JP2006310699A - シート剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 支持シートに表面実装型のワークを貼付け支持した積層体から支持シートを確実かつ能率よく剥離してワークを分離回収することができるシート剥離装置を提供する。
【解決手段】 ワークを支持シートの下面に貼付け支持した下向き姿勢の積層体を保持テーブル９に吸着保持し、ワークｗからはみ出た支持シートｓの角部をチャック３４によって把持し、その状態のままチャック３４を上昇させるとともに、保持テーブル９をチャックの上昇速度に同調させて水平移動させる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、支持シートにＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）やＳＯＰ（Small Outline Package）などの表面実装型のワークを貼付け支持した積層体から支持シートを剥離するシート剥離装置に関する。

近年、ＬＳＩの製造手段の一つとして、支持シート上に整列保持された複数の半導体チップを結線処理した後、チップ群を封止樹脂で封止してＱＦＮ型のワークを形成し、その後、このワークを切断して所定のＬＳＩを得る手段が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１０８９０号公報

上記製造手段においては、ワークの切断処理に先立って、支持シートにＱＦＮ型のワークを貼付け支持した積層体から支持シートを剥離してワークを分離する工程が必要とされている。従来の製造手段におけるシート剥離処理は手作業によって行なわれているので、製造能率向上のために、シート剥離処理の自動化が望まれている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、支持シートに貼付け支持した表面実装型のワークとからなる積層体から、支持シートを確実かつ能率よく剥離してワークを分離回収することができるシート剥離装置を提供することを主たる目的としている。

第１の発明は、支持シートに表面実装型のワークを貼付け支持した積層体から当該支持シートを剥離するシート剥離装置であって、
前記ワークよりも幅広の支持シートの下面にワークを貼付け支持した下向き姿勢の前記積層体を載置保持する保持テーブルと、
前記支持シートの端部を把持するチャックと、
前記チャックと保持テーブルとを水平方向に相対移動させる駆動手段と、
前記相対移動に同調して前記チャックを上昇移動させるチャック昇降手段と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この構成によると、ワークより幅広の支持シートの下面にワークを貼付け支持した下向き姿勢の積層体を保持テーブルに装填して保持させる。この保持テーブルの上面よりワークの厚さだけ浮上している支持シートの端部をチャックで把持する。その後、保持テーブルとチャックとを水平方向に相対移動させるとともに、チャックをテーブル移動速度と同調した速度で上昇移動させることにより、保持テーブルに吸着保持されているワークから支持テープを剥離してゆくことができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記チャックは、前記支持シートの角部を把持するものであることを特徴とする。

（作用・効果） 上記構成によると、剥離の開始がワークの角部から開始されることとなり、剥離開始時における剥離抵抗が少ない状態から円滑に剥離を進行させることができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、
前記チャックは、その把持部位を中心にして回動可能に構成し、チャックによるシート把持姿勢を、水平把持姿勢と先下がり把持姿勢との間で変更可能に構成したことを特徴とする。

（作用・効果） 上記構成によると、剥離開始時のチャックは、水平に支持シートを把持しているが、剥離の進行に連れてチャックは先下がり把持姿勢となる。つまり、把持箇所でシートが急激に折られることなく、チャック上昇に伴って発生するシート張力を確実に剥離作用部位に伝達することができる。

第４の発明は、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、
前記保持テーブル上に載置保持された積層体をシート上面から押圧して保持テーブルの吸着面に前記ワークを密着させる押圧手段を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） 上記構成によると、保持テーブルの上面にワークが確実に吸着保持されることになり、剥離力でワークが浮き上がるようなことなく、支持シートを確実に剥離することができる。

第５の発明は、上記第１ないし第４のいずれかの発明において、
前記ワークに当接しながら前記支持シートを剥離作用部位から前記チャックへ導く案内ローラを備えたことを特徴とする。

（作用・効果） 上記構成によると、支持シートの剥離作用部位が案内ローラによって確定され、支持シートが確実かつ円滑に上方へ剥離することができる。

第６の発明は、上記第１ないし第５のいずれかの発明において、前記ワークは、片面樹脂封止型半導体素子であることが好ましい。この片面樹脂封止型半導体素子としては、例えば、表面実装型パッケージであるＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）やＳＯＰ（Small Outline Package）などが挙げられる。

本発明に係るシート剥離装置によれば、積層体から支持シートを確実かつ能率よく剥離してワークを分離回収することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１に、本発明に係るシート剥離装置の正面図が、図２にその平面図が、また、図８に処理対象である積層体１がそれぞれ示されている。

積層体１は、図８に示すように、薄い銅板からなる支持シートｓに複数（本実施例では４個）のＱＦＮ型のワークｗを貼付け支持して構成されている。各ワークｗは、シート上に整列保持された複数の半導体チップを結線処理した後、チップ群を封止樹脂で所定の矩形形状に封止されている。なお、本実施例の場合、例えば、支持シートｓの幅が４０ｃｍ、長さが１５０ｃｍ、ワークｗからのはみ出し幅が２ｍｍとされている。つまり、ワークｗよりも幅広の支持シートｓの粘着面上にワークｗが貼付け支持されている。

このシート剥離装置は、図１および図２に示すように、積層体移送機構２、積層体押圧機構３、および、シート剥離機構４を基台５に装備して構成されている。以下に各機構の詳細な構造を説明する。なお、積層体移送機構２は、本発明の駆動手段に、積層体押圧機構３は押圧手段に相当する。

積層体移送機構２は、基台５の上にレール６に沿って水平移動可能に配備された可動台７、この可動台７の上部に脚部８を介して連結固定された横長矩形状の保持テーブル９、可動台７を左右にネジ送り移動させるパルスモータ１０などによって構成されている。保持テーブル９の上面には、図２に示すように、４箇所に真空吸着部９ａが並列装備されており、ワークｗの下面に支持シートｓを貼付け支持して構成した積層体１の、その支持シートｓが上向きとなり、ワーク面が下向き姿勢となるように載置されて吸着保持される。

積層体押圧機構３は、保持テーブル９の右ストロークエンド奥側に配備されており、図３に示すように、基台５の奥部に立設された支持枠１１、この支持枠１１の上部にエアーシリンダ１２を介して前後に水平移動可能に支持された可動枠１３、可動枠１３の前面にエアーシリンダ１４を介して昇降可能に支持された押圧板１５などによって構成されている。

押圧板１５は保持テーブル９と略同形状の横長矩形状に形成されており、可動枠１３が前進移動した位置で押圧板１５が下降されることで、図１に示すように、右ストロークエンドＰ１における保持テーブル９の上に押圧板１５が全面的に重複されるとともに、可動枠１３が後方に移動することで押圧板１５が保持テーブル９の奥側に外れるようになっている。

図５および図６に示すように、押圧板１５の左端部から斜め前方に向けてステー１６が延出され、このステー１６の延出端部の下側に案内ローラ１７が装備されている。この案内ローラ１７は、ステー１６の延出端部に縦軸心ａ周りに回動自在に装着された縦支軸１８の下部に前後方向に向かう回動軸心ｂ周りに遊転自在に装備されている。ここで、縦支軸１８の上端部に連結固定されたアーム１９とステー１６とに亘ってバネ２０が張設され、このバネ張力によって縦支軸１８が一定方向Ｘに回動付勢されるとともに、ステー１６に備えたストッパボルト２１にアーム１９が当接支持されることで縦支軸１８の回動位相が決められ、案内ローラ１７の回動軸心ｂの向きが保持テーブル９の移動方向と直交する前後向きとなるようストッパボルト２１が調整されている。また、案内ローラ１７は、縦軸心ａ周り前記一定付勢方向Ｘと逆方向に設定以上の回動力が作用すると、縦支軸１８とともにバネ２０に抗して回動されて、案内ローラ１７の回動軸心ｂの向きが変化されるようになっている。

なお、押圧板１５が保持テーブル９の上に重複する前進位置にある時には案内ローラ１７は保持テーブル９から手前側に外れた位置にあり、押圧板１５が保持テーブル９の上から外れた後退位置にある時に、案内ローラ１７が保持テーブル９の移動経路上に位置するようになっている。

シート剥離機構４は、図１に示す基台５における左右中央付近の奥側箇所に平面視で傾斜して配備されており、図４に示すように、基台５から立設した縦枠２５、この縦枠２５の前面にレール２６を介して昇降自在に支持された可動枠２７、可動枠２７をネジ送り昇降させるパルスモータ２８、可動枠２７に斜め前後方向に向かう軸心ｃ周りに回動自在に支持されたシート把持ユニット２９などによって構成されている。なお、縦枠２５、レール２６、可動体２７、およびパルスモータ２８は、本発明のチャック昇降手段を構成する。

図５および図７に示すように、シート把持ユニット２９は、可動枠２７に装着されたパルスモータなどのロータリアクチュエータ３０の回転支軸３１に連結されて軸心ｃ周りに回動される回動ブラケット３２と、このブラケット３２にエアー駆動型のアクチュエータ３３を介して上下に開閉操作される上下一対のチャック３４とから構成されている。

ここで、保持テーブル９は、その左奥側の角部が欠除されるとともに、チャック３４の先端部が、図１に示すシート把持開始位置Ｐ２まで移動した保持テーブル９における切欠き角部ｄに入り込むよう配備されるようになっている。また、軸心ｃがチャック３４によるシート把持部位を通るように設定されている。

本発明によるシート剥離装置は以上のように構成されており、次にそのシート剥離作動について図９から図１５を参照しながら説明する。

（１）先ず、図９に示すように、保持テーブル９が右ストロークエンドＰ１に位置するとともに、押圧板１５が後方位置で上方に退避している状態で、ワークを下面に貼付け支持した下向き姿勢の積層体１が保持テーブル９の上面に供給されて所定の位置決め状態で載置される。この場合、位置決めされた積層体１における支持シートｓの左端の奥側角部が保持テーブル９の切欠き角部ｄに突出される。

（２）次に、図１０に示すように、保持テーブル９の真空吸着部９ａが吸着作動状態に切換えられるとともに、押圧板１５が前方に進出移動して下限まで下降され、押圧板１５の下面に備えたクッション材１５ａによって積層体１が適度の力で下方に押圧され、各ワークｗの下面が真空吸着部９ａに密着される。これによってワークｗが確実に保持テーブル９の上面に吸着保持される。

（３）次に、図１１に示すように、押圧板１５を持上げて奥側に後退移動させた後、保持テーブル９をシート把持開始位置Ｐ２まで移動させて一旦停止させる。これによって保持テーブル９の切欠き角部ｄに突出している支持シートｓの奥側角部が、開放姿勢で待機しているチャック３４の間に挿入される。

（４）次に、図１２に示すように、チャック３４を閉じて支持シートｓの奥側角部を把持するとともに、押圧板１５を後退位置で再び下限まで下降させることで、案内ローラ１７が支持シートｓの端部上面に接する高さまで下降される。

（５）次に、図１３に示すように、シート把持ユニット２９が軸心ｃ周りに所定角度だけ回動されてチャック３４が先下がり姿勢に姿勢変更された状態で、保持テーブル９が左方向に所定速度で前進移動されるとともに、これと同調した速度でシート把持ユニット２９が上昇され、支持シートｓの角部を把持したチャック３４は先下がり姿勢のまま上昇させられる。これによって支持シートｓが角部から上方に剥離されてゆく。

この場合、支持シートｓは案内ローラ１７に案内されて上方に屈曲されながら剥離されることになり、支持シートｓの奥側角部が把持されて引き上げられるので、剥離作動の初期には支持シートｓが強くひねられることになる。このために、案内ローラ１７に作用する支持シートｓからの張力によって縦支軸１８に縦軸心ａ周りのトルクが働き、図１５（ａ）に示すように、縦支軸１８がバネ２０に抗して回動されて、案内ローラ１７はひねり変形されながら剥離されてゆく支持シートｓに沿った傾斜姿勢で案内作動する。

そして、チャック３４が上昇して剥離された支持シートｓの長さが長くなるに連れて支持シートｓのひねり変形は弱いものとなり、図１５（ｂ）に示すように、縦支軸１８に働く縦軸心ａ周りのトルクが小さくなるために、縦支軸１８がバネ張力によって復帰回動し、案内ローラ１７はその回動軸心ｃが前後方向に向かう姿勢となって支持シートｓを案内することになる。

（６）図１４に示すように、保持テーブル９が左ストロークエンドＰ３に到達して支持シートｓが完全に剥離されると、保持テーブル９の吸着作動が解除され、テーブル上のワークｗがロボットハンドなどで搬出されるとともに、剥離された支持シートｓがロボットハンドなどで回収される。

（７）その後、保持テーブル９が右ストロークエンドに復帰移動されるとともに、水平姿勢に復帰されたシート把持ユニット２９が下方待機位置まで下降復帰され、これで１回のシート剥離作動が終了し、以下、上記作動を繰り返す。

上述の本実施例のシート剥離装置によれば、ワークｗよりも幅広の支持シートｓの粘着面上に形成したワークｗとからなる積層体１の、そのワークｗからはみ出る支持シートｓの角部をチャック３４で把持した状態で上昇させるとともに、保持テーブル９をシート剥離機構４に対して水平方向に相対移動させることで、支持シートｓをワークｗから剥離することができる。

また、支持シートｓを把持したチャック３４の把持部位を軸に先下がり姿勢のままシート把持ユニット２９を上昇させるときに、このシート把持ユニット２９の上昇と同調した速度で移動する保持テーブル９がチャック３４に衝突することがない。また、チャック３４を先下がり姿勢にすることで、支持シートｓを折り返すことなく垂直上方向に張力を効率よくかけながら剥離することができる。したがって、ワークｗへの引張力によるストレスが低減される。

さらに、支持シートｓの剥離時に案内ローラ１７が、支持シートｓの上面に接触した状態にあるので、ワークｗの浮き上がりを防止することができる。

すなわち、本実施のシート剥離装置は、積層体１から支持シートｓを確実かつ能率よく剥離してワークを分離回収することができる。

なお、本発明は上述した実施例に限らず、次のように変形実施することができる。

（１）保持テーブル９を固定配備してシート剥離機構４全体を左右移動させる形態とすることもできる。

（２）積層体押圧機構の押圧板１５を前後移動のみ可能に構成するとともに、保持テーブル９を上昇作動させて前方進出位置にある押圧板１５の下面に積層体１を押圧させる形態で実施することもできる。

シート剥離装置の全体正面図である。 シート剥離装置の全体平面図である。 積層体押圧機構の側面図である。 シート剥離機構の側面図である。 シート剥離機構の要部を示す平面図である。 案内ローラの支持構造を示す一部切欠き正面図である。 シート把持ユニットの正面図である。 積層体の斜視図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 支持シートの剥離作動を示す概略正面図である。 案内ローラによるシート案内作動を示す平面図である。

符号の説明

１ … 積層体
９ … 保持テーブル
１７ … 案内ローラ
３４ … チャック
ｓ … 支持シート
ｗ … ワーク

Claims (6)

1. 支持シートに表面実装型のワークを貼付け支持した積層体から当該支持シートを剥離するシート剥離装置であって、
   前記ワークよりも幅広の支持シートの下面にワークを貼付け支持した下向き姿勢の前記積層体を載置保持する保持テーブルと、
   前記支持シートの端部を把持するチャックと、
   前記チャックと保持テーブルとを水平方向に相対移動させる駆動手段と、
   前記相対移動に同調して前記チャックを上昇移動させるチャック昇降手段と、
   を備えたことを特徴とするシート剥離装置。
2. 請求項１に記載のシート剥離装置において、
   前記チャックは、前記支持シートの角部を把持するものである
   ことを特徴とするシート剥離装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のシート剥離装置において、
   前記チャックは、その把持部位を中心にして回動可能に構成し、チャックによるシート把持姿勢を、水平把持姿勢と先下がり把持姿勢との間で変更可能に構成した
   ことを特徴とするシート剥離装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシート剥離装置において、
   前記保持テーブル上に載置保持された積層体をシート上面から押圧して保持テーブルの吸着面に前記ワークを密着させる押圧手段である
   ことを特徴とするシート剥離装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシート剥離装置において、
   前記ワークに当接しながら前記支持シートを剥離作用部位から前記チャックへ導く案内ローラを備えた
   ことを特徴とするシート剥離装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のシート剥離装置において、
   前記ワークは、片面樹脂封止型半導体素子である
   ことを特徴とするシート剥離装置。
   

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