JP2013089612A - テープ貼着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板サイズに合わせてテープを切断するとともに基板に粘着テープを自動貼着できるテープ貼着装置を提供する。
【解決手段】テープ貼着装置２であって、カセット載置台６に載置されたカセット８から搬出入手段１０で搬出された矩形基板を仮保持し反転手段２４により１８０度反転可能な反転テーブル２０を備えた仮保持手段と、該仮保持手段の直下に位置付けられて１８０度反転された反転テーブル２０から矩形基板を受け取り矩形基板を保持する保持テーブル２８と、保持テーブル２８と該仮保持手段とを鉛直方向に相対移動させて該仮保持手段で仮保持した矩形基板を保持テーブル２８に受け渡し可能とする鉛直方向移動手段と、保持テーブル２８を該仮保持手段の直下である基板受け渡し位置と該保持テーブルで保持した矩形基板にテープを貼着する貼着位置との間で移動させる保持テーブル移動手段４２と、該貼着位置に配設されたテープ貼着機構４６とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージ基板等の矩形基板に粘着テープを貼着するテープ貼着装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを複数配列し更に樹脂封止して形成されるデバイス領域を複数有し、隣接するデバイス領域間に非デバイス領域を有するＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板は、切削装置によって切削予定ラインに沿って切削されて、半導体チップとほぼ同一サイズのパッケージとして形成される。

パッケージ基板を切削する切削装置は、パッケージ基板を吸引保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持されたパッケージ基板を切削する切削ブレードを備えた切削ユニットとを有しており、保持テーブルは切削中のパッケージが飛散しないように各パッケージに対応する複数の吸引口を有している。

パッケージ基板等の矩形基板を粘着テープに貼着してリングフレームに固定した状態で切削ブレードを使用して矩形基板を分割する方法が特開２００１−１９６３２８号公報に開示されている。

特開２００１−１９６３２８号公報

このようにリングフレームを使用すると、貼着する基板のサイズよりも大きい粘着テープを使用する必要があり、非常に非経済的である。そこで、基板に貼着した粘着テープを基板と同一サイズに切断することで粘着テープの量を抑えることが行われている。

しかし、矩形基板のサイズに合わせてテープを切断する作業は煩雑であり、基板サイズに合わせてテープを切断するとともに矩形基板にテープを自動貼着できる装置が切望されている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板サイズに合わせてテープを切断するとともに基板に粘着テープを自動貼着できるテープ貼着装置を提供することである。

本発明によると、テープ貼着装置であって、矩形基板を複数収容可能なカセットを載置するカセット載置台と、該カセット載置台に載置されたカセットに対して矩形基板を搬出入する搬出入手段と、該搬出入手段で該カセットから搬出された矩形基板を仮保持する保持面を有する１８０度反転可能な反転テーブルを備えた仮保持手段と、該反転テーブルを該保持面が上を向いた状態と該保持面が下を向いた状態との間で１８０度反転させる反転手段と、該仮保持手段の直下に位置付けられて１８０度反転された該反転テーブルから矩形基板を受け取り矩形基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルと該仮保持手段とを鉛直方向に相対移動させて該仮保持手段で仮保持した矩形基板を該保持テーブルに受け渡し可能とする鉛直方向移動手段と、該保持テーブルを該仮保持手段の直下である基板受け渡し位置と該保持テーブルで保持した矩形基板にテープを貼着する貼着位置との間で移動させる保持テーブル移動手段と、該貼着位置に配設されたテープ貼着機構とを備え、該テープ貼着機構は、基材シートと粘着層とからなる粘着テープの該粘着層上に剥離シートが配設されたテープユニットがロール状に巻回された状態で装着される送り出しロールと、該テープユニットの該剥離シートを巻き取り回収する巻き取りロールと、該送り出しロールと該巻き取りロールとの間に配設されて該テープユニットの該剥離シート側を押圧して該剥離シートを該巻き取りロール側に屈曲させることで該粘着テープを該剥離シートから剥離して送り出すテープ剥離手段と、該テープ剥離手段によって送り出された該粘着テープの該粘着層側を矩形基板に対向させた状態で該粘着テープを矩形基板の裏面に押圧して貼着する貼着手段と、該送り出しロールと該テープ剥離手段との間に配設されて該テープユニットの該粘着テープ側から少なくとも該粘着テープを完全切断するとともに該剥離シートは完全切断しない深さに切り込むことで該粘着テープのみを所定のサイズに切断するテープ切断手段と、を含むことを特徴とするテープ貼着装置が提供される。

好ましくは、前記仮保持手段の前記反転テーブルは、第１の矩形基板を仮保持する第１保持面と該第１保持面の背面で第２の矩形基板を仮保持する第２保持面とを有し、前記テープ貼着機構で該第１の矩形基板に前記粘着テープを貼着する間に該第２保持面で該第２の矩形基板を仮保持する。

本発明によると、矩形基板のサイズに合わせて粘着テープを切断するとともに、矩形基板に粘着テープを自動貼着できるテープ貼着装置が提供される。

テープ貼着装置の基板の搬送機構部分の斜視図である。 仮保持ユニット部分の斜視図である。 テープ貼着機構部分の側面図である。 粘着テープ切断機構部分の斜視図である。 反転テーブルから保持テーブルへの基板の受け渡しを説明する側面図である。 反転テーブルから保持テーブルへの基板の受け渡しを説明する側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るテープ貼着装置における基板の搬送機構部分の斜視図が示されている。テープ貼着装置２のベース４にはカセット載置台６が図示しない移動機構により上下動移動可能に配設されている。カセット載置台６上に載置されるカセット８中には、ＣＳＰ基板等の矩形基板が複数段の棚に支持されて複数枚収容されている。

１０はカセット載置台６上に載置されたカセット８に対して矩形基板を搬出入する搬出入ユニットであり、支持部材１４の先端に矩形基板をクランプ可能なクランプ１２が配設されている。

支持部材１４はＹ軸方向に伸長するガイド部材１６に形成されたガイド溝１６ａに沿って図示しない移動機構によりＹ軸方向に移動可能に構成されている。本実施形態では、支持部材１４の先端にクランプ１２を装着したが、このクランプ１２に替えて吸着パッドやベルヌーイパッドを装着するようにしてもよい。

図２を参照すると、仮保持ユニット１８及び吸引保持テーブル２８部分の斜視図が示されている。仮保持ユニット１８はカセット８中からクランプ１２で把持して引き出した矩形基板を仮保持するユニットであり、１８０度反転可能な反転テーブル２０を含んでいる。

反転テーブル２０は第１保持面２０ａ及び第１保持面２０ａと反対側の第２保持面２０ｂ（図５参照）を有しており、第１及び第２保持面２０ａ，２０ｂにはそれぞれ複数の吸着パッド２２が配設されている。各吸着パッド２２は図示しない負圧吸引源に選択的に接続される。

２４はベルト２６及び図示しないモータとプーリとから構成される反転ユニットであり、反転ユニット２４を駆動することにより反転テーブル２０が１８０度反転される。

２８は吸引保持テーブルであり、支持台３２に対して鉛直方向移動手段３０により鉛直方向に移動される。吸引保持テーブル２８は図示しない負圧吸引源に選択的に接続される。鉛直方向移動手段３０は、支持台３２中に収容されたエアシリンダ３４と、先端が吸引保持テーブル２８に連結されたピストンロッド３６とから構成される。

本実施形態では、鉛直方向移動手段３０をエアシリンダ３４及びピストンロッド３６から構成しているが、この構成に替えてモータとボールねじを利用して鉛直方向移動手段３０を構成するようにしてもよい。

図１を再び参照すると、支持台３２上に搭載された吸引保持テーブル２８は、ボールねじ３８とパルスモータ４０とから構成される保持テーブル移動機構４２により、反転テーブル２０の直下に位置する基板受け渡し位置と、保持テーブル２８で保持した矩形基板に粘着テープを貼着する実線で示した貼着位置との間で一対のガイドレール４４に沿ってＸ軸方向に移動される。

４６はテープ貼着機構であり、図３に示すような構成を有している。テープ貼着機構４６は、基材シート５０ａと粘着層５０ｂとからなる粘着テープ５０の粘着層５０ｂ上に剥離シート５２が配設されたテープユニット５０がロール状に巻回された状態で装着される送り出しロール５６と、テープユニット５４の剥離シート５２を巻き取り回収する巻き取りロール５８とを備えている。

６０は粘着テープ切断ユニットであり、上流側ローラ６５と下流側ローラ６６との間に配設されている。粘着テープ切断ユニット６０は、テープユニット５４を粘着テープ５０側から剥離シート５２の厚さ方向の途中まで切り込むことによって、剥離シート５２は分割せずに粘着テープ５０のみを所定のサイズに分割する。

図４に示されるように、粘着テープ切断ユニット６０は、テープユニット５４の剥離シート５２側に接触して支持する支持面６２ａを有する支持板６２と、テープユニット５４を粘着テープ５０側から切り込む金属性のカッター６４と、カッター６４をテープユニット５４の幅方向に沿って移動して切断動作を行わせる幅方向移動部６７と、カッター６４を支持板６２に対して進退移動させる進退移動部６８と、支持板６２の支持面６２ａとカッター６４との接触を検出する接触検出部７０を含んでいる。

支持板６２の支持面６２ａは、テープユニット５４が支持面６２ａに確実に接するように、上流側ローラ６５と下流側ローラ６６を結ぶ面に対して、カッター６４側に位置するように配設されている。即ち、上流側ローラ６４と下流側ローラ６６に渡って張り渡されたテープユニット５４は、支持板６２の支持面６２ａでテンションを保ったまま支持されるようになっている。

支持板６２の幅方向Ｗの長さは、テープユニット５４の幅寸法よりも長く設定されている。本実施形態においては、支持板６２の幅方向Ｗの長さは、幅寸法の異なる複数種類のテープユニット５４の支持を可能にする余裕を持った長さに設定されている。

また、支持板６２の支持面６２ａにおける幅方向Ｗの一方の端部近傍には、好ましくは支持面６２ａと面一となるように、金属等の導電性材料から構成された接点部材７２が埋設されている。更に、支持板６２における接点部材７２の近傍には、例えばＬＥＤ等からなる接触確認用ランプ７４が配設されている。

接点部材７２と接触確認用ランプ７４とは、配線７６で接続され、接触確認用ランプ７４とカッター６４とは、配線７８で接続されている。配線７６，７８の何れかには図示しない電源が介在されている。従って、接点部材７２にカッター６４が接触すると、配線７６及び７８を接続する閉回路が形成され、接触確認用ランプ７４が点灯するようになっている。

カッター６４は矢印Ｒ方向に回転する回転シリンダ８０を介して支持板６２の支持面６２ａへ向けて突出するように進退ブロック８２に保持されている。進退ブロック８２は、幅方向移動部６７を構成する横断ブロック８４に、支持面６２ａに直角をなす方向（図中矢印Ｐ方向）に進退移動可能に配設されている。進退ブロック８２は、横断ブロック８４に設けられたマイクロメータ８６を手動操作することにより、支持板６２の支持面６２ａに対して進退動作を行うようになっている。

横断ブロック８４は、幅方向移動部６７を構成するエアシリンダ８８のピストンロッド９０の先端部に固定されている。よって、横断ブロック８４は図示しないガイド部材に沿って幅方向Ｗに円滑に往復移動が行われるようになっている。

エアシリンダ８８は、カッター６４が接点部材７２に対峙する位置に横断ブロック８４を移動させることができ、しかも複数の幅の異なるテープユニット５４の切断に応じて、所定のストロークでカッター６４を往復動作することが可能である。

カッター６４は回転シリンダ８０に装着されて９０度回転可能に構成されているため、テープユニット５４を所定距離離れた２本の水平方向と一本の鉛直方向に切断する（３ラインカット）ことで、粘着テープ５０を矩形基板サイズに応じた所望サイズに切り出すことができる。

粘着テープ切断ユニット６０の下流側には剥離シート５２から粘着テープ５０を剥離するテープ剥離手段９４が設けられている。テープ剥離手段９４は、粘着テープ５０のみが所定サイズに切断されたテープユニット５４の剥離シート５２を下流側ローラ６６から搬送されるテープユニット５４に対して鋭角をなすように屈曲させて進路変更する楔状の剥離用爪９６を供えている。剥離用爪９６は、テープユニット５４の幅寸法よりも幅広な板状であり、折り返し先端面は刃物状に鋭い鋭角をなすように設定されている。

剥離用爪９６の先端縁を通過した剥離シート５２は、下流側ローラ６６を通過して剥離用爪９６の先端縁までに至るテープユニット５４に対して鋭角をなす後方向（矢印Ｒ方向）で巻き取りロール５８によって強制的に搬送されて巻き取られる。従って、粘着テープ５０から剥離シート５２が剥離される。

テープ剥離手段９４の下流側には貼着ユニット９８が配設されている。貼着ユニット９８は、テープ剥離手段９４によって剥離シート５２が除去された粘着テープ５０の粘着層５０ｂを矩形基板１１に対向させて、粘着テープ５０を矩形基板１１に向けて押圧することによって粘着テープ５０を矩形基板１１に貼着する機能を有している。尚、本実施形態では、矩形基板１１として裏面が樹脂モールド１３で封止されたＣＳＰ基板を使用している。

貼着ユニット９８は、テープ剥離手段９４によって剥離シート５２から剥離された粘着テープ５０を粘着層５０ｂの反対面から吸引保持する保持部１００と、保持部１００で保持された粘着テープ５０の先端５０Ａの位置を検出する位置検出部１１２と、進退駆動して粘着テープ５０の先端５０Ａを矩形基板１１の先端に貼着する進退動作部１０４とを備えている。

保持部１００は、テープユニット５４の幅方向に沿って細長い略直方体形状をなすブロックから形成されている。保持部１００は、進退動作部１０４を構成するエアシリンダ１０６のピストンロッド１０８の先端部に連結されている。保持部１００の下端面にはテープユニット５４の幅方向に沿って複数の吸引孔１１０が等間隔で設けられている。各吸引孔１１０は負圧吸引源に選択的に接続されている。

貼着ユニット９８の下流側には、粘着テープ５０を矩形基板１１に押し付けて貼着する第１押圧ローラ１１４及び第２押圧ローラ１１６が配設されている。第１押圧ローラ１１４は、例えばウレタンやゴムから形成される比較的硬いローラであり、矩形基板１１の樹脂モールド１３に粘着テープ５０を密着させるのに適している。一方、第２押圧ローラ１１６は、例えばスポンジから形成された比較的軟らかいローラであり、段差に追従してテープと基板間に残存する空気を押し出す作用をする。

以下、このように構成されたテープ貼着装置２の作用について説明する。まず、テープ貼着装置２でテープ貼着作業を行う前に、テープ貼着装置２のセットアップを実施する。このセットアップ作業では、図４に示すように、まずエアシリンダ８８を駆動してピストンロッド９０を突出させてカッター６４を接点部材７２に対峙する位置まで移動させる。

次いで、手動でマイクロメータ８６を回転操作して、カッター６４が接点部材７２に突き当たるまで横断ブロック８４に対して進退ブロック８２を支持板６２側へ向けて移動させる。

カッター６４が接点部材７２に接触すると、接点部材７２、接触認識用ランプ７４、図示しない電源、配線７６，７８が閉回路を構成して接触認識用ランプ７４が点灯する。これによって、オペレータは、カッター６４の先端が支持板６２の支持面６２ａと接触したことを認識できる。

この状態を基準として、テープ貼着装置２で取り扱うテープユニット５４の剥離シート５２の厚み寸法より僅かに短い距離だけカッター６４の先端が支持面６２ａから後退するようにマイクロメータ８６を操作する。

例えば、剥離シート５２の厚み寸法が１００μｍの場合は、支持面６２ａから８０μｍほどカッター６４を後退させると、２０μｍだけ剥離シート５２を切り込んで粘着テープ５０を完全に切断することができる。

このようなセットアップ作業を行った後、図１に示す搬出入ユニット１０のクランプ１２でカセット載置台６上に載置されたカセット８から矩形基板１１をクランプして引き出し、一対の位置決めバー１５上に載置する。

位置決めバー１５を互いに近づく方向に移動して矩形基板１１の中心出しを行った後、一対の位置決めバー１５を開いて矩形基板１１を仮保持ユニット１８の反転テーブル２０の第１保持面２０ａに載置する。

そして、図５（Ａ）に示すように、吸着パッド２２を負圧吸引源に接続して矩形基板１１の樹脂モールド１３側を吸引保持する。第１保持面２０ａ上に複数の吸着パッド２２が配設されているため、反りがある矩形基板１１でも吸引保持が可能である。

次いで、ベルト２６を含む反転ユニット２４を駆動して、図５（Ｂ）に示すように、反転テーブル２０を１８０度反転する。この反転ユニット２４はベルト１８及び図示しないモータとプーリの組み合わせから構成されるが、エアシリンダを利用して反転ユニットを構成するようにしてもよい。

次いで、エアシリンダ３４を駆動して、図６（Ａ）に示すようにピストンロッド３６を伸長し、吸引保持テーブル２８の保持面を矩形基板１１に接触させる。吸着パッド２２の吸引を解除してから、吸引保持テーブル２８の保持面を負圧吸引源に接続して、矩形基板１１を吸引保持テーブル２８に受け渡す。

次いで、エアシリンダ３４を駆動して、図６（Ｂ）に示すように矩形基板１１を吸引保持した吸引保持テーブル２８を下降させる。次いで、基板受け渡し位置にいた吸引保持テーブル２８を保持テーブル移動機構４２を駆動することにより、図１に実線で示す貼着位置に移動させる。

貼着位置では、テープ貼着機構４６によって矩形基板１１の裏面側である樹脂モールド１３に粘着テープ５０が貼着される。第１の矩形基板１１の裏面に粘着テープ５０が貼着されている間に、搬出入ユニット１０によって第２の矩形基板がカセット８から引き出され反転テーブル２０の第２保持面２０ｂ上に載置される。

次に、図３及び図４を参照して、矩形基板１１の裏面に粘着テープ５０を貼着するテープ貼着動作について簡単に説明する。送り出しロール５６から送りだされたテープユニット５４は粘着テープ切断ユニット６０で粘着テープ５０のみが矩形基板１１のサイズに合わせて所望サイズに切断される。

カッター６４が９０度回転可能に取り付けられているため、粘着テープ５０を所定距離離れた水平方向で２箇所及びカッター６４を９０度回転してから垂直方向で一箇所切断する３ラインカットにより、矩形基板１１のサイズに応じて粘着テープ５０を所望サイズに切り出すことが出来る。

粘着テープ５０の切断完了後、テープ剥離手段９４の剥離用爪９６で粘着テープ５０から剥離シート５２を剥離し、貼着ユニット９８で矩形基板１１の裏面に配設された樹脂モールド１３に粘着テープ５０を貼着する。

この貼着時には、保持部１００の吸引孔１１０を負圧吸引源に接続することにより、粘着テープ５０を保持部１００で吸引保持させる。次いで、位置検出部１１２が保持部１００に対面するように、位置検出部１１２が配設された吸引保持テーブル２８を矢印Ｆ方向に移動させる。
吸引保持テーブル２８を矢印Ｆ方向に移動させるのと同時に、進退作動部１０４を作用させて保持部１００を下方に移動させることで、粘着テープ５０が保持部１００の保持面上を摺動して粘着テープ５０の先端５０Ａが保持部１００の保持面上に保持される。

吸引保持テーブル２８を矢印Ｆ方向に移動させるのと同時に保持部１００を下方に移動させることで、吸引保持テーブル２８で保持された矩形基板１１は保持部１００に対して見かけ上矢印Ｔ方向に移動するため、粘着テープ５０の先端５０Ａが矩形基板１１の端部に合致して貼着される。

吸引保持テーブル２８を矢印Ｆ方向に更に搬送しながら、第１押圧ローラ１１４及び第２押圧ローラ１１６で粘着テープ５０を矩形基板１１に押圧することにより、粘着テープ５０が矩形基板１１の裏面に貼着される。

裏面に粘着テープ５０が貼着された矩形基板１１は、保持テーブル移動機構４２により基板受け渡し位置に戻された後、反転テーブル２０の第１保持面２０ａで吸引保持されてテープ貼着装置２から排出される。

２ テープ貼着装置
６ カセット載置台
８ カセット
１０ 搬出入ユニット
１２ クランプ
１５ 位置合わせバー
１８ 仮保持ユニット
２０ 反転テーブル
２０ａ 第１保持面
２０ｂ 第２保持面
２２ 吸着パッド
２４ 反転ユニット
２６ ベルト
２８ 吸引保持テーブル
３０ 鉛直方向移動手段
３２ 支持台
３４ エアシリンダ
４２ 保持テーブル移動機構
４６ テープ貼着機構
５０ 粘着テープ
５２ 剥離シート
５４ テープユニット
６０ 粘着テープ切断ユニット
６２ 支持板
６２ａ 支持面
６４ カッター
６６ 幅方向移動部
６８ 進退移動部
７０ 接触検出部
８６ マイクロメータ
８８ エアシリンダ
９８ 貼着ユニット

Claims (2)

1. テープ貼着装置であって、
   矩形基板を複数収容可能なカセットを載置するカセット載置台と、
   該カセット載置台に載置されたカセットに対して矩形基板を搬出入する搬出入手段と、
   該搬出入手段で該カセットから搬出された矩形基板を仮保持する保持面を有する１８０度反転可能な反転テーブルを備えた仮保持手段と、
   該反転テーブルを該保持面が上を向いた状態と該保持面が下を向いた状態との間で１８０度反転させる反転手段と、
   該仮保持手段の直下に位置付けられて１８０度反転された該反転テーブルから矩形基板を受け取り矩形基板を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルと該仮保持手段とを鉛直方向に相対移動させて該仮保持手段で仮保持した矩形基板を該保持テーブルに受け渡し可能とする鉛直方向移動手段と、
   該保持テーブルを該仮保持手段の直下である基板受け渡し位置と該保持テーブルで保持した矩形基板にテープを貼着する貼着位置との間で移動させる保持テーブル移動手段と、
   該貼着位置に配設されたテープ貼着機構とを備え、
   該テープ貼着機構は、基材シートと粘着層とからなる粘着テープの該粘着層上に剥離シートが配設されたテープユニットがロール状に巻回された状態で装着される送り出しロールと、
   該テープユニットの該剥離シートを巻き取り回収する巻き取りロールと、
   該送り出しロールと該巻き取りロールとの間に配設されて、該テープユニットの該剥離シート側を押圧して該剥離シートを該巻き取りロール側に屈曲させることで該粘着テープを該剥離シートから剥離して送り出すテープ剥離手段と、
   該テープ剥離手段によって送り出された該粘着テープの該粘着層側を矩形基板に対向させた状態で該粘着テープを矩形基板の裏面に押圧して貼着する貼着手段と、
   該送り出しロールと該テープ剥離手段との間に配設されて、該テープユニットの該粘着テープ側から少なくとも該粘着テープを完全切断するとともに該剥離シートは完全切断しない深さに切り込むことで該粘着テープのみを所定のサイズに切断するテープ切断手段と、
   を含むことを特徴とするテープ貼着装置。
2. 前記仮保持手段の前記反転テーブルは、第１の矩形基板を仮保持する第１保持面と該第１保持面の背面で第２の矩形基板を仮保持する第２保持面とを有し、
   前記テープ貼着機構で該第１の矩形基板に前記粘着テープを貼着する間に該第２保持面で該第２の矩形基板を仮保持する請求項１記載のテープ貼着装置。

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