JP5318557B2 - 保持治具 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤデバイス等からなる物品の保持、輸送、搬送等に使用される保持治具に関するものである。

デバイスには様々なタイプがあるが、その一つとしてＬＥＤデバイスがあげられる。このＬＥＤデバイスは、図示しないが、例えば４インチあるいは６インチの半導体ウェーハを用いて所定の大きさに加工され、チップトレーに複数搭載されて実装箇所に輸送された後、実装箇所のチップトレーに対応する実装機等からなる加工装置に供される（特許文献１、２、３参照）。

ところで近年、８×０．３×０．３ｍｍタイプのＬＥＤデバイスが出現したり、幅よりも高さの高いＬＥＤデバイスが登場しているが、これらのＬＥＤデバイスを従来のチップトレーに複数搭載して輸送すると、輸送時の衝撃や振動によりＬＥＤデバイスが回転して向きを変えることがあり、この結果、加工装置が停止して生産性を低下させるという問題がある。

係る問題を解消する手段としては、保持治具の粘着層に複数のＬＥＤデバイスを着脱自在に保持させ、加工装置に付設した排気装置と保持治具のトレーの排気孔とを接続し、その後、排気装置を駆動してトレーを被覆する粘着層を凹凸に変形させ、この変形して接触面積の減少した粘着層から複数のＬＥＤデバイス全てを順次取り外す方法があげられる。この場合、排気装置は、加工装置にガイド等を介し搭載されたトレーの裏面あるいは側面の排気孔と接続され、保持治具内の空気を外部に絶えず排気して粘着層を凹凸に変形させるよう機能する。
特開２００４‐００６４６７号公報 特開２００１‐２４４２７９号公報 特開平１１‐２２００１４号公報

しかしながら、係る方法を採用する場合には、ＬＥＤデバイスが回転して向きを変える事態を防止することができるものの、既存の加工装置を改良して排気装置を付設し、複数のＬＥＤデバイス全てを取り外すまで粘着層を排気装置の排気により連続して絶えず変形させておかなければならない。粘着層を連続して変形させるため、排気装置とトレーの裏面あるいは側面の排気孔とを接続しようとすると、加工装置等に様々な制約があるので、既存の加工装置を大規模に改良する必要があり、設備や費用上の観点から新たな問題の生じる余地がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、粘着層からＬＥＤデバイスを取り外すまで、排気装置の排気等により粘着層を連続して変形させる必要がない保持治具を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、トレーの表面に中空のフレームを着脱自在に搭載し、このフレームに、加工装置に供されるＬＥＤデバイスを保持する変形可能な可撓性の粘着層を貼り着けた保持治具であって、
トレー表面の中央部と周縁部の境界に、フレームに外側から嵌め合わされる区画壁を設けるとともに、トレー表面の中央部に、区画壁に包囲される複数の支持突起を間隔をおき突出形成して各支持突起を区画壁と略同じ高さの錐台形とし、トレーには、複数の支持突起間と外部の排気装置とを連通する排気孔を設け、トレーの表面にフレームが搭載される場合に、複数の支持突起の先端面とフレームの表面とを略同一に揃えるようにし、
粘着層を、ＬＥＤデバイスを着脱自在に粘着保持する第一の粘着層と、この第一の粘着層に貼り着けられてフレームの表面に貼り着けられ、複数の支持突起に着脱自在に粘着する第二の粘着層とから形成したことを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲におけるトレーは、平面円形、楕円形、矩形、多角形等とすることができる。中空のフレームは、トレーの形状に応じたリング形や枠形に形成することができる。排気装置は、トレーの排気孔と接続され、トレー、フレーム、及び粘着層に区画された空間の気体を外部に排気して粘着層を変形させる。

本発明によれば、ＬＥＤデバイスを粘着保持した保持治具を加工装置等にセットする前にトレーの排気孔に外部の排気装置を接続し、この排気装置を駆動する。すると、粘着層が複数の支持突起に応じて変形し、ＬＥＤデバイスを粘着層から剥がして各種の加工を施すことが可能となる。この際、第二の粘着層がトレーの表面や支持突起に粘着するので、排気装置を一度駆動すれば、駆動を継続しなくても、粘着層の変形状態を確保することができる。

粘着層の変形状態を確保したら、トレーの排気孔と排気装置との接続を解除し、加工装置等に保持治具を粘着層が変形した状態でセットすれば、ＬＥＤデバイスを粘着層から取り外して加工することができる。

本発明によれば、ＬＥＤデバイスが回転して向きを変えたり、転動するのを抑制できる他、粘着層の第二の粘着層がトレーの表面中央部や各支持突起の周面に密着し、粘着層の変形状態を維持するので、複数のＬＥＤデバイス全てを取り外すまで粘着層を排気装置の排気により連続して絶えず変形させておく必要がない。したがって、既存の加工装置を大規模に改良する必要がなく、費用の削減を図ることができるという効果がある。また、加工装置に排気装置を内蔵したり、併設する必要がないので、設備の簡素化を図ることができる。

また、トレー表面の区画壁にフレームを外側から嵌合するので、フレームの水平方向の位置ズレやガタツキ等を抑制することができる。また、粘着テープではなく、粘着性の粘着層にＬＥＤデバイスを保持させるので、ＬＥＤデバイスに粘着テープの粘着糊が付着することもない。さらに、フレームの搭載時に、複数の支持突起の先端面とフレームの表面とを略同一に揃えれば、フレームに貼り付けられた粘着層が支持突起により凸凹になるのを抑制し、ＬＥＤデバイスを適切に粘着保持させたり、ＬＥＤデバイスの姿勢を安定させることが可能になる。

以下、図面を参照して本発明に係る保持治具の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における保持治具は、図１ないし図３に示すように、トレー１の表面に中空のフレーム１０を搭載し、このフレーム１０の表面に、複数のＬＥＤデバイス６を保持する可撓性の粘着層１１を粘着した治具であり、粘着層１１を、複数のＬＥＤデバイス６を粘着保持する第一の粘着層１２と、この第一の粘着層１２の裏面に貼着されてトレー１の複数の支持突起３に粘着する第二の粘着層１３とから多層構造に形成するようにしている。

トレー１は、図１ないし図３に示すように、所定の材料を使用して剛性を有する平面視円形に形成され、裏面の中央部が断面略皿形に切り欠かれており、平坦な表面の中央部とその外側の周縁部との境界には、平面リング形の区画壁２が起立して周設されるとともに、表面の中央部には、区画壁２やフレーム１０に包囲される複数の支持突起３が突出形成される。このトレー１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ガラス、ステンレス等があげられる。

複数の支持突起３は、区画壁２の高さやフレーム１０の厚さと同じ高さとされ、トレー１の表面中央部が凹凸に形成されることで間隔をおき並べて形成される。このトレー１の表面中央部を凹凸に形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば成形法、サンドブラスト法、エッチング法等が適宜採用される。各支持突起３は、円錐台形に形成されて粘着層１１方向（図１の上方向）に先細りに突出し、平坦な先端面が粘着層１１の裏面、換言すれば、第二の粘着層１３に粘着される。

トレー１の中央部中心付近には、複数の支持突起３間と外部とを連通する排気孔４が厚さ方向に穿孔され、この排気孔４の末端部には、外部から排気装置５が着脱自在に接続される。この排気装置５は、例えば真空ポンプ等からなり、加工装置の外部に別に設置される。

フレーム１０は、図１ないし図３に示すように、トレー１と同様の材料を使用して剛性の平面視リング形に形成され、トレー１の表面周縁部に着脱自在に搭載されるとともに、トレー１の区画壁２に外側から位置決め嵌合する。このフレーム１０は、トレー１に搭載される際、表面が区画壁２や複数の支持突起３の先端面と同一に揃えられ、粘着層１１が凸凹になるのを防いで複数のＬＥＤデバイス６の粘着保持に資するよう機能する。

粘着層１１は、同図に示すように、複数のＬＥＤデバイス６を着脱自在に粘着保持する第一の粘着層１２と、この第一の粘着層１２の全裏面に粘着されてトレー１の複数の支持突起３に着脱自在に粘着する第二の粘着層１３とから一体的に積層形成され、排気装置５の駆動で凸凹に変形することにより、複数のＬＥＤデバイス６との接触面積を減少させてＬＥＤデバイス６の取り外しを可能にするよう機能する。

第一、第二の粘着層１２・１３は、例えば耐熱性、耐候性、耐水性、剥離性、経時安定性等に優れるシリコーン系、ウレタン系、オレフィン系、フッ素系のエラストマー等を使用して弾性変形可能な円形の薄膜に成形され、第二の粘着層１３の裏面周縁部がフレーム１０の平坦な表面周縁部に粘着される。

上記構成において、保持治具に複数のＬＥＤデバイス６を粘着保持させ、輸送したり、加工装置にセットして実装する場合には、先ず、トレー１とフレーム１０とを組み合わせて保持治具を構成（図１参照）し、平坦な粘着層１１の表面、換言すれば、第一の粘着層１２の表面に、複数のＬＥＤデバイス６を粘着保持させれば良い（図２参照）。

こうして保持治具に複数のＬＥＤデバイス６を粘着保持させたら、加工装置にセットすれば良いが、その直前にトレー１の排気孔４に排気装置５を接続し、排気装置５を一時的に駆動する。
すると、トレー１の表面、フレーム１０、及び粘着層１１に区画された空間の空気（図２、図３の矢印参照）が外部に排気されることにより、平坦な粘着層１１が複数の支持突起３に追従して凸凹に変形し、複数のＬＥＤデバイス６と粘着層１１との間に空気が流入し、複数のＬＥＤデバイス６を粘着層１１から剥離して実装することが可能となる。

この際、第二の粘着層１３がトレー１の表面中央部や各支持突起３の周面に粘着し、凹凸に変形した粘着層１１の変形状態を維持する（図３参照）。したがって、トレー１の表面、フレーム１０、及び粘着層１１に区画された空間の空気を外部に常時強制排気する必要がなく、エネルギの節約が大いに期待できる。

粘着層１１の凹凸変形状態を確保したら、トレー１の排気孔４と排気装置５との接続を解除し、加工装置に保持治具を粘着層１１が変形した状態でセットすれば、複数のＬＥＤデバイス６を粘着層１１から順次剥離して実装することができる。
この際、第一の粘着層１２は、第二の粘着層１３と共に凹凸に変形しているが、粘着保持力を完全に喪失する訳ではないので、ＬＥＤデバイス６が回転して向きを変えたり、転動するのを抑制し、加工装置が停止して生産性の低下を招くのを有効に防止することができる。

複数のＬＥＤデバイス６全てを粘着層１１から剥離して実装したら、トレー１とフレーム１０とを分離して変形した粘着層１１を元の平坦な状態に復帰させることにより、フレーム１０と粘着層１１とを再利用することができる。

上記によれば、ＬＥＤデバイス６が回転して向きを変えたり、転動するのを抑制できる他、第二の粘着層１３がトレー１の表面中央部や各支持突起３の周面に密着し、粘着層１１の変形状態を維持するので、複数のＬＥＤデバイス６全てを取り外すまで粘着層１１を排気装置５の排気により連続して絶えず変形させておく必要が全くない。したがって、既存の加工装置を大規模に改良する必要がなく、費用の大幅な削減を図ることができる。

また、加工装置に排気装置５を内蔵したり、併設する必要がないので、設備の簡素化を図ることができる。また、トレー１表面の区画壁２にフレーム３を外側から嵌合するので、フレーム２の水平方向の位置ズレやガタツキ等を抑制防止することができる。さらに、粘着テープではなく、粘着性の粘着層１１にＬＥＤデバイス６を保持させるので、ＬＥＤデバイス６に粘着テープの粘着糊が付着することもない。

なお、上記実施形態のトレー１の区画壁２は、特に必要が無ければ、省略しても良い。また、トレー１やフレーム１０の表面には、物流管理用のＩＣタグを適宜取り付けることができる。また、第一、第二の粘着層１２・１３として、粘着性のエラストマーの他、粘着性のフィルムを使用しても良い。

また、第一、第二の粘着層１２・１３の間に接着層を介在し、この接着層により、第一、第二の粘着層１２・１３を接着して一体化しても良い。さらに、第一の粘着層１２の全裏面に第二の粘着層１３を粘着するのではなく、第一の粘着層１２の裏面中央部に第二の粘着層１３を粘着し、第一の粘着層１２の裏面周縁部をフレーム１０の表面周縁部に粘着することもできる。

本発明に係る保持治具の実施形態におけるトレーとフレームとを組み合わせて保持治具を構成する状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る保持治具の実施形態における粘着層に複数のＬＥＤデバイスを粘着保持させた状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る保持治具の実施形態における粘着層が複数の支持突起に追従して変形し、ＬＥＤデバイスを粘着層から剥離する状態を模式的に示す断面説明図である。

符号の説明

１ トレー
２ 区画壁
３ 支持突起
４ 排気孔
５ 排気装置
６ ＬＥＤデバイス（物品）
１０ フレーム
１１ 粘着層
１２ 第一の粘着層
１３ 第二の粘着層

Claims (1)

1. トレーの表面に中空のフレームを着脱自在に搭載し、このフレームに、加工装置に供されるＬＥＤデバイスを保持する変形可能な可撓性の粘着層を貼り着けた保持治具であって、
   トレー表面の中央部と周縁部の境界に、フレームに外側から嵌め合わされる区画壁を設けるとともに、トレー表面の中央部に、区画壁に包囲される複数の支持突起を間隔をおき突出形成して各支持突起を区画壁と略同じ高さの錐台形とし、トレーには、複数の支持突起間と外部の排気装置とを連通する排気孔を設け、トレーの表面にフレームが搭載される場合に、複数の支持突起の先端面とフレームの表面とを略同一に揃えるようにし、
   粘着層を、ＬＥＤデバイスを着脱自在に粘着保持する第一の粘着層と、この第一の粘着層に貼り着けられてフレームの表面に貼り着けられ、複数の支持突起に着脱自在に粘着する第二の粘着層とから形成したことを特徴とする保持治具。

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