査する導通検査手段と、
前記位置決め手段により位置決めされた状態で、前記導通検査手段にて前記端子部間の電気的導通が確認された第１及び第２の配線基板どうしを互いに固着する固着手段と、
を具備することを特徴とする配線基板ユニットの製造装置。
【請求項２】
前記導通検査手段により前記第１及び第２の配線基板の前記端子部間の電気的導通不良が検知された場合、前記位置決め手段によりこれらの配線基板どうしを再度位置決めさせるとともに、前記導通検査手段により、この再度位置決めされた各配線基板の端子部間の電気的導通を再検査させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニットの製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記位置決め手段により再度位置決めされるべき対象の第１及び第２の配線基板の各端子部の位置を再検出することを特徴とする請求項２記載の配線基板ユニットの製造装置。
【請求項４】
前記導通検査手段により前記第１及び第２の配線基板の前記端子部間の電気的導通不良が検知された場合、前記第１及び第２の配線基板のうちの一方の配線基板を他の第１又は第２の配線基板に変更して、前記端子位置検出手段による各端子部の位置検出と、前記位置決め手段による配線基板どうしの位置決めと、前記導通検査手段による端子部間の電気的導通検査とをそれぞれ再試行する第２の制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造装置。
【請求項５】
前記端子位置検出手段は、前記第１及び第２の配線基板上の端子部の位置を、直接的に検出、若しくは、これらの配線基板上の所定の基準位置から相対的に検出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造装置。
【請求項６】
前記固着手段は、
前記第１及び第２の配線基板の各々対向した状態で接触する各端子部の周辺を互いに固着する仮固着手段と、
前記第１及び第２の配線基板の前記各端子部どうし、及び前記仮固着手段によって固着された部位を含む前記各端子部の周辺部どうしを互いに固着する本固着手段と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造装置。
【請求項７】
端子間接続用の突起部が形成された第１の配線基板の端子部の位置、及びこの第１の配線基板と固着すべき第２の配線基板の端子部の位置を検出する端子位置検出工程と、
前記端子位置検出工程で位置検出された前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに接触するようにこれらの配線基板を位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め工程で位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の端子部間の電気的導通を検査する導通検査工程と、
前記位置決め工程により位置決めされた状態で、前記導通検査工程にて前記端子部間の電気的導通が確認された第１及び第２の配線基板どうしを互いに固着する固着工程と、
を有することを特徴とする配線基板ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記導通検査工程で前記第１及び第２の配線基板の前記端子部間の電気的導通不良が検知された場合、前記位置決め工程を再試行してこれらの配線基板どうしを再度位置決めするとともに、前記導通検査工程を再試行して、この再度位置決めされた各配線基板の端子部間の電気的導通を再検査することを特徴とする請求項７記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項９】
前記端子位置検出工程を再試行して、前記再度位置決めされるべき対象の第１及び第２の配線基板の各端子部の位置を再検出することを特徴とする請求項８記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項１０】
前記導通検査工程で前記第１及び第２の配線基板の前記端子部間の電気的導通不良が検知された場合、前記第１及び第２の配線基板のうちの一方の配線基板を他の第１又は第２の配線基板に変更して、前記端子位置検出工程での各端子部の位置検出と、前記位置決め工程での配線基板どうしの位置決めと、前記導通検査工程での端子部間の電気的導通検査とをそれぞれ再試行することを特徴とする７ないし９のいずれか１項に請求項７記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記端子位置検出工程では、前記第１及び第２の配線基板上の端子部の位置を、当該端子部の外形を直接検出、若しくはこれらの配線基板上の所定の基準位置から相対的に検出することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記固着工程は、
前記第１及び第２の配線基板の各々対向した状態で接触する各端子部の周辺を互いに固着する仮固着工程と、
前記第１及び第２の配線基板の前記各端子部どうし、及び前記仮固着手段によって固着された部位を含む前記各端子部の周辺部どうしを互いに固着する本固着工程と、
を有することを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の配線基板の少なくとも一方は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２の配線基板を含む三つ以上の配線基板を固着してユニット化することを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の配線基板ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線基板がユニット化された配線基板ユニットを製造するための配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の配線基板がユニット化された例えばフレキシブル・リジッド配線板は、主に部品実装部として機能する比較的硬質なリジッド基板に加え、フレキシブル基板で構成される折り曲げ可能な部位を有することで、折りたたみ式の携帯電話やノートＰＣなどの構成部品として広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記文献に例示されるフレキシブル・リジッド配線板は、フレキシブル基板とリジッド基板とを個別に作製した後、各基板上の電極パッドどうしを半田を介して接合することで、これらの基板が一体化されている。
【特許文献１】特開２００４−１８６３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように、個別に作製した複数の配線基板を一体化して配線基板ユニットを得る製法の自動化を考慮した場合、次のような課題がある。
すなわち、上記の自動化を図る場合、例えば電極パッドどうしが互いに対向にする位置に各基板を相対的に移動制御し、その後、各パッド間を自動で半田接合する態様などが想定される。しかしながら、各パッドどうしの位置決めが例えば不完全な場合、パッド間の導通不良の発生などが懸念され、このため電気的な接続信頼性の面で課題を残している。
【０００５】
そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットの作製に際して、電気的な接続信頼性を高めつつ生産性の向上を図ることができる配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る配線基板ユニットの製造装置は、端子間接続用の突起部が形成された第１の配線基板の端子部の位置、及びこの第１の配線基板と固着すべき第２の配線基板の端子部の位置を検出する端子位置検出手段と、前記端子位置検出手段により位置検出された前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに接触するようにこれらの配線基板を位置決めする位置決め手段と、前記位置決め手段により位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の端子部間の電気的導通を検査する導通検査手段と、前記位置決め手段により位置決めされた状態で、前記導通検査手段にて前記端子部間の電気的導通が確認された前記第１及び第２の配線基板どうしを互いに固着する固着手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、第１及び第２の配線基板上の各々位置検出された各端子部が互いに接触するように配線基板どうしを位置決めした状態で、端子部間の電気的導通検査を行い、端子部間の電気的導通が確認されてはじめて、第１及び第２の配線基板どうしを互いに固着（接合）するものである。したがって、本発明によれば、実質的に端子間接続の良品選別を行うことにより端子部間の導通不良の発生を抑えつつ、複数の配線基板を一体化する配線基板ユニットの作製の自動化などに寄与できるので、配線基板ユニットの生産性が高まり、しかも電気的な接続信頼性を向上させることができる。
【０００８】
ここで、本発明においては、端子部間の導通検査の結果、導通不良が確認された場合には、第１及び第２の配線基板どうしを例えば再度位置決めするとともに、この再度位置決めされた各配線基板の端子部間の電気的導通の再検査を行うことなどが例示される。また、配線基板どうしの再度の位置決めの前に、その位置決め対象の第１及び第２の配線基板の各端子部の位置を再検出するようにしてもよい。
【０００９】
さらに、本発明は、上述した態様に代えて、端子部間の導通検査の結果、導通不良が検知された場合に、第１及び第２の配線基板のうちの一方の配線基板を他の第１又は第２の配線基板に交換して、各端子部の位置検出と、配線基板どうしの位置決めと、端子部間の電気的導通検査とをそれぞれ再試行する態様などを適用することもできる。ここで、端子部上の例えば突起部の折れなどが懸念される場合には、第１の配線基板を交換して再検査を行うことが望ましい。
【００１０】
また、本発明において、第１及び第２の配線基板上における各端子部の位置の検出とは、各端子部の外形を直接的に検出する位置検出や、これらの配線基板上の所定の基準位置から各端子部の位置を相対的に求めた間接的な位置検出を含む。つまり例えば、後者の間接的な位置検出を採用し、配線基板のエッジ部などを基準として各端子部の位置を簡易的に検出することで、生産効率の向上を図ることが可能となる。ここで、端子部の間接的な位置検出を採用したことで、上記した端子部間の導通不良が懸念されるが、各端子部の当該位置検出、配線基板どうしの位置決め、及び端子部間の電気的導通検査を再試行することで、上記導通不良の発生を抑制することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る配線基板ユニットの製造方法は、端子間接続用の突起部が形成された第１の配線基板の端子部の位置、及びこの第１の配線基板と固着すべき第２の配線基板の端子部の位置を検出する端子位置検出工程と、前記端子位置検出工程で位置検出された前記第１及び第２の配線基板の各端子部が互いに接触するようにこれらの配線基板を位置決めする位置決め工程と、前記位置決め工程で位置決めされた前記第１及び第２の配線基板の端子部間の電気的導通を検査する導通検査工程と、前記位置決め工程により位置決めされた状態で、前記導通検査工程にて前記端子部間の電気的導通が確認された第１及び第２の配線基板どうしを互いに固着する固着工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、複数の配線基板をユニット化した配線基板ユニットの作製に際して、電気的な接続信頼性を高めつつ生産性の向上を図ることが可能な配線基板ユニットの製造装置及び配線基板ユニットの製造方法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】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る配線基板ユニット製造装置を概略的に示す図であり、図２は、この配線基板ユニット製造装置の構成を機能的に示すブロック図である。
図１に示すように、配線基板ユニット製造装置１は、リジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）及びフレキシブル基板２７を互いに組み付ける基板組付ステーション３と、この基板組付ステーション３に供給されるフレキシブル基板２７が置かれるフレキ載置ステーション５と、基板組付ステーション３に供給されるリジッド基板２３が置かれるリジッド基板供給ステーション（図示せず）とを備える。
【００１４】
また、配線基板ユニット製造装置１には、図２に示すように、位置決め手段として機能するリジッド基板ハンドリング装置（以下「リジッドハンド」と記述）１１及びフレキシブル基板ハンドリング装置（以下「フレキハンド」と記述）９と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを備え、端子位置検出手段として機能するリジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７並びに画像処理装置２０と、固着手段としての機能を有する仮止め用加熱装置１９と、導通検査装置１２と、制御手段であるシステムコントローラ１８とが設けられている。上記の画像処理装置２０は、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７により捕捉された映像を画像処理する。また、上記の仮止め用加熱装置１９を用いて行われる仮止め（仮固着）工程の後段の処理工程（本固着工程）で用いられる機器として、固着手段として機能する真空多段プレス機（図示せず）が設けられている。
【００１５】
フレキ載置ステーション５には、基板組付ステーション３側へ供給されるフレキシブル基板（フレキシブルプリント配線板）２７を載置しておくための領域である。フレキ載置ステーション５には、フレキ載置台１５が設置されており、さらに、そのフレキ載置台１５の上には、複数枚のフレキシブル基板（フレキシブルプリント配線板）２７を載置可能なフレキ載置用トレー７７が配置されている。基板供給ステーションは、単数枚又は複数枚のリジッド基板２３を基板支持枠（基板支持用のフレーム）２１に接合して構成されるリジッド基板アッセンブリ２５を基板組付ステーション３側へ供給するために設けられている。
【００１６】
システムコントローラ１８は、配線基板ユニット製造装置１の全体的な機器制御を統括して行う制御部であって、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを内蔵する。ＲＯＭには、ＣＰＵが行う各種制御や演算のためのパラメータや、リジッド基板アッセンブリ２５とフレキシブル基板２７とを組み付けるための基板組付プログラムなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭから例えば上記基板組付プログラムを読み込んで命令文を解釈し、ＲＡＭのメモリ空間を用いてこのプログラムを実行する。なお、このような基板組付プログラム（ソフトウェア）に代えて、配線基板ユニット製造装置全体の統括的な動作制御を各種電子部品で実現するハードウェアによって構成してもよい。
【００１７】
また、システムコントローラ１８は、上記リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によって捕捉されたリジッド基板アッセンブリ２５及びフレキシブル基板２７の映像を基に演算処理を行い、例えば二軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向）における仮想空間上のＸＹ座標位置を取得（認識）する。また、システムコントローラ１８は、リジッド基板アッセンブリ２５及びフレキシブル基板２７をそれぞれハンドリングするリジッドハンド１１及びフレキハンド９を、三軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向）及びこれらの基板表面に沿った（水平面を基準面とした）回転方向（θ１−θ２方向）の移動制御（位置決め制御）を行う。さらに、システムコントローラ１８は、仮止め用加熱装置１９の三軸方向の移動制御及び加熱温度の制御を行う。また、本固着手段として機能する上記真空多段プレス機は、図示しない制御部によってそのプレス圧及び加熱温度が制御される。
【００１８】
基板組付ステーション３は、組付台１４を備えており、この組付台１４上でリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）とフレキシブル基板２７とを互いに固着し配線基板ユニットとしての配線基板ユニット（フレキシブル・リジッド配線板）３１を作製するための領域である。リジッド基板アッセンブリ２５は、基板供給ステーションから基板組付ステーション３側へリジッドハンド１１によって搬送されつつリジッド位置測定カメラ１０によって搬送位置を検出され組付台１４上の所定位置に載置（位置決め）される。
【００１９】
一方、フレキシブル基板２７は、フレキ載置ステーション５側から基板組付ステーション３側へフレキハンド９によって搬送されつつフレキ位置測定カメラ１７によって搬送位置を検出され、組付台１４上のリジッド基板アッセンブリ２５に対して位置決めされる。組付台１４上で互いに位置決めされたリジッド基板アッセンブリ２５とフレキシブル基板２７とは、後に詳述する導通検査装置１２による導通検査を終えた後、仮止め用加熱装置１９によって、まず、仮止め（フレキシブル基板２７の端縁の主に樹脂部分がリジッド基板アッセンブリ２５にスポット溶着）され、さらに真空多段プレス機によって互いが強固に加熱溶着される。
【００２０】
ここで、本実施形態の配線基板ユニット製造装置１により製造される配線基板ユニットの構成を図３ａ〜図３ｃ及び図４に例示する。ここで、図３ａ〜図３ｃは、配線基板ユニットの製造工程の一例を示す断面図、図４は、配線基板ユニット製造装置１により製造可能な配線基板ユニットの一例を示す平面図である。
【００２１】
図３ａに示すように、リジッド基板２３は、例えば、ビー・スクエア・イット［B2it］（登録商標）などの層間接続法を用い、ガラス−エポキシ系プリプレグなどで構成された複数の絶縁層５７どうしの間を挟む位置にある導体パターン（ランド部５３、５６を含む）を垂直配線部５５で層間接続して構成された例えば８層のプリント配線板である。また、各リジッド基板２３は、フレキシブル基板２７（の導体バンプ５１）との接続部分である当該基板本体の辺部の端縁に座繰り加工を施し、接続すべきフレキシブル基板２７の厚さと同等もしくはそれよりも深く座繰って接続端子となる上記ランド部（接続パッド部）５３を形成した段差部４７を有する。
【００２２】
一方、フレキシブル基板２７は、図３ｂに示すように、例えばポリイミド製の基材フィルム５８の各面に各々形成された導体パターン（接続端子部２７ｂを含む）を垂直配線部で層間接続して構成された例えば２層のフレキシブルプリント配線板である。さらに、フレキシブル基板２７には、接続端子部２７ｂ上に例えば銀ペーストなどの導電性物質により端子間接続用の突起部としての導体バンプ５１が形成されている。フレキシブル基板２７では、この導体バンプ５１の形成面側（図３ｃ中の下側）に、当該導体バンプ５１の先端が外部に突き出す（露出する）ようにガラス−エポキシ系のプリプレグ５４が積層配置されている。
【００２３】
さらに、図３ｃに示すように、これら（二つの）リジッド基板２３とフレキシブル基板２７とは、仮止め用加熱装置１９による仮止め後、真空多段プレス機によって互いが固着される。ここで、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１が塑性変形してリジッド基板２３側のランド部５３と電気的且つ機械的に接続されるとともに、フレキシブル基板２７側のプリプレグ５４がリジッド基板２３の絶縁層と加熱融着される。ここで、上記した段差部４７は、フレキシブル基板２７の主面（図３ｃ中の上面）とリジッド基板２３の主面とを実質的に等高若しくはこれよりも低位置に配置したかたちで、互いを接合することができ、これにより、部品実装の際や後工程で行われ得るスクリーン印刷の際などに、フレキシブル基板２７の主面が障害となることを阻止できる。
【００２４】
次に、図４に例示された配線基板ユニットについて説明する。図４に示す配線基板ユニット（フレキシブル・リジッド配線板）３１では、基板支持枠２１に、リジッド基板２３を、段差部４７が互いに対向するように配置し、各リジッド基板２３の対向する段差部４７に跨って、フレキシブル基板２７が取り付けられている。この配線基板ユニット３１では、各リジッド基板２３の例えば外周に、全体の幅が基板支持枠２１の保持部の幅とほぼ同一とされた小突起が形成され、リジッド基板２３では、この小突起が基板支持枠２１の枠内に保持固定されている。
【００２５】
また、図４に示すように、基板支持枠２１には、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によるリジッド基板２３の位置測定に用いることの可能な基準マーク４１、４２、４３、４４、４５、４６が、パターン形成されている。基準マーク４１、４２は、基板支持枠２１本体（若しくはアッセンブリ品）の位置決め基準として用いられる。また、基準マーク４３、４４、４５、４６は、基板支持枠２１に対して取り付けられる個々のリジッド基板２３の取り付け位置の位置決め基準として適用可能である。
【００２６】
次に、上記したフレキシブル基板２７を好適に載置するためのフレキ載置用トレー７７の構造を図５に基づき説明する。ここで、図５は、フレキシブル基板２７が載置された状態のフレキ載置用トレー７７を示す断面図である。同図に示すように、フレキ載置用トレー７７には、フレキシブル基板２７の搭載部分に、導体バンプ５１の外形部分を避けるように凹まされた凹部７９を有するフレキ支持部材７８が設けられている。このフレキ載置用トレー７７では、この凹部７９により導体バンプ５１との物理的な干渉（接触）が回避されるため、導体バンプ５１が破損してしまうことが防止され、導体バンプ５１が接合される導通部分の接続信頼性を向上させることができる。
【００２７】
さらに、フレキハンド９及び仮止め加熱装置１９の構成について図６ａ〜図６ｄ、図７、図８、及び図９に基づき説明を行う。ここで、図６ａ〜図６ｄは、リジッド基板２３とフレキシブル基板２７との仮止め（仮固定）の工程を示す斜視図であり、図７は、フレキハンド９と仮止め用加熱装置１９との構成及び機能を説明するための図である。また、図８は、フレキハンドの構造を示す断面図、図９は、フレキハンド９及び仮止め用加熱装置１９によるリジッド基板２３とフレキシブル基板２７との仮止めの直前の状態を示す断面図である。
【００２８】
図６ａ〜図６ｄに示すように、リジッド基板２３とフレキシブル基板２７との仮止めは、リジッド基板２３の段差部４７に設けられたランド部５３と、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１とを位置合わせし且つ後述する導通検査を行った後、仮固着手段として機能する仮止め用加熱装置１９の先端部１９ａでフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをリジッド基板２３側の段差部４７にスポット熱融着することで行われる。詳細には、図６ｄに示す熱融着部分２７ｃは、図９に示すように、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１を貫通させたプリプレグ５４とリジッド基板２３側の段差部４７とが熱融着される。
【００２９】
なお、図７において、ハンドリングしたフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをスポット熱融着するために、仮止め用加熱装置１９を矩形状に形成されたフレキハンド９の四隅に各々配置してもよいし、１台の仮止め用加熱装置１９を四隅に順次移動させてもよいし、例えばフレキハンド９の内部に加熱装置を設けるようにしてもよい。この加熱装置としては、電熱線によるコンスタントヒート、セラミックヒータ、及びパルスヒータなどが挙げられ、例えばスプリングなどを介して組み込む構造が例示される。また、図７において、フレキハンド９の四隅に上記パルスヒータを適用する場合には、個々のヒータどうしの配線を直列に接続することが望ましい。これにより、上記加熱装置にタングステン、チタン等の金属材料を用いた場合、比較的太い導通線が必要となる当該パルスヒータの配線の簡略化を図ることができる。
【００３０】
さらに、ここで、これらリジッド基板２３とフレキシブル基板２７とを固着する場合には、互いに固着されるべき配線基板どうしの端子部間（つまりリジッド基板２３のランド部５３と、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１との端子部間）若しくはその周辺部（コーナ部分の端縁２７ａ）の少なくとも一方に、超音波ウェルダなどによる超音波振動、又はこの超音波振動よりも高い周波数の高周波の振動を付与することにより、これら配線基板どうしを互いに固着してもよい。また、これに代えて、互いに固着されるべき配線基板どうしの端子部間に位置する導体バンプ５１若しくはその周辺部（コーナ部分の端縁２７ａ）の少なくとも一方に、電磁誘導加熱を施すか、又はマイクロ波或いはレーザーを含む電磁波、若しくは電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、若しくはγ線を含む電磁波を供給することにより、これらの配線基板どうしを互いに固着するようにしてもよい。
【００３１】
また、フレキハンド９は、図７及び図８に示すように、フレキシブル基板２７の第１及び第２の主面のうち、いずれか一方の主面（本実施形態では図８中の上側の面）のその中央部分を少なくとも吸着（本実施形態では図７に示すようにフレキシブル基板２７の四隅を除くほぼ全面を吸着）しつつ該配線基板を搬送する面吸着型のハンドリング装置（搬送手段）である。すなわち、フレキハンド９は、フレキシブル基板２７表面の直接的な吸着部となるゴム等からなる吸着パッド９ｆを側方から包囲するように形成（焼結）された多孔質板９ｂと、吸着パッド９ｆ及び多孔質板９ｂ側から吸引保持部９ａ側へのエアの吸引路が内部に穿孔されたエア移送板９ｃとを備える。ここで、フレキハンド９を構成する上記多孔質板９ｂは、吸着の際にフレキシブル基板２７にしわや浮きが発生することを防止するために適用されている。吸引保持部９ａは、互いに重ね合わせて配置される多孔質板９ｂ及びエア移送板９ｃを上方から吊持するかたちで設けられている。
【００３２】
また、多孔質板９ｂ及びエア移送板９ｃは、各々矩形状に形成されており、ハンドリングしたフレキシブル基板２７のコーナ部分の端縁２７ａをスポット熱融着し易いように、それぞれの四隅を面取り加工した面取り部９ｄ、９ｅが設けられている。このフレキハンド９は、面吸着型の装置であるため、剛性の低いフレキシブル基板であっても、３軸方向及びθ１−θ２方向への搬送時に、その搬送姿勢に傾きが生じてしまうことなどを極力抑えることができ、これにより、フレキシブル基板の導体バンプ部分の位置決め精度を向上させることができる。ここで、図７に示す上記フレキハンド９と仮止め用加熱装置１９とは、単一のユニット装置として構成されており、一方で、これらフレキハンド９及び仮止め用加熱装置１９は、各々が独立して動作することが可能となっている。
【００３３】
さらに、ここでリジッドハンド１１についての説明を図１に基づき説明する。
同図１に示すように、リジッドハンド１１は、上述したように、リジッド基板アッセンブリ２５や配線基板ユニット３１を例えば保持しつつ、リジッド基板供給ステーションと基板組付ステーション３との間を往復移動する動作を主に行う。リジッド基板アッセンブリ２５及び配線基板ユニット３１の保持機構は、例えばフレキハンドなどと同様に吸着機構やクランプ機構などが例示される。また、リジッドハンド１１においても、基板組付ステーション３の組付台１４上の所定位置にリジッド基板アッセンブリ２５を高精度に位置決めして載置する必要があるため、３軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、Ｚ１−Ｚ２方向）及び基板表面に沿って（水平面を基準面として）θ１−θ２方向に回転可能に構成されている。また、リジッドハンド１１で保持している配線基板のチルト方向の傾きを修正できるように、このリジッドハンド１１にチルト方向への回動を可能とする機構を設けてもよい。
【００３４】
次に、製品となる配線基板ユニット３１の接続信頼性の向上を図るために、本実施形態の配線基板ユニット製造装置１が備える特徴的な構成について上記図１〜図９に加え、図１０ａ〜図１０ｄに基づきその説明を行う。ここで、図１０ａは、配線基板ユニット製造装置１によるリジッド基板のランド部とフレキシブル基板の導体バンプとの位置検出について説明するための図であり、図１０ｂは、図１０ａのリジッド基板とフレキシブル基板との位置決めについて説明するための図である。また、図１０ｃは、図１０ｂのリジッド基板及びフレキシブル基板のランド・バンプ間の導通検査について説明するための図であり、図１０ｄは、図１０ｃのリジッド基板とフレキシブル基板との仮止めについて説明するための図である。
【００３５】
まず、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７の詳細な構成、並びにこれらの測定カメラによる測定結果に応じた上記フレキハンド９及びリジッドハンド１１の移動制御について説明する。
すなわち、図１及び図１０ａに示すように、フレキ位置測定カメラ１７は、フレキ載置ステーション５と、基板組付ステーション３との間若しくは各々の内部に設けられており、突起部である導体バンプ５１を下向きにした状態でフレキハンド９によって、フレキ載置ステーション５側から基板組付ステーション３側へ搬送されるフレキシブル基板２７の導体バンプの先端部の位置を直接検出することが可能となっている。
【００３６】
つまり、フレキ位置測定カメラ１７は、フレキ載置ステーション５と基板組付ステーション３との間から、配線基板ユニット製造装置本体の下方側から上方向（Ｚ１方向）のエリアの映像を捕捉することが可能となっている。また、フレキ位置測定カメラ１７を、配線基板ユニット製造装置本体の上方側に設置し、フレキシブル基板２７の導体バンプ５１を上方側にした状態で移動させ、導体バンプ５１の位置測定後に、フレキシブル基板２７の表裏を反転して基板組付ステーション３で組み付けを行うようにしてもよい。
【００３７】
一方、リジッド位置測定カメラ１０は、図１及び図１０ａに示すように、基板組付ステーション３の組付台１４の上面と対向する位置、つまり組付台１４の上方に配置されている。したがって、リジッド位置測定カメラ１０は、組付台１４の上方から下方側のエリアの映像を捕捉することが可能となっている。これにより、リジッドハンド１１を通じて、リジッド基板供給ステーション側から基板組付ステーション３へと載置されるリジッド基板アッセンブリ２５の段差部４７に形成されたランド部５３の位置を直接検出することが可能となっている。
【００３８】
詳細には、上記リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７によって各々検出されたフレキシブル基板２７上の導体バンプ５１の先端部の位置情報、及びリジッド基板アッセンブリ２５上のランド部５３の位置情報は、システムコントローラ１８に入力される。システムコントローラ１８は、これらの位置情報に基づいて、コントローラ自身が把握可能な例えば２軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向）におけるＸＹ座標位置を演算により求めこの位置を認識する。ここで、上述したフレキハンド９及びリジッドハンド１１及びカメラの移動機構は、１軸の光学式若しくは磁気式のリニアスケールを多数組み合わせて構成した位置検知用のスケールや、また干渉縞などを検出するためのピックアップを備えており、システムコントローラ１８の制御下で、ハンドリングしているリジッド基板アッセンブリ２５及びフレキシブル基板２７に対して例えばμｍオーダ以下の高精度な位置決めを実現する。
【００３９】
また、上記構成に代えてボールねじに光学式若しくは磁気式のロータリーエンコーダを取り付けた位置検出手段やレーザー干渉計などを用いてもよい。また、基板どうしの位置決めの際には、リジッド基板アッセンブリ２５側を移動させてもよいし、また、これに代えて、フレキシブル基板２７側を移動させるようにしてもよいし、さらにまたリジッド基板アッセンブリ２５とフレキシブル基板２７との双方を移動させて互いの位置決めを行うようにしてもよい。
【００４０】
さらに、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７を適用した図１０ａに示すレイアウトは、実際に接続すべき、フレキシブル基板２７に設けられた接続端子部２７ｂ上の導体バンプ５１の位置（図３ｂ参照）と、リジッド基板アッセンブリ２５上のランド部５３の位置とを直接的に検出しているので、フレキシブル基板２７とリジッド基板アッセンブリ２５との位置合せを高精度に行うことができる。
【００４１】
ここで、上記の基板組付プログラムが実行されるシステムコントローラ１８の制御下で、フレキハンド９及びリジッドハンド１１は、図１０ｂに示すように、組付台１４上において、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７により位置検出された導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに接触するように、一対のリジッド基板２３とフレキシブル基板２７との位置決めを行う。
【００４２】
次に、導通検査装置１２の構成について説明する。
図１、図２及び図１０ｃに示すように、導通検査装置１２は、一対のプローブ７２、７３及び導通検出部７１を備えた例えば抵抗値検出型の導通検査装置や静電容量検出型の導通検査装置などによって実現されており、フレキハンド９及びリジッドハンド１１により位置決めされた一対のリジッド基板２３及びフレキシブル基板２７の導体バンプ５１とランド部５３との間の電気的な導通検査を行うためのものである。
【００４３】
つまり例えば、導通検査装置１２が抵抗値検出型の装置で実現される場合、この導通検査装置は、導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに接触するように一対のリジッド基板２３とフレキシブル基板２７とが位置決めされた状態で、フレキシブル基板２７の一対の導体バンプ５１及び一対のランド部５３を介して互いに導通されるべき、個々のリジッド基板２３上の所定のランド部に各々プローブ７２、７３を接触させる。さらに、この導通検査装置は、導通検出部７１を通じてプローブ７２、７３間に直流電圧を印可しこのプローブ間の抵抗値を測定することで、互いに対向する導体バンプ５１とランド部５３との間の電気的導通の良否を判定する。
【００４４】
一方、導通検査装置１２が静電容量検出型の装置で実現される場合、この導通検査装置は、導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに接触するように一対のリジッド基板２３とフレキシブル基板２７とが位置決めされた状態で、フレキシブル基板２７の一対の導体バンプ５１及び一方のランド部５３を介して導通されるべき、一方のリジッド基板２３上の所定のランド部に一方のプローブ７２を接触させるとともに、他方のリジッド基板２３上の基準電位面（ＧＮＤなど）に他方のプローブ７３を接触させ、導通検出部７１を通じて直流電圧を印加して導通検査を行う。すなわち、一方のリジッド基板２３上の所定のランド部と他方のリジッド基板２３上の基準電位面との間に形成されるコンデンサに流れる過渡電流に基づいて、互いに対向する導体バンプ５１とランド部５３との間の電気的導通の良否を判定する。
【００４５】
さらに、導通検査装置１２は、このようにして行う導通検査の判定結果をシステムコントローラ１８に通知する。ここで、システムコントローラ１８は、導通検査装置１２側からの通知により、導体バンプ５１とランド部５３との間の導通不良を確認した場合、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７による導体バンプ５１及びランド部５３の位置検出と、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３どうしの位置決めと、導通検査装置１２による導体バンプ５１及びランド部５３間の電気的導通検査とをそれぞれ自動的に再試行（リトライ制御）する。この際、導体バンプ５１及びランド部５３の位置検出を省略したかたちのリトライ制御を行うようにしてもよい。
【００４６】
また、このような態様に代えて、システムコントローラ１８が、導通不良を確認した場合、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３のうちの一方を他のフレキシブル基板２７又はリジッド基板２３に変更して、上記の位置検出、位置決め、導通検査をリトライしてもよい。つまり例えば、導体バンプ５１の折れなどが懸念される場合には、フレキシブル基板２７を交換して再検査を行うことが望ましい。
【００４７】
また、システムコントローラ１８は、図１及び図１０ｄに示すように、上記のリトライ制御の後に（及び上記のリトライ制御を行う前に）、導体バンプ５１及びランド部５３間の電気的導通が確認されたフレキシブル基板２７及びリジッド基板２３どうしを仮止め用加熱装置１９を介して仮固定する。
【００４８】
次に、このように構成され配線基板ユニット製造装置１による配線基板ユニット３１の製法について、主に図１０ａ〜図１０ｄ及び図１１に示すフローチャートに基づき説明する。
すなわち、図１０ａ及び図１１に示すように、まず、フレキシブル基板２７上の導体バンプ５１の位置と、一対のリジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）上のランド部５３の位置とが、フレキ位置測定カメラ１７及びリジッド位置測定カメラ１０により検出される（Ｓ１）。次に、図１０ｂ及び図１１に示すように、フレキハンド９及びリジッドハンド１１は、組付台１４上において、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７により位置検出された導体バンプ５１及びランド部５３どうしが互いに接触するように、一対のリジッド基板２３とフレキシブル基板２７との位置決めを行う（Ｓ２）。
【００４９】
次いで、導通検査装置１２は、図１０ｃ及び図１１に示すように、フレキハンド９及びリジッドハンド１１により位置決めされた一対のリジッド基板２３及びフレキシブル基板２７の導体バンプ５１とランド部５３との間の電気的な導通検査を行い、電気的導通の良否を判定する（Ｓ３）。ここで、システムコントローラ１８は、導体バンプ５１とランド部５３との間の導通不良を導通検査装置１２を介して確認（把握）した場合（Ｓ４のＮＯ）、リジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７による導体バンプ５１及びランド部５３の位置検出と、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３どうしの位置決めと、導通検査装置１２による導体バンプ５１及びランド部５３間の電気的導通検査とをそれぞれ再試行（リトライ制御）する（Ｓ５）。さらに、システムコントローラ１８は、図１０ｄ及び図１１に示すように、上記のリトライ制御の後に（及び上記のリトライ制御を行う前に）、導体バンプ５１及びランド部５３間の電気的導通を確認した場合（Ｓ４のＹＥＳ）、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３どうしを仮止め用加熱装置１９を介して仮固定する（Ｓ６）。仮止めされたフレキシブル基板２７とリジッド基板２３とは、この後、真空多段プレス機によって互いが強固に加熱溶着される。また、Ｓ４において、電気的導通が確認できず、しかもリトライ制御を既に実行している場合には（Ｓ５のＹＥＳ）、フレキシブル基板２７又はリジッド基板２３を交換した後、リトライ動作が再実行される（Ｓ７）。
【００５０】
既述したように、本実施形態の配線基板ユニット製造装置１は、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３上の各々位置検出された導体バンプ５１及びランド部５３が互いに接触するように基板どうしを位置決めした状態で、導体バンプ５１及びランド部５３間の電気的導通検査を行い、バンプ・ランド間の電気的導通が確認されてはじめて、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３どうしを互いに接合するものである。したがって、配線基板ユニット製造装置１によれば、実質的に端子間接続の良品選別を行うことによって、端子間の導通不良の発生を抑えつつ、配線基板ユニット（フレキシブル・リジッド配線板）３１の作製の自動化などに寄与できるので、配線基板ユニット３１の生産性が高まり、しかも電気的な接続信頼性を向上させることができる。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図１２及び図１３に基づき説明する。ここで、図１２は、この実施形態に係る配線基板ユニット製造装置８１の構成を機能的に示すブロック図であり、図１３は、図１１の配線基板ユニット製造装置８１によるリジッド基板とフレキシブル基板との位置決めについて説明するための図である。なお、図１２及び図１３において、図１〜図１１に示した第１の実施形態の配線基板ユニット製造装置１に設けられていた構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
【００５２】
図１２及び図１３に示すように、この実施形態に係る配線基板ユニット製造装置８１は、システムコントローラ１８及びリジッド位置測定カメラ１０及びフレキ位置測定カメラ１７に代えて、システムコントローラ８８及び突当ガイド３０を有する。ここで、配線基板ユニット製造装置８１のシステムコントローラ８８は、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３上の所定の基準位置（リジッド基板２３及びフレキシブル基板２７の端面）からバンプ５１及びランド部５３の位置を相対的に求めた間接的な位置検出を行う。すなわち、この実施形態に係るシステムコントローラ８８を備えた配線基板ユニット製造装置８１は、フレキシブル基板２７及びリジッド基板２３の外形部分（端面）を突当ガイド３０に突き当てて、フレキシブル基板２７とリジッド基板２３との位置決めを行うとともに、第１の実施形態で説明した電気的導通検査、及び突当ガイド３０を利用するこのような位置決め制御の再試行を伴うリトライ制御を実現する。
【００５３】
したがって、この実施形態に係る配線基板ユニット製造装置８１によれば、製造装置全体の構成を簡素化できるとともに、フレキシブル基板２７とリジッド基板２３との位置決めの簡略化を図ることができ、これにより、配線基板ユニット３１の生産性を高めることができる。
【００５４】
以上、本発明を第１、第２の各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。つまり、上記実施形態では、真空多段プレス機の構成については、特に説明しなかったが、真空多段プレス機を、例えば上記システムコントローラ１８、８８などの制御下で動作させるようにすることで、この真空多段プレス機を一構成機器として含むかたちで上記した配線基板ユニット製造装置１（配線基板ユニット製造システム）を構成してもよいし、また、真空多段プレス機が、配線基板ユニット製造装置１とは独立して動作する個別の装置であってもよい。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、リジッド基板２３（リジッド基板アッセンブリ２５）とフレキシブル基板２７とを組み付けたフレキシブル・リジッド配線板を、製品（配線基板ユニット）として製造する態様を例示したが、これに代えて、フレキシブル基板どうし又はリジッド基板どうしを直接組み付けた配線基板ユニットを製品としてもよい。また、上記実施形態では、三つの配線基板を一体化した配線基板ユニットについて説明したが、これに代えて、二つの配線基板を一体化して配線基板ユニットを構成してもよいし、四つ以上の複数の配線基板を一体化して配線基板ユニットを作製してもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、フレキシブル基板側に導体バンプが形成されていたが、これに代えて、リジッド基板側に導体バンプを形成するとともに、フレキシブル基板側の端子部を平坦なランド部で構成し互いを接合するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、配線基板上の端子部の位置検出において、フレキシブル基板２７及びリジッド基板アッセンブリ２５上の導体バンプ５１の位置及びランド部５３の位置を、これらの配線基板上の所定の基準位置、すなわち基準マーク（導体パターンにより基板上に形成されたマーク）４３、４５（例えば図４参照）の位置から相対的に検出するようにしてもよい。この場合、導体バンプ５１の位置を直接検出するためにフレキシブル基板２７の映像を下側から捕捉する必要のあったフレキ位置測定カメラ１７に代えて、フレキシブル基板２７の上面に設けておいた所定の基準マークを上方から検出可能なフレキ位置測定カメラを適用することができる。この際、測定カメラを装置本体の下方に配置しなければならないといった制約がなくなり、機器のレイアウトにおける設計的自由度の向上を図ることができる。
【００５８】
また、上述した実施形態では、リトライ制御が、自動的に実行されるものであったが、この態様に代えて、配線基板ユニット製造装置１本体に、表示装置、報知用のブザー、入力操作ボタンなどを予め設けておき、システムコントローラ１８、８８が、導通検査装置１２側からの通知により導体バンプ５１とランド部５３との間の導通不良を確認した場合、上記の表示装置やブザーを通じて導通不良を作業者に報知し、これを受けた作業者が上記入力操作ボタンからの操作により、上述したリトライ制御を人為的に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線基板ユニット製造装置を概略的に示す図。
【図２】図１の配線基板ユニット製造装置の構成を機能的に示すブロック図。
【図３ａ】図１の配線基板ユニット製造装置により、フレキシブル基板に後に組み付けられるリジッド基板の構造を示す断面図。
【図３ｂ】図３ａのリジッド基板がフレキシブル基板に組み付けられる直前の状態を示す断面図。
【図３ｃ】図３ｂのフレキシブル基板とリジッド基板とが組み付けられた状態を示す断面図。
【図４】図１の配線基板ユニット製造装置により製造される配線基板ユニットを示す平面図。
【図５】図１の配線基板ユニット製造装置が備えるフレキ載置用トレーの構造を示す断面図。
【図６ａ】図４に示す配線基板ユニットの構成部品であるリジッド基板とフレキシブル基板とを位置決めしている状態を示す斜視図。
【図６ｂ】図６ａのリジッド基板にフレキシブル基板が仮止めされる直前の状態を示す斜視図。
【図６ｃ】図６ｂのリジッド基板に対するフレキシブル基板の仮止め中の状態を示す斜視図。
【図６ｄ】図６ｃのリジッド基板にフレキシブル基板が仮止めされた状態を示す斜視図。
【図７】図１の配線基板ユニット製造装置が備えるフレキハンドと仮止め用加熱装置との構成及び機能を説明するための図。
【図８】図７のフレキハンドの構造を示す断面図。
【図９】図７のフレキハンド及び仮止め用加熱装置によるリジッド基板とフレキシブル基板との仮止めの直前の状態を示す断面図。
【図１０ａ】図１の配線基板ユニット製造装置によるリジッド基板のランド部とフレキシブル基板の導体バンプとの位置検出について説明するための図。
【図１０ｂ】図１０ａのリジッド基板とフレキシブル基板との位置決めについて説明するための図。
【図１０ｃ】図１０ｂのリジッド基板及びフレキシブル基板のランド・バンプ間の導通検査について説明するための図。
【図１０ｄ】図１０ｃのリジッド基板とフレキシブル基板との仮止めについて説明するための図。
【図１１】図１の配線基板ユニット製造装置による配線基板ユニットの製法を説明するためのフローチャート。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る配線基板ユニット製造装置の構成を機能的に示すブロック図。
【図１３】図１２の配線基板ユニット製造装置によるリジッド基板とフレキシブル基板との位置決めについて説明するための図。
【符号の説明】
【００６０】
１，８１…配線基板ユニット製造装置、９…フレキシブル基板ハンドリング装置（フレキハンド）、１０…リジッド位置測定カメラ、１１…リジッド基板ハンドリング装置（リジッドハンド）、１２…導通検査装置、１４…組付台、１７…フレキ位置測定カメラ、１８，８８…システムコントローラ、１９…仮止め用加熱装置、２１…基板支持枠、２３…リジッド基板、２５…リジッド基板アッセンブリ、２７…フレキシブルプリント配線板（フレキシブル基板）、３０…突当ガイド、３１…配線基板ユニット、５１…導体バンプ、５３，５６…ランド部、７１…導通検出部、７２，７３…プローブ、７７…フレキ載置用トレー。
【図１】
2007281262.tif 000003
【図２】
2007281262.tif 000004
【図３ａ】
2007281262.tif 000005
【図３ｂ】
2007281262.tif 000006
【図３ｃ】
2007281262.tif 000007
【図４】
2007281262.tif 000008
【図５】
2007281262.tif 000009
【図６ａ】
2007281262.tif 000010
【図６ｂ】
2007281262.tif 000011
【図６ｃ】
2007281262.tif 000012
【図６ｄ】
2007281262.tif 000013
【図７】
2007281262.tif 000014
【図８】
2007281262.tif 000015
【図９】
2007281262.tif 000016
【図１０ａ】
2007281262.tif 000017
【図１０ｂ】
2007281262.tif 000018
【図１０ｃ】
2007281262.tif 000019
【図１０ｄ】
2007281262.tif 000020
【図１１】
2007281262.tif 000021
【図１２】
2007281262.tif 000022
【図１３】
2007281262.tif 000023