JP2008526042A - レーザ切断を用いるウェブの位置合わせラミネーション - Google Patents

Abstract

多層回路アセンブリの生産システムおよび方法。アセンブリは、ウェビング部材、部品、およびラミネート層を含む。方法は、部品がその上に位置されたウェビング部材のロールおよびラミネート層の別のロールを提供する工程と、ウェビング部材上の部品の位置をイメージング装置でモニタする工程とを含む。方法はまた、モニタされたウェビング部材上の部品の位置に基づく部位でラミネート層の部分を改変する工程と、ラミネート層をウェビング部材に結合して多層回路の連続シートを提供する工程とを含む。多層回路は、ウェビング部材およびラミネート層の間に位置され、およびラミネート層における改変部と位置調整された部品で形成される。

Description

本発明は、一般に、可撓性ウェビングに層が追加される生産プロセスおよび方法に関し、および特に、ウェブと層との位置合わせおよびその切断にさらに関する。

過去数年にわたって、タッチスクリーンの人気は著しく高くなっている。多数の異なるテクノロジーが、信頼性がありおよび費用効率の高い高品質タッチセンサを製造する試みにおいて探査されてきている。タッチセンサテクノロジーの例としては、静電容量式、抵抗式、ニアフィールドイメージング式（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｉｍａｇｉｎｇ）（ＮＦＩ）、弾性波式、赤外式、および応力式が挙げられる。タッチセンサの通常の用途としては、コンピュータモニタならびに、個人用情報端末（ＰＤＡ）およびタブレットコンピュータなどの携帯式および可搬式装置が挙げられる。

タッチセンサは、典型的には、所与のテクノロジーについて独自の特色および特質を備えている。タッチセンサテクノロジーの各タイプは、例えば、タッチ入力の認識、センサのタッチ感応性構造に対するタッチ入力の位置の判定、信頼性、サイズ、重量、およびコストに関する特定の課題を示している。

ほとんどのタッチセンサは、モニタまたは可搬式装置に用いられる電気膜パネルに埋設される。本発明に関する電気膜パネルのタイプは、可撓性ポリマーベースのフィルム、ウェビング、または絶縁性ラミネート層の別の層に形成された離間した第１および第２の導電性回路を含む。このタイプのパネルを製造するための一つの通常の方法は、プラスチックフィルムの個別のシートに回路を形成し、次いで、２つの回路が完全に形成された後にフィルムの２枚のシートを接合するものである。シートは、例えばラミネートプロセスを用いて接合され得る。この技術は、高価である可能性があり、特に、例えば約１ｍｉｌ〜５ｍｉｌ厚の範囲とプラスチックフィルムが極めて薄い場合に、困難を伴うと共に手間のかかるハンドレイアップおよび位置あわせ作業を伴う可能性がある。個別のフィルムは、典型的には、手作業で位置あわせされて積み重ねられ、次いでローラで、または熱および圧力下でプレスあるいはオートクレーブにおいてラミネートされる。

他の技術は、ウェブのロールとウェブまたはラミネートの他の層とをラミネートする工程を含む。完成製品のロールは、いずれかの所望の長さに切り取られ得る。この技術は一定の欠点を併せ持つ。ラミネートされたウェビングの連続ロールに位置された回路は、回路基板またはハードワイヤ接続部と接続するためにアクセスすることが困難である可能性がある。回路パーツは、米国特許第５，０６２，０１６号明細書に記載されているとおり、パーツの末端領域が接続のためにウェブの片側に沿って露出されるよう、位置されることができる。導電性配線が直交するＸおよびＹ方向に配列されているグリッドタイプ回路についてこの技術が用いられる場合、導電性配線へのリード線は、その後の接続のために露出させるためにはウェブの片側に延在しなければならない。導電性配線の経路およびアクセス点に係るこの制限は、生産効率、パーツの費用効率的製造、および回路部品およびこれらの部品を用いる電子装置の設計選択性に関する制限をもたらす可能性がある。

本発明は、一般に、多層回路アセンブリの作製に用いられるシステムおよび方法に関する。多層回路アセンブリは、通例、ウェビングの種々の層、ラミネート、およびウェビングとラミネート層との間に位置された部品またはパターンの連続ロールとして形成されるタイプのものである。多層回路は、ウェビングまたはラミネート材料の介在層を備える、単一層の部品または多層の部品を含み得る。本発明は、いくつかの観点において、ウェビングにおけるウェブ領域のより効率的な利用を許容する技術を提供する。例えば、部品は、部分の末端領域が、ウェビングの縁部に沿うのではなく、ウェビングの中間部に位置されることができ、およびそれでも将来的な接続のために露出されることができるよう、位置されることができる。

本発明は、層の係合の直前および最中でのウェビングまたはラミネート層の手動での取り扱いに対する要求を効果的になくすものであり、この取り扱いは、層に対する部品の適切な位置調整を確実するために多くの公知のプロセスにおいて要求されている。本発明はまた、自動化された層の位置合わせおよび複数の層のニッピングのため、オートクレーブ、プレスまたは延伸機などの機器の必要性をなくす。

本発明の一態様は、多層回路アセンブリの生産方法に関する。アセンブリは、ウェビング部材、部品、およびラミネート層を含む。方法は、その上に位置された部品を有するウェビング部材のロールを提供する工程と、ラミネート層の別のロールを提供する工程と、およびウェビング部材上の部品の位置を位置検知装置でモニタする工程とを含む。方法はまた、ウェビング部材上のモニタされた部品の位置に基づく部位でのラミネート層の部分を改変する工程と、ラミネート層をウェビング部材と結合して多層回路の連続シートを提供する工程とを含む。多層回路は、ウェビング部材およびラミネート層の間に位置されると共に、ラミネート層における改変部と位置調整された部品で形成される。

本発明の他の態様は、ウェブラミネーションマシンを用いる多層製品の作製方法に関する。マシンは、位置検知装置、第１および第２のニップローラ、および改変装置を含む。方法は、その上に位置された少なくとも１つの部品を含む第１の層の連続シートを第１のニップローラに供給する工程と、部品の位置を検知して、第１のニップローラに対する部品の位置を判定する工程とを含む。方法はまた、第２の層の連続シートを第２のニップローラに供給する工程であって、第１および第２のニップローラは第１および第２の層を相互に係合されて多層製品の連続シートを形成するよう指向されている工程とを含む。方法は、多層製品における開口内に部品が露出されるように、部品の判定された位置に基づいて第２の層に開口を形成する工程をさらに含む。

本発明の他の態様は、ウェブラミネーションマシンを用いる多層製品の作成方法に関する。マシンは、位置検知装置、第１および第２のニップローラ、および変形装置を含む。方法は、所定のパターンを含む第１の層の連続シートを第１のニップローラに供給する工程と、所定のパターンの少なくとも一部分の位置を位置検知装置で検知して、所定のパターンの部分の特徴を判定する工程とを含む。方法はまた、第２の層の連続シートを第２のニップローラに供給する工程であって、第１および第２のニップローラは第１および第２の層を相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう指向されていると共に、第２の層が第２のニップローラに供給される前に、所定のパターンの部分の判定された特徴に基づいて第２の層を改変装置で改変する工程とを含む。

本発明の他の態様は、多層回路アセンブリの作製システムに関する。システムは、ウェビングの連続ロールを支持するよう構成された第１のロール支持体、その上に位置された少なくとも１つの回路部品を有するウェビング、およびラミネート層の連続ロールを支持するよう構成された第２のロール支持体を含む。システムはまた、ウェビングおよびラミネート層のそれぞれを相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう指向されるよう構成された第１および第２のニップローラを含む。システムの位置検知装置は、第１のロール支持体および第１のニップローラの間に位置されている。位置検知装置は、第１のニップローラに対する少なくとも１つの回路部品の位置をモニタするよう、配置されおよび構成されている。マシンの改変装置は、第２のロール支持体および第２のニップローラの間に位置されている。改変装置は、回路部品のモニタされた位置に基づいてラミネート層を改変するよう配置されおよび構成されている。

本発明は、多層回路の種々の層に対する電気的接続部が、その後の相互の接続または外部回路との接続のために露出されていることができるように、ウェブに多層回路を形成可能とするための新規な方法および機器を提供する。その一態様においては、本発明は、そうでなければラミネート層によって被覆されてしまうであろう回路の重要な領域を露出させるために、ラミネーションプロセス中におけるマシンビジョンで位置合わせされた切断を提供する。

本発明はまた、ウェブ形態への多層回路の形成を試みる場合の、歳差運動の問題に対する効率的な解決法を提供する。各イメージが連続するように２つの個別のウェブ上に２つの回路層が形成される事例においては、２つのウェブが位置合わせされてラミネートされる場合には、イメージ歳差運動が生起されることとなる。これは、イメージ間のピッチを正確には維持することができず、およびいずれの小さな誤差も、多数のイメージを介して集積されると、位置合わせにずれを生じさせることとなるという事実により発生する。イメージをラミネートする前に１つのウェブを延伸すること、または各イメージがラミネートされた後に１つのウェブのイメージを切断することなどの、この問題を解決する方法があるが、これらは、典型的には、遅くおよび費用のかかるプロセスである。しかも、多数のウェブ材料をいかなる効果的な方策でも延伸することはできない。本発明は、回路層が形成されることを許容し；その第１の回路の部分を露出させるさらなる能力と共に、この回路にラミネートが粘着されることを許容し；ならびに第１のイメージの各イメージと位置合わせして、第２のおよび他のその後の回路が形成されることを許容する。これらの回路は、スクリーン印刷、フォトリソグラフィーまたは他の像形成技術によって形成され得る。

本発明の方法および機器は、連続ウェビング構成要素に形成されるべき多層回路の形成に関して、より効率的なウェブ領域の利用を提供する。例えば、部品の接触点が、ウェブの縁部の近傍ではなくむしろウェブの中間領域にあることができるように、それでも露出された状態で回路の部品を位置させることができる。本発明のこの利点は、小さな部品の取り扱い時に特に有用である。多層回路の構造に小さい部品を用いる場合、およびウェビング部材の縁部のみが回路部品を露出させるために利用可能である場合、部品の接触点がウェブ側縁に沿って露出されるためには、１列の部品のみしかウェブの各側縁に沿って位置させることはできない。本発明は、ウェブの側縁に相対的にいずれかの所望の配列で位置調整された多列のウェブの位置決めを可能とする。

本発明のさらなる利点は、軽減された生産費用（特に、多層回路のアセンブリに用いられる積層製品の取り扱いに関する費用といった）である。この利点は、ソフトウェアおよびマシンビジョンを用いて切断パターンと回路の部品を位置調整することにより達成され得る。一例においては、作業されている部品構成に関わりなく規格の幅のラミネートを用いることができ、システム／マシンを操作するためには、その部品構成に併せた特定のソフトウェアファイルのみが必要である。さらに、予めスリット化されたラミネート層の数多くのロールが、ラミネート層が固定されるウェビング上の部品のパターンに対応する、定義された幅およびレーン配置をスリットが有する部品レイアウトと位置調整されなければならないシステムに比して、セットアップ時間を大幅に短縮することができる。

ここで図１を参照すると、多層回路を作製するための例示的な概略的なシステムが示されている。システム１０は、連続層２１の第１のロール２０、連続層２３の第２のロール２２、連続多層回路２５のロール２４、および剥離ライナ２７の連続ロール２６のそれぞれの材料の連続ロールを支持するよう構成されている第１、第２、第３および第４のロール支持体１２、１４、１６、１８を含む。支持体１２、１４、１６、１８は、それが支持する連続ロールの巻き取りまたは巻き戻しを許容する、または提供する、いずれかの所望の構造を有し得る。方向矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、システム１０中を通過する際の、各層の動作方向を示す。

システム１０はまた、第１および第２のニップローラ２８、３０、第１および第２のエンコーダ３２、３４、位置検知装置３６、改変装置３８、およびローラ４０、４２、４４、４６を含む。第１のエンコーダ３２および位置検知装置３６は、第１のロール２０および第１のニップローラ２８の間に位置されている。第２のエンコーダ３４、改変装置３８およびローラ４０、４２は、第２のロール２２および第２のニップローラ３０の間に位置されている。第３のローラ４４は、第１および第２のニップローラ２８、３０およびロール２４の間に位置されている。ローラ４６は、エンコーダ３４および剥離ライナ２６のロールの間に位置されている。

一例においては、連続層２１の第１のロールは、連続層２１が、第１のニップローラ２８ならびに、第１および第２のニップローラ２８、３０の間のニップまたは係合点２９に向けて方向Ａに移動するに伴って、位置検知装置３６によってモニタされるパターンをその上に含む。このパターンは、多数の異なる方法で画定され得る。一例においては、パターンは、導電性配線により画定され得、一方で、他の例においては、パターンは、層２１の表面に配設された少なくとも１つの部品を含む回路部品の配置によって画定される。パターンは、位置検知装置３６によって検知されるよう、配置されおよび構成される。

好ましくは、位置検知装置３６は、固定位置を維持しまたは既知の経路に沿って移動し、これにより、パターンが検知される点と、第１および第２のニップローラ２８、３０の間において第１および第２の連続層２１、２３が相互に接触するニップ点との間の距離を測定することが可能である。位置検知装置３６は、例えば、デジタルビデオカメラなどのマシンビジョン装置、または各イメージについてのウェブにおけるマークまたはホールと共に用いられる単純な光センサのいずれかであり得る。

対象のウェブによって移動された絶対距離を追跡するためにエンコーダ３２、３４が用いられ得、従って、ニップに到達したときに、検知されたパターンの精確な位置が推測可能である。これは、ラミネート層（以下にさらに考察されている）に対する改変の精確な位置出しを確実に可能とし、その結果、部品と改変部との間の厳格な位置合わせをもたらす。従って、位置検知装置３６およびエンコーダ３２、３４は、第１の層２１と相対的にパターンが位置されている場所とニップ点２９との間の精確な距離を測定するために用いることができる。

改変装置３８は、第２の層２３の長さに沿った、第２のロール２２および第２のニップローラ３０の間のいずれの位置にも位置され得る。図１に示される実施形態において、改変装置３８は、エンコーダ３４およびローラ４２の間に位置されているが、剥離ライナ２７が第２の層２３から剥離される点より上流側のどこにでも位置され得る。改変装置３８はまた、固定位置を維持し得、または少なくとも改変装置３８およびニップ点２９の間の距離が常に判明している経路に沿った位置を維持し得る。改変装置３８およびニップ点２９の距離が既知であると共に、第１の層２１上の特徴と既知のニップ点との距離が既知であれば、ニップ点２９で第１および第２の層２１、２３が相互に係合するときに、改変部と第１の層２１上の特徴との間で位置調整が提供されるであろう部位で第２の層２３が改変されることが可能である。１つの進入する層のこのタイプの実時間モニタ、およびモニタ中に収集された情報を使用して第２の進入する層をこれらの層が相互に係合される直前に改変して多層製品を形成することは、技術分野における進展である。

改変装置３８は、例えば、切断、成形、再配置、付形、堆積、または第２の層を何らかの方法で改変するいずれかの他の所望の手段などの技術を用いて、第２の層２３の特徴を改変しまたは変形させることが可能である装置のいずれかのタイプであることができる。用語「切断（ｃｕｔ）」および「切断する（ｃｕｔｔｉｎｇ）」は、この書面の全体にわたって、用語「改変（ｍｏｄｉｆｙ）」および「改変する（ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ）」と同義で用いられ得るが、このような使用は、用語「改変（ｍｏｄｉｆｙ）」および「改変する（ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ）」の範囲を単一の定義に限定することを意図するものではない。

ここで図２および３を参照すると、連続層５０の部分の拡大図が、第１および第２の列５１、５３に配列された複数の回路部品が配設されたものとして示されており、回路部品には、第１の列５１内においては５２Ａが付され、および第２の列５３においては５２Ｂが付されている。列５１、５３は、連続層５０の長さに沿った方向を指している方向Ｘに離間している。分離ライン６０が、列５１、５３を分離している。部品５２Ａおよび５２Ｂの各々は、図３に示すとおり、それぞれ尾部５４Ａおよび５４Ｂ、ならびにそれぞれ複数の配線５６Ａおよび５６Ｂを含んでいる。複数の部品５２Ａおよび５２Ｂは、連続層５０の幅Ｗにわたって延在している。列５１、５３の各々は、それぞれ層５０の長さＬ１、Ｌ２を必要とする。

図２および３に示す実施形態においては、接続のために露出された尾部５４Ａおよび／または５４Ｂの端部を有することが望ましい。回路に重ねられる第２の連続層、またはラミネート（図示せず）は、尾５４Ａおよび５４Ｂの端部分を露出させるサイズの１つまたは複数の切り欠き６２を含むことができる。切り欠き６２は、部品５２Ａ、５２Ｂの各対について、分離ライン６０を中心として示されている。各切り欠き６２が、部品５２Ａ、５２Ｂ上に位置されるラミネートを貫通して形成された開口の所望の位置を画定する。このような開口６２は、上述のシステム１０の改変機能などの本発明の原理に従って形成されることができる。一つの例示的プロセスにおいて、開口６２は改変装置で形成されており、ここで、開口６２の部位は、連続層５０上の部品を検証する位置検知装置によって判定された回路部品５２Ａ、５２Ｂのモニタされた位置に基づいている。部品５２Ａおよび５２Ｂのモニタ、ならびに開口６２の形成の両方は、連続層５０と、開口６２が形成された第２の層との結合の前に行われる。このように、開口６２は、将来的な接続のために露出されていることが望ましい尾５４Ａ、５４Ｂの部分と精確に位置調整されることができる。

一実施形態においては、開口６２は、約２．５ｃｍ×２．５ｃｍ（１平方インチ）のサイズを有するが、異なる用途においては、より大きいまたはより小さい寸法を有し得る。より大きい開口サイズは、システム中をニップ点に通過する層にもたらされる応力下において層が変形可能となる程度まで弱化された層をもたらし得る。開口６２のサイズが小さいほど、対向層上の特徴（例えば、部品またはパターン）と厳密に位置調整されることとなる位置で開口を形成する際の、正確さおよび精度に対する要求が大きくなる。一例においては、横に１〜５ｍｍの範囲のサイズを有する開口が、本発明の実施可能の範囲内である。

例示的なシステムおよび上述のプロセスを用いる場合、連続ウェブ５０の幅にわたっておよび長さに沿ったいずれかの位置で尾５４Ａ、５４Ｂの端部へのアクセスを提供することが可能である。対照的に、多数の公知のプロセスは、露出が所望される部品の部分が連続層の側縁に沿って必ず位置調整されるよう、部品の位置調整が要求される。このような要求が図２に示す実施形態に課せられた場合には、長さＬ１＋Ｌ２内にはわずかに約３〜４個の部品だけしか各側縁に沿って位置調整させることはできないが、ウェブ５０に配設されれば合計で約６〜８個の総回路部品が長さＬ１＋Ｌ２内おいて位置調整が可能である。所与の面積（（Ｌ１＋Ｌ２）×Ｗ）についてのこの回路部品の総数は、図２に示す例による連続層５０に配設されることができる２０個の回路部品５２Ａ、５２Ｂより著しく少ない。

図４は、連続多層製品の生産のための本発明の例示的方法に含まれる工程を示す。図４〜６に記載の方法から得られる多層製品は、多層製品の長さに沿っておよび幅にわたって、個別の構成要素に後に切断または角切りされる、回路または他の製品であることができる。いくつかの実施形態において、得られる個別の多層製品は、タッチスクリーンまたはタッチパッドなどのタッチ−ベースの製品である。このようなタッチスクリーンまたはタッチパッドは、例えば、電話、個人用情報端末、デジタルカメラまたはポータブルメディアプレーヤなどの小型電気装置の機能を制御するためのディスプレイに用いられ得る。より大きいサイズのものも、ゲーム用の入力装置、売店または売り場専用端末として用いられ得る。さらに、これらはタブレットコンピュータ用の入力デジタイザとして用いられ得る。（例えば、米国公開特許第２００３／０１９７６８８号明細書および米国特許第６，５８７，０９７号明細書を参照のこと。）

図４に示す方法の第１の工程は、その上に位置された部品を備えるウェビング部材のロールを提供する工程と、およびラミネート層の別のロールを提供する工程とを含む。その後の接続のために露出されるべきである、得られる多層製品のいずれかの部品または特徴の部品は単なる典型例である。部品は、ウェビング部材の長さに沿ったおよび幅にわたるいずれの位置にも位置されることができる。ウェビング部材の部品の位置について、またはその後の接続のために露出されていなければならない部品の部分が位置されなければならない部位についての制限はないことが好ましい。２つの層が相互に係合して多層製品を形成する前にウェビング部材およびラミネート層にアクセス可能であるよう、ウェビング部材およびラミネート層のロールは相互に離間している。

得られる多層製品が透明であるべき場合には、ウェブは透明または少なくとも透光性プラスチックフィルムであるべきである。膜スイッチおよびタッチパネルに好適であるいずれかのプラスチックフィルムはウェビング部材およびラミネート層用に用いることができ、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）により販売されているマイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）などのポリエステルフィルムが好ましい。ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ビニル、ポリイミド、ポリプロピレン、紙等を含む他のフィルムを用いることができる。ウェビング部材およびラミネート層は例えば、約１ｍｉｌ〜約１０ｍｉｌ厚の位数の厚さを有する薄膜であることができる。より厚いフィルム層が、部品を配設するための追加的な支持を提供するためにウェビング部材用に用いられ得る。本発明の一つの利点は、比較的薄いウェビングおよびラミネート層と共に用いて比較的薄い多層製品を形成することができることである。

ウェビング部材およびラミネート層の各々は、プラスチックフィルムなどのフィルムの単一層であることができ、またはその各々は多層フィルムであり得る。ラミネート層は、ラミネート層の一面上の接着剤の露出面上に適用される個別の剥離ライナを含み得る。ライナは、ウェビング部材およびラミネート層が相互に係合する前にラミネート層から剥離されることができ、これにより、ウェビング部材とラミネート層とをそれらの間に位置される部品と共に固定する手段を提供する。

ウェビング部材およびラミネート層は、典型的には、プラスチックフィルムのロールとして提供される。このようなフィルムのロールは、典型的には、数百フィート長から数千フィート長であり、所望の長さを有する連続多層製品の形成を可能としている。最初は、ウェビング部材は、少なくとも１つの部品に適応するに十分な長さを有していなければならない。ウェビング部材が、ウェビング部材の長さに沿って位置された複数の列および段の部品を含むのに十分の長さであり得ることも想定される。

図４に示される方法の次の工程は、ウェビング部材上の部品の位置をイメージング装置でモニタする工程を含む。システムは、ウェビング部材のロールからニップまたは係合点へ移動する際に、ウェビング部材をモニタするカメラまたはビデオ装置などのモニタ装置を含む。モニタ装置がウェビング部材をモニタする点とウェビング部材およびラミネート層の間の係合点との間の距離を、下記の方法の他工程を適当に実施するために知っておかなければならない。いくつかの実施形態において、エンコーダが、この距離測定値を提供するために用いられ得る。モニタ装置によって提供された情報は、ウェビング部材自体と相対的な、および係合点と相対的な部品の位置の判定に用いることができる。本願明細書において開示されているこのおよび他の例示的プロセスにおいて用いられ得る例示的モニタ装置は、ＤＶＴ７００シリーズまたはコグネックスチェックポイント（Ｃｏｇｎｅｘ Ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ）８００シリーズなどのマシンビジョンシステムである。他のより単純なモニタ装置は、例えば、各イメージについてのウェブにおけるマークまたはホールをモニタする光センサを含み得る。代わりに、複数のモニタ装置を、ウェビング部材の長さに沿っておよび幅にわたって用いることができる。部品の位置のモニタは、ウェビング部材が係合点に向かって移動する間に実施されることが好ましい。

図４に示される方法の次の工程は、モニタされたウェビング部材上の部品の位置に基づく部位でのラミネート層の部分を改変する工程を含む。改変機能は、レーザ切断装置などの改変装置により実施され得る。例示的レーザ切断装置としては、ＣＯ₂レーザ、インデキシブルロータリーダイカッター、および他のコンピュータ数値制御ナイフ式切断システムが挙げられる。ライナがその一体性を維持するよう、ラミネート層を貫通したライナ（「半抜き（ｋｉｓｓ ｃｕｔ）」として知られる）までの切断を可能にする精度のレベルで切断することができる切断装置が好ましい。ライナを貫通しないこのような切断は、ライナに関して、ライナが剥離されるときにその廃棄切断ラミネート層部分を除去することを可能とする。この構成の一つの利点は、配置切断ラミネート層部分を個別の工程で除去する必要がないことである。さらなる利点は、ラミネート層とウェビング部材との係合の前に、廃棄切断部分の除去後にラミネート層をきれいにする必要がないことである。

ガルボベースのビームデリバリーシステムなどの精密切断装置の使用は、ラミネート層が比較的高速で動いている間にラミネート層を切断することを可能とする。一例においては、ラミネート層は、少なくとも分速１０フィートの速度、およびより好ましくは分速約２０〜５０フィートの速度で動いている。ロータリーダイカットをさらに分速数百フィート台の速い速度について用いることができるが、硬度の工具を各部分数について必要であり、および交換およびセットアップに顕著な時間が必要となる。間欠運動式フラットダイカットは、ウェブ制御および張力問題を起こし得、ならびに、マシンにアキュムレータシステムが追加されて、ウェブ部分がフラットダイカットのために停止されている間にもラミネートローラの連続動作を許容しない限り、ウェブがニップ内で止まった部位でアセンブリに潜在的にウィットネスマークを残し得る。切断システムのパワーおよび速度、ならびに切断されるパターンの複雑さに応じて、分速５０フィートをも超える速度が可能である。代わりに、ダイカットするためにウェブを停止させておよび次いで再開させることができる。

切断装置が切断を行うラミネート層上の部位は、モニタ装置によって提供される情報に部分的に基づいて判定される。モニタ装置の位置と同様に、ウェビング部材とラミネート層との間の係合点と相対的な切断装置の位置は常に判明していなければならない。これらの距離が既知であるため、連続多層製品において露出されるべきである部品の部分に対応する部位でラミネート層を切断することが可能である。部品の位置のこの実時間モニタのプロセスおよびモニタされた位置に基づく実時間切断機能の実施は一定の利点を提供する。一つのこのような利点は、切断部位について高度の精度を提供することができ、従って、切断は、露出されることが望ましい部品の部分と適当に位置調整されることである。他の利点は、切断が実施された後の取り扱いおよびウェビング部材に対するラミネート層の位置決めの排除である。さらなる利点は、各個別の部品がラミネート層の切断部と個々に位置合わせされて、ウェビング部材上の部品の位置決め、またはウェビング部材上の部品の種々のパターンおよび配置に対するシステムのセットアップにおける軽微な誤差について計上することを可能とすることである。第１のウェブ上に逐次的なイメージが形成される場合には、切断装置は、位置検知装置がモニタしている特定のイメージと合わせられることとなるパターンに切断することが望ましい。これは、イメージ毎のピッチにおけるいかなる小さな偏差も、位置合わせに影響することがないことを確実にするであろう。

図４に示される方法の次の工程は、ラミネート層をウェビング部材と結合して、ラミネート層における切断部と部品が位置調整された、多層製品の連続シートを提供する工程を含む。結合機能は、例えば、ウェビング部材およびラミネート層をニップローラで係合させることを含む多数の異なる方法で実施することができる。ニップロールプロセスは、技術分野において周知であると共に、層またはライナの連続ロールを扱う場合に特に有用である。ニップロールはまた、２つの層が先ず相互に接触する一定のニップまたは係合点を提供する。この既知の係合点が、上述のモニタおよび切断機能の両方について参照点を提供するため、本発明について特に有用である。モニタされた部品の位置に基づいて切断機能の適切なセットアップおよび調整がなされる場合、ラミネート層における切断部は、ラミネート層を介して露出することが望ましい部品の部分と十分に位置調整されているべきである。部品をウェビング部材とラミネート層との間で位置決めして、ラミネート層における切断部と位置調整する他の工程が、上述の結合工程と並行して行われる。この最終工程は、上述の方法の他の工程の完了の結果であり得る。

図４の方法のさらなる工程（図示せず）は、基本的に方法の工程を反復して、追加の部品および追加の層を連続多層製品に追加する工程を含み得る。このような工程は、先ず、１つまたは複数の部品を、多層製品の露出面（例えば、ウェビング部材またはラミネート層の残りの露出面）に追加する工程を含み得る。次いで、新たに追加された部品を有する多層製品は、図４を参照して、上述の工程におけるウェビング部材の代わりに用いることができる。その結果、新たに追加された部品の位置がイメージング装置でモニタされ、第２のラミネート層の部分が、多層製品上の新たな部品のモニタされた位置に基づいた部位で改変され、およびラミネート層が多層製品に結合されて、新たな部品が第２のラミネート層における切断部と位置調整された多層製品に第２の層を提供する。いくつかの実施形態において、第２のラミネート層は、第１の部品の露出に追加して第２の部品の露出を提供するよう、追加的に改変され得る。これらのプロセス工程を多数回反復して部品およびラミネート層のいずれの所望の数の層を提供して連続多層製品を提供することができる。

ここで図５を参照すると、本発明の原理に従う他の方法が記載されている。図５の方法は、先ず、第１の層の連続シートを第１のニップローラに供給する工程を含み、ここで、第１の層はその上に位置された少なくとも１つの部品を含む。この供給工程は、第１の層の連続シートを第１の層のロールから巻き戻して、第１の層の連続シートを第１のニップローラを通過させる工程を含み得る。第１の層は、半導体チップ、導電性配線、タッチ感応性装置、またはこれに配設されるいずれかの他の所望の部品などの部品を含む。

図５の方法の他の工程は、第１のニップローラに対する部品の位置を判定するための部品の位置を検知する工程を含む。部品の検知は、マシンイメージング装置または光センサなどの位置検知装置を用いて実施され得る。位置検知装置は、ニップローラの特徴、または例えば、側縁、中心線などの第１の層の特徴、または第１の層の長さに沿った参照点に対する、部品の位置の判定に用いられることができる。第１のニップローラは、イメージング装置および第１の層に配設された部品の位置を判定するために、一定の参照点を提供する。

図５の方法はまた、第２の層の連続シートを第２のニップローラに供給する工程を含む。第１および第２のニップローラは、第１および第２の層を相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう構成されている。ニップローラを用いて相互に係合されるよう供給された２つの層の間の係合点が、係合またはニップ点である。

図５の方法における次の工程は、部品が開口内において露出されるように、第１の層の上の判定された部品の位置に基づいて第２の層に開口を形成する工程を含む。この工程は、第２の層の改変の容易さを向上するために、上述の供給工程前に行われることが好ましい。一つの例示的方法において、改変工程は、第２の層を切断して第２の層の廃棄切断部分を製造することを含む。異なる手段および方法を用いて、廃棄切断部分を除去することができる。一例においては、第２の層の剥離ライナは、第２の層が第１の層と係合される前に、廃棄切断部分を第２の層から取り除くことができる。

図４〜６に記載の方法において、第１の層に配設された部品および第２の層における改変に関する追加の位置的情報を、相互に係合する各々の層と相関的に位置されたエンコーダなどの装置を用いて得ることができる。エンコーダは、対象のウェブによって移動された絶対距離を追跡するために特に有用であり、従って、ニップに到達したときに、検知されるパターンの精確な部位を予測することができる。これは、特徴の精確な部位の切断を確実に可能とし、厳格な位置合わせを可能とする。エンコーダまたは類似の装置なしでは、駆動におけるわずかな速度の偏差および軽微な張力変動は、ウェブ上の追跡されたパターンを、予想される場所から異なる位置とさせる可能性がある。

ここで図６を参照すると、図５を参照して記載された方法の変形として、他の方法が記載されている。図６の方法は、第１の層の連続シートを第１のニップローラに供給する工程を含み、ここで、第１の層は、所定のパターンを含む。所定のパターンは、例えば、第１の層の他の機構（例えば、第１の層の側縁または長さに沿った位置）に相対的な部品の位置を含む異なる方法で定義され得る。パターンはまた、いずれかの所望のパターンで配置された複数の部品を含み得る。所定のパターンはまた、例えば、第１の層に配設された部品の電気的接続のための回路配線、または例えば、陰影、境界、または美的デザインをもたらすインク堆積物などの堆積物によって画定され得る。

図６の方法の他の工程は、所定のパターンの少なくとも部分を位置検知装置で検知して、所定のパターンの部分の特徴を判定する工程を含む。検知工程は、例えば、実時間ビデオイメージング、光センサ検知、レーザ、または実施され得る他のタイプのイメージングを用いて、好ましくは第１の層が第１のニップローラに、向かって移動している間に実施され得る。所定のパターンの特徴は、例えば、第１のニップローラまたは第１の層の他の機構と相対的な、例えば、所定のパターンの部分の部位判定を含み得る。他の特徴は、所定のパターン、またはパターンの始点あるいは終点におけるきずであり得る。ウェブ上に逐次的なイメージを反復させる事例においては、各イメージに対して、位置合わせ器に位置された参照マークまたはホールが、光センサまたはレーザによって検知され得る。次いで、この位置情報を、イメージの位置を、ニップまたは他の参照点と相関的に判定するために用いることができる。マークまたはホールは、第１の層上へのイメージまたはパターンの形成に用いられる位置合わせマークであり得る。

図６の方法はまた、第２の層の連続シートを第２のニップローラに供給する工程を含み、ここで、第１および第２のニップローラは、第１および第２の層を相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するように指向される。第１および第２の層の係合点は、典型的には、変形させる工程（以下に記載した）において、参照として用いることができるニップまたは係合点を画定する。

図６の方法における他の工程は、第２の層が第２のニップローラに供給される前に、変形装置で第２の層を変形させる工程を含み、ここで、変形させる工程は、所定のパターンの部分の判定された特徴に基づいている。第２の層を変形させる工程としては、例えば、切断、再配置、成形、堆積、または第２の層を何らかの方法で変形させるいずれかの他の所望の手段を挙げ得る。変形は、所定のパターンの部分の判定された特徴に基づいてなされる。一例においては、第２の層の変形は、第２の層の切断を含み、および判定された特徴は第１の層上の部品の位置である。この例において、第２の層における切断部は、第１の層における部品の位置に対応し、従って、第１および第２の層が相互に係合されるとき、部品および切断部は相互に位置調整される。

従って、多層製品の１つの層が、多層製品の他の層のモニタされた態様に基づいて何らかの方法で変形される、連続多層製品の数々の新たな生産プロセスを記載してきた。新たなプロセスの一態様は、数々の図に参照される、上述の一定の利点を提供する実時間モニタおよび変形工程に関する。プロセスおよびシステムは、連続多層製品の効率的な生産方法を提供すると共に、多薄膜層が組み込まれる多層製品の製造に特に有用である。

上記の明細書、例およびデータは、本発明の組成物の生産および使用の完全な説明を提供する。本発明の多数の実施形態を、本発明の思想および範囲から逸脱することなく形成することが可能であるため、本発明は、本明細書に添付の特許請求の範囲に包含される。

本発明の原理に従って多層回路を形成するための１つの例示的システムの概略図である。 本発明の原理に従って形成された連続多層回路アセンブリの部分の上面図である。 図２に示す回路アセンブリの２つの末端部分の拡大図である。 本発明の原理に従う多層回路の生産の例示的方法を示すフローチャートである。 本発明の原理に従う多層製品の作製の例示的方法を示すフローチャートである。 本発明の原理に従う多層製品の作製の他の例示的方法を示すフローチャートである。

Claims (28)

1. 多層回路アセンブリの生産方法であって、前記アセンブリはウェビング部材、部品、およびラミネート層を含み、前記方法は、
   部品がその上に置かれた前記ウェビング部材のロールを提供すると共に、前記ラミネート層の別のロールを提供する工程と、
   前記部品が前記ラミネート層と接触しないで、前記ウェビング部材上の部品の位置を位置検知装置でモニタする工程と、
   前記ラミネート層が前記部品と接触しないで、前記モニタされたウェビング部材上の部品の位置に基づく位置で前記ラミネート層の部分を改変する工程と、
   前記ラミネート層を前記ウェビング部材と結合して、多層回路の連続シートを提供する工程と
   を含み、前記部品が、前記ウェビング部材および前記ラミネート層の間に位置されていると共に、前記ラミネート層の改変された部分と位置調整されている方法。
2. 前記ラミネート層の改変された部分を除去して、前記部品を前記ラミネート層を介して露出させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記位置検知装置が光学検知システムである、請求項１に記載の方法。
4. 前記位置検知装置がマシンビジョンカメラである、請求項３に記載の方法。
5. 前記ラミネート層が剥離ライナを含むと共に、前記改変工程後の前記剥離ライナの除去が前記ラミネート層の改変された部分を除去する、請求項２に記載の方法。
6. 前記結合工程が、前記改変されたラミネート層および前記ウェビング部材をニップローラの間を通過させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記モニタ工程および改変工程が、前記ウェビング部材および前記ラミネート層のそれぞれが前記結合工程の準備において相互に向かって移動している間に行われる、請求項１に記載の方法。
8. 前記ウェビング部材がその上に配設された複数の部品を含み、前記モニタ工程が、前記ウェビング部材上の少なくとも１つの部品の位置を前記位置検知装置でモニタする工程を含み、および前記改変工程が、前記ラミネート層の部分を複数の部位で改変する工程であって、各改変の部位は前記ウェビング部材上の複数の部品のうち１つの部品のモニタされた位置に基づいている工程を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記ラミネート層を前記ウェビング部材と結合して、前記ウェビング部材および前記ラミネート層の間に位置されると共に、前記ラミネート層における改変部と位置調整された複数の部品の各々をもたらす、請求項８に記載の方法。
10. 他の部品を前記多層回路の連続シートの露出面に配設する工程と、
    他のラミネート層の別のロールを提供する工程と、
    前記多層回路の連続シート上の前記他の部品の位置を前記位置検知装置でモニタする工程と、
    前記他のラミネート層の部分を、前記多層回路の連続シート上の他の部品のモニタされた位置に基づく位置で改変する工程と、
    前記他のラミネート層を前記多層回路の連続シートの露出面と結合する工程と
    をさらに含み、前記他の部品が前記多層回路の連続シートの露出面および前記他のラミネート層の間に位置されると共に、前記他のラミネート層における改変部と位置調整されている、請求項１に記載の方法。
11. 前記他の部品をモニタする工程および前記他のラミネート層を改変する工程は、前記多層回路の連続シートおよび他のラミネート層のそれぞれが、前記他のラミネート層の前記多層回路の連続シートへの結合のための準備において相互に向かって移動している間に行われる、請求項１０に記載の方法。
12. 位置検知装置、第１および第２のニップローラ、および改変装置を含むウェブラミネーションマシンを用いる多層製品の作製方法であって、
    その上に置かれた少なくとも１つの部品を含む第１の層の連続シートを前記第１のニップローラに供給する工程と、
    前記部品の位置を検知して、前記第１のニップローラに対する前記部品の位置を測定する工程と、
    第２の層の連続シートを前記第２のニップローラに供給する工程であって、前記第１および第２のニップローラが、前記第１および第２の層を相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう指向される工程と、
    前記部品の測定された位置に基づいて前記第２の層に開口を形成して前記多層製品の当該開口内に前記部品を露出させる工程と
    を含む方法。
13. 前記開口がレーザを用いて形成される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記部品の位置が光学検知システムによって検知される、請求項１２に記載の方法。
15. 前記部品位置がビデオカメラを用いて検知される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の層が剥離ライナを含むと共に、前記方法が、前記第１および第２の層が相互に係合されるよう指向される前に、前記剥離ライナを除去する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
17. 前記剥離ライナの除去が、前記開口の形成から生じる前記第２の層の廃棄部分を除去する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記検知工程および形成工程は、前記第１および第２の層のそれぞれが前記第１および第２のニップローラの各々に向かって動いている間に行われる、請求項１２に記載の方法。
19. 位置検知装置、第１および第２のニップローラ、および変形装置を含むウェブラミネーションマシンを用いる多層製品の作製方法であって、
    所定のパターンを含む第１の層の連続シートを前記第１のニップローラに供給する工程と、
    前記所定のパターンの少なくとも一部分の位置を前記位置検知装置で検知して、前記所定のパターンの部分の特徴を決定する工程と、
    第２の層の連続シートを前記第２のニップローラに供給する工程であって、前記第１および第２のニップローラが、前記第１および第２の層を相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう指向される工程と、
    前記第２の層が前記第２のニップローラに供給される前に、前記所定のパターンの部分の決定された特徴に基づいて、前記第２の層を前記変形装置で変形させる工程と
    を含む方法。
20. 前記位置が光学センサを用いて検知される、請求項１９に記載の方法。
21. 前記位置がマシンビジョンビデオカメラを用いて検知される、請求項１９に記載の方法。
22. 前記所定のパターンが、前記第１の層に配設された少なくとも１つの回路部品によって画定される、請求項１９に記載の方法。
23. 前記所定のパターンの特徴が、前記第１のニップローラに対するパターンの部分の位置である、請求項１９に記載の方法。
24. 前記特徴が、前記第１の層が前記第１のニップローラに供給されるときに決定される、請求項１９に記載の方法。
25. 前記変形装置が切断装置であり、および前記第２の層の変形は前記第２の層の部分の切断を含む、請求項１９に記載の方法。
26. 前記第２の層の変形が、前記第２の層の少なくとも１つの構造の変形および前記第１の層に対する前記第２の層の位置の変位を含む、請求項１９に記載の方法。
27. 前記第２の層の変形は、前記所定のパターンの部分が前記多層製品における開口内に露出するように、前記第２の層の部分を除去して開口を形成する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
28. 多層回路アセンブリの作製システムであって、
    その上に位置された少なくとも１つの回路部品を有するウェビングの連続ロールを支持するよう構成された第１のロール支持体と、
    ラミネート層の連続ロールを支持するよう構成された第２のロール支持体と、
    前記ウェビングおよび前記ラミネート層のそれぞれを相互に係合させて多層製品の連続シートを形成するよう指向されるよう構成された第１および第２のニップローラと、
    前記第１のロール支持体および前記第１のニップローラの間に位置されており、前記第１のニップローラに対する前記少なくとも１つの回路部品の位置をモニタするよう配置されおよび構成された位置検知装置と、
    前記第２のロール支持体および前記第２のニップローラの間に位置されており、前記回路部品のモニタされた位置に基づいて前記ラミネート層を改変するよう配置されおよび構成された改変装置と
    を含むシステム。

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