JP6339302B1

JP6339302B1 - ウェブ貼合装置

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Publication number: JP6339302B1
Application number: JP2017562086A
Authority: JP
Inventors: 隆司 ▲高▼木; 佐藤　貴之; 貴之佐藤
Original assignee: FUJISHOKO MACHINERY CO., LTD.
Current assignee: FUJISHOKO MACHINERY CO., LTD.
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: JPWO2018225283A1

Abstract

所定のパターンが形成される第１ウェブにレーザ加工を施した第２ウェブを貼り合わせる作業の効率化及び高精度化を実現できるウェブ貼合装置を提供すること。ラミネート装置（ウェブ貼合装置）１は、所定のパターン１１が形成された基材（第１ウェブ）１０を貼合位置１００に搬送する第１搬送装置１５と、基材１０に貼り合わされるマスキング材（第２ウェブ）２０を貼合位置１００に搬送する第２搬送装置２５と、第１搬送経路１１０における貼合位置１００の上流側で基材１０の画像情報を取得するＣＣＤカメラ３５（画像検出部）と、第２搬送経路１２０における貼合位置１００の上流側でマスキング材２０に対してレーザ加工を行うレーザ加工装置３０と、を備える。ＣＣＤカメラ３５が取得した画像情報に基づいて基材１０の搬送誤差を取得し、当該搬送誤差に基づいてマスキング材２０に対するレーザ加工が調整される。

Description

本発明は、複数のウェブを貼り合せるウェブ貼合装置に関する。

従来、異なる種類のウェブを貼り合わせる技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１〜５がある。

特許文献１には、絵柄等が印刷された二つのシートについて、絵柄の位置を一致させながら貼り合わせる装置が記載されている。この装置では、両シートの絵柄の位置をそれぞれに対して設けられた二つのＣＣＤカメラで位置を検出し、ロールの送り速度を調整しつつ絵柄が一致するように貼り合わせている。

特許文献２には、絶縁テープに導電箔テープを切断しつつ貼り付ける装置において、絶縁テープを搬送するとともに、両テープを貼りあわせる貼合わせロールの近傍に設けた切断装置で導電箔テープを所定長に切断して貼り付ける技術について記載されている。

特許文献３には、一つのフィルム上に印刷した第一パターンを形成し、当該パターンに合わせて第二パターンとしてハーフカットをする装置において、両パターンが一致してハーフカット可能なようにフィルムの張力調整を行う技術について記載されている。

特許文献４には、製品フィルムに対してマスキングフィルムを張力調整しつつ弛みが無いように貼り付ける装置について記載されている。

特許文献５には、貼り合わせようの媒体の先端部がカールしないように張力調整をする装置において、貼り合わせ媒体をカットする際にレーザを用いて裁断するものが記載されている。

特開平０５−１０５３２０号公報特開平０７−１７２６８１号公報特開２００７−１３１３９０号公報特開２０１０−１１１４７０号公報特開２０１５−２０９２８８号公報

ところで、所定のパターンが搬送方向に間隔をあけて複数形成された第１ウェブ（例えば、基材）に対してレーザ加工を施した第２ウェブ（例えば、マスキング材）をそのまま貼り合わせる場合、第１ウェブの搬送誤差が生じると、レーザ加工を施した部分の位置ずれの原因となる。そのため、第１ウェブを所定の長さに切断して枚葉にした後、枚葉ごとに第２ウェブを貼り合わせる方法を採っていた。枚葉ごとに貼り合わせる作業が必要となり、自動化の障害となっていた。この点、従来技術には、ＣＣＤカメラ等を用いてウェブの搬送を調整するもの等があるものの、検出対象と加工対象が同じものであり、第１ウェブの搬送誤差に基づく第２ウェブの加工部分の位置ずれを十分に解消できるものがなかった。所定のパターンが形成される第１ウェブに加工が施された第２ウェブを貼り合わせる構成において、高精度化及び効率化の観点から改善の余地があった。

本発明は、所定のパターンが形成される第１ウェブにレーザ加工を施した第２ウェブを貼り合わせる作業の効率化及び高精度化を実現できるウェブ貼合装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のウェブを貼り合わせるウェブ貼合装置（例えば、後述のラミネート装置１）であって、所定のパターン（例えば、後述のパターン１１）が搬送方向に間隔をあけて複数形成された第１ウェブ（例えば、後述の基材１０）を貼合位置（例えば、後述の貼合位置１００）に第１搬送経路（例えば、後述の第１搬送経路１１０）を通じて搬送する第１搬送装置（例えば、後述の第１搬送装置１５）と、前記第１ウェブに貼り合わされる第２ウェブ（例えば、後述のマスキング材２０）を前記貼合位置に第２搬送経路（例えば、後述の第２搬送経路１２０）を通じて搬送する第２搬送装置（例えば、後述の第２搬送装置２５）と、前記第１搬送経路における前記貼合位置の上流側で前記第１ウェブの画像情報を取得する画像検出部（例えば、後述のＣＣＤカメラ３５）と、前記第２搬送経路における前記貼合位置の上流側で前記第２ウェブに対してレーザ加工を行うレーザ加工装置（例えば、後述のレーザ加工装置３０）と、を備え、前記画像検出部が取得した前記画像情報に基づいて前記第１ウェブの搬送誤差を取得し、当該搬送誤差に基づいて前記第２ウェブに対する前記レーザ加工が調整されるウェブ貼合装置に関する。

前記搬送誤差に基づく前記レーザ加工の調整は、レーザ照射を行うタイミングを補正することで行われることが好ましい。

前記ウェブ貼合装置は、前記第１搬送装置によって搬送される前記第１ウェブの張力を管理する第１張力管理部（例えば、後述の第１張力管理装置１７）と、前記第２搬送装置によって搬送される前記第２ウェブの張力を管理する第２張力管理部（例えば、後述の第２張力管理装置２７）と、を更に備えることが好ましい。

剥離シートが接着された状態で前記第２搬送経路を搬送される前記第２ウェブから前記貼合位置の上流側で前記剥離シートを剥離するシート剥離装置（例えば、後述のシート剥離装置５０）を更に備え、前記レーザ加工装置は、前記シート剥離装置により前記剥離シートが剥離される剥離位置の上流側で、前記第２ウェブの前記剥離シートが接着される側と反対側の面にレーザを照射可能であることが好ましい。

本発明のウェブ貼合装置によれば、所定のパターンが形成される第１ウェブにレーザ加工を施した第２ウェブを貼り合わせる作業の効率化及び高精度化を実現できる。

本発明の一実施形態に係るラミネート装置（ウェブ貼合装置）を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るラミネート装置（ウェブ貼合装置）１を示す図である。図１に示すラミネート装置１は、フレキシブル基板やフィルムセンサ等の電子部品を製造するためのものである。

本実施形態のラミネート装置１は、第１搬送装置１５と、第１張力管理装置１７と、第２搬送装置２５と、レーザ加工装置３０と、第２張力管理装置２７と、シート剥離装置５０と、ＣＣＤカメラ３５と、制御部９０と、を含むように構成される。

第１搬送装置１５は、パターン１１が形成された基材１０を貼合位置１００まで第１搬送経路１１０を通じて搬送する。第１搬送経路１１０は貼合位置１００まで基材１０を搬送する基材１０の移動経路である。第１搬送経路１１０には、搬送ローラ１６が配置されており、この搬送ローラ１６の回転駆動により、基材１０が第１搬送経路１１０を所定の速度で搬送される。

本実施形態では、基材１０は帯状に形成されるロール材料であり、貼合位置１００に途切れることなく供給される。基材１０の表面には、所定のパターン１１が搬送方向に間隔をあけて形成される。なお、パターン１１は、搬送方向に１列形成される構成であってもよいし、複列形成される構成であってもよい。パターン１１は、例えば、ラミネート装置１に至る前の上流工程で、エッチング処理等によって基材１０に形成される。

第１張力管理装置１７は、第１搬送経路１１０を搬送される基材１０の張力を管理する。基材１０に付与される張力は、基材１０を構成する材料や厚みによって設定される。第１張力管理装置１７により、張力が適切に管理された状態で基材１０が下流側に送られる。基材１０の張力は、ロードセル（図示省略）等の張力検出部によって検出し、後述の制御部９０が張力管理を行う。

第２搬送装置２５は、第２搬送経路１２０を通じてマスキング材２０を貼合位置１００まで搬送する。第２搬送経路１２０は、第１搬送経路１１０とは異なる経路であり、第１搬送経路１１０の貼合位置１００に合流するマスキング材２０の移動経路である。第２搬送経路１２０の貼合位置１００側にはラミネートローラ２６が配置されており、このラミネートローラ２６の回転駆動により、マスキング材２０が第２搬送経路１２０を所定の速度で搬送される。

マスキング材２０は、帯状に延びており、貼合位置１００まで連続的に供給される。マスキング材２０には剥離シート２１が接着されており、後述する剥離位置１０２に到達するまでマスキング材２０と剥離シート２１は一体的に第２搬送経路１２０を搬送され、剥離位置１０２で剥離シート２１が剥離された後、貼合位置１００に送られる。

レーザ加工装置３０は、剥離シート２１が接着した状態のマスキング材２０に対してレーザによる切断加工を行う。レーザ加工装置３０は、ガルバノタイプのものが用いられる。なお、マスキング材２０に加工を行うレーザは、ガルバノタイプに限定される訳ではなく、事情に応じて適宜変更できる。

レーザの照射位置１０１は、第２搬送経路１２０における貼合位置１００の上流側に設定される。レーザ加工装置３０は、マスキング材２０の剥離シート２１が接着されている側の反対側からマスキング材２０にレーザを照射してレーザ加工を行う。

レーザ加工では、所定の形状を切り抜くようにマスキング材２０にレーザを照射する。マスキング材２０のレーザを加工する加工部分は、基材１０にマスキング材２０を貼り合わせたときに加工部分がパターン１１に応じた所定の部分に位置するように設定される。

本実施形態のレーザ加工では、マスキング材２０の厚みに応じた深度でレーザ加工を行っており、剥離シート２１までは切断しないようになっている。

シート剥離装置５０は、マスキング材２０が貼合位置１００に到達する前でマスキング材２０から剥離シート２１を剥離する。剥離シート２１が剥離される剥離位置１０２は、第２搬送経路１２０における照射位置１０１の下流側であって貼合位置１００の上流側に設定されており、基材１０に貼り合わされる手前でマスキング材２０から剥離シート２１が剥離される。

剥離位置１０２で剥離された剥離シート２１はシート剥離装置５０側に送られる。なお、剥離位置１０２の上流側で行われたレーザ加工では、マスキング材２０の部分だけが切断されるようにレーザの深度が設定されており、剥離シート２１の切断は行われない。そのため、マスキング材２０のうちレーザ加工によって切り出された不要な部分は、剥離位置１０２で剥離される剥離シート２１に接着したままマスキング材２０から離間する。即ち、レーザ加工によって切断された不要な部分は、剥離位置１０２で剥離シート２１とともに除去され、貼合位置１００に到達しない構成となっている。

第２張力管理装置２７は、第２搬送経路１２０を搬送されるマスキング材２０の張力を管理する。マスキング材２０に付与される張力は、マスキング材２０や剥離シート２１を構成する材料や厚みによって設定される。第２張力管理装置２７により、張力が適切に管理された状態でマスキング材２０が下流側に送られる。マスキング材２０の張力は、ロードセル（図示省略）等の張力検出部によって検出し、後述の制御部９０が張力管理を行う。

ＣＣＤカメラ３５は、第１搬送経路１１０を流れる基材１０の画像情報を取得する画像検出部である。ＣＣＤカメラ３５が画像情報を取得する撮像位置１０３は、第１搬送経路１１０における貼合位置１００の上流側に設定される。

制御部９０は、ラミネート装置１の各種の制御を行うコンピュータである。制御部９０によって基材１０の搬送速度の調整、搬送中の基材１０に付与される張力管理、マスキング材２０の搬送速度の調整、マスキング材２０の張力管理、レーザ加工装置３０のレーザ加工制御等が実行される。

レーザ加工制御では、第２搬送経路１２０を搬送されるマスキング材２０に対してレーザを照射して所定の形状を切り出す切断加工を行う。マスキング材２０における切断加工を行う位置は、基材１０に貼り合わせたときにパターン１１に合致する必要がある。そのため、第１搬送経路１１０を搬送される基材１０の位置に応じてレーザを照射するタイミングが設定される。基材１０は、予め設定される搬送速度で搬送されており、搬送速度と経過時間等によって基材１０の現在位置を推定することができる。しかし、基材１０の搬送には搬送誤差が生じる場合がある。本実施形態では、ＣＣＤカメラ３５が取得する画像情報によって制御部９０が搬送誤差を検出し、この搬送誤差に基づいてレーザ照射のタイミングが補正される。なお、マスキング材２０はパターン１１の一部をマスキングするものであってもよいし、全部をマスキングするものであってもよい。このように、マスキング材２０のマスキングの仕方は、事情に応じて適したものを採用できる。

本実施形態の制御部９０には、実際の基材１０の位置を特定するための基準形状が記憶されている。基準形状は、パターン１１そのものでもよいし、パターン１１の一部でもよいし、パターン１１の外側に形成される特徴を持った形状でもよい。基準形状は、ＣＣＤカメラ３５の撮像範囲に入る位置にあり、視覚的に他の形状と比較するための特徴点を有する形状、模様、色彩又はこれらの結合である。

搬送誤差の検出例について説明する。制御部９０は、ＣＣＤカメラ３５が取得した画像情報の中から基準形状を抽出し、当該基準形状の位置に基づいて搬送誤差を算出する。搬送誤差は、ＣＣＤカメラ３５が撮像した画像情報に含まれる基準形状の位置と、搬送速度等から想定される基準形状の想定位置と、のずれから算出し、算出した搬送誤差をレーザ照射のタイミングに反映させる。例えば、第１搬送経路１１０において画像情報の基準形状の位置が想定位置よりも上流側に位置する場合は、基材１０の搬送が遅れていることになるので、その遅れ量にあわせてレーザ照射を行うタイミングを遅らせる。逆に、第１搬送経路１１０において基準形状の位置が想定位置よりも下流側に位置する場合は、基材１０の搬送が早まっていることになるので、早まった量に合わせてレーザ照射を行うタイミングを早める。なお、制御部９０による画像情報に基づく搬送誤差の検出は、この方法に限らず、種々の方法を採用することができる。

レーザ加工が行われたマスキング材２０は、シート剥離装置５０によって剥離位置１０２で剥離シート２１が剥離され、接着面が露出した状態でラミネートローラ２６により反転されて貼合位置１００に搬送される。第１搬送経路１１０と第２搬送経路１２０が合流する貼合位置１００では、第１搬送装置１５によって搬送される基材１０のパターン１１が形成される面に、マスキング材２０の剥離シート２１が剥離された面が貼り合わされて一体となり、この状態で下流工程へと搬送される。

ラミネート装置１の下流工程では、マスキング材２０が貼り合わされた基材１０が枚葉で切断され、ラミネートが施された電子部品が製造される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
ラミネート装置（ウェブ貼合装置）１は、所定のパターン１１が搬送方向に間隔をあけて複数形成された基材（第１ウェブ）１０を貼合位置１００に第１搬送経路１１０を通じて搬送する第１搬送装置１５と、基材１０に貼り合わされるマスキング材（第２ウェブ）２０を貼合位置１００に第２搬送経路１２０を通じて搬送する第２搬送装置２５と、第１搬送経路１１０における貼合位置１００の上流側で基材１０の画像情報を取得するＣＣＤカメラ３５（画像検出部）と、第２搬送経路１２０における貼合位置１００の上流側でマスキング材２０に対してレーザ加工を行うレーザ加工装置３０と、を備える。ＣＣＤカメラ３５が取得した画像情報に基づいて基材１０の搬送誤差を取得し、当該搬送誤差に基づいてマスキング材２０に対するレーザ加工が調整される。

これにより、実際の基材１０の位置がマスキング材２０に対するレーザ加工に反映されるので、レーザ加工を高精度に行うことができ、基材１０にマスキング材２０を貼り合わせる作業を高精度に行うことができる。また、加工が施されたマスキング材２０を枚葉にカットされる前の基材１０に高精度に貼り合わせた後に、マスキング材２０が張り合わされた基材を枚葉にカットすることができる。従って、枚葉にカットした基材ごとにマスキング材を貼り合わせる場合に比べてマスキング材２０を基材１０に貼り合わせる作業を一度で行うことができるので、作業時間を短縮でき、作業効率を効果的に向上させることができる。また、プレス装置に比べて装置構成が小さいレーザ加工装置３０を用いて切断加工を行うので、装置構成をコンパクトにまとめることができるとともに、照射位置１０１から貼合位置１００までの距離を短くすることができ、貼合精度を向上させることができる。即ち、ＣＣＤカメラ３５で画像を検出する対象が基材１０であるのに対し、レーザ加工を行う対象が基材１０とは異なるマスキング材２０という全く別の材料である構成において、高精度に貼り合わせる技術が実現されるのである。

また、本実施形態では、搬送誤差に基づくレーザ加工の調整は、レーザ照射を行うタイミングを補正することで行われる。

これにより、複雑なロジックを用いることなくレーザ照射のタイミングを調整するというシンプルな処理で第１搬送装置１５によって搬送される基材１０の搬送誤差をレーザ加工に反映することができる。

また、本実施形態では、ラミネート装置１は、第１搬送装置１５によって搬送される基材１０の張力を管理する第１張力管理装置１７と、第２搬送装置２５によって搬送されるマスキング材２０の張力を管理する第２張力管理装置２７と、を更に備える。

これにより、適切な張力で基材１０及びマスキング材２０が安定して搬送されるので、搬送誤差が生じ難くなり、貼り合わせ精度も一層向上させることができる。特に、プレス装置に比べて配置スペースを大きく確保する必要がないレーザ加工装置３０により、照射位置１０１から貼合位置１００までの距離を短くできる構成において、張力管理を容易にする一層の効果を奏することができる。

また、本実施形態では、ラミネート装置１は、剥離シート２１が接着された状態で第２搬送経路１２０を搬送されるマスキング材２０から貼合位置１００の上流側で剥離シート２１を剥離するシート剥離装置５０を更に備える。レーザ加工装置３０は、シート剥離装置５０により剥離シート２１が剥離される剥離位置１０２の上流側で、マスキング材２０の剥離シート２１が接着される側と反対側の面にレーザを照射可能に構成される。

これにより、マスキング材２０にレーザを照射するタイミングに基材１０の搬送誤差を反映させつつ、レーザ加工で切り出した不要な部分を剥離シート２１とともに剥離する構成も可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

上記実施形態では、レーザ加工装置３０は、剥離シート２１が接着された状態のマスキング材２０に対してレーザによってマスキング材２０のみを切断する加工を行う構成であるが、この構成に限定されない。例えば、マスキング材２０とともに剥離シート２１を打ち抜くように切断加工を行う構成としてもよい。また、場合によっては剥離シート２１を剥離した後にマスキング材２０にレーザ加工を行う構成としてもよい。

上記実施形態では、第１搬送装置１５及び第２搬送装置２５が停止することなく連続的に搬送する構成であるが、搬送、停止を繰り返して搬送する構成に変更することもできる。

上記実施形態では、レーザの照射タイミングを補正することで搬送誤差に基づくレーザ加工の調整を行う構成であるが、この構成に限定されない。例えば、基材１０の搬送速度、マスキング材２０の搬送速度、第１張力管理装置１７によって付与する張力、第２張力管理装置２７によって付与する張力又はこれらの組み合せを搬送誤差に基づいて調整する構成としてもよい。レーザ加工の調整は、適宜の方法を採用することができる。

上記実施形態では、所定のパターンが形成された基材１０を第１ウェブとし、マスキング材２０を第２ウェブとして説明したが、この構成に限定されない。例えば、第１ウェブにメトロサーク（登録商標）等のような樹脂多層基板を用いることもできる。

１ラミネート装置（ウェブ貼合装置）
１０基材（第１ウェブ）
１１パターン
１５第１搬送装置
２０マスキング材（第２ウェブ）
２５第２搬送装置
３０レーザ加工装置
３５ＣＣＤカメラ（画像検出部）
１００貼合位置
１１０第１搬送経路
１２０第２搬送経路

Claims

複数のウェブを貼り合わせるウェブ貼合装置であって、
所定のパターンが搬送方向に間隔をあけて複数形成された第１ウェブを貼合位置に第１搬送経路を通じて搬送する第１搬送装置と、
前記第１ウェブに貼り合わされる第２ウェブを前記貼合位置に第２搬送経路を通じて搬送する第２搬送装置と、
前記第１搬送経路における前記貼合位置の上流側で前記第１ウェブの画像情報を取得する画像検出部と、
前記第２搬送経路における前記貼合位置の上流側で前記第２ウェブに対してレーザ加工を行うレーザ加工装置と、
を備え、
前記画像検出部が取得した前記画像情報に基づいて前記第１ウェブの搬送誤差を取得し、当該搬送誤差に基づいて前記第２ウェブに対する前記レーザ加工が調整されるウェブ貼合装置。
前記搬送誤差に基づく前記レーザ加工の調整は、レーザ照射を行うタイミングを補正することで行われる請求項１に記載のウェブ貼合装置。
前記第１搬送装置によって搬送される前記第１ウェブの張力を管理する第１張力管理部と、
前記第２搬送装置によって搬送される前記第２ウェブの張力を管理する第２張力管理部と、を更に備える請求項１又は２に記載のウェブ貼合装置。
剥離シートが接着された状態で前記第２搬送経路を搬送される前記第２ウェブから前記貼合位置の上流側で前記剥離シートを剥離するシート剥離装置を更に備え、
前記レーザ加工装置は、
前記シート剥離装置により前記剥離シートが剥離される剥離位置の上流側で、前記第２ウェブの前記剥離シートが接着される側と反対側の面にレーザを照射可能な請求項１から３までの何れかに記載のウェブ貼合装置。