特許 6873732 フレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6873732

(24)【登録日】2021年4月23日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】フレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/00 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/00 X

   H05K3/00 N

   H05K3/00 V

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-26370(P2017-26370)

(22)【出願日】2017年2月15日

(65)【公開番号】特開2018-133457(P2018-133457A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000230249

【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】アイアット国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】宮本 一義

【審査官】 齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０５０３９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭５９−１９２８５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平３−９２０６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ１／００―３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板シートから複数の製品部分となるフレキシブルプリント基板を製造するフレキシブルプリント基板の製造方法であって、
基板シートに複数の回路パターンを形成して前記製品部分を形成する回路形成工程と、
前記回路形成後に、前記基板シートのうち廃棄するスクラップ部分から接続部を除いて前記製品部分を切り離す外形切り離し工程と、
前記製品部分に対して所定の検査を行い、前記製品部分が異常のない良品であるか異常のある不良品であるか否かを検査する検査工程と、
前記検査工程において良品であると判定された前記製品部分の前記接続部をレーザ光を用いて切断する一方、前記検査工程において不良と判定された不良品の前記接続部は切断せずに接続された状態とするレーザ切断工程と、
を具備し、
前記レーザ切断工程に先立って、前記基板シートに対して微粘着フィルムを貼り合わせてフィルム接合体を形成する貼り合わせ工程を行うと共に、
前記レーザ切断工程後に、少なくとも前記スクラップ部分を前記微粘着フィルムから剥がす剥がし工程を行い、
前記スクラップ部分を前記基板シートから剥がすと、前記不良品も前記基板シートから剥がされ、微粘着フィルムには、良品であると判断された前記製品部分が残存する、
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載のフレキシブルプリント基板の製造方法であって、
前記検査工程は、それぞれの前記製品部分に対して、電気的な導通不良が存在しないか否かを電気検査装置を用いて検査する電気検査工程である、
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。

【請求項3】

請求項２記載のフレキシブルプリント基板の製造方法であって、
前記電気検査工程では、前記電気検査装置での電気検査において少なくとも不良と判定された前記製品部分に関する位置情報が、前記レーザ切断工程で用いられるレーザ加工装置に送信される、
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

フレキシブルプリント基板を製造する際には、その製造の最終的な段階として、フレキシブルプリント基板の製品（ＦＰＣ製品）となる部分に対して、電気的な導通の検査を電気検査工程で行ったり、外観上の検査を外観検査工程で行うのが通常である。これらの検査では、各検査毎に、不良であると判断されたＦＰＣ製品に対して、不良であることを示すバットマークを人手または自動的に付与している。

【0003】

この際、特許文献１では、電気検査工程で不良と判断され、バッドマークが施されたＦＰＣ製品のデータを個体識別番号に関連してデータ格納領域に格納し、外観検査工程ではデータ格納領域からデータを読みだすことで、バッドマークの検出を行わない様にして、工数の無駄を防ぐようにしている。

【0004】

また、ＦＰＣ製品となる部分が複数形成された基板シートから、それぞれのＦＰＣ製品を切り離す外形加工では、一般には、金型を用いている。これに対して、近年は、レーザ加工装置を用いて、基板シートから個々の製品を切り離す場合もある。特許文献２には、フレキシブルプリント基板ではないものの、金属基板素材から、接続部を残して歪み検出用センサの外形を切離し、後に接続部もレーザ加工で切断することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４４４６８４５号公報

【特許文献2】特許第４５９９１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１に開示の方法では、ＦＰＣ製品を金型で打ち抜く外形加工を行う前に、微粘着フィルムに基板シートを貼り合わせている。そして、上述した検査工程および外形加工を行った後に、基板シートのうちＦＰＣ製品以外の余分な部分（スクラップ部分）は、微粘着フィルムから剥がすようにしている。また、不良品についても、微粘着フィルムから剥がすようにしている。

【0007】

しかしながら、現状では、スクラップ部分や不良品を微粘着フィルムから剥がす作業は、人手を介して行っている。したがって、スクラップ部分を剥がす工程に加えて、不良品を剥がす工程が必要となり、工数が多くなる、という問題がある。

【0008】

また、作業者が、不良品と良品とを取り違えるヒューマンエラーが生じる場合もある。その場合、不良品が誤って出荷されてしまい、信頼性の低下を招いてしまう。このような問題は、特許文献１に特許文献２を組み合わせても、解決することは困難である。

【0009】

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、不良品を剥がす手間を低減可能であると共に、不良品を確実に廃棄することが可能なフレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、基板シートから複数の製品部分となるフレキシブルプリント基板を製造するフレキシブルプリント基板の製造方法であって、基板シートに複数の回路パターンを形成して製品部分を形成する回路形成工程と、回路形成後に、基板シートのうち廃棄するスクラップ部分から接続部を除いて製品部分を切り離す外形切り離し工程と、製品部分に対して所定の検査を行い、製品部分が異常のない良品であるか異常のある不良品であるか否かを検査する検査工程と、検査工程において良品であると判定された製品部分の接続部をレーザ光を用いて切断する一方、検査工程において不良と判定された不良品の接続部は切断せずに接続された状態とするレーザ切断工程と、を具備し、レーザ切断工程に先立って、基板シートに対して微粘着フィルムを貼り合わせてフィルム接合体を形成する貼り合わせ工程を行うと共に、レーザ切断工程後に、少なくともスクラップ部分を微粘着フィルムから剥がす剥がし工程を行い、スクラップ部分を基板シートから剥がすと、不良品も基板シートから剥がされ、微粘着フィルムには、良品であると判断された製品部分が残存する、ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法が提供される。

【0012】

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、検査工程は、それぞれの製品部分に対して、電気的な導通不良が存在しないか否かを電気検査装置を用いて検査する電気検査工程である、ことが好ましい。

【0013】

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、電気検査工程では、電気検査装置での電気検査において少なくとも不良と判定された製品部分に関する位置情報が、レーザ切断工程で用いられるレーザ加工装置に送信される、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によると、不良品を剥がす手間を低減可能であると共に、不良品を確実に廃棄することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施の形態に係る複数のＦＰＣ製品が形成された基板シートおよびフィルム接合体を示す平面図である。

【図2】図１に示すフィルム接合体からスクラップ部分を剥がした状態を示す平面図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係るフレキシブルプリント基板の製造方法のイメージを示すフロー図である。

【図4】本発明の一実施の形態に係るフレキシブルプリント基板の製造装置の概略を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態に係るフレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システム１０について、以下に説明する。

【0018】

＜基板シートおよびフィルム接合体について＞
最初に、製品となるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ製品３０）が形成されている基板シート２０およびフィルム接合体５０について説明する。図１は、複数のＦＰＣ製品３０が形成された基板シート２０およびフィルム接合体５０を示す平面図である。

【0019】

ポリイミドと銅箔を接着した基板素材に対して、エッチング等の通常のフォトファブリケーション手法を行い、その他穴開け加工やメッキ処理等を経ることで、基板シート２０には複数のＦＰＣ製品３０が形成される。このとき、基板シート２０には、複数のＦＰＣ製品３０の他に、後に廃棄されるスクラップ部分２１と、スクラップ部分２１とそれぞれのＦＰＣ製品３０を接続する接続部２２とが設けられている。接続部２２は、本実施の形態では、レーザ加工装置を用いて切断される部分である。この接続部２２が切断されると、基板シート２０からＦＰＣ製品３０を取り出すことが可能となる。

【0020】

また、所定の検査に合格する良品としてのＦＰＣ製品３０の他に、たとえば電流の導通などに問題があり、不良と判定されるＦＰＣ製品３０（以下の説明では、不良と判定されるＦＰＣ製品３０については、不良品３１と称呼する)も形成される場合がある。図１では、良品のＦＰＣ製品３０の他に、不良品３１も形成された状態が示されている。

【0021】

また、図１に示す基板シート２０には、微粘着フィルム４０が貼り付けられて、フィルム接合体５０を構成している。微粘着フィルム４０は、たとえばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）のような基材の表面に、微粘着剤が塗布されたものであり、基板シート２０に粘着される。また、微粘着フィルム４０から基板シート２０のスクラップ部分２１やＦＰＣ製品３０等を容易に剥がすこともできる。

【0022】

図２は、図１に示すフィルム接合体５０からスクラップ部分２１を剥がした状態を示す平面図である。図１に示すフィルム接合体５０に対して、たとえば、レーザ加工によって接続部２２を切断し、スクラップ部分２１を剥がして廃棄すると、図２に示す状態となる。このとき、ＦＰＣ製品３０は微粘着フィルム４０に保持された状態とすることができる。なお、上記のような微粘着フィルム４０を用いずに、ＦＰＣ製品３０を製造しても良い。

【0023】

＜フレキシブルプリント基板の製造方法について＞
次に、フレキシブルプリント基板の製造方法について、以下に説明する。図３は、フレキシブルプリント基板の製造方法のイメージを示すフロー図である。

【0024】

（１）ステップＳ１：回路形成工程の実施
図３に示すように、フレキシブルプリント基板を製造する場合、未加工の基板シート２０に対し、上述したようなエッチング等の通常のフォトファブリケーション手法を行い、その他穴開け加工やめっき処理等を経る回路形成工程を実施する。このとき、個々のＦＰＣ製品３０に対応する部分毎に、回路パターンやめっき部分が形成される。

【0025】

（２）ステップＳ２：外形切離し工程の実施
この回路形成工程の後に、外形切り離し工程を実施する。外形切り離し工程では、金型を用いて、ＦＰＣ製品３０の外形を打ち抜くように形成する。この外形切り離し工程では、接続部２２を除いたＦＰＣ製品３０の周囲が打ち抜かれる。それにより、ＦＰＣ製品３０の外形が形成されるが、ＦＰＣ製品３０は、接続部２２を介してスクラップ部分２１に接続されている。なお、外形切り離し工程では、金型での打ち抜きに代えて、レーザ光を用いて、ＦＰＣ製品３０の周囲をスクラップ部分２１から切り離すようにしても良い。

【0026】

なお、ステップＳ２の外形切り離し工程は、金型を用いて１回のみ打ち抜くようにしても良いが、複数回打ち抜くようにしても良い。

【0027】

（３）ステップＳ３：電気検査工程の実施
次に、電気検査工程を実施する。この電気検査工程では、電気検査装置を用いて、電気検査を実施する。なお、電気検査工程は、検査工程に対応する。この電気検査では、それぞれのＦＰＣ製品３０に対して導通不良が存在しないか等を確認する。図４は、本実施の形態に係るフレキシブルプリント基板の製造システム１０の概略を示す図である。なお、図４に示すフレキシブルプリント基板の製造システム１０は、ステップＳ３からステップＳ５に関するものである。

【0028】

電気検査工程を実施する場合、図４に示すような電気検査装置１１０を用いて行う。この電気検査装置１１０は、検査対象となる基板シート２０が固定された状態で載置される載置台部を備え、その載置台部に載置された基板シート２０のＦＰＣ製品３０の所定部位に接触して電気信号を導通させる検査プローブを備えている。また、電気検査装置１１０は、ホストコンピュータ２００との間で、ＦＰＣ製品３０の検査結果を通信可能な状態で接続されている。

【0029】

かかる電気検査装置１１０での電気検査により、ＦＰＣ製品３０の電流の導通に問題がなければ良品と判定される。一方、電気検査装置１１０での電気検査により、ＦＰＣ製品３０の電流の導通に関して、電流が導通しないなどの問題があれば不良と判定される。以下では、不良と判定されたＦＰＣ製品３０については、不良品３１と称呼する)。この電気検査工程では、電気検査装置１１０は、特定の基板シート２０内における不良品３１の位置に関する情報を、ホストコンピュータ２００に送信する。

【0030】

（４）ステップＳ４：貼り合わせ工程の実施
続いて、貼り合わせ工程を実施する。この貼り合わせ工程では、基板シート２０に微粘着フィルム４０を貼り合わせる。それにより、スクラップ部分２１を除去した後に、ＦＰＣ製品３０が微粘着フィルム４０に貼り合わせた状態とすることができる。この貼り合わせ工程は、基板シート２０と微粘着フィルム４０を貼り合わせることが可能な貼り合わせ装置１２０を用いて実施される。なお、貼り合わせ工程を行わずに省略するようにしても良い。

【0031】

（５）ステップＳ５：レーザ光を用いた切断工程の実施
次に、レーザ光を用いて、ＦＰＣ製品３０とスクラップ部分２１を接続している接続部２２を切断する切断工程を実施する。この切断工程では、レーザ加工装置１３０を用いる。レーザ加工装置１３０は、たとえば波長が５３２ｎｍ付近のグリーンレーザを照射可能なレーザヘッドと、レーザヘッドから照射されるレーザ光を走査可能な走査部とを備えている。そして、レーザヘッドからのレーザ光の照射により接続部２２を切断している。

【0032】

なお、走査部は、たとえばミラーを揺動させる機構等のようにレーザヘッド内に内蔵されていても良く、レーザヘッドの外部に存在していても良い。レーザヘッドの外部に走査部が存在する場合、レーザヘッドを移動させる構成でも良く、基板シート２０を移動させる構成でも良い。

【0033】

また、レーザ加工装置１３０のレーザヘッドは、波長が１０６４ｎｍ付近の赤外線レーザ（ＣＯ_２ レーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４ レーザなど）、波長が３５５ｎｍ付近の紫外線レーザなど、グリーンレーザ以外のレーザ光を用いても良い。

【0034】

ここで、レーザ加工装置１３０は、ホストコンピュータ２００から、特定の基板シート２０内における不良品３１の位置に関する情報に基づいて、基板シート２０のそれぞれの接続部２２に対してレーザ光を走査する。このとき、レーザ加工装置１３０では、不良品３１については、その接続部２２に対してレーザ光を照射しない。したがって、不良品３１のレーザ加工をスキップできるので、そのようなスキップを行わない場合と比較して、切断工程における生産効率を向上させることができる。

【0035】

なお、不良品３１が存在する場合、レーザ加工装置１３０においてレーザ光を走査するための走査情報は、レーザ加工装置１３０で形成しても良く、ホストコンピュータ２００で形成しても良い。また、上述の走査情報においては、不良品３１とスクラップ部分２１を接続する接続部２２を通過しないように、次にレーザ光で切断を行うＦＰＣ製品３０の接続部２２まで、移動するようにレーザヘッドの経路を変更するものである場合には、移動時間の短縮が図れるので好ましい。しかしながら、上述の走査情報においては、ミラーやＸＹテーブルなどの機械的な移動経路を変更せずに、単にレーザ光を照射するタイミングを変更して、不良品３１の接続部２２に対してレーザ光を照射しないようにしても良い。

【0036】

なお、それぞれの接続部２２を走査して切断する場合、同一の箇所を複数回走査することで切断しても良く、同一の箇所を１回のみ走査して切断しても良い。

【0037】

（６）ステップＳ６：スクラップ部分の剥がし工程の実施
次に、基板シート２０からスクラップ部分２１を剥がす剥がし工程を実施する。この剥がし工程は、作業者が行うようにしても良く、専用の剥がし装置を用いて自動的に行うようにしても良い。この剥がし工程においては、基板シート２０からスクラップ部分２１を剥がすようにする。そして、スクラップ部分２１を剥がした後に、専用の廃棄箇所へスクラップ部分２１を廃棄するようにする。

【0038】

このとき、不良品３１においては、接続部２２を介してスクラップ部分２１と接続されていて、切り離されていない。したがって、スクラップ部分２１を基板シート２０から剥がすと、不良品３１も基板シート２０から剥がされる。したがって、微粘着フィルム４０には、良品であるＦＰＣ製品３０が残存する。なお、スクラップ部分２１と不良品３１が除去されて、これらが専用の廃棄箇所に廃棄される。

【0039】

なお、ステップＳ３の電気検査工程においては、次のようにしても良い。すなわち、基板シート２０のある特定の箇所において、不良の頻度が多い場合（たとえば連続して不良が生じる等）、ステップＳ１のエッチング等のフォトファブリケーション手法やめっき処理に問題がある場合がある。その場合、同じマスク等を用いたフォトファブリケーション手法や同じ装置を用いてめっき処理等を行う限り、問題は解消されずに、ステップＳ３の電気検査工程で不良品３１と判定され続ける、と考えることができる。したがって、この場合には、ステップＳ３の電気検査工程において、その特定の箇所の電気検査を省略することで電気検査工程での時間短縮を図り、更なる生産効率の向上を図るようにしても良い。

【0040】

また、上述の各工程のうち、ステップＳ３の電気検査工程とステップＳ４の貼り合わせ工程を逆に実施するようにしても良い。また、ステップＳ２の外形切離し工程に先立って、ステップＳ４の貼り合わせ工程を行うようにしても良い。

【0041】

また、ステップＳ４の貼り合わせ工程を実行しない場合、ステップＳ６の剥がし工程を実行しないことになる。この場合、ステップＳ５のレーザ光を用いた切断工程を実施すれば、個々のＦＰＣ製品３０が、スクラップ部分２１および不良品３１から分離された状態となる。

【0042】

＜効果について＞
以上のような構成のフレキシブルプリント基板の製造方法およびフレキシブルプリント基板の製造システム１０によると、次のような効果が生じる。

【0043】

すなわち、基板シート２０に複数の回路パターンを形成して製品部分（ＦＰＣ製品３０）を形成する回路形成工程（ステップＳ１）を実施し、その回路形成後に、基板シート２０のうち廃棄するスクラップ部分２１から接続部２２を除いて製品部分（ＦＰＣ製品３０）を切り離す外形切り離し工程（ステップＳ２）を実施する。また、製品部分（ＦＰＣ製品３０）に対して所定の検査を行い、製品部分（ＦＰＣ製品３０）が異常のない良品であるか異常のある不良品３１であるか否かを検査する検査工程（ステップＳ３）を実施する。また、検査工程（ステップＳ３）において良品であると判定された製品部分（ＦＰＣ製品３０）の接続部２２をレーザ光を用いて切断する一方、検査工程（ステップＳ３）において不良と判定された不良品３１の接続部２２は切断せずに接続された状態とするレーザ切断工程（ステップＳ５）を実施する。

【0044】

このため、不良品３１は、接続部２２を介してスクラップ部分２１と接続されたままの状態となり、レーザ切断工程後にスクラップ部分２１を廃棄する場合に、不良品３１も伴う状態で廃棄することができる。したがって、不良品３１をスクラップ部分２１から切断した後に、その不良品３１を廃棄する場合と比べると、工数を削減することが可能となる。

【0045】

また、レーザ切断工程後に、接続部２２を介して接続された不良品３１を伴う状態でスクラップ部分２１を廃棄することができるので、良品である製品部分（ＦＰＣ製品３０）と不良品３１とを取り違えるようなヒューマンエラーを防ぐことができる。したがって、不良品３１が誤って出荷されてしまい、製品に対する信頼性が低下してしまうのを防ぐことが可能となる。

【0046】

また、本実施の形態では、レーザ切断工程（ステップＳ５）に先立って、基板シート２０に対して微粘着フィルム４０を貼り合わせてフィルム接合体５０を形成する貼り合わせ工程（ステップＳ４）を実施している。また、レーザ切断工程（ステップＳ５）の後に、少なくともスクラップ部分２１を微粘着フィルム４０から剥がす剥がし工程（ステップＳ６）を実施している。

【0047】

このため、スクラップ部分２１を微粘着フィルム４０から剥がす際に、不良品３１もスクラップ部分２１に伴う状態で剥がすことが可能となる。したがって、微粘着フィルム４０には良品であるＦＰＣ製品３０のみが残存する状態とすることができる。このため、不良品３１を微粘着フィルム４０から確実に除去することができ、不良品３１が誤って出荷されてしまうのを防ぐことが可能となる。

【0048】

さらに、本実施の形態では、検査工程は、それぞれの製品部分（ＦＰＣ製品３０）に対して、電気的な導通不良が存在しないか否かを電気検査装置１１０を用いて検査する電気検査工程（ステップＳ３）である。このため、電気的な導通において不良の生じた不良品３１を確実に除去することができ、導通不良のないＦＰＣ製品３０を出荷することが可能となる。

【0049】

また、本実施の形態においては、電気検査工程（ステップＳ３）では、電気検査装置１１０での電気検査において、少なくとも不良と判定された製品部分（不良品３１）に関する位置情報が、レーザ切断工程（ステップＳ５）で用いられるレーザ加工装置１３０に送信される。

【0050】

このため、不良と判定された製品部分（不良品３１）に関する正確な位置情報がレーザ加工装置１３０に送信されるので、不良品３１の接続部２２をレーザ光で切断するのを確実に防止することが可能となる。そのため、スクラップ部分２１と共に不良品３１を確実に廃棄することが可能となり、導通不良のないＦＰＣ製品３０を出荷することが可能となる。

【0051】

＜変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

【0052】

上述の実施の形態においては、検査工程として、ステップＳ３の電気検査工程を行うものとしている。しかしながら、検査工程は、電気検査工程以外の工程であっても良い。そのような工程としては、たとえば、ＦＰＣ製品３０の外観に異常がないか否かを、撮影手段（たとえばＣＣＤカメラ）等を用いて検査する外観検査工程が挙げられる。また、検査工程では、電気検査工程と共に、外観検査工程のような他の検査工程を実施するようにしても良い。

【符号の説明】

【0053】

１０…製造システム、２０…基板シート、２１…スクラップ部分、２２…接続部、３０…ＦＰＣ製品（製品部分に対応）、３１…不良品、４０…微粘着フィルム、５０…フィルム接合体、１１０…電気検査装置、１２０…貼り合わせ装置、１３０…レーザ加工装置、２００…ホストコンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】