JP2020152013A - Lamination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層装置に関するものである。 The present invention relates to a laminating device.
樹脂フィルムが仮付けされた基板が載置される台座と、台座上の基板を押圧するダイアフラムと、を有する真空積層装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 A vacuum laminating device having a pedestal on which a substrate temporarily attached with a resin film is placed and a diaphragm for pressing the substrate on the pedestal is known (see, for example, Patent Document 1).
上記の真空積層装置では、台座の上面が凸状になっているため、ダイアフラムが基板の中央部から外周部に向けて順次接触していく。これにより、樹脂フィルムと基板との間に残留した気泡を中央部から外周部に押し出して取り除くことができる。しかしながら、台座の上面を凸状とすると、基板に反りが生じてしまう場合がある、という問題があった。 In the above vacuum laminating device, since the upper surface of the pedestal is convex, the diaphragms come into contact with each other sequentially from the central portion to the outer peripheral portion of the substrate. As a result, the air bubbles remaining between the resin film and the substrate can be pushed out from the central portion to the outer peripheral portion and removed. However, if the upper surface of the pedestal is convex, there is a problem that the substrate may be warped.
本発明が解決しようとする課題は、被積層体の反りを抑制すると共に、基材間における気泡の残留を抑制できる積層装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a laminating apparatus capable of suppressing warpage of a laminated body and suppressing residual air bubbles between base materials.
[1]本発明に係る積層装置は、相互に仮貼りされた複数の基材を積層する積層装置であって、複数の前記基材が相互に仮貼りされた被積層体が載置される台座と、前記台座に対向するように配置されたプレートと、前記台座に対する前記プレートの相対的な傾斜が可変な状態で前記プレートを前記被積層体に載置する載置機構と、前記台座に載置された前記被積層体に向かって前記プレートを押圧する加圧機構と、を備えた積層装置である。 [1] The laminating device according to the present invention is a laminating device for laminating a plurality of base materials temporarily attached to each other, and a laminated body in which the plurality of the base materials are temporarily attached to each other is placed. On the pedestal, a plate arranged so as to face the pedestal, a mounting mechanism for mounting the plate on the laminated body in a state where the relative inclination of the plate with respect to the pedestal is variable, and the pedestal. It is a laminating device provided with a pressurizing mechanism for pressing the plate toward the mounted body to be laminated.
[2]上記発明において、前記加圧機構は、前記プレートの上方に配置され、前記台座に向かって膨張可能なダイアフラムであってもよい。 [2] In the above invention, the pressurizing mechanism may be a diaphragm that is arranged above the plate and can be expanded toward the pedestal.
[3]上記発明において、前記プレートは、前記ダイアフラムに貼り付けられており、前記ダイアフラムは、前記加圧機構であると共に、前記載置機構でもあってもよい。 [3] In the above invention, the plate is attached to the diaphragm, and the diaphragm may be the pressurizing mechanism and the above-mentioned placement mechanism.
[4]上記発明において、前記プレートは、前記プレートの中心部で、前記ダイアフラムに貼り付けられていてもよい。 [4] In the above invention, the plate may be attached to the diaphragm at the center of the plate.
[5]上記発明において、前記載置機構は、前記プレートの外周部を支持すると共に、昇降可能な昇降手段であってもよい。 [5] In the above invention, the above-described mechanism may be an elevating means capable of ascending / descending while supporting the outer peripheral portion of the plate.
[6]上記発明において、前記積層装置は、前記台座及び前記プレートを収容する真空チャンバを備えていてもよい。 [6] In the above invention, the laminating device may include a vacuum chamber for accommodating the pedestal and the plate.
本発明によれば、平坦なプレートによって被積層体の基材間に気泡が残留している部分を優先的に押圧することができる。さらに、プレートは台座に対する傾斜が可変であるため、プレートは台座に倣って傾斜することができ、被積層体を均一に押圧することができる。従って、被積層体の基材間における気泡の残留を抑制することができる。また、台座に凸面を形成する必要がなく、被積層体の反りを抑制することもできる。 According to the present invention, the flat plate can preferentially press the portion where air bubbles remain between the base materials of the laminated body. Further, since the plate has a variable inclination with respect to the pedestal, the plate can be inclined following the pedestal, and the laminated body can be uniformly pressed. Therefore, it is possible to suppress the residual air bubbles between the base materials of the laminated body. Further, it is not necessary to form a convex surface on the pedestal, and the warp of the laminated body can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<<第1実施形態>>
図1〜図3は本発明の第1実施形態における積層装置を示す断面図である。
<< First Embodiment >>
1 to 3 are cross-sectional views showing a laminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態の積層装置(貼り合わせ装置)1Aは、相互に仮貼りされた複数(本例では二枚)の基材21,22を押圧することで、基材21,22同士を積層する(貼り合わせる)装置である。本実施形態では、第1の基材21上に第2の基材22が仮貼りされた被積層体2を押圧することで、第1の基材21と第2の基材22とを相互に貼り合わせる。本実施形態における積層装置1Aが、本発明における積層装置の一例に相当する。
In the laminating device (bonding device) 1A of the present embodiment, the
第1の基材21としては、例えば、金属板、銅張積層板(CCL)、又は、プリント配線板などを用いることができる。また、第2の基材22としては、例えば、接着剤シート、又は、接着剤付きの基材などを用いることができる。接着剤が付与された基材としては、例えば、カバーレイ、銅張積層板(CCL)、又は、プリント配線板などを用いることができる。
As the
被積層体2は、第2の基材22の接着層を第1の基材21に対向させた状態で第1の基材21に第2の基材22とが重ねられることで構成されている。この被積層体2の厚さは、特に限定されないが、例えば、50μm〜300μmである。
The laminated
積層装置1Aは、真空チャンバ11と、ヒータ12と、台座13と、ダイアフラム14と、プレート15と、第1のポンプP1と、第2のポンプP2と、を備えている。本実施形態における真空チャンバ11が本発明における真空チャンバの一例に相当し、本実施形態における台座13が本発明における台座の一例に相当し、本実施形態におけるダイアフラム14が本発明における載置機構及び加圧機構の一例に相当し、本実施形態のプレート15が本発明におけるプレートの一例に相当する。
The
本実施形態の真空チャンバ11は、ヒータ12と、台座13と、ダイアフラム14と、プレート15と、を内部に収容している。なお、本実施形態では、ヒータ12及びダイアフラム14の全体が真空チャンバ11の内部に配置されているが、これに限定されることはなく、ヒータ12やダイアフラム14の一部は真空チャンバ11の外部に配置されていてもよい。
The
この真空チャンバ11の内部は、ダイアフラム14によって、ダイアフラム14の内部空間SDと、当該内部空間SD以外の第1の空間S1と、に仕切られている。本実施形態において、ヒータ12、台座13、プレート15、及び、被積層体2は、第1の空間S1内に配置されている。
The inside of the
真空チャンバ11は、第1の空間S1に繋がる第1の通気孔111と、内部空間SDに繋がる第2の通気孔112と、を有している。第1の通気孔111は第1のポンプP1に接続されており、この第1のポンプP1によって第1の空間S1を減圧することができる。なお、第1及び第2の基材21,22間の気泡をより抜けやすくすることができるため、第1の空間S1の真空度を1kPa以下とすることが好ましい。
The
一方、第2の通気孔112は、第2のポンプP2に接続されている。この第2のポンプP2によって内部空間SDを加圧又は減圧することで、ダイアフラム14を膨張又は収縮させることができる。
On the other hand, the
ヒータ12は、台座13の下面に配置されている。このヒータ12は、台座13を介して被積層体2を加熱することができる。本実施形態では、基材21,22の加熱を行いながら基材21,22を積層する場合を説明しているが、基材21,22の積層に加熱が不要である場合にはヒータ12を省略してもよい。
The
台座13は、ヒータ12上に配置されている。この台座13は略水平な上面131を有しており、この上面131に被積層体2が載置される。
The
ダイアフラム14は、真空チャンバ11の内側上部に固定されており、台座13及びプレート15の上方に位置している。このダイアフラム14は、可撓性を有する膜状の弾性体であり、図2に示すように、第2のポンプP2により内部空間SDに流体を注入されることで、台座13に近づく方向に膨張することができる。一方、第2のポンプP2により内部空間SDから流体を排出させることで、ダイアフラム14は台座13から遠ざかる方向に収縮することができる。
The
プレート15は、第1及び第2の基材21,22よりも高い剛性を有する平板である。このようなプレート15としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム板、SUS板(ステンレス鋼板)、ガラスエポキシ板、及び、ベーク板などを用いることができる。このプレート15の厚さは、一例としては、1mm程度とすることができる。ダイアフラム14の下面141に接着剤16等を介して貼り付けられており、台座13に対向するように配置されている。このプレート15は、可撓性を有するダイアフラム14に上面152が貼り付けられていることで、台座13に対する相対的な傾斜が固定されることなく可変な状態となっている。ここでいう「台座13に対する相対的な傾斜」とは、台座13の上面131とプレート15の下面151とのなす角である。すなわち、プレート15は当該なす角の値(角度)を変化させられるような状態で、ダイアフラム14に保持されている。
The
特に、本実施形態では、プレート15は、プレート15の中心部153でダイアフラム14の下面141に接着されているため、傾斜が変化できる量を大きくすることができる。従って、プレート15の中心部153を回転中心として、プレート15の一端が下面151に対して垂直な方向(法線方向)に上昇し、同時にプレート15の他端が法線方向に下降することで、台座13に対する相対的な傾斜を変化させることができる。
In particular, in the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、プレート15を、中心部153でダイアフラム14と接着しているが、これに限定されない。プレート15を、台座13に対する傾斜が可変な状態とできれば、どのようにダイアフラム14に貼り付けてもよく、例えば、中心部153以外の部分でプレート15をダイアフラム14に接着してもよいし、プレート15の上面152の全面をダイアフラム14に接着してもよい。
In the present embodiment, the
図2に示すように、プレート15は、ダイアフラム14が膨張することにより台座13に近づくように下降する。逆に、ダイアフラム14が収縮することにより台座13から遠ざかるように上昇する。
As shown in FIG. 2, the
積層装置1Aでは、図2に示すように、プレート15は、ダイアフラム14の膨張に伴い下降し、被積層体2上に載置される。この時も、プレート15は、台座13に対する相対的な傾斜が固定されることなく可変な状態で被積層体2上に載置されている。
In the
そして、図3に示すように、プレート15が被積層体2の上に載置された状態で、ダイアフラム14がさらに膨張すると、ダイアフラム14が被積層体2に向かってプレート15を押圧し始める。これにより、プレート15は、台座13の上面131と略平行な状態で固定され、この状態で被積層体2を台座13に向かって押圧する。
Then, as shown in FIG. 3, when the
なお、プレート15が基材を押圧する際の面圧は、0.1MPa以上であることが好ましい。このような面圧であれば、プリント配線基板等の凹凸を有する基材に対して接着剤などの樹脂を貼り合わせる場合に、凹凸への接着剤の埋め込み性がより向上する。
The surface pressure when the
ダイアフラムで被積層体を直接押圧する従来の積層装置は、ダイアフラムが基材間の気泡の周囲から押圧を始めてしまう場合があり、気泡が閉じ込めてしまい外部に逃がすことができないことがある。 In the conventional laminating apparatus that directly presses the object to be laminated with the diaphragm, the diaphragm may start pressing from around the air bubbles between the base materials, and the air bubbles may be trapped and cannot be released to the outside.
これに対して、上記のような本実施形態の積層装置1Aでは、平坦なプレート15により被積層体2を押圧する。被積層体2において気泡が残留している部分はその周囲に対して高さが高く、優先的にプレート15に接触するため、プレート15は気泡の周囲を押圧することがない。よって、気泡を閉じ込めることがなく外部に逃がすことができる。
On the other hand, in the
また、本実施形態の積層装置1Aでは、プレート15が台座13に対する相対的な傾斜が可変な状態で被積層体2に載置される。このため、プレート15は、ダイアフラム14に押圧されて台座13の上面131に倣って傾き、台座13と略平行な傾斜を有する状態(プレート15の下面151と台座13の上面131とのなす角度がほぼ0°の状態)となる。これによって、プレート15により被積層体2の全面に亘って均一な圧力分布で押圧することができる。
Further, in the
以上のように、本実施形態であれば、台座13の上面131を凸形状にせずに基材21,22間に残留する気泡を除去することができるため、被積層体2の反りを抑制できると共に、基材21,22間における気泡の残留を抑制できる。
As described above, in the present embodiment, the air bubbles remaining between the
また、プレートで被積層体を直接押圧する従来の積層装置では、プレートが固定されており、台座に対する傾斜も固定されていた。そのため、プレートと台座が平行でないと、被積層体を不均一な圧力分布で押圧してしまうため、気泡を十分に押し出すことができない場合がある。さらに、台座に平行になるようにプレートを正確に固定するために、積層装置の製造コスト及び保守・保全コスト等が高くなってしまう場合がある。 Further, in the conventional laminating device that directly presses the object to be laminated with the plate, the plate is fixed and the inclination with respect to the pedestal is also fixed. Therefore, if the plate and the pedestal are not parallel to each other, the laminated body is pressed with a non-uniform pressure distribution, and the bubbles may not be sufficiently extruded. Further, in order to accurately fix the plate so as to be parallel to the pedestal, the manufacturing cost, maintenance / maintenance cost, etc. of the laminating apparatus may increase.
これに対して、本実施形態であれば、プレート15は台座13に対する傾斜が固定されていないため、積層装置1Aの製造コスト及び保守・保全コストの増加を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the inclination of the
<<第2実施形態>>
図4、図6、及び、図7は第2実施形態における積層装置の断面図であり、図5は第2実施形態におけるプレート及び載置機構を示す平面図である。本実施形態では、ダイアフラム14に代えて、アーム17が載置機構として機能する点が第1実施形態と相違するが、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。以下に、第2実施形態における積層装置1Bについて第1実施形態との相違点についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
4, FIG. 6 and FIG. 7 are cross-sectional views of the laminating apparatus according to the second embodiment, and FIG. 5 is a plan view showing a plate and a mounting mechanism according to the second embodiment. The present embodiment differs from the first embodiment in that the
本実施形態では、図4に示すように、プレート15はダイアフラム14に貼り付けられておらず、複数(本例では四つ)のアーム17に支持されている。そして、プレート15は、このアーム17によって被積層体2上に載置される。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the
図5に示すように、本実施例の場合、アーム17はプレート15の四方に配置されており、プレート15の各辺の一部を支持している。なお、本実施形態では、プレート15及び台座13の平面形状として矩形を例示しているが、これに限定されない。また、アーム17の本数もプレート15を安定的に保持可能である限り、特に限定されない。また、本実施形態では、アーム17はプレート15の各辺の一部を支持しているがこれに限定されない。アーム17は、プレート15を外周部で支持していればどのような構成を有していてもよく、例えば、環状の保持部171によってプレート15の外周部の全体を支持するものであってもよい。本実施形態におけるアーム17が、本発明における載置機構及び昇降手段の一例に相当する。
As shown in FIG. 5, in the case of this embodiment, the
また、図5に示すように、対向するアーム17間の距離W1は、台座13の幅W0よりも大きくなっている(W1>W0)。これにより、プレート15を被積層体2に載置する際(後述)に、アーム17が台座13に接触することがない。
Further, as shown in FIG. 5, the distance W 1 between the opposing
図4に示すように、これらのアーム17は、保持部171と、アクチュエータ172と、を有している。保持部171は、図4及び図5に示すように、プレート15の外周部のみを保持している。この保持部171は、プレート15を下側から支持しているだけで、プレート15は保持部171に固定されてはいない。
As shown in FIG. 4, these
アクチュエータ172は、保持部171を昇降させるための機構である。このアクチュエータ172としては、特に限定されないが、例えば、モータの駆動によって保持部171を昇降させるエアシリンダや電動アクチュエータを用いることができる。
The
図6に示すように、保持部171は、アクチュエータ172により下降し、プレート15を被積層体2上に載置した後、被積層体2よりもさらに下方に下降する。このとき、プレート15は保持部171に固定されておらず、台座13に対する相対的な傾斜が可変な状態となっている。
As shown in FIG. 6, the holding
そして、図7に示すように、プレート15が被積層体2の上に載置された状態で、ダイアフラム14が膨張し、ダイアフラム14が被積層体2に向かってプレート15を押圧し始める。これにより、プレート15は、台座13の上面131と略平行な状態で固定され、この状態で被積層体2を台座13に向かって押圧する。
Then, as shown in FIG. 7, the
この第2実施形態における積層装置1Bにおいても、上述の第1実施形態と同様に、被積層体2の反りの抑制ができると共に、基材21,22間における気泡の残留を抑制できる。さらに、第2実施形態においても、プレート15は傾斜が固定されていないため、積層装置1Bの製造コスト及び保守・保全コストの増加を抑制することができる。
In the
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 It should be noted that the embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、プレート15をダイアフラム14により押圧しているが、ダイアフラム14の代わりにシリンダを用いてプレート15を押圧してもよい。この場合、第1実施形態ではプレート15が台座13に対する相対的な傾斜が可変な状態でシリンダにプレート15を取り付ければよい。ただし、プレート15を均一に押圧することがより容易となるため、加圧機構としてダイアフラム14を用いることが好ましい。
For example, in the above embodiment, the
1A,1B…積層装置
11…真空チャンバ
111…第1の通気孔
112…第2の通気孔
S1…第1の空間
12…ヒータ
13…台座
131…上面
14…ダイアフラム
141…下面
SD…内部空間
15…プレート
151…下面
152…上面
153…中心部
16…接着剤
17…アーム
171…保持部
172…アクチュエータ
P1…第1のポンプ
P2…第2のポンプ
2…被積層体
21…第1の基材
22…第2の基材
1A, 1B ... Laminating
Claims (6)
複数の前記基材が相互に仮貼りされた被積層体が載置される台座と、
前記台座に対向するように配置されたプレートと、
前記台座に対する前記プレートの相対的な傾斜が可変な状態で前記プレートを前記被積層体に載置する載置機構と、
前記台座に載置された前記被積層体に向かって前記プレートを押圧する加圧機構と、を備えた積層装置。 A laminating device for laminating a plurality of base materials temporarily attached to each other.
A pedestal on which a laminated body in which a plurality of the base materials are temporarily attached to each other is placed, and
A plate arranged so as to face the pedestal and
A mounting mechanism for mounting the plate on the laminated body in a state where the relative inclination of the plate with respect to the pedestal is variable.
A laminating device including a pressurizing mechanism that presses the plate toward the laminating body placed on the pedestal.
前記加圧機構は、前記プレートの上方に配置され、前記台座に向かって膨張可能なダイアフラムである積層装置。 The laminating apparatus according to claim 1.
The pressurizing mechanism is a laminating device that is arranged above the plate and is a diaphragm that can expand toward the pedestal.
前記プレートは、前記ダイアフラムに貼り付けられており、
前記ダイアフラムは、前記加圧機構であると共に、前記載置機構でもある積層装置。 The laminating apparatus according to claim 2.
The plate is attached to the diaphragm and
The diaphragm is a laminating device that is not only the pressurizing mechanism but also the above-mentioned placement mechanism.
前記プレートは、前記プレートの中心部で、前記ダイアフラムに貼り付けられている積層装置。 The laminating apparatus according to claim 3.
The plate is a laminating device attached to the diaphragm at the center of the plate.
前記載置機構は、前記プレートの外周部を支持すると共に、昇降可能な昇降手段である積層装置。 The laminating apparatus according to claim 1 or 2.
The above-mentioned mounting mechanism is a laminating device that supports the outer peripheral portion of the plate and is an elevating means that can be elevated and lowered.
前記台座及び前記プレートを収容する真空チャンバを備える積層装置。 The laminating apparatus according to any one of claims 1 to 5.
A laminating device including a vacuum chamber for accommodating the pedestal and the plate.
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