JP2022129011A

JP2022129011A - シートの貼着装置

Info

Publication number: JP2022129011A
Application number: JP2021027535A
Authority: JP
Inventors: 章文鈴木; Akifumi Suzuki; 昌照木村; Masamitsu Kimura
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-09-05

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着する際の空気の噛み込みを抑制できるシートの貼着装置を提供すること。【解決手段】シートの貼着装置１は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００へ熱可塑性樹脂からなるシート１１０を押圧する押圧板２０の一端側に設けられた回転軸３３で押圧板２０を開閉させ、押圧板２０の押圧面２１でシート１１０を被加工物１００に押圧する押圧位置と、チャックテーブル１０が露出する開放位置とに押圧板２０を位置付ける開閉ユニット３０を有する。シートの貼着装置１は、押圧板２０の押圧面２１にはシート状の弾性部材６０が敷設されており、開放位置から押圧位置へと押圧板２０を被加工物１００に向かって徐々に傾けることで、被加工物１００の一端１０８から他端１０９へと、シート保持部５０に保持されたシート１１０を弾性部材６０を介して押圧する。【選択図】図２

Description

本発明は、シートの貼着装置に関する。

半導体ウエーハやパッケージ基板などの被加工物を研削して薄化したり分割したりする際、デバイスが損傷しないよう、保護テープが貼着される。保護テープは、ダイシングテープやグラインドテープと呼ばれ、基材層と粘着層から構成される樹脂製の粘着テープであり、加工終了後、被加工物は粘着テープから剥離される。剥離された被加工物には、粘着層の残渣が残り、デバイスへの悪影響がある場合がある。そこで、粘着層のない、熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着で固定し加工する加工方法が開発されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１９－２０１０１６号公報

熱可塑性樹脂からなるシートは、粘着層が無いため、被加工物には残渣が残らないという効果があるが、軟化点以上の温度で加熱しつつ貼着する必要があり、通常粘着テープの貼着で用いるローラーによる貼着が難しいという問題があった。また、粘着層が無いため、空気の噛み込みを残したまま加熱を停止すると、加熱無しに再び貼り付けることが難しいため、空気の噛み込み無く熱圧着を実施したいという要望があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着する際の空気の噛み込みを抑制できるシートの貼着装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のシートの貼着装置は、板状の被加工物に熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着して固定するシートの貼着装置であって、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、被加工物を覆う大きさの押圧面で、該チャックテーブルに保持された被加工物へ該シートを押圧する押圧板と、該押圧板の一端側に設けられた回転軸で該押圧板を開閉させ、該押圧面で該シートを被加工物に押圧する押圧位置と、該チャックテーブルが露出する開放位置とに該押圧板を位置付ける開閉ユニットと、該シートを軟化させる発熱手段と、該シートを保持するシート保持部と、を有し、該押圧板の該押圧面にはシート状の弾性部材が敷設されており、該開放位置から該押圧位置へと該押圧板を被加工物に向かって徐々に傾けることで、被加工物の一端から他端へと、該シート保持部に保持された該シートを該弾性部材を介して押圧することを特徴とする。

該弾性部材の体積弾性率は、１０ＭＰａ以下であり、厚さは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

該発熱手段は該押圧板に設けられ、該弾性部材は該シートより軟化点温度が高く耐熱性を有することが好ましい。

本発明は、熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着する際の空気の噛み込みを抑制できる。

図１は、実施形態１に係るシートの貼着装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１のシートの貼着装置の断面図である。図３は、図１のシートの貼着装置の断面図である。図４は、実施形態２に係るシートの貼着装置の構成例を示す斜視図である。図５は、図４のシートの貼着装置の断面図である。図６は、図４のシートの貼着装置の断面図である。図７は、変形例に係るシートの貼着装置の構成例を示す断面図である。図８は、実施形態１及び実施形態２に係るシートの貼着装置の作用効果を説明する図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るシートの貼着装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るシートの貼着装置１の構成例を示す斜視図である。図２及び図３は、図１のシートの貼着装置１の断面図である。実施形態１に係るシートの貼着装置１は、図１、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１０と、押圧板２０と、開閉ユニット３０と、発熱手段４０と、シート保持部５０と、弾性部材６０と、制御ユニット７０と、を備える。

実施形態１において、シートの貼着装置１が熱可塑性樹脂からなるシート１１０を熱圧着して固定する被加工物１００は、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素、ガラスなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどである。被加工物１００は、実施形態１では、図１に示すように、表面１０１の格子状に形成される複数の分割予定ライン１０２によって区画された領域にデバイス１０３が形成されている。被加工物１００は、本発明では板状であればよく、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。

シート１１０は、面方向に、シート１１０が熱圧着される被加工物１００の一方の面を覆う大きさを有する。また、シート１１０は、シート１１０が熱圧着される被加工物１００の一方の面に電極バンプ等の凹凸を有する場合、当該凹凸を覆うことが可能なように、当該凹凸より厚く形成されている。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、実施形態１では、軟化点より低温の硬化状態では、流動性を有さない剛体であり、実質的に粘着剤のような粘着性を有さないため、被加工物１００の一方の面と過度に粘着することが抑制される。また、シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、軟化点より高温の軟化状態では、流動性を有するものの、実質的に粘着剤のような粘着性は概ね見られないため、被加工物１００の一方の面と過度に粘着することが低減される。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、具体的には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ビニル系樹脂、ポリアセタール、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリ（４－メチル－１－ペンテン），ポリ（１－ブテン）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン－６，ナイロン－６６，ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレン、エーテルポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、エチレン－不飽和カルボン酸共重合樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂、アイオノマー、エチレン－酢酸ビニル－無水マレイン酸三元共重合樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体ケン化樹脂、並びに、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に使用される上記のエチレン－不飽和カルボン酸共重合体を構成する不飽和カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、及び、無水イタコン酸等が例示される。ここで、エチレン－不飽和カルボン酸共重合体は、エチレンと不飽和カルボン酸の２元共重合体のみならず、更に他の単量体が共重合された多元共重合体を包含するものである。エチレン－不飽和カルボン酸共重合体に共重合されていてもよい上記他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルのような不飽和カルボン酸エステルなどが例示される。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂の軟化点は、実施形態１では、０℃以上３００℃以下の範囲内の温度である。シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、上で例示した化合物群が使用されるので、軟化点が０℃以上３００℃以下の範囲内の温度となる。シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、上で例示した異なる種類の化合物を混ぜることで、軟化点を調整することができ、例えば、軟化点をドライ研磨加工中の被加工物１００の温度である４０℃～１００℃程度よりも高い温度に調整することで、ドライ研磨加工中に軟化状態となることを防止することができる。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、被加工物１００に接触してデバイス１０３に侵入することでデバイス１０３の動作不良が生じる可能性がある金属であるナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない。なお、ナトリウム及び亜鉛は、一般的に粘着テープの基材層にコシ（すなわち、しなやかさ及び丈夫さ）を持たせるために意図的に添加されるものであり、意図的に添加しなければ基本的に含まれない。ここで、シート１１０を構成する熱可塑性樹脂がナトリウム及び亜鉛のいずれも含まないとは、シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に対して実施可能な本出願時点で周知の成分検出方法、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry、ＩＣＰ－ＭＳ）や二次イオン質量分析法（Secondary Ion Mass Spectrometry、ＳＩＭＳ）等を用いて熱可塑性樹脂を分析しても、ナトリウム及び亜鉛のいずれもが検出限界以下であることをいう。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、大きさが０．１ｎｍ以上４００ｎｍ以下のフィラーが混合されている。フィラーは、実施形態１では、粒状であるが、本発明ではこれに限定されず、繊維のような柱状等の形状を有していてもよい。なお、本明細書では、フィラーの大きさは、フィラーの粒子径で定義される。粒子径の表し方には、幾何学的径、相当径等の既知の手法がある。幾何学的径には、フェレー（Feret）径、定方向最大径（即ち、Krummbein径）、Martin径、ふるい径等があり、相当径には、投影面積円相当径（即ち、Heywood径）、等表面積球相当径、等体積球相当径、ストークス径、光散乱径等がある。フィラーが繊維のような柱状等の形状を有している場合でも、前述のフィラーが粒状である場合と同様の方法で、フィラーの大きさを定義できる。また、本明細書では、大きさが０．１ｎｍ以上４００ｎｍ以下のフィラーのことを、ｎｍオーダーの大きさのフィラーであるとして、ナノフィラーと適宜称する。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、このようなナノフィラーが混合されることにより、混合されているナノフィラーの大きさが可視光の波長よりも小さく、可視光を吸収または散乱できないため、透明に近くなり、シート１１０越しに被加工物１００を観察する事を妨げないため、シート１１０越しにデバイス１０３を観察するアライメントが容易に実施出来る。なお、４００ｎｍより大きいフィラーが混合された熱可塑性樹脂を用いて形成されるシートは、混合されているフィラーが可視光を吸収または散乱する割合が大きくなってしまい、透明度が落ちてしまう可能性がある。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、全フィラーのうちナノフィラーが混合された割合が５０ｗｔ％（質量％）を超えて含まれることが好ましい。なお、例えば、全フィラーのうち大きさが５００ｎｍのフィラーをそれぞれ４０ｗｔ％、５０ｗｔ％、６０ｗｔ％の割合で混合したところ、４０ｗｔ％の場合には、この熱可塑性樹脂を成形して得られるシート１１０越しに観察するデバイス１０３の視認性が良好であったが、５０ｗｔ％、６０ｗｔ％の場合には、この熱可塑性樹脂を成形して得られるシート１１０越しにデバイス１０３の視認はできるものの、４０ｗｔ％の場合と比較してその視認性が低下した。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に混合されるナノフィラーは、熱可塑性樹脂より熱膨張係数が小さい充填剤である。シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に混合されるナノフィラーは、熱可塑性樹脂より熱膨張係数が小さい無機充填剤または有機充填剤が好適に使用される。シート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、このようなナノフィラーが混合されることにより、シート１１０が、シート１１０を被加工物１００に熱圧着した後に冷却する際に、収縮することを低減及び防止することができ、これに伴い、シート１１０を熱圧着して固定した被加工物１００が撓んだり変形したりすることを防止することができる。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に混合されるナノフィラーは、無機充填剤であることが好ましく、具体的には、溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレー、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化鉄、酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、マイカ、ガラス、石英、雲母等が好適に使用される。また、シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に混合されるナノフィラーは、上記の２種類以上を混合して使用しても良い。シート１１０を構成する熱可塑性樹脂に混合されるナノフィラーは、上記した無機充填剤のうち、溶融シリカや結晶性シリカ等のシリカ類が使用されることが好ましく、この場合、ナノフィラーのコストを好適に抑制することができる。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂のうちナノフィラーの含有割合（混合割合）は、０．０１ｗｔ％～９０ｗｔ％の範囲で変更可能であり、ナノフィラーの含有割合が多い方が、シート１１０の熱膨張係数が小さくなり、ドレッシング効果も高くなるが、多すぎるとシート１１０の全体が脆くなる可能性があるため、適宜の割合を選択してシート１１０が形成される。

シート１１０を構成する熱可塑性樹脂には、フィラーの他に、酸化防止剤、光安定剤、バインダー樹脂、帯電防止剤、シランカップリング剤、離型剤、界面活性剤、染料、顔料、蛍光剤、紫外線吸収剤等の種々の配合剤を必要に応じて添加することができる。

チャックテーブル１０は、凹部が形成された円盤状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部と、を備える。チャックテーブル１０の吸着部は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０の吸着部の上面は、被加工物１００を吸引保持する保持面１１である。保持面１１とチャックテーブル１０の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面に平行な図１のＸＹ平面に沿って形成される。

押圧板２０は、図１、図２及び図３に示すように、被加工物１００を覆う大きさの平坦な押圧面２１を有する。押圧板２０は、チャックテーブル１０の上方に設けられ、押圧面２１で、弾性部材６０を介して、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００へシート１１０を押圧する。

開閉ユニット３０は、図２及び図３に示すように、ヒンジ３１と、駆動部３２とを有する。ヒンジ３１は、チャックテーブル１０及び押圧板２０の一端側に設けられている。ヒンジ３１は、チャックテーブル１０及び押圧板２０の一端側において、水平方向に平行で、かつ、径方向に直交する回転軸３３が設けられている。ヒンジ３１は、押圧板２０をチャックテーブル１０に対して相対的に回転軸３３周りに回動可能に支持する。駆動部３２は、ヒンジ３１または押圧板２０に接続して設けられ、押圧板２０をチャックテーブル１０に対して相対的に回転軸３３周りに回動させる。

開閉ユニット３０は、駆動部３２により押圧板２０をチャックテーブル１０に対して相対的に回転軸３３周りに回動させることにより、チャックテーブル１０の保持面１１側に対して押圧板２０を開閉移動させ、押圧位置と開放位置との間に押圧板２０を位置付ける。ここで、押圧位置は、チャックテーブル１０に対して押圧板２０を最も閉じる方向に移動させたときの押圧板２０の位置であり、押圧板２０の押圧面２１がチャックテーブル１０の保持面１１と鉛直方向に対向して、押圧板２０がチャックテーブル１０の保持面１１側を覆い、押圧面２１で弾性部材６０を介してチャックテーブル１０に保持された被加工物１００の全面にシート１１０を押圧するときの押圧板２０の位置である。開放位置は、図２に示すように、押圧位置よりも十分に、チャックテーブル１０に対して押圧板２０を開く方向に移動させたときの押圧板２０の位置であり、チャックテーブル１０及びチャックテーブル１０に保持された被加工物１００が全く押圧板２０に覆われずに露出するときの押圧板２０の位置である。押圧板２０は、開放位置にあるとき、押圧面２１で弾性部材６０を介してチャックテーブル１０に保持された被加工物１００にシート１１０を全く押圧しない。

開閉ユニット３０は、図３に示すように、開放位置から押圧位置へと押圧板２０をチャックテーブル１０及びチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に向かって徐々に傾けることで、押圧板２０の押圧面２１で、被加工物１００の一端１０８から他端１０９へと、弾性部材６０を介してシート１１０を押圧する。ここで、被加工物１００の一端１０８とは、被加工物１００のヒンジ３１及び回転軸３３が設けられた側の端であり、被加工物１００の他端１０９は、被加工物１００のヒンジ３１及び回転軸３３が設けられた側とは反対側の端である。

発熱手段４０は、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１０の内部及び押圧板２０の内部にそれぞれ設けられ、それぞれチャックテーブル１０の保持面１１側及び押圧板２０の押圧面２１側から、押圧板２０によりチャックテーブル１０上の被加工物１００に押圧されたシート１１０をシート１１０の軟化点以上の温度（例えば、軟化点＋５℃以上）で加熱して軟化させる。なお、発熱手段４０は、図２及び図３に示す例では、チャックテーブル１０の内部及び押圧板２０の内部にそれぞれ設けられているが、本発明ではこれに限定されず、チャックテーブル１０の内部及び押圧板２０の内部のいずれか一方のみに設けられていてもよい。

シート保持部５０は、実施形態１では、図１、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１０の枠体の上面の外周に沿って設けられている。シート保持部５０は、被加工物１００の厚さより高く、上面が平坦な円環状に形成されている。シート保持部５０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の外縁よりも外周側、かつ、被加工物１００の一方の面よりも高い上面で、シート１１０を被加工物１００より上方に隙間を開けて浮かして保持する。なお、シート保持部５０は、本発明ではこの形態に限定されず、被加工物１００の上方を覆うようにチャックテーブル１０側でシート１１０を保持する形態であれば、どのような形態でもよい。

弾性部材６０は、シート状に形成されており、押圧板２０の押圧面２１に敷設されている。弾性部材６０は、体積弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、厚さ６１が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。弾性部材６０は、シート１１０を被加工物１００に熱圧着する際の温度でシート１１０と化学反応せず、化学的に安定な材料で形成される。弾性部材６０は、シート１１０より軟化点温度が高く、耐熱性を有する材料で形成されることが好ましい。弾性部材６０は、特に発熱手段４０が押圧板２０の内部に設けられている場合には、シート１１０より高温になるため、シート１１０より軟化点温度が高く、耐熱性を有する材料で形成される必要がある。弾性部材６０は、実施形態１では、例えば発泡ポリエチレン（polyethylene、ＰＥ）のテープが好適に使用され、このテープが押圧板２０の押圧面２１に貼り付けることで好適に敷設される。

制御ユニット７０は、シートの貼着装置１の各種構成要素の動作を制御して、被加工物１００の一方の面にシート１１０を熱圧着して固定する一連の処理をシートの貼着装置１に実施させる。制御ユニット７０は、真空吸引経路の開閉スイッチを制御することにより、チャックテーブル１０の保持面１１での被加工物１００の吸着保持の切替えを制御する。制御ユニット７０は、開閉ユニット３０の駆動部３２を制御することで、チャックテーブル１０に対する押圧板２０の位置及び回転軸３３回りの回動速度を制御する。制御ユニット７０は、発熱手段４０を制御して、発熱手段４０がシート１１０を加熱する温度を制御する。

制御ユニット７０は、実施形態１では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット７０が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット７０の機能は、実施形態１では、制御ユニット７０が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、制御ユニット７０が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。制御ユニット７０の演算処理装置は、制御ユニット７０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、シートの貼着装置１を制御するための制御信号を、制御ユニット７０の入出力インターフェース装置を介してシートの貼着装置１の各構成要素に出力する。

次に、本明細書は、実施形態１に係るシートの貼着装置１の動作を図面に基づいて説明する。なお、実施形態１では、図１、図２及び図３に示すように、シートの貼着装置１が被加工物１００の表面１０１にシート１１０を熱圧着して固定するが、本発明ではこれに限定されず、シートの貼着装置１が被加工物１００の表面１０１とは反対側の裏面１０４にシート１１０を熱圧着して固定してもよい。

まず、シートの貼着装置１の制御ユニット７０は、開閉ユニット３０の駆動部３２により、押圧板２０を開放位置に位置付ける。次に、チャックテーブル１０の保持面１１上に被加工物１００が表面１０１側を上方に向けて載置されると、シートの貼着装置１の制御ユニット７０は、チャックテーブル１０の保持面１１で被加工物１００の裏面１０４側を吸引保持する。その次に、被加工物１００の表面１０１側（上方）を覆うようにシート１１０が載置されると、シートの貼着装置１のシート保持部５０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の外縁よりも外周側、かつ、被加工物１００の表面１０１よりも高い上面で、シート１１０を被加工物１００より上方に隙間を開けて浮かして保持する。

チャックテーブル１０で被加工物１００を吸引保持し、シート保持部５０でシート１１０を保持した後、シートの貼着装置１の制御ユニット７０は、発熱手段４０をシート１１０の加熱温度まで加熱してから、開閉ユニット３０の駆動部３２により、押圧板２０を開放位置から押圧位置へと徐々に移動させることにより、押圧板２０を被加工物１００及びシート１１０に向かって徐々に傾ける。このようにすると、押圧板２０の押圧面２１は、被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９へと、シート保持部５０に保持されたシート１１０を弾性部材６０を介して押圧する。この際に、弾性部材６０は、被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９へとシート１１０を押圧する押圧力の反作用の力に応じて弾性変形し、この押圧力の分布を滑らかにして、被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９へとシート１１０を押圧するときに押圧力が所定の圧力未満となる領域が生じる押圧抜けを抑制し、被加工物１００の表面１０１とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制する。そして、発熱手段４０は、被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９へと、シート保持部５０に保持されたシート１１０を、チャックテーブル１０上の被加工物１００側及び押圧板２０の押圧面２１側からそれぞれ加熱して軟化させる。このようにして、シート保持部５０に保持されたシート１１０は、被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９へと、軟化及び押圧されることにより、熱圧着されて固定される。被加工物１００に熱圧着されて固定されたシート１１０のうち、被加工物１００の外縁からはみ出した部分は、適宜カッターなどにより切断される。

以上のような構成を有する実施形態１に係るシートの貼着装置１は、弾性部材６０を敷設した押圧面２１を徐々に傾けてシート１１０を被加工物１００の一端１０８から他端１０９へと押圧及び加熱することにより熱圧着して固定するので、シート１１０を被加工物１００に熱圧着する際の被加工物１００とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制できるという作用効果を奏する。

また、実施形態１に係るシートの貼着装置１は、弾性部材６０の体積弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、弾性部材６０の厚さ６１が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。このため、実施形態１に係るシートの貼着装置１は、弾性部材６０が好適に押圧抜けを抑制しつつ、シート１１０を被加工物１００に押圧することができるので、被加工物１００とシート１１０との間の空気の噛み込みをより好適に抑制する。なお、弾性部材の体積弾性率が０．１ＭＰａ未満である場合や弾性部材の厚さが１．５ｍｍより大きい場合は、弾性部材の弾性変形が大きくなり過ぎてシート１１０を被加工物１００に押圧する押圧力が不十分になってしまう恐れがある。また、弾性部材の体積弾性率が１０ＭＰａより大きい場合や弾性部材の厚さが０．５ｍｍ未満である場合は、弾性部材の弾性変形が小さくなり過ぎてシート１１０を被加工物１００に押圧する際に押圧抜けを抑制して被加工物１００とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制する機能が不十分になってしまう恐れがある。

また、実施形態１に係るシートの貼着装置１は、弾性部材６０が、シート１１０より軟化点温度が高く、耐熱性を有することが好ましい。また、実施形態１に係るシートの貼着装置１は、特に発熱手段４０が押圧板２０の内部に設けられている場合には、弾性部材６０が、シート１１０より軟化点温度が高く、耐熱性を有する。このため、実施形態１に係るシートの貼着装置１は、シート１１０を被加工物１００に熱圧着する際の加熱により弾性部材６０が軟化してしまうために弾性部材６０の弾性変形による機能が不十分になってしまう恐れを抑制できる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るシートの貼着装置１－２を図面に基づいて説明する。図４は、実施形態２に係るシートの貼着装置１－２の構成例を示す斜視図である。図５は、図４のシートの貼着装置１－２の断面図である。図６は、図４のシートの貼着装置１－２の断面図である。図４から図６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係るシートの貼着装置１－２は、図４、図５及び図６に示すように、実施形態１に係るシートの貼着装置１において、シート保持部５０をシート保持部５０－２に変更したものであり、その他の構成は実施形態１と同じである。シート保持部５０－２は、実施形態２では、図４、図５及び図６に示すように、円環状凸部５１と、テープ５２とを有する。円環状凸部５１は、押圧板２０の押圧面２１の外周に沿って設けられている。円環状凸部５１は、弾性部材６０の厚さ６１より十分に高い円環状に形成されている。テープ５２は、弾性部材６０を覆うように配されたシート１１０の外周部分を、円環状凸部５１の凸面に仮止めしている。このように、シート保持部５０－２は、押圧板２０の押圧面２１に敷設された弾性部材６０よりも外周側で、円環状凸部５１及びテープ５２により、弾性部材６０を覆うようにシート１１０を保持する。なお、シート保持部５０－２は、本発明ではこの形態に限定されず、弾性部材６０を覆うように押圧板２０側でシート１１０を保持する形態であれば、どのような形態でもよく、例えば、クランプやバキュームを使用してシート１１０を保持してもよい。

以上のような構成を有する実施形態２に係るシートの貼着装置１－２は、実施形態１において、シート１１０を保持する側を、チャックテーブル１０側から押圧板２０側に変更したものであり、実施形態１と同様に、駆動部３２により押圧板２０を開放位置から押圧位置へと徐々に移動させた際に、下方から、チャックテーブル１０、被加工物１００、シート１１０、弾性部材６０、押圧板２０の順に積層された状態となる。このため、実施形態２に係るシートの貼着装置１－２は、実施形態１と同様に、弾性部材６０を敷設した押圧面２１を徐々に傾けてシート１１０を被加工物１００の一端１０８から他端１０９へと押圧及び加熱することにより熱圧着して固定するので、実施形態１と同様の作用効果を奏するものとなる。

〔変形例〕
本発明の変形例に係るシートの貼着装置１を図面に基づいて説明する。図７は、変形例に係るシートの貼着装置１の構成例を示す断面図である。図７は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

変形例に係るシートの貼着装置１は、実施形態１において、チャックテーブル１０の保持面１１上に保持部材１５を新たに設け、シート保持部５０の高さをさらに保持部材１５の高さ分だけ高くしたものであり、その他の構成は同じである。保持部材１５は、環状フレーム１２０と被加工物１００との厚さの差に相当する高さを有し、被加工物１００のシート１１０が熱圧着される側の面（表面１０１）を、環状フレーム１２０のシート１１０が熱圧着される側の面と同一平面状になるまで嵩上げする。

次に、本明細書は、変形例に係るシートの貼着装置１の動作を図面に基づいて説明する。シートの貼着装置１は、変形例では、チャックテーブル１０の保持面１１上で、保持部材１５上に被加工物１００を載置し、被加工物１００の外縁よりも外周側に環状フレーム１２０を載置し、シート保持部５０の上面で被加工物１００及び環状フレーム１２０を覆うようにシート１１０を保持した後に、実施形態１と同様に、駆動部３２により押圧板２０を開放位置から押圧位置へと徐々に移動させて、環状フレーム１２０の一端１２８及び被加工物１００の表面１０１の一端１０８から他端１０９，１２９へとシート１１０を押圧する。この際に、弾性部材６０は、被加工物１００の表面１０１とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制するとともに、環状フレーム１２０とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制する。このようにして、変形例では、シート１１０は、被加工物１００の表面１０１に熱圧着されて固定されるとともに、環状フレーム１２０に熱圧着されて固定される。被加工物１００及び環状フレーム１２０に熱圧着されて固定されたシート１１０のうち、環状フレーム１２０の外縁からはみ出した部分は、適宜カッターなどにより切断される。変形例では、被加工物１００が環状フレーム１２０の開口にシート１１０で支持されたフレームユニットが得られる。

以上のような構成を有する変形例に係るシートの貼着装置１は、実施形態１において、チャックテーブル１０の保持面１１上に保持部材１５を新たに設けることにより、被加工物１００のシート１１０が熱圧着される側の面（表面１０１）を、環状フレーム１２０のシート１１０が熱圧着される側の面と同一平面状になるまで嵩上げしている。このため、変形例に係るシートの貼着装置１は、弾性部材６０により、実施形態１と同様にシート１１０を被加工物１００に熱圧着する際の被加工物１００とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制できるとともに、シート１１０を環状フレーム１２０に熱圧着する際の被加工物１００と環状フレーム１２０との間の空気の噛み込みを抑制できる。

なお、変形例に係るシートの貼着装置１は、実施形態１において保持部材１５を新たに設けたものであるが、同様の保持部材１５を実施形態２に係るシートの貼着装置１－２に設けてもよい。この場合にも、変形例に係るシートの貼着装置１と同様の作用効果を奏するものとなる。

〔実施例〕
次に、本発明の発明者らは、実施形態１及び実施形態２に係るシートの貼着装置１，１－２の作用効果を確認した。図８は、実施形態１及び実施形態２に係るシートの貼着装置１，１－２の作用効果を説明する図である。図８は、作用効果を確認した際に得られた結果をまとめて示している。

図８は、実施形態１と同様のシートの貼着装置１において、弾性部材６０の体積弾性率及び厚さ６１のみを変更して、同じ熱可塑性樹脂からなるシート１１０を被加工物１００の表面１０１に熱圧着して固定したときの被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着状態の評価の結果を示している。図８の「体積弾性率」の行は、各実施例及び比較例における弾性部材６０の体積弾性率を示している。図８の「厚さ」の行は、各実施例及び比較例における弾性部材６０の厚さ６１を示している。図８の「貼着結果」の行は、各実施例及び比較例における被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着状態の評価の結果を示している。

図８の実施例１の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．１ＭＰａで厚さ６１が０．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例２の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．８ＭＰａで厚さ６１が０．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例３の列は、弾性部材６０の体積弾性率が１０．０ＭＰａで厚さ６１が０．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例４の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．１ＭＰａで厚さ６１が１．０ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例５の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．８ＭＰａで厚さ６１が１．０ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例６の列は、弾性部材６０の体積弾性率が１０．０ＭＰａで厚さ６１が１．０ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例７の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．１ＭＰａで厚さ６１が１．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例８の列は、弾性部材６０の体積弾性率が０．８ＭＰａで厚さ６１が１．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の実施例９の列は、弾性部材６０の体積弾性率が１０．０ＭＰａで厚さ６１が１．５ｍｍである場合の結果を示している。図８の比較例の列は、弾性部材の体積弾性率が９３．０ＭＰａで厚さが１．０ｍｍである場合の結果を示している。

図８の「貼着結果」の行の「○」は、被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着面積が被加工物１００の表面１０１の面積の９５％以上であったという結果を示しており、図８の「貼着結果」の行の「×」は、被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着面積が被加工物１００の表面１０１の面積の９５％未満であったという結果を示している。

図８の実施例１～９に示すように、弾性部材６０の体積弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、厚さ６１が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である場合、いずれも、被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着面積が被加工物１００の表面１０１の面積の９５％以上であった。図８に示す実施例１～９では、いずれも、被加工物１００の表面１０１とシート１１０との間の空気の噛み込みを表すボイドが見られず、被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着面積が概ね１００％であった。

一方で、図８の比較例に示すように、弾性部材６０の体積弾性率が１０ＭＰａより大きい９３．０ＭＰａである場合、被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着面積が被加工物１００の表面１０１の面積の９５％未満であった。図８に示す比較例では、被加工物１００の表面１０１とシート１１０との間の空気の噛み込みを表すボイドが散見され、ボイドの面積が被加工物１００の表面１０１の面積の１０％以上であった。

また、実施形態２と同様のシートの貼着装置１－２においても、弾性部材６０の体積弾性率及び厚さ６１について図８と同様の実施例１～９及び比較例と同じ条件で、同じ熱可塑性樹脂からなるシート１１０を被加工物１００の表面１０１に熱圧着して固定したときの被加工物１００の表面１０１へのシート１１０の貼着状態を評価したところ、図８と全く同様の結果が得られた。

これにより、図８に示す実施例１～９及び比較例では、体積弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、厚さ６１が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である弾性部材６０を敷設した押圧面２１を徐々に傾けてシート１１０を被加工物１００の一端１０８から他端１０９へと押圧及び加熱することにより熱圧着して固定することで、シート１１０を被加工物１００に熱圧着する際の被加工物１００とシート１１０との間の空気の噛み込みを抑制できることが明らかとなった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記した各実施形態及び各変形例において使用するシート１１０を構成する熱可塑性樹脂は、紫外線からの回路保護や回路の秘匿を目的として、黒などの暗色に着色されていてもよく、紫外線吸収剤を混練させてもよい。

１，１－２シートの貼着装置
１０チャックテーブル
１１保持面
２０押圧板
２１押圧面
３０開閉ユニット
３３回転軸
４０発熱手段
５０，５０－２シート保持部
６０弾性部材
６１厚さ
１００被加工物
１１０シート

Claims

板状の被加工物に熱可塑性樹脂からなるシートを熱圧着して固定するシートの貼着装置であって、
被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、
被加工物を覆う大きさの押圧面で、該チャックテーブルに保持された被加工物へ該シートを押圧する押圧板と、
該押圧板の一端側に設けられた回転軸で該押圧板を開閉させ、該押圧面で該シートを被加工物に押圧する押圧位置と、該チャックテーブルが露出する開放位置とに該押圧板を位置付ける開閉ユニットと、
該シートを軟化させる発熱手段と、
該シートを保持するシート保持部と、を有し、
該押圧板の該押圧面にはシート状の弾性部材が敷設されており、
該開放位置から該押圧位置へと該押圧板を被加工物に向かって徐々に傾けることで、被加工物の一端から他端へと、該シート保持部に保持された該シートを該弾性部材を介して押圧することを特徴とするシートの貼着装置。
該弾性部材の体積弾性率は、１０ＭＰａ以下であり、厚さは０．５ｍｍ以上である請求項１に記載のシートの貼着装置。
該発熱手段は該押圧板に設けられ、
該弾性部材は該シートより軟化点温度が高く耐熱性を有する請求項１又は２に記載のシートの貼着装置。