JP2008174363A

JP2008174363A - テープ搬送装置

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Publication number: JP2008174363A
Application number: JP2007010323A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Harukawa; 和則春川; Shinichi Hattori; 新一服部
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】薄くて幅が広いテープであっても所定のテンションを付与することができ、安定かつ確実に搬送することができるテープ搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送通路４８の途中にテープ４０に所定の張力を付与する張力付与機構６５を設ける。張力付与機構６５は、吸引ボックス６８と、この吸引ボックス６８内の空気を吸引排気する排気装置７２と、案内ローラ７３，７４間のテープ部分４０ＡをＵ字状に屈曲させて吸引ボックス６８内に垂下させ、前記Ｕ字状のテープ部分４０Ａに所定の張力を付与するダンサーローラ７５とを備えている。ダンサーローラ７５の軸部は、吸引ボックス６８の内壁に設けたガイド溝８０によって上下動自在に支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の製造工程等で使用されるテープ搬送装置に関し、特にフィルムキャリアテープに形成されている回路パターンを撮像カメラによって順次撮像し、回路パターンの欠陥を自動的に検査するパターン自動外観検査装置等に用いて好適なテープ搬送装置に関するものである。

電子部品実装用のフィルムキャリアテープ（以下、ＴＡＢテープと称する：Tape Automated Bonding）に形成されている回路パターンの欠陥（例えば、太り、断線、ショート、細り等）を自動的に検査するこの種のパターン自動外観検査装置に用いられているテープ搬送装置としては、図４および図５に示すようなテープ搬送装置１が知られている。このテープ搬送装置１は、テープ２の搬送通路３中であって作業エリア４の下流側に位置してテープ２を搬送通路３に沿って走行させるドライブローラ５を設け、上流側に位置してテープ２に所定のテンションを付与するバックテンションローラ６を設け、これらのローラ５，６をスプロケットローラで構成したものである。なお、７はテープ２を巻出す巻出しリール、８はテープ２を巻取る巻取りリールである。

また、テープ搬送装置の他の従来技術としては、例えば特許文献１，２に開示されているテープ搬送装置が知られている。

前記特許文献１に開示されているテープ搬送装置は、テープ基材に磁性材が塗布された磁気テープの製造工程に用いられるもので、テープの緩みを吸収し一定の張力を付与するために、図６および図７に示すようなダンサーローラ１１を用いている。このダンサーローラ１１は、テープ２の表面に塗布されている磁性材がダンサーローラ１１の周面に接触しないようにするために、中央部１１Ａが両端部１１Ｂよりも小径に形成されている。

前記特許文献２に記載されているテープ搬送装置は、図８に示すように、エアダンサー２０を用いてテープ２の緩みを吸収するようにしたものである。エアダンサー２０は、上方に開放しテープ２がＵ字状に垂下、挿入される筒状の吸引ボックス２２と、この吸引ボックス２２の内部下方に配管２３を介して接続され前記テープ２を吸引するバキューム手段２４とを備えている。

特開２０００−３０２３０４号公報特開２００３−３３５４４３号公報

上記した従来のテープ搬送装置は、スプロケットローラ５，６や、ダンサーローラ１１やエアダンサー２０によってテープ２に所定の張力を付与し、緩みを吸収するようにしているので、きわめて有効な技術といえる。しかしながら、厚さが例えば５０μｍ以下のきわめて薄いテープや、幅が広いテープの場合は、以下に述べる理由により採用することができないという問題があった。

すなわち、図４および図５に示したスプロケットローラ５，６を用いたテープ搬送装置１の場合は、スプロケットローラ５，６の外周面両側縁部に突設されている突起９をテープ２のパーフォレーション１０に係入してテープ２に走行力を付与しているため、テープ２にテンションを加えたとき、テープ自体が薄いと、パーフォレーション１０が変形したり、当該部分よりテープ２が破断したりする。

図６および図７に示した中央部１１Ａが側縁部より小径のダンサーローラ１１を用いた場合は、テープ２の中央部が凹んで皺が生じたり波を打ったりするため、テープ２を安定した状態で走行させることができなくなる。

図８に示したエアダンサー２０を用いた場合は、バキューム手段２４により吸引ボックス２２内の空気を吸引してテープ２のＵ字状に屈曲した部分（以下、Ｕ字状部分という）２Ａを吸引すると、図９に示すようにＵ字状部分２Ａの内側において吸引ボックス２２の内部下方が上方より低圧になるため、この圧力差によりテープ２のＵ字状部分２Ａの下端湾曲部２１ａが外側に広がって吸引ボックス２２の内壁に接触して擦れる。また、吸引力をテープ２のＵ字状部分２Ａに対して均一に作用させることが難しいため、テープ２のＵ字状部分２Ａが左右前後に振動すると、この振動がエアダンサー２０部分以外のテープ部分にも影響を及ぼし、テープ２を安定かつ確実に走行させることができなくなる。

本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、薄くて幅が広いテープであっても所定のテンションを付与することができ、安定かつ確実に搬送することができるテープ搬送装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、テープに所定の張力を付与する張力付与機構を備えたテープ搬送装置において、前記張力付与機構を、上方に開放する開口部と下方に設けられた排気口とを有し、前記開口部から内部に前記テープがＵ字状に垂下される吸引ボックスと、この吸引ボックスの前記開口部の上流側と下流側にそれぞれ配設され前記テープが添接される一対のローラと、前記吸引ボックス内に上下動自在に配設され、前記テープのＵ字状部分によって支持されることにより前記Ｕ字状部分に所定の張力を付与するダンサーローラと、前記排気口に接続され前記吸引ボックス内の空気を吸引する排気装置とで構成したものである。

また、本発明は、前記吸引ボックスが内壁面に互いに対向して形成された一対のガイド溝を有し、前記ダンサーローラが、小径部と、この小径部の両端にそれぞれ設けられた一対の大径部と、これらの大径部の外側面中央にそれぞれ設けられた一対の軸部とで構成され、前記大径部の下面側に前記テープの表面側両側縁部が下方から略半周にわたって添接され、前記一対の軸部が前記一対のガイド溝に摺動自在に嵌挿されているものである。

本発明においては、ダンサーローラの質量によってテープに張力を付与しているので、テープに緩みが生じることがない。また、テープのＵ字状部分は、下部の湾曲部でダンサーローラを支持しているので、吸引ボックス内の空気が吸引されても圧力差により前記湾曲部が広がって吸引ボックスの内壁面に接触するおそれがない。したがって、テープを安定した状態で搬送することができる。また、テープの厚さ、幅に対応させてダンサーローラの質量を設定すれば、薄肉、幅広のテープであっても搬送することができる。

また、排気装置によって吸引ボックス内の空気を吸引排気すると、吸引ボックスの内部が負圧になるため、吸引ボックスの外部の空気が開口部から吸引ボックス内に流入し、テープのＵ字状部分の表面に当たることで、表面に付着している塵埃を除去する。

中央部が小径部を形成し、両端部が大径部をそれぞれ形成するダンサーローラのみによってテープに張力を付与した場合は、Ｕ字状部分の幅方向中央部が凹んで皺が発生したり、テープの表面がダンサーローラの小径部の周面に接触するおそれがある。
一方、本発明においては、ダンサーローラとエアダンサーとで張力付与機構を構成しているので、吸引ボックス内の空気を排気装置によって吸引排気すると、外部の空気が吸引ボックス内に流入してダンサーローラの小径部とＵ字状部分の湾曲部との間に入り込み、湾曲部を内側から外側に膨らませる。したがって、湾曲部が内側に凹んで小径部の表面に接触したりすることがなく、テープを安定した状態で走行させることができる。

また、ダンサーローラは、軸部が吸引ボックスの内壁面に形成されたガイド溝によって摺動自在に支持されているので、吸引ボックス内部の空気を吸引排気してもその吸引力の不均一性によって揺れたりすることもなく、テープを安定した状態で走行させることができる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るテープ搬送装置を備えたパターン自動検査装置の一実施の形態を示す概略構成図、図２は張力付与機構の分解斜視図、図３（ａ）〜（ｆ）はセンサによるテープの検出を説明するための図である。

図１および図２において、本実施の形態は、ＴＡＢテープ（以下、単にテープと云う）４０に形成されている回路パターン４１を電子部品が実装される前に自動的に検査し、不良品（ＮＧ）の回路パターンに対してはＮＧマーキングを施するようにしたパターン自動検査装置４２に適用した例を示す。

前記テープ４０は、ポリイミド製の半透明なフィルムからなり、表面の幅方向中央部がパターン形成部４３を形成しており、このパターン形成部４３には同一形状からなる多数の微細な回路パターン４１が所定のピッチでテープ４０の長さ方向に形成されている。回路パターン４１は、テープ４０のパターン形成部４３に銅箔を接着剤で接着し、これをエッチング処理することにより形成されている。回路パターン４１の厚さは８〜３０μｍ、幅はボンディングするインナーリード線部で８〜５０μｍ程度である。そして、テープ４０の両側縁部はパーフォレーション部４５を形成しており、このパーフォレーション部４５には多数のパーフォレーション４４がテープ４０の全長にわたり所定のピッチで形成されている。テープ４０の幅は３５〜３００ｍｍ程度、厚さは２０〜７５μｍ程度である。回路パターン４１の検査項目は、太り、断線、ショート、細り、ピッチずれ、突起、欠け、リード曲がり、ピンホール、導線間比率、最小パターン幅、最小ギャップ幅等である。

前記パターン自動検査装置４２は、内部がテープ４０の搬送通路４８に沿って５つのセクション、すなわち第１図において左から右に向かって巻出しランナー部Ａ、検査部Ｂ、バッファー部Ｃ、マーキング部Ｄおよび巻取りランナー部Ｅに分かれている。なお、第１図においては、図示を省略したが、筐体４７の各セクションＡ〜Ｄは独立した筐体になっている。これは、各セクションＡ〜Ｄでの動作による振動を検査部Ｂに伝えないためである。

前記巻出しランナー部Ａ、バッファー部Ｃおよび巻取りランナー部Ｅは、筐体４７の内部下方に設けられ、検査部Ｂおよびマーキング部Ｄは、筐体４７の内部上方に設けられている。また、筐体４７の内部には装置全体をコンピュータ制御する図示を省略した制御部が組み込まれている。

前記巻出しランナー部Ａには、テープ４０を検査部Ｂに供給する巻出し装置５０が設けられている。巻出し装置５０は、前記テープ４０がその表面を外側にして巻回された巻出しリール５１と、この巻出しリール５１を間欠的に駆動しテープ４０を巻出す駆動用モータ５２と、回転自在な送りローラ５３等で構成されている。

前記検査部Ｂは、テープ４０に形成されている回路パターン４１を光学的に検査するセクションであって、回路パターン４１を照射する光源５５と、この光源５５から出射し回路パターン４１に当たって反射した反射光を撮像するパターン撮像装置５６と、回路パターン４１の良否を判定する判定部（図示せず）等を備えている。パターン撮像装置５６による回路パターン４１の撮像は、巻出しランナー部Ａからバッファー部Ｃまでのテープ４０を停止させた状態で行われる。判定部は、パターン撮像装置５６によって撮像された回路パターン４１の画像を予め記憶している良品パターンと比較することにより、欠陥候補箇所を割り出しその良否を判定する。そして、その結果は、制御部に送られ記憶部に一時記憶される。

前記検査部Ｂの前後には、検査部Ｂにおけるテープ４０の幅方向の移動を防止するため、回転自在な一対のスプロケットローラ６１，６２が配設されている。

前記バッファー部Ｃには、テープ４０に所定の張力を付与する張力付与機構６５が配設されている。前記張力付与機構６５は、上方に開放する開口部６９と下方に設けられた排気口７０とを有する吸引ボックス６８と、この吸引ボックス６８の排気口７０に配管７１を介して接続された排気装置７２と、前記吸引ボックス６８の上方で開口部６９の上流側と下流側にそれぞれ回転自在に配設された一対の案内ローラ７３，７４と、前記吸引ボックス６８内に配設されたダンサーローラ７５等で構成されている。案内ローラ７３，７４は、段付きローラで構成されることにより両端部にフランジを一体に備え、これらのフランジによってテープ４０の幅方向の移動を規制する。

前記吸引ボックス６８の内部下方には、多孔板からなる整流板７６と後述するセンサ７７（７７ａ〜７７ｄ）が配設されている。また、吸引ボックス６８の４つの内壁面のうちテープ４０の幅方向において対向する２つの内壁面には、前記ダンサーローラ７５の軸部７５ａが上下動自在に嵌挿されるガイド溝８０がそれぞれ形成されている。

前記ダンサーローラ７５は、図２に示すように小径部７５Ａと、この小径部７５Ａの両端にそれぞれ一体に設けられたフランジ部７５Ｂを有する大径部８１と、各大径部８１の外側面中央にそれぞれ一体に突設された一対の軸部７５ａとで構成されている。小径部７５Ａは、テープ４０の表面に形成されている回路パターン４１が接触しないようにするために設けられるものであり、パターン形成部４３の幅と略等しい長さを有している。左右の大径部８１は、テープ４０の側縁部、すなわちパーフォレーション部４５を支持し案内する部分である。左右のフランジ部７５Ｂは、間隔がテープ４０の幅と略一致する間隔に設定されることにより、テープ４０の幅方向の位置を規制する。そして、このダンサーローラ７５は、それ自身の質量によって前記一対の案内ローラ７３，７４間のテープ部分４０ＡをＵ字状に屈曲させ、吸引ボックス６８内に垂下させることにより、前記テープ部分４０Ａ（以下、このテープ部分をＵ字状部分ともいう）に一定の張力を付与している。すなわち、ダンサーローラ７５は、案内ローラ７３，７４間のテープ部分４０Ａの両側縁部が下方から大径部８１の略半周にわたって添接されることにより、このテープ部分４０Ａによって支持され、ローラ自身の質量によってテープ４０自体に弛みがなくなるまで下降してテープ部分４０ＡをＵ字状に屈曲させ、一定の張力を付与するものである。そして、ダンサーローラ７５は、質量がテープ部分４０Ａの張力とバランスする高さに保持される。Ｕ字状部分４０Ａの張力は、ダンサーローラ７５の質量を変えることで調整することができるが、排気装置７２により吸引する空気の量を調整することにより、ある程度の範囲で張力を微調整することができる。

前記マーキング部Ｄは、制御部から送られてくるＮＧ信号によってＮＧと判定された回路パターン４１に対してパンチングによってマーキングを施すセクションであり、マーキング装置９０が設置されている。マーキング装置９０によるＮＧ回路パターンへのマーキングは、前記バッファー部Ｃから巻取りランナー部Ｅまでのテープ４０を停止させた状態で行われる。また、検査部Ｂにおける回路パターン４１の撮像とマーキング部Ｄにおけるマーキングは、後述するように同期しておらず、個々独立に行われる。

前記マーキング部Ｄの前後には、マーキング部Ｄにおけるテープ４０の幅方向の移動を防止するため、回転自在な一対のプロケットローラ９２，９３が配設されている。

前記巻取りランナー部Ｅには、回路パターン４１の検査が終了したテープ４０を巻取る巻取り装置９５が配設されている。巻取り装置９５は、テープ４０を巻取る巻取りリール９６と、巻取りリール９６を間欠的に駆動しテープ４０を巻取りリール９６に巻取らせる駆動用モータ９７と、回転自在な送りローラ９８等で構成されている。

前記センサ７７は、テープ４０のＵ字状部分４０Ａの有無を検知するために用いられるもので、図３に示すように吸引ボックス６８の内部でＵ字状部分４０Ａの裏面と対向するように高さ方向に所定の間隔をおいて４個縦列配置されている。各センサ７７ａ〜７７ｄは、例えば反射型の光電センサからなり、Ｕ字状部分４０Ａの有無を検出し、その信号を制御部に送信するように構成されている。制御部は、センサ７７ａ〜７７ｄからの信号に基づいてＵ字状部分４０Ａの垂下長さを判定し、装置全体を制御する。すなわち、図３（ａ）は上から１番目〜３番目のセンサ７７ａ〜７７ｃがＵ字状部分４０Ａを検出してＯＮの状態を示し、最下位置のセンサ７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出せず、ＯＦＦの状態を示す。たとえばこの状態においては、後述するように装置は正常な状態であり、回路パターン４１の検査とマーキングとの非同期的なテープ搬送動作が行われる。図３（ｂ）は、Ｕ字状部分４０Ａが短縮しすぎて全てのセンサ７７ａ〜７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出することができずＯＦＦの状態を示す。この状態では、制御部がアラームを表示し、装置全体を一時停止させる。図３（ｃ）は、Ｕ字状部分４０Ａが長く垂れ下がり過ぎて全てのセンサ７７ａ〜７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出している状態を示す。この状態も制御部がアラームを表示し、装置全体を一時停止させる。図３（ｄ）は、上から１番目と２番目のセンサ７７ａ，７７ｂがＵ字状部分４０Ａを検出し、３番目と４番目のセンサ７７ｃ，７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出していない状態を示す。この状態では、検査部Ｂ側とマーキング部Ｄ側のテープ４０の搬送が行われる。図３（ｅ）は、図３（ｄ）の状態からＵ字状部分４０Ａが長く垂れ下がり、１番目〜３番目のセンサ７７ａ〜７７ｃがＵ字状部分４０Ａを検出し、４番目のセンサ７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出していない状態を示す。この状態になると、駆動モータ５２が停止して検査部Ｂによる撮像は行われるが、テープ搬送は許可されない。一方、マーキング部Ｄ側はマーキング動作もテープ搬送も行われる。図３（ｆ）は、図３（ｄ）の状態からＵ字状部分４０Ａが上昇して短くなり、１番目のセンサ７７ａのみがＵ字状部分４０Ａを検出し、残り３つのセンサ７７ｂ〜７７ｄがＵ字状部分４０Ａを検出していない状態を示す。この状態になると、検査部Ｂ側は撮像もテープ搬送も行われるが、駆動モータ９７が停止してマーキング部Ｄ側のテープ搬送は許可されない。

次に、上記構造からなるパターン自動検査装置４２の動作を説明する。
先ず、制御部に検査対象であるテープ４０の品種データを登録する。登録する品種データは、テープ４０の幅、回路パターン４１のピッチＰ、テープ幅方向のパターン数等である。また、検査部Ｂの撮像動作をテープ４０の回路パターン４１に応じて設定する。

次に、被検査対象であるテープ４０が巻回された巻出しリール５１を巻出しランナー部Ａにセットし、テープ４０の先端部を引き出して検査部Ｂ、バッファー部Ｃ、マーキング部Ｄおよび巻取りランナー部Ｅに導き、巻取りリール９６に固定する。テープ４０の巻出しリール５１から巻出される始端部分は、回路パターン４１が形成されていない余長部分である。

このようにしてパターン自動検査装置４２による検査のための準備が全て完了すると、スタートボタンをＯＮにする。また、排気装置７２を駆動して吸引ボックス６８内の空気を吸引排気する。スタートボタンをＯＮにすると、駆動モータ５２が駆動してテープ４０を巻出しリール５１から間欠的に巻出し、パターン撮像装置５６による回路パターン４１の撮像を開始させる。パターン撮像装置５６が回路パターン４１を撮像すると、その画像信号は判定部に送られる。判定部では、回路パターン４１が良品であるか否かを判断し、その結果が制御部に送られて記憶部に一次記憶される。

検査部Ｂを通過したテープ４０は、バッファー部Ｃを通ってマーキング部Ｄに送られる。マーキング部Ｄは、制御部からの信号に基づいて、検査部Ｂで検査された回路パターン４１のうち不良品と判定された回路パターンに対してマーキング装置９０によってマーキングする。そして、マーキング部Ｄを通過したテープ４０は、巻取りランナー部Ｅに搬送され、巻取りリール９６に巻取られる。

ここで、排気装置７２を駆動して吸引ボックス６８内の空気を排気管７１によって外部に排気すると、吸引ボックス６８の内圧が下がるため、外気が吸引ボックス６８の上面開口部６９から吸引ボックス６８内に流入する。このとき吸引ボックス６８に流入する空気は、そのほとんどがテープ４０の下方に垂れ下がっているＵ字状部分４０Ａの内側に流入する。また、この空気の一部は、ダンサーローラ７５の小径部７５ＡとＵ字状部分４０Ａの湾曲部４０ａとの隙間１０３（図２）に流入する。これによりＵ字状部分４０Ａの湾曲部４０ａは、内側からの空気圧により略均一な圧力が加えられ外側に膨らもうとするため、内側に撓んで皺が生じたり回路パターン４１が小径部７５Ａの周面に接触したりすることがない。

また、このとき、テープ４０の下方に垂れ下がったＵ字状部分４０Ａにも内側から圧力が加わるため、若干外側に膨らむが、ダンサーローラ７５の質量で下方に引っ張られているために、吸引ボックス６８の内壁面に接触するようなことはない。

また、ダンサーローラ７５の質量が、テープ４０の垂れ下がったＵ字状部分４０Ａ全体に一定の張力を与えるとともに、ダンサーローラ７５の振動を吸引ボックス６８の内壁面に形成したガイド溝８０によって阻止しているので、吸引による空気流によってＵ字状部分４０Ａとダンサーローラ７５が前後左右に揺れ動くことがなく、テープ４０を安定した状態で確実に走行させることができる。

なお、上記した実施の形態においては、ＴＡＢテープ４０の回路パターン４１を検査するパターン自動検査装置４２に適用した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、ＬＣＤ、ＡＳＩＣ、μＢＧＡ、ＣＳＰ等の被検査物のパターン検査にも用いることができ、特に薄くて幅の広いテープの搬送に適用して好適である。

本発明に係るテープ搬送装置を備えたパターン自動検査装置の一実施の形態を示す概略構成図である。張力付与機構の分解斜視図である。（ａ）〜（ｆ）はセンサによるテープの検知を説明するための図である。従来のテープ搬送装置の一例を示す概略構成図である。スプロケットローラとテープの斜視図である。従来のダンサーローラによりテープにテンションを付与している状態を示す斜視図である。ダンサーローラとテープの平面図である。従来のエアダンサーを示す概略構成図である。圧力差によってテープのＵ字状部分の下部が膨らんだ状態を示す図である。

符号の説明

４０…ＴＡＢテープ、４１…回路パターン、４２…パターン自動検査装置、４８…搬送通路、５１…巻出しリール、５２…駆動モータ、６５…張力付与機構、６８…吸引ボックス、６９…開口部、７０…排気口、７１…配管、７２…排気装置、７３，７４…送りローラ、７５…ダンサーローラ、７５Ａ…小径部、７５Ｂ…フランジ部、８０…ガイド溝、８１…大径部、９６…巻取りリール、９７…駆動モータ。

Claims

テープに所定の張力を付与する張力付与機構を備えたテープ搬送装置において、
前記張力付与機構を、上方に開放する開口部と下方に設けられた排気口とを有し、前記開口部から内部に前記テープがＵ字状に垂下される吸引ボックスと、この吸引ボックスの前記開口部の上流側と下流側にそれぞれ配設され前記テープが添接される一対のローラと、前記吸引ボックス内に上下動自在に配設され、前記テープのＵ字状部分によって支持されることにより前記Ｕ字状部分に所定の張力を付与するダンサーローラと、前記排気口に接続され前記吸引ボックス内の空気を吸引する排気装置とで構成したことを特徴とするテープ搬送装置。
前記吸引ボックスは、内壁面に互いに対向して形成された一対のガイド溝を有し、
前記ダンサーローラは、小径部と、この小径部の両端にそれぞれ設けられた一対の大径部と、これらの大径部の外側面中央にそれぞれ設けられた一対の軸部とで構成され、前記大径部の下面側に前記テープの表面側両側縁部が下方から略半周にわたって添接され、前記一対の軸部が前記一対のガイド溝に摺動自在に嵌挿されていることを特徴とする請求項１記載のテープ搬送装置。