JP3888678B2

JP3888678B2 - インターポーザー搭載方法およびインターポーザー搭載装置

Info

Publication number: JP3888678B2
Application number: JP2002077197A
Authority: JP
Inventors: 雅典秋田; 吉記佐脇
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: JP2003281491A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインターポーザーを非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路に搭載する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ送受信、データ記録などを行うＩＣチップが埋め込まれている非接触のＩＤ類のインターポーザーは、国際公開番号ＷＯ０１／６２５１７Ａ１号に記載のように、また、図２に示すようにインターポーザーの電極がＩＣチップ電極に導通すると共に、電極ピッチ、電極サイズがＩＣチップ電極より増大、拡大された形状となっている。さらに、インターポーザーの電極に連なる回路部は必要に応じて一部或は全体が絶縁性のフイルム、或は樹脂で保護或は絶縁被覆或は封止されている。
【０００３】
インターポーザーが埋め込めれた構成のインターポーザー基板は通常の樹脂フイルム類や紙類と同じようにロール構成によって搬送し、また搭載（貼り付け）処理することができる。また、図１０に示すように、インターポーザー基板は、インターポーザーが通常複数の行と列状に配列されている。
【０００４】
また、非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路についても、図１２に示すようにインターポーザー基板同様、配線回路が通常複数の行と列状に配列されている。
【０００５】
ところが、図１０に示すインターポーザー基板に於いてもまた図１２に示される非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路基板に於いても、インターポーザーやアンテナ等に代表される配線回路においてもその製造過程によって、また、基板そのものが、フィルム・紙・不織布などシート状のもので構成されているため、それぞれ、個々のインターポーザー間、配線回路間それぞれにピッチにばらつきがある。
【０００６】
従い、従来は、図７、図８に示すように、これらインターポーザーを非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路上に搭載処理するにあたり、個々にインターポーザー形状に打ち抜いたものを、Ｘ−Ｙテーブルなどの往復搭載装置を用いて配線回路上に位置決めして後、搭載処理していた為、搭載処理工程の高速化においては１組の搭載に１秒以上も要する速度と自ずから限界があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、このような問題点に着目し、あらかじめ導電性粘着テープを貼着したインターポーザー基板と非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路基板とをそれぞれ送り方向に一列に切断しテープ状として送るに際し、相互に位置を検出し演算制御を行って、連続的にインターポーザーを配線回路上に搭載処理し、当該工程の大幅な処理速度向上と低コスト化を図ることをができるインターポーザー搭載方法およびインターポーザー搭載装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
インターポーザー基板をインターポーザー各個単位に切断し連続的に配線回路基板上の各個配線回路上の所定位置に連続的に搭載するにあたり、インターポーザー基板の送り速度と配列ピッチを検出してインターポーザー基板の送り量を演算し、所定量インターポーザー基板を切断位置に送り出し、切断位置においてインターポーザー基板を切断し、次いで切断されたインターポーザーを受け取り搬送するにあたり、配線回路基板の送り速度と配列ピッチを検出し、インターポーザーを配線回路基板の所定搭載位置に搭載するに必要な搬送速度を演算し、所定速度でインターポーザーを搬送し、インターポーザーを配線回路の搭載位置に搭載する。
【０００９】
インターポーザー基板上のインターポーザーの配列ピッチおよび／または配線回路基板上の配線回路の配列ピッチが不揃いである場合にも対応できる様に、上記方法において、切断されたインターポーザーの搬送を少なくとも２段階の円運動で行うように構成することにより、効率的に位置合わせが可能となる。
【００１０】
インターポーザーを導電性粘着テープを用いて配線回路に搭載することにより効率よく搭載処理ができる。
【００１１】
インタポーザーを配線回路に搭載後、インターポーザー電極部と配線回路電極部を同時に加熱し部分融着することにより、あるいは、機械的な変形を与え、公絡させて両電極の導通を取ることにより搭載処理を確実なものとする。
【００１２】
また、その他の方法としてインタポーザーを配線回路に搭載後、インターポーザー電極部と配線回路電極部に同時に超音波振動を与えて両電極間の導通を取ることを確実にすることもできる。
【００１３】
上記配線回路は多くは非接触ＩＤ類に用いられるアンテナである。
【００１４】
ここで装置における特徴を述べる。インターポーザー基板を搬送し、インターポーザーを各個単位に連続的に切断し搬送し、配線回路基板上の各個配線回路上の所定位置に搭載する装置において、インターポーザー基板の送り速度と配列ピッチを検出してインターポーザー基板の送り量を演算し、所定量インターポーザー基板を切断位置に送り出すインターポーザー位置検出演算制御装置と、インターポーザー基板切断装置と、切断されたインターポーザーを受け取り第２搬送装置に渡す第１搬送装置と、第１搬送装置からインターポーザーを受け取り、配線回路の所定の位置にインターポーザーを搭載する第２搬送装置と、配線回路基板送り装置と、配線回路基板の送り速度と配列ピッチを検出し、インターポーザーを配線回路基板の所定の搭載位置に搭載するのに必要な第２搬送装置の搬送速度を演算し、第２搬送装置の速度を制御する配線回路基板位置検出演算制御装置とから構成されたことを特徴とするインターポーザー搭載装置である。
【００１５】
特に上記第１搬送装置と第２搬送装置が回転式とし、円滑にインターポーザーが搬送搭載できる様にすると共に、インターポーザー基板上のインターポーザーおよび配線回路基板上の配線回路のピッチが異なっても、また、それらの種類に変動があっても柔軟に対応できる構成にあるインターポーザー搭載装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明では、連続的にインターポーザー３１と配線回路を搭載処理するインターポーザー搭載方法およびインターポーザー搭載装置を提供することにある。まずは、搭載処理するインターポーザー３１及び配線回路５０について説明する。
【００１８】
図２に示すインターポーザー３１は、図５に断面を示すようにデータ送受信、データ記録などを行うＩＣチップ３２がインターポーザー３１を構成する基材に埋め込まれたものである。ＩＣチップ３２の電極は非常に小さいので、配線回路５０に搭載する場合等に位置合わせに困難を極める。従い、それを助成するために、拡大電極３３が形成されている。インターポーザー３１の拡大電極３３に連なる回路部は必要に応じて一部或は全体が絶縁性のフイルム、或は樹脂で保護或は絶縁被覆或は封止されている。
【００１９】
このインターポーザー３１は、図１０に示すように、インターポーザー基板３４に行列状に配列されている。ところが、インターポーザー基板３４の基板そのものの前製造工程によって、また、基板そのものがフィルム・紙・不織布などシート状のもので構成されているなどの理由により、個々のインターポーザー３１間のそれぞれのピッチにはばらつきが存在する。
【００２０】
図６には非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路５０を示している。当該配線回路５０においても、図１２に示されるようにインターポーザー３１同様、配線回路５０が行列状に配列されて配線回路基板５１が形成されている。インターポーザー基板３４の同様基板そのものの前製造工程によって、また、基板そのものが、フィルム・紙・不織布などシート状のもので構成されているため、インターポーザー３１間同様個々の配線回路５０間のピッチにはばらつきが存在する。
【００２１】
次に、実際にインターポーザー３１を配線回路５０に搭載処理する過程について説明する。図１０に示すインターポーザー基板３４を図１１に示すようにインターポーザー基板スリット３６形成し、一列づつ配列したテープ状のインターポーザー基板３４に形成する。その結果、図３に示すインターポーザー基板３４ができる。そのインターポーザー基板に連続的に搭載処理できるように、図４に示す様に、導電性粘着テープ３５を予めインターポーザー基板３４のインターポーザー３１の拡大電極３３部にテープ状のインターポーザー基板３４の長手方向に貼り付けておく。
【００２２】
当該導電性粘着テープ３５は粘着性の例えばアクリル系の樹脂をバインダーにして例えばカーボン微粒子にニッケルをメッキ施した導電性粒子を分散させたものが使われる。厚さは２５〜１００μｍの範囲のものが用いられ、当該実施例では５０μｍのものを用いた。導電性粘着テープ３５はインターポーザー基板３４とカバーシート３７にサンドイッチされてシート状、或はリール状で、またインターポーザー基板３４とカバーシート機能を合わせ持つカバーシート３７を介してリール巻きにされた状態で供給され、通常の樹脂フイルム類や紙類と同じようにロール構成によって搬送される状態に置かれる。
【００２３】
図１２に示すように配線回路５０についてもインターポーザー基板３４と同様、図１３に示すように配線回路基板スリット５２を形成し、一列づつ配列したテープ状の配線回路基板５１に形成する。その結果、図９に示す配線回路基板５１ができる。当該配線回路基板５１についてもインターポーザー基板３４同様、通常の樹脂フイルム類や紙類と同じようにロール構成によって搬送される状態に置かれる。
【００２４】
次に上記準備された、テープ状のインタポーザー基板３４、及び配線回路基板５１を連続的に搭載処理する方法および装置について図１を用いて説明する。図１はインターポーザー搭載装置１を示す全体構成図である。図４に示す導電性粘着テープ３５を拡大電極３３の上に貼着したインターポーザー基板３４をインターポーザー基板送り装置２に供給する。
【００２５】
インターポーザー基板送り駆動ローラ３はインターポーザー基板３４を切断装置４に送る。切断装置４にインターポーザー基板３４が接すると切断刃物７に設けてあるサクション機構により保持される。その時、インターポーザー位置検出演算制御装置６はすでに通過したインターポーザー基板３４の最初のインターポーザー３１の位置を記憶しており、最適の位置にてシャーカッター機構およびリンク機構を備えた切断装置４にて切断し、切断されたインターポーザー３１は第１搬送装置８に等配に設けられた搬送部９に移載される。
【００２６】
図１に上記リンク機構の動作軌跡５を示す。切断装置４は、上記の様にシャーカッター機構およびリンク機構から構成され、切断装置４の切断刃物７でカットした後リンク機構が働きインターポーザー３１を第１搬送装置８に渡す。
【００２７】
インターポーザー位置検出演算制御装置６は、切断装置４の上流側に設けられたＣＣＤカメラが次々と通過するインタポーザー３１の所定のパターン画像を取り込む。画像取り込み時刻と画像処理装置を用いて求めた所定パターンの座標のデータ群とインターポーザー３１の送り速度データ群から、次の切断タイミングに対応して切断装置４に送り出すインターポーザー３１の送り量を計算し、インターポーザー基板送り装置２を制御する。インターポーザー３１の座標を取り込むため、上記ＣＣＤカメラ以外に透過型レーザービームで貫通丸穴をとらえる、反射型レーザービ−ムで反射マークをとらえるなどの方法を用いることも出来る。
【００２８】
この様に連続的にインターポーザー位置検出演算装置６はインターポーザー３１の配列位置（配列ピッチ）を検知し、検知したインターポーザー３１の配列位置データと送り速度データからインターポーザー基板３４の送り出し量を演算しインターポーザー基板３４はこの所定位置で切断される。当該切断装置４はシャーカッター機構を備えており、インターポーザー３１のサイズが変更になった場合にも、インターポーザー位置検出演算制御装置６データを変更することで柔軟に対応できフレキシビリティ性に優れている。
【００２９】
インターポーザー３１が切断装置４から第１搬送装置８に受け渡される際には切断刃物７と第１搬送装置８の搬送部９間の相対速度がゼロになるように制御することで安定して受け渡すことができる。第１搬送装置８に保持されている切断されたインターポーザー３１は第２搬送装置のホルダー１７の受け渡し位置まで搬送され受け渡される。
【００３０】
本発明では切断刃物７についてシャーカッター機構を用いて説明したが、レーザーカッターなどインターポーザー基板３４をシャープに切断できるものであればその他の機構を用いることもできる。
【００３１】
インターポーザー基板３４をインターポーザー基板送り装置２にて供給搬送すると平行して、図９に示される一列に配列されたテープ状の配線回路基板５１を配線回路基板送り装置１１の配線回路基板送り駆動ローラ１２を駆動させて、第２の搬送装置１０に供給搬送する。供給搬送された配線回路基板５１は配線回路基板位置検出演算制御装置１３によって、配線回路基板５１の配列位置（配列ピッチ）を検知し、検知した配線回路基板５１の位置データと送り速度データから、配線回路基板５１のインターポーザー３１の搭載位置への到達距離（時間）を演算する。
【００３２】
配線回路基板位置検出演算制御装置１３によって配線回路基板５１の該当する配線回路５０が、第２搬送装置のホルダー１７に保持されている該当するインターポーザー３１が搭載位置へ到達するタイミング（時間）に合わせて搬送され、搭載される様に搬送速度を制御しながら、駆動される。
【００３３】
配線回路基板位置検出演算制御装置１３は、インターポーザー３１の搭載位置の上流側に設けられたＣＣＤカメラが次々と通過する配線回路基板５１の配線回路５０の所定パターンの画像を取り込む。画像取り込み時刻と画像処理装置を用いて求めた所定パターンの座標デ−タ群と、配線回路送り速度データ群から、次にインターポーザーを搭載する配線回路が、搭載位置に来るまでの時間を計算する。
【００３４】
このタイミングに合わせてインターポーザー３１を搬送し、配線回路基板５１に搭載するため、第２搬送装置１０のホルダー１７の回転速度を調節し、加減速をかけて運転する。配線回路基板５１の配線回路５０の座標を取り込むため上記ＣＣＤカメラ以外に、透過型レーザービームで貫通丸穴をとらえる、反射型レーザービ−ムで反射マークをとらえるなどの方法を用いることも出来る。
【００３５】
第２搬送装置１０は、従って、不等速回転制御される機構となっており、第１搬送装置８からインターポーザー３１を受け取る際には、第１搬送装置８の速度に、配線回路基板５１に該当するインターポーザー３１を受け渡す際には配線回路基板５１の搬送速度に制御されている。
【００３６】
第２搬送装置１０から供給された切断されたインターポーザー３１と配線回路基板５１に位置あわせされ、搭載処理された時、予めインターポーザー３１に貼られている導電性粘着テープ３５によって搭載貼り付けされるが、その後、必要に応じて適宜必要な導通作業が後の配線回路基板駆動ローラ１２を配線回路基板５１が搬送通過した後施される。
【００３７】
例えば、１組の圧延ローラーで導電性粘着テープ３５部を圧延処理する、例えば、インターポーザー３１の拡大電極３３と配線回路電極５３間に、同時に加熱し電極部または電極周辺部を部分融着する為に加熱装置１４を設ける、同時に機械的な変形を与え公絡させて両電極の導通を取る様にかしめ装置１５を設ける、あるいは、同時に超音波振動を与えて両電極間の導通を取る為に超音波振動発生装置１６を設けるなど確実に導通を取る手段をインターポーザ搭載装置１に設けて連続的に確実なインターポーザー３１が搭載された配線回路５０を連続的に効率良く生産する。
【００３８】
また、機械的変形付与、超音波振動付与により導電性粘着テープ３５が無くても導通を捕ることができる。
【００３９】
また、図１の様に少なくとも２段階の円運動で行う構成にしたことにより、インターポーザーの配線回路への搭載する処理速度は従来の方法の数倍となり１秒間に２組から１０組搭載することが可能となった。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、あらかじめ粘着性導電性粘着テープを貼着したインターポーザー基板と非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路基板とをそれぞれ送り方向に一列に切断しテープ状として送り、相互に位置を検出し演算制御を行って、連続的にインターポーザーと配線回路を搭載処理し、当該工程の大幅な処理速度向上と低コスト化を図ることをができるという効果を奏する。
【００４１】
また、本発明でのインターポーザー搭載装置には、回転式の第１搬送装置、第２搬送装置のインターポーザーの切断に関する制御及び配線回路基板の速度制御により、インターポーザーの寸法および基板上の配列ピッチの変動、配線回路基板の寸法、配列ピッチの変動に柔軟に対応ができる構成になっており、寸法変動に対する段取り時間も短縮される。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるインターポーザー搭載方法の説明およびインターポーザー搭載装置の概略構成を表す図である。
【図２】インターポーザーの構成を表す図である。
【図３】一列に切断したインターポーザー基板を表す図である。
【図４】一列に切断したインターポーザー基板に導電性粘着テープを貼着した状態を表す図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面を表す図である。
【図６】非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路を表す図である。
【図７】非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路にインターポーザーを貼着した状態を表す図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面を表す図である。
【図９】一列に切断した配線回路基板を表す図である。
【図１０】インターポーザーが複数の行と列状に配列されている状態を表すインターポーザー基板の図である。
【図１１】図１０に表すインターポーザー基板を基板の長手方向に１列づつ切断した状態を表す図である。
【図１２】非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路が複数の行と列状に配列されている状態を表す配線回路基板の図である。
【図１３】図１２に表す非接触ＩＤ類のアンテナ等に代表される配線回路基板を基板の長手方向に１列づつ切断した状態を表す図である。
【符号の説明】
１インターポーザー搭載装置
２インターポーザー基板送り装置
３インターポーザー基板送り駆動ローラ
４切断装置
５動作軌跡
６インターポーザー位置検出演算制御装置
７切断刃物
８第１搬送装置
９搬送部
１０第２搬送装置
１１配線回路基板送り装置
１２配線回路基板送り駆動ローラ
１３配線回路基板位置検出演算制御装置
１４加熱装置
１５かしめ装置
１６超音波振動発生装置
１７ホルダー
３１インターポーザー
３２ＩＣチップ
３３拡大電極
３４インターポーザー基板
３５導電性粘着テープ
３６インターポーザー基板スリット
３７カバーシート
３８絶縁層
３９ペーストビア埋
５０配線回路
５１配線回路基板
５２配線回路基板スリット
５３配線回路電極

Claims

インターポーザー基板をインターポーザー各個単位に切断し連続的に配線回路基板上の各個配線回路上の所定位置に連続的に搭載するにあたり、インターポーザー基板の送り速度と配列ピッチを検出してインターポーザー基板の送り量を演算し、所定量インターポーザー基板を切断位置に送り出し、切断位置においてインターポーザー基板を切断し、次いで切断されたインターポーザーを受け取り搬送するにあたり、配線回路基板の送り速度と配列ピッチを検出し、インターポーザーを配線回路基板の所定搭載位置に搭載するに必要な搬送速度を演算し、所定速度でインターポーザーを搬送し、インターポーザーを配線回路の搭載位置に搭載することを特徴とするインターポーザー搭載方法。
インターポーザー基板上のインターポーザーの配列ピッチが不揃いである請求項１に記載のインターポーザー搭載方法。
配線回路基板上の配線回路の配列ピッチが不揃いである請求項１に記載のインターポーザー搭載方法。
インターポーザー基板上のインターポーザーの配列ピッチおよび配線回路基板上の配線回路の配列ピッチが不揃いである請求項１に記載のインターポーザー搭載方法。
切断されたインターポーザーの搬送を少なくとも２段階の円運動で行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
インターポーザーを導電性粘着テープを用いて配線回路に搭載することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
インターポーザーを配線回路に搭載後、インターポーザー電極部と配線回路電極部を同時に加熱し部分融着することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
インターポーザーを配線回路に搭載後、インターポーザー電極部と配線回路電極部に同時に機械的な変形を与え、交絡させて電極の導通を取ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
インタポーザーを配線回路に搭載後、インターポーザー電極部と配線回路電極部に同時に超音波振動を与えて両電極間の導通を取ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
配線回路が非接触ＩＤカード類用のアンテナであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のインターポーザー搭載方法。
インターポーザー基板を搬送し、インターポーザーを各個単位に連続的に切断し搬送し、配線回路基板上の各個配線回路上の所定位置に搭載する装置において、インターポーザー基板の送り速度と配列ピッチを検出してインターポーザー基板の送り量を演算し、所定量インターポーザー基板を切断位置に送り出すインターポーザー位置検出演算制御装置と、インターポーザー基板切断装置と、切断されたインターポーザーを受け取り第２搬送装置に渡す第１搬送装置と、第１搬送装置からインターポーザーを受け取り、配線回路の所定の位置にインターポーザーを搭載する第２搬送装置と、配線回路基板送り装置と、配線回路基板の送り速度と配列ピッチを検出し、インターポーザーを配線回路基板の所定の搭載位置に搭載するのに必要な第２搬送装置の搬送速度を演算し、第２搬送装置の速度を制御する配線回路基板位置検出演算制御装置とから構成されたことを特徴とするインターポーザー搭載装置。
第１搬送装置と第２搬送装置が回転式であることを特徴とする請求項１１に記載のインターポーザー搭載装置。