印刷配线板的连接方法及连接装置的制作方法

专利名称：印刷配线板的连接方法及连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使至少一方为可挠性印刷配线板的印刷配线板的连接 方法、及直接使用于该方法的实施的连接装置。
背景技术：
在电子设备中，在要求零件构装性的部位使用硬性印刷配线板， 而在要求弯曲性的部位使用可挠性印刷配线板。当然，该硬性印刷配 线板与可挠性印刷配线板有需要连接， 一般而言，采用经由连接器以 间接方式连接的方法、或以电阻熔接法等将已包覆有焊料的连接端子 间焊接而直接连接的方法。
然而，随着近年来电子设备的高密度化、高速化的进展，以连接 器进行的连接方法已不使用。另一方面，以焊接进行的方法在高密度 化上不断改良而多有使用，但焊料的露出是其问题，随着微细间距化 的进展，经常产生与相邻端子间的短路问题。
为了解决该问题，对于端子间的间距约在300 |im以下的孩吏细连 接，以往采用的是使用异向性导电膜的方法。此方法在热硬化性树脂 膜中使导电粒子均匀分散，将其夹持于两印刷配线板的连接端子间并 施以热压接，以利用导电粒子的弹性接触造成的凝固现象而产生电气 导通，同时使热硬化性树脂硬化以维持半永久性连接。
然而，由于此方法使用粒径3~10jam左右的导电粒子的弹性接 触(树脂的压缩应力与导电粒子的复元力造成的机械性接触)来确保 导通，因此具有导电路径狭窄以致无法使较大电流流过的问题。另外， 由于使导电粒子均匀分散的树脂膜价格昂贵，因此还具有仅适用在液 晶面板等高附加价值的有限领域的问题。
另一方面，还进行使用将半导体芯片以倒装芯片方式构装于印刷配线板的方法的一种的超声波接合的方法，以取代使用异向性导电膜 的方法。此方法先在接合的连接端子的其中一方上形成金凸块，该金
行连接的方法。然而，由于此超声波接合方法必需形成金凸块，因此 具有成本增加或印刷配线板的制程变复杂等的问题。
为解决上述问题，已提出 一 种利用热硬化性树脂的塑性流动
(Bingham流动)以使导体彼此在树脂中接触的方法。此方法，将模 具抵接于可挠性印刷配线板的连接端子，在连接端子上形成周期性凹 凸，在其上包覆已完成热硬化的热硬化性树脂。将已施有此种加工的 可挠性印刷配线板对准于第2印刷配线板之上， 一边加热一边加压以 进行连接(参照非专利文献1 )。
非专利文献l:川手恒一郎，"使用非导电性膜的FPC连接技术"， 第13次微电子研讨会论文集，2003年10月，332页至335页。
此方法，对重叠的连接端子的部分进行加压，对已热硬化的树脂 施加超过屈服值的应力时，已硬化的树脂会软化，而有宾汉塑性体 (Bingham plastic)的流动性。经塑性流动化的树脂，被排至经凹凸 加工的连接端子表面的凹部，连接端子在凸部表面彼此接触。在此状 态下加热，使连接端子接合部升温至再结晶温度或共晶温度以进行固 相扩散接合，并同时使树脂再硬化。
在利用该树脂的塑性流动(Bingham流动)的方法中，由于相较 于异向性导电膜中导电粒子的接触，能确保较宽的导电路径，因此能 提升电气性能。然而，在此方法中，由于必须要在印刷配线板的连接 端子部分形成微小凹凸的加工成本，因此具有难以广泛适用于各领域 的问题。
另外，在此方法中，由于在保持着将重叠的连接端子加压的状态 下，加热端子接合部以进行扩散接合且使树脂硬化，故接合时间变长， 具有处理效率不佳导致降低装置运转效率的问题。另外，还具有下述 问题，即，所使用的树脂必须选择加压载重与粘性的关系适当者，且 需使用在远高于端子连接部的再结晶温度或共晶温度的温度(200℃至235°C )硬化的特殊树脂，树脂的选择自由度较小。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而构成的，其目的在于提供这样的印刷配 线板的连接方法，即，相较于使用异向性导电膜时，能增加流动电流， 无须使用特殊且高价的膜或像超声波接合方法那样形成金凸块，能降 低成本以扩大使用领域。
另外，本发明的目的在于提供这样的印刷配线板的连接方法，即， 相较于上述非专利文献l的方法，能增加使用树脂的选择自由度，缩 短接合时间，提升处理效率以提高装置运转效率。
另外，本发明的目的在于提供可直接使用于此方法的实施的印刷 配线板的连接装置。
达成本发明目的的印刷配线板的连接方法，将至少一张配线板为而连接，其特征在于，具有以下工序a)至c):
a) 准备第1印刷配线板、及连接端子形成为与第1印刷配线板的 连接端子在纵长方向分离的多个部位重叠的第2印刷配线板；
b) 在两连接端子之间夹持粘结用树脂，并在多个部位重叠；以及
c )在该粘结用树脂未硬化的状态下， 一边施加超声波振动一边加 压两印刷配线板，以使该连接端子在多个部位固相金属间接合。
另外，本发明的印刷配线板的连接装置，将至少一张配线板为可 挠性印刷配线板的两张印刷配线板的连接端子在纵长方向彼此重叠而 连接；其特征在于，具备加压机构，用以从上方加压在第1印刷配 线板的第1连接端子与第2印刷配线板的第2连接端子之间夹持粘结 用树脂而重叠的两连接端子的接合部，该第2连接端子形成为与第1 连接端子在纵长方向分离的多个部位重叠；加振机构，对两连接端子 的接合部施加超声波振动；以及控制机构，用以使加压机构与加振机 构同时动作，在粘结用树脂未硬化的状态下， 一边加压两连接端子一 边施加超声波振动以进行固相金属间接合。
根据本发明的连接方法、装置，由于将两张印刷配线板中一张的 连接端子在纵长方向分离的多个部位重叠于另一方的连接端子，因此 能在多个部位连接。即使各连接部位的连接(接触)面积变小，接触 面积的总计仍然变大，因此能加大流经电流。另外，无需使用异向性 导电膜等特殊且高价的膜、或如超声波接合那样加工金凸块，因此本 发明所用的连接端子，能以在配线板的电路图案形成工序中改变电路 图案的方式来对应。因此能降低成本，扩大适用的领域。
本发明使用所谓常温固相接合，连接端子间所夹持的粘结用树脂， 只要在加压重叠的连接端子以进行固相金属接合(常温接合)的时间 内保持未硬化状态即可。不需使用特殊且高价的树脂，能增加树脂的 选择自由度。此处，固相金属接合(常温接合)所需要的时间极短， 无需等待树脂的凝固即可解除加压，因此能将已接合的两张配线板从 连接装置移除以使树脂硬化。因此能提高连接装置的运转效率以提高产率。


图1A是显示本发明的实施例1、 2的印刷配线板的连接方法及装 置所使用的连接端子的概要的俯视图。
图1B是图1A的IB - 1B线位置的截面图。
图2是显示本发明的印刷配线板的连接工序的前半部(a) ~ (d) 的概略工序图。
图3是显示本发明的印刷配线板的连接工序的后半部(e) ~ (g) 的概略工序图。
图4是显示在连接工序被接合的连接端子的部分(斜线部分)的图。
图5是显示电解镀铜配线图案彼此的接触面压力与接触电阻的关 系的实验结果的图。
图6是显示本发明的印刷配线板的连接装置的一实施例的概念图。
图7 (A)、 (B)是显示本发明的印刷配线板的连接装置的另一实施例的概念图，显示临时压接装置与正式压接装置的组合装置。
图8是显示弧状阶梯形连接端子的实施例的图。
图9是显示锯齿状的阶梯形连接端子的实施例的图。
图10(A) ~ (C)是显示设置蚀空图案的阶梯形连接端子的实 施例的图。
图11 (A)、 (B)是显示两连接端子为单边阶梯形端子的实施例 的图。
图12 (A)、 (B)是显示具有大致半圆弧状的子端子的连接端子 的实施例的图。
图13 (A)、 (B)是显示波形(锯齿形)连接端子的实施例的图。
图14是显示不连续连接盘型连接端子的实施例的图，上方为俯视 图，下方为截面图。
图15是显示不连续连接盘型连接端子的另一实施例的图，上方为 俯视图，下方为截面图。
图16是显示不连续连接盘型连接端子的另一实施例的图，上方为 俯^L图，下方为截面图。
图17是显示蚀刻台阶型连接端子的实施例的图，上方为俯视图， 下方为截面图。
附图标记说明
l可挠性印刷配线板(第1印刷配线板) 2第l连接端子
3硬性印刷配线板(第2印刷配线板)
4具备子端子的第2连接端子
4a 子端子
4an镀樣层
4ak镀金层
4b 端子的纵长部
5装载台
6热塑性树脂膜(粘结用树脂)
7超声波头
8特氟隆薄片
9接合部
20， 20B定位台
22， 22B装载台
24位置控制部
26 供给机构
28 保持板
34，34A，34B加压机构
36 力口压部
38 力口振机构
40， 40B超声波放大器
42超声波振动器
43，43A，43B加热才几构
44 框材
50 加压头
52 控制部
60，60A~60J第1端子
62， 62A~62J第2端子
64， 64A ~ 64C硬性印刷配线板
70， 70A ~ 70B可挠性印刷配线板
具体实施例方式
至少一方的印刷配线板为可挠性印刷配线板是必要的条件，而另 一方的印刷配线板并不局限于此。优选为，无论何者的印刷配线板的 配线图案，皆能在加压时排出粘结树脂，且具有能在连接端子部使局 部应力集中的程度的厚度(大约5nm以上)。理所当然，配线板的基 板材质还可为有机系印刷配线板，但其他配线板、例如陶资或玻璃等 无才几系印刷配线板也可。
此处所使用的一方的配线板的连接端子，可为具备在连接端子的
纵长方向相隔间隔而分离设置的多个子端子的阶梯型端子。此时，多 个子端子分别重叠于另一方的配线板的连接端子以对准。
此处，子端子可为由纵长方向的纵向的纵长部朝一侧方向呈直角 突出的梳齿形。此时，可将另一方的连接端子设成窄小宽度的直线状， 使各子端子重叠于纵长方向。另外，还可使另一方的连接端子相对于 纵长方向的直线成为对称形状而使两连接端子的子端子彼此重叠以对准。
另外，子端子的形状可为将延伸于纵长方向的彼此平行的2条纵 向纵长部每相隔既定间隔而连结的形状(梯形)。此时，在各小端子之 间形成的凹部形状可为四角形、长圆(椭圆)、菱形等，只要使另一方 的连接端子在纵长方向纵截于该凹部地对准即可。
还可使一方的连接端子形成为波形(锯齿形)，并将另一方的连接 端子设为直线状、或为相同周期的波形(锯齿形)，将两连接端子在纵 长方向每隔既定周期重叠以对准。
一方的连接端子还可为将连接于配线板的电路图案的导通孔等的 连接盘相隔既定间隔排列在配线板表面的不连续连接盘(land)型。 举一例而言，可将连接于配线板内层电路图案的导通孔设为连接端子， 将另一配线板的连接端子重叠于这些导通孔的连接盘上。
一方的连接端子可为横截其宽度方向的多个凹部与凸部交互排列 在纵长方向而形成的台阶型。该台阶能以在电路图案形成工序所使用 的蚀刻加工方式来形成。
在本发明的印刷配线板的连接方法中，在该粘结用树脂未硬化的 状态下一边施加超声波振动一边加压两印刷配线板，而使该连接端子 在多个部位固相金属间接合(工序c))。粘结用树脂的硬化，可借助 在工序c)中进行加热、加压，而与固相金属间接合同时进行。然而， 粘结用树脂的硬化，还能以不同于工序c)的其他工序来进行。此时， 可解除粘结用树脂的加压，使其从用以进行两印刷配线板的固相金属 间接合的连接装置移动至其他装置，以使粘结用树脂硬化。借助于此， 可缩短进行固相金属间接合的连接装置的使用时间，而能提高装置运转效率。
另外，在两连接端子之间夹持粘结用树脂并在多个部位重叠该两
连接端子的工序b),还可加压两印刷配线板的两连接端子而进行临时 压接。此时，在工序c)，对已临时压接的两印刷配线板一边施加超声 波振动一边加压，进行使两连接端子在多个部位固相金属间接合的正 式压接。
在工序b)所用的粘结用树脂可为热塑性树脂，还可为热硬化性 树脂。在为热塑性树脂时，在对连接端子接合部加振、加压时，为了 要软化树脂使其成为具有流动性的状态(未硬化状态)而予以加热。 该加热还有促进固相金属间接合(工序c))的效果。在固相金属间接 合(工序c))后，可解除对热塑性树脂的加压，之后降低温度，则能 使热塑性树脂硬化。解除对热塑性树脂的加压的优选时刻，是热塑性 树脂呈现其最大粘结强度的大约50%强度的时刻。
在使用热硬化性树脂作为粘结用树脂时，使用未硬化的具有粘接 性的树脂。然而，由于固相金属间接合(工序c))会因温度上升而促 进其接合，因此，在该工序c)，以加热至不会使热硬化性树脂硬化而
能维持其粘接性的温度为优选。可加热至低于连接端子的熔融温度且 不会使粘结用树脂硬化的温度。此时，优选在固相金属间接合(工序 c))之后，解除对热硬化性树脂的加压，之后升高温度而使热硬化性 树脂硬化。
无论粘结用树脂使用热塑性树脂和热硬化性树脂任一方时，在夹 持粘结用树脂而在多个部位重叠两连接端子的工序b)中，均可加压 两印刷配线板的两连接端子以进行临时压接，之后进行固相金属间接 合(工序c))。在使用热塑性树脂时，于工序b)，将热塑性树脂加热 至软化而进行两印刷配线板的临时压接。
在使用热硬化性树脂时，于工序b),加热至可维持粘接性的状态 以进行两印刷配线板的临时压接，借助工序c)，在热硬化性树脂未硬 化的状态下 一边施加超声波振动 一边加压两印刷配线板，进行使连接 端子于多个部位形成固相金属间接合的正式压接。之后，提升温度而使热硬化性树脂硬化。此时，还可在固相金属间接合(工序C))的正 式压接后，解除对热硬化性树脂的加压，之后提升温度而使热硬化性
树脂硬化。此时，在热硬化性树脂呈现其最大硬化度的大约50%的硬 度时解除对热硬化性树脂的加压，则能在短时间内确保接合部的机械 强度，从连接装置移动配线板。另外，在配线板移动时若粘结剂呈现 50%的硬度，则可防止可靠性降低。可将从连接装置移动的配线板置 入加热炉，以使热硬化性树脂完全硬化。
再者，粘结用树脂还可为光硬化型(紫外线硬化型)，此时，在固 相金属间接合(工序c)的后施以光照射而使树脂硬化。
在加压时所施加的超声波振动，以塑性变形破坏接合界面的氧化
皮膜，而使两连接端子的洁净的金属面(新生面)彼此间能以原子等 级直接紧密接合以促进固相金属间接合(固相常温接合)。即，该接合 法能在接合部并未熔融而维持固相的状态下接合。对于固相接合法， 如上述已知有本发明方法的常温下加压接合的常温接合、以及在高温 (再结晶温度、共晶温度以上)下加压的扩散接合。
扩散接合长时间保持高温，借助原子相互间的扩散而接合。即， 借助加压造成的蠕变现象而形成接合界面，空隙因烧结现象而减少， 使形成于接合界面的结晶粒界移动而完成接合。上述非专利文献1所 揭示的方法相当于此种扩散接合。
本发明中使用常温接合，虽借助由加压以接合面的原子等级的凹 凸来破坏氧化皮膜，但借助由超声波振动的施加，可促进氧化皮膜的 破坏，以原子等级促进金属间的紧密接合，以促进固相接合。超声波 振动的施加可在加压中时常进行，但还可使加压呈现临时压接与正式 压接的二阶段变化而仅在正式压接期间施加超声波。
超声波振动主要施加于与接合面垂直的方向为佳。然而，超声波 振动还能施加于与接合面平行的水平方向。即使是施加于水平方向的 超声波振动，由于为相对于接合面包含垂直方向与水平方向的两种成 分的振动，因此还对接合面施加垂直方向振动。在该种施加于水平方 向的超声波振动的情形下，可使特氟隆(注册商标)等低摩擦系数的
膜处在加振部与接合部(配线板)之间，以弱化水平成分的振动而以
垂直成分为主成分。再者，还可对两连接端子的接合面照射Ar离子 束以使其洗净及活性化，而能立即接触加压。
本发明的印刷配线板的连接装置，具备加压机构、加振机构以及 控制机构，借助由加压机构从上方加压在第1印刷配线板的第l连接 端子与第2印刷配线板的第2连接端子之间夹持粘结用树脂而重叠的 两连接端子的接合部。同时，加振机构将超声波振动施加于两连接端 子的接合部。控制机构使该加压机构与加振机构同时动作，在粘结用 树脂未硬化的状态下， 一边加压两连接端子一边施加超声波振动，以 进行固相金属间接合。
在结束固相金属间接合后，须使未硬化的粘结用树脂硬化。于是， 还可设置在两连接端子成为固相金属间接合后加热未硬化状态的粘结 用树脂而使其硬化的加热机构。或者，还能由控制机构来控制加压机 构，以在粘结用树脂未硬化的状态下解除加压。此时，从连接装置移 除的已完成接合的配线板，由其他装置加热以使树脂硬化。
优选为，在印刷配线板连接装置设置定位机构，将第l印刷配线 板与第2印刷配线板保持成在两连接端子间夹持粘结用树脂，并使第 2连接端子与第l连接端子在纵长方向分离的多个部位重叠。
该定位机构包含能从下方支承第2印刷配线板并在水平面上定 位的定位台、以及将第1印刷配线板供给至第2印刷配线板的上方而 使两印刷配线板的连接端子重叠保持在纵长方向的供给机构。此处， 定位台使用能在水平面上正交的X-Y方向与绕垂直轴的旋转方向(e 方向)定位的XYe台即可。
还可在供给机构设置保持板，借助例如吸气负压将上侧的第2印 刷配线板吸引、吸附在保持板下面，以进行移送及供给。或者，还可 为仅保持配线板来移送及供给的供给机构。
加压机构例如具备将上侧的配线板朝下加压的加压部、以及对该 配线板主要施加上下方向的超声波振动的加振部。此时，加振部可由 超声波放大器及固定于此的超声波振动器所形成，加压部可经由该超声波放大器而加压配线板。
加振机构可由超声波放大器及安装在该超声波放大器的超声波振 动器所形成，加压机构可经由该超声波放大器而加压两印刷配线板。 还可在该超声波放大器设置加热机构。此时，控制机构可控制加热机 构，在粘结用树脂未硬化的状态下，加热至使两连接端子接合部能固 相金属接合的温度。
已由定位机构定位重叠两连接端子的接合部的两印刷配线板，可 在该定位机构上借助加振机构与加压机构施加超声波振动与压力而使 两连接端子接合。可在定位后借助一次的加压工序而对两连接端子施 以压接、接合。
或者，还可将定位后的压接分为临时压接与正式压接的2阶段来 进行。此时，在加振机构设置用来加热粘结用树脂的加热机构，控制 部控制定位机构将第2连接端子定位成与第l连接端子在纵长方向分 离的多个部位重叠后，控制加压机构与加热机构， 一边对粘结用树脂 加热至可呈现或维持粘接性的程度一边对其加压，以将两印刷配线板 临时压接至不易脱离的程度。之后，控制机构控制加热机构、加压机 构与加振机构，对已临时压接的两印刷配线板施加足以形成固相金属
接合的压力与超声波振动，以进行两连接端子的正式压接。
如此，还能以不同装置来进行临时压接与正式压接。此时，在临 时压接装置设置上述定位机构、及用以对经定位机构定位的两印刷配 线板的连接端子进行粘结用树脂可呈现或维持粘接性的程度的加热及 加压而进行临时压接的加热加压机构。另一方面，在正式压接装置设 置加振机构与加压机构，对从临时压接装置搬送而来、且已被定位与 临时压接的两印刷配线板施加超声波振动与压力，以使两连接端子接 合。借助由此种构成，可缩短施加超声波振动的正式压接装置的运转 时间，其结果能提高运转率。
本发明之所以施加超声波，是为了以压缩应力促进电极(接合端 子)表面镀层上的凹凸的塑性变形，因此，施加纵向振动为佳。以往， 即使施加横向振动还被认为能有塑性变形。然而，其原因在于，在实际的接合面，即使是横向振动，其应力还具有垂直方向的向量成分， 能促进凹凸的塑性变形而使接合。这是借助下述操作而间接证明的实验事实，即，在超声波头与印刷配线板之间插入特氟隆(商标)薄片 那样的易滑材料以作为脱模材料，或是未固定配线板而使其能相对超 声波加振加压头而朝水平方向移动，均可得到良好的接合性。
(原理)
下面，说明本发明的接合原理及接合条件。如上所述，在以往的 异向性导电膜中必须使用微小导电粒子。另外，在上述非专利文献l，为了要形成微小凹凸，会提高材料费或加工成本。而本发明为了解决这些问题，考虑了将印刷配线板的连接端子彼此在固相下直接超声波 接合的方法。然而，在印刷配线板的连接中，由于连接端子彼此朝相 同方向延伸而图案化，因此仅进行超声波接合时，该连接端子重叠的 接触面积将会过大。连接端子间的接触面积过大时，会产生以下问题。
第l点，接触面积过大时，待排出树脂的端子非接触部分会变少， 导致端子间所夹持的树脂难以排出。因此，连接端子彼此的接触并不充分。第2点则是回弹(spring back)的问题。为了产生固相金属接 合造成的凝固现象，必须施加必要的载重以使连接端子产生塑性变形， 但由于该载重必须随接触面积而变大，因此一定会变大。该载重会同 时在印刷配线板本身产生弹性变形，在接合工序结束后除去该载重时， 会产生回弹。因此，还会使得在接合过程临时接合的接合界面被剥落。 如此，仅利用超声波接合的方法，无法使连接端子良好地接合。
然而，由于具有能降低材料费或加工成本的优点，因此将印刷配 线板的连接端子彼此在固相下直接以超声波接合的方法，有其实用价值。因此，探求上述问题的解决方法。
如上所述，为了要将印刷配线板的连接端子彼此在固相下直接以 超声波接合，以须要在不施加过大载重的情况下来进行。也就是说，由于载重会与连接端子间的接触面积成比例变大，因此，本案发明人 从连接端子的构造面思考解决方法，谋求既能减少接触面积还能确保 必要的载重(压力)而充分缩小接合部的接触电阻。
因此，首先调查必要的最低载重的程度。
首先，观察在预先对接合界面供给构成粘结层的树脂的状态下， 将半导体芯片借助超声波接合而倒装芯片式构装至印刷配线板的情 形。由于形成于半导体芯片的金凸块宏观上塑性变形，因此将树脂从 接合面排出，使金凸块与印刷配线板的半导体芯片构装图案间直接接 触，借助由超声波接合而能形成金属间接合。此时，由于在接合部并 不能辨识出熔融组织，因此可视为相互扩散或与其近似的固相接合。
而且，由此已知至少在连接界面要有150MPa左右的压力(宏观下凸 块的每单位变形面积的平均载重)。
这是在半导体芯片上形成金凸块的情形。相对于此，作为本发明 对象的印刷配线板的情形， 一般的配线材料被电解镀铜。由于经电解 镀铜的配线图案的屈服值为金的数倍，因此可预测欲使该种镀铜的配 线图案产生宏观的塑性变形，则需要金凸块时的150MPa的数倍压力。
因此，经实验来确认将镀铜配线图案彼此以超声波接合方法来接 合时必要的接触面的压力与接触电阻的关系。图5为其实验结果。该 配线图案是在镀铜上施以镀镍、镀金而成的。根据其实验结果，当接 触面压力在大约150MPa以上时，接触电阻约在1.75欧姆左右而几乎 未改变，因此能得知施加大约150MPa的压力即可确保充分的导通性。 也即，施以与金凸块时相同的压力即可。
此处，与上述预想相反地，施以大约150MPa那样与金凸块时相 等的压力、能确保非常小的接触电阻，对于此现象的考证结果能得知 以下情况。
经截面分析等的方法来分析接合界面后，在镀铜配线图案(在表 面形成有镀镍及镀金)表面的镀金处，存在有相当于表面粗糙度的以 Hm为单位的微小凹凸。以150MPa的压力，并不会使镀铜配线图案 有宏观上的塑性变形。然而，即使是如此的压力，还能使nm单位的 微小凹凸的前端及施加于其表面的镀金塑性变形，其压力足以使该微 细部分的树脂排出。再者，在没有镀镍、镀金时，在镀铜表面具有微 小凹凸，其会产生塑性变形。
即，在电解镀铜配线图案彼此的超声波接合中，形成于表面的镀
金的nm单位的微小凹凸前端部会因载重与超声波振动而塑性变形， 并同时有树脂排出，在接触的金属表面产生凝固现象而形成金属间接 合。如此，在施加150MPa左右的压力来施加超声波振动的接合方法 中，印刷配线板的连接端子电极的表面粗糙度为重要的参数。在该方 面考虑如下，使用 一 般制程所制得的印刷配线板的图案的10点平均粗 糙度，大约是0.5nm左右的表面粗糙度，只要具有该种程度的凹凸， 在镀铜图案彼此的超声波接合即已足够。也就是说，可知无须为了在 配线图案的表面产生凹凸而有特别的工序。
接着，探讨150MPa的压力对印刷配线板的基材所带来的影响。
就将彼此朝同向平行延伸的连接端子同向并排以进行压接的情形 进行计算。
举例而言，考虑由30个端子构成的连接部，且连接端子的宽度为 O.lmm， 长度为1.5mm。
当重叠该连接部时，由于接触面积在每一连接端子为0.15mm2， 因此30个连接端子合计为4.5mm2。由于150MPa的压力，对每lmm2 施加有150N的载重，因此30个连接端子合计施加有675N的载重。 由于该载重施加于连接端子整体，因此还施加至底层的印刷配线板的 基材，而对该印刷配线板的基材造成明显的弹性变形。因此，在除去 载重时，对应的弹性复原力的作用会破坏接合。当然，在印刷配线板 的基材使用高弹性率的材料时，能避免破坏接合。然而，此时会产生 为了要施加高载重而会导致构装装置大型化的问题。
另外，在已知的非专利文献l所示的固相扩散接合，必需将接合 界面加热至共晶温度或再结晶温度以上，且在该温度下保持加压一定 时间。由此会延长处理时间。因此，本发明使用常温接合(常温微接 合)。即，使接合表面充分洁净化并仅以微量压力而使其接触接合，之 后使树脂硬化以加强接合部。
经以上调查、探讨的结果，借助由减少连接端子的分割后的各个 接合部的接触面积，达成不易破坏接合的连接端子构造、及使用具备
具有此种构造的连接端子的印刷配线板的本发明的印刷配线板间的连 接方法及装置。
(实施例1 )
图1A为显示本发明一实施例的印刷配线板的俯视图，在连接端 子的1边以直角突设多个子端子。图1B为图1的1B-1B线截面图。 图2、3为显示具备图1的连接端子的下侧硬性印刷配线板与上侧可挠 性印刷配线板的连接工序的概略工序图。图4为显示在图2、 3的连接 工序接合的部分(斜线部)的俯视图。
图1A、 B中，附图标记3为印刷配线板、附图标记4为形成于印 刷配线板3上的连接端子，在其纵长方向的纵长部4b的1边朝一侧端 突设有多个子端子4a。本发明中，该子端子4a为用于印刷配线板间 的连接。附图标记4an为在连接端子4与子端子4a的表面上以电解或 无电解处理而形成的镀镍层，附图标记4ak为在镀镍层4an的表面上 以相同处理方法而形成的镀金层。
图2中，附图标记1为上侧配线板的可挠性印刷配线板(第1配线板)，在其上形成有连接端子2。附图标记3为下侧配线板的硬性印 刷配线板(第2配线板)，在其上形成有连接端子4，在连接端子4设 有图1A的子端子4a。附图标记5为可挠性印刷配线板1与硬性印刷 配线板3连接时的硬性印刷配线板3的装载台，附图标记6为粘结层 的热塑性树脂膜。
图3中，附图标记7为本发明的加振机构及加压机构的超声波头， 还具有加热机构。该超声波头7，将可挠性印刷配线板1与硬性印刷 配线板3的连接端子2、 4重叠加压、加热，且施加超声波振动以连接 两连接端子2、 4。附图标记8是作为脱模材料用途的特氟隆薄片，其 用以在加压时热塑性树脂6从连接端子间露出而接触超声波头7时， 使超声波头7易于脱离。该特氟隆薄片8还具有可减少超声波振动在 配线板水平方向的振动成分、而主要将配线板垂直方向的振动成分施 加于两连接端子2、 4的接合部9的功能。
图4中，以斜线示出了在连接可挠性印刷配线板1与硬性印刷配
线板3时两连接端子2、 4的接合部9。
(子端子的形成)
首先说明图1A、 B所示的子端子4a的形成方法。再者，该形成 方法为直接使用周知方法，因而省略其图示。
首先，准备已积层铜箔的印刷配线板。接着，例如在铜箔表面涂 布感光性光阻，使用光罩以进行紫外线膝光，进而进行显影，在铜箔 表面形成具有既定配线图案的蚀刻光阻。之后，借助使用例如氯化铁 水溶液的蚀刻将未包覆蚀刻光阻的多余部分的铜箔溶解，而形成具有 既定配线图案的连接端子4与子端子4a。
之后，以碱性溶液除去蚀刻光阻。之后，对连接端子4与子端子 4a以外的部分施以光阻镀敷，依序以镀镍、镀金的顺序施加镀敷，之 后除去光阻镀敷。以此方式，可形成具有镀镍层4an与镀金层4ak的 连接端子4与子端子4a。
这些镀镍层4an与镀金层4ak为专门考虑超声波接合的镀敷，因 此并不局限于此，还可是锡或锡合金等能彼此接合的其他金属镀敷。 另外，由于对超声波接合面施以洁净化还能有利于超声波接合，因此， 还能对连接端子进行等离子处理等表面洁净化处理以代替镀敷处理。
以下，对子端子的大小与数目提出实例，根据子端子4a的面积与 连接时的载重关系来说明此种子端子4a的金属间接合不会因弹性复 原力祐 破坏。如上述，已知施加150MPa的压力而连接，可得到大致 一定的接触电阻。另外，还判明了施加于连接端子4与印刷配线板3 的载重为IOON左右时，接合不会被弹性复原力所破坏。
例如，连接端子4的纵长部(主端子)4b的宽度为O.lmm,连接 端子4以0.3mm间距配置。另外，子端子4a的宽度(连接端子4的 纵长方向的长度)为0.05mm，长度(与连接端子4的纵长方向成直 角方向的长度)为0.15mm，以0.15mm间隔在连接端子4的纵长方向 形成有5个子端子4a (图1A)。
此时，载重的计算如下。在重叠硬性印刷配线板3的子端子4a 与可挠性印刷配线板1的连接端子2而连接时，接合部分的面积成为0.005mm2。由于在每1连接端子设有5个子端子，因此，每一连接端 子的接触面积有0.025mm2。因此，与现有例相同有30个连接端子时， 接触面积总计为0.75mm2，在施加150MPa的压力时，会有112N的 载重施加于连接端子4与印刷配线板3的基材。因此，使用该子端子 4a来连接时，不会因弹性复原力而破坏接合。
(印刷配线板间的连接)
接着，具体说明此种可挠性印刷配线板1与硬性印刷配线板3的 连接方法。
首先，准备已形成连接端子2的可挠性印刷配线板1、以及已形 成突设有子端子4a的连接端子4的硬性印刷配线板(图2(a)、 (b))。
接着，将硬性印刷配线板3中形成有连接端子4的面(零件构装 面)朝上，装载于装载台5 (图2 (c))。接着使可挠性印刷配线板1 的连接端子2朝向下面，在可挠性印刷配线板1与硬性印刷配线板间 夹持热塑性树脂膜6，将可挠性印刷配线板1的连接端子2与硬性印 刷配线板3的子端子4a对准后重叠(图2 (d)、图4)。
该对准系以例如下述的周知方法来进行。
可挠性印刷配线板1与热塑性树脂膜6有充分透明性时，能越过 可挠性印刷配线板1与热塑性树脂膜6而以硬性印刷配线板3所附的 对准标记为基准来进行对准。另一方面，可挠性印刷配线板l或热塑 性树脂膜6有任一方为不透明时，可在事前拍摄可挠性印刷配线板1 的连接端子2与硬性印刷配线板3的连接端子4及子端子4a，借助使 用影像辨识的自动辨识机构来进行对准。
接着，由可挠性印刷配线板1的内侧(图3 (e)的上侧)，将超 声波头7置放于与各连接端子2、4a的位置相当的部分，施加150MPa 的压力(图3(e))。再者，此时将超声波头7预设成与热塑性树脂膜 6的软化温度相当的温度。借助该超声波头7，将既定温度与既定压力 施加于可挠性印刷配线板1与硬性印刷配线板3。借此，可使热塑性 树脂膜6软化，且能使可挠性印刷配线板1的连接端子2与硬性印刷 配线板的连接端子4a接触。在此状态下，由超声波头来施加超声波振动(方向为图的表背面方向)(图3 (f))。超声波振动方向虽相对基 板成水平，但因存在作为脱模材料的特氟隆薄片18，而此能弱化相对 基板成水平方向的振动成分，将垂直方向的振动成分施加于基板接合 部，而成为固相金属接合。另外，当然还可一开始便使超声波振动方 向相对基板成垂直方向(图中的上下方向)。
超声波振动的施加时间，以大概0.5秒左右为基准。利用此程度 的时间，可完成具有所需保持力的金属间接合。在经过此时间后，使 超声波头7从可挠性印刷配线板1之上分离。另外，因超声波头7而 发热的连接部，经散热而逐渐冷却，热塑性树脂膜6伴随于此而固化， 完成稳定的接合(图3 (g))。此时，还可不等待树脂膜6的硬化即从 装载台5搬出两配线板1、 3。因为连接端子2、 4已经借助固相金属 接合而固定。
(实施例2)
还可取代实施例1的热塑性树脂膜6，在粘结层使用热硬化性树 脂。其差异点仅在于经加热而硬化、或是加热后冷却而硬化，作为粘 结层的效果则是相同的。使用热硬化性树脂时的印刷配线板间的连接 方法，与上述实施例1所说明的可挠性印刷配线板1及硬性印刷配线 板3的连接方法基本相同，因此，视需要使用图2、 3并以差异处为中 心来说明。
热硬化性树脂的供给，当热硬化性树脂为液状树脂时，使用印刷 或分配法。另一方面，在使用半硬化状态的树脂膜时，可先行临时压 接于硬性印刷配线板3等、或如上述以夹持方式来配置。
这样，夹持热硬化性树脂，将可挠性印刷配线板l与硬性印刷配 线板3的接合部对准后重叠。
另外，将超声波头7设定成热硬化性树脂的硬化温度，如上述， 借助该超声波头7将既定温度与既定压力施加于可挠性印刷配线板1 与硬性印刷配线板3。借此，在热硬化性树脂硬化前，使可挠性印刷 配线板1的连接端子2与硬性印刷配线板3的连接端子4a接触。在此 状态下由超声波头来施加超声波振动(方向为图的表背面方向)(图3
(f))。
超声波振动的施加时间以大概0.5秒左右作为基准。利用此程度 的时间，可完成具有必要保持力的固相金属间接合。在经过此时间后， 借助超声波头7施加可使热硬化性树脂达到硬化的预定时间的该温度 与压力。之后，使超声波头7从可挠性印刷配线板1之上分离。以此 方式使热硬化性树脂固化，完成稳定的接合(图3 (g))。
上述热硬化性树脂的硬化，还能以在未硬化状态下取出树脂，置 入加热炉内的方式，来取代超声波头7的加热与加压。此时，借助超 声波头7的加热与加压，硬化至热硬化性树脂具有的完全硬化度的 50%的硬化度程度。之后使超声波头7从可挠性印刷配线板1分离。 另外，将由热硬化性树脂构成的粘结层在半硬化状态下而连接的可挠 性印刷配线板l与硬性印刷配线板3置入另行设置的加热炉，将加热 炉的温度设定成可使该热硬化性树脂完全硬化的温度，将其保持至可 完全硬化的时间，之后予以取出。以此方式而使热硬化性树脂固化， 完成稳定的接合(图3 (g))。
上述的热硬化性树脂的硬化温度与硬化时间，可考虑所使用的热 硬化性树脂的硬化特性而设定。该硬化特性可借助本案申请人先前已 申请专利的热硬化性树脂的硬化率预测方法(日本特愿2006-147104 ) 来先行掌握。
(实施例3)
图6为显示本发明的印刷配线板的端子连接装置的实施例的概念 图。此图中，附图标记20为定位台，可在水平面上在正交方向(X-Y 方向)和绕垂直方向的旋转角度(e方向)进行定位。在该定位台20 的上面固定装载台22，在其上方固定一方的配线板的硬性印刷配线板 (第2配线板)3。该第2配线板3的第2连接端子4为上述实施例1 的阶梯型，在其上贴有树脂膜6。定位台20的位置由位置控制部24 所控制。
附图标记26为供给机构，用以将另一方的配线板的可挠性配线板 (第1配线板)l供给至硬性印刷配线板(第2配线板)3的上方，将
两配线板1、 3的连接端子2、 4重叠保持在纵长方向。供给机构26 借助位置控制部24进退移动而定位。在该供给机构26的下面具有保 持板28。该保持板28，借助由例如吸气负压而将可挠性印刷配线板1 吸引于下面以保持。再者，借助这些供给机构26与定位台20，构成 本发明的定位机构。附图标记30为用以控制保持板28的吸引力的吸 引控制部。
附图标记34为加压机构，其具备将两配线板l、 3的连接端子2、 4的重叠部从可挠性印刷配线板1的上侧朝下加压的加压部36、以及 从可挠性印刷配线板1的上侧将主要为上下方向(配线板垂直方向) 的超声波振动施加于该重叠部的加振机构38。加振机构38具备由纵 长的金属构件构成的超声波放大器40、以及固定在该超声波放大器40 上端的超声波振动器42。超声波放大器40与超声波振动器42的振动 频率谐振，在其下端产生上下方向的振动。
超声波放大器40在谐振频率的驻波节点所在位置被框材44所支 承。框材44形成为围绕超声波放大器40的侧方及上方，在该框材44 的上面施加加压部36的加压力。再者，该加压部36的加压力F (载 重)，以使用测力计等的压力传感器46来检测。由该压力传感器46 所测出的加压力F，被输入至加压控制部48，加压控制部48对加压 部36的加压力F进行反馈控制。另外，在超声波放大器40设置由电 加热器等构成的加热机构43。加热机构43的温度由温度传感器(未 图示)所检测，然后输入至温度控制部32,温度控制部32对加热机 构43的温度T进行反馈控制。另外，超声波振动器42被加振控制部 50以既定频率进行驱动控制。附图标记52为控制装置，其将控制讯 号传送至位置控制部24、吸引控制部30、温度控制部32、加压控制 部48、及加压控制部50等各部位，以控制整体。另外， 一般而言， 避免来自加热机构43的热传至超声波振动器42的隔热部(未图示) 设在超声波放大器40与超声波振动器42之间。
进而说明该连接装置的动作。首先在加振机构38上升的图6的状 态下，将下方的硬性印刷配线板(第2配线板)3安置于装载台22。另外，在上方的供给机构26的保持板28的下面，吸附有可挠性印刷 配线板(第1配线板)1。在此状态下，位置控制部24控制定位台20 与供给机构26的位置，以使两印刷配线板l、 3的连接端子2、 4位于 在纵长方向平行且上下重叠的位置。
接着，加压部36使加振机构38的框材44下降，使其抵接于可挠 性印刷配线板1的上面，以使超声波放大器40的下端面位于两配线板 1、 3的连接端子2、 4的重叠部。将该加压力F控制成设定压力，并 将温度T控制成设定温度，并起动超声波振动器42。如此， 一边对两 配线板l、 3的接合部施加主要为上下方向的超声波振动， 一边施加设 定压力，借此能使连接端子2、 4在树脂膜6未硬化的状态下成为固相 金属接合。
该接合时间极短(约0.5秒)，之后，在树脂膜6未硬化的状态下， 加压部36使加振机构38上升，使超声波放大器40从可挠性印刷配线 板l的上面离开。此处，使供给机构26及吸引保持板28从可挠性印 刷配线板l离开，准备供给下一张可挠性印刷配线板1。可挠性印刷 配线板1在与硬性印刷配线板3接合的状态下，借助其他搬送机构而 从定位台20被移送、搬出至下一工序。另外，以对应于树脂膜6的既 定顺序使树脂膜6硬化。
在此例中，虽采用吸附构成将可挠性印刷配线板1吸附于搬送机 构26的保持板28，但还可在保持板28设置夹持机构，以夹持可挠性 印刷配线板1。
在此实施例中，在装载台22上进行两印刷配线板的定位后，在该 装载台22上借助加振机构38与加压机构34来施加超声波振动与压 力，以使两连接端子接合，因此，在定位之后，可借助一次的加压、 加振工序使两连接端子压接、接合。
根据所使用的粘结用树脂，有可能在以一次的加压、加振工序将 连接端子连接时，在树脂被充分排出至端子2、 2间的空间及端子4、 4间的空间前树脂即已硬化。此时，还可将定位后的压接分成临时压 接与正式压接的2阶段来进行。此时，对已定位的两印刷配线板，加压超声波放大器40,同时进行加热至粘结用树脂可呈现或维持粘接性 的程度，以将两印刷配线板临时压接成不易脱离的程度。之后，控制 加压机构与加振机构，对已临时压接的两印刷配线板施加足以形成固 相金属接合的压力与超声波振动，以进行两连接端子的正式压接。借 助未伴随超声波振动施加的临时压接，使粘结用树脂能在未硬化的状 态下被排至端子2、 2及端子4、 4间的空间。借此，在正式压接时端 子2、 4a充分接触，可确保端子间的固相金属接合。
(实施例4)
还能以不同装置来进行在印刷配线板定位后的临时压接、及用以 进行固相金属接合的正式压接。图7(A)为临时压接装置100的概念 图，图7 (B)为正式压接装置110的概念图。对于与图6的连接装置 相同的构件赋与相同的附图标记，以省略详细说明。临时压接装置100 虽具备由定位台20与供给机构26构成的定位机构，但其加压机构34A 并不具有加振机构，而由其加压头50来加压印刷配线板1、 3。正式 压接装置110具有与图6的连接装置大致相同的构成，加压机构34B 具备加振机构38，其超声波放大器40B—边加压印刷配线板1、 3的 接合部一边施加超声波振动。再者，在加压头50设置加热机构43A, 在超声波放大器40B设置加热机构43B。
首先，与实施例3相同，借助供给机构26将可挠性印刷配线板1 定位及重叠在临时压接装置100的装载台22上的硬性印刷配线板(第 2配线板)上。接着，使加压头50下降，以对两配线板的已重叠的连 接端子部施加既定载重与温度。该载重与温度，为使粘结用树脂呈现 粘接性达到两配线板不易脱离的程度。
将如此形成临时压接部的两配线板1 、3以未图示的移送机构移送 至正式压接装置IIO。在正式压接装置中，将两配线板l、 3装载及定 位于定位台20B的装载台22B上，以使已临时压接的端子接合部能位 于既定位置。之后，使超声波放大器40B下降，对临时压接部加热、 加压且施加超声波振动以进行正式压接。借此，使两配线板的连接端 子的接触部分形成固相金属接合。
(实施例5)
在上述各实施例1~4中，将直线状的连接端子2(图2)接合于图 1~4所示的阶梯形(梳齿形、cantilever structured ladder type )的连 接端子4的子端子4a。然而，适于本发明的连接端子并不局限于此。
图8~12为显示阶梯形端子的其他实施例的图。另外，由于在2 个配线板所分别设置的2个连接端子还可反过来配置，因此之后以一 方的连接端子作为第1端子，以另一方的连接端子作为第2端子。
图8所示的实施例，第1端子60为阶梯形，第2端子62为直线 型，但在第1端子60的子端子60之间呈现弧形。在实际的蚀刻中， 并未成为图1A的矩形而是成为图8那样的形状。此形状会因导体膜 厚(铜箔厚度)而改变。
图9所示的实施例，第1端子60A的子端子60Aa呈锯齿状。这 考虑了蚀刻造成的形状变化，而预先形成大略三角形。第2端子62A 呈直线型。
图10所示的实施例，将第l端子60B的子端子60Ba借助平行于 纵长方向的2条纵长部60Bb以相隔既定间隔的方式而连结的梯子形。 即，将以蚀刻除去的蚀空图案60Bc排列在纵长方向，将直线状的第2 端子62B纵截于该蚀空图案60Bc。图10(A)中，该蚀空图案60Bc 为矩形，图10 (B)中为圆形成椭圆形，图10 (C)中为菱形。
图11中，使第1端子60C与第2端子62C同为单边阶梯形(梳 齿型)，使各子端子60Ca、 62Ca成相对向而重叠接合。图12中，在 第1端子60D与第2端子62D设置分别由纵长方向的一侧边以相隔既 定间隔的方式向侧方突出的大致半圆弧状的子端子60Da、 62Da,使 这些子端子60Da、 62Da成相对向而重叠接合。 (实施例6)
图13的实施例，使第1端子60E、 60F成为大致波形(锯齿形)。 图13 (A)中，使第2端子62E成为直线形。图13 (B)中，使第2 端子62F成为与第1端子60F相同周期的波形，^使两端子60F、 62F 在纵长方向分离的多数位置彼此接合。
(实施例7)
在图14-16分别以俯视图与截面图所示的实施例，为排列有导通 孔等的连接盘的不连续连接盘型。图14所示的第1端子60G，在上面 沿着直线排列与硬性印刷配线板64的直线状内层电路图案66连接的 非贯穿导通孔68的连接盘。
设在可挠性印刷配线板70的第2端子62G，为纵截于这些连接盘、 即第1端子60G的直线状。这些第1、第2端子60G、 62G,夹持粘 结用树脂72而形成固相金属接合，使树脂70凝固而固定。
图15所示的第1端子60H，使用贯通硬性印刷配线板64A的贯 穿导通孔68A的连接盘，以取代图14所示的非贯穿导通孔68。根据 此实施例，由于粘结用树脂72深入导通孔68A内，因此可增加配线 板64A的第1端子60H与可挠性印刷配线板70的直线状第2端子62H 间的粘结强度。
图16所示实施例，使硬性印刷配线板64B的第1端子60I形成为 直线状，另一方面，形成由直线状排列在可挠性印刷配线板70A上的 连接盘构成的第2端子621。即，在可挠性印刷配线板70A的上面形 成直线状的配线图案74，将连接于该配线图案74的连接盘621设置 在下面，使各连接盘在直线上不连续地排列。 (实施例8)
图17所示的实施例为蚀刻台阶型，其借助由蚀刻，使横截宽度方 向的多个凹部76与凸部78，在纵长方向交互排列于设在硬性印刷配 线板64C的直线状第1端子60J。可挠性印刷配线板70B的第2端子 62J为直线状。
权利要求
1.一种印刷配线板的连接方法，将至少一方的配线板是可挠性印刷配线板的两张印刷配线板的连接端子在纵长方向上彼此重叠而连接，其特征在于，具有以下工序a)至c)a)准备第1印刷配线板、以及连接端子形成为与第1印刷配线板的连接端子在纵长方向上分离的多个部位重叠的第2印刷配线板；b)在两连接端子之间夹持粘结用树脂，并在多个部位重叠该两连接端子；c)在所述粘结用树脂未硬化的状态下，一边施加超声波振动一边对两印刷配线板进行加压，使所述连接端子在多个部位进行固相金属间接合。
2. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序 c)之后，使所述粘结用树脂硬化。
3. 如权利要求1或2的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在 工序c)之后，具有以下的工序d):工序d)解除所述粘结用树脂的加压，之后使粘结用树脂硬化。
4. 如权利要求1至4的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在 工序b)中，对两印刷配线板的两连接端子进行加压以进行临时压接；在工序c)中，对已临时压接的两印刷配线板一边施加超声波振 动 一边加压，以进行使两连接端子在多个部位固相金属间接合的正式 压接。
5. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述粘 结用树脂是热塑性树脂。
6. 如权利要求5的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序 c)中，将热塑性树脂加热至软化。
7. 如权利要求6的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序 c)之后，进一步具有以下的工序d-l):工序d-l)解除对热塑性树脂的加压，之后降温以使热塑性树脂 硬化。
8. 如权利要求7的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序 d-l)中，在热塑性树脂呈现其最大粘结强度的大约50%的强度时， 解除对热塑性树脂的加压。
9. 如权利要求5的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序 b)中，将热塑性树脂加热至软化，以进行两印刷配线板的临时压接。
10. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述 粘结用树脂是热硬化性树脂。
11. 如权利要求10的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序c)中，将热硬化性树脂加热至能够维持粘接性的状态，且进一步 具有以下的工序d-2 ):工序d-2)解除对热硬化性树脂的加压，之后升温以使热硬化性 树脂硬化。
12. 如权利要求10的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序b)中，加热至维持粘接性的状态，以进行两印刷配线板的临时压 接；在工序c)中，在热硬化性树脂未硬化的状态下， 一边施加超声 波振动一边对两印刷配线板进行加压，以进行使所述连接端子在多个 部位固相金属间接合的正式压接；之后升温以使热硬化性树脂硬化。
13. 如权利要求10的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序b)中，加热至维持粘接性的状态，以进行两印刷配线板的临时压接；在工序c)中，在热硬化性树脂未硬化的状态下， 一边施加超声波振动 一边对两印刷配线板进行加压，以进行使所述连接端子在多个部位固相金属间接合的正式压接；且进一步具有以下的工序d-2):工序d-2)解除对热硬化性树脂的加压，之后升温以使热硬化性 树脂硬化。
14. 如权利要求13的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工序d-2)中，在热硬化性树脂呈现其最大硬化度的大约50%的硬度时， 解除对热硬化性树脂的加压。
15. 如权利要求13的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序d-2)中，使用加热炉来加热所述热硬化性树脂以使其硬化。
16. 如权利要求10的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序c)中，将两印刷配线板中至少一方的连接端子加热至低于连接端 子的熔融温度且热硬化性树脂未硬化的温度。
17. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序c)中，超声波振动是相对于两连接端子的接合面在大致垂直方向 施力口的。
18. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，在工 序c)中，超声波振动是相对于两连接端子的接合面在大致水平方向 施加的。
19. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述 第2印刷配线板的连接端子，是具备在连接端子的纵长方向分离设置 的多个子端子的阶梯型；在工序b)中，以多个子端子分别重叠于第1印刷配线板的连接 端子的方式，将两连接端子对准。
20. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述 第2印刷配线板的连接端子为波形；在工序b)中，以所述第1印刷配线板的连接端子每隔既定周期 重叠于该波形连接端子的方式，将两连接端子对准。
21. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述 第2印刷配线板的连接端子，是将连接于电路图案的连接盘排列在配 线板表面的不连续连接盘型；在工序b)中，以所述第1印刷配线板的连接端子重叠于各连接 盘的方式，将两连接端子对准。
22. 如权利要求1的印刷配线板的连接方法，其特征在于，所述 第2印刷配线板的连接端子，是通过蚀刻形成为横截其宽度方向的多个凹部与凸部排列于纵长方向的台阶型；在工序b)中，以所述第1印刷配线板的连接端子重叠于各凸部 的方式，将两连接端子对准。
23. —种印刷配线板的连接装置，将至少一方的配线板是可挠性 印刷配线板的两张印刷配线板的连接端子在纵长方向上彼此重叠而连 接，其特征在于，具备加压机构，该加压机构从上方对在第1印刷配线板的第1连接端 子与第2印刷配线板的第2连接端子之间夹持粘结用树脂而重叠的两 连接端子的接合部进行加压，该第2连接端子形成为与第l连接端子 在纵长方向分离的多个部位重叠；加振机构，该加振机构对两连接端子的接合部施加超声波振动；以及控制机构，该控制机构使加压机构与加振机构同时动作，在粘结 用树脂未硬化的状态下， 一边对两连接端子进行加压一边施加超声波 振动以进行固相金属间接合。
24. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 控制机构对加压机构进行控制，以便在两连接端子固相金属间接合后， 在粘结用树脂未硬化的状态下解除加压。
25. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，进一 步具备定位机构，该定位机构如此保持所述第1印刷配线板与所述第 2印刷配线板，使得在两连接端子间夹持粘结用树脂，第2连接端子 与第l连接端子在纵长方向分离的多个部位重叠。
26. 如权利要求25的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 定位机构具备能够从下方支承该第2印刷配线板并在水平面上进行 定位的定位台、和将所述第1印刷配线板供给至第2印刷配线板的上 方而使两印刷配线板的连接端子在纵长方向保持重叠的供给机构。
27. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 加振机构具备超声波放大器、和安装在该超声波放大器的超声波振动 器，该加压机构经由超声波放大器来对两印刷配线板进行加压。
28. 如权利要求27的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 超声波放大器具备加热机构，该加热机构在粘结用树脂未硬化的状态 下，将两连接端子接合部加热至能够进行固相金属接合的温度。
29. 如权利要求28的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 控制机构控制所述加热;f几构。
30. 如权利要求24的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 加振机构与加压机构对在所述定位机构上保持重叠的两印刷配线板施 加超声波振动与压力，以将两连接端子接合。
31. 如权利要求24的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 加振机构具备加热粘结用树脂的加热机构；所述控制部控制定位机构，在将第2连接端子定位成与第l连接 端子在纵长方向分离的多个部位重叠后，控制加压机构与加热才几构， 一边进行粘结用树脂能够呈现或维持粘接性的程度的加热一边进行加 压，将两印刷配线板临时压接成不易脱离的程度；之后，控制加热机构、加压机构和加振才几构，对已临时压接的两 印刷配线板施加足以形成固相金属接合的压力与超声波振动，以进行 两连接端子的正式压接。
32. 如权利要求24的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 连接装置由临时压接装置与正式压接装置构成；临时压接装置具备所述定位机构，以及加热加压才几构，该加热加压才几构对由定^立才几构定位的两印刷配线 板的连接端子进行粘结用树脂能够呈现或维持粘接性的程度的加热及 加压，以进行临时压接；正式压接装置具备所述加振机构与所述加压机构，对从临时压接 装置搬送而来、且已经定位与临时压接的两印刷配线板施加超声波振 动与压力，以将两连接端子接合。
33. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 加振机构对两连接端子接合部施加主要为配线板垂直方向的超声波振动。
34. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，所述 加振机构对两连接端子接合部施加主要为配线板水平方向的超声波振 动。
35. 如权利要求23的印刷配线板的连接装置，其特征在于，在所 述加振机构与两连接端子接合部之间，设有与接合部平行的低摩擦材料。
全文摘要
本发明涉及使至少一方为可挠性印刷配线板的印刷配线板的连接方法。在与另一方的印刷配线板(1)的连接端子(2)在纵长方向分离的多个部位，使一方的印刷配线板(3)的连接端子(4)夹持粘结用树脂(6)而重叠，在粘结用树脂未硬化的状态下，一边施加超声波振动一边加压两印刷配线板，以使连接端子在多个部位进行固相金属间接合。由于固相金属接合(常温接合)所需的时间极短，因此不需等待树脂硬化即可解除加压。可提高连接装置的运转效率，提高产率。
文档编号H05K3/36GK101347052SQ20078000096
公开日2009年1月14日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年8月7日
发明者中谷直人, 关本隆司 申请人:日本亚比欧尼克斯股份有限公司