长条薄膜电路基板、其制造方法及其制造装置的制作方法

文档序号:4386262阅读:265来源:国知局
专利名称:长条薄膜电路基板、其制造方法及其制造装置的制作方法
技术领域
本发明涉及适合作为具有高精度的电路图案的电路基板的、使用柔性薄膜的长条薄膜电路基板及其制造方法、制造装置。
背景技术
随着电子产品的轻量化、小型化,要求印刷电路基板的布图的高精度化。柔性薄膜基板由于能够弯曲,所以能够进行三维配线,适应了电子产品的小型化,所以需求不断扩大。例如,通过用于向液晶显示面板的IC连接的COF(Chip on Flex)技术,加工由聚酰亚胺构成的比较窄幅的长条薄膜电路基板。由此,作为树脂基板能够得到最高的细微图案。但是,关于细微化的发展,正在接近于极限。
在细微化中,有用构成电路图案的线宽及线间的空间(space)宽度表示的指标、和用基板上的电路图案的位置表示的指标。关于线宽及空间宽度还有更加细微化的方案,但作为后者的指标的位置精度与将电路基板和IC等的电子部件接合时的电极衬垫和电路图案的对位有关,随着IC的多针化的发展,变得难以应对所要求的精度。
近年来,提出了通过将柔性薄膜基板贴合在支承板上而维持尺寸精度、来形成非常细微的电路图案的技术(参照专利文献1)。根据该方法,通过将柔性薄膜基板贴合在支承板上并实施加工,能够消除加工中的温度、湿度还有输送变形的影响。结果,能够做成低变形的薄膜电路基板,在从支承板剥离后也能够较高地维持尺寸精度。
但是,上述提案主要使用单张型支承板,形成有电路图案的柔性薄膜基板也为单张。另一方面,在现有的COF技术中,电子部件连接、测试、与LCD面板的连接等、形成有电路图案的柔性薄膜基板的安装虽然也有在单张的状态下进行的情况,但以卷对卷(reel-to-reel)处理长条薄膜电路基板的情况较多。由此,有上述提案的应用范围受到限制的问题。所以,虽然也考虑将单张的柔性薄膜基板连接而作为长条薄膜电路基板来实现应用范围的扩大,但在没有贴合在支承板上的状态下例如以单张处理例如厚度几十μm的柔性薄膜基板的情况下,由于输送及定位较困难,所以难以实现接合工艺的自动化,并且然后的长条薄膜电路基板的加工作业的自动化也较困难。
此外,即使在处理长条薄膜电路基板的情况下,为了实现使用它的电路基板制造装置的连续工作,也需要在构成先行的长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板末端上连接构成另一个长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板前端。在此情况下,一般将构成先行的长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板末端与构成接着它的另一个长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板前端通过粘接带贴合而接合。此时,提出了预先在接合部分上设置识别标记、以便提高连结强度以使此后的制造工序中不会发生变形及损坏、在加热工序中将接合部分跳过而使粘接带不会受热剥离的方法(参照专利文献2)。
但是,在该方法中,有不仅接合部分、接合部分前后的柔性薄膜基板也变为无用的问题。此外,在将IC接合在长条薄膜电路基板上的情况下,一边将以通常等间隔形成有电路图案的长条薄膜电路基板间歇进给一边将IC向电路图案连接。但是,如果如上述那样不能使用接合部分前后的柔性薄膜基板,则不将IC接合到接合部分前后的电路图案上而将长条薄膜电路基板空进给。即,在向长条薄膜电路基板进行IC接合的工序中发生空进给带来的时间损失。
作为将先行的长条薄膜电路基板与接着它的另一个长条薄膜电路基板连接的方法,也有如下的方法。即,是在构成先行的长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板和构成接着它的另一个长条薄膜电路基板的柔性薄膜基板上分别形成凹部和凸部、在进行对接以使凸部夹在凹部中后、粘贴粘接带以使其将凹部凸部覆盖的方法(参照专利文献3)。但是,根据该方法,也与上述同样,接合部分的柔性薄膜基板变为无用。
进而,在长条薄膜电路基板上制作的电路图案组集中发生了不合格的情况下也需要上述那样的连接。在此情况下,通过将不需要的部分切掉、将分割后的长条薄膜电路基板的一个端部连结在另一个端部上,能够使然后的工序的作业效率不会降低。此时,提出了将切掉的部分的两侧的端部对接而贴合在梯子型的连结用部件上并固定、再在连结用部件上穿设进给孔、并且将连结用部件和长条薄膜电路基板同时铆接来提高连结强度的方法(参照专利文献4)。
但是,在该方法中,除长条薄膜电路基板外,还需要热塑性薄膜等的梯子型的连结用部件。进而,由于是使用热塑性薄膜的方法,所以在然后的工序中有树脂模铸或钎焊回流等加热工序的情况下难以实施。即,难以同时实现加热变形带来的铆接容易度和然后的工序中的耐热性。
专利文献1国际公开第03/009657号小册子(第2页)专利文献2特开2000-25709号公报(第46段,第80段)专利文献3特开2005-45233号公报(第16段)专利文献4特开平4-127549号公报(第2页)发明内容本发明的目的是鉴于上述课题、提供一种长条薄膜电路基板的制造方法、制造装置以及通过它们得到的长条薄膜电路基板,其能够最大限度利用卷对卷设备来处理被单张处理了的柔性薄膜基板。此外,本发明的另一目的是提供一种能够减少连结带来的柔性薄膜电路基板的损失及IC接合时的时间的损失的长条薄膜电路基板及其制造方法、制造装置。
用来解决上述课题的本发明,以下面的(1)~(20)为特征。
(1)一种长条薄膜电路基板,是将在至少单面上形成有电路图案的柔性薄膜基板连结多个而成的长条薄膜电路基板,在柔性薄膜基板的对置的一对端部上具有输送用空间,该输送用空间的至少一部分向平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出,突出的输送用空间叠合并固定在相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上。
(2)如上述(1)所述的长条薄膜电路基板,上述柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于上述输送方向的方向的整个宽度叠合并固定。
(3)如上述(2)所述的长条薄膜电路基板,上述柔性薄膜基板的输送方向端部除了上述输送用空间以外、在平行于上述输送方向的方向上以1mm以下的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
(4)如上述(1)~(3)中任一项所述的长条薄膜电路基板,上述突出的输送用空间在平行于上述输送方向的方向上以1.5~30mm的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
(5)如上述(1)~(4)中任一项所述的长条薄膜电路基板,在叠合的上述柔性薄膜基板之间设有粘接层。
(6)如上述(5)所述的长条薄膜电路基板,在上述柔性薄膜基板之上形成有电路图案的保护层,该保护层与上述粘接层为相同的组成。
(7)一种长条薄膜电路基板的制造方法,包括将多个柔性薄膜基板经由可剥离的有机物层固定在支承板之上的工序、将该多个柔性薄膜基板相互接合的工序、和将接合后的该柔性薄膜基板从支承板剥离的工序。
(8)如上述(7)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,使用在对置的一对端部上设有输送用空间的柔性薄膜基板,使该输送用空间的至少一部分向平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出,将该突出的输送用空间叠合到相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上,并将多个柔性薄膜基板相互接合。
(9)如上述(8)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,将上述突出的输送用空间在平行于上述输送方向的方向上以1.5~30mm的长度与相邻的柔性薄膜基板的输送用空间叠合。
(10)如上述(7)~(9)中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,将上述柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于上述输送方向的方向的整个宽度叠合在相邻的柔性薄膜基板上。
(11)如上述(10)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,将上述柔性薄膜基板的输送方向端部除了上述输送用空间以外、在平行于上述输送方向的方向上以1mm以下的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
(12)如上述(7)~(11)中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,将上述多个柔性薄膜基板的叠合部分用树脂粘接固定来接合。
(13)如上述(12)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,通过以玻化温度以上的温度加热上述树脂,将上述多个柔性薄膜基板粘接固定。
(14)如上述(7)~(13)中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,使用至少在单面上形成有电路图案的柔性薄膜基板。
(15)如上述(14)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,包括形成上述电路图案的保护层的工序,在形成该保护层的工序中,在相邻的柔性薄膜基板叠合的部分上形成由与该保护层相同组成的树脂构成的粘接层。
(16)如上述(14)或(15)所述的长条薄膜电路基板的制造方法,将电子部件连接在上述电路图案上,然后将接合的柔性薄膜基板从支承板剥离。
(17)一种长条薄膜电路基板的制造装置,具备连接机构,将一个柔性薄膜基板接合到通过可剥离的有机物层固定在支承板上的另一个柔性薄膜基板上;和卷绕机构,卷绕接合后的柔性薄膜基板。
(18)如上述(17)所述的长条薄膜电路基板的制造装置,具备输送机构,输送粘贴有多个柔性薄膜基板的支承板;和剥离机构,将上述一个柔性薄膜基板从该支承板剥离。
(19)如上述(17)所述的长条薄膜电路基板的制造装置,上述连接机构具备叠合机构,将上述一个柔性薄膜基板经由树脂叠合到支承板上的上述另一个柔性薄膜基板上;和加热加压机构,将叠合后的柔性薄膜基板以该树脂的玻化温度以上的温度加热并加压。
(20)如上述(19)所述的长条薄膜电路基板的制造装置,上述加热加压机构具备加热加压头,所述加热加压头除了将柔性薄膜基板的输送用空间加热加压的部分以外,在柔性薄膜的输送方向上具有1mm以下的长度。
根据本发明,在将多个单张型柔性薄膜基板连结而做成长条薄膜电路基板时,能够在较大地确保连结强度的同时降低连结部分处的损失。不仅能够减少连结带来的柔性薄膜基板的损失,而且能够减少将电子部件接合到该长条薄膜电路基板上时的、用来识别连结部而空进给的时间的损失。特别是,在本发明的制造方法及制造装置中,由于在支承板上将多个柔性薄膜基板接合,所以柔性薄膜基板的处理较容易,并且,能够确保较高的位置精度,能够将两片柔性薄膜基板更可靠地接合。


图1是表示本发明的柔性薄膜基板的连结的一实施方式的概略图。
图2是表示包括多个长方状柔性薄膜基板的宽幅的单张柔性薄膜基板的概略图。
图3是表示本发明的柔性薄膜基板的连结的一实施方式的概略图。
图4是表示本发明的柔性薄膜基板的连结的一实施方式的概略图。
图5是表示本发明的柔性薄膜基板的连结的一实施方式的概略图。
图6是将柔性薄膜基板剥离时的剥离角的说明图。
图7是表示本发明的制造装置的一实施方式的概略图。
图8是图7的装置中的柔性薄膜基板的连结部分的放大图。
图9是图7的装置中的加热加压机构的概略图。
图10是表示本发明的制造装置的一实施方式的概略图。
图11是说明图10的装置中的推压机构及其动作的概略图。
图12是表示本发明的制造装置的一实施方式的概略图。
图13是表示本发明的制造装置的一实施方式的概略图。
图14是说明图13的装置的动作的概略图。
图15是优选地在本发明的装置中使用的层压装置的概略图。
图16是表示包括多个长方状柔性薄膜基板的宽幅的单张柔性薄膜基板的概略图。
图17是表示本发明的柔性薄膜基板的临时连接的一实施方式的概略图。
图18是表示在柔性薄膜基板上形成了定位孔的状况的概略图。
图19是表示将图18所示的柔性薄膜基板分割后的状况的概略图。
附图标记说明1(a、b)、53、101、201(a、b、c)、301(a、b)、363、400、515柔性薄膜基板1d长条薄膜电路基板2、369电路图案3、368保护层
4(a、b)输送用空间5(a、b)、15(a、b)、20(a、b)、21(a、b)、25、26、115柔性薄膜基板的突出部6(a、b)、16(a、b)、17、116、367、413粘接层7电路图案的间隙长度8、365输送用孔(定位孔)9突出部的宽度10突出部的输送方向的长度13单张薄膜50剥离角51、103(a、b、c)、203(a、b、c)、303(a、b、c)、504支承板52、102(a、b、c)、202(a、b、c)、302(a、b)、503可剥离的有机物层54、104(a、b、c)、204(a、b、c)、501载置台55、106、206、306剥离辊105、416加热加压机构107、207、307辊108、208、308、407卷绕辊109、209、309、402、406衬垫110、210、310、405衬垫供给辊111控制装置112、212、500基台113、213、505轨道117加热器块118头119轴120、220、333夹持机构205推压机构216、316、409粘接带238分型薄膜239真空吸附台
304输送辊组330定位夹具331支承辊332推压辊364粘接带401抽出辊403衬垫卷绕辊404正式连接组件410(a、b)金属模411、412吸附台414、415吸附臂502静电带电装置506引导部507螺母508、509托架510滚珠螺杆511马达512柔性织物513支柱514框体516橡胶滚轴具体实施方式
本发明的长条薄膜电路基板是将至少在单面上形成有电路图案的柔性薄膜基板连结多个而成的。
在本发明中,柔性薄膜基板是指在基底薄膜上形成有电路图案的基板、或者在基础基板上形成电路图案之前或形成中的基板。作为基底薄膜,使用塑料薄膜。例如可以采用聚碳酸酯、聚醚硫(polyethersulfide)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物等的薄膜。其中,聚酰亚胺薄膜由于耐热性较好且耐化学性也较好,所以优选地采用。此外,从低介质损失等电气特性较好的方面及低吸湿性的方面,也优选地采用液晶聚合物。也可以采用柔性的玻璃纤维加强树脂板。此外,也可以将这些薄膜层叠。
作为上述玻璃纤维加强树脂板的树脂,可以举出例如环氧、聚苯硫醚、聚苯醚、马来酰亚胺(共)聚合树脂、聚酰胺、聚酰亚胺等。
柔性薄膜基板的厚度为了轻量化、小型化或者形成细微的导通孔而优选为较薄,优选为125μm以下。另一方面,为了确保机械强度或维持平坦性而优选为较厚,优选为4μm以上。
形成在柔性薄膜基板上的电路图案优选地以电阻值较小的铜为主体而形成。在形成电路图案时,可以采用金属面腐蚀法、半添加法、全添加法等公知的技术。其中,为了形成细微的图案,优选地采用半添加法、全添加法。进而,也可以适当实施用来进行钎焊接合的钎焊镀层、锡镀层、金镀层、或形成用来保护金属层的阻焊剂。
本发明的柔性薄膜基板呈长方状的形状,在对置的一对端部上设有输送用空间。输送用空间是在以卷对卷方式处理制造出的长条薄膜电路基板时使用的部分。在输送用空间中设有定位孔(sprockethole),通过该定位孔控制长条薄膜电路基板的进给量。通常,输送用空间的宽度为单侧3~4mm,以4.75mm间隔设置1.42mm四方形或1.981mm四方形的定位孔。
在本发明中,该输送用空间的至少一部分向平行于柔性薄膜基板的输送方向的方向(以下称作“输送方向”。)突出。通过将突出的输送用空间与相邻的柔性薄膜基板的输送用空间叠合并固定,而成为长条薄膜电路基板。通过做成这样的结构,连结有多个单张型柔性薄膜基板的长条薄膜电路基板的连结强度变高,并且能够减少连结部分处的损失。进而,不仅能够减少连结带来的柔性薄膜基板的损失,也能够减少将电子部件接合到长条薄膜电路基板上时的用来识别连结部而空进给的时间的损失、以及将电子部件接合后的用来进行树脂封固及电气测试的时间损失。
输送用空间只要其一部分向输送方向突出就可以,但为了提高固定时的连结强度而优选为宽度较大,优选地突出到输送用空间的最大宽度。
输送用空间的突出部沿输送方向越长则越能够增大连结强度,所以是优选的。但是,如果过长,则为了制作突出部切断而成为无用的柔性薄膜基板也变长。另一方面,在柔性薄膜基板的制造中,为了操作及供电等而单张薄膜的周围30mm左右的区域成为不能用于产品的部分的情况较多。所以,如果使用该区域制作突出部,则不再有仅为了制作突出部而成为无用的柔性薄膜基板,所以是优选的。因而,输送用空间优选地在输送方向上以1.5~30mm的长度突出、将其突出部与相邻的柔性薄膜基板叠合。
另外,为了稳定地输送长条薄膜电路基板,柔性薄膜基板相互的连结强度优选为5N以上,更优选为10N以上。连结强度是对オリエンテツク公司制“テンシロン”添加加热部、在测量环境温度150℃下测量的。
在本发明中,柔性薄膜基板的输送方向的端部优选地以正交于输送方向的方向的整个宽度与相邻的柔性薄膜基板叠合并固定。除了上述突出部以外,如果将输送方向的端部以整个宽度叠合并固定,则在后段的电子部件装载工序及检查工序等中输送时,能够避免长条薄膜电路基板的叠合部中央部浮起、与临近的部件钩挂或擦碰那样的输送故障的发生。
在将输送方向的端部以整个宽度叠合的情况下,从减少电路图案的损失的方面来看,该叠合部的输送方向的长度优选为除了输送用空间以外在电路图案间的间隙以下。当前的标准的电路图案的重复长度为23.75mm~33.25mm,其中,各电路图案的间隙为0.5mm~4.75mm。但是,为了进行柔性薄膜基板的有效利用,电路图案的间隙有变小的趋势,最近也有各电路图案的间隙为1mm左右的情况。因而,在将输送方向的端部以整个宽度叠合的情况下,更优选的是,除了输送用空间以外,输送方向的长度为1mm以下的长度。
上述那样叠合的输送用空间及柔性薄膜基板的输送方向端部为了防止输送时的故障而优选地通过设在叠合部之间的粘接层固定。另外,粘接层不需要均匀地设在叠合部上,也可以以点状、条纹状、栅格状等不连续地涂敷。
作为粘接层,只要能够将叠合的输送用空间及柔性薄膜基板的输送方向的端部相互粘接固定、并且能承受封固树脂硫化(cure)工序等加热工序就可以。例如,可以采用聚酰亚胺类、环氧类、丙烯酸类、聚氨酯类的粘接剂。此外,也可以将一般用于薄膜电路基板的保护的称作阻焊油墨的材料作为粘接剂使用。
作为聚酰亚胺类树脂,有SN-9000(日立化成工业(株)制),作为环氧类树脂,有NPR-5、NPR-11(日本ポリテツク(株)制)及CCR-232GF((株)アサヒ化学研究所制),作为聚氨酯类树脂,有“プレ-ンセツト”AE-70-M11等。
粘接层优选为耐热性较高。因此,树脂的玻化温度(Tg)优选为100℃以上,如果考虑到有半导体封固材料等的热硬化处理等热处理的工序,则更优选为150℃以上。作为这样的树脂,优选为聚酰亚胺类树脂及环氧类树脂。聚酰亚胺类树脂及环氧类树脂耐久性都较高,而聚酰亚胺类树脂由于耐化学性也较高,所以更优选。
叠合后的柔性薄膜基板除了如上述那样通过夹在两片柔性薄膜基板之间的粘接层固定以外,只要在电路图案的间隙所夹的范围内,也可以通过扣眼、铆钉、线等机械地固定。也可以将粘接层的固定与机械地连结固定的方法组合。此外,即使不经由粘接层而直接将薄膜彼此熔融固化来固定,也可以从叠合后的两片柔性薄膜基板之上在电路图案的间隙所夹的范围内粘贴粘接带来固定。
在本发明中,优选地设置形成于柔性薄膜基板上的电路图案的保护层。该保护层只要由能够保护柔性薄膜基板上的电路的树脂构成就可以,没有特别的限制。一般可以采用用于薄膜电路基板的保护的感光性或热硬化性的称作阻焊油墨的材料。具体而言,可以举出聚酰亚胺类、环氧类、聚氨酯类树脂。作为聚酰亚胺类树脂,有SN-9000(日立化成工业(株)制),作为环氧类树脂,有NPR-5、NPR-11(日本ポリテツク(株)制)及CCR-232GF((株)アサヒ化学研究所制),作为聚氨酯类树脂,有“プレ-ンセツト”AE-70-M11等。
电路图案的保护层和夹在柔性薄膜基板之间的粘接层更优选为相同组成的树脂。将保护层与粘接层用相同组成的树脂构成由于实质上能够同时形成这些保护层与粘接层,所以能够减少制造工序。进而,由于能够减少热处理次数,所以能够抑制构成柔性薄膜基板的基底薄膜与电路图案的粘接性降低。
另外,在没有将柔性薄膜基板的输送方向端部以整个宽度叠合的情况下,认为在一个柔性薄膜基板的输送方向端部与另一个柔性薄膜基板的输送方向端部之间存在微小的间隙。在此情况下,优选地通过以点状或线状添加的树脂或窄幅的粘接带等将两片柔性薄膜基板之间填埋。这样,通过用较大的面积将两片柔性薄膜基板接合,能够改善因扭转造成剥离的容易度。
此外,在本发明中,也可以在电路图案中加入电阻元件及电容元件。进而,也可以在柔性薄膜基板的至少一个面上层叠绝缘层和配线层来实现多层化。
图1表示本发明的长条薄膜电路基板的优选的形态的一例。另外,图1(a)时长方状柔性薄膜基板的概略图。图1(b)是连结前的两片柔性薄膜基板的输送方向端部的放大图。图1(c)是表示将图1(b)所示的两片柔性薄膜基板的输送方向端部叠合而固定的状态的图。
长条薄膜电路基板如图1(a)所示,在各柔性薄膜基板1上形成有电路图案2,覆盖电路图案2而形成有保护层3。在柔性薄膜基板1的对置的一对端部上,设有输送用空间4a、4b。输送用空间4a、4b如图1(b)所示,向输送方向突出(5a、5b)。输送用空间4a、4b的突出部5a、5b如图1(c)所示,叠合在另一个柔性薄膜基板1b的输送用空间上,经由粘接层6a、6b固定而构成长条薄膜电路基板1d。另外,附图标记7表示电路图案间的间隙长度,附图标记8表示输送用孔(定位孔)。
突出部5a、5b的宽度9(即正交于输送方向的方向上的长度)从固定时的强度的方面来看优选为较宽,优选为输送用空间的最大宽度。COF的输送用空间一般为单侧3~4mm。此外,突出部5a、5b的输送方向的长度10为了确保固定时的强度而优选为较长,优选为1.5mm以上,更优选为2mm以上。
另外,柔性薄膜基板1如图2所示,优选地在1片单张薄膜13上形成多张,但单张薄膜13的周围30mm左右为了进行处理及供电等而成为不作为产品使用的部分的情况较多。所以,优选地使用该不作为产品使用的部分制作突出部5a、5b。不再有仅为了制作突出部而变为无用的柔性薄膜基板。因而,突出部5a、5b的长度的上限优选为在输送方向上为30mm,更优选为20mm。
图3中表示优选的形态的另一例。另外,图3(a)是长方状柔性薄膜基板的概略图。图3(b)是连结前的两片柔性薄膜基板的输送方向端部的放大图。图3(c)是表示将图3(b)所示的两片柔性薄膜基板的输送方向端部叠合而固定的状态的图。
在该实施方式中,如图3(a)所示,柔性薄膜基板的基本结构与图1所示的长条薄膜电路基板相同。此外,如图3(b)所示,一个柔性薄膜基板的突出部15a、15b叠合在另一个柔性薄膜基板上、经由粘接层16a、16b固定这一点也现同。但是,在图3的长条薄膜电路基板中,还将两片柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于输送方向的方向的整个宽度经由粘接层17叠合并固定。
图4、图5中表示优选的另一形态。在图4所示的长条薄膜电路基板中,各柔性薄膜基板1a、1b的一对输送用空间4a、4b中的一个向输送方向突出(突出部25),而另一个向与输送方向相反的方向突出(突出部26)。其他方面与图3所示的形态相同。在图5所示的长条薄膜电路基板中,各柔性薄膜基板1a、1b的一对输送用空间4a、4b也向输送方向突出(突出部21a、21b),但也向与输送方向相反的方向突出(突出部20a、20b)。将突出部20a与21a和突出部20b与21b分别叠合并固定。
在制造上述那样的本发明的长条薄膜电路基板时,首先通过单张方式制造柔性薄膜基板。所谓单张方式,不是通过TAB及COF将一般的从卷抽出的基底薄膜一边输送一边实施作为柔性薄膜基板需要的加工、卷绕到另一个卷上的卷对卷方式,而是将片状的基底薄膜输送而实施作为柔性薄膜基板需要的加工的方式。单张的柔性薄膜基板然后如下述这样被接合,成为长条薄膜电路基板。
长条薄膜电路基板是通过下述工序而得到的,即,(a)将多个柔性薄膜基板经由可剥离的有机物层配置并固定在支承板之上,(b)将这些多个柔性薄膜基板相互接合,(c)将接合后的柔性薄膜基板从支承板剥离。
根据这样的本发明的方法,由于在经由可剥离的有机物层固定在支承板上的状态下将多个柔性薄膜基板接合,所以能够使接合的工序自动化,处理变得容易。此外,由于能够实现自动化,所以也能够确保较高的位置精度,能够将两片柔性薄膜基板更可靠地接合。
在柔性薄膜基板上也可以预先形成电路图案,但也可以在上述工序中形成电路图案。在能够得到低变形而高尺寸精度的方面,优选地在工序(a)和工序(b)之间进行。
电路图案只要通过金属面腐蚀法、半添加法、全添加法等技术形成就可以。其中,在能够形成细微图案的方面,优选地通过半添加法及全添加法形成。
全添加法是以下这样的过程。在柔性薄膜基板的形成电路图案的面上实施钯、镍、铬等的催化剂添加处理,进行干燥。这里所谓的催化剂,是指虽然原样不能作为镀层成长的核发挥作用、但通过进行活性化处理而成为镀层成长的核的物质。接着,通过旋转涂敷机、刮刀涂敷机(blade coater)、辊涂敷机、杆涂敷机、模涂敷机、网版印刷机等涂敷光致抗蚀剂并干燥。将光致抗蚀剂经由既定图案的光掩模曝光、显影,在不需要镀层膜的部分上形成抗蚀剂层。然后,进行催化剂的活性化处理后,将柔性薄膜基板浸渍到由硫酸铜和甲醛的组合构成的非电解镀层液中,形成例如厚度2~20μm的铜镀层膜,得到电路图案。
半添加法是以下这样的过程。在柔性薄膜基板的形成电路图案的面上溅镀铬、镍、铜或它们的合金,形成例如厚度1~100nm的基底层。接着,在基底层之上再形成例如厚度50~3000nm的铜溅镀膜。该铜溅镀膜具有确保用来进行之后接着的电解镀层的充分的导通、及金属层的粘接力提高以及防止针孔缺陷的效果。在这样形成的基底层、铜溅镀膜之上通过旋转涂敷机、刮刀涂敷机、辊涂敷机、模涂敷机、网版印刷机等涂敷光致抗蚀剂并干燥。然后,将光致抗蚀剂经由既定图案的光掩模曝光、显影,在不需要镀层膜的部分上形成抗蚀剂层。接着,以基底层及铜溅镀膜为电极进行电解镀层。作为电解镀层液,使用硫酸铜镀层液、氰化铜镀层液、焦磷酸铜镀层液等。形成铜镀层膜后,将光致抗蚀剂剥离,接着通过轻蚀刻将基底层除去,得到电路图案。再根据需要而实施金、镍、锡等的镀层。另外,在形成基底层之前,也可以为了提高粘接力而对柔性薄膜基板表面进行等离子体处理、反溅镀处理、底层涂敷、粘接剂层涂敷等。其中,环氧树脂类、丙烯酸树脂类、聚酰胺树脂类、聚酰亚胺树脂类、NBR类等的粘接剂层涂敷改善粘接力效果较好,是优选的。
此外,在本发明中,在最初的柔性薄膜基板宽度较宽的情况下,在工序(b)的前后或工序(c)之后切割为既定的宽度、例如35mm。作为在支承板上切割柔性薄膜基板的方法,使用激光、高压水喷射等的方法。此外,如果是在将柔性薄膜基板从支承板剥离后切割,则除了激光、高压水喷射的方法以外,也可以采用刀具的切割或汤普森刀具的脱模等的方法。
在柔性薄膜基板上没有设置定位孔的情况下,也同样在工序(b)的前后或工序(c)之后进行开孔。在支承板上通过激光、高压水喷射等进行开孔即可,此外如果是从支承板剥离后则通过冲切进行开孔即可。其中,由于定位孔数量较多、通过激光或高压水喷射加工时间变长,所以在从支承板剥离后通过冲切形成定位孔在提高生产率方面是优选的。
在本发明中,也可以将预先被切断以使输送用空间的至少一部分成为沿着平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出的形状的柔性薄膜基板通过上述(a)~(c)所记载的方法连接来做成长条薄膜电路基板,但也可以将长方形的柔性薄膜基板通过上述(a)~(c)所记载的方法临时连接而长条化,一边将该长条化后的柔性薄膜基板切断以使输送用空间的至少一部分成为沿着平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出的形状一边进行正式连接,来做成长条薄膜电路基板。
即,(a’)将长方形的多个柔性薄膜基板经由可剥离的有机物层配置固定在支承板上,(b’)将这些多个柔性薄膜基板相互通过粘接带等临时连接,(c’)将接合后的柔性薄膜基板从支承板剥离而长条化。(d’)接着,将该长条化后的柔性薄膜基板以临时连接的部分为中心通过金属模等切断除去,以使输送用空间的至少一部分成为沿着平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出的形状。此时,切断除去的部分的前后的柔性薄膜基板通过真空吸附等保持。(e’)然后,在通过真空吸附等保持着分割后的两片柔性薄膜基板的状态下使一个或两者移动,将一个柔性薄膜基板的突出的输送用空间叠合到另一个柔性薄膜基板的输送用空间上并固定(正式连接),做成长条薄膜电路基板。
在这样的方法中,由于将柔性薄膜基板固定在支承板上并临时连接,所以也能够使接合的工序自动化,处理变得容易。此外,由于能够实现自动化,所以也能够确保高位置精度,更可靠地将两片柔性薄膜基板临时连接。当然,由于接着临时连接的正式连接的精度受临时连接的精度的影响,所以如果以高精度实施临时连接,则能够确保正式连接的精度,并且能够使正式连接装置的构造变得简单。
在柔性薄膜基板上也可以预先形成有电路图案,但也可以在上述工序中形成电路图案。在低变形并能够得到高尺寸精度的方面,优选地在工序(a’)和工序(b’)之间进行。在最初的柔性薄膜基板宽度较宽的情况下,优选地在工序(c’)和工序(d’)之间、或者在工序(e’)之后进行切割加工,做成在后面的工序中使用的宽度。在柔性薄膜基板上没有设有定位孔的情况下也优选地在工序(c’)和工序(d’)之间、或者在工序(e’)之后进行冲切加工。
以下,对于在上述哪一种方法中都共用的点进行说明。
在电路图案的最外端配置有测试用电极(不留在产品中)的情况下,可以将柔性薄膜的设有测试用电极的部分用于接合,将与设有测试电极侧相反侧的面接触在另一个柔性薄膜上而叠合。
为了将多个柔性薄膜基板相互接合,预先在柔性薄膜基板的对置的一对端部上设置输送用空间。使该输送用空间的至少一部分向柔性薄膜基板的输送方向突出,将突出的输送用空间叠合到相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上并固定。通过这样将多个柔性薄膜基板固定,作为长条薄膜电路基板的连结强度变高,并且能够减少连结部分处的损失。进而,不仅能够减少连结带来的柔性薄膜基板的损失,而且能够减少在将电子部件接合到长条薄膜电路基板上时的、用来识别连结部并空进给的时间损失。
输送用空间如上所述,优选的是,在输送方向上以1.5~30mm的长度突出,将该突出部与相邻的柔性薄膜基板叠合并固定。通过将柔性薄膜基板在宽度方向端部上以较大的面积接合,能够防止扭转带来的从柔性薄膜基板宽度方向端部的剥离。此外,也能够减少因形成突出部而变为无用的柔性薄膜基板。
形成突出部的方法没有特别的限制,但可以举出通过使用考虑突出部的形状的金属模的冲切而冲裁的方法、使YAG等的激光沿着期望的突出部的形状扫描而裁断的方法。
在本发明中,如上所述,也优选地将柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于输送方向的方向的整个宽度与相邻的柔性薄膜基板叠合。在以整个宽度叠合的情况下,其输送方向的长度除了输送用空间以外优选为电路图案间的间隙以下。更优选为在输送方向上为1mm以下的长度。
另外,在将柔性薄膜基板的输送方向端部不以整个宽度叠合的情况下,考虑在一个柔性薄膜基板的输送方向端部与另一个柔性薄膜基板的输送方向端部之间会形成微小的间隙。在此情况下,优选地以点状或线状添加树脂以将该间隙填埋。树脂既可以通过分配器添加到形成在两片柔性薄膜基板之间的间隙中,也可以将片状的树脂配置到形成于两片柔性薄膜基板之间的间隙中。树脂的添加既可以在将两片柔性薄膜基板连结的工序中进行,也可以在连结后的另一工序中进行。此外,也可以使用粘接带。
作为将多个柔性薄膜基板固定的方法,优选地在叠合的两片柔性薄膜基板之间形成由上述那样的树脂构成的粘接层并固定。除了利用粘接层的固定以外,在电路图案的间隙所夹的范围内也可以通过扣眼、铆钉、线等机械地连结固定。也可以将树脂的粘接固定与机械的连结固定组合。并且,也可以直接将薄膜彼此固定。具体而言,只要通过使用激光将叠合的薄膜的界面局部地加热而粘接、或者通过超声波焊机将叠合部加热来粘接就可以。此外,还优选地在叠合后将粘接带粘贴在电路图案间隙所夹的范围内并固定。
形成粘接层的方法只要是能够将两片柔性薄膜基板固定的方法就可以,没有特别的限制。例如,只要将上述那样的树脂通过网版印刷法涂敷在柔性薄膜基板的叠合部上或使用分配器供给、然后干燥、硫化就可以。在此情况下,只要使用液状、凝胶状树脂就可以。此外,也可以如TSA-6705(东レ(株)制)等那样,将片状的粘接层通过冲切等加工为需要的形状来使用。
在经由粘接剂将柔性薄膜基板固定时,通过将粘接层加热而将树脂暂时熔融,然后冷却、硬化。加热温度优选为比使用的树脂的玻化温度(Tg)高的温度,以使树脂充分熔融而使紧贴力增大。一般聚酰亚胺类阻焊剂的Tg是200~250℃左右,所以使用聚酰亚胺类树脂时的加热温度优选为250℃以上,更优选为300℃以上。
另外,在将粘接层加热时,优选为不将叠合的柔性薄膜基板整体加热,而是仅将叠合的部分局部地加热。例如,在电路图案是锡镀层的情况下,从防金属须对策及金属接合条件的方面出发而将纯锡膜厚控制在既定范围内。但是,如果通过将粘接层加热而也使电路图案受到热履历,则有可能使纯锡膜厚从既定的范围偏离。
为了提高生产率,将粘接层加热的时间优选为较短。因此,一边加压一边加热是有效的,另一方面,如果过于加压则柔性薄膜基板有可能变形,所以优选为在0.1~3N/mm2的范围内加压。此外,通过使用热传导率较小的台等来限制热的扩散,能够缩短接合所需要的时间。
此外,也可以不预先形成粘接层而是一边形成粘接层一边将两片柔性薄膜基板叠合并固定。在此情况下,只要将液状粘接剂通过分配器等涂敷在一个柔性薄膜基板的叠合部上并干燥、从其上方载置连结的另一个柔性薄膜基板并硫化就可以。在采用无溶剂型粘接剂的情况下,可以省略涂敷后的干燥。
进而,粘接层如果过薄则粘接强度变小,而如果过厚则在接合时有可能从接合部露出,所以优选为使干燥后的厚度为0.5μm~20μm的范围内,更优选为1μm~10μm的范围。
在本发明中,还优选地形成在柔性薄膜基板上形成的电路图案的保护层。作为保护层,可以使用上述那样的树脂。
作为形成保护层的方法,只要将上述那样的树脂通过旋转涂敷机、刮刀涂敷机、辊涂敷机、杆涂敷机、模涂敷机、网版印刷机、分配器等涂敷、干燥、硫化就可以。例如,在使用感光性阻焊剂的情况下,通过旋转涂敷机、刮刀涂敷机、辊涂敷机、杆涂敷机、模涂敷机等将该感光性阻焊剂均匀地涂敷在形成有电路图案的柔性薄膜基板上并干燥、曝光、显影、硫化,而形成保护层。在使用热硬化性阻焊剂的情况下,通过网版印刷机或分配器将该热硬化性阻焊剂配合电路图案的形状而涂敷、干燥、硫化,形成保护层。
在本发明中,形成电路图案的保护层并且形成夹在柔性薄膜基板之间的粘接层。即,优选地将保护层与粘接层实质上同时形成。一般构成电路图案的铜有因反复进行热处理而与塑料薄膜的粘接力降低的趋势。通过将保护层与粘接层实质上同时形成,能够减少热处理次数,所以能够抑制柔性薄膜基板与电路图案的粘接力性下降。此外,在电路图案是锡镀层的情况下,有使纯锡膜厚的控制变得容易的效果。
作为将保护层与粘接层实质上同时形成的方法,有例如通过网版印刷等将树脂同时供给到一张柔性薄膜基板上的保护层形成部与粘接层形成部、然后干燥并硫化的方法。为此,需要进行掩模设计以便能够将树脂不仅涂敷在电路图案的保护层的部分上、而且涂敷在多个柔性薄膜基板的连结部上。此外,还有通过分配器等将树脂依次供给到一张柔性薄膜基板上的保护层形成部与粘接层形成部、然后同时干燥并硫化的方法。进而,还有将预先成形的片状的树脂粘贴在保护层形成部与粘接层形成部上并硫化的方法。使用分配器或片状树脂的方法在粘接层与保护层厚度不同的情况等是优选的。另外,保护层与粘接层如果将涂敷工序分开进行而同时进行然后的干燥、硫化工序,则减少了热处理工序,是优选的。
本发明的长条薄膜电路基板如上所述,将多个柔性薄膜基板在支承板上接合。
在将柔性薄膜基板配置在支承板上时,也可以使用预先切割为期望的大小的单张的基底薄膜,将该基底薄膜作为柔性薄膜基板固定在支承板上,也可以一边从长条辊将基底薄膜抽出一边将其作为柔性薄膜基板固定在支承板上并切断。
作为支承板,优选为线膨胀系数及吸湿膨胀系数小的板,具有钠石灰玻璃、硼硅酸类玻璃、石英玻璃等无机玻璃、氧化铝、氮化硅、氧化锆等陶瓷、不锈钢、因瓦合金、钛等金属、还具有玻璃纤维加强树脂。其中,在容易得到适当的柔性的方面,优选为无机玻璃和金属板。进而,根据耐热性、耐化学性良好的方面、容易便宜地得到大面积且表面平滑性高的基板的方面、不易塑性变形的方面、不易因与输送装置的接触而产生微粒的方面、为绝缘体而没有因电解镀层造成的析出的方面等,以无机玻璃为主成分的板是特别优选的。
在使用薄玻璃基板作为支承板的情况下,因柔性薄膜基板的膨胀、收缩力而翘曲及扭转变大、在真空吸附到平坦的载置台上时有时玻璃基板会碎裂。此外,还有因真空吸附、拆脱而柔性薄膜基板变形、难以确保位置精度的倾向。因而,玻璃基板的厚度优选为0.3mm以上。另一方面,在使用厚玻璃基板的情况下,难以为了剥离而弯曲,因壁厚不匀而使平坦性下降,曝光精度也降低。此外,机器人等的处理负荷变大而不能进行迅速的动作,生产率降低。从这些方面出发,玻璃基板的厚度优选为1.1mm以下。
在使用薄金属板作为支承板的情况下,因柔性薄膜基板的膨胀、收缩力而翘曲及扭转变大,不能真空吸附到平坦的载置台上,因为柔性薄膜基板对应于金属基板的翘曲及扭转的发生量而变形,不能确保既定的位置精度。此外,如果有折断则在该时刻成为不合格品。因而,金属板优选为0.1mm以上。另一方面,在厚金属板的情况下,因壁厚不匀而使平坦性下降,难以进行用来剥离的弯曲,曝光精度也降低。此外,机器人等的处理负荷变大而不能进行迅速的动作,生产率降低。从这些方面出发,金属板的厚度优选为0.7mm以下。
在将柔性薄膜基板配置到支承板上时,将可剥离的有机物层夹在支承板与柔性薄膜基板之间。作为该可剥离的有机物,需要是在加工中具有用来防止柔性薄膜基板移动的足够的粘接力、在剥离时能够容易地剥离、不使柔性薄膜基板发生变形的物质。因而,优选为具有从弱粘接性到中粘接性区域的粘接力的物质。具体而言,可以举出丙烯酸类或聚氨酯类的称作再剥离剂的粘接剂。也可以使用有粘性的硅酮树脂或有粘性的环氧树脂。
此外,在低温区域中粘接力、粘合力减少的物质、通过紫外线照射而粘接力、粘合力减少的物质、还有通过热处理而粘接力、粘合力减少的物质等也优选地作为可剥离的有机物使用。在它们之中,通过紫外线照射而变化的物质的粘接力、粘合力的变化较大,是优选的。作为通过紫外线照射而粘接力、粘合力减少的物质,可以举出双液交联型的丙烯酸类粘接剂。此外,作为在低温区域中粘接力、粘合力减少的物质,可以举出在结晶状态与非结晶状态之间可逆地变化的丙烯酸类粘接剂。
可剥离的有机物层优选为,与支承板的粘接力比与柔性薄膜基板的粘接力大。作为控制与各自的粘接力的方法,有在支承板上涂敷可剥离的有机物、在将空气隔断的状态下进行既定期间的交联的方法。通过该方法,相对于面向支承板侧的粘接力,使与支承板相反侧(柔性薄膜基板侧)的面的粘接力降低,能够在两侧的粘接力中产生差异。
上述可剥离的有机物层如果变薄则平面性变差,此外会在膜厚不匀带来的粘接力、即在剥离时需要的力中发生不匀,所以优选为0.1μm以上,更优选为0.3μm以上。另一方面,可剥离的有机物层如果变厚则有机物层向柔性薄膜基板的投锚性变好,所以粘接力变强。因而,优选为20μm以下,更优选为10μm以下。进而,在将电子部件接合到形成在柔性薄膜基板上的电路图案上情况下,该电路图案的位置精度变得重要,所述柔性薄膜基板处于支承板上。因而,为了抑制电路图案的厚度方向的位置较大地变化,可剥离的有机物层的厚度特别优选为5μm以下。
另外,可剥离的有机物层在加热压接电子部件时有变形而在其表面上形成凹凸的情况。如果有机物层较厚则变形量也容易变大,有接合部的电路图案沉入而在配线电路的可靠性方面发生问题的情况。即,在沉入较大时,有时电路图案会与电子部件的边缘接触而发生短路。因而,为了确保配线电路的可靠性,优选地使沉入量为6μm以下,更优选为3μm以下。另外,沉入量为形成在可剥离的有机物层的表面上的凹凸的高低差。
在将接合后的柔性薄膜基板从支承板剥离时,如图6所示,剥离中的柔性薄膜基板53与支承板51所成的角、即剥离角50的范围优选为1°以上80°以下。如果剥离角50过大,则有时会在剥离点处在柔性薄膜基板53上的由金属构成的电路图案中发生折断或变形。另一方面,如果剥离角50过小,则将柔性薄膜基板53拉伸的方向的力与用于柔性薄膜基板53的剥离的力相比过大,成为电路图案及柔性薄膜基板53的塑性变形的原因。因而,用来将柔性薄膜基板53以低应力从支承板51无变形地剥离的剥离角的范围优选为1°以上80°以下,更优选为2°以上70°以下,最优选为5°以上60°以下。
为了这样控制剥离角50,优选地使柔性薄膜基板53一边顺沿于具有曲率的剥离辊55一边剥离。剥离辊55的曲率半径优选为50mm以上700mm以下。将接合并剥离后的柔性薄膜基板通过卷绕机构卷绕到卷上。
另外,这样的剥离方法对于上述的一个步骤的连接方法、以及分为临时连接、正式连接的两个步骤的连接方法都可以采用。
此外,在本发明中,在将多个柔性薄膜基板相互接合前,优选地将IC芯片、电阻及电容器等电子部件安装到电路图案上。由于柔性薄膜基板贴合在支承板上,所以能够进行电路图案与电子部件的高精度的连接。
作为电路图案与电子部件的连接方法,有将形成在电路图案的连接部上的锡、金、钎焊等的金属层和形成在电子部件的连接部上的金或钎焊等的金属层加热压接而进行金属接合的方法、以及在电路图案与电子部件之间涂敷各向异性导电性粘接剂或非导电性粘接剂、一边将电路图案的金属层与形成在电子部件的连接部上的金属层压接一边使该各向异性导电性粘接剂或非导电性粘接剂硬化而机械地接合的方法等。
接着,对本发明的长条薄膜电路基板的制造装置进行说明。
本发明的制造装置具备将一个柔性薄膜基板通过可剥离的有机物层接合到固定于支承板上的另一个柔性薄膜基板上的连接机构、和卷绕接合后的柔性薄膜基板的卷绕机构。优选地,连接机构具备输送固定有柔性薄膜基板的支承板的输送机构,卷绕机构具备将接合后的柔性薄膜基板从支承板剥离的剥离机构。
具体而言,例如如图7所示,由多个支承板103a、103b、103c、保持并输送这些支承板的多个载置台104a、104b、104c、对置配置在支承板上的可上下移动的加热加压机构105、控制将接合的柔性薄膜基板从支承板103剥离时的剥离角的剥离辊106、和卷绕剥离后的柔性薄膜基板的卷绕辊108等构成。
多个支承板103a、103b、103c及载置台104a、104b、104c分别沿输送方向排列设置,使相邻的支承板、载置台的端部分别相互对接。
在支承板103a、103b、103c上设有可剥离的有机物层,在其上配置固定有柔性薄膜基板101a、101b。此时,柔性薄膜基板101a、101b配置为,使其突出部从距离突出部最近的支承板的端部露出(参照柔性薄膜基板101b)。另外,突出部可以在将柔性薄膜基板101配置在支承板103上的状态下形成,但也可以在配置到支承板103上之前预先形成突出部。
载置台104a、104b、104c配合剥离辊106的旋转而沿着设于基台112上的轨道113向图中箭头114方向移动。在载置台104a、104b、104c的上表面上配置有吸引孔,通过未图示的真空源将载置的支承板103a、103b、103c吸附保持在表面上。
在这样构成的装置中,将固定有柔性薄膜基板101a的支承板103a沿着轨道113向图中箭头114方向输送,将其端部与先输送的支承板103b对接。结果,固定于支承板103b上的柔性薄膜基板101b的突出部叠合在固定于支承板103a上的柔性薄膜基板101a上。
图8中表示将一个柔性薄膜基板接合到支承板上的另一个柔性薄膜基板上的部分的放大图。如该图所示,先输送的柔性薄膜基板101b的突出部115经由粘接层116叠合在后续的柔性薄膜基板101a的输送用空间上。
另外,在支承板端部对接时,进行控制,在将后续的柔性薄膜基板101a与先行的柔性薄膜基板101b对靠之前,通过真空吸附夹具等(未图示)保持突出部115并提起,将后续的柔性薄膜基板101a与先行的柔性薄膜基板101b对靠后,使突出部115与粘接层116接触。
接着,通过加热加压机构105将叠合部加热加压。作为加热加压机构105,优选地使用使加热加压面配合叠合部的形状以便仅加热叠合部而设计加工的、可升温的夹具。通过将该夹具推抵在叠合部上并加热、然后拉离,能够局部地加热和加压。也可以将夹具加热后推抵在叠合部上。此外,也优选地通过加热器台或红外线等辅助加热。
作为具体的加热加压机构105,优选为例如图9所示那样的机构。图9(a)是加热加压机构105的侧视图,图9(b)是仰视图。图9所示的加热加压机构105在加热器块117的前端上设有配合形成于叠合部上的粘接层的形状的头118。受加热器块117加热的头118在未图示的升降机构的作用下向叠合部方向下降,从上方推压配置于粘接层116上的突出部115。作为升降机构,可以采用气缸或液压缸。通过这样构成的加热加压机构105能够局部地加热粘接层,将两片柔性薄膜基板连结。
将连结后的柔性薄膜基板通过卷绕机构从支承板剥离并卷绕。卷绕机构由控制剥离角的剥离辊106、长条化后的柔性薄膜基板的卷绕辊108、和辅助柔性薄膜基板的行进的辊107等构成。
剥离辊106经由轴119结合在未图示的测量剥离辊106的旋转角速度的编码器、控制施加给辊的转矩的电磁离合器及旋转马达上。剥离辊106的旋转轴的自由度只是旋转方向,构成为,通过载置台104将柔性薄膜基板101向图中箭头114方向进给,进行剥离。通过做成这样的结构,使卷绕机构简单化。另外,剥离辊106的旋转与载置台104的水平移动分别独立地进行,被控制以将柔性薄膜基板101从支承板103连续地剥离。
也可以在剥离辊106的表面上配置吸附孔,通过真空源(未图示)吸附接触柔性薄膜基板101的部分。
剥离辊106的表面的材质没有特别的限制,但优选为塑料或橡胶、发泡塑料等弹性体,即具有缓冲性的材质。防止给柔性薄膜基板带来伤痕。此外,通过弹性变形也吸收了连接在柔性薄膜基板上的电路图案上的电子部件的高度、或者用于柔性薄膜基板的临时连接的粘接带的高度。结果,能够防止在电子部件及粘接带的边缘发生柔性薄膜基板及电路图案的折断。在剥离辊106上形成加工有对应于电子部件的凹部的情况下,有通过该凹部的边缘使得不易在柔性薄膜基板上发生折断等的效果。
此外,作为剥离辊106的表面的材质,优选为硅酮树脂等的具有粘性的材质。能够防止随着剥离的进行而使柔性薄膜基板的伸长累积、剥离辊106与柔性薄膜基板之间的偏差量增加。结果,能够抑制伴随着剥离的进行的剥离角的增加。作为粘性的标准,优选为,在将支承板的表面材质与柔性薄膜基板叠合后剥离时、180°方向的剥离强度为9.8N/m以下。
如果剥离辊106的表面过于柔软,则柔性薄膜基板的剥离难以相对于垂直于剥离进行方向的方向均匀地进行。在装载有电子部件的情况或在柔性薄膜基板上设有定位孔的情况下容易发生故障。即,在与柔性薄膜基板的剥离进行垂直方向上容易发生张力不匀,有柔性薄膜基板及电路图案变形、损害位置精度的情况。另一方面,如果剥离辊106的表面过硬,则在如上述那样加工形成有对应于电子部件的凹部的情况下,容易因凹部的边缘在柔性薄膜基板上发生折断,此外还有因摩擦而使电路图案损伤的情况。因而,作为剥离辊106的表面的材质,优选为JIS-A硬度为30°~80°的弹性体。
此外,与柔性薄膜基板101接触的剥离辊106的表面为了抑制因剥离带电造成的柔性薄膜基板101的带电电位而优选为防电性或导电性。如果带电电位变大,则有可能发生放电而损伤电路图案及电子部件。通过使防电性或导电性部件接触在与柔性薄膜基板的剥离面相反侧的面上,即使在剥离面上产生的电荷相同也能够降低电位,所以能够防止放电。作为防电性材料,优选为含有导电性材料、表面电阻为1012Ω以下的塑料、橡胶、发泡塑料等。
对剥离辊106赋予了考虑到在形成有电路图案的柔性薄膜基板101中容许的变形量和剥离性的曲率半径,但也可以赋予部分不同的曲率半径。
接合后的柔性薄膜基板在这样构成的卷绕机构中沿着剥离辊106行进,被从支承板103剥离。此时,驱动卷绕辊108而对柔性薄膜基板施加张力。
在卷绕机构中,优选地设有与剥离辊106一起将剥离的柔性薄膜基板的连结部暂时夹持的夹持机构120。夹持机构120优选地构成为,在与剥离辊106一起将柔性薄膜基板的连结部夹持时,与剥离辊106一起绕轴119旋转,在气缸(未图示)等的作用下从剥离辊106离开时,能够以轴119为中心自如地旋转。
剥离中的柔性薄膜基板与支承板所成的角即剥离角如上所述,优选为1°以上80°以下,但为了控制它而例如如下这样进行。
如果设剥离辊106的半径为R,则通过对该R乘以由编码器观测到的旋转角速度,计算出剥离辊106表面处的圆周速度V1。在通过夹持机构120夹持柔性薄膜的情况下,使剥离辊106表面处的圆周速度V1比载置台104的水平移动速度V2大,并且V1被限制机构控制在不低于V2的范围内,以使施加给剥离辊106的转矩不超过既定的值。通过这样控制,能够抑制柔性薄膜基板的伸长带来的剥离角的扩大而稳定地进行剥离,此外,能够抑制柔性薄膜基板及形成在其上面的电路图案的变形。
V1、V2及转矩的控制可以通过机械式、电子式或两者的组合来进行。作为机械式转矩控制方式,可以采用称作滑环(slipring)的方式等,在简单的方面是优选的。作为电子式转矩控制方式,可以通过转矩传感器与伺服马达的组合等来实现,在控制的准确程度及控制的自由度较高的方面是优选的。V1、V2的初始设定值优选为V1/V2为1.01以上。转矩限制的设定值设定在足够防止伴随着剥离的进行的剥离角的增加、并且不会引起由金属构成的电路图案及柔性薄膜基板的塑性变形的范围内,可以根据柔性薄膜基板的材质及宽度、厚度而适当地选择。为了独立地控制V1和V2,柔性薄膜基板101优选地在与剥离辊106之间设置0.5~5mm的间隙。
另外,在不使用夹持机构120的情况下,通过卷绕辊108的张力控制和剥离辊106的旋转速度控制进行V1与转矩的控制。
V1、V2及转矩的控制是通过控制装置111进行的。该控制装置111除此以外还控制载置台104的移动和真空吸附、剥离辊106的旋转、卷绕辊108的旋转、加热加压机构105的升温和上升下降等。
通过未图示的移载机构将剥离了柔性薄膜基板后的支承板103c从载置台取除。取除了支承板103c的载置台104c通过未图示的移动机构移动到载置台104a的左侧,装载新的柔性薄膜基板。
另外,在没有先行的柔性薄膜基板的情况下,将最初的柔性薄膜基板接合到引导薄膜上。卷对应的装置通常从抽出卷及卷绕卷到进行既定处理的部分有几十cm到几m的薄膜通道。因而,需要在由该装置处理的柔性薄膜基板的卷绕开始及卷绕结束部位连接引导薄膜。因而,在图7所示的装置中,优选地将引导薄膜的一端固定到卷绕辊108上,经过辊107、剥离辊106将相反侧的端部接合到最初的柔性薄膜基板的剥离开始端上之后开始剥离。在没有后续的柔性薄膜基板的情况下也同样,将适当长度的引导薄膜连接到最后的柔性薄膜基板上,卷绕到卷绕辊上。
此外,作为柔性薄膜基板,也可以将预先使输送用空间向平行于输送方向的方向突出的基板固定在支承板上,但在固定在支承板上之后通过激光加工等形成突出部的情况下,优选地构成为,利用机械式或激光划线将突出部的下方的支承板切离、使突出部能够从支承板突出。
接着,对将柔性薄膜基板临时连接、然后切断为既定的形状并正式连接时的装置进行说明。
图10中表示临时连接装置。在该装置中,由多个支承板203a、203b、203c、保持并输送这些支承板203的多个载置台204a、204b、204c、对置配置在支承板203上的可上下移动的推压机构205、控制将接合的柔性薄膜基板从支承板203剥离时的剥离角的辊206、和卷绕剥离后的柔性薄膜基板的卷绕辊208等构成。
多个支承板203a、203b、203c及载置台204a、204b、204c分别沿输送方向排列设置,使相邻的支承板、载置台的端部分别相互对接,或者隔开较短的既定的间隙而排列。
在支承板203a、203b、203c上设有可剥离的有机物层202a、202b、202c,在其上配置固定有柔性薄膜基板201a、201b。此时,优选地配置为,使柔性薄膜基板的端面与支承板的端面对齐。
载置台204a、204b、204c配合辊206的旋转而沿着设于基台212上的轨道213向图中箭头214方向移动。此外,在载置台204a、204b、204c的上表面上配置有吸引孔,通过未图示的真空源将载置的支承板203a、203b、203c吸附保持在表面上。
推压机构205保持粘接带,构成为使其能够跨越相邻的柔性薄膜基板而推压粘接带。
在这样构成的临时连接装置中,将固定有柔性薄膜基板201a的支承板203a沿着轨道213向图中箭头214方向输送,将其端部与先输送的支承板203b对接,或者隔开较短的既定的间隙排列。结果,将固定于支承板203b上的一个柔性薄膜基板201b的端部与固定于支承板203a上的柔性薄膜基板201a的端部对接,或者隔开既定的较短的间隙排列。在此状态下,保持有粘接带216的推压机构205下降,跨越相邻的两片柔性薄膜基板而推压粘接带216。将这样临时连接的柔性薄膜基板与对图7的装置说明的同样,从支承板剥离而卷绕到卷绕辊208上。
这里,参照图11详细地说明保持粘接带并推压到柔性薄膜基板上的推压机构205。图11(a)表示粘接带216临时固定在分型薄膜238上的状态。图11(b)表示对接后的支承板的在柔性薄膜基板之上粘贴有粘接带216的状态。
粘接带216预先配合柔性薄膜基板的宽度而切割为单张,临时固定在分型薄膜238上,所述分型薄膜238在聚酯薄膜上设有硅酮树脂层。分型薄膜238由真空吸附台239从背侧吸附固定。
如上所述在将两片柔性薄膜基板201a、201b对接后或隔开较短的既定的间隙排列后,推压机构205将粘接带216从分型薄膜238剥离而移动到柔性薄膜基板201之上。接着,推压机构205推压粘接带216以使其跨越两片柔性薄膜基板201a、201b,将柔性薄膜基板接合。另外,图中,202a、202b是可剥离的有机物层,203a、203b是支承板,204a、204b是载置台。
在本实施方式中,将粘接带预先切割而临时固定在分型薄膜上,但也可以采用一边将卷绕在卷上的状态的粘接带抽出、一边推压到柔性薄膜基板上、接着切断为柔性薄膜基板宽度的方法。
此外,作为保持、输送支承板的机构,也可以使用从上下夹持柔性薄膜基板宽度方向端部的辊或卡盘来代替载置台。图12中表示使用辊的例子。
在该装置中,在输送辊组304之上配置有支承板303a、303b,在其上经由可剥离的有机物层302a、302b而固定有柔性薄膜基板301a、301b。支承板303a、303b由定位夹具330调节输送辊宽度方向的位置,与先行的、贴合有柔性薄膜基板301b的支承板303b的末端对接,或者隔开较短的既定的间隔排列。可以通过输送辊组304、定位夹具330依次排列多个柔性薄膜基板301。
此时,柔性薄膜基板301优选地做成在输送方向上与支承板303相同的长度。通过这样,如果将先行的支承板303b的末端与接着它的支承板303a的起始端对接,则将柔性薄膜基板301b的末端与柔性薄膜基板301a的起始端对接。
对接的部分由例如粘接带316固定,将两片柔性薄膜基板接合。
接合后的柔性薄膜基板被向图中箭头314方向输送,一边被剥离辊306、输送辊组304、支承辊331、推压辊332夹持,一边被从支承板303b剥离。可以通过剥离辊306和夹持机构333夹持柔性薄膜基板而固定并施加张力,但也可以通过卷绕辊308对柔性薄膜基板施加张力。另外,图中309是衬垫(spacer),310是供给衬垫的衬垫供给辊。
在由上述那样的装置临时连接的柔性薄膜基板上也可以预先形成用来进行正式连接的粘接层。此外,用来进行正式连接的粘接层也可以在临时连接后形成。电路图案的保护层也可以在临时连接后形成。图16表示在临时连接前的柔性薄膜基板363上设有粘接层的形态。按照配置的电路图案而设有粘接层367。图17中表示由粘接带364临时连接的宽度较宽的柔性薄膜基板363的一部分。
然后,将柔性薄膜基板例如通过图13所示的装置切断为既定的形状并进行正式连接。在正式连接前,也可以在柔性薄膜基板上设置定位孔、或按照电路图案的配置而将柔性薄膜基板切割为既定的宽度。图18中表示在临时连接后的宽度较宽的柔性薄膜基板363上形成定位孔365的状况。图19中表示将柔性薄膜基板363切割为在后面的工序中使用的既定的宽度后的形态。另外,如上所述,正式连接既可以在临时连接的宽度较宽的状态下实施,也可以切割为在后面的工序中使用的既定的宽度后实施。
图13所示的装置具备临时连接后的柔性薄膜基板400的抽出辊401及卷绕辊407、卷绕与柔性薄膜基板400同时抽出的衬垫的衬垫卷绕辊403、将衬垫406供给到卷绕的柔性薄膜基板400之间的衬垫供给辊405、和正式连接组件404。
在该装置中将临时连接后的柔性薄膜基板从抽出辊401向正式连接组件404供给。与长条薄膜电路基板一起卷绕的衬垫402被卷绕到衬垫卷绕辊403上。被输送到正式连接组件404中的柔性薄膜基板400在被切断为既定的形状后被接合,与从衬垫供给辊405供给的衬垫406一起被卷绕到卷绕辊407上。另外,在柔性薄膜基板400上形成有用来进行正式连接的粘接层413。
正式连接组件404如图14所示,具备金属模410a、410b和吸附台411、412。金属模410a、410b为使被该金属模切断的柔性薄膜基板的至少输送用空间向平行于输送方向的方向突出的形状。
临时连接后的柔性薄膜基板400在该正式连接组件404中被输送,以使粘接带409来到金属模410a、410b的冲裁位置,被吸附台411、412吸附(图14(a))。
在此状态下,通过金属模410a、410b将柔性薄膜基板冲裁为既定形状(图14(b))。然后,使金属模410a退开,通过吸附臂414、415保持冲裁位置前后的柔性薄膜基板(图14(c))。将吸附台411、412的吸附解除,接着通过吸附臂414、415将柔性薄膜基板提起(图14(d))。使两片柔性薄膜基板分别向下游侧移动,配置为使下游侧的柔性薄膜基板起始端叠合在设于上游侧的柔性薄膜基板后端上的粘接层413上(图14(e))。在此状态下,使加热加压机构416移动,从柔性薄膜的上方推压在设有粘接层413的位置上(图14(f))。这样,切断除去粘接带409而分离的两片柔性薄膜基板被接合。
在本发明中,为了将柔性薄膜基板配置在支承板上,优选地使用例如图15所示那样的层压装置。
图15所示的层压装置由设在基台500上的载置台501、和与其对置配置的柔性薄膜基板保持机构及静电带电装置502等构成。
载置台501是通过真空吸附等保持涂敷有可剥离的有机物层503的支承板504的部件,由轨道505、引导部506、螺母507、托架508、509、滚珠螺杆510、马达511等可沿水平方向移动地构成。
柔性薄膜基板保持机构由保持在框体514上的柔性织物512、和将该柔性织物512向下方推压的橡胶滚轴(squeegee)516等构成。
静电带电装置502是使柔性织物512带电的部件。静电带电装置502受设在基台500上的支柱513支承,并且在与载置台501之间可上下移动地构成。支柱513可移动地构成,以使在图15的左右方向移动的框体514及载置台501不会与静电带电装置502干涉。
在这样构成的装置中,首先使载置台501移动到图15的由虚线表示的左端的位置并停止,通过输送装置(未图示)将柔性薄膜基板515载置到载置台501上,并吸附固定。接着,使载置台501朝向右方以一定速度移动,使柔性薄膜基板515通过静电带电装置502的下方。此时,从静电带电装置502将带正电的离子风向下喷吹,使柔性薄膜基板515带正电。载置台501来到保持于框体14上的柔性织物512的正下方后,使载置台501停止,解除柔性薄膜基板515的吸附。
接着,使柔性织物512下降,与载置台501上的柔性薄膜基板515接近,在成为既定的间隙后停止。柔性薄膜基板515与柔性织物512的间隙优选为10mm以下,但也可以使柔性薄膜基板515与柔性织物512面接触。然后,从柔性织物512的上侧推压橡胶滚轴516,成为通过柔性织物512与载置台501的上表面夹持柔性薄膜基板515的状态。同时,使橡胶滚轴516从柔性薄膜基板515的左端的位置移动到右端的位置,使柔性织物512与柔性薄膜基板515接触,通过静电力将载置台501上的柔性薄膜基板515转移到柔性织物512上。
如果柔性织物512能够保持柔性薄膜基板515,则将橡胶滚轴516从柔性织物512拉离,并且使柔性织物512向上方移动,待机一会儿。使橡胶滚轴516移动到左端的位置。
接着,使载置台501再次移动到左端并停止,通过输送装置(未图示)将预先形成有可剥离的有机物层503的支承板504载置到载置台501上,并吸附固定。在吸附固定后,使载置台501向右方移动,在来到保持于柔性织物512上的柔性薄膜基板515的正下方时停止。此时的载置台501的停止位置设定为能够将柔性薄膜基板515层压在支承板504的预先设定的位置上。
然后,使柔性织物512接近于载置台501上的支承板504,在柔性薄膜基板515与支承板504成为既定的间隙时停止。柔性薄膜基板515与支承板504的间隙优选为10mm以下。接着,从柔性织物512的上侧推压橡胶滚轴516,将保持在柔性织物512上的柔性薄膜基板515推压到载置台501上的支承板504上。同时,使橡胶滚轴516从柔性薄膜基板515的左端的位置移动到右端的位置,将保持于柔性织物512上的柔性薄膜基板515转移到载置台501上的支承板504上。通过该动作,将柔性薄膜基板515层压在支承板504上,通过可剥离的有机物层503的粘接力牢固地固定。
橡胶滚轴516走行到右端而停止后,使橡胶滚轴516远离柔性织物512。接着使柔性织物512上升,将载置台501的吸附解除,然后通过送出装置(未图示),将载置台501上的层压了柔性薄膜基板515的支承板504向下个工序送出。
以下,重复相同的动作,将下个柔性薄膜基板层压在下个支承板上。
在本发明中,通过使用这样的层压装置,能够在低应力且抑制变形的状态下将柔性薄膜基板贴合到支承板上。
此外,在本发明中,如上所述,在支承板与柔性薄膜基板之间设有可剥离的有机物层。因此,在制造装置中,虽然没有图示,但优选地设有有机物涂敷机构、和使涂敷后的有机物干燥的有机物干燥机构。
作为有机物涂敷机构,可以使用旋转涂敷机、刮刀涂敷机、辊涂敷机、杆涂敷机、模涂敷机、网版印刷机等。其中,为了将该有机物均匀地涂敷在间歇地送来的单张型的支承板上而优选地使用模涂敷机。另外,有机物涂敷机构也可以将可剥离的有机物涂敷在柔性薄膜基板上。此外,也可以将可剥离的有机物暂时涂敷在另外准备的分型薄膜上,在干燥后转印到支承板上。
作为有机物干燥机构,可以使用加热干燥机或真空干燥机、加热板等。此外,还优选地设置于在涂敷在支承板上的可剥离的有机物层上贴合分型薄膜(在聚酯薄膜上设有硅酮树脂层的薄膜)并放置的期间。在该放置期间中可剥离的有机物进行交联而粘接力逐渐降低,但由于分型薄膜侧表面的粘接力的降低较多,所以在将柔性薄膜基板从支承板剥离时,可剥离的有机物层留在支承板上,省去了清洗剥离后的柔性薄膜基板的工序。也可以代替贴合分型薄膜而在氮环境气体中或真空中保管。选择干燥期间及干燥温度以便能够得到期望的粘接力。
在本发明中,优选地附加在柔性薄膜基板上形成粘接层的机构。粘接层形成机构由粘接层涂敷机构和干燥机构构成。作为粘接层涂敷机构,为了形成图案而可以使用网版印刷机或分配器等。另外,如上所述,在同时形成保护层与将叠合部固定的粘接层的情况下,优选地使用网版印刷机。作为干燥机构,可以使用热风烤炉及加热板。
实施例以下,举出实施例更具体地说明本发明,但本发明并不限于此。
实施例1作为构成柔性薄膜基板的基底薄膜,准备厚度25μm的长条聚酰亚胺薄膜(“カプトン”150EN(商品名)东レデユポン(株)制)。通过处理长条薄膜的卷对卷方式的溅镀装置,在聚酰亚胺薄膜上依次层叠厚度15nm的铬∶镍=5.95(重量比)的合金层和厚度150nm的铜层。
在作为支承板的钠石灰玻璃(厚度1.1mm、300×350mm)上,通过模涂敷机涂敷可剥离的有机物,在80℃下干燥两分钟。作为可剥离的有机物,使用将紫外线硬化型粘接剂“SKダイン”SW-22(综研化学(株)制)和硬化剂L45(综研化学(株)制)以100∶3(重量比)混合后的物质。干燥后的可剥离的有机物层的厚度为2μm。接着,在有机物层上贴合空气隔断用薄膜(在聚酯薄膜上设有容易分型的硅酮树脂层的薄膜),放置一周时间。
将设有上述金属层的聚酰亚胺薄膜切出300×350mm。将贴合在玻璃上的上述空气隔断用薄膜剥离后,通过图15所示的层压装置将设有金属层的聚酰亚胺薄膜贴合在可剥离的有机物层上。通过静电带电装置502使由聚酯网构成的柔性织物512带电,吸附设有金属层的聚酰亚胺薄膜(柔性薄膜基板515)。接着,将涂敷有可剥离的有机物层503的玻璃(支承板504)通过真空吸附保持在载置台501上。通过橡胶滚轴516将聚酰亚胺薄膜(柔性薄膜基板515)和柔性织物512一起推压到可剥离的有机物层503上,将聚酰亚胺薄膜(柔性薄膜基板515)转移到玻璃(支承板504)侧。然后,从玻璃侧以1000mJ/cm2照射紫外线,使可剥离的有机物层硬化。在金属层上通过旋转涂敷机涂敷正型光致抗蚀剂,在80℃下干燥10分钟。将光致抗蚀剂经由光掩模曝光、显影,在不需要镀层的部分上形成厚度12μm的光致抗蚀剂层。
形成在1片上述聚酰亚胺薄膜上的图案如下。首先在玻璃的300mm长度的方向上制作42mm、在玻璃的350mm长度的方向上制作23mm长度的电路图案,将其作为1个单元。将该单元沿玻璃的300mm长度的方向从中心开始均匀配置,以48mm间距相邻配置6列。沿玻璃的350mm长度的方向从中心开始均匀配置,以23.75mm间距配置14个。在玻璃的350mm长度的方向上,单元间的距离为0.75mm。
结果,在1片聚酰亚胺薄膜上形成了6片最终大小的长方状的柔性薄膜基板。另外,聚酰亚胺薄膜在该阶段中还没有被切分为各长方形。
在电路图案中配置有用来与具有25μm间距的凸起的IC连接的配线(内部引线)。即,在电路图案的42mm的方向上为19.975mm、在与其正交的方向上为1.975mm的长方形上,以25μm间距配置宽度10μm的配线。
接着,以上述金属层为电极,通过硫酸铜镀层液中的电解镀层形成厚度8μm的铜层。通过光致抗蚀剂剥离液将光致抗蚀剂剥离,接着通过过氧化氢-硫酸类水溶液的软式蚀刻将处于抗蚀剂层之下的铜层及铬-镍合金层除去。接着,在铜镀层之上通过非电解镀层形成厚度0.4μm的锡层,得到电路图案。
然后,通过网版印刷机同时形成用来保护电路图案的保护层及用来连结的粘接层。如图16所示,将树脂涂敷在电路图案369上及其周围而形成保护层368。在正式连接中与另一个柔性薄膜基板的突出部叠合的输送用空间上以宽度2.8mm、长度11.8mm、并且在输送用空间间的正交于输送方向整个宽度上、沿输送方向以0.2mm的长度涂敷树脂,而形成粘接层367。然后,通过烤炉在120℃下进行90分钟硫化,得到10μm厚的保护层368及粘接层367。
在保护层及粘接层中使用阻焊剂SN-9000(日立化成工业(株)制)。在120℃、90分钟的硫化后,通过TMA(热力学分析)法测量该树脂的玻化温度Tg,为212℃。另外,装置使用セイコ-インスツルメント(株)制“Exstar6000”,试料准备热硬化后的阻焊剂的单膜,尺寸为10mm×10mm。测量条件为升温速度5℃/分钟,测量方向使用外延法,将变化率最大值定义为Tg。
接着,通过图10所示的装置将聚酰亚胺薄膜临时连接后从玻璃剥离,卷绕到辊上。另外,使各聚酰亚胺薄膜的350mm长度的边成为输送方向而配置,进行临时连接。剥离辊206的半径为155mm,在剥离辊表面上使用硬度为70°聚氨酯橡胶。在用来进行临时连接的粘接带216中,使用聚酯薄膜基底的宽度17mm的粘接带。
接着,通过宽度300mm的冲切装置,在卷绕于辊上的宽300mm的聚酰亚胺薄膜上,按照以48mm间距配置的电路图案形成定位孔。将形成有定位孔的聚酰亚胺薄膜按照电路图案配置而切割为48mm宽度。
然后,通过图13所示的正式连接装置,重复以下的步骤,得到长度约40m、宽度48mm的长条薄膜电路基板。
(a)通过金属模冲裁临时连接位置,在下游侧的聚酰亚胺薄膜的输送方向端部的一对输送用空间上,设置宽3mm、长度12mm的突出部。将上游侧的聚酰亚胺薄膜沿着粘接层以直线状切断。
(b)将分割后的两片聚酰亚胺薄膜叠合,以使聚酰亚胺薄膜的输送方向端部以正交于输送方向的整个宽度叠合。另外,使整个宽度下的叠合在输送方向上为0.5mm,并且使连结后的单元间隙为0.75mm。
(c)然后,利用加热加压机构416将粘接层加热,将两片聚酰亚胺薄膜连结固定。另外,加热加压机构416的头具有在输送用空间对应位置上为宽度3mm、长度12mm、在输送用空间间对应位置上为宽度(输送方向的长度)0.5mm的面。推压是在温度350℃、压力1N/mm2下进行10秒钟。
在临时连接中,由于在贴合于玻璃上的状态下将聚酰亚胺薄膜接合,所以尽管是较薄的单张的聚酰亚胺薄膜,也能够没有皱褶、收缩地、并且笔直地将两片聚酰亚胺薄膜接合,接合部分的横向偏差在各连结部中总是为0.1mm以内,是良好的。进而,由于将聚酰亚胺薄膜以固定在玻璃上的状态接合、然后从玻璃剥离、连续地卷绕,所以仅在卷绕辊及抽出辊更换时需要人介入,除此以外的时候能够自动运转。
对于这样得到的长条薄膜电路基板的500个电路图案单元,通过测长机SMIC-800(ソキア(株)制)测量在电路图案的19.975mm的长度方向上排列的800根25μm间距配线的中心线间距离,相对于目标值19.975mm进入到±2μm的范围内,是很好的。将长条薄膜电路基板的接合部分切下,通过在オリエンテツク公司制“テシロン”中添加了加热部的测量装置,使测量环境温度为150℃,测量连结强度,为11N,是对于后面工序中的输送足够的强度。
实施例2在输送用空间间的正交于输送方向的方向的整个宽度上,以输送方向0.4mm长度涂敷树脂,除此以外与实施例1同样,制作了长条薄膜电路基板。
与实施例1同样地测量连结强度,为13N,是对于后面工序中的输送足够的强度。
实施例3除了使加热加压机构416的头的温度为200℃以外与实施例1同样,制作了长条薄膜电路基板。
与实施例1同样地测量连结强度,为4.7N,具有供后面工序中使用的程度的强度。但是,在有用于间歇进给等的力作用的情况下担心稍有边际不足。
实施例4与实施例1同样,形成电路图案、保护层及粘接层。接着,使用YAG激光,按照电路图案配置而将聚酰亚胺薄膜切分为宽48mm、长度350mm的长方状。从与贴合有聚酰亚胺薄膜侧相反侧,通过玻璃划线装置,配合长方状的聚酰亚胺薄膜而在玻璃上形成划线,并切断。
在固定于玻璃上的长方状的聚酰亚胺薄膜上,通过IC连接器(东レエンジニアリング(株)制)接合外径22mm×2.2mm的IC,所述IC具有25μm间距的锯齿状配置的金属凸起。
将接合了IC后的聚酰亚胺薄膜与实施例1同样,进行临时连接、定位孔形成、正式连接。但是,对应于48mm宽度而调节临时连接装置及冲切装置的输送机构,并且在临时连接装置的剥离辊表面上使用发泡聚氨酯。
在临时连接中,由于在贴合于玻璃上的状态下将聚酰亚胺薄膜接合,所以尽管是较薄的单张的聚酰亚胺薄膜,也能够没有皱褶、收缩地、并且笔直地将两片聚酰亚胺薄膜接合,接合部分的横向偏差在各连结部中总是为0.1mm以内,是良好的。进而,由于将聚酰亚胺薄膜以固定在玻璃上的状态接合、然后从玻璃剥离、连续地卷绕,所以仅在卷绕辊及抽出辊更换时需要人介入,除此以外的时候能够自动运转。
在得到的长条薄膜电路基板上没有伴随着从玻璃的剥离的折断及卷曲。连结强度也为11N,是良好的。
实施例5如以下这样准备用于在正式连接中使用的粘接层的树脂。在带有温度计、干燥氮气导入口、利用温水、冷却水的加热冷却装置以及搅拌装置的反应釜中,将1,1,3,3-四甲基-1,3-双(3-氨丙基)二硅氧烷24.9g(0.1mol)、4,4’-二氨基二苯基醚180.2g(0.9mol)与N,N-二甲基乙酰胺2813g一起装入、溶解后,添加3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐291.3g(0.99mol),在室温下1小时、接着在70℃下反应5小时,得到由15重量%的聚酰胺酸溶液构成的粘接剂。与实施例1同样,在280℃、5小时的硫化后,通过TMA(热力学分析)法测量该粘接剂的Tg,为260℃。
与实施例1同样地得到电路图案后,作为保护层而通过网版印刷机印刷阻焊剂SN-9000(日立化成工业(株)制),通过烤炉进行120℃、90分钟硫化。接着,在正式连接中与另一个柔性薄膜基板的突出部叠合的输送用空间上以宽度2.8mm、长度2.4mm、并且在输送用空间间的正交于输送方向整个宽度上、沿输送方向以0.2mm的长度通过分配器涂敷上述由聚酰胺酸溶液构成的粘接剂。然后,在120℃下进行10分钟干燥,得到2μm厚的粘接层。
与实施例1同样,进行临时连接,制作定位孔,实施切割。
通过图13所示的正式连接装置,重复以下的步骤,制作长度约40m、宽度48mm的长条薄膜电路基板。
(a)通过金属模冲裁临时连接位置,在下游侧的聚酰亚胺薄膜的输送方向端部的一对输送用空间上,设置宽3mm、长度2.6mm的突出部。将上游侧的聚酰亚胺薄膜沿着粘接层以直线状切断。
(b)将分割后的两片聚酰亚胺薄膜叠合,以使聚酰亚胺薄膜的输送方向端部以正交于输送方向的整个宽度叠合。另外,使整个宽度下的叠合在输送方向上为0.5mm,并且使连结后的单元间隙为0.75mm。
(c)然后,利用加热加压机构416将粘接层加热,将两片聚酰亚胺薄膜连结固定。另外,加热加压机构416的头具有在输送用空间对应位置上为宽度3mm、长度2.6mm、在输送用空间间对应位置上为宽度0.5mm的面。推压是在温度350℃、压力1N/mm2下进行10秒钟。
将这样得到的长条薄膜电路基板的接合部分切下,与实施例1同样,测量连结强度,为30N,是足够的强度。
实施例6从实施例5改变以下的方面,得到长条薄膜电路基板。
在正式连接中,在与另一个柔性薄膜基板的突出部叠合的输送用空间上以宽度2.8mm、长度1.8mm、并且在输送用空间间的正交于输送方向整个宽度上、沿输送方向以0.2mm的长度涂敷树脂。然后,在120℃下进行10分钟干燥,得到2μm厚的粘接层。
此外,在正式连接的工序(a)中,设置宽3mm、长度2mm的突出部。进而,在正式连接的工序(c)中,使用具有在输送用空间对应位置上为宽度3mm、长度2mm、在输送用空间间对应位置上为宽度0.5mm的头的加热加压机构,在温度350℃、压力1N/mm2下推压10秒钟。
将这样得到的长条薄膜电路基板的接合部分切下,与实施例1同样,测量连结强度,为26N,是足够的强度。
实施例7除了不在输送用空间间的正交于输送方向的方向的整个宽度上涂敷粘接层以外,与实施例5同样,得到长条薄膜电路基板。
将这样得到的长条薄膜电路基板的接合部分切下,与实施例1同样,测量连结强度,为8N,是良好的。
但是,由于有时没有粘接的长条薄膜宽度方向中央部的间隙会在输送中途打开,所以在使用直径较小的辊、并且卷绕角度较大的情况下,有可能会钩挂到接近于长条薄膜电路基板配置的部件上而导致行进故障。
比较例1作为构成柔性薄膜基板的基底薄膜,准备厚度25μm的长条聚酰亚胺薄膜(“カプトン”150EN(商品名)东レデユポン(株)制)。通过处理长条薄膜的卷对卷方式的溅镀装置,在聚酰亚胺薄膜上依次层叠厚度15nm的铬∶镍=5.95(重量比)的合金层和厚度150nm的铜层。
将设有上述金属层的聚酰亚胺薄膜切出300×350mm。将该聚酰亚胺薄膜置于旋转涂敷机的吸附盘上,通过旋转涂敷机将正型光致抗蚀剂涂敷在金属层上后,在80℃下干燥10分钟。将涂敷了光致抗蚀剂的聚酰亚胺薄膜置于曝光机的吸附盘上,经由光掩模曝光。将该光致抗蚀剂显影,在不需要镀层的部分上形成厚度12μm的光致抗蚀剂层。形成在一片聚酰亚胺薄膜上的图案的形状与实施例1相同。
结果,在1片聚酰亚胺薄膜上形成了6片最终大小的长方状的柔性薄膜基板。另外,聚酰亚胺薄膜在该阶段中还没有被切分为各长方形。
接着,以上述金属层为电极,通过硫酸铜镀层液中的电解镀层形成厚度8μm的铜层。通过光致抗蚀剂剥离液将光致抗蚀剂剥离,接着通过过氧化氢-硫酸类水溶液的软式蚀刻将处于抗蚀剂层之下的铜层及铬-镍合金层除去。接着,在铜镀层之上通过非电解镀层形成厚度0.4μm的锡层,得到电路图案。
然后,通过网版印刷机同时形成用来保护电路图案的保护层及用来连结的粘接层。将树脂涂敷在电路图案上及其周围而形成保护层。在正式连接中与另一个柔性薄膜基板的突出部叠合的输送用空间上以宽度2.8mm、长度11.8mm、并且在输送用空间间的正交于输送方向整个宽度上、沿输送方向以0.2mm的长度涂敷树脂而形成粘接层。
在保护层及粘接层中使用阻焊剂SN-9000(日立化成工业(株)制)。对于500个这样得到的电路图案单元,通过测长机SMIC-800(ソキア(株)制)测量在电路图案的19.975mm的长度方向上排列的800根25μm间距配线的中心线间距离,相对于目标值19.975mm,最大有6μm的较大的偏差,对于25μm间距的IC接合来说边际是不够的。
接着,将形成有电路图案的聚酰亚胺薄膜排列在真空吸附台上,并将300mm长度的边通过粘接带临时连接。作为粘接带,使用聚酯薄膜基底的宽度17mm的粘接带。接着,将接合后的聚酰亚胺薄膜卷绕到置于真空吸附台旁边的卷绕辊上。
但是,由于以没有支承板的状态处理较薄的单张的聚酰亚胺薄膜,所以难以实现自动化,不得不通过手工作业实施上述接合。此外,难以管理接合部分的精度,接合部分的横向偏差有时会超过0.5mm,还在聚酰亚胺薄膜的输送中存在问题。因此,不进行正式连接而在该时刻结束作业。
比较例2从实施例5改变以下的方面,得到长条薄膜电路基板。
在聚酰亚胺薄膜的输送用空间上没有设置突出部。因此,在正式连接中,在与另一个柔性薄膜基板叠合的聚酰亚胺薄膜的一个端部上形成粘接层的工序中,也只以正交于输送方向的方向的整个宽度、在输送方向上以0.2mm的长度涂敷树脂。此外,使用具有宽(正交于输送方向的方向)48mm、长度(输送方向)0.5mm的头的加热加压机构,以温度350℃、压力1N/mm2推压10秒钟。
将这样得到的长条薄膜电路基板的接合部分切下,与实施例1同样,测量连结强度,为3N,对于后面工序的输送不是足够的强度。
工业实用性本发明的电路基板可以优选地在电子设备的配线板、IC插件用内插件等中使用。
权利要求
1.一种长条薄膜电路基板,是将在至少单面上形成有电路图案的柔性薄膜基板连结多个而成的长条薄膜电路基板,其特征在于,在柔性薄膜基板的对置的一对端部上具有输送用空间,该输送用空间的至少一部分向平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出,突出的输送用空间叠合并固定在相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上。
2.如权利要求1所述的长条薄膜电路基板,其特征在于,上述柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于上述输送方向的方向的整个宽度叠合并固定。
3.如权利要求2所述的长条薄膜电路基板,其特征在于,上述柔性薄膜基板的输送方向端部除了上述输送用空间以外、在平行于上述输送方向的方向上以1mm以下的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
4.如权利要求1~3中任一项所述的长条薄膜电路基板,其特征在于,上述突出的输送用空间在平行于上述输送方向的方向上以1.5~30mm的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
5.如权利要求1~4中任一项所述的长条薄膜电路基板,其特征在于,在叠合的上述柔性薄膜基板之间设有粘接层。
6.如权利要求5所述的长条薄膜电路基板,其特征在于,在上述柔性薄膜基板之上形成有电路图案的保护层,该保护层与上述粘接层为相同的组成。
7.一种长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,包括将多个柔性薄膜基板经由可剥离的有机物层固定在支承板之上的工序、将该多个柔性薄膜基板相互接合的工序、和将接合后的该柔性薄膜基板从支承板剥离的工序。
8.如权利要求7所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,使用在对置的一对端部上设有输送用空间的柔性薄膜基板,使该输送用空间的至少一部分向平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出,将该突出的输送用空间叠合到相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上,并将多个柔性薄膜基板相互接合。
9.如权利要求8所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,将上述突出的输送用空间在平行于上述输送方向的方向上以1.5~30mm的长度与相邻的柔性薄膜基板的输送用空间叠合。
10.如权利要求7~9中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,将上述柔性薄膜基板的输送方向端部以正交于上述输送方向的方向的整个宽度叠合在相邻的柔性薄膜基板上。
11.如权利要求10所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,将上述柔性薄膜基板的输送方向端部除了上述输送用空间以外、在平行于上述输送方向的方向上以1mm以下的长度与相邻的柔性薄膜基板叠合。
12.如权利要求7~11中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,将上述多个柔性薄膜基板的叠合部分用树脂粘接固定来接合。
13.如权利要求12所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,通过以玻化温度以上的温度加热上述树脂,将上述多个柔性薄膜基板粘接固定。
14.如权利要求7~13中任一项所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,使用至少在单面上形成有电路图案的柔性薄膜基板。
15.如权利要求14所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,包括形成上述电路图案的保护层的工序,在形成该保护层的工序中,在相邻的柔性薄膜基板叠合的部分上形成由与该保护层相同组成的树脂构成的粘接层。
16.如权利要求14或15所述的长条薄膜电路基板的制造方法,其特征在于,将电子部件连接在上述电路图案上,然后将接合的柔性薄膜基板从支承板剥离。
17.一种长条薄膜电路基板的制造装置,其特征在于,具备连接机构,将一个柔性薄膜基板接合到通过可剥离的有机物层固定在支承板上的另一个柔性薄膜基板上;和卷绕机构,卷绕接合后的柔性薄膜基板。
18.如权利要求17所述的长条薄膜电路基板的制造装置,其特征在于,具备输送机构,输送粘贴有多个柔性薄膜基板的支承板;和剥离机构,将上述一个柔性薄膜基板从该支承板剥离。
19.如权利要求17所述的长条薄膜电路基板的制造装置,其特征在于,上述连接机构具备叠合机构,将上述一个柔性薄膜基板经由树脂叠合到支承板上的上述另一个柔性薄膜基板上;和加热加压机构,将叠合后的柔性薄膜基板以该树脂的玻化温度以上的温度加热并加压。
20.如权利要求19所述的长条薄膜电路基板的制造装置,其特征在于,上述加热加压机构具备加热加压头,所述加热加压头除了将柔性薄膜基板的输送用空间加热加压的部分以外,在柔性薄膜的输送方向上具有1mm以下的长度。
全文摘要
在将至少在单面上形成有电路图案(2)的柔性薄膜基板(1)连结多个而做成长条薄膜电路基板(1d)时,在柔性薄膜基板的对置的一对端部上设置输送用空间(4),使该输送用空间的至少一部分向平行于该柔性薄膜基板的输送方向的方向突出(15),将该突出的输送用空间叠合并固定在相邻的柔性薄膜基板的输送用空间上。
文档编号B65H37/04GK101036422SQ20058003351
公开日2007年9月12日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年10月1日
发明者谷村宁昭, 赤松孝义, 奥山太, 黑木信幸 申请人:东丽株式会社
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