JP2004196471A - テープ状材料の搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上記提案された複数の乾燥炉を設置して徐々に昇温させる方式では、複数の乾燥炉を設置するために設置面積・設置コストが増加する。
【解決手段】テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置において、該搬送装置内において前記テープ状材料を上下に蛇行させる手段を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置、特に、スクリーン印刷法により半導体装置用フィルムキャリア上にソルダーレジスト等のレジストインクを塗布するためのソルダーレジスト印刷装置に使用される搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置の一例として、ソルダーレジスト印刷装置がある。
従来のソルダーレジスト印刷装置は、図３に示されるように、材料を送り出すためのローダー部１と、インクを塗布するためのインク印刷部３と、塗布されたレジストインクを乾燥させるための乾燥炉５と、被印刷材料を巻き取るためのアンローダー部４とから構成される。特に、ＴＡＢテープキャリアのソルダーレジスト印刷装置においては、ローダー部から始まり処理部（印刷部）、アンローダー部へと続く一連の処理が連続的に行われ、このような搬送方式をリール・ｔｏ・リール方式と呼ぶ。リール・ｔｏ・リール方式は連続的な処理であるので量産性に優れているが、連続的処理であるが故にデメリットもある。
【０００３】
上記印刷装置の場合、印刷部３直後（インクの塗布直後）に即座に乾燥炉５に入るが、この装置の場合、特に、印刷時に気泡を巻き込みやすいレジストインク、または、印刷後に気泡が抜けにくいレジストインクを塗布する際には不適である。（なお、スクリーン印刷法によれば、その原理から必ず気泡は巻き込んでいる。ただし、レジストインクの種類によっては、気泡量の多少や気泡の抜けやすさには若干の差が有る。）その理由は、気泡を巻き込んだ状態で（直ちに）乾燥炉５に入ることから、気泡が抜けずにレジストインクが硬化し、いわゆるボイド状に残った部分においてレジストインクが欠陥するので、特に電子部品材料などでは電気的不良の原因となるからである。また、ボイドがあると外観的にも好ましくない。
【０００４】
つまり、気泡を抜くためには、レジストインクを塗布してから乾燥炉で硬化させるまでの時間を長くする必要があるが、従来の印刷装置では、印刷部（印刷機）直後に乾燥炉があるので、気泡を抜くために必要なだけの充分な時間が取れず、ボイド不良が発生する。ライン速度を遅くして乾燥炉までの時間を長くする方法も考えられるが、その場合には単純に時間あたりの生産性が低下してしまう。
【０００５】
一方、気泡を抜くために、図４に示されるように、乾燥炉を用いないで未硬化のまま被印刷材料をアンローダー部４で巻き取る方式（その後、乾燥工程をバッチ式で行う）も考えられる。このような方式としては、例えば、下記特許文献に開示されるものがある。
【特許文献１】
特開２０００−３２３５３０号公報（６頁、図３）
【特許文献２】
特開２００１−１１０８５２号公報（２頁）
【０００６】
しかしながら、この方式では、リール状の被印刷材料が乾燥工程に供給されるので、レジストが十分に熱や空気の流れに接触できないこと、リールの内側部、外側部の昇温速度（設定温度への到達時間）が異なること等の理由により、レジストインクの乾燥ムラ、硬化ムラが発生し製品品質のばらつきの原因になる。
【０００７】
そこで、図５に示されるように、レジストインクから気泡を抜いてから（徐々に乾燥工程に移行しつつ）硬化させるために複数台の乾燥炉５を設置し、低温から高温まで徐々に昇温させる方式が提案されている。図５の装置においては、通常、複数の乾燥炉５が各々異なった温度に設定され、初期には比較的低温の乾燥炉においてレジストインクの硬化を抑えながら脱泡・乾燥が行なわれ、終期には比較的高温の乾燥炉においてレジストインクの硬化が行なわれる。この方式では、ボイド不良の発生が防止できるとともに、レジストインクの乾燥ムラ、硬化ムラを回避することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案された複数の乾燥炉を設置して徐々に昇温させる方式では、複数の乾燥炉を設置するために設置面積・設置コストが増加するという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置において、設置面積・設置コストを抑えながら、搬送に要する時間を充分長くするため、該搬送装置内において前記テープ状材料を上下に蛇行させる手段を有するようにしたテープ状材料の搬送装置を提供するものである。
【００１０】
上記蛇行手段は、搬送装置の入口に設けられる入口駆動ロールと、搬送装置の上部に設けられる少なくとも１個の上部駆動ロールと、搬送装置の出口に設けられる出口駆動ロールとから構成され、テープ状材料が入口駆動ロールと上部駆動ロールの間の区間、一の上部駆動ロールと隣り合う上部駆動ロールの間の区間及び上部駆動ロールと出口駆動ロールとの間の区間で垂下するように各駆動ロールに懸架されて搬送されることが好ましい。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置であって、搬送装置の入口に設けられる入口駆動ロールと、搬送装置の上部に設けられる少なくとも１個の上部駆動ロールと、搬送装置の出口に設けられる出口駆動ロールと、搬送装置の下部に設けられるテープ状材料の鉛直方向位置を検出するための光学的センサとから構成され、テープ状材料が入口駆動ロールと上部駆動ロールの間の区間、一の上部駆動ロールと隣り合う上部駆動ロールの間の区間及び上部駆動ロールと出口駆動ロールとの間の区間で垂下するように各駆動ロールに懸架され、光学的センサにより、垂下したテープ状材料の底が所定の鉛直方向位置に維持されながら搬送されるテープ状材料の搬送装置が提供される。
【００１２】
上記光学的センサは、テープ状材料が垂下した底付近に設けられ、垂下した該テープ状材料の底の鉛直方向上限を規定する上部センサと鉛直方向下限を規定する下部センサとから構成され、光学的センサにより、垂下したテープ状材料の底が上限付近と下限付近との間の位置に維持されながら搬送されることが好ましい。
一方、上記光学的センサに代えて、上記各区間においてテープ状材料上に載置され移動可能なフリーロールを備えても良い。
上記搬送装置は、該装置内のテープ状材料の搬送経路の少なくとも一部を真空又は略真空状態にする手段を有しても良く、それにより、テープ状材料にレジストインクが塗布された場合には、より迅速に該レジストインク中に含まれた気泡が除去できる。
【００１３】
上記搬送装置は、フォトレジスト塗布後のベーキング処理を行うベーキング部、テープ状材料に形成された層のめっき処理を行うめっき部、又はめっき後の洗浄処理を行う洗浄部に組み込まれても良く、それにより、当該ベーキング処理、めっき処理、洗浄処理に要する時間を長くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のテープ状材料の搬送装置をソルダーレジスト印刷装置に適用した実施の形態を示す。
図１に示されるように、被印刷材料１２がローダー部１１から巻き出される。被印刷材料１２は、スクリーン印刷法によりレジストインクを塗布するための印刷部（印刷機）１３においてレジストインクを塗布され後、蛇行装置１４、次いで乾燥炉１５を通り、最後にアンローダー部１６により巻き取られる。
【００１５】
図２は、蛇行装置１４の構成を示す。図２に示されるように、蛇行装置１４は、光学的センサと、各光学的センサ２１−Ｕ〜２４−Ｕ及び２１−Ｌ〜２４−Ｌと電気的に接続された各駆動ロール２５〜２９とから主として構成され、これらは支柱（図示せず）で固定されている。図２に示されるように、被印刷材料１２は、蛇行装置１４により上下方向に蛇行させられるので、搬送距離が長くなる。なお、図２の構成では、入口および出口の駆動ロール２５、２９を除き３個の（上部）駆動ロール２６〜２９を設けているが、印刷装置の設置条件が許せば、入口および出口の駆動ロール２５、２９を除き最低で１個の（上部）駆動ロールがあれば良い。即ち、設置条件において、印刷装置が設置される場所の高さに制限が無ければ、被印刷材料１２の搬送距離が十分に長くなる高さ（後述の具体例のように、搬送距離を１５ｍ取ろうとすれば、約７．５ｍの高さ）に１個の（上部）駆動ロールを設置すれば良い。
【００１６】
蛇行装置１４の動作例を、図２を参照しつつ説明する。駆動ロール２５が駆動し、被印刷材料１２を送り出す。下部センサ２１−Ｌのレベルまで被印刷材料１２が垂れ下がる。下部センサ２１−Ｌが被印刷材料１２を検出したとき、次段の駆動ロール２６に駆動信号を出力し（同時に駆動ロール２５に停止信号を出力する）、駆動ロール２６が駆動して被印刷材料１２を引き上げると同時に被印刷材料１２を搬送方向に送り出す。次いで、被印刷材料１２が引き上げられ上部センサ２１−Ｕを通過したことを上部センサ２１−Ｕが検出したとき、駆動ロール２６に停止信号を出力し（同時に駆動ロール２５に駆動信号を出力する）、駆動ロール２６が停止すると共に駆動ロール２５の駆動により被印刷材料１２が送り出される。一方、先の駆動信号の出力により、駆動ロール２６により送り出された被印刷材料１２が下部センサ２２−Ｌのレベルまで垂れ下がる。下部センサ２２−Ｌが被印刷材料１２を検出したとき、次段の駆動ロール２７に駆動信号を出力し（同時に駆動ロール２６に停止信号を出力する）、駆動ロール２７が駆動して被印刷材料１２を引き上げると同時に被印刷材料１２を搬送方向に送り出す。以降、同様の動作が行われ、被印刷材料１２が搬送される。
【００１７】
なお、図２に示す実施の形態では、被印刷材料１２の搬送制御のために、光学的センサ２１−Ｕ〜２４−Ｕ及び２１−Ｌ〜２４−Ｌと駆動ロール２５〜２９とを使用したが、光学的センサの代わりに、被印刷材料１２上に所定間隔で複数のフリーロールを配置して、一のフリーロールのレベルが（自重によって）上下するような構造とし、該フリーロールが下限に来たときに次段の駆動ロールが回り出し、上限に来たときに次段の駆動ロールが停止するようにしても良い。このようなフリーロールを採用する場合、被印刷材料１２の印刷面が上方に面しているため、フリーロールが該印刷面の有効印刷領域に接触しないように、フリーロールに適当な溝を形成することが望ましい。
【００１８】
このように、被印刷材料１２が蛇行装置１４により上下方向に蛇行して搬送されるので、蛇行装置１４によって、設置面積（特に、搬送方向の長さ）を増加させずに搬送距離を著しく長く取ることができ、それにより、レジストインク塗布後の放置時間を充分長くすることが可能となる。
【００１９】
具体的に、蛇行装置全体の外形寸法を搬送方向に２ｍ、幅方向に１ｍ、高さ方向に３ｍとすれば、蛇行装置下部に設けたセンサから上部に設けた駆動ロールまでの高低差は約２．５ｍ程度確保できる。このため、１ターン（一回の上下搬送）の間に約５ｍ（＝２×２．５ｍ）の搬送距離が確保され、これを３ターン繰り返せば約１５ｍの搬送距離を確保できる。従って、搬送速度を０．５ｍ／分とすれば、蛇行装置を通過するのに３０分の放置時間を確保できる。
【００２０】
印刷部の直後に乾燥炉を有する従来の印刷装置と比較すると、搬送方向に２ｍの搬送距離が与えられても、０．５ｍ／分の搬送速度で４分程度の放置時間しか取ることができない。このように、本発明のように蛇行装置を使用することにより、同じ設置面積（特に、搬送方向の長さ）においても、搬送距離を著しく長く取ることができる。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例によるソルダーレジスト印刷装置の基本的構成は図４と同様である。印刷機はニューロング精密工業（株）製のＴＡＢテープ用印刷装置を使用した。蛇行装置の寸法は、上記した寸法であり、印刷後から乾燥炉に入るまでの放置時間は、搬送速度を０．５ｍ／ｍｉｎとした場合、約３０ｍｉｎ程度確保できる大きさのものである。
被印刷材料であるＣＯＦテープキャリアは、住友金属鉱山製のエスパーフレックスを使用し、銅層厚さ８μｍ／ポリイミドテープ（カプトン）厚さ３８μｍの一般的な２層構造からなる。銅層はエッチング法により配線パターンを形成させた。配線パターン上の表面処理としては無電解錫めっきを施した。
印刷材料であるソルダーレジストは日立化成（株）製のＳＮ９０００を使用した。ＳＮ９０００は折り曲げ性に大変優れていることから、ＣＯＦの印刷材料としては最も一般的なソルダーレジストである。
【００２２】
印刷諸条件を下記に示す。印刷用スクリーン版は、（株）ムラカミ製の印刷版を使用し、紗の線径はφ５０μｍ、メッシュサイズは１８０メッシュ、乳剤厚さは２０μｍのものを使用した。スキージは一般的なシリコン製スキージとし、その硬度は８０°のものを使用した。また、プリント速度（スキージがシフトする速度）は１００ｍｍ／ｓ、コート速度（スクレッパーでインクを返す速度）は１５０ｍｍ／ｓとした。
【００２３】
印刷、乾燥後のボイド数の測定結果を表１に示す。製品の点検長さは約１０ｍ（製品として４２０ピース相当）とし、その長さの中に存在したボイド数をカウントした。点検時の顕微鏡倍率は１５倍とした。
実施例１は、搬送速度を０．２５ｍ／ｍｉｎとし、実施例２は、搬送速度を０．５０ｍ／ｍｉｎ、実施例３は搬送速度を０．７５ｍ／ｍｉｎとした場合、比較例は搬送速度を１．００ｍ／ｍｉｎとした場合であり、これらは何れの場合においても、前述の構造の蛇行装置を使用した場合の実施例である。従来例は搬送速度を０．５０ｍ／ｍｉｎとし、蛇行装置を使用せず、印刷後にすぐ乾燥炉を通過する場合である。
【表１】

【００２４】
表１より、従来例では印刷後から乾燥炉までの放置時間がほとんど無いため、ソルダーレジスト乾燥後においてボイドが多発した。これに対し、実施例１〜３の場合、何れの場合もボイドは観測されなかった。また、比較例の場合にはボイドがわずかにカウントされた。比較例の場合の放置時間は約１５分であるから、ＳＮ９０００の印刷においては、乾燥前に最低でも１５分以上の放置時間は必要であると推測される。ライン速度を０．７５ｍ／分とした場合、直線の搬送系であれば１１．２ｍ以上の放置スペースが必要であったのに対し、本発明の蛇行装置を使用することにより、わずか１．５〜２ｍ程度の放置スペースで済み、しかも同等の放置時間が確保できる。
【００２５】
実施例１〜３は、ソルダーレジストの印刷装置に関するものであるが、本発明の搬送装置は、印刷装置以外の製造装置にも適用できる。
例えば、フォトレジスト塗布後のベーキング工程においてベーク炉（ベーキング工程）の中に本発明の搬送装置を組み込めば省スペースで長時間のベークが実現できる。また、めっき槽（めっき工程）の中に本発明の搬送装置を組み込めば省スペースで長時間のめっきが実現できる。さらに、めっき後の洗浄槽（洗浄工程）の中に組み込んでも同様の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明のテープ状材料の搬送装置によれば、該搬送装置内においてテープ状材料を上下に蛇行させる手段を有するようにしたため、テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置において、設置面積・設置コストを抑えながら、搬送に要する時間を充分長くすることができる。
特に、連続生産方式であるリール・ｔｏ・リール方式の印刷装置において、上記搬送装置を組み込むことにより、設置面積・設置コストの増加を抑えながら、レジストインクに巻き込まれた気泡を脱泡させるのに充分な時間が取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置をソルダーレジスト印刷装置に組み込んだ実施例を示す。
【図２】上記実施例における蛇行装置１４を示す。
【図３】乾燥炉付きの従来の印刷装置を示す。
【図４】乾燥炉を有しない従来の印刷装置を示す。
【図５】複数の乾燥炉を有する従来提案される印刷装置を示す。
【符号の説明】
１、１１：ローダー部
２、１２：被印刷材料
３、１３：印刷部
４、１６：アンローダー部
５、１５：乾燥炉
１４：蛇行装置
２１−Ｌ〜２４−Ｌ：下部センサ
２１−Ｕ〜２４−Ｕ：上部センサ
２５：入口駆動ロール
２６〜２８：上部駆動ロール
２９：出口駆動ロール

Claims (8)

1. テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置であって、該搬送装置内において前記テープ状材料を上下に蛇行させる手段を有するテープ状材料の搬送装置。
2. 前記蛇行手段が、前記搬送装置の入口に設けられる入口駆動ロールと、前記搬送装置の上部に設けられる少なくとも１個の上部駆動ロールと、前記搬送装置の出口に設けられる出口駆動ロールとから構成され、前記テープ状材料が前記入口駆動ロールと前記上部駆動ロールの間の区間、一の前記上部駆動ロールと隣り合う前記上部駆動ロールの間の区間及び前記上部駆動ロールと前記出口駆動ロールとの間の区間で垂下するように各駆動ロールに懸架されて搬送される請求項１に記載のテープ状材料の搬送装置。
3. テープ状材料を略水平方向に連続的に搬送するテープ状材料の搬送装置であって、
   前記搬送装置の入口に設けられる入口駆動ロールと、
   前記搬送装置の上部に設けられる少なくとも１個の上部駆動ロールと、
   前記搬送装置の出口に設けられる出口駆動ロールと、
   前記搬送装置の下部に設けられる前記テープ状材料の鉛直方向位置を検出するための光学的センサとから構成され、
   前記テープ状材料が前記入口駆動ロールと前記上部駆動ロールの間の区間、一の前記上部駆動ロールと隣り合う前記上部駆動ロールの間の区間及び前記上部駆動ロールと前記出口駆動ロールとの間の区間で垂下するように各駆動ロールに懸架され、前記光学的センサにより、垂下した前記テープ状材料の底が所定の鉛直方向位置に維持されながら搬送されるテープ状材料の搬送装置。
4. 前記光学的センサが、前記テープ状材料が垂下した底付近に設けられ、垂下した該テープ状材料の底の鉛直方向上限を規定する上部センサと鉛直方向下限を規定する下部センサとから構成され、前記光学的センサにより、垂下した前記テープ状材料の底が前記上限付近と下限付近との間の位置に維持されながら搬送される請求項３に記載のテープ状材料の搬送装置。
5. 前記光学的センサに代えて、前記各区間において前記テープ状材料上に載置され移動可能なフリーロールを備える請求項３に記載のテープ状材料の搬送装置。
6. 前記搬送装置が、該装置内の前記テープ状材料の搬送経路の少なくとも一部を真空又は略真空状態にする手段を有する請求項１〜５の何れかに記載のテープ状材料の搬送装置。
7. 前記テープ状材料が被印刷材料であり、前記搬送装置が、被印刷材料にレジストインクを塗布するソルダーレジスト印刷部と、塗布したレジストインクを乾燥する乾燥部との間に配置される請求項１〜６の何れかに記載のテープ状材料の搬送装置。
8. 前記搬送装置が、フォトレジスト塗布後のベーキング処理を行うベーキング部、前記テープ状材料に形成された層のめっき処理を行うめっき部、又はめっき後の洗浄処理を行う洗浄部に組み込まれ、当該ベーキング処理、めっき処理、洗浄処理に要する時間を長くする請求項１〜５の何れかに記載のテープ状材料の搬送装置。

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