JP3780195B2

JP3780195B2 - フィルム貼付方法及び装置

Info

Publication number: JP3780195B2
Application number: JP2001330124A
Authority: JP
Inventors: 淳三浦; 文晶沼尻; 健藤井; 浩二弘中; 一雄高橋
Original assignee: 株式会社日立インダストリイズ
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003127233A; TW553828B; KR100537471B1; KR20030035977A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板などの基板表面にレジスト膜などのフィルムを貼り付ける装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルム後端を負圧が印加された吸引孔を有するフィルム吸引部材（バキュームバー）により吸着保持した状態で、該フィルム吸引部材をラミネーションロールの周速以下の回転速度でラミネーションロール外周に沿って回転させ、フィルムが基板上に垂れ下がることを防止すると同時に、一定の引張力を与える方法が特公平３−１６９０６号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種のフィルム貼付方法では、フィルム後端が該フィルム吸着部材の吸引孔全体を覆っている場合は、十分な引張力を得ることができる。しかし、フィルムが搬送されるにつれ、覆われなくなる吸引孔の数が増加するため引張力が低下する。この結果、ラミネートが完了する直前にフィルム後端が基板に落下したり、引張力が急減することによって、ラミネート時にしわや気泡が発生する。
【０００４】
また、フィルム圧着点に近づくにつれ、ラミネーションロールの外周と基板搬送面との間の隙間が狭くなるため、該フィルム吸着部材をフィルム圧着点に近づけることができない。このため、フィルム後端を保持するには限界がある。
【０００５】
該フィルム吸着部材はフィルム後端を吸着保持したまま、ラミネーションロール外周に沿って回転させるためのシリンダ等のアクチュエータを必要とする。また、該フィルム吸着部材の回転時にアクチュエータの動作部分からゴミ等が発生し、ラミネート後の基板の品質が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、フィルム吸着部材を設けることなく、フィルムを一定の引張力で保持しながらラミネートを行い、しわや気泡の発生を防止することができるようにしたフィルム貼付装置と貼付方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、ラミネートするフィルムの先端部及び後端部を静電帯電させ、フィルムの各端部を直接圧着ロールに静電吸着させて、基板に貼り付けるようにしたことである。圧着ロールの外周部に、搬送されて来たフィルムを帯電させる帯電手段を設けて、フィルム先端及び後端を帯電させる。帯電したフィルムの部分は静電吸着力によって、圧着ロールに吸着し保持させることが可能である。
【０００８】
フィルムを圧着ロールに直接保持させることでフィルム吸着部材を設ける必要なく、一定の引張力で保持できるため、しわや気泡のないフィルム貼付が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃図４に示す一実施形態に基づいて、本発明を説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用したフィルム貼付装置の該略図である。図１において、フィルムロール１はカバーフィルム２、レジスト、ベースフィルムの３層のフィルム２０で形成されており、内側からカバーフィルム２、レジスト、ベースフィルムの順番で形成されたものが巻かれている。
【００１１】
フィルムロール１からフィルム２０を搬送面に搬送するために、フィルムロール１の下側にガイドロール３が設けられている。このガイドロール３でカバーフィルム２は剥離される。剥離されたカバーフィルム２は、フィルムロール１に隣接して設けられている巻き取りロール４に巻き取られる構成としてある。
【００１２】
フィルムロール１及び巻き取りロール４の駆動部にはフィルム２０残量に応じてトルクを調整する機能（図示せず）が設けてあり、これによって、フィルム２０の張力を一定にして搬送することができる。
【００１３】
ガイドロール３の下側には、フィルム２０の先端部の所定領域または後端部の所定領域を吸引吸着して搬送する先端保持部材５と後端保持部材６が設けてある。先端保持部材５の内部には真空室、上面には吸着孔が設けられている。真空室は真空ポンプに接続されている。真空ポンプを駆動することにより、先端保持部材５の上面にフィルム先端を吸引吸着する。また、サーボモータ９と直結されたボールねじ１０によって可動部１１に支持された先端保持部材５が左右方向（フィルム搬送方向）に移動可能になっている。更に、可動部１１に接続しているエアシリンダ７により、圧着部を構成している１対の圧着ローラ（ラミネーションロール１３）のうちの、一方の圧着ローラに隣接する位置までフィルム２０の先端を搬送させることが可能である。
【００１４】
後端保持部材６も先端保持部材５と同じように内部に真空室、上面に吸着孔が設けられている。また、幅方向に溝が設けられており、カッタ等でフィルム２０を幅方向に切断するときのカッタ受け台としても用いられる。また、可動部１１により正確にフィルム２０を搬送することが可能である。また、可動部１１に設けられたロータリアクチュエータを駆動して連結材１２を回転させることで、後端保持部材６をフィルム搬送面から下側に退避できる構成としてある。
【００１５】
カッタ機構８は、後端保持部材６の上側に設けられており、ロッドレスシリンダ等で幅方向に移動できる構成としてある。これにより、フィルム２０を幅方向に切断することができる。
【００１６】
ラミネーションロール１３は、金属製のロールと、その外周側を耐熱性の優れたゴム（シリコンゴム等）で厚さ１．２ｍｍ程度に被覆した構成となっている。また、金属製のロールの中心軸側には筒状のヒータを備えており、同ヒータの外周には水や油等の液体が封入されているジャケットが同心円上に形成されている。ヒータを通電加熱することで、外周側のジャケットを熱して、ロール全体を均一に加熱することができるようになっている。なお、ラミネーションロール１３は静電吸着にてフィルム２０を保持する構成としているが、外周を被覆しているゴムにシリコンゴムを用いると電気抵抗は大きくなるが、厚さが１．２ｍｍ程度薄いため、静電吸着する上で問題にはならない。なお、好ましくしくは耐熱性のある導電性ゴムを用いると静電吸着効果の増すことは言うまでもない。
【００１７】
また、１対のラミネーションロール１３は、搬送ローラ１５で搬送されてきた基板１４を上下方向から挟むように配置してある。更に、各々のラミネーションロール１３は、図示していない連結されたエアシリンダを駆動することで、上下方向に移動される。また、ラミネーションロール１３の金属部分は接地されている。
【００１８】
図２に示すように、ラミネーションロール１３の上方には、帯電機構として電極１６が静電気発生用電源１７に接続されて設置されている。静電気発生用電源１７から電極１６に高電圧を印加することで、電極１６の下側に搬送されて来たフィルム２０を帯電させることが可能である。また、電極１６及びラミネーションロール１３を囲むように防塵カバー１８を設けてある。この防塵カバー１８により、電極１６で帯電されたフィルム２０にゴミ等が付着することを防止できる。
【００１９】
次に、本実施形態のフィルム貼り付け動作について説明する。
【００２０】
始めに、フィルム貼り付け動作を行うための準備として、手動でフィルムロール１からフィルム２０を引き出してガイドロール３に渡し、カバーフィルム２を剥離する。剥離したカバーフィルム２は巻き取りロール４に巻き取られる。残りのフィルム２０は後端保持部材６の先端まで引き出し、先端保持部材５及び後端保持部材６の上面で吸引吸着される。
【００２１】
このとき、フィルムロール１及び巻き取りロール４に設けた駆動手段のモータを動作させて、フィルム２０に一定の張力が作用している状態にする。前述の状態で、後端保持部材６の溝部分をカッタ機構８のカッタ刃が通過するように配置して、カッタ機構８を幅方向に移動させてフィルム２０を切断する。切断作業が終了すると、フィルム２０を吸着していた後端保持部材６の吸引吸着を停止して、フィルム２０の切れ端を廃棄する。このとき、図３に示すように先端保持部材５には、フィルム２０の先端部が、先端保持部材５の先端部から１０ｍｍ程度はみ出した状態でフィルム２０を吸引吸着している。これでフィルム貼付動作の準備が完了する。
【００２２】
準備が完了した状態では、基板搬送面の上下に位置するラミネーションロール１３は共に上昇しており、内部に設けたヒータで加熱された状態で基板搬送方向に回転している。なお、下側のラミネーションロール１３の上面は、基板搬送面に位置されており、基板１４を搬送することが可能である。
【００２３】
まず、サーボモータ９を動作して可動部１１をラミネーションロール１３近くまで移動し、後端保持部材６に設けたロータリアクチュエータを駆動することで連結材１２を回転して、後端保持部材６をフィルム搬送面より下側に退避させる。そして、図４に示すようにエアシリンダ７を作動させて、フィルム２０の先端がラミネーションロール１３の上面中央付近に位置するまで、先端保持部材５を移動させる。フィルム２０が前述の位置に来た時、静電気発生用電源１７から電極１６に高電圧を印加する。このとき、フィルム２０の先端部は、電極１６とラミネーションロール１３の間にある。そのため、先端保持部材５からはみ出しているフィルム先端部分が帯電され、接地されているラミネーションロール１３に吸着される。ラミネーションロール１３は基板搬送方向に回転しており、吸着したフィルム２０を下側（基板側）に搬送する。このとき、先端保持部材５の吸引吸着を解除することで、フィルム２０はラミネーションロール１３の回転と共に基板側に搬送される。フィルム２０をラミネーションロール１３に受け渡した先端保持部材５は、エアシリンダ７及び可動部１１を作動させて、ガイドロール３の下側位置に戻る。そして、退避していた後端保持部材６もロータリアクチュエータを駆動して連結材１２を回転することでフィルム搬送面の位置に戻る。
【００２４】
フィルム２０がラミネーションロール１３の下（搬送されてきた基板１４面と接触する位置）まで搬送されたときに、ラミネーションロール１３の回転を停止する。そして、先端保持部材５及び後端保持部材６の上側にあるフィルム２０をそれぞれの保持部材に吸引吸着して保持し、フィルム２０をカッタ機構８を駆動して幅方向に切断する。このとき、切断したフィルム２０の長さは基板１４に貼り付ける長さになるように、カッタ機構８の位置と後端保持部材６の位置が調整される。また、ラミネーションロール１３の回転を停止せず、カッタ機構８、先端保持部材５及び後端保持部材６をフィルム２０の搬送に同期させて、フィルム２０を吸着保持して切断してもよい。
【００２５】
基板１４は搬送ローラ１５でフィルム貼付位置に搬送される。基板１４がフィルム貼付位置に到達したとき、下側のラミネーションロール１３はそのままで、上側のラミネーションロール１３を下降（下側ラミネーションロール１３に近づけ）させることで、フィルム２０を基板１４に熱圧着を開始する。この時、フィルム２０は基板１４と共にラミネーションロール１３で搬送されるが、フィルム２０の搬送と同期して後端保持部材６をラミネーションロール１３側に移動させるため、張力を一定にすることが可能である。
【００２６】
ラミネーションロール１３の回転に伴って、フィルム２０が基板１４に熱圧着されて行き、フィルム２０を吸着している後端保持部材６がラミネーションロール１３付近に到達したとき、先端保持部材５からフィルム先端をラミネーションロール１３に受け渡したように、静電気発生装置１７から高電圧を電極１６に印加することで、電極１６の下部にあるフィルム後端を帯電させてラミネーションロール１３に静電吸着させる。
【００２７】
フィルム２０の後端がすべてラミネーションロール１３に受け渡された後、後端保持部材６の吸引吸着力を解除し、連結材１２を回転させて下側に退避させる。そして、先端保持部材５が次のフィルムの先端を吸引吸着で保持したまま、ラミネーションロール１３近傍まで移動する。
【００２８】
フィルム２０の後端はラミネーションロール１３に静電吸着されているため、基板１４に垂れることなく基板１４に熱圧着することが可能であり、しわ、気泡等が貼り付け部分に混入することはない。
【００２９】
なお、貼合せ時には、フィルム２０はベースフィルムとレジストの２層構造となっており、基板１４に対向する面としてレジスト面が来るように搬送系は構成されている。すなわち、ベースフィル側がラミネーションロール１３に静電吸着され巻付けられる。フィルム２０を巻き付けたときラミネーションロール１３は加熱されており、この熱によりフィルム２０も加熱される。このため、ベースフィルム上のレジストは溶融し、適度の粘性を有する状態となる。ラミネーションロール１３でフィルム２０を基板１４に熱圧着することで、フィルム２０は基板１４に密着される。このとき、フィルム２０と基板１４の密着力は、フィルム２０とラミネーションロール１３との間に作用している静電吸着力よりも大きいため、フィルム２０はラミネーションロール１３から簡単に剥がされる。
【００３０】
フィルムの全面を基板１４に熱圧着した後、上側のラミネーションロール１３は上昇し、先端吸着部材５から次のフィルムが受け渡される。
【００３１】
フィルム先端をラミネーションロール１３に受け渡した後、先端保持部材５はガイドロール３の下側まで移動する。そして、退避していた後端保持部材６もフィルム搬送面の位置に戻され、一連の貼付動作は完了する。
【００３２】
また、フィルム２０をラミネーションロール１３に受け渡すために、フィルム２０の先端部及び後端部を静電吸着するのではなく、フィルム全面を静電帯電させてラミネーションロール１３に吸着させてもよい。
【００３３】
また、フィルム２０をラミネーションロール１３に吸着させた手段と同様に、先端保持部材５及び後端保持部材６の静電吸着でフィルム２０を保持してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上、本発明では、フィルムに静電気を帯電させるための帯電機構をラミネーションロール近傍に設け、フィルムをラミネーションロールに静電吸着して基板に熱圧着する構成とした。このため、フィルムが基板に垂れることなく熱圧着することが可能となり、しわ、気泡等が貼付部分に発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルム貼付装置を示す断面図である。
【図２】本発明のフィルム吸着保持手段を示す断面図である。
【図３】本発明のフィルム貼付動作の準備完了時を示す断面図である。
【図４】本発明のフィルム貼付動作のフィルム先端受け渡し時を示す断面図である。
【符号の説明】
１フィルムロール
２カバーフィルム
３ガイドロール
４巻き取りロール
５先端保持部材
６後端保持部材
７エアシリンダ
８カッタ機構
９サーボモータ
１０ボールねじ
１１可動部
１２連結材
１３ラミネーションロール
１４基板
１５搬送ロール
１６電極
１７静電気発生用電源
１８防塵カバー
２０フィルム

Claims

所定の長さに切断されたフィルムを、圧着ロールによって基板表面に圧着しつつ前記フィルムを圧着した基板を移動させるようにしたフィルム貼付方法において、
圧着ロールとその外周部に設けられたフィルムを帯電させる帯電手段の間に切断されたフィルムの先端部を搬送し、該帯電手段により該フィルムの先端部を帯電させ、帯電したフィルムの先端部を該圧着ロールで静電吸着し、該圧着ロールの回転により該フィルムの先端部を基板に搬送してフィルムを基板表面に圧着していき、前記フィルムの後端部が該圧着ロールと該帯電手段の間に位置したら、該フィルムの後端部も該帯電手段により帯電させて該圧着ロールに静電吸着させ、該圧着ロールの回転により基板に搬送して基板表面に圧着させることを特徴とするフィルム貼付方法。
ロール状に巻かれたフィルムを所定の長さに切断するためのカッタ機構と、該カッタ機構で切断されたフィルムを貼付け位置まで搬送する搬送手段と、搬送されてきた前記フィルムを基板に熱圧着する１対の圧着ロールを有するフィルム貼付装置において、
該圧着ロールの外周部に該フィルムを静電帯電させる帯電手段を設けてあり、該帯電手段は該搬送手段が該切断されたフィルムの先端部および後端部を該圧着ロールと該帯電手段の間に搬送してくると該フィルムの先端部および後端部を帯電させるものであり、該圧着ロールは該帯電したフィルムの先端部を静電吸着して回転により基板に搬送して基板表面に熱圧着していき、さらに該圧着ロールは該帯電したフィルムの後端部も静電吸着して回転により基板に搬送して基板表面に熱圧着することを特徴とするフィルム貼付装置。