JP2022051291A - Vacuum lamination apparatus and method for manufacturing laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に、着脱可能な搬送板を備える真空積層装置及び積層体の製造方法に関する。 The present invention particularly relates to a vacuum laminating apparatus provided with a removable transport plate and a method for manufacturing a laminated body.
真空積層装置は、電子部品を構成する複数枚のワークを積層するものであり、アライメント手段と、積層手段とを備える。このアライメント手段は、積層手段によってワークが積層される前に、各ワークの位置合わせを行うことより、形成される積層体の各ワーク同士のずれを抑制している。また、積層手段は、ワークの積層動作を行う際、真空下において積層することにより、ワークの層間への空気の混入を防止している。このような真空下において、ワークを吸着固定させるために、例えば、帯電固定などの負圧吸引以外の手段が採用されている。 The vacuum laminating device stacks a plurality of workpieces constituting an electronic component, and includes an alignment means and a laminating means. This alignment means aligns the works before the works are laminated by the laminating means, thereby suppressing the displacement between the works of the formed laminated body. Further, the laminating means prevents air from being mixed between the layers of the work by laminating under vacuum when laminating the work. In order to adsorb and fix the work under such a vacuum, a means other than negative pressure suction such as charge fixing is adopted.
ここで、特許文献1には、真空積層装置であって、真空チャンバー内に、帯電手段と、アライメント手段と、を備え、一方のワークを帯電手段に帯電固定させるとともに、他方のワークをアライメント手段に載置し、真空下とした真空チャンバー内において、アライメント動作や積層動作を行うものが記載されている。
Here,
しかしながら、特許文献1において、多数の部品から構成される帯電手段及びアライメント手段に対して、シール性や摺動性などを維持する真空対策を施すことにより、コストの増加が引き起こされるおそれがあった。
However, in
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、真空対策を施す必要がある部品を少なくし、アライメント動作及び積層動作を行うことができる真空積層装置及び積層体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides a vacuum laminating apparatus and a method for manufacturing a laminated body capable of performing an alignment operation and a laminating operation by reducing the number of parts requiring vacuum countermeasures. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明の複数のワークを順次積層する真空積層装置であって、前記ワークを保持する搬送板と、前記搬送板を固定支持しつつ、前記搬送板に保持された前記ワークの位置合わせを行うアライメント手段と、真空下において、位置合せされた前記ワークを積層ステージ上に積層する積層手段と、前記アライメント手段と前記積層手段との間を移動し、前記ワークが前記搬送板に保持された状態において、前記搬送板を固定支持しつつ、前記アライメント手段から前記積層手段へと前記ワークを搬送する搬送手段と、を備え、前記搬送板は、前記アライメント手段及び前記搬送手段のそれぞれと着脱可能であり、一側に前記ワークを帯電固定し、他側が前記搬送手段と磁気固定されるものである。 In order to solve the above problems, it is a vacuum laminating device for sequentially laminating a plurality of workpieces of the present invention, and is held by the transport plate while fixing and supporting the transport plate that holds the work and the transport plate. The work is moved between the alignment means for aligning the work, the laminating means for laminating the aligned work on the laminating stage under vacuum, and the alignment means and the laminating means, and the work is said. In a state of being held by the transport plate, the transport plate is provided with a transport means for transporting the work from the alignment means to the stacking means while fixedly supporting the transport plate, and the transport plate includes the alignment means and the transport. It is removable from each of the means, and the work is charged and fixed on one side, and the other side is magnetically fixed to the transport means.
また、上記真空積層装置であって、前記搬送板は、磁性体で構成されるとともに、前記搬送板の一側には、絶縁体が設けられているものとしてもよい。 Further, in the vacuum laminating device, the transport plate may be made of a magnetic material and an insulator may be provided on one side of the transport plate.
また、上記真空積層装置であって、前記搬送板は、粘着性を有する前記ワークの第1面とは反対側にする非粘着性の第2面を帯電固定するものとしてもよい。 Further, in the vacuum laminating device, the transport plate may be charged and fixed on a non-adhesive second surface which is opposite to the first surface of the work having adhesiveness.
また、上記真空積層装置であって、前記アライメント手段は、アライメントステージと、前記アライメントステージ上に設置ブロックとを備え、前記搬送板は、前記ワークと前記アライメントステージとが非接触状態となるように、前記設置ブロックに載置されるものとしてもよい。 Further, in the vacuum laminating device, the alignment means includes an alignment stage and an installation block on the alignment stage, and the transport plate is such that the work and the alignment stage are in a non-contact state. , May be placed on the installation block.
また、上記真空積層装置であって、前記搬送手段を前記積層手段に当接させて、密閉空間を形成するとともに、真空下とした前記密閉空間内において、前記搬送手段により、前記搬送板を移動させて、前記ワークを積層するものとしてもよい。 Further, in the vacuum stacking device, the transport means is brought into contact with the stacking means to form a closed space, and the transport plate is moved by the transport means in the closed space under vacuum. The work may be laminated.
また、上記真空積層装置であって、搬送板回収手段をさらに備え、前記搬送板回収手段は、前記搬送板に対して除電を行って前記ワークから前記搬送板を剥離可能とし、前記搬送板を回収するものとしてもよい。 Further, the vacuum laminating device is further provided with a transport plate collecting means, and the transport plate collecting means can remove static electricity from the transport plate so that the transport plate can be peeled off from the work, and the transport plate can be removed. It may be collected.
上記課題を解決するために、本発明の複数のワークを順次積層する積層体の製造方法であって、搬送板の一側に前記ワークを帯電固定するステップと、前記搬送板をアライメントステージに固定支持した状態で、前記搬送板に帯電固定された前記ワークの位置合わせを行うステップと、前記搬送板の一側に前記ワークを帯電固定した状態で、前記搬送板の他側を磁気固定し、前記アライメントステージから積層ステージへと、位置合せされた前記ワークを搬送するステップと、真空下において、前記積層ステージ上に位置合せされた前記ワークを積層するステップと、を備えるものである。 In order to solve the above problems, it is a method of manufacturing a laminated body in which a plurality of works of the present invention are sequentially laminated, in which a step of charging and fixing the work on one side of a transport plate and fixing the transport plate to an alignment stage. In the supported state, the step of aligning the work charged and fixed to the transport plate, and with the work charged and fixed to one side of the transport plate, the other side of the transport plate is magnetically fixed. It includes a step of transporting the aligned work from the alignment stage to the laminating stage, and a step of laminating the aligned work on the laminating stage under vacuum.
また、上記積層体の製造方法であって、前記ワークを搬送するステップは、上壁及び側壁を有する真空チャンバー内に、前記搬送板を磁気固定させるものであり、前記真空チャンバーを前記積層ステージに当接させることにより、密閉空間を形成するものとしてもよい。 Further, in the method for manufacturing the laminated body, the step of transporting the work is to magnetically fix the transport plate in a vacuum chamber having an upper wall and a side wall, and the vacuum chamber is transferred to the laminated stage. By abutting them, a closed space may be formed.
本発明によれば、真空対策を施す必要がある部品を少なくし、アライメント動作及び積層動作を行うことができる真空積層装置及び積層体の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a vacuum laminating apparatus and a method for manufacturing a laminated body capable of performing an alignment operation and a laminating operation by reducing the number of parts requiring vacuum countermeasures.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明を具体的に実現した形態を例示するものである。よって、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって、以下に説明される実施形態の構成は適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below exemplify embodiments in which the present invention is specifically realized. Therefore, the configuration of the embodiments described below should be appropriately modified or changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions, and the present invention is not limited to the following embodiments. do not have.
<用語について>
本明細書および特許請求の範囲の記載において、各用語を以下のように定義する。「積層」とは、複数枚(2枚も含む)の貼り合わせを示す。「積層体」とは、複数枚(2枚も含む)のワークWを貼り合わせたものを示す。「XYθ軸への移動」とは、X軸方向及びY軸方向への移動とθ方向への回動を示す。
<Terminology>
In the description of the present specification and claims, each term is defined as follows. "Laminating" refers to laminating a plurality of sheets (including two sheets). The “laminated body” refers to a structure in which a plurality of (including two) work Ws are bonded together. “Movement in the XYθ axis” means movement in the X-axis direction and the Y-axis direction and rotation in the θ direction.
図1は、本発明の実施形態に係る真空積層装置100を示す平面模式図であり、図2は、図1に示される真空積層装置100をXZ平面において切断した断面模式図である。ここで、X軸方向は、ワークWに対する各処理工程が実施される際にワークWが移動する方向を示すものであり、Y軸方向は、X軸方向と直交する方向を示すものである。また、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向と直交し、かつ、ワークWに対する各処理工程が実施される際にワークWが面する方向を示すものである。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a
<真空積層装置について>
真空積層装置100は、電子部品の薄化された各種基板である複数のワークWを高精度かつ高速に積層するものである。この真空積層装置100は、搬送板1と、反転ユニット(反転手段)10と、帯電ユニット(帯電手段)20と、アライメントユニット(アライメント手段)30と、搬送ユニット(搬送手段)40と、積層ユニット(積層手段)50と、搬送板回収ユニット(搬送板回収手段)60と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、真空積層装置100は、反転ユニット10、帯電ユニット20、アライメントユニット30、搬送ユニット40、積層ユニット50、及び、搬送板回収ユニット60の駆動などを制御する制御手段(不図示)をさらに備える。
<Vacuum laminating device>
The
本実施形態において、ワークWは、図3(a)に示すように、片面側(第1面)に粘着層a及びこの粘着層aに埃等が付着することを防ぐ保護層pを設けるものを用いている。しかしながら、これに限らず、例えば、両面側に粘着層a及び保護層pを設けるものや、いずれの面にも粘着層a及び保護層pを設けないものなど、様々な様態のワークWを用いることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the work W is provided with an adhesive layer a on one side (first surface) and a protective layer p for preventing dust or the like from adhering to the adhesive layer a. Is used. However, the work W is not limited to this, and various modes of work W are used, such as those provided with the adhesive layer a and the protective layer p on both sides, and those not provided with the adhesive layer a and the protective layer p on any surface. be able to.
<搬送板について>
搬送板1は、Z軸方向から見て、ワークWがはみ出さないように載置可能とするように設定された略矩形形状を有し、鉄系及びSUS440などの磁性体から構成される。また、搬送板1の表面である一側1a(図3(a)参照)における、少なくともワークWが載置される領域には、絶縁体(不図示)、例えば、シリコンゴム等のシリコン系材料が設けられる。この絶縁体を介して、搬送板1の一側1aには、ワークWが帯電固定される。一方、一側1aとは反対側に位置する搬送板1の裏面である他側1b(図3(a)参照)は、搬送板チャック42(図4(b)参照)によって磁気固定される。
<About the transport plate>
The
本実施形態の搬送板1は、磁性体から構成され、一側1aに、絶縁体が設けられることにより、同一の搬送板1に対して、異なる固定手段(搬送板1の一側1aに帯電固定、及び、搬送板1の他側1bに磁気固定)を適用することができる。また、本実施形態において、搬送板1を、各ユニット(反転ユニット10、アライメントユニット30、搬送ユニット40)に対して着脱可能とすることにより、ワークWが、搬送板1を介して、各ユニットへと移動することができる。このように、各ユニットを物理的に分けることができるため、特許文献1のように、真空チャンバー内に、帯電ユニット及びアライメントユニットを配置するのではなく、ワークWが帯電固定される搬送板1のみを配置することができる。これにより、真空対策を施す必要がある部材を少なくし、アライメント動作及び積層動作を行うことができる。
The
<反転ユニットについて>
反転ユニット10は、反転ステージ11と、反転ユニット10のX軸方向(矢印III方向:帯電・反転位置A、アライメントステージ位置B)の移動、Z軸方向(矢印IV方向)への移動、及び、Y軸周り(矢印II方向)への回転を行う反転ユニット駆動機構(不図示)と、を備える。反転ステージ11は、反転ステージ11上に搬送板1を載置した状態で固定する搬送板固定機構(不図示)を備える。この搬送板固定機構は、反転ステージ11上に設ける複数の吸着ポートによる真空吸着、メカチャック及び磁力など、又は、これらの組み合わせから構成してもよい。なお、搬送板固定機構による保持力は、搬送板1を固定した反転ステージ11が反転した際に、反転ステージ11から搬送板1が落下しないような値に予め設定されている。
<About the reversing unit>
The reversing
<帯電ユニットについて>
帯電ユニット20は、荷電粒子cを照射する荷電粒子照射部21と、帯電ユニット20のX軸方向(矢印I方向)への移動を行う帯電ユニット駆動機構(不図示)と、を備え、反転ユニット10のZ軸方向の上方に配置されている。荷電粒子照射部21は、荷電粒子cを鉛直方向下側に照射するものであり、例えば、陰イオンや陽イオンを照射するイオナイザであってもよい。この荷電粒子照射部21は、図1に示すように、Y軸方向において、反転ステージ11を覆うように延在する。
<About the charging unit>
The charging
<アライメントユニットについて>
アライメントユニット30は、アライメントステージ31と、アライメントステージ31上に設けられる設置ブロック32と、アライメントステージ31のXYθ軸への移動を行うXYθ軸電動アクチュエータ33と、を備える。さらに、アライメントユニット30は、ワークWの位置合わせ参照用のマークであるアライメントマークを下方より撮像するアライメント撮像ユニット34を備える。以下、それらを順に説明する。
<About the alignment unit>
The
アライメントステージ31は、アライメントステージ31の各角部から中心部に向かって延在し、透明な部材からなる複数の窓部(不図示)と、を備える。
The
設置ブロック32は、Z軸方向からみて、アライメントステージ31の中心に対して、点対称となるように、アライメントステージ31上の外周縁に沿って、複数配置されている。また、設置ブロック32は、上面に、搬送板1を真空吸着させる複数の吸着ポート(不図示)を備える。本実施形態における設置ブロック32は、アライメントステージ31の中心に対して、点対称となるように複数配置されるものであるが、これに限らず、アライメントステージ31上の外周縁を全て囲むように設けてもよい。
A plurality of installation blocks 32 are arranged along the outer peripheral edge on the
XYθ軸電動アクチュエータ33は、ワークWを基準位置へと位置合わせするために、XYθ軸への移動、つまり、XY平面内における移動及び回動を行うことができる。
The XYθ axis
アライメント撮像ユニット34は、アライメント用カメラ(不図示)及びアライメント用照明(不図示)を備えるものであり、複数の窓部を介して、アライメントステージ31の下方からワークWのアライメントマークを撮像する。
The alignment
<搬送ユニットについて>
搬送ユニット40は、真空チャンバー41と、搬送板チャック42と、搬送ユニット40のX軸方向(矢印V方向:アライメントステージ位置B、待機位置C,積層ステージ位置D)及びZ軸方向(矢印IV及びVI方向)への移動を行う搬送ユニット駆動機構(不図示)と、を備える。以下、それらを順に説明する。
<About the transport unit>
The
真空チャンバー41は、略矩形形状の上壁41tと、上壁41tの各外周縁を連続的に囲むように垂下する周壁41sと、を備える。
The
真空チャンバー41の上壁41tには、昇降ピストン43と、一対のガイドシャフト部44と、一対の引き剥がしピストン45とから構成され、真空チャンバー41内における駆動をになう駆動機構が設けられる。まず、昇降ピストン43は、下端が搬送板チャック42に固定されており、Z軸方向に縮んだ待機状態と、Z軸方向(矢印VII方向)に伸張した伸張状態との間を伸縮することにより、搬送板チャック42をZ軸方向(矢印VII方向)に移動させる。また、一対のガイドシャフト部44は、下端が搬送板チャック42にそれぞれ固定されており、昇降ピストン43がZ軸方向に伸縮する際に、搬送板チャック42の水平度を維持するために、昇降ピストン43に同期して伸縮する。さらに、一対の引き剥がしピストン45は、Z軸方向に縮んだ待機状態と、搬送板チャック42の貫通孔42hを介して、Z軸方向(矢印VIII方向)に伸張した移動規制状態との間を伸縮する。なお、この一対の引き剥がしピストン45が、Z軸方向(矢印VIII方向)に伸張した移動規制状態においては、引き剥がしピストン45の下端が、搬送板チャック42の下面と面一となるように設定されている(図5(c)参照)。
The
本実施形態において、昇降ピストン43及び一対の引き剥がしピストン45は、例えば、エアシリンダや油圧シリンダなどにより伸縮自在に構成される。また、本実施形態の真空チャンバー41内の駆動機構は、シール部材を介在させるガイドブロック構造を採用するものであり、これにより、真空チャンバー41の内部空間と外部空間とが、駆動機構を介して流体連通することを防止している。なお、本実施形態における真空チャンバー41内の駆動機構の配置や個数は、単なる例示にすぎず、最適な配置や個数を適宜選択することができる。
In the present embodiment, the elevating
真空チャンバー41の周壁41sの下端には、Z軸方向の下方から見て、閉じた領域を形成するようにシール部材(不図示)が連続して設けられる。この真空チャンバー41のシール部材を、積層ステージ51上に当接及び密着させることにより、真空チャンバー41の内部空間を密閉状態に維持することができる(図4(d)参照)。
A sealing member (not shown) is continuously provided at the lower end of the
搬送板チャック42は、Z軸方向から見て、搬送板1がはみ出さないように保持可能とするように設定された略矩形形状を有し、一対の貫通孔42hと、複数の磁力部42mと、を備える。この一対の貫通孔42hは、引き剥がしピストン45と対応する位置に配置され、引き剥がしピストン45が非接触状態で挿通し得るように、貫通孔42hの直径が、引き剥がしピストン45の直径より大きく設定されている。また、複数の磁力部42mは、搬送板1を搬送板チャック42に磁気固定するためのものであり、永久磁石からなる。
The
本実施形態の搬送板チャック42は、引き剥がしピストン45のZ軸方向の伸縮を許容するように、貫通孔42hを有するものであるが、これに限らず、例えば、搬送板チャック42の外周縁に連続する切り欠き部を設けてもよい。また、本実施形態の磁力部42mは、永久磁石からなるが、これに限らず、例えば、制御手段からの指示により、ON・OFF制御を行う電磁石を用いても良い。なお、本実施形態の搬送板チャック42における貫通孔42h及び磁力部42mの配置や個数は、単なる例示にすぎず、最適な配置や個数を適宜選択することができる。
The
搬送ユニット駆動機構は、搬送ユニット40を、X軸方向(矢印V方向:アライメントステージ位置B、待機位置C,積層ステージ位置D)及びZ軸方向(矢印IV及びVI方向)へと移動させることができる。特に、搬送ユニット駆動機構が、搬送ユニット40を、Z軸方向(矢印IV及びVI方向)へと移動させることにより、搬送板1の回収(図4(b)及び図4(c)参照)や、真空引きに用いられる密閉空間の形成(図4(d)参照)などを行うことができるが、詳細は後述する。
The transport unit drive mechanism may move the
<積層ユニットについて>
積層ユニット50は、ワークWが積層される積層ステージ51を備える。この積層ステージ51は、Z軸方向から見て、搬送ユニット40の真空チャンバー41がはみ出さないように設置可能とするように設定された略矩形形状を有し、真空チャンバー41の周壁41sが積層ステージ51上に着座することにより、密閉空間が形成される。また、積層ステージ51は、真空チャンバー41及び積層ステージ51により形成される密閉空間を、真空引き及び大気開放するための排気ポート(不図示)及び開放ポート(不図示)を備える。さらに、積層ステージ51は、積層ステージ51上にワークWを載置した状態で固定するワーク固定機構(不図示)を備える。
<About the laminated unit>
The
本実施形態における排気ポート及び開放ポートは、積層ステージ51に設けられるものであるが、これに限らず、例えば、真空チャンバー41に設けられても良い。また、本実施形態におけるワーク固定機構は、ワークWが積層ステージ51上に固定されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、真空吸着や接着剤による貼り付け等を採用することができる。ここで、ワーク固定機構が真空吸着である場合には、ワークWの真空吸着における真空度を、真空チャンバー41内に形成される密閉空間の真空度に比べ、大きく設定する。
The exhaust port and the open port in the present embodiment are provided in the stacking
<搬送板回収ユニットについて>
搬送板回収ユニット60は、把持手段61と、除電手段62と、搬送板回収ユニット60のX軸方向(矢印IX方向)への移動を行う搬送板回収ユニット駆動機構(不図示)と、を備える。以下、それらを順に説明する。
<About the transport plate recovery unit>
The transport
把持手段61は、搬送板1を上下方向より把持するともに、搬送板1を、XY平面内(XY軸方向及びθ方向)(図6(d)参照)へと移動させることができる。この把持手段61は、搬送板1を把持できれば、どのような形態であってもよく、例えば、電動アクチュエータやエアアクチュエータなどにより駆動されるメカハンドやプッシャーなどを採用してもよい。
The gripping means 61 can grip the
除電手段62は、電荷中和に必要な電荷を生成し、この電荷を除電エアiとして、帯電物体(搬送板1の一側1aに設けられる絶縁体)へと供給するイオナイザからなる。この除電手段62が、図6(c)に示すように、搬送板1の一側1aに設けられる絶縁体に対して、除電エアiを流し込むことにより、搬送板1と積層体Lの最上部との静電吸着力を積極的に低下させる。
The static elimination means 62 comprises an ionizer that generates charges necessary for charge neutralization and supplies the charges as static elimination air i to a charged object (insulator provided on one
本実施形態における除電手段62は、イオナイザを採用するものであるが、これに加え、例えば、搬送板1の一側1aに設けられる絶縁体を、ワークWが載置される領域より広く形成し、この絶縁体の外周縁を導電性がある把持手段61で直接把持するものを採用してもよい。これにより、絶縁体の外周縁及び把持手段61を介して、絶縁体における電荷中和が行われるため、搬送板1と積層体Lの最上部との静電吸着力をより積極的に低下させることができる。
The static elimination means 62 in the present embodiment employs an ionizer, but in addition to this, for example, an insulator provided on one
搬送板回収ユニット駆動機構は、把持手段61を、搬送板1に近接させるとともに、除電手段62を、積層ステージ51に近接させるように、それぞれをX軸方向(矢印IX方向)へと移動させることができる。
The transport plate recovery unit drive mechanism moves the gripping means 61 close to the
<ワークの積層工程について>
図3乃至図6を用いて、具体的な真空積層装置100におけるワークWの積層工程を順に説明する。なお、各ユニット(反転ユニット10、帯電ユニット20、アライメントユニット30、搬送ユニット40、積層ユニット50、及び、搬送板回収ユニット60)の駆動は、制御手段を主体とし、制御手段からの指示により実行される。ここで、このワークの積層工程において、搬送板1は、常に、各ユニットの何れかに、固定されているため、ワークWの位置合わせや搬送などを安定した状態で行うことができる。
<About the work laminating process>
The laminating process of the work W in the specific
<帯電動作について>
まず、図3(a)に示すように、帯電・反転位置Aに配置された反転ステージ11上に、搬送板供給ユニット(不図示)により、搬送板1の他側1bが接触するように載置されるとともに、搬送板1が、搬送板固定機構により、反転ステージ11に固定される。次に、搬送板1の一側1aに設けられる絶縁体上に、ワーク供給ユニット(不図示)により、粘着層a及び保護層pが設けられていないワークWの面(第2面)が接触するように載置される。さらに、反転ステージ11の上方を横切るように、帯電ユニット駆動機構により、帯電ユニット20が、X軸方向(矢印I(1)方向)に移動される。この際、荷電粒子cが、荷電粒子照射部21から下方に向けて照射されることにより、搬送板1の一側1aに設けられる絶縁体が、面的に帯電され、この絶縁体を介して、ワークWが搬送板1の一側1aに帯電固定される。ここで、図1に示すように、ワークWが載置された搬送板1の一側1aを、Z軸方向から見ると、ワークWが載置されていない領域がワークWを囲むように、形成されている。
<About charging operation>
First, as shown in FIG. 3A, the transfer plate supply unit (not shown) is placed on the reversing
本実施形態における帯電動作は、反転ステージ11に固定された搬送板1上にワークWを載置した後に、帯電ユニット20により、ワークWを絶縁体に帯電固定させるものとしたが、これに限らない。例えば、反転ステージ11に固定された搬送板1上にワークWを載置する前に、帯電ユニット20により、搬送板1の絶縁体を帯電させて、その後、ワークWを絶縁体に帯電固定させてもよい。なお、本実施形態の帯電動作のように、反転ステージ11に固定された搬送板1上にワークWを載置した後に、ワークWを絶縁体に帯電固定させることにより、搬送板1におけるワークWの位置ずれや、シワの発生などを抑制できるとともに、絶縁体からの放電の危険性や、絶縁体にコンタミメーションが発生することなどを抑制することができる。
In the charging operation in the present embodiment, after the work W is placed on the
<反転ユニットによる反転及び搬送動作について>
まず、図3(b)に示すように、搬送板1に帯電固定されたワークWに設けられる保護層pが、剥離ユニット(不図示)により、剥離される。これにより、搬送板1上に帯電固定されたワークWは、粘着性を有する粘着層aを片面側のみに設けたワークW(以下、「粘着剤付きワークWa」という)となる。その後、反転ユニット10が、反転ユニット駆動機構により、Y軸周り(矢印II(2)方向)に180°回転されるとともに、粘着剤付きワークWaの粘着層aが、下方を向くように配置される。ここで、搬送板固定機構による反転ステージ11に対する搬送板1の他側1bの固定保持力、及び、帯電固定による搬送板1の一側1aに対する粘着剤付きワークWaの静電吸着力は、反転ステージ11が反転した際に、搬送板1及び粘着剤付きワークWaが反転ステージ11から落下しないような値に、予め設定されている。
<About reversing and transport operation by reversing unit>
First, as shown in FIG. 3B, the protective layer p provided on the work W charged and fixed to the
本実施形態においては、搬送板1上に帯電固定されるワークWとして、粘着層a及び保護層pを片面側のみに設けるワークWを採用するものであるが、これに限らず、例えば、粘着層a及び保護層pを両面側に設けるワークWや、粘着層a及び保護層pを両面側に設けないワークWを採用してもよい。なお、搬送板1上に帯電固定されるワークWとして、粘着層a及び保護層pを両面側に設けるワークWを採用する場合には、ワークWの何れかの面の保護層pが、搬送板1の一側1aの絶縁体上に直接載置される。
In the present embodiment, as the work W charged and fixed on the
次に、図3(c)に示すように、反転ユニット10が、反転ユニット駆動機構により、帯電・反転位置Aからアライメントステージ位置Bへと、X軸方向(矢印III(3)方向)に移動された後、Z軸方向の下方(矢印IV(4)方向)へと移動される。これにより、搬送板1の一側1aのワークWaが載置されていない領域を、アライメントユニット30の設置ブロック32の上面に当接させる。そして、搬送板1を設置ブロック32の上面に吸着固定させた後、搬送板固定機構による反転ステージ11に対する搬送板1の他側1bへの固定を解除する。その後、図3(d)に示すように、反転ユニット10が、反転ユニット駆動機構により、Z軸方向の上方(矢印IV(5)方向)に移動された後、アライメントステージ位置Bから帯電・反転位置Aへと、X軸方向(矢印III(6)方向)に移動される。
Next, as shown in FIG. 3C, the reversing
<アライメント動作について>
図3(d)に示すように、アライメント撮像ユニット34が、粘着剤付きワークWaに設けられた一対のアライメントマークを下方より撮像する。この撮像された画像は、画像処理装置(不図示)に送信され、画像処理により、一対のアライメントマークのそれぞれの位置が算出されるとともに、この算出された一対のアライメントマークの位置と予め定められた基準位置との誤差が算出される。ここで、この誤差が所定範囲内であれば、粘着剤付きワークWaの位置合わせが適切に行われたものと判断され、粘着剤付きワークWaの位置合わせ動作を終了にする。一方、この誤差が所定範囲外であれば、粘着剤付きワークWaの位置合わせが適切に行われなかったものと判断される。この際、XYθ軸電動アクチュエータ33が、誤差が最小となるように、アライメントステージ31、設置ブロック32及び搬送板1を介して、粘着剤付きワークWaのXYθ軸への移動を行う。この予め定められた基準位置への位置合わせは、誤差が所定範囲内となるまで続けられる。
<Alignment operation>
As shown in FIG. 3D, the
本実施形態におけるアライメント動作は、粘着剤付きワークWaとアライメントステージ31とが非接触状態において行われるため、粘着層aに埃等が付着することなく、円滑に行うことができる。
Since the alignment operation in the present embodiment is performed in a non-contact state between the work Wa with the adhesive and the
<搬送ユニットによる搬送動作について>
搬送ユニットによる搬送動作について、図4(a)乃至図4(d)を用いて、搬送板の磁気固定状態及び搬送状態の2つの状態に分けてそれぞれ説明する。
<Transfer operation by transport unit>
The transport operation by the transport unit will be described separately in two states, a magnetically fixed state and a transport state, of the transport plate, using FIGS. 4 (a) to 4 (d).
(搬送板の磁気固定状態)
搬送ユニット40は、昇降ピストン43及び引き剥がしピストン45を縮めた待機状態で、待機位置Cに停止している。まず、アライメントユニット30において、粘着剤付きワークWaの位置合わせが適切に行われたと判断されると、図4(a)に示すように、搬送ユニット40が、搬送ユニット駆動機構により、待機位置Cからアライメントステージ位置Bへと、X軸方向(矢印V(7)方向)に移動される。その後、図4(b)に示すように、搬送ユニット40が、搬送ユニット駆動機構により、Z軸方向の下方(矢印IV(8)方向)に移動され、搬送板チャック42が、搬送板1の他側1bに当接される。この際、磁性体からなる搬送板1が、永久磁石からなる複数の磁力部42mにより、搬送板チャック42に磁気固定される。ここで、搬送板1において、Z軸方向の下方に作用する設置ブロック32への吸着保持力が、Z軸方向の上方に作用する磁力部42mへの磁力より大きく設定されている。これにより、搬送板1が、設置ブロック32から浮上することなく、設置ブロック32に吸着固定された状態で、搬送板チャック42に磁気固定されるため、搬送板1上に帯電固定された粘着剤付きワークWaの位置がずれることを防止できる。
(Magnetic fixing state of the transport plate)
The
本実施形態において、磁力部42mは、永久磁石を採用するものであるが、これに代えて、ON・OFF制御を行う電磁石を採用する場合には、搬送板チャック42が、搬送板1の他側1bに当接する前後のタイミングで、OFF制御からON制御へと切り換えて、磁力を発生させてもよい。
In the present embodiment, the
(搬送状態)
まず、設置ブロック32の上面に対する搬送板1の一側1aの吸着固定を解除した後、図4(c)に示すように、搬送ユニット40が、搬送ユニット駆動機構により、Z軸方向の上方(矢印IV(9)方向)に移動される。その後、図4(d)に示すように、搬送ユニット40が、搬送ユニット駆動機構により、アライメントステージ位置Bから積層ステージ位置Dへと、X軸方向(矢印V(10)方向)に移動された後、Z軸方向の下方(矢印VI(11)方向)に移動される。これにより、真空チャンバー41の周壁41sの下端に設けられるシール部材が、積層ステージ51に当接及び密着することにより、真空チャンバー41内に密閉空間(内部圧力は大気圧Pa)が形成される。この際、搬送板1に帯電固定された粘着剤付きワークWa、及び、積層ステージ51に積層されている積層体Lは、非接触状態で上下方向に対向配置される。
(Transport state)
First, after releasing the suction fixing of one
ここで、積層ステージ51に積層されている積層体Lにおいて、最下部のワークWのみが、粘着層aを設けないワークWであり、ワーク固定機構により、積層ステージ51に固定されており、その他のワークWは、粘着剤付きワークWaからなり、互いの接着力により固定されている。本実施形態において、搬送ユニット駆動機構により、積層ステージ51に対する真空チャンバー41の押圧力が、所望の値となるように調整することにより、真空チャンバー41内に形成される密閉空間の気密度を高めている。
Here, in the laminated body L laminated on the
<積層動作について>
ここから、積層動作について、図5(a)乃至図5(e)を用いて、真空引き状態、積層状態及び搬送板の磁気固定解除状態の3つの状態に分けてそれぞれ説明する。なお、図5(b)乃至図5(e)において、昇降ピストン43又は一対の引き剥がしピストン45の動作を把握し易くするために、動作状態にある部材を灰色で示している。
<About stacking operation>
From here, the laminating operation will be described separately in three states, a vacuum drawing state, a laminating state, and a magnetic fixing release state of the transport plate, using FIGS. 5 (a) to 5 (e). In addition, in FIGS. 5 (b) to 5 (e), in order to make it easy to grasp the operation of the elevating
(真空引き状態)
まず、図5(a)に示すように、真空チャンバー41内に形成された密閉空間内の気体が、積層ステージ51に設けられる排気ポートを介して、排気されることにより、真空引きが行われる(図中のドット領域参照)。この密閉空間内における真空圧Pvは、例えば、-100(kpa)程度に設定されている。ここで、粘着剤付きワークWaは、搬送板1に帯電固定されるとともに、搬送板1は、搬送板チャック42に磁気固定されるため、真空下においても、粘着剤付きワークWaや搬送板1が搬送板チャック42から落下することはない。
(Vacuum state)
First, as shown in FIG. 5A, the gas in the closed space formed in the
(積層状態)
真空チャンバー41内の真空圧Pvが所望の値に達した後、図5(b)に示すように、昇降ピストン43は、伸張状態へと移行し、搬送板チャック42が、Z軸方向の下方(矢印VII(12)方向)に移動される。そして、搬送板1に帯電固定された粘着剤付きワークWaが、積層ステージ51に積層されている積層体Lの最上部に当接される。さらに、この状態から、昇降ピストン43は、粘着剤付きワークWaに用いられている粘着剤の種類により、予め設定されている押し込み量だけ、搬送板チャック42を、Z軸方向の下方(矢印VII(12)方向)へと移動させる。これにより、搬送板1に帯電固定された粘着剤付きワークWaは、接着力により積層体Lと一体的に積層される。
(Laminated state)
After the vacuum pressure Pv in the
本実施形態において、搬送板1に帯電固定された粘着剤付きワークWaと、積層ステージ51に積層されている積層体Lとの間の空間を真空引きした後に、粘着剤付きワークWaが、積層体Lへと一体的に積層されることにより、積層体Lの層間への空気の混入が防止される。また、本実施形態において、搬送ユニット40は、単に、搬送板1の搬送を行うのみならず、密閉空間の形成や、ワークWの積層などを行うことができるため、真空積層装置100を構成する各ユニットの簡略化や、コストの削減を行うことができる。なお、本実施形態の積層動作において、積層体Lの積層精度をさらに向上させるために、例えば、ピンガイド積層方式、つまり、積層ステージ51及び搬送板チャック42に設けたピン及びガイド穴を互いに係合させて、積層を行う方法を採用してもよい。
In the present embodiment, after the space between the work Wa with an adhesive charged and fixed to the
(搬送板の磁気固定解除状態)
まず、図5(c)に示すように、一対の引き剥がしピストン45が、Z軸方向の下方(矢印VIII(13)方向)へと伸張されるとともに、搬送板チャック42に設けられる貫通孔42hを非接触状態で挿通される。そして、引き剥がしピストン45の下端が、搬送板チャック42の下面と面一となる位置、つまり、搬送板1の他側1bに当接する位置に達した状態で、引き剥がしピストン45の伸張が停止される。ここで、引き剥がしピストン45は、下端が搬送板1に当接するとともに、堅固に固定された移動規制状態となっているため、搬送板1のZ軸方向の上方への移動が規制される。
(Magnetic fixing release state of the transport plate)
First, as shown in FIG. 5 (c), the pair of peeling
次に、図5(d)に示すように、昇降ピストン43により、搬送板チャック42は、Z軸方向の上方(矢印VII(14)方向)に移動されるとともに、縮んだ待機状態に置かれる。この際、搬送板1に作用する磁力部42mの磁力より大きい力が、昇降ピストン43により、搬送板チャック42に負荷されて、搬送板チャック42と搬送板1との磁気固定が解除される。また、引き剥がしピストン45により、搬送板1のZ軸方向の上方への移動が規制されているため、積層体Lの層間には、引き剥がされるような外力が負荷されず、積層体Lの積層精度を維持することができる。そして、図5(e)に示すように、一対の引き剥がしピストン45は、Z軸方向の上方(矢印VIII(15)方向)に移動され、縮んだ待機状態に置かれる。
Next, as shown in FIG. 5D, the
本実施形態において、磁力部42mは、永久磁石を採用するものであるが、これに代えて、ON・OFF制御を行う電磁石を採用する場合には、引き剥がしピストン45の下端が、搬送板1の他側1bに当接する前後のタイミングで、ON制御からOFF制御へと切り換えて、磁力を消失させてもよい。
In the present embodiment, the
<搬送板の回収動作について>
搬送板の回収動作について、図6(a)乃至図6(e)を用いて、回収準備状態及び回収状態の2つの状態に分けてそれぞれ説明する。なお、図6(a)乃至図6(c)、図6(e)は、搬送板1の回収動作を説明する断面模式図であり、図6(d)は、図6(c)における搬送板1及び積層体Lのみを示す平面模式図である。
<About the collection operation of the transport plate>
The recovery operation of the transport plate will be described separately in two states, a recovery preparation state and a recovery state, using FIGS. 6 (a) to 6 (e). 6 (a) to 6 (c) and 6 (e) are schematic cross-sectional views illustrating the recovery operation of the
(回収準備状態)
まず、図6(a)に示すように、真空チャンバー41内に形成される密閉空間内へと、積層ステージ51に設けられる開放ポートを介して、気体を供給し、内部圧力が大気圧Paとなるように大気開放が行われる。そして、図6(b)に示すように、搬送ユニット40が、搬送ユニット駆動機構により、Z軸方向の上方(矢印VI(16)方向)に移動された後、積層ステージ位置Dから待機位置Cへと、X軸方向(矢印V(17)方向)に移動される。
(Preparation for collection)
First, as shown in FIG. 6A, gas is supplied into the closed space formed in the
(回収状態)
図6(c)に示すように、搬送板回収ユニット60が、搬送板回収ユニット駆動機構により、X軸方向(矢印IX方向)に移動されることにより、把持手段61が、搬送板1に近接されるとともに、除電手段62が、積層ステージ51に近接される。そして、把持手段61により、把持位置Gにおいて搬送板1が、上下方向から把持された後、図6(d)に示すように、搬送板1がXY平面内(XY軸方向及びθ方向)に移動される。加えて、除電手段62により、搬送板1と積層体Lとの間には、除電エアiが流し込まれる。
(Recovery status)
As shown in FIG. 6C, the transport
ここで、把持手段61及び除電手段62を用いた除電メカニズムについて説明する。まず、積層体Lの最上部に積層された粘着剤付きワークWaと搬送板1との間の帯電固定は、Z軸方向への引張力に対しては、強固であるが、XY平面に平行なせん断力に対しては、比較的容易に横ずれを生じる。このため、図6(d)に示すように、積層体Lの位置は、固定されたままで、把持手段61により、搬送板1が、積層体Lに対して、XY平面内へとスライドされる。この際、搬送板1と積層体Lとの間には、除電手段62により、除電エアiが流し込まれるため、積層体Lの最上部に積層された粘着剤付きワークWaと搬送板1との静電吸着力は、絶縁体の外側から内側に向かって順に弱まっていく。このスライド及び除電エアiの流し込みが繰り返されることにより、搬送板1が積層体Lから分離され、回収される。その結果、図6(e)に示すように、積層ステージ51上には、粘着剤付きワークWaが、積層体Lの最上部に一体的に積層される。
Here, a static elimination mechanism using the gripping
本実施形態において、搬送板1を積層体Lから分離し回収する際に、積層体Lの層間には、引き剥がされるような外力が負荷されないため、層間に空気が混入することを防止できる。また、本実施形態におけるワークWは、粘着剤付きワークWaを用いて説明したが、これに代えて、粘着層a及び保護層pを両面側に設けるワークWを用いる場合には、ワークWが積層体Lに積層された後に、ワークWの上面側に位置する保護層pが剥離されてもよい。さらに、本実施形態において、積層体Lにおける層間の粘着剤の接着力が、積層体Lと搬送板1との静電吸着力より比較的大きい場合には、搬送板1は、把持手段61により、XY平面内に移動されるのに加え、Z軸方向へと移動されてもよい。これは、把持手段61により、積層体Lに対してZ軸方向の外力が負荷されても、積層体Lの層間が引き剥がされないため、層間への空気の混入を防止することや、積層精度を維持することができるためである。
In the present embodiment, when the
以上のように、一枚のワークWを積層体Lに積層する積層工程について説明したが、さらなるワークWを積層体Lに積層する必要がある場合には、積層工程(図3乃至6)を必要枚数分さらに繰り返すことにより、所望の積層体Lを形成することができる。 As described above, the laminating step of laminating one work W on the laminated body L has been described, but when it is necessary to further laminate the work W on the laminated body L, the laminating step (FIGS. 3 to 6) is performed. By repeating the process for the required number of sheets, the desired laminated body L can be formed.
100 真空積層装置
1 搬送板
10 反転ユニット(反転手段)
11 反転ステージ
20 帯電ユニット(帯電手段)
30 アライメントユニット(アライメント手段)
31 アライメントステージ
32 設置ブロック
40 搬送ユニット(搬送手段)
41 真空チャンバー
42 搬送板チャック
43 昇降ピストン
44 ガイドシャフト部
45 引き剥がしピストン
50 積層ユニット(積層手段)
51 積層ステージ
60 搬送板回収ユニット(搬送板回収手段)
61 把持手段
62 除電手段
A 帯電・反転位置
B アライメントステージ位置
C 待機位置
D 積層ステージ位置
L 積層体
W ワーク
Wa 粘着剤付きワーク
100
11
30 Alignment unit (alignment means)
31
41
51
61
Claims (8)
前記ワークを保持する搬送板と、
前記搬送板を固定支持しつつ、前記搬送板に保持された前記ワークの位置合わせを行うアライメント手段と、
真空下において、位置合せされた前記ワークを積層ステージ上に積層する積層手段と、
前記アライメント手段と前記積層手段との間を移動し、前記ワークが前記搬送板に保持された状態において、前記搬送板を固定支持しつつ、前記アライメント手段から前記積層手段へと前記ワークを搬送する搬送手段と、を備え、
前記搬送板は、前記アライメント手段及び前記搬送手段のそれぞれと着脱可能であり、一側に前記ワークを帯電固定し、他側が前記搬送手段と磁気固定されることを特徴とする真空積層装置。 A vacuum stacking device that sequentially stacks multiple workpieces.
A transport plate that holds the work and
An alignment means for aligning the work held by the transport plate while fixing and supporting the transport plate.
Laminating means for laminating the aligned workpieces on the laminating stage under vacuum.
The work is transported from the alignment means to the stacking means while moving between the alignment means and the laminating means, and while the work is held by the transport plate, the transport plate is fixedly supported. Equipped with a means of transportation,
The transport plate is detachable from each of the alignment means and the transport means, and is characterized in that the work is charged and fixed on one side and magnetically fixed on the other side with the transport means.
前記搬送板は、前記ワークと前記アライメントステージとが非接触状態となるように、前記設置ブロックに載置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の真空積層装置。 The alignment means includes an alignment stage and an installation block on the alignment stage.
The vacuum laminating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transport plate is placed on the installation block so that the work and the alignment stage are in a non-contact state. ..
前記搬送板回収手段は、前記搬送板に対して除電を行って前記ワークから前記搬送板を剥離可能とし、前記搬送板を回収することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の真空積層装置。 Further equipped with a transport plate collection means,
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the transport plate collecting means collects the transport plate by removing static electricity from the transport plate so that the transport plate can be peeled off from the work. The vacuum stacking device described.
搬送板の一側に前記ワークを帯電固定するステップと、
前記搬送板をアライメントステージに固定支持した状態で、前記搬送板に帯電固定された前記ワークの位置合わせを行うステップと、
前記搬送板の一側に前記ワークを帯電固定した状態で、前記搬送板の他側を磁気固定し、前記アライメントステージから積層ステージへと、位置合せされた前記ワークを搬送するステップと、
真空下において、前記積層ステージ上に位置合せされた前記ワークを積層するステップと、
を備えることを特徴とする積層体の製造方法。 It is a method of manufacturing a laminated body in which a plurality of workpieces are sequentially laminated.
A step of charging and fixing the work on one side of the transport plate,
A step of aligning the work charged and fixed to the transport plate while the transport plate is fixedly supported by the alignment stage, and
With the work charged and fixed to one side of the transport plate, the other side of the transport plate is magnetically fixed, and the aligned work is transported from the alignment stage to the laminated stage.
A step of laminating the work aligned on the laminating stage under vacuum, and a step of laminating the work.
A method for manufacturing a laminated body, which comprises the above.
Priority Applications (4)
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