JP4036738B2

JP4036738B2 - フレキシブル基板及びフレキシブル基板の検査方法

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Publication number: JP4036738B2
Application number: JP2002352878A
Authority: JP
Inventors: 克幸内藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: JP2004186505A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブル基板及びフレキシブル基板の検査方法に関し、より詳細には、表面にコネクタが搭載されており、このコネクタを補強するための補強板が裏面に貼付される際の貼付位置合わせマークを有するフレキシブル基板、及びそのようなフレキシブル基板に貼付された補強板の貼付位置の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８及び図９は本発明が適用されるフレキシブル基板の製造途中の状態を示す模式的平面図及び模式的断面図である。この図８及び図９に示されている状態では、個々のフレキシブル基板はテープ状の基板に作りつけられた状態であり、未だ独立したフレキシブル基板とはなっていない。
【０００３】
テープ状の基板100 上の破線で示した外形ライン101 内の範囲がフレキシブル基板1010となる部分である。このフレキシブル基板1010には、半導体チップ109 が実装されると共に、その他のチップ部品1011等の機能を搭載した半導体モジュールが形成されている。また、フレキシブル基板1010の表面には図示しない配線がパターニングされており、更に出力端子1012及び外部回路との接点となるコネクタ1013が半田付けされた入出力端子が備えられている。
【０００４】
フレキシブル基板1010はその表面が以上のように構成されることにより製品として機能するが、上述のコネクタ1013の端子列1014をフレキシブル基板1010上で機械的に安定させるための補強板１がコネクタ1013のフレキシブル基板1010を挟んだ裏面に貼付されている。
【０００５】
このようなフレキシブル基板1010の裏面に貼付された補強板１はたとえば 175μｍ厚のPI板であり、熱硬化接着剤によりフレキシブル基板1010のコネクタ1013の位置の裏面に貼付される。この補強板１をフレキシブル基板1010の裏面に貼付する際の条件としては、 200℃、30kg/cm²で熱圧着を５秒間行なうことにより仮付けした後、６時間にわたって 125℃の環境下で接着剤を硬化させてフレキシブル基板1010に貼付する。
【０００６】
ところで、補強板１のフレキシブル基板1010への貼付位置は、補強板１がフレキシブル基板1010上の正規の貼付位置に貼付された場合の補強板１の４隅部にそれぞれ一致するように位置合せマーク20を設定しておき、この位置合せマーク20を基準として補強板１を貼付する。このようにして補強板１をフレキシブル基板1010に貼付することにより、正規の位置に補強板１を貼付することができる。なお、位置合せマーク20は、補強板１の隅部と一致した状態で補強板１の貼付位置が正規の位置であることを表すために、補強板１の隅部の形状、具体的には矩形の補強板１の直角の４隅部の形状に合わせて、２本の直線を直交させたＬ字状の形状としている。
【０００７】
このような従来例では、フレキシブル基板1010は単品ではなくテープ状の基板100 上に連続的に形成された後に外形ライン101 に即して分断されて個別のフレキシブル基板1010とされる。このように、フレキシブル基板の製造においては、テープ状の基板100 を利用することにより、各アセンブリ工程を連続的且つ順次的に処理できるため、効率的な生産が可能である。
【０００８】
上述のような技術はフレキシブル基板の製造工程における一般的な方法であり、補強板１の貼付に際してもテープ状の基板100 の状態で処理することにより個々のフレキシブル基板1010に連続的に補強板１を貼付することが可能である。このテープ状の基板100 の状態のフレキシブル基板1010への補強板１の貼付の際の位置決めは、専用の貼付装置が画像認識によるパターンマッチングで行なう場合と、画像認識は行なわずに貼付装置の機械的な位置決めで行なう場合とがあり、それぞれの位置決め精度は、前者では±50μｍ程度、後者では±200 μｍ程度である。
【０００９】
上述したように、フレキシブル基板1010への補強板１の貼付位置の精度は位置決めの方式に基本的には依存するが、その他の理由で貼付位置の精度が低下する場合がある。たとえば、画像認識を行なう場合には、テープ状の基板100 上に形成される種々の部品の不具合により予め登録されている画像とは異なった画像が認識対象となってしまい、補強板１の貼付位置の精度が低下する。また、画像認識を行なわない場合には、貼付装置の搬送系の精度及びテープ状の基板100 上に形成される種々の部品の配置精度が位置合わせの精度に直接影響して補強板１の貼付位置精度が低下するという問題があった。
【００１０】
このため、補強板１の貼付位置を確認する検査工程が必要になる。そのような検査工程では補強板１の貼付位置精度が基準を満たすか否かを作業員が目視で検査するが、実際上は作業員が目視で補強板１の貼付位置精度を検査する以外にも種々の検査を行なっている。このような検査工程においても、他の工程と同様に、フレキシブル基板1010をテープ状の基板100 の状態で扱っている。
【００１１】
このような事情から、位置合せマーク20として、位置合わせ時の許容範囲に相当する面積を有する位置合わせマークを使用する技術が知られている（特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１８３６９２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、フレキシブル基板の検査工程では作業員は補強板の貼付位置精度以外にも種々の検査を行なう必要があり、比較的短時間の内に各種の不具合を発見しなければならない。このため、補強板の貼付位置がずれている場合、前述した従来例のような単純に補強板の隅部の形状に合わせた２直線が直交する位置合わせマークでは位置ずれの許容範囲内であるのか否か、更にはずれ量が良否判定基準の限界に近く、貼付装置に何らかの修正を与える必要があるのかを瞬時に判断することは困難であり、たとえ対比用見本サンプルを用意しておいて注意深く観察することにより適正に判断できたとしても、検査時間が長大化し、作業員の負担も増加する。
【００１４】
そして、上述の検査工程もテープ送りにより順次的且つ連続的に処理できる円滑な作業である半面、作業員の負担増加による集中力の低下も相俟って、補強板の貼付位置の不具合を見過ごして検査精度が低下する虞があった。
【００１５】
なお、特許文献１に記載されている技術では、位置合わせの良否は判断可能ではあるが、位置合わせマークの外周に補強板の端部が接しているような微妙な状態では的確な判断を下せない虞がある。
【００１６】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、補強板の貼付位置の良否が正確に且つ瞬時に判断できて作業員の負担を軽減することにより、従来であれば作業員の負担が原因となっていた補強板貼付位置の良否判定精度の低下を防止し得るフレキシブル基板の提供を目的とする。
【００１７】
また、本発明は、補強板の貼付位置のズレ量を補強板を貼付する工程へフィードバックすることにより、ズレを修正する方向へ貼付装置を調整して貼付位置を高精度に維持することが可能なフレキシブル基板の検査方法の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形の補強板の各遇部が貼付されるべき位置を示す貼付位置合わせマークを有するフレキシブル基板において、前記貼付位置合わせマークは、前記補強板の一隅部の貼付位置のずれ量の許容範囲を外郭線で示すと共に、該外郭線内の所定位置を前記補強板の一隅部の正規の貼付位置とした場合の貼付位置のずれ量を示す目盛りが前記外郭線内に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の各遇部の正規の貼付位置に対するずれ量の許容範囲が貼付位置合せマークの外郭線で示される共に、この外郭線内に設定されている目盛りにより補強板の各遇部の正規の貼付位置に対するずれ量が判定可能になる。
【００２０】
また本発明に係るフレキシブル基板は、前記補強板の貼付位置合わせマークの外郭線は矩形であることを特徴とする。
【００２１】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の貼付位置合わせマークの外郭線が矩形であるため、補強板の位置合せマーク上への重畳の状態に応じて直行方向へのズレ量が示される。
【００２２】
また本発明に係るフレキシブル基板は、前記補強板の貼付位置合わせマークの外郭線が円形であることを特徴とする。
【００２３】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の貼付位置合わせマークの外郭線が円形であるため、補強板の位置合せマーク上への重畳の状態に応じて全方向へのズレ量が示される。
【００２４】
また本発明に係るフレキシブル基板は、前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りは平行に配列された複数の棒状のパターンであることを特徴とする。
【００２５】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の貼付位置合わせマークの目盛りが平行に配列された複数の棒状のパターンであるので、補強板の位置合せマーク上への重畳の状態に応じて個々の棒状のパターンによってズレ量が示される。
【００２６】
また本発明に係るフレキシブル基板は、前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りはマトリクス状に配列された矩形又は円形の集合であることを特徴とする。
【００２７】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の貼付位置合わせマークの目盛りがマトリクス状に配列された矩形又は円形の集合であるので、補強板の位置合せマーク上への重畳の状態に応じて個々の矩形又は円形によってズレ量が示される。
【００２８】
また本発明に係るフレキシブル基板は、前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りは格子状のパターンであることを特徴とする。
【００２９】
このような本発明のフレキシブル基板では、補強板の貼付位置合わせマークの目盛りが格子状のパターンであるので、補強板の位置合せマーク上への重畳の状態に応じて格子状パターンを構成する個々の矩形によってズレ量が示される。
【００３０】
更に本発明に係るフレキシブル基板の検査方法は、上述のいずれかのフレキシブル基板に補強板を貼付する工程と、フレキシブル基板に貼付された補強板の貼付位置のズレを判定する工程と、判定されたズレの量を前記補強板を貼付する工程へフィードバックする工程とを含むことを特徴とする。
【００３１】
このような本発明のフレキシブル基板の検査方法では、フレキシブル基板が有する上述のいずれかの補強板の貼付位置合わせマークにより、補強板の位置合わせが行なわれ、判定されたズレの量が補強板を貼付する工程へフィードバックされる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。なお、本発明のフレキシブル基板そのものは前述の図８及び図９に示した従来のフレキシブル基板と同様であり、異なる点は補強板の貼付のために使用される位置合わせマークのみである。従って、本来はフレキシブル基板の表面にコネクタが半田付けで搭載されており、その裏面に補強板が貼付されているが、以下の発明の実施の形態の説明においては、フレキシブル基板上にたとえば印刷等により設定される位置合わせマークの形状及び構成と、この位置合せマークと補強板との位置関係のみを示す。
【００３３】
図１は本発明のフレキシブル基板の第１の実施の形態を示す模式図である。補強板１の４隅部の位置決めのための位置合わせマーク21が、フレキシブル基板1010の裏面の補強板１が本来貼付されるべき基準位置を示すために設置されている。
【００３４】
なお、説明の便宜上、図１上において左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向とし、原点は補強板１の左下隅部の正規の貼付位置とする。また、図１上において、補強板１の左下隅部を５(00)とし、左上隅部を５(0Y)とし、右下隅部を５(X0)とし、右上隅部を５(XY)とする。従って、位置合わせマーク21に関しても、図１上において、補強板１の左下隅部５(00)に対応するものを21(00)とし、左上隅部５(0Y)に対応するものを21(0Y)とし、右下隅部５(X0)に対応するものを21(X0)とし、右上隅部５(XY)に対応するものを21(XY)とする。
【００３５】
図２は本発明のフレキシブル基板の第１の実施の形態が有する位置合わせマーク21の具体的な構成を示す模式図である。ここでは、補強板１の右上隅部５(XY)に対応する位置合わせマーク21(XY)が示されている。
【００３６】
各位置合わせマーク21はＸ, Ｙ両方向に平行に配列された３個の線幅20μｍの第１目盛り31と、これらの３個の第１目盛り31の間の平行な２個のギャップ幅20μｍの第２目盛り32とを交互に配した目盛り部３を有している。従って、第１目盛り31のピッチ、第２目盛り32のピッチ共に40μｍになる。なお、本第１の実施の形態では、目盛り部３には第１目盛り31が直線状に３個配列されていることから、Ｘ、Ｙ両方向共に± 100μｍまでの位置ずれを検出できる。
【００３７】
補強板１の正規の貼付位置は、図２に示すように、補強板１の各隅部５が一致すべき各位置合わせマーク21の外形中心４として示され、各位置合わせマーク21はそのような位置関係となるようにフレキシブル基板1010の裏面にたとえば印刷等により設定される。
【００３８】
従って、図１に示すように、補強板１が正規の位置に貼付されている場合は、補強板１と各位置合わせマーク21の目盛り部３とは干渉しない、換言すれば各位置合わせマーク21の目盛り部３上に補強板１が重畳して貼付されることはない。一方、図３は補強板１の貼付位置がずれた場合を示す模式図であるが、この図３に示すように、補強板１が正規の位置に貼付されていない場合には、各位置合わせマーク21の目盛り部３と補強板１とが干渉する、換言すれば各位置合わせマーク21の目盛り部３上に補強板１が重畳した状態で貼付される。そしてこの各位置合わせマーク21の目盛り部３上への補強板１の重畳の程度が各位置合わせマーク21の目盛り部３の両目盛り31, 32によって示されるので、これによって補強板１の貼付位置のずれ量の目視検査が可能になる。
【００３９】
具体的には、図３に示されている状態では、補強板１の右上隅部５(XY)に対応する位置合わせマーク21(XY)の目盛り部３への補強板１の重畳状態から、補強板１が正規の貼付位置に対してＸ方向に約−80μｍずれており、また補強板１の左下隅部５(00)に対応する位置合わせマーク21(00)の目盛り部３への補強板１の重畳状態から、補強板１が正規の貼付位置に対してＹ方向に約＋70μｍずれていることが目視検査で判定可能になる。
【００４０】
従って、たとえば補強板１の貼付位置のずれ許容範囲が 100μｍである場合、図３に示されている状態は許容範囲内であることが、瞬時に視覚的に判定可能である。また、この検査結果は補強板１の貼付位置の精度を維持するために貼付装置にフィードバックするデータとしても有用である。なお、目盛り部３の長さを含んだ各位置合わせマーク21の外形寸法は 200μｍであり、この各位置合わせマーク21の 200× 200μｍの外郭範囲を補強板１の位置合わせの許容範囲の情報として用いることができる。
【００４１】
図４は本発明のフレキシブル基板の第２の実施の形態を示す模式図である。上述の第１の実施の形態においては、各位置合わせマーク21の目盛り部３に設けた第１目盛り31と第２目盛り32とにより、補強板１のＸ, Ｙ方向（横, 縦方向）それぞれの位置ずれ量が示されると共に、外形寸法により許容範囲が設定されるようにしたが、本第２の実施の形態の各位置合わせマーク22はマトリクス状に配置されたドット６により構成されており、これらのドット６により、補強板１のＸ, Ｙ方向（横, 縦方向）それぞれの位置ずれ量が示されるようになっている。
【００４２】
図５は本発明のフレキシブル基板の第２の実施の形態が有する各位置合わせマーク22の具体的な構成例を示す模式図である。各位置合わせマーク22を構成するドット６はそれぞれが20μｍ□であり、各ドット６間の間隔も20μｍであり、５×５のマトリクス状にドット６が配列されている。従って、各ドット６のＸ, Ｙ両方向のピッチは40μｍであり、ドット６のマトリクス状の集合範囲の正方形の外郭（180 ×180 μｍ）が補強板１の貼付位置の許容範囲を表している。
【００４３】
このような第２の実施の形態の位置合わせマーク22においては、各位置合わせマーク22の中心のドット６の中心位置60に補強板の各隅部５が一致する状態を補強板１の正規の貼付位置とし、ドット６により構成されるマトリクスの外郭が 180μｍ□であるため、補強板１の貼付位置のずれの許容範囲は正規の貼付位置からＸ, Ｙ方向共に±90μｍの範囲となる。
【００４４】
図６は本発明のフレキシブル基板の第３の実施の形態を示す模式図である。上述の第１及び第２の実施の形態では位置合わせマーク21, 22に目盛り部３を設けたり、ドット６をマトリクス状に配置したりすることにより縦横それぞれに補強板１の貼付位置のずれ量を示すようにすると共に許容範囲を設定したのに対し、本第３の実施の形態では位置合わせマーク23を外形が円形のメッシュ状のパターンとして補強板１の貼付位置のずれ量を示すと共に、円形の外郭線によって位置ずれ許容範囲を設定するようにする。
【００４５】
図７は本発明のフレキシブル基板の第３の実施の形態が有する各位置合わせマーク23の具体的な構成例を示す模式図である。この第３の実施の形態の位置合せマーク23は、正規の貼付位置からいずれの方向にも均等な距離を許容範囲とすることが可能なように、外郭の形状を円にしてある。
【００４６】
位置合わせの許容範囲を 260μｍφ（実際の許容範囲は中心からの距離であるため、 130μｍとなる）とした場合、メッシュをライン幅20μｍ、ライン間隔20μｍで７本のラインで構成することにより、位置合わせマークの直径を 260μｍφとすることができる。そして、この位置合わせマーク23のメッシュの円の中心８を補強板１の正規の貼付位置、即ち補強板１の各隅部５と一致する位置とする。この場合、補強板１の貼付位置のずれの許容範囲はメッシュの円の中心８を中心とする全方向へ 130μｍの範囲になる。
【００４７】
以上のような各実施の形態の位置合わせマーク23によれば、補強板１の位置合わせのズレ量をフィードバックして補正することができるので、補強板１の各隅部５が位置合わせマーク23の内部に位置している場合は位置合わせの良否の判断は容易且つごく短時間で行なえる。但し、補強板１の各隅部５が位置合わせマーク23の外周に接しているような状態である場合は、目視検査では良否の判断に戸惑うことがあり、判断に時間が掛かる可能性もあり得る。しかしそのような場合においても、補強板１の貼付位置のズレ量を貼付装置へ適時フィードバックすることにより、補強板１は位置合わせマークの中心に貼付される可能性が高くなり、良否の判断に戸惑う回数は少なくなる。
【００４８】
なお、前述の第１及び第２の実施の形態において、位置合せマーク21, 22の外郭線を円形にしてもよく、また第３の実施の形態において、位置合せマーク23の外郭線を矩形にしてもよい。
【００４９】
また、上述の第２の実施の形態において、個々のドット６を矩形ではなく円形としてもよい。
【００５０】
更に上述の各実施の形態における位置合せマーク21, 22, 23はいずれもフレキシブル基板1010に印刷により配線パターン等と同時に形成することが可能であることはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明に係るフレキシブル基板、及びフレキシブル基板の検査方法によれば、補強板の貼付位置ずれ許容範囲を位置合せマークの外郭線で示しているので、補強板の位置ずれ良否が正確に瞬時に判断できる、従って、それほどには慎重な判断を必要としなくなるため、作業員の負担が軽減される。このため、従来であれば作業員の負担が原因となっていた補強板貼付位置の良否判定精度の低下を防止できる。
【００５２】
また、本発明に係るフレキシブル基板、及びフレキシブル基板の検査方法によれば、補強板の貼付位置と許容範囲との対比を慎重に行なうために要していた時間を従来に比して短縮することができる。このような本発明のフレキシブル基板の補強板の貼付位置合わせマークは、配線パターン等と同時にたとえば印刷によりフレキシブル基板上に設定することが可能であるため、大掛かりな装置、コストを要することなく、検査工程における補強板位置ずれ良否の判別精度が向上する。
【００５３】
更に、本発明に係るフレキシブル基板、及びフレキシブル基板の検査方法によれば、目盛りを設けたために貼付位置のずれ傾向を定量的に把握できるようになるので、ズレ量を補強板を貼付する工程へフィードバックすることにより、ズレを修正する方向へ貼付装置を調整することにより貼付位置を高精度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブル基板の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明のフレキシブル基板の第１の実施の形態が有する位置合わせマークの具体的な構成を示す模式図である。
【図３】本発明のフレキシブル基板の第１の実施の形態において、補強板の貼付位置がずれた場合を示す模式図である。
【図４】本発明のフレキシブル基板の第２の実施の形態を示す模式図である。
【図５】本発明のフレキシブル基板の第２の実施の形態が有する各位置合わせマークの具体的な構成例を示す模式図である。
【図６】本発明のフレキシブル基板の第３の実施の形態を示す模式図である。
【図７】本発明のフレキシブル基板の第３の実施の形態が有する各位置合わせマークの具体的な構成例を示す模式図である。
【図８】本発明が適用されるフレキシブル基板の製造途中の状態を示す模式的平面図である。
【図９】本発明が適用されるフレキシブル基板の製造途中の状態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１補強板
21, 22, 23 位置合わせマーク
３目盛り部
31 第１目盛り
32 第２目盛り
４位置合わせマーク21の外形中心
５補強板の隅部
６ドット
８位置合わせマーク23の外形中心
101 フレキシブル基板をテープ状態から分断するための外形ライン
1010 フレキシブル基板
1013 コネクタ

Claims

矩形の補強板の各遇部が貼付されるべき位置を示す貼付位置合わせマークを有するフレキシブル基板において、
前記貼付位置合わせマークは、前記補強板の一隅部の貼付位置のずれ量の許容範囲を外郭線で示すと共に、該外郭線内の所定位置を前記補強板の一隅部の正規の貼付位置とした場合の貼付位置のずれ量を示す目盛りが前記外郭線内に設定されていることを特徴とするフレキシブル基板。
前記補強板の貼付位置合わせマークの外郭線は矩形であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
前記補強板の貼付位置合わせマークの外郭線は円形であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りは平行に配列された複数の棒状のパターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフレキシブル基板。
前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りはマトリクス状に配列された矩形又は円形の集合であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフレキシブル基板。
前記補強板の貼付位置合わせマークの目盛りは格子状のパターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフレキシブル基板。
請求項１乃至６のいずれかに記載のフレキシブル基板に補強板を貼付する工程と、
フレキシブル基板に貼付された補強板の貼付位置のズレを判定する工程と、
判定されたズレの量を前記補強板を貼付する工程へフィードバックする工程と
を含むことを特徴とするフレキシブル基板の検査方法。