JP2009154290A - 接着フィルムの切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切断の際に生じるせん断力の作用により接着フィルムが変形した場合、カバーフィルム等が接着剤層上でずれたり剥離したりせずに、接着フィルムを良好に切断し得る装置を提供する。
【解決手段】本発明の切断装置１は、接着フィルム２を搬送しながら短冊状に切断する装置であり、カッタ機構１０と、加熱機構（加熱手段）３等を備えている。カッタ機構１０は、上刃１１が軸方向に複数配列した上刃ユニット１１Ａと、下刃１２が軸方向に複数配列した下刃ユニット１２Ａとからなる。加熱機構３は、カッタ機構１０の上流側に配置され、送風器３１と、ヒータ３２と、温度センサ３３と、温度制御部３４等から構成されている。送風器３１は、ダクト３５等を介してヒータ３２に接続され、加熱された熱風を接着フィルム２に直接吹き付けるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、接着剤層がベースフィルム及びカバーフィルムで被覆された接着フィルムを切断する方法及び装置に関し、特に、カバーフィルムが小さい剥離力で接着剤層に接着されている接着フィルムを、切断の際に、カバーフィルムが接着剤層から剥離するのを防止する技術に関する。

一般に、多層プリント配線板等における基板同士を接着する際には、接着剤層の両面をベースフィルム及びカバーフィルムで被覆した接着フィルムが用いられる。この接着フィルムは、カバーフィルムが剥離された状態で一方の基板に接着された後、ベースフィルムが剥離された状態で他方の基板に接着されるものであり、各層の間には、シリコン膜の形成等により剥離処理が施されている。そして、カバーフィルムを剥がしやすくするため、通常、カバーフィルムの剥離力が、ベースフィルムの剥離力より小さく設定されている。
一方、接着フィルムを製造する工程においては、接着フィルムをカッタ機構に搬送して短冊状に切断し、それぞれ狭小幅で切断された接着フィルムを巻き取るようにしている。ここでのカッタ機構は、例えば、図３に示すように、上刃１１が軸方向に配列された上刃ユニット１１Ａと、下刃１２が軸方向に配列された下刃ユニット１２Ａとが、互いに噛み合うように構成されている。また、特許文献１には、この種のカッタ機構を改良したスリット装置が記載されている。このスリット装置においては、上刃同士の隙間や下刃同士の隙間を、刃幅との関係から数値規定すること等により、上刃及び下刃の側圧のバランスを均一にし、切断後の接着フィルムの反りを低減するようにしている。

特開２０００−３２６２８４号公報

図３に示すように、接着フィルム２は、上刃１１の側面と下刃１２の側面との摺接により切断されるが、この際、接着フィルム２の切断面のエッジには、せん断力が作用し、下刃１２の上側にある接着フィルム２は凸面状に撓み、上刃１１の下側にある接着フィルム２は凹面状に撓む。
図４に示すように、このような接着フィルム２の変形状態の下では、特に剥離力が小さいカバーフィルム２３について、横方向のずれに起因した切断面の変形のため、製品段階でカバーフィルム２３を良好に剥離できないという問題や、接着フィルム２が変形する際やそのエッジ端面が擦れた際に、カバーフィルム２３と接着剤層２２との剛性の差等に起因して、カバーフィルム２３が剥離してしまうという問題が生じる。

このような問題は、近年、基板の狭小化に伴って、接着フィルム２の幅の狭小化（例えばスリット幅１ｍｍ）が進むにつれて、その狭小化したスリット幅に対して、切断面の変形する割合や剥離した長さの割合が増加するため、製品の歩留りを低下させており、上記特許文献１の改良技術を適用しても十分に解決されず、また、ベースフィルム２１についても、程度の差があるにしても同様に生じていた。

従って、本発明の目的は、切断の際に生じるせん断力の作用により接着フィルムが変形した場合、カバーフィルム等が接着剤層上でずれたり剥離したりせずに、接着フィルムを良好に切断し得る方法及びその装置を提供することにある。

本発明は、接着剤層がベースフィルム及びカバーフィルムで被覆された接着フィルムを、複数の刃に搬送して短冊状に切断する方法において、前記接着フィルムを切断する前に、前記接着フィルムを加熱することにより、少なくとも前記カバーフィルムの剥離力を増加させることを特徴とする接着フィルムの切断方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明は、接着剤層がベースフィルム及びカバーフィルムで被覆された接着フィルムを、複数の刃が回転するように構成されたカッタ機構に搬送することにより、短冊状に切断する接着フィルムの切断装置において、前記カッタ機構の上流側には、前記接着フィルムを加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする接着フィルムの切断装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本出願において、「剥離力」とは、カバーフィルム又はベースフィルムが接着剤層から分離するのに要する力をいい、その大きさ（Ｎ／ｃｍ）は、例えばＪＩＳ Ｚ０２３０７−１９８０に準拠して測定される。また、本出願において、「接着フィルムの加熱温度」とは、熱源によって加熱された接着フィルムの温度である。

本発明によれば、接着フィルムを切断する前に加熱して少なくともカバーフィルムの剥離力を増加させてから、その接着フィルムを切断することにより、切断の際にせん断力を受けて接着フィルムが変形した場合でも、剥離力の増加により、接着剤層がカバーフィルム等と一体となって変形し、カバーフィルム等が接着剤層上でずれたり剥離したりせずに、接着フィルムを良好に切断できる。

第１実施形態の切断装置の概略構成を示す正面図である。 第２実施形態の切断装置の概略構成を示す正面図である。 上刃及び下刃が互いに噛み合った状態で、接着フィルムが変形した状態を示す側方断面図である。 従来の接着フィルムにおけるカバーフィルムが剥離した状態を示す図である。

以下、本発明の接着フィルムの切断装置及び切断方法（以下、単に「切断装置」、「切断方法」ともいう）の最も好ましい一実施形態（第１実施形態）を詳細に説明する。
本実施形態の切断装置及び切断方法の対象とする接着フィルム２は、ベースフィルム２１に接着剤層２２が形成されその表面がカバーシー２３トで被覆されたシートであれば限定されず、その接着剤層２２の形成に用いられる接着剤は、熱可塑性樹脂系接着剤又は熱硬化性接着剤の何れでもよい。また、接着フィルム２は、このような接着剤に導電粒子を分散させた異方性導電フィルムでもよい（図３参照）。

まず、本実施形態の切断装置について説明する。
図１に示すように、本実施形態の切断装置１は、接着フィルム２を搬送しながら短冊状に切断する装置であり、カッタ機構１０と、加熱機構（加熱手段）３と、搬送機構４等を備えている。

図１又は図３に示すように、カッタ機構１０は、上刃１１が軸方向に複数配列した上刃ユニット１１Ａと、下刃１２が軸方向に複数配列した下刃ユニット１２Ａとからなる。上刃ユニット１１Ａ及び下刃ユニット１２Ａは、互いに逆向きに回転するように構成され、上刃１１と下刃１２とが一部で重なって交互に噛み合うように配置されている。一方、搬送機構４は、複数の搬送ローラ４から構成され、カッタ機構１０の上流側では、上刃１１及び下刃１２で定められる水平切断面に対し、接着シート２の搬送面αを合わせるように、搬送ローラ４が配置されており、カッタ機構１０の下流側では、下刃１２の上側にある接着シート２を上方に搬送し、上刃１１の下側にある接着シート２を下方に搬送するように、搬送ローラ（図示しない）が配置されている。ここでは、接着フィルム２は、搬送面α上で、カバーフィルム２３が上面になるように搬送される。

加熱機構３は、カッタ機構１０の上流側で搬送面αの上側（カバーフィルム２３側）に配置され、切断される前の接着フィルム２を加熱する機構である。加熱機構３は、送風器３１と、ヒータ３２と、温度センサ３３と、温度制御部３４等から構成されている。送風器３１は、エアーチューブのようなダクト３５等を介してヒータ３２に接続され、ヒータ３２を通過して加熱された熱風を送風するようになっている。この送風器３１は、搬送面αを横切るような棒状に形成され、その下部に設けられた吐出口３１ａが搬送面αと対向して配置されている。
温度制御部３４は、ヒータ３２、温度センサ３３それぞれに電気的に接続され、温度センサ３３が検出した信号に基づいて、ヒータ３２の温度を一定に調整するように構成されている。温度センサ３３は、送風器３１より下流側に配置され、送風器３１により加熱された接着フィルム２の加熱温度を検出するようになっている。

送風器３１及び温度センサ３３は、水平レール３６に取り付けられ、カッタ機構１０のに対して前後方向に、それぞれ独立して平行移動するように構成されており、接着フィルム２の種類に応じて、熱風の吹き付け位置又は吹き付け角度や、接着フィルム２の加熱温度の検出位置について、設定変更を可能にしている。なお、ヒータ３２から放射される赤外線等は、接着フィルム２の特性を変化させるおそれがあるため、ヒータ３２は、接着フィルム２から十分に隔離された位置に配置されている。

次に、本実施形態の切断方法について、上記切断装置１を用いた方法を一例にして説明し、併せて上記切断装置１の作用等を説明する。
まず、図１に示すように、切断する前の接着フィルム２を、搬送しつつ加熱機構３により加熱する。この場合、加熱機構３においては、温度制御部３４により、ヒータ３２の温度を一定に保持しつつ、ヒータ３２を通した熱風を接着フィルム２に直接吹き付け、その一方で、接着フィルム２の加熱温度を検出し、その検出結果に基づいて、ヒータ３２を接着フィルム２の加熱に適正な温度になるように制御している。このような加熱機構３を通過した接着フィルム２は、一定の加熱温度で均一に加熱される。

ここで、接着フィルム２の加熱温度は、切断の際に生じるせん断力に抗して、剥離力を定量的に増加させるためのパラメータの一つであり、熱風により接着フィルム２が加熱された温度である。この加熱温度は、接着剤の種類、シリコン膜厚等、種々の要因によって異なり、一義的に定まらないが、接着剤が熱可塑性タイプである場合、常温より高ければ特に制限がなく、接着剤が熱硬化性タイプである場合、常温より高く接着剤が硬化しない温度であれば特に制限がない。
本発明者等による接着フィルム２の耐熱試験の結果、５０℃の温度下で３分間加熱しても、接着フィルム２の特性に変化が見られなかったため、これより緩和された条件の下、ライン速度が１〜１０ｍ／ｍｉｎで走行する接着フィルムに対し、接着フィルムの加熱温度が２５〜５０℃になるようにすれば、加熱後の接着フィルム２の特性は保証される。
なお、剥離力を増加させるためのパラメータには、加熱温度の他に、加熱時間、熱風の吹き付け面積、切断するまでの放熱量等があり、このようなパラメータは、単位時間・単位面積当たりの給熱量（ｋＪ／（ｍ²・ｓ））で総括される。

このように加熱された接着フィルム２においては、接着剤層２２が軟化して溶融すると共に、カバーフィルム２３及びベースフィルム２１が柔軟になり、各層での剛性の差が小さくなる等の結果、カバーフィルム２３及びベースフィルム２１の剥離力が、加熱前のそれぞれの剥離力より増加する。この剥離力は、接着剤が上記加熱温度で接着力を増加させる特性のものであれば、さらに増加する。
カバーフィルム２３又はベースフィルム２１（以下、適宜「カバーフィルム２３等」ともいう）の剥離力は、切断の際に生じるせん断力に抗するためのパラメータであり、カバーフィルム２３等が接着剤層から分離するのに要する力である。この剥離力は、加熱温度の場合と同様、シリコン膜厚等、種々の要因によって異なり、一義的に定まらないが、切断の際にせん断力を受けた場合、接着剤層上のカバーフィルム２３等がずれたり分離したりしないような抵抗力であればよい。

次いで、加熱した接着フィルム２を、カッタ機構１０に搬送してこのカッタ機構１０により短冊状に切断する。この場合、カッタ機構１０においては、上刃１１の側面と下刃１２の側面との摺接により、接着フィルム２を、刃幅に応じたスリット幅で切断している。この際、図３に示すように、接着フィルム２の切断面のエッジには、せん断力が作用し、下刃１２の上側にある接着フィルム２は凸面状に撓み、上刃１１の下側にある接着フィルム２は凹面状に撓む。このような接着フィルム２の変形状態の下では、カバーフィルム２３の剥離力が増加しているため、接着フィルム２は、接着剤層２２がカバーフィルム２３と一体となって変形し、カバーフィルム２３が接着剤層２２上でずれたり剥離したりしない。以上の点はベースフィルム２１についても同様である。

その後、切断されて短冊状になった接着フィルム２について、下刃１２の上側にある接着フィルム２をそれぞれ上側で巻き取り、上刃１１の下側にある接着フィルム２をそれぞれ下側で巻き取る。

以上述べたように、本実施形態によれば、接着フィルム２を切断する前に加熱して、少なくともカバーフィルム２３の剥離力を増加させてから、その接着フィルム２を切断するようにしたため、切断の際にせん断力を受けて接着フィルム２が変形した場合でも、剥離力の増加により、接着剤層２２がカバーフィルム２３等と一体となって変形し、カバーフィルム２３等が接着剤層２２上でずれたり剥離したりせずに、接着フィルム２を良好に切断できる。

また、本実施形態によれば、接着フィルム２に熱風を直接吹き付けて接着フィルム２を加熱するようにしたため、接着フィルム２の特性を変化させずに直接的にカバーフィルム２３等の剥離力を増加させることができる。

さらに、本実施形態によれば、接着剤が熱硬化性タイプの場合、接着フィルム２の加熱温度を、接着剤層２２が硬化しない温度にしたため、硬化剤等を含む異方性導電フィルムであっても、その特性を劣化させずにカバーフィルム２３等の剥離力を増加させることができる。

さらにまた、本実施形態によれば、熱風の温度を、一定に制御すると共に、接着フィルム２の加熱温度を検出した結果に基づいて適正な温度に制御するようにしたため、接着フィルム２を均一に加熱してカバーフィルム２３等の剥離力を均一にできる。

次に、本発明の切断装置及び切断方法の最も好ましい他の一実施形態（第２実施形態）を説明する。
図２に示すように、本実施形態の切断装置１Ａは、上記第１実施形態の切断装置１と加熱機構（加熱手段）３Ａのみが異なる。本実施形態の加熱機構３Ａは、カッタ機構１０の上流側に配置された機構であって、送風器３１と、ヒータ３２と、温度センサ３３と、温度制御部３４等から構成されている点では、上記第１実施形態の加熱機構３と同様であるが、この各構成部材の配置が異なっている。すなわち、送風器３１は、搬送面αの上方側で、吐出口３１ａを上刃１１に向けて上刃ユニット１１Ａを横切るように配置され、温度センサ３３は、送風器３１の下方にあって、上刃１１と接着フィルム２とで形成される空隙部分（吹き溜り部分）βの近傍に配置され、送風器３１により加熱された吹き溜り部分βの雰囲気温度を検出するようになっている。送風器３１及び温度センサ３３は、鉛直レール３７に取り付けられ、カッタ機構１０の切断面に対して上下方向に、それぞれ独立して平行移動するように構成されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態の切断方法について、上記切断装置１Ａを用いた方法を一例にして主に異なる点を説明し、併せて上記切断装置１Ａの作用等を説明する。
図３に示すように、本実施形態の切断方法においては、接着フィルム２を、上刃１１に熱風を直接吹き付けることにより加熱する点が主に異なっている。この場合、加熱機構３Ａにおいては、温度制御部３４により、ヒータ３２の温度を一定に保持しつつ、ヒータ３２を通した熱風を上刃１１に直接吹き付けて上刃１１を直接加熱し、この加熱された上刃１１と共に吹き溜り部分βに溜めた熱風により接着フィルム２を間接的に加熱し、その一方で、吹き溜り部分βの雰囲気温度を検出し、その検出結果に基づいて、ヒータ３２を接着フィルム２の加熱に適正な温度になるように制御している。このような加熱機構３Ａを通過した接着フィルム２は、切断する直前で吹き溜り部分βの熱風により一定の加熱温度で均一に加熱される。その直後、加熱された接着フィルム２を、カッタ機構１０に搬送し、加熱された上刃１１で切断する。

以上の通り、本実施形態の切断方法では、熱風を吹き溜り部分βに溜め込んで熱風空間を形成し、熱風の供給熱を極力逃がさない状態の下で、接着フィルム２を切断直前に効率的に加熱しつつ切断するまで冷却させず、一方、切断の際、上刃１１と接着フィルム２との間で熱移動を抑えて接着フィルム２の加熱温度を下げないようにしている。その他の切断方法については、上記第１実施形態と同様である。

以上述べたように、上刃１１に熱風を直接吹き付けて、接着フィルム２だけでなく上刃１１も加熱するようにしたため、切断の際に接着フィルム２の加熱温度を下げずに済み、カバーフィルム２３等の剥離力を、上記第１実施形態の場合より増加させることができる。その結果、製品段階で、もともとカバーフィルム２３等の剥離力が小さく設定されている接着フィルム２について、切断の際に切断面の変形やカバーフィル２３ム等の剥離を防止できる。

本発明は、上記実施形態に限られることなく、種々の変更等を行うことができる。
例えば、本発明においては、接着フィルムを適正に加熱して切断の際に切断面の変形やカバーフィルム等の剥離を防止する観点から、剥離力を定量的に増加させるためのパラメータとして、「接着フィルムの加熱温度」を用いることが好ましいが、接着フィルムの加熱温度に間接的に寄与する「熱風の温度」や「加熱された上刃の温度」でもよく、剥離力を直接パラメータとしてもよい。剥離力をパラメータとする場合、加熱前の剥離力と加熱後の剥離力との比率を「剥離力の増加率」として表すこともできる。加熱後の剥離力の測定については、実際に測定することが困難であるため、シュミレーション解析等により擬似的に求めてもよい。

また、本発明においては、剥離力の小さいカバーフィルム側から熱風を吹き付けることが好ましいが、カバーフィルムの剥離力とベースフィルムの剥離力との差が小さいような場合等は、ベースフィルム側から熱風を吹き付けてもよく、加熱後のカバーフィルムの剥離力が加熱前のベースフィルムの剥離力を超えてしまうような場合等は、カバーフィルム及びベースフィルムの両側から熱風を吹き付けてもよい。このように熱風を接着フィルムのどちら側から吹き付けるかという点と、カバーフィルムを上面にして接着フィルムを搬送するという点は、直接関係がなく、接着フィルムの種類と上刃及び下刃との関係によっては、カバーフィルムを下面にして搬送した方が、切断面形状がシャープになる場合もあるため、このような場合には、カバーフィルムを下面にして接着フィルムを搬送することが好ましい。

さらに、本発明においては、熱風を接着フィルム又は刃に直接吹き付けることが好ましいが、ヒータを、刃や搬送ローラに内蔵して接着フィルムを加熱することもできる。この場合、ヒータは、接着剤の特性を変化させないようなものであることが好ましい。

さらにまた、本発明においては、接着フィルムに熱風を直接吹き付けると共に、刃に熱風を直接吹き付けてもよい。

１０ カッタ機構
１１ 上刃（刃）
１２ 下刃（刃）
２ 接着フィルム
２１ ベースフィルム
２２ 接着剤層
２３ カバーフィルム
３、３Ａ 加熱機構（加熱手段）
３１ 送風器
３２ ヒータ
３３ 温度センサ
３４ 温度制御部

Claims (6)

1. 接着剤層がベースフィルム及びカバーフィルムで被覆された接着フィルムを、複数の刃に搬送して短冊状に切断する方法において、
   前記接着フィルムを切断する前に、前記接着フィルムを加熱することにより、少なくとも前記カバーフィルムの剥離力を増加させることを特徴とする接着フィルムの切断方法。
2. 前記接着フィルムに熱風を直接吹き付けることにより、前記接着フィルムを加熱することを特徴とする請求項１記載の接着フィルムの切断方法。
3. 前記刃に熱風を直接吹き付けることにより、前記接着フィルムを加熱することを特徴とする請求項１記載の接着フィルムの切断方法。
4. 前記接着剤層が熱硬化性樹脂を含む場合、前記接着フィルムの加熱温度を、前記接着剤層が硬化しない温度にすること特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の接着フィルムの切断方法。
5. 接着剤層がベースフィルム及びカバーフィルムで被覆された接着フィルムを、複数の刃が回転するように構成されたカッタ機構に搬送することにより、短冊状に切断する接着フィルムの切断装置において、
   前記カッタ機構の上流側には、前記接着フィルムを加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする接着フィルムの切断装置。
6. 前記加熱手段は、ヒータで加熱された熱風を前記接着フィルム又は前記刃に吹き付ける送風器と、該送風器により加熱された前記接着フィルムの加熱温度を検出する温度センサと、該温度センサからの信号に基づいて前記ヒータの温度を調整する温度制御部とから構成されていることを特徴とする請求項５記載の接着フィルムの切断装置。

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