JP2014141612A - 分離装置及び分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動分離現象を抑制し、接着体と被着体を滑らかに分離可能な分離装置及び分離方法を提供する。
【解決手段】冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤ＡＤを介して被着体と接着体とが接着された一体物ＷＫから、当該接着体ＢＳ又は被着体ＷＦを分離する分離装置において、冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力が低下された状態の前記一体物における前記接着体及び前記被着体それぞれを保持する保持手段２０と、前記接着体と前記被着体とを相対移動させて分離する移動手段３０と、前記一体物から前記接着体又は被着体が分離する直前の領域である分離直前領域ＰＥに対し、冷却によって接着力が低下する接着剤に対しては加熱を、加熱によって接着力が低下する接着剤に対しては冷却を行う剥離前処理手段４０と、を有する分離装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、接着体又は被着体を分離する分離装置又は分離方法に関する。

半導体ウエハの加工工程やフレキシブルプリント基板の製造工程等において、被着体に補強材や支持材を接着するための接着剤として、冷却剥離型又は加熱剥離型のような感温型の接着剤が提案されている（特許文献１等参照）。また、このような接着剤によって接着された一体物を分離するための装置として、一体物を持ち上げた状態で加熱を行うことにより接着剤の接着力を低下させ、被着体から補強材や支持材を分離する方法及び装置が提案されている（特許文献２等参照）。

特開２００７−２１９９号公報 特開２００５−１１６６７９号公報

しかしながら、従来技術のように冷却又は加熱により接着剤の接着力を低下させた場合、接着体と被着体とは接着剤の濡れ性によって面接着している上、接着材に粘りがなくなっているため、従来の分離方法及び分離装置では、接着体と被着体を分離させる際に、バリバリと音をたてて分離が進む振動分離現象（所謂ジッピング）が発生するという不都合があった。

このような振動分離現象は、接着体と被着体とを分離する領域に付与される分離力が所定の値を超えた瞬間に、一気に数ミクロンメートルから数ミリメートル単位の微小範囲の分離が進行した後、分離が一旦停止し、再び分離力が所定の値を超えた瞬間に、次の微小範囲の分離が一気に進行するという動作を繰り返すことにより、分離が断続的に進行して生じる現象であると考えられる。このような振動分離現象が発生すると、伝搬した振動により接着体や被着体が損傷する場合があり、問題となっている。

本発明の目的は、冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、振動分離現象を抑制して接着体又は被着体を分離可能な分離装置及び分離方法を提供することである。

このような目的を達成するために、本発明に係る分離装置は、
冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、当該接着体又は被着体を分離する分離装置において、
冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力が低下された状態の前記一体物における前記接着体及び前記被着体それぞれを保持する保持手段と、
前記接着体と前記被着体とを相対移動させて分離する移動手段と、
前記一体物から前記接着体又は被着体が分離する分離縁の直前の領域である分離直前領域に対し、冷却によって接着力が低下する接着剤に対しては加熱を、加熱によって接着力が低下する接着剤に対しては冷却を行う剥離前処理手段と、を有することを特徴とする。

また、例えば、本発明に係る分離装置は、冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力を低下させる接着力低下手段を有しても良い。

また、例えば、本発明に係る分離装置は、前記分離直前領域において前記接着体と前記被着体とが接近する方向に押圧力を付与可能な押圧力付与手段を有しても良い。

また、例えば、前記剥離前処理手段は、前記分離直前領域に対して熱風又は冷風を吹き付ける気体吹き付け手段を有しても良い。

また、例えば、前記剥離前処理手段は、前記押圧力付与手段の内部に設けられていても良い。

また、本発明に係る分離方法は、
冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、当該接着体又は被着体を分離する分離方法であって、
冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力が低下された状態の前記一体物における前記接着体及び前記被着体それぞれを保持する工程と、
前記接着体と前記被着体とを相対移動させて分離する工程と、
前記一体物から前記接着体又は被着体が分離する分離縁の直前の領域である分離直前領域に対し、冷却によって接着力が低下する接着剤に対しては加熱を、加熱によって接着力が低下する接着剤に対しては冷却を行う工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、剥離前処理手段によって、あえて接着力が低下する方向の逆エネルギーを付与することにより、分離直前領域における接着剤が粘るようになるので、一気に微小範囲の分離が進行することがなくなり、冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、振動分離現象を抑制して接着体又は被着体を分離することができる。

また、押圧力付与手段を有する場合、分離方向に対向する方向への力を与えることにより振動分離現象の発生をより効果的に防止することができる。この場合、剥離前処理手段は、押圧力付与手段の内部に設けられていても良く、これにより分離直前領域に対して振動分離現象を抑制する力を更に効果的に加えることが可能である。
また、剥離前処理手段が気体吹き付け手段を有する場合、被着体又は接着体に対して過度な押圧力等を与えることを回避しつつ、振動分離現象の発生を防止でき、また押圧手段と併せて用いる場合にも、分離直前領域を適切に冷却又は加熱することができる。

実施形態に係る分離装置の側面図。 第１変形例に係る分離装置の側面図。 第２変形例に係る分離装置の部分側面図。 第３変形例に係る分離装置の部分側面図。

以下、本発明の一実施形態に係る分離装置１０を図１に基づいて説明する。
なお、本明細書におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸及びＹ軸は、水平面内の軸とし、Ｚ軸は、水平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の紙面に直交する手前方向、「後」がその逆方向とする。

分離装置１０は、冷却によって接着力が低下する接着剤ＡＤを介して被着体としてのウエハＷＦと接着体としての基材シートＢＳとが接着された一体物ＷＫから、基材シートＢＳを分離する分離装置であり、冷却によって接着剤ＡＤの接着力が低下された状態の一体物ＷＫにおける基材シートＢＳ及びウエハＷＦそれぞれを保持する保持手段２０と、基材シートＢＳとウエハＷＦとを相対移動させて分離する移動手段３０と、一体物ＷＫから基材シートＢＳが分離する分離縁ＤＰの直前の領域である分離直前領域ＰＥに対し、加熱を行う剥離前処理手段４０と、を有する。

保持手段２０は、基材シートＢＳを保持する接着体保持手段２１と、ウエハＷＦを保持する被着体保持手段２２とを備えている。
接着体保持手段２１は、剥離用シートＰＴを支持する支持軸２３と、駆動機器としての回動モータ２４によって駆動される駆動ローラ２５との間に剥離用シートＰＴを挟み込むピンチローラ２６と、駆動機器としての直動モータ２７の出力軸２７Ａに支持された押圧部材２８と、駆動機器としてのリニアモータ２９Ａの各スライダ２９Ｂそれぞれに支持され、剥離用シートＰＴを切断可能なカッター刃やレーザカッタ等の切断手段２９Ｃとで構成されている。
被着体保持手段２２は、上面が載置面２２Ａとされ、当該載置面２２Ａに形成された図示しない吸引孔に減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段が接続されている。

移動手段３０は、リニアモータ３１によって構成され、リニアモータ３１のスライダ３１Ａが被着体保持手段２２を下方から支持する構成となっている。

剥離前処理手段４０は、コイルヒータや熱交換器等の加熱手段４１と、加熱された気体を送風するファンや加圧ポンプ等の気体吹き付け手段４２とを備えている。

次に、分離装置１０の動作について説明する。
まず、剥離用シートＰＴを支持軸２３に支持させ、当該剥離用シートＰＴの先端部を駆動ローラ２５とピンチローラ２６との間に挟み込んでおく。次いで、図示しない操作パネル等を介して運転開始の信号が入力されると、接着体保持手段２１が回動モータ２４を駆動し、図１中実線で示すように、剥離用シートＰＴが所定長さ垂れ下がるように当該剥離用シートＰＴを繰り出す。そして、図示しない搬送手段が駆動し、ウエハＷＦ側が載置面２２Ａに接触するように、冷却によって接着剤ＡＤの接着力が低下された状態の一体物ＷＫを図１中実線で示す位置で待機している被着体保持手段２２上に載置すると、当該被着体保持手段２２が図示しない減圧手段を駆動し、一体物ＷＫを吸着保持する。

その後、移動手段３０がリニアモータ３１を駆動し、右側の二点鎖線で示すように、基材シートＢＳの左端部が押圧部材２８の左端部直下に位置するまで被着体保持手段２２を移動させる。これにより、駆動ローラ２５とピンチローラ２６との間から垂れ下がった剥離用シートＰＴの先端部分が、一体物ＷＫの上面（基材シートＢＳ上）に配置される。次に、接着体保持手段２１が直動モータ２７を駆動し、押圧部材２８を下降させて当該押圧部材２８で剥離用シートＰＴを基材シートＢＳに押圧し、剥離用シートＰＴを基材シートＢＳに接着させる。

次いで、移動手段３０がリニアモータ３１を駆動し、被着体保持手段２２を左方向へ移動させることにより、ウエハＷＦと基材シートＢＳとを相対移動させて一体物ＷＫから基材シートＢＳを分離する。このとき、接着体保持手段２１が回動モータ２４を駆動し、図１中二点鎖線で示すように、分離直前領域ＰＥが剥離前処理手段４０の直下に位置するように剥離用シートＰＴを巻き取るとともに、剥離前処理手段４０が加熱手段４１と気体吹き付け手段４２とを駆動し、分離直前領域ＰＥを加熱する。このように、あえて接着力が低下する方向の逆エネルギーを付与することにより、分離直前領域ＰＥにおける接着剤ＡＤが粘るようになるので、一気に微小範囲の分離が進行することがなくなり、振動分離現象を抑制して一体物ＷＫから基材シートＢＳを滑らかに分離することができる。この際、接着剤ＡＤの加熱温度は、振動分離現象を抑制できる範囲でオペレータが経験値で設定することができる。

そして、一体物ＷＫから基材シートＢＳが完全に分離されると、接着体保持手段２１がリニアモータ２９Ａを駆動し、切断手段２９Ｃで剥離用シートＰＴを切断するとともに、移動手段３０が図１中実線で示す位置まで被着体保持手段２２を移動させ、リニアモータ３１の駆動を停止する。その後、図示しない搬送手段が駆動し、基材シートＢＳが分離された一体物ＷＫを次の工程等に搬送し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、分離装置１０は、振動分離現象を抑制して一体物ＷＫから基材シートＢＳを滑らかに分離することができる。また、分離時に伝搬する振動が抑制されるため、ウエハＷＦや基材シートＢＳが損傷することを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、加熱によって接着力が低下する接着剤ＡＤを介してウエハＷＦと基材シートＢＳとが接着された一体物ＷＫから、基材シートＢＳを分離する分離装置であってもよく、保持手段２０が加熱によって接着剤ＡＤの接着力が低下された状態の一体物ＷＫにおける基材シートＢＳ及びウエハＷＦそれぞれを保持し、移動手段３０が基材シートＢＳとウエハＷＦとを相対移動させて分離するときに、剥離前処理手段４０が分離直前領域ＰＥに対して冷却を行う構成としてもよい。この場合、上記実施形態の剥離前処理手段４０の加熱手段４１に代えて、ペルチェ素子や熱交換器等の冷却手段を設ければよい。

また、剥離前処理手段４０は、加熱手段４１と冷却手段との両方を備えてもよいし、接着剤ＡＤが冷却によって接着力が低下する接着剤なのか、加熱によって接着力が低下する接着剤なのかを判定する判定手段を採用し、剥離前処理手段４０が当該判定手段の判定結果を基に自動で加熱手段４１と冷却手段とを使い分ける構成としてもよい。

更に、例えば図１に示すように、被着体保持手段２２内に加熱又は冷却によって接着剤ＡＤの接着力を低下させる接着力低下手段５０を備えていてもよい。このような接着力低下手段５０としては、コイルヒータ又は熱交換器等の加熱手段やペルチェ素子や熱交換器等の冷却手段が例示できる。なお、接着力低下手段を設ける位置は、被着体保持手段２２内に限定されることなく、被着体保持手段２２の外部、例えば、図１に示す分離装置１０が収納される空間全体の温度を調整する空調機等によって構成されていても良く、一体物ＷＫにおける接着剤ＡＤを加熱または冷却できるものであれば特に限定されない。また、接着力低下手段が接着剤ＡＤの加熱又は冷却を開始するタイミングについても、一体物ＷＫが被着体保持手段２２に保持される前後を問わない。

また、移動手段３０は、回動モータ２４を停止させておいて、被着体保持手段２２のみを移動させてもよいし、被着体保持手段２２を停止させておいて、回動モータ２４のみを駆動し、一体物ＷＫから基材シートＢＳを分離する構成としてもよい。これらの場合、分離直前領域ＰＥの位置が移動するため、剥離前処理手段４０は、駆動機器によって分離直前領域ＰＥの移動に合わせて移動する構成とすればよい。

更に、図２に示すように、分離直前領域ＰＥにおいて基材シートＢＳとウエハＷＦとが接近する方向に押圧力を付与可能な押圧ローラ８０や図示しない押さえ板等の押圧力付与手段を採用し、当該押圧力付与手段を図示しない駆動機器によってＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に構成してもよい。このような押圧力付与手段を設けることで、振動分離現象の発生を効果的に防止することができる。なお、押圧ローラ８０や図示しない押さえ板の内部に剥離前処理手段を備えてもよい。

また、図２に示すように、保持手段をチャックシリンダ７２と、当該チャックシリンダ７２をＸ方向及びＺ方向に移動可能且つＸ−Ｚ平面内で回転可能な駆動機器としての図示しない直動モータとで構成し、チャックシリンダ７２のチャック７３が基材シートＢＳの端部を挟むことにより、基材シートＢＳを保持するようにしてもよい。

更に、図３に示すように、コイルヒータ又は熱交換器等の加熱手段や、ペルチェ素子や熱交換器等の冷却手段からなる剥離前処理手段４４が被着体保持手段２２の内部に複数設けられた構成とし、各剥離前処理手段４４を個別に制御可能な制御手段によって、剥離の進行に合わせて分離直前領域ＰＥに近接する剥離前処理手段４４のみを作動するように制御してもよい。

また、図４に示すように、一体物ＷＫから基材シートＢＳが分離した直後の領域である分離直後領域ＡＥに対し、接着剤ＡＤの接着力を低下させるペルチェ素子や熱交換器等の第２冷却手段や、コイルヒータ又は熱交換器等の第２加熱手段からなる第２接着力低下手段９０を設けてもよい。第２接着力低下手段９０は、剥離前処理手段に併設され、分離直後領域ＡＥに位置する接着剤ＡＤの接着力を低下させることにより、剥離前処理手段によって接着力が増大した接着剤ＡＤが分離を過度に妨げることを防止することができる。

また、一体物ＷＫからウエハＷＦを分離する構成としてもよく、この場合、上記実施形態の一体物ＷＫを基材シートＢＳ側が載置面２２Ａに接触するように被着体保持手段２２上に載置し、剥離用シートＰＴをウエハＷＦに接着する構成とすればよい。なお、一体物から被着体又は接着体を分離させた際、接着剤ＡＤは、接着体側及び被着体側のいずれに付着しても良く、また、両方に分離して付着しても良い。

また、本発明における接着剤ＡＤ、接着体、被着体および剥離用シートＰＴの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着剤ＡＤ及び剥離用シートＰＴは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはなく、感熱接着性の接着剤ＡＤ及び剥離用シートＰＴが採用された場合は、当該接着剤ＡＤ及び剥離用シートを加熱する適宜な加熱手段を設ければよい。また、剥離用シートＰＴは、例えば、接着剤層だけの単層のものでもよいし、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のものでもよい。また、接着剤ＡＤは、所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、接着体及び被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。

更に、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０…分離装置
２０…保持手段
３０…移動手段
４０…剥離前処理手段
５０…接着力低下手段
ＡＤ…接着剤
ＷＦ…ウエハ（被着体）
ＢＳ…基材シートＢＳ（接着体）
ＷＫ…一体物
ＤＰ…分離縁
ＰＥ…分離直前領域

Claims (3)

1. 冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、当該接着体又は被着体を分離する分離装置において、
   冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力が低下された状態の前記一体物における前記接着体及び前記被着体それぞれを保持する保持手段と、
   前記接着体と前記被着体とを相対移動させて分離する移動手段と、
   前記一体物から前記接着体又は被着体が分離する分離縁の直前の領域である分離直前領域に対し、冷却によって接着力が低下する接着剤に対しては加熱を、加熱によって接着力が低下する接着剤に対しては冷却を行う剥離前処理手段と、を有することを特徴とする分離装置。
2. 冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力を低下させる接着力低下手段を有することを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
3. 冷却又は加熱によって接着力が低下する接着剤を介して被着体と接着体とが接着された一体物から、当該接着体又は被着体を分離する分離方法であって、
   冷却又は加熱によって前記接着剤の接着力が低下された状態の前記一体物における前記接着体及び前記被着体それぞれを保持する工程と、
   前記接着体と前記被着体とを相対移動させて分離する工程と、
   前記一体物から前記接着体又は被着体が分離する分離縁の直前の領域である分離直前領域に対し、冷却によって接着力が低下する接着剤に対しては加熱を、加熱によって接着力が低下する接着剤に対しては冷却を行う工程と、を有することを特徴とする分離方法。

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