JP4006533B2 - フィルム貼付方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルム貼付方法とその装置に係わり、特に、プリント配線用基板、液晶表示パネル用ガラス基板、プラズマ表示パネル用ガラス基板等の搬送路を移動してくる基板にレジストフィルム等の貼り付けたい所望形状を持つフィルムの先端を基板の貼り付け開始個所に一致せしめ、フィルムと基板を圧着ロールの回転によって圧着するフィルム貼付方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等の電子機器で使用されるプリント配線板、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル等の製造工程において、基板表面に積層体フィルムを貼り付ける工程がある。
【０００３】
上記の様な積層体フィルムを貼り付ける工程で使用されるフィルム貼付装置は、所望の形状のフィルムの先端部をロールによって吸引吸着してロールの回転で基板側に搬送し、さらにロールからフィルムに吹き付けをしてフィルムを基板に貼り付け、かつフィルムと基板を下流に移動して本格的な圧着をするものがある。
【特許文献１】
特開昭５７−１８３８７号公報（第２図とその関連記載）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記貼付装置では、フィルムを吸引吸着するために吸引口をロールに設けていると、フィルムに吸引口の痕跡が残り、痕跡の段差は後工程で露光処理をする場合には露光不良を起す。また、フィルムは基板近傍で吸引から吹き付けに切り替えられるために、フィルムが基板から浮き上がることがあり、皺の発生や気泡を混入させ、基板製造の歩留まりが低下する問題がある。
【０００５】
それゆえ本発明の目的は、基板に貼り付けたいフィルムの先端や後端を圧着ロール外周で保持し皺の発生や気泡の混入を起すことなく正確に基板にフィルムを圧着することができるフィルム貼付方法とその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明方法の特徴とするところは、搬送路を移動してくる基板に貼り付けたい所望形状を持つフィルムの先端を該基板の貼り付け開始個所に一致せしめ、該フィルムと基板を圧着ロールの回転によって圧着するものにおいて、該圧着ロールにとって搬送路の上流側における外周面部でフィルムの先端部を静電的に吸着し、該圧着ロールの回転により該フィルムを搬送してその先端を基板の貼り付け開始個所に一致せしめ、該フィルムの後端部も該圧着ロールにとって搬送路の上流側における外周面部で静電的に吸着し、該圧着ロールの回転により基板の貼り付け終了位置まで搬送することにある。
【０００７】
また、上記目的を達成する本発明装置の特徴とするところは、搬送路を移動してくる基板に貼り付けたい所望形状を持つフィルムの先端を該基板の貼り付け開始個所に一致せしめ、該フィルムと基板を圧着ロールの回転によって圧着するものにおいて、該圧着ロールにとって搬送路の上流側における外周面部近傍に電圧が印加される電極を設け、該圧着ロールにとって搬送路の上流側における外周面部に少なくとも該フィルムの先端部及び後端部が位置する際に該電極に電圧を印加することにより、該フィルムを圧着ロールに静電的に吸着するようになさしめたことにある。
【０００８】
本発明によれば、フィルムの先端部と後端部を静電的に吸着していて、静電吸着の位置が基板に近い部署で行なわれるから、吸着力の低下はなく、圧着ロールに確実に保持されているので、皺の発生や気泡の混入を生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に基づいて本発明の一実施形態になるフィルム貼付装置を説明する。
図１〜図５において、１はフィルムロール、２はフィルム、３は巻取りロール、４はガイドロール、５は先端搬送部材、６は後端搬送部材、７はサーボモータ、８はボールネジ、９はベースプレート、１０，１１はエアシリンダ、１２はカッタ機構、１３は圧着ロール、１４は基板、１５は搬送ローラ、１６は後端保持部材、１７は電極、１８は高圧電源を含む制御部である。
【００１０】
以下、装置構成について詳細に説明する。
フィルムロール１に巻き付けてあるフィルム２は内側からカバーフィルム，レジストフィルム，カバーフィルムの３層で構成されていて、レジストフィルムの粘着性により一体化しているが、フィルムロール１から引き出されたフィルム２のうちカバーフィルムは直ちに剥離して巻き取りロール３で巻き取っている。フィルムロール１及び巻き取りロール３の駆動部にはフィルムロール１の残量に応じてトルクを調節する機能（図示せず）が設けてあり、フィルム２の張力を一定にして搬送することができる。
【００１１】
ガイドロール４の下側には、フィルム２の先端部の所定領域を吸着して搬送する先端搬送部材５及びフィルム２の後端部の所定領域を吸着して搬送する後端搬送部材６がある。先端搬送部材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、真空ポンプ等の真空発生装置に接続されており、真空ポンプを駆動することにより先端搬送部材５の上面にフィルム２の先端を吸引吸着により保持する。
【００１２】
先端搬送部材５は、サーボモータ７と直結したボールネジ８により駆動するベースプレート９上に設置されており、上下方向（フィルム搬送方向）に移動可能となっている。更に、先端搬送部材５は、ベースプレート９に設置しているエアシリンダ１０により圧着ロール１３と近接する位置まで移動して、フィルム２の先端を圧着ロール１３と近接する位置まで搬送可能である。
【００１３】
後端搬送部材６も先端搬送部材５と同じくベースプレート９上に設置してあり、サーボモータ７と直結したボールネジ８によりフィルム２を正確に搬送可能であり、ベースプレート９に設けられたエアシリンダ１１によりフィルム搬送面からベースプレート９へ近づく方向に退避できる構成としてある。後端搬送部材６には、先端搬送部材５と同様に、後端搬送部材６の内部に真空室，上面に吸着孔が設けられていて、真空室は真空ポンプ等の真空発生装置に接続されており、真空ポンプを駆動することにより後端搬送部材６の上面でフィルム２の後端を吸引吸着して保持する。後端搬送部材６はフィルムの搬送方向に対して直交する方向（フィルム２の幅方向）に溝が設けられており、カッタ機構１２でフィルム２を切断する時の受け台としても用いられる。
【００１４】
カッタ機構１２は、後端搬送部材６の吸着面に対向して設けられており、ロッドレスシリンダ等で駆動する構成としてあり、フィルム２を搬送方向に対して直交するフィルム２の幅方向に切断することができる。
【００１５】
上下１対の圧着ロール１３は、複数の搬送ローラ１５で構成される基板１４の搬送経路上にあって、搬送ローラ１５で搬送され移動してくる基板１４を上下方向から挟むように配置してある。即ち、各々の圧着ロール１３は図示していない連結された圧着ロール開閉用シリンダを駆動することで、上下方向に開閉される。
【００１６】
圧着ロール１３は、金属製のロールとその外周を耐熱性の優れたゴム（シリコンゴム等）で被覆した構成となっており、外表面は円筒形で平坦である。また金属製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、図２に示すように、上側の圧着ロール１３の金属部分は接地されている。
【００１７】
後端保持部材１６は後端搬送部材６と搬送ロール１５の近傍の間を移動可能に圧着ロール１３の外周面に近接して設けてあり、駆動機構（図示せず）によりフィルム２の後端を吸着してフィルム搬送経路と圧着ロールが接する位置よりも圧着ロール外周の基板へ近い任意の位置へ、圧着ロールの回転速度と同速または若干遅い速度で移動する構成となっている。先端搬送部材５がフィルム２の先端を圧着ロール１３へ搬送する際、後端保持部材１６は先端搬送部材５と干渉しない位置（圧着ロール上面中央）へ退避する。また、後端保持部材１６の内部には真空室，上面には吸着孔が設けられており、後端搬送部材６から離れたフィルム２の後端を吸着保持する。
【００１８】
上側の圧着ロール１３にとって搬送ロール１５で構成している基板１４の搬送路の上流側における外周面部、詳しくは図において左側面中央付近であり、搬送路上の基板に対しフィルムがほぼ鉛直になる外周面部の近傍には吸着機構として電極１７を設置してあり、図２に示すように、電極１７は制御部１８の高圧電源と接続されている。制御部１８が内蔵の高圧電源から電極１７に高電圧を印加することで、電極１７と圧着ロール１３の間に搬送されたフィルム２は圧着ロール１３に静電的に吸着（静電吸着）することが可能である。また図示していないが、フィルム２，先端搬送部材５，後端搬送部材６，後端保持部材１６の動きを邪魔しない形で、電極１７及び圧着ロール１３を囲む防塵カバーを設けてある。この防塵カバーにより、フィルム貼り付けの際、帯電したフィルム２に装置周囲に浮遊している塵などが付着することを防止している。
【００１９】
次に、フィルム貼り付け動作について説明する。
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２を引出してカバーフィルムを剥離する。剥離したカバーフィルムは巻取りロール３で巻き取れるように巻き掛ける。残りのレジストフィルムとベースフィルムの２層となったフィルム２はガイドロール４を介し後端搬送部材６の先端まで引出し、先端搬送部材５及び後端搬送部材６の吸着面で保持させる。
【００２０】
この時、フィルムロール１及び巻取りロール３に設けた駆動モータを作動させて、フィルム２に一定の張力が作用している状態にする。この状態で、後端搬送部材６の溝部をカッタ機構１２のカッタ刃が通過するように配置して、カッタ機構１２をフィルム搬送方向に対し垂直方向（フィルム２の幅方向）に駆動させフィルム２を切断しフィルム２の先端形状を整える。切断作業が終了すると、フィルム２を吸着していた後端搬送部材６の吸着を停止し、フィルム２の切れ端は廃棄する。この時、図１に示すように、先端搬送部材５は、フィルム２の先端が先端搬送部材５の先端から１５ｍｍ程度はみ出した状態で、フィルム２を吸着保持している。これでフィルム貼り付けの準備が完了する。
【００２１】
準備が完了した状態では、基板搬送面の上下に位置する圧着ロール１３は開いた状態にあり、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。
【００２２】
フィルム貼り合せを開始すると、まず、サーボモータ７を駆動しベースプレート９を圧着ロール１３近くまで移動し、ベースプレート９上に設けたエアシリンダ１１により後端搬送部材６をベースプレート９の方向へ移動させ、後端保持部材１６を圧着ロール１３の上面中央へ退避させる。
【００２３】
次に、図３に示すようエアシリンダ１０で先端搬送部材５を下方に移動させて、フィルム２の先端が圧着ロール１３の左側面中央に位置するようにする。 フィルム２の先端が圧着ロール１３の左側面中央に来た時、制御部１８の高圧電源から電極１７に高電圧を印加する。このとき、フィルム２の先端は、電極１７と圧着ロール１３の間にあり、先端搬送部材５からはみ出しているフィルム２の先端部が帯電され、接地されている圧着ロール１３に吸着される。
【００２４】
次に、先端搬送部材５の吸着を解除することで、フィルム２は圧着ロール１３の回転により基板１４との貼り付け開始位置へ搬送させる。エアシリンダ１０により先端搬送部５が上方に後退し、エアシリンダ１１により退避していた後端搬送部材６が退避前の位置に戻ると、ベースプレート９を上側（ガイドロール４）の方向へ移動させる。
【００２５】
図４に示すように、フィルム２が圧着ロール１３の最下位置である搬送されて来る基板１４と接触する位置まで搬送された時に、圧着ロール１３の回転を停止する。続いて、上述したようにフィルム貼り合せを開始するときにフィルム２の先端を先端搬送部材５から圧着ロール１３へ受け渡すため退避していた後端保持部材１６が、圧着ロール左側面中央まで移動する。そして、先端搬送部材５と後端搬送部材６の吸着面上のフィルムを吸着保持し、カッタ機構１２を駆動しフィルム２を搬送方向に対し垂直方向（フィルム２の幅方向）に切断する。切断したフィルム２の長さ（圧着ロール１３の最下位置にあるフィルム２の先端から今回切断した位置までのフィルムの長さ）は基板１４に貼り付ける長さになる様にカッタ機構１２や先端搬送部材５，後端搬送部材６を設置してあるベースプレート９の位置が調整される。また、圧着ロール１３の回転を停止せず、カッタ機構１２、先端搬送部材５、後端搬送部材６をフィルム２に同期させて、フィルム２を切断（フィルムの流切り）してもよい。
【００２６】
基板１４は搬送ローラ１５でフィルム貼り付け位置に搬送される。基板１４がフィルム貼り付け位置に到達する（フィルムの先端と基板の貼り付け開始個所を搬送路での基板の移動で一致せしめる）と、圧着ロール開閉用シリンダ（図示せず）により圧着ロール１３を閉じ基板１４をクランプし熱圧着を開始する。この時、フィルム２は基板１４と共に圧着ロール１３で搬送されるが、フィルム２の搬送速度と同期して後端搬送部材６を圧着ロール側へ移動させることにより張力を一定に保ちながら貼り付けが可能である。
【００２７】
なお、貼り付け時には、フィルム２はベースフィルムとレジストフィルムの２層構造となっており、基板１４に対向する面にレジスト面が対向し、ベースフィルム側が圧着ロール１３に静電吸着により巻付けられている。フィルム２が吸着する圧着ロール１３は加熱されており、フィルム２を加熱する。このため、ベースフィルム上のレジストフィルムは溶融し適度の粘性を有する状態となる。圧着ロール１３でフィルム２を基板１４へ熱圧着することによりフィルム２は基板１４へ密着し貼り付く。この時、フィルム２と基板１４の密着力は、圧着ロール１３とフィルム２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２は圧着ロール１３から容易に剥がれ基板１４へ貼り付けられる。
【００２８】
圧着ロール１３の回転と共にフィルム２が基板１４に熱圧着されて行き、フィルム２を吸着している後端搬送部材６が後端保持部材１６と近接した位置まで移動すると、後端保持部材１６は真空吸着を開始し、基板１４へ貼り付けられるフィルム２の後端を後端搬送部材６から後端保持部材１６へ受け渡たす。
【００２９】
そして図５に示すように、後端保持部材１６が圧着ロール外周を移動しフィルム２の後端を圧着ロール１３に受け渡す位置（フィルム２がガイドロール４から圧着ロール１３を経て基板１４に至るフィルム搬送経路においてフィルム２が圧着ロール１３と接する点よりも基板１４に近い任意の位置）で停止する。更に貼り付けが進み、フィルム２の後端が後端保持部材１６の吸着面から離れる直前の状態において、先端搬送部材５からフィルム２の先端を圧着ロール１３へ受け渡したように、制御部１８の高圧電源から電極１７に高電圧を印加しフィルム２の後端を帯電させ、圧着ロール１３に静電吸着させる。フィルム２の後端は静電吸着により圧着ロール１３へ吸着しているため、基板１４の貼り付け位置へ落下することなく且つ張力を一定に保ちつつフィルム２の全体を基板１４へ貼り付けることが可能であり、皺、気泡が貼り付け部分に混入することはない。
【００３０】
フィルム２の後端を圧着ロール１３に受渡しすることを完了した後、後端搬送部材６及び後端保持部材１６の吸引吸着を解除し、圧着ロール１３はフィルム２の後端を基板１４に最後まで貼り付けるべく回転をして、貼り付けを完了して基板１４を下流に送り出して、次の基板へのフィルム貼り付けの状態に入る。この場合、図３に示すように、後端搬送部材６はエアシリンダ１１によりベースプレート９の方向へ、後端保持部材１６は駆動機構（図示せず）により先端搬送部材５と干渉しない位置へ退避し、そして、先端搬送部材５がフィルム２の先端を保持したまま、圧着ロール１３の近傍まで移動する。次に、圧着ロール開閉用シリンダ（図示せず）により圧着ロール１３が開き先端搬送部材５から圧着ロール１３に次のフィルムが受け渡、一連の動作が完了する。
【００３１】
以上説明したように、圧着ロール１３はフィルム２の先端や後端を基板１４に近い位置で静電吸着するために、圧着ロール１３の回転中に圧着ロール１３やフィルム２が帯電した電荷が放電し吸着力が低下することがあっても、すぐに基板１４に貼り付けられるので放電は左程進まず、そのために吸着力の低下は少なくて、圧着ロール１３はフィルム２を保持しつづけ、フィルム２を落下させることは無いので皺や気泡を混入することはなく、基板１４に正確に貼り付けをして行く。圧着ロール１３の外表面は円筒形で平坦であるため、基板１４に貼り付けたフィルム２に圧着跡はない。
【００３２】
フィルム２の圧着ロール１３への受け渡しのためにフィルム２の先端及び後端を圧着ロール１３で静電吸着するだけでなく、圧着ロール１３での吸着保持力をフィルムロール１でフィルム２に掛けているバックテンションに対抗させるためあるいは電極１７への印加電圧を低減するなどのために、電極１７からフィルムの先端から後端までの全面について圧着ロールへ静電吸着させてもよい。
【００３３】
フィルム２の圧着ロール１３への受け渡しのためにフィルム２の先端及び後端を圧着ロール１３で静電吸着させる電極を兼用としているが、別置きとして静電吸着の位置をずらしても良い。
【００３４】
また、先端搬送部材５や後端搬送部材６更には後端搬送部材１６での吸引吸着に代えて、電極１７を上下に移動するようにして、圧着ロールでフィルム２を静電吸着させるだけでなく、先端搬送部材５や後端搬送部材６でフィルムを静電的に吸着保持させてもよいし、先端搬送部材５や後端搬送部材６でフィルムを静電的に吸着保持させるための電極を付加しても良い。
【００３５】
後端搬送部材１６を省略し、後端搬送部材６に後端搬送部材１６の機能を持たせてもよい。
【００３６】
以上の説明では、基板の上面にフィルムを貼り付けることについて説明したが、搬送路の下方にフィルムロールを配し、基板の下面にフィルムを貼り付ける構成としても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明フィルム貼付方法とその装置によれば、基板に貼り付けたいフィルムの先端や後端を圧着ロール外周で保持し皺の発生や気泡の混入を起すことなく正確に基板にフィルムを圧着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態になるフィルム貼付装置を示す概略図である。
【図２】 図１に示したフィルム貼付装置における電圧印加部を示す図である。
【図３】 図１に示したフィルム貼付装置においてフィルムの先端を圧着ロールに吸着する状況を示す図である。
【図４】 図１に示したフィルム貼付装置においてフィルムの先端を圧着ロールで基板に貼り付ける状況を示す図である。
【図５】 図１に示したフィルム貼付装置においてフィルムの後端を圧着ロールに吸着する状況を示す図である。
【符号の説明】
１…フィルムロール
２…フィルム
３…巻取りロール
４…ガイドロール
５…先端搬送部材
６…後端搬送部材
７…サーボモータ
８…ボールネジ
９…ベースプレート
１０…エアシリンダ
１１…エアシリンダ
１２…カッタ機構
１３…圧着ロール
１４…基板
１５…搬送ローラ
１６…後端保持部材
１７…電極
１８…制御部

Claims (4)

1. 搬送路を移動してくる基板に貼り付けたい所望形状を持つフィルムの先端を前記基板の貼り付け開始個所に一致させ、前記フィルムを基板に圧着ロールの回転によって圧着するフィルム貼付方法において、
   前記圧着ロールの前記搬送路に対して上流側の外周面部でフィルムの先端部を静電的に吸着保持し、前記圧着ロールの回転により前記フィルムを搬送してその先端を基板の貼り付け開始個所に一致させ、前記フィルムの後端部も前記圧着ロールの搬送路に対して上流側の外周面部に静電的に吸着保持し、前記圧着ロールの回転により基板の貼り付け終了位置まで搬送することを特徴とするフィルム貼付方法。
2. 請求項１に記載のフィルム貼付方法において、フィルムの先端部から後端部までの全てを前記圧着ロールの前記搬送路に対して上流側の外周面部で静電的に吸着保持することを特徴とするフィルム貼付方法。
3. 搬送路を移動してくる基板に貼り付けたい所望形状を持つフィルムの先端を前記基板の貼り付け開始個所に一致させ、前記フィルムを基板に前記圧着ロールの回転によって圧着するフィルム貼付装置において、
   前記圧着ロールの前記搬送路に対して上流側の外周面部近傍であって前記フィルムより外側の位置に電圧が印加される電極を設け、
   前記圧着ロールの前記搬送路の上流側における外周面部に少なくとも前記フィルムの先端部及び後端部が位置する際に前記電極に電圧を印加することにより、前記フィルムを圧着ロールに静電的に吸着保持し、基板の貼り付け位置に搬送し、圧着することを特徴とするフィルム貼付装置。
4. 請求項３に記載のフィルム貼付装置において、前記電極は前記搬送路上の基板に対しフィルムがほぼ鉛直になる前記圧着ロールの外周面部の近傍に設けていることを特徴とするフィルム貼付装置。

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