CN105437722B - 薄膜的层压装置及其动作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜的层压装置，通过防止构成曝光障碍的层叠薄膜的细微伤等，在形成基板的细微图案的层压工序中减少产品的不良情况。具有基板(4a、4b、4c)的输送机构(1、3)，将层叠薄膜(9)的保护薄膜(16)剥离并贴附于基板，在层压前测量基板的长度，并且为了与放入的基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化，在刀刃部(14)和半切割位置之间，具备与基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化的薄膜长度调整机构(13)，在层压之前，通过该薄膜长度调整机构将层叠薄膜(9)在一张量的基板贴附长度的位置半切割，并通过薄膜搬运机构，以不从层叠薄膜剥离保护薄膜的方式将连续的保护薄膜搬运至设置于层压辊(20)附近的刀刃部。

Description

薄膜的层压装置及其动作方法

技术领域

本发明涉及薄膜的层压装置，尤其涉及用于在印刷电路板的基板表面贴附图案形成用的感光性干膜等层叠薄膜的薄膜的层压装置及其动作方法。

背景技术

在以移动设备和移动电话等为中心进行技术革新的状况下，关于印刷电路板，尤其是基板的小型化、轻量化成为重要课题。

针对基板的小型化，形成于基板的图案的细微化和基板的多层化不断进展，而针对轻量化，基板的轻薄化不断进展。

在这里，图案的形成主要被称为光刻工艺，在覆铜层压板上层压感光性干膜等层叠薄膜，然后，进行曝光、显影、蚀刻或镀层处理，来形成图案。

感光性干膜等主要由三层结构的层叠薄膜构成，在由聚酯薄膜等构成的基膜上涂布具有感光性和热硬化性的抗蚀层，在其之上层叠由聚乙烯薄膜等构成的保护薄膜，而构成为三层。

以下，将感光性干膜等称为层叠薄膜。

在制造印刷电路板的薄膜的层压工序中，将层叠薄膜的保护薄膜剥开，利用热压接辊即层压辊，从基膜上加热抗蚀层，并加压，在覆铜层压板上热压接层叠薄膜。

在进行印刷电路板的图案的细微化方面，在层压工序中成为课题的是如下问题：当将层叠薄膜贴附于基板时，在将基膜吸附搬运或在一边将基膜吸附保持一边使薄膜滑动并移动的工序中，由于加工于吸附薄膜的吸附板的吸附孔的倒角部等边缘的影响，而在吸附面侧的基膜上产生细微伤。

该基膜的细微伤在曝光时由于紫外线的散射等而使发光强度下降，由于抗蚀固化不足而产生与基板间的抗蚀部分的贴合不良。关于该抗蚀贴合不良，在之后的蚀刻工序中，将铜熔化并形成图案的蚀刻液会侵入贴合不良的部分，而产生削损图案的不良影响或是使图案断线等不良影响。

另外，在以抗蚀部分作为分隔壁来实施镀铜从而形成图案的方法中，由于图案之间的抗蚀贴合不良，分隔壁下部缺损，镀铜液侵入分隔壁之间，产生图案之间成为短路状态的不良影响。

作为针对由该吸附而造成的基膜的细微伤的对策，提出了如下结构：在层压结束前的薄膜保持时，利用风淋喷嘴和搬运引导部，一边保持贴附辊后方的薄膜张力，一边在上述搬运引导部上同步移动(参照专利文献1)。

另外，作为在层压工序中阻碍图案的细微化的因素，存在微小异物附着在贴附于基板的抗蚀面上的课题。

其原因是，剥离了保护薄膜的抗蚀面处于潮湿的状态；以及，由于剥离保护薄膜时剥离带电的静电，从周围环境和装置的驱动源等产生的浮游异物由于静电附着于抗蚀面。

另外，如果切断薄膜时产生的抗蚀切屑和基膜的切断屑等异物掉落在贴附基板上，则异物混入抗蚀部和基板之间，产生抗蚀贴合不良。在该情况下，会产生与上述记载的抗蚀贴合不良相同的不良影响。

作为防止异物向抗蚀面附着的对策，提出了如下方法：在层压之前，在薄膜马上要被覆盖之前才将剥离纸剥离(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-173233号公报

专利文献2:日本特开2003-225945号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在将层叠薄膜层压于基板时，为了将层叠薄膜以框状贴附于基板，需要与被放入的基板的长度相应地将层叠薄膜切断得比基板的长度短。

通常的薄膜切断方法如专利文献2公开的那样，在层压过程中与基板的长度相应地，一边将层叠薄膜的后方吸附保持一边进行切断，并且一边吸附层叠薄膜的后方一边使其滑动。

采用这种方式的问题是：存在由薄膜吸附而造成的、产生于层叠薄膜上的细微伤。

另外，该切断方法的问题是：由切断而产生的来自层叠薄膜的切断屑掉落于贴附基板上，而引起贴合不良。

另外，虽然使刀具与流动的层叠薄膜同步移动地进行切割，但是存在如下情况：由于因驱动源不同所产生的层压速度与薄膜切断单元速度之间的同步不良，层压过程中的薄膜后方的保持张力发生变动，使得贴附质量产生问题。

当该薄膜保持张力变小时，存在由于层叠薄膜的松弛而产生褶皱且该褶皱被转印的可能性。另外，当薄膜保持张力变大时，存在沿薄膜的流动方向产生纵向褶皱且该褶皱被转印的可能性。

因此，根据层叠薄膜的宽度和厚度等将薄膜保持张力保持为最适值并使其不变动是一个课题。

另外，在层压过程中不使薄膜切断等过程的薄膜保持张力变动会使质量提高。

作为消除薄膜的保持张力的变动的对策，考虑在切割薄膜时使薄膜的流动停止，但是，由于抗蚀特性，需要将层压辊的辊的表面温度成为大约110℃。而由于在层压过程中使薄膜的流动停止，因此在与层压辊接触的抗蚀部分，会产生由热量不均的产生而导致的质量不良、以及由抗蚀部的渗出而导致的膜厚的变化。

对于层叠薄膜而言，将保护薄膜剥离来使抗蚀面露出，但是存在如下问题：在剥离时由于剥离带电而产生静电，浮游异物由于静电而附着于抗蚀面。

另外，用刀刃部将保护薄膜剥离，但是存在如下问题：由于使保护薄膜滑动，因此在刀刃部由于摩擦带电而产生静电，使得异物附着于从刀刃部的前端露出的贴附面上。

在生产工厂中，为了生产管理，按照每个批次来使基板流动的方式是主流，如果在批次之间基板放入的时间变长，则在专利文献2所公开的通常的层压装置中，待机中的层叠薄膜的前端部与基板临时压接，因此以将抗蚀面贴附前端部露出的状态待机。

因此，露出了的抗蚀面由于异物的附着和吸湿等，抗蚀表面变质。因此在制造现场，如果基板待机时间变长，则将装置切换为手动运转，并进行将露出的抗蚀部分切断去除的作业。

该作业由于要对自动运转生产线停止自动运转并实施人工作业，因此存在生产效率下降的问题。

本发明的目的在于提供一种解决这些上述课题的层压装置。

用于解决课题的手段

针对“由薄膜吸附而造成的产生于层叠薄膜的细微伤”的问题，通过技术方案1记载的、在层压之前将层叠薄膜在一张量的基板贴附长度的位置半切割并将连续的保护薄膜作为薄膜搬运机构的方案，从而解决该问题。

另外，针对“根据层叠薄膜的宽度和厚度等将薄膜保持张力保持为最适值并使其不变动”的问题，通过在层压之前进行半切割、在层压过程中使保持张力恒定、并且在层压过程中不进行薄膜切断的这种机构，从而解决该问题。

更具体来说，本发明是一种薄膜的层压装置，具备基板的搬运机构，将层叠薄膜的保护薄膜剥离并贴附于基板，其特征在于，在层压之前测量基板的长度，并且为了与放入的基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化，在刀刃部和半切割位置之间，具备与基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化的薄膜长度调整机构，在层压之前，通过该薄膜长度调整机构将层叠薄膜在一张量的基板贴附长度的位置半切割，并通过薄膜搬运机构，以不从层叠薄膜剥离保护薄膜的方式将连续的保护薄膜搬运至设置于层压辊附近的刀刃部。

另外，针对“由切断产生的来自层叠薄膜的切断屑掉落于贴附基板上而引起贴合不良”的问题，通过设置技术方案2记载的切断屑的掉落防止罩，从而解决该问题，该切断屑的掉落防止罩用于在对层叠薄膜进行半切割时使切断屑不掉落于贴附基板上。

另外，针对“在剥离保护薄膜时由于剥离带电而产生静电，浮游异物由于静电而附着于抗蚀面”的问题、以及“由于使保护薄膜滑动，因此在刀刃部使得浮游异物由于因摩擦带电产生的静电而附着于抗蚀面”的问题，通过具备技术方案3记载的、用导电性材料构成剥离保护薄膜的刀刃部以使剥离保护薄膜时等产生的静电导向框体地线的这种机构，从而解决该课题。

另外，针对“在不进行层压动作的待机中的状态下，由于层叠薄膜的前端部与基板临时压接，因此以将抗蚀贴附前端部露出的状态待机，该部位由于异物的附着和吸湿等，抗蚀表面变质，因此存在将露出了的抗蚀部分切断去除的作业，该作业由于要使自动运转生产线停止自动运转来实施人工作业，因此生产效率下降”的问题，通过技术方案4记载的、在不进行层压动作的待机中的状态下，不对贴附于下一个基板的层叠薄膜的保护薄膜实施剥离，直到下一个基板被放入，从而不使抗蚀面等贴附面露出的这种方案，从而解决该问题。

发明的效果

本发明具有如下效果：在形成基板的细微图案的层压工序中，减少产品的不良的情况。

1、减少不良情况的内容

(1)防止构成曝光障碍的层叠薄膜的细微伤

(2)防止引起抗蚀贴合不良的层叠薄膜切断屑的混入

(3)通过预先的半切割的切断来实现保持张力的均匀化并防止褶皱的产生

(4)通过静电去除来防止引起抗蚀贴合不良的微小异物的附着

(5)由于在基板待机过程中不使抗蚀部露出，从而防止异物附着和变质

2、其它的效果

由于在薄膜搬运和薄膜保持时不使用吸附机构，因此能够通过将该装置放入真空室中从而容易地构成真空中的层压装置。该真空层压装置防止在大气中进行层压时混入的微小气泡(microvoid)，为形成细微图案时的不良情况的减少做出贡献。

附图说明

图1表示本发明的层压装置的侧面说明图。

图2表示本发明的层压装置的层压动作开始时的说明图。

图3表示本发明的层压装置的层压动作过程中的说明图。

图4表示本发明的层压装置的层压动作结束前的说明图。

具体实施方式

下面根据附图说明用于实施本发明的层压装置的实施方式。

图1表示该实施方式的层压装置的侧面图，表示在基板的两面层压层叠薄膜的实施方式，在薄膜层压部2中，表示马上要层压之前的状态。

装置的结构是：由基板放入传送带部1、薄膜层压部2、基板送出传送带部3、以及控制它们的未图示的控制装置构成。此外，由于薄膜层压部2是上下对称的，因此省略了下侧的附图标记。

在图1中，基板4a由上一个工序的传送带等从左方搬入，由未图示的基板对齐装置等，按照层叠薄膜9的薄膜宽度将基板宽度方向对齐。在基板放入传送带部1中，测量被放入的基板4a的长度。

该目的是为了在层压之前检测基板4a的长度，根据该信息确定层叠薄膜贴附长度，并在层压之前利用半切割单元10和切割接受部11来对层叠薄膜9进行半切割切断。

另外，为了将层叠薄膜贴附于指定的贴附位置，基板4a的前端的层压停止位置由未图示的控制装置设定。

在图1的薄膜层压部2中，层叠薄膜9由保护薄膜输送辊17从薄膜卷出单元8拉出，层叠薄膜9通过保护薄膜16的输送而被搬运。

利用半切割单元10和切割接受部11，以保留层叠薄膜9的保护薄膜16的方式，将基膜和抗蚀部切断成与被放入的基板4a的贴附长度相应的长度。像这样，并非将层叠薄膜的全部的厚度切断，而是以保留半切割单元10的相反侧的保护薄膜的方式来切断，将这种切断方式称为半切割。

在此，形成有如下结构：将层叠薄膜9半切割时所产生的切断屑由设置在下部的切断屑掉落防止罩12回收，使其不掉落于层压辊20的贴附部。另外，能够通过吸引将已回收的切断屑自动废弃。

通过用刀刃部14将保护薄膜16折回成锐角，从而将剥离了与基板4b贴合的保护薄膜的层叠薄膜前端15拉出。

为了将对层叠薄膜9进行搬运处理时或在剥离保护薄膜时所产生的静电去除，该刀刃部14的材质采用导电性的材料，并构成为如下结构：通过配线与框体地线连接，以使静电放出。另外，通过一并设置市面上销售的除电棒，除电效果进一步提高。

利用层压辊20的未图示的夹持机构夹持被定位于层压位置的基板4b和层叠薄膜前端15，并利用未图示的旋转驱动机构一边进行热压接一边进行层压。此时，层叠薄膜9通过层压辊20的旋转驱动而被拉出。

另外，薄膜卷出单元8通过扭矩马达等使薄膜卷出轴产生制动扭矩，来使层压时的层叠薄膜的保持张力最佳化。

另外，关于保护薄膜16的卷取，利用保护薄膜输送辊17拉出保护薄膜16，并利用保护薄膜卷取单元19卷取回收。该保护薄膜的输送速度由辊驱动用伺服马达18控制，以便与层压辊20的层压速度同步。

图1的基板送出传送带部3以与层压速度同步的基板送出传送带速度，接受贴附有层压后的层叠薄膜21的基板4c，并送出给下一个工序的装置。

实施例

为了进行运转准备，将层叠薄膜9从图1所示的薄膜卷出单元8拉出，使层叠薄膜9通过各个引导辊，并将层叠薄膜9的前端固定于保护薄膜卷取单元19。

接下来，利用保护薄膜输送辊17夹持固定层叠薄膜9。此时，使薄膜拉出调整单元13的辊的位置位于基板贴附长度最短的位置即原点位置，也就是辊移动的左端位置。

接下来，利用薄膜卷出单元8和保护薄膜卷取单元19中未图示的扭矩马达等，沿着向层叠薄膜9施加保持张力的方向，给予旋转扭矩。

接下来，利用半切割单元10和切割接受部11，以保留层叠薄膜9的保护薄膜的方式将半切割单元10侧的基膜和抗蚀层半切割。

接下来，利用辊驱动用伺服马达18使保护薄膜输送辊17旋转驱动来拉出层叠薄膜9，以在刀刃部14的前端与层叠薄膜前端15一致的方式，利用辊驱动用伺服马达18拉出层叠薄膜9。

通过以上的动作，层压层叠薄膜9的准备完成。

在运转开始时，基板4a从图1的左侧被放入，由基板检测传感器5检测基板4a的前端和后端，前端和后端之间的基板4a的长度通过传送带辊旋转检测器7的旋转量与传送带辊的直径的积分来检测出。根据该基板4a的长度，确定层叠薄膜9的贴附长度，并根据该贴附长度使薄膜拉出调整单元13的辊的位置从原点移动，确定半切割位置。作为薄膜拉出调整单元13的驱动实施例，用导轨支承未图示的辊两侧，并用滚珠丝杠和脉冲马达或伺服马达控制。

基板放入传送带部1的基板4a向薄膜层压部2移动的基板4b在基板放入传送带部1上向右方前进，由基板前端定位传感器6检测基板前端，并从该位置开始，利用传送带辊旋转检测器7进行控制，使得基板4b停止在与层叠薄膜前端15贴合的位置。

图2表示层叠开始时的状态。

利用未图示的气缸等，使层压辊20的上下辊在层叠薄膜前端15的位置夹住基板4b，夹持层压辊20，并以夹持状态使层压辊20旋转驱动。关于旋转驱动源，使用未图示的伺服马达或调速马达等，来开始层压动作。

图3表示基板4b的层压过程中的状态。

层压条件根据基板厚度和层叠薄膜的特性不同，但通常层压辊20的橡胶表面被加热至层叠薄膜9的制造商推荐条件即约110℃，使加压力为约0.3MPa，使速度为约3m/min，来对层叠薄膜进行层压。

在此，用薄膜卷出单元8控制薄膜保持张力，层叠薄膜9的薄膜保持张力的恒定化是重要的层压条件。薄膜保持张力根据层叠薄膜9的宽度和厚度等不同，但通常的薄膜保持张力的最佳值是以约9.8N/500mm薄膜宽度为基准。

作为形成细微图案的层压条件的薄膜保持张力的实施例，由于薄膜卷出单元8的薄膜卷的直径因层叠薄膜9的消耗而变小，因此如果控制薄膜卷出单元8的扭矩马达等的扭矩是恒定的，则随着卷的直径变小，作用于层叠薄膜9的薄膜保持张力增加。

因此，利用超声波传感器或光电传感器等测量薄膜卷的直径，并进行控制，以使作用于薄膜卷出单元8的扭矩随着卷的直径变小而与层叠薄膜9的卷直径成比例地减小。

图4表示基板4b的层压结束前的状态。

利用层压辊20贴附层压后的层叠薄膜21，根据按照基板4a的长度而设定的层叠薄膜贴附长度，在层压终端位置解除层压辊20的夹持，由此，层压动作完成。

在此，在层压动作完成时，控制保护薄膜输送辊17的旋转，以便使层叠薄膜前端15在刀刃部14的前端停止薄膜流动。实施方法是：针对刀刃部14的前端到层压辊20的夹持位置为止的一定距离，用辊驱动用伺服马达18控制保护薄膜输送辊17的旋转量。

在图1中，在下一个被放入的基板4b到达的层压位置时，使辊驱动用伺服马达18旋转驱动，将层叠薄膜前端15送出至层压位置，并开始与上述相同的层压过程。

以上，对于本发明的薄膜的层压装置，根据其实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例记载的结构，在不脱离其主旨的范围内，能够对其结构进行适当的变更。

工业实用性

本发明的薄膜的层压装置具有如下特性：通过防止构成曝光障碍的层叠薄膜的细微伤等，在形成基板的细微图案的层压工序中，能够减少产品的不良情况。因此，能够良好地适用于为了在印刷电路板的基板表面贴附图案形成用的感光性干膜等层叠薄膜的、薄膜层叠的用途。

附图标记的说明

1 基板放入传送带部(搬运机构)

2 薄膜层压部

3 基板送出传送带部(搬运机构)

4a、4b、4c 基板

5 基板检测传感器

6 基板前端定位传感器

7 传送带辊旋转检测器

8 薄膜卷出单元

9 层叠薄膜

10 半切割单元

11 切割接受部

12 切断屑掉落防止罩

13 薄膜拉出调整单元(薄膜长度调整机构)

14 刀刃部

15 层叠薄膜前端

16 保护薄膜

17 保护薄膜输送辊

18 辊驱动用伺服马达

19 保护薄膜卷取单元

20 层压辊

21 层压后的层叠薄膜

Claims (3)

1.一种薄膜的层压装置，具备基板的搬运机构和薄膜层压部，所述薄膜层压部将层叠薄膜的保护薄膜剥离并贴附于基板，所述薄膜的层压装置的特征在于，在层压之前测量基板的长度，并且为了与放入的基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化，在刀刃部和半切割位置之间，具备与基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化的薄膜长度调整机构，在层压之前，通过该薄膜长度调整机构将层叠薄膜在一张量的基板贴附长度的位置半切割，并通过薄膜搬运机构，以不从层叠薄膜剥离保护薄膜的方式将连续的保护薄膜搬运至设置于层压辊附近的刀刃部，并且在半切割位置的下方设置有切断屑的掉落防止罩，所述切断屑的掉落防止罩用于使在半切割位置对沿铅垂方向被拉出的层叠薄膜进行半切割时所产生的切断屑不掉落于贴附基板上，剥离保护薄膜的刀刃部由导电性材料构成，并具有将静电导向框体地线的机构。

2.根据权利要求1所述的薄膜的层压装置，其特征在于，隔着基板的搬运机构而上下对称地设置薄膜层压部。

3.一种薄膜的层压装置的动作方法，所述薄膜的层压装置具备基板的搬运机构和薄膜层压部，所述薄膜层压部将层叠薄膜的保护薄膜剥离并贴附于基板，在层压之前测量基板的长度，并且为了与放入的基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化，在刀刃部和半切割位置之间，具备与基板的长度相应地使薄膜贴附长度变化的薄膜长度调整机构，在层压之前，通过该薄膜长度调整机构将层叠薄膜在一张量的基板贴附长度的位置半切割，并通过薄膜搬运机构，以不从层叠薄膜剥离保护薄膜的方式将连续的保护薄膜搬运至设置于层压辊附近的刀刃部，并且在半切割位置的下方设置有切断屑的掉落防止罩，所述切断屑的掉落防止罩用于使在半切割位置对沿铅垂方向被拉出的层叠薄膜进行半切割时所产生的切断屑不掉落于贴附基板上，剥离保护薄膜的刀刃部由导电性材料构成，并具有将静电导向框体地线的机构，所述薄膜的层压装置的动作方法的特征在于，在不进行层压动作的待机中的状态下，不对贴附于下一个基板的层叠薄膜的保护薄膜实施剥离，直到下一个基板被放入，从而不使贴附面露出。