JP5176173B2 - セラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法に関する。

セラミック基板などのセラミック電子部品の製造方法において、セラミックグリーンシート（以下、グリーンシートと称する）を積層する工程が行われることがある。グリーンシートは一般的にはキャリアフィルム上に形成される。そして、たとえばセラミック基板が製造される場合、グリーンシート上に印刷法などによって配線パターンが形成され、次に複数のグリーンシートが積層される。

この積層の際にグリーンシートからキャリアフィルムを剥離する工程が必要となる。この工程において、グリーンシートがダメージを受けることがあるという問題があり、この問題はグリーンシートが薄くされるほどより深刻となる。

特開２０００−２４６７１８号公報（特許文献１）によれば、キャリアフィルムは、剥離される際に、治具を支点（方向転換点）として所定の角度（剥離角）で方向転換させられる。また特開２０００−２７１９２２号公報（特許文献２）によれば、キャリアフィルムの剥離されていない部分が治具によって押さえられながら、鋭角的に折り返されたキャリアフィルムが引っ張られることで剥離が行われる。このようにキャリアフィルムが鋭角的に折り返されることによって、キャリアフィルムを剥離するのに要する力が低減されるので、剥離の際のキャリアフィルムの引っ張りに起因するグリーンシートへのダメージを抑制することができる。

特開２０００−２４６７１８号公報 特開２０００−２７１９２２号公報

ハンドリング性を考慮すると、キャリアフィルムにはある程度の剛性が必要とされる。上記文献の各々に開示された技術が用いられた場合、治具の位置でキャリアフィルムが急角度で折り曲げられるため、治具の先端には非常に大きな反力がかかる。そのため、治具の位置を保つためには治具をキャリアフィルムの表面上へ強く押し返す必要がある。その結果、治具の先端がキャリアフィルムを介してグリーンシートにダメージを与えてしまう。また治具の先端がキャリアフィルムの表面上に強い力で押し付けられつつ、治具の先端上をキャリアフィルムが移動するため、キャリアフィルム上の微小な凹凸に起因して、キャリアフィルムが治具の先端に引っ掛かったり、キャリアフィルムが振動したりすることがある。この結果、キャリアフィルムを安定的に剥離することが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリーンシートへのダメージを抑えつつ、キャリアフィルムを安定的に剥離することができる、セラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法を提供することである。

本発明のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法は、以下の工程を有する。

キャリアフィルムおよびキャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを有する材料フィルムが準備される。材料フィルムのセラミックグリーンシートが、平面上に保持されつつ固定される。キャリアフィルムの一部が変位部に固定される。材料フィルムからキャリアフィルムを剥離するために、キャリアフィルムの一部が固定された変位部が移動させられる。変位部を移動させる工程において、キャリアフィルムの剥離が生じている部分の幅が増大しているときには、キャリアフィルムのうち剥離されていない部分へ変位部を近づける。

本発明のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法によれば、キャリアフィルムの一部の固定された部分が、キャリアフィルムのうち剥離されていない部分に近づけられることで、キャリアフィルムの剥離が生じている部分におけるキャリアフィルムの曲率の、剥離の進行にともなう低下を抑えることができる。すなわち、マクロ的に見れば、キャリアフィルムの折り曲げ角度の低下を抑えることができる。よってより小さい力でキャリアフィルムを剥離することができるので、グリーンシートへのダメージを抑えることができる。

また上記曲率の制御は、キャリアフィルムの剥離が生じている部分への治具による押さえつけをともなうことなく、キャリアフィルムの一部の固定された部分の変位によって行われる。よって治具による押さえつけに起因したグリーンシートへのダメージを抑えることができ、かつ上記治具の影響を受けることなくキャリアフィルムを安定的に剥離することができる。

本発明の実施の形態１におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の第１工程を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の形態１におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の第２工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の第３工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の第４工程を概略的に示す断面図である。 比較例のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の第１の変形例のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の第２の変形例のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の第３の変形例のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。 キャリアフィルムが粘着材によって、粘着ローラに巻きつけられることなく固定された場合における、粘着剤にかかるせん断力を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態３におけるセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法の一工程を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、材料フィルム５が準備される。材料フィルム５は、キャリアフィルム６と、キャリアフィルム６上に形成されたセラミックグリーンシート７とを有する。グリーンシート７は、本実施の形態においては、角部Ａ０、Ａ２、Ａａ、およびＡｂを有する正方形の形状を有する。角部Ａ０およびＡ２は一の対角線に沿って対向しており、角部ＡａおよびＡｂは他の対角線に沿って対向している。

また本実施の形態において用いられる剥離装置が準備される。剥離装置は、テーブル１と、水平移動部４と、垂直移動部３と、変位部２とを有する。本実施の形態においては、変位部２として粘着ローラ８が設けられている。

テーブル１は、たとえば真空吸着または静電吸着により、グリーンシート７にダメージを与えることなく、グリーンシート７を平面上に固定することができるものである。

水平移動部４は、テーブル１に対して水平に移動することができる部分である。垂直移動部３は、水平移動部４に取り付けられており、テーブル１に対して垂直に移動することができる部分である。この構成により、垂直移動部３は、テーブル１に対して、自身の移動によって垂直に移動することができ、かつ水平移動部４の移動によって水平に移動することができる。

粘着ローラ８は、その粘着力によって、キャリアフィルム６の端部（一部）を垂直移動部３に固定することができるものである。これにより、水平移動部４および垂直移動部３のそれぞれを移動させることで、キャリアフィルム６の端部をテーブル１に対して水平および垂直に移動させることができる。

次に、材料フィルム５のグリーンシート７がテーブル１上に固定される。これにより、グリーンシート７が平面上に保持されつつ固定され、またキャリアフィルム６がテーブル１上において露出される。

次に、キャリアフィルム６の角部Ａ０に粘着ローラ８が押し当てられる。これにより角部Ａ０が粘着ローラ８に固定される。

次に粘着ローラ８が、テーブル１から離れるように、かつキャリアフィルム６を折り返すように、位置Ｐ０まで移動される。これにより、角部Ａ０が剥離される。この時点で、キャリアフィルム６の剥離された部分Ｂ０（図２）は、ほとんど撓みのない状態である。またキャリアフィルム６の剥離が生じている部分は幅Ｗ０（図１）および曲率Ｒ０（図２）を有する。

次に、キャリアフィルム６の角部Ａ０が固定された粘着ローラ８が軌道１３に沿って位置Ｐ１およびＰ２を経由して移動されることで、材料フィルム５からキャリアフィルム６が剥離される。以下、この工程について詳しく説明する。

主に図２および図３を参照して、粘着ローラ８が、位置Ｐ０から位置Ｐ１へ移動される。すなわち粘着ローラ８が、水平移動部４によって水平方向かつキャリアフィルム６のうち剥離されていない部分に向かう方向（図１の右上方向、図２の右方向）へ移動されると同時に、垂直移動部３によってキャリアフィルム６のうち剥離されていない部分へ粘着ローラ８を近づける方向（図２の下方向）に移動される。この時点で、キャリアフィルム６の剥離された部分Ｂ１（図３）は、自身の曲げ剛性によって撓みを生じる。またキャリアフィルム６の剥離が生じている部分は、幅Ｗ０よりも大きい幅Ｗ１（図１）と、曲率Ｒ１（図３）とを有する。

さらに図４を参照して、粘着ローラ８が、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動される。すなわち粘着ローラ８が、水平移動部４によって水平方向かつキャリアフィルム６のうち剥離されていない部分に向かう方向（図１の右上方向、図３の右方向）へ移動される。これにともなって、キャリアフィルム６の剥離された部分Ｂ２（図４）の撓みは、部分Ｂ１（図３）の撓みに比して、より緩やかなものとなる。またキャリアフィルム６の剥離が生じている部分は、幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２（図１）と、曲率Ｒ２（図４）とを有する。

そしてさらに粘着ローラ８が水平方向に移動されることで、キャリアフィルム６が完全に剥離される。以上により、本実施の形態のキャリアフィルム６の剥離が行われる。

次に比較例の剥離方法について、図２および図５を参照して説明する。本比較例においては、本実施の形態の軌道１３と異なり、位置Ｐ１Ａを経由して水平方向の軌道１３Ａに沿って粘着ローラ８が移動される。ここで位置Ｐ１Ａは、平面視（図１の視野）において位置Ｐ１と一致する位置であり、粘着ローラ８が垂直方向に移動しないので位置Ｐ１に比してテーブル１から遠い位置となる。この結果、キャリアフィルム６の剥離された部分Ｂ１Ａ（図５）の撓みは、本実施の形態における部分Ｂ１（図３）の撓みに比して緩やかなものとなる。したがって剥離が生じている部分の曲率Ｒ１Ａ（図５）は、本実施の形態における曲率Ｒ１（図３）に比して小さくなる。

これに対して本実施の形態によれば、粘着ローラ８の位置Ｐ０から位置Ｐ１への移動によって、キャリアフィルム６の角部Ａ０が、図３の矢印に示すように、キャリアフィルム６のうち剥離されていない部分に近づけられる。これによりキャリアフィルム６の曲率Ｒ１を、上記比較例の曲率Ｒ１Ａに比して大きくすることができる。言い換えれば、剥離の進行にともなう曲率Ｒ０（図２）に対する曲率の低下を抑えることができる。すなわち、マクロ的に見れば、キャリアフィルム６の折り曲げ角度の低下を抑えることができる。よってより小さい力でキャリアフィルム６を剥離することができるので、グリーンシート７へのダメージを抑えることができる。

また上記曲率の制御は、キャリアフィルム６の角部Ａ０の変位によって行われる。すなわちキャリアフィルム６の剥離が生じている部分へ何らかの治具が押さえつけられるものではなく、キャリアフィルム６の剥離が生じている部分に加わる力は、グリーンシート７および粘着ローラ８のみから印加される。よって治具の押さえつけに起因したグリーンシート７へのダメージを避けることができる。またこのような治具の影響を受けることなく、キャリアフィルム６を安定的に剥離することができる。

また軌道１３（図１および図２）に示すように、キャリアフィルム６が剥離されている部分の幅が幅Ｗ０（図１）から幅Ｗ１（図１）に増大する際の粘着ローラ８の移動方向は、この幅が幅Ｗ１（図１）から幅Ｗ２（図１）に減少する際の粘着ローラ８の移動方向に比して、キャリアフィルム６のうち剥離されていない部分に近づく方向（図２における下方向）に近い。

上記のようにキャリアフィルム６が剥離されている幅が幅Ｗ０（図１）から幅Ｗ１（図１）に増大する期間は、グリーンシート７を変形させる力（上向きに引っ張る力）も増大するので、グリーンシート７が破損する確率が高まる。しかし本実施の形態によれば、この期間中における粘着ローラ８の垂直方向の移動によって曲率Ｒ１（図３）が大きくされることで、キャリアフィルム６の剥離に必要な力が低減される。よってグリーンシート７の破損の発生を抑制することができる。

またキャリアフィルム６が剥離されている幅が幅Ｗ１（図１）から幅Ｗ２（図１）に減少する期間は、グリーンシート７を変形させる力（上向きに引っ張る力）も減少するので、グリーンシート７が破損する確率が低くなる。よってこの期間中においては、粘着ローラ８の垂直方向の移動を特に行わなくてもグリーンシート７の破損の発生を抑制することができる。よってこの期間における粘着ローラ８の垂直方向の移動量を抑えることで、その分だけ、上記幅が幅Ｗ０から幅Ｗ１に増大する期間においてより大きく粘着ローラを垂直方向に移動させることができる。

すなわち粘着ローラ８の垂直方向の移動（図２における下方向への移動）は、キャリアフィルム６の剥離の前半過程（位置Ｐ０からＰ１への過程）においてなされることが重要であり、後半過程（位置Ｐ１からＰ２への過程）においては重要性が低い。このため本実施の形態の粘着ローラ８の軌道１３は、図２に示すように、前半過程においてテーブル１に近づくように垂直方向に大きく変位するが、後半過程においてはほぼ水平方向に沿う。

好ましくは、粘着ローラ８の移動により、少なくとも一定期間の間、キャリアフィルム６およびグリーンシート７の間に存在するバインダー材の層（図示せず）が実質的に粘性を喪失する程度に大きな速度でキャリアフィルム６が剥離される。好ましくは、この速度は６００ｍｍ／ｓ以上である。なおこのバインダー材の層は、次の理由で形成される。グリーンシート７は、セラミック粉末および有機バインダーを混合したスラリー（泥状のもの）をキャリアフィルム６上に薄く引延ばした後に乾燥して作製される。その際、グリーンシート７およびキャリアフィルム６の間は乾燥させにくいため、有機バインダーが層状に残存する。

上記のようにキャリアフィルム６が十分に高速で剥離されることで、この剥離にともなってバインダー材の層が破壊される際、この層は弾性体に近い挙動を示す。これにより、この層が粘性体に近い挙動を示す場合に比して、この層の変形量が小さくなるので、この層の破壊に要する力が小さくなる。すなわちより小さい力でキャリアフィルム６を剥離することができるので、この際に生じるグリーンシート７へのダメージを軽減することができる。

なお本実施の形態においては、キャリアフィルム６が固定される変位部２として粘着ローラ８が用いられたが、他の構成が用いられてもよい。たとえば、支持部９ａに取り付けられた粘着テープ９（図６）、機械式チャック１０（図７）、または真空チャック１１（図８）が用いられてもよい。

（実施の形態２）
主に図９を参照して、本実施の形態においては、粘着ローラ８が角部Ａ０（図１）に押し当てられた後に回転される。これによりキャリアフィルム６の角部Ａ０が粘着ローラの周囲に所定の角度だけ巻き取られる。この後に、実施の形態１と同様に、粘着ローラ８が位置Ｐ０から軌道１３に沿って移動されることで、キャリアフィルム６が剥離される。

キャリアフィルム６を巻き取る際の粘着ローラ８の回転角度は、０°超、３６０°未満の角度を選択することができるが、好ましくは、９０°以上２７０°以下とされる。

次に本実施の形態の比較例（図１０）について説明する。この比較例では、キャリアフィルム６は粘着ローラ８に巻き取られておらず、局所的な位置で粘着力によって固定されている。このため、キャリアフィルム６の剥離開始時に粘着ローラ８をキャリアフィルム６の剥離方向に移動させると、粘着ローラ８およびキャリアフィルム６間の粘着剤１２のうち粘着ローラ８に近い部分はキャリアフィルム６の移動方向に引っ張られるが、キャリアフィルム６に近い部分はキャリアフィルム６に固定されているため、両部分の間にせん断力ＳＨが生じる。この結果、キャリアフィルム６が粘着ローラ８から外れてしまうことがある。

これに対して本実施の形態によれば、粘着ローラ８にキャリアフィルム６の一部が巻き取られているので、キャリアフィルム６の剥離時に粘着ローラ８およびキャリアフィルム６の間の粘着面にせん断力ＳＨが加わることを防ぐことができる。その結果、粘着ローラ８からキャリアフィルム６が外れることを防止することができる。よって安定したキャリアフィルム６の剥離が可能となる。

またキャリアフィルムが巻き取られる角度が９０°以上２７０°以下とされる場合、キャリアフィルム６の剥離開始時にキャリアフィルム６の剥離側の端部がキャリアフィルム剥離方向と逆方向となり、キャリアフィルム６の剥離側の端部が粘着ローラ８に引っ掛かる。よってより確実に、粘着ローラ８からキャリアフィルム６が外れることを防止することができる。

（実施の形態３）
主に図１１を参照して、本実施の形態においては、粘着ローラ８が角部Ａ０（図１）に押し当てられた後に１回転以上回転される。これによりキャリアフィルム６の角部Ａ０が粘着ローラの周囲に１周以上巻き取られる。この後に、実施の形態１と同様に、粘着ローラ８が位置Ｐ０から軌道１３に沿って移動されることで、キャリアフィルム６が剥離される。

本実施の形態によれば、キャリアフィルム６を粘着ローラに１周以上巻き取ることで、キャリアフィルム６が粘着ローラ８に引っかかるので、粘着ローラ８およびキャリアフィルム６の粘着面にせん断力ＳＨ（図１０）が加わることを防ぐことができる。その結果、粘着ローラ８からキャリアフィルム６が外れることを防止することができる。よって安定したキャリアフィルム６の剥離が可能となる。

実施の形態１の実施例について、以下に説明する。
ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）製フィルムからなるキャリアフィルム６（図２）と、１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．０７５ｍｍ（厚さ）のグリーンシート７（図２）とを有する材料フィルム５（図１、図２）が準備された。なおグリーンシート７には、ビアホールを充填するように形成された電極と、配線パターンと、保護レジストとが、印刷法によって形成された。

次に剥離装置が準備された。テーブル１（図２）は真空吸着方式とされ、その真空圧は−７８ｋＰａとされた。また粘着ローラ８（図２）の粘着力は、１２Ｎ／２５ｍｍとされた。また垂直移動部３（図２）は、最高移動速度３５０ｍｍ／ｓを有するものとされた。なお上記粘着力は、ＪＩＳ(Japanese Industrial Standards)Ｚ−２３０７にで定義されるものであり、２５ｍｍ幅のフィルムの１８０°引き剥がし法により測定される力のことである。

次にこの剥離装置を用いてキャリアフィルム６が剥離された。この剥離は、粘着ローラ８の位置が位置Ｐ０からＰ１へ移動する期間において、キャリアフィルム６が剥離している部分の曲率半径が５ｍｍ以下となるように、曲率の大きさを保ちつつ行われた。

この条件の下、キャリアフィルム６が、２００、４００、６００、および１０００ｍｍ／ｓの各々の速度条件で剥離された。そしてキャリアフィルム６剥離後のグリーンシート７の表面における割れ・しわの有無が判定された。判定方法としては、まず目視での観察が行われ、この観察で割れやしわが見られなかった場合、微小なしわの有無を確認するために水平面に対して３０°の方向から照明を当てて倍率１０倍のルーペで観察され、しわの有無がさらに確認された。

その結果、速度４００ｍｍ／ｓ以下の場合、グリーンシート７の表面に、割れ、またはしわなどのダメージの痕跡が見られた。一方、６００ｍｍ／ｓ以上の場合、そのような割れ・しわは見られなかった。

今回開示された各実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ テーブル、２ 変位部、３ 垂直移動部、４ 水平移動部、５ 材料フィルム、６ キャリアフィルム、７ グリーンシート（セラミックグリーンシート）、８ 粘着ローラ、９ 粘着テープ、１０ 機械式チャック、１１ 真空チャック。

Claims (8)

1. キャリアフィルムおよび前記キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを有する材料フィルムを準備する工程と、
   前記材料フィルムの前記セラミックグリーンシートを、平面上に保持しつつ固定する工程と、
   前記キャリアフィルムの一部を変位部に固定する工程と、
   前記材料フィルムから前記キャリアフィルムを剥離するために、前記キャリアフィルムの一部が固定された前記変位部を移動させる工程とを備え、
   前記移動させる工程において、前記キャリアフィルムの剥離が生じている部分の幅が増大しているときには、前記キャリアフィルムのうち剥離されていない部分へ前記変位部を近づける、セラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
2. 前記移動させる工程は、前記キャリアフィルムの剥離が生じている部分の幅を減少させる工程を含む、請求項１に記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
3. 前記増大させる工程における前記変位部の移動方向は、前記減少させる工程における前記変位部の移動方向に比して、前記キャリアフィルムのうち剥離されていない部分を保持する前記平面の法線方向の成分が大きい、請求項２に記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
4. 前記キャリアフィルムの剥離が生じている部分に加わる力は、前記グリーンシートおよび前記変位部のみから印加される、請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
5. 前記移動させる工程は、前記キャリアフィルムおよび前記セラミックグリーンシートの間に存在するバインダー材の層が実質的に粘性を喪失する程度に大きな速度で前記キャリアフィルムを剥離する工程を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
6. 前記速度は６００ｍｍ／ｓ以上である、請求項５に記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
7. 前記変位部は粘着ローラであり、
   前記固定する工程は、粘着ローラを回転させることで前記粘着ローラ上に前記キャリアフィルムの一部を巻き取る工程を含む、請求項１〜６のいずれかに記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。
8. 前記巻き取る工程は、前記粘着ローラの周りに前記キャリアフィルムが１周以上巻き取られるように行われる、請求項７に記載のセラミックグリーンシート用キャリアフィルムの剥離方法。

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