JP6600706B2 - 可撓性のあるワークピースのためのサポート - Google Patents

Description

本発明は、可撓性のあるワークピース、特に、可撓性のあるストリップなどの可撓性のある電子基板のためのサポート部材およびツーリングサポートに関する。

電子基板などのワークピースの真空クランピング自体は、周知である。そのようなクランピングは、ワークピースの動きを防止しながらワークピース上で行われるスクリーン印刷などの作業を可能にする。

そのような標準的なツーリングは、剛体のワークピースに対してはうまく機能するものの、可撓性のあるワークピースを支持する場合には上手くいかないことが分かった。特に、そのような標準的なツーリングは、可撓性のあるワークピースの縁が十分にクランピングされずに、それらの縁がサポート表面から立ち上がるようになるかもしれないという問題を抱える可能性がある。しかしながら、ツーリングに対して単に低圧や強い真空をかけたりすることは、コスト増大し、且つ非効率なものになるため、望ましい解決策ではない。

本発明の目的は、この問題を解決することである。

本発明によれば、上記目的が、低圧が向上した領域がクランピング領域の縁の近くの領域に作り出され、ワークピースの縁がこの低圧にさらされることによって、より堅固に定置にクランピングされるのに対し、ワークピースの中央の残りの部分は、より高い標準的な圧力で保持されるような構成のサポート部材を提供することによって達成される。

一態様では、本発明は、可撓性のあるワークピースを支持するためのサポート部材を提供しており、そのサポート部材は、
平面状のクランピング領域を有する実質的に平面状のサポート表面であって、使用時に、減圧又は真空によってワークピースがクランピング領域に固定可能である、サポート表面と、
サポート部材内に形成された内部空洞と、
低圧源又は真空源への接続のためのポートであって、内部空洞と流体接続（内部空洞との間で流体の通過を可能にするような接続）するポートと、
内部空洞と流体接続するようにサポート表面に形成された凹所であって、前記凹所が、サポート表面に沿って横に延在し、凹所が、クランピング領域の周縁の近くに位置する外側領域と、クランピング領域の中央部分の中に位置する内側領域と、を有するようになっており、内側領域及び外側領域が、サポート表面の平面に平行するそれぞれの幅ｗ_１，ｗ_２を有する、凹所と、
を備えており、
凹所の外側領域の幅（ｗ_２）は内側領域の幅（ｗ_１）よりも狭く、使用時に、ポートが低圧源又は真空源に流体接続されると、クランピング領域の周縁における圧力がクランピング領域内の中央部分における圧力よりも低くなるようになっている。

この構成では、本発明は、向上した平面性を、可撓性のある基板に、特に、その縁領域のところに有利に付与する。

本発明の第２の態様によれば、可撓性のあるワークピースを支持するためのツーリングサポートであって、第１の態様に係るサポート部材を備えるツーリングサポートが提供されている。

本発明の様々な好ましい特徴は、付随した従属請求項に提示されている。

下記の添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態が以下に説明される。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るツーリングサポートの斜視図を示している。 図２は、図１のツーリングサポートの側面図を示している。 図３は、図１のツーリングサポートの平面図を示している。 図４は、図１のツーリングサポートの底面図を示している。 図５は、図１のツーリングサポートの長手方向断面図（図３におけるＩ−Ｉ間に沿った断面）を示している。 図６は、図１のツーリングサポートの一端の端面図を示している。 図７は、図１のツーリングサポートの他端の端面図を示している。 図８は、本発明の第２の実施形態に係るツーリングサポートの平面図を模式的に示している。 図９は、Ａ−Ａ間に沿って切断した図８のツーリングサポートの斜視断面図を模式的に示している。 図１０は、図８のツーリングサポートのガスケットの配置構成の拡大断面図を模式的に示している。 図１１は、ワークピースが支持されている状態の、図１０の図と同様の図を模式的に示している。

図１から図７は、可撓性のあるワークピース、特に、可撓性のあるストリップなどの可撓性のある電子基板を支持するための本発明の第１の実施形態に係るツーリングサポート１の斜視図を示している。ストリップの可撓性能は、可撓性が高くて自立できないものから、剛体に近いけれども力が加えられたときに曲がる傾向にあるものまで、ばらつきが大きいことがある。

ツーリングサポート１は、本体３（この実施形態では細長い本体）とサポート部材５とを備える。サポート部材５は、実質的に平面状の第１のサポート表面７（この実施形態では、上側表面）と、サポート表面７の裏面８（図４及び図５を参照）と、裏面８の下のサポート部材５内に形成された内部空洞２と、を含むブロックとして形成されており、第１のサポート表面７上には、少なくとも１つのワークピースＷＰが、真空または減圧をかけることによって使用時にクランピングされる。サポート部材５の下側表面は、内部空洞２と流体接続するポート４を含む。

サポート部材５に適した材料は、当該技術分野において知られているように、例えばアルミニウム（Ａｌ）である。

この実施形態において、本体３及びサポート部材５は、別々の部品として形成されるが、一体的に形成されることもできる。

この実施形態において、本体３は、チャンバ９を含み、ここで、チャンバ９は、サポート部材５の内部空洞２に流体接続される細長いチャンバである。この実施形態において、本体３は、少なくとも部分的に開口した上側表面及び下側表面を有する中空の主本体部材１５であって、その主本体部材１５の内部側壁１６，１７がチャンバ９を部分的に画定する、主本体部材１５と、主本体部材１５に結合されると共にポート２１を含むベース部材１９であって、ポート２１がチャンバ９に流体接続され、使用の間、低圧源又は真空源がポート２１に選択的に適用される、ベース部材１９と、を備える。

サポート部材５は、サポート表面７と同一平面上にある少なくとも１つのクランピング領域２５を含む。この実施形態において、２つのクランピング領域２５ａ，２５ｂが設けられ、使用時に、スクリーン印刷作業などの処理のために、それらのクランピング領域２５ａ，２５ｂに１つ又は複数のワークピースＷがクランピングされる。上記のように、クランピング領域は、支持しようとするワークピースのフットプリント（ワークピースが占有する領域）に位置決め公差内で実質的に一致するように、予め画定されている。代替の実施形態では、より多い又はより少ないクランピング領域が設けられてもよい。代替の実施形態では、複数のクランピング領域は、様々な様式で配置させることができ、例えば、４つのクランピング領域が設けられている場合、それらのクランピング領域は、４×１の配列で直線的に配置されてもよく、或いは、２×２の配列で配置されてもよい。全てのクランピング領域が同じサイズ又は形状である必要はなく、例えば、４つのクランピング領域が、３×１の第１の配列と、それに隣接する、より大きいサイズの１×１の第２の配列とで、配置されてもよい。隣接するクランピング領域間の空間的な最小の分離は、サポート表面上へのワークピースの載置とその後のそれらのワークピースの拾い上げにおける適用可能な公差によって決定されるのに対し、最大の分離は、支持することのできるワークピースの数を最大限にするよう、可能な限り小さくされる。

この実施形態において、各クランピング領域２５ａ，２５ｂは、形状が概ね長方形であるが、他の実施形態では、他の形状のものであってもよい。

この実施形態において、各クランピング領域２５ａ，２５ｂは、サポート表面７の平面に対して平行して横に延在する細長い線形のチャンネルの形の複数の凹所３０を備える。各凹所３０は、第１の幅（すなわち、サポート表面の平面における幅）ｗ_１を有する内側領域３１と、内側領域３１の相対する遠位端にそれぞれ位置して内側領域３１に流体接続される第１及び第２の外側領域３３とを有し、外側領域３３は、第１の幅ｗ_１よりも狭い第２の幅ｗ_２を有する。内側領域３１は、それぞれのクランピング領域２５ａ，２５ｂ内の中央部分に位置するのに対し、外側領域３３は、やはりクランピング領域内に位置するものの、クランピング領域の周縁の相対する縁の近くに位置しており、使用時に、ワークピースの外縁エリアが実質的に外側領域３３の上に置かれることになるようになっている。

この構成で、中央部分内の内側領域３１は、使用時に第１の真空や第１の圧力を受ける内側エリアを画定する一方、外側領域３３は、第１の真空よりも強い真空や第１の圧力よりも低い圧力を受ける外側の周縁エリアを画定し、処理のためのサポート表面７上での１つ又は複数のワークピースＷＰのクランピングを促進し、１つ又は複数のワークピースＷＰの平面性を促進する。別々の複数の外側領域３３を設けることによって、この外側の周縁領域における圧力や真空は、完全に均一化され、１つ又は複数のワークピースＷＰの平面性をさらに促進する。

この実施形態において、複数の凹所は、互いに間隔をあけて平行に配設されている。

この実施形態において、複数の凹所３０のそれぞれの内側領域３１は、貫通孔３４を備え、貫通孔３４は、サポート表面７の平面に対して直交する方向に、サポート部材５を貫通して内部空洞２まで延在する。これは、凹所の内側領域３１を通してポート２１を見ることができる図３に最も明らかに見ることができる。複数の内側領域３１は、それらの上側開口及び下側開口において、実質的に同じ開口面積を有する。

この実施形態において、複数の凹所３０のそれぞれの外側領域は閉じられており、それらの外側領域が、サポート表面７の平面に対して直交する方向に、内部空洞２まで延在しないようになっている。これは、内側領域３１が開口しているのとは対照的に外側領域３３がそれらの最下点で閉じられていることを示す図５に最も明らかに見ることができる。

この実施形態において、内側領域３１の幅ｗ_１は、約２ｍｍから約５ｍｍまでの間である。

この実施形態において、外側領域３３の幅ｗ_２は、サポート表面７において約０．５ｍｍから約１ｍｍまでの間である。

この実施形態において、前記外側領域、又は各外側領域は、約０．２５ｍｍ^２から約２ｍｍ^２までの間、随意には０．５ｍｍ^２から１．５ｍｍ^２までの間の断面積を有する。

この実施形態において、各クランピング領域２５ａ，２５ｂは、少なくとも１つのマニホールド４１をさらに備え、ここでは、外側領域３３を平行に流体接続する（丸い角を有するが）実質的に長方形である環状のマニホールドをさらに備える。マニホールド４１は、サポート表面７に形成された有底チャンネルの形であり、そのマニホールド４１は、それぞれのクランピング領域の周縁の内側であってその周縁の近くにある。

本発明のさらなる実施形態は、図８から図１１に模式的に示されている。この実施形態は、先に説明した実施形態と同一の多くの特徴を有しており、参照符号は可能な場合には変えていない。この実施形態において、弾性変形可能なガスケット４２が、各クランピング領域の周りに設けられており、サポート表面７に形成された有底チャンネル内に位置している。ガスケット４２は、圧力バリアをもたらし、ガスケットの内部領域が、使用時に、通常は大気圧になっている周囲のエリアよりも低い圧力で保持され得るようになっている。この実施形態では、マニホールドの機能性は提供されていないことに留意すべきである。図８から図１１に示された実施形態では、変更された形のチャンネルが用いられており、そのチャンネルは、チャンネルの上端の近くにフレア状の隙間４３を含む。これは、図１０及び図１１の拡大断面図に最も明らかに示されている。ガスケット４２は、例えば、概ね１ｍｍから３ｍｍの間の範囲内の幅と、概ね１ｍｍから４ｍｍの間の範囲内の高さとを有し得る。図１０は、ツーリングサポートの不使用位置の、すなわち、ツーリングサポートの上に基板すなわちワークピースが支持されていないときのツーリングサポートのガスケット４２の配置構成の断面図を模式的に示している。ガスケット４２は、層状構造として形成される。使用時に基板すなわちワークピースの裏面に接触する上側表面は、ガスケットを使用中の損傷から保護する働きをする保護シールド層４４である。この層４４に適した材料としては、例えば約２００μｍから約４ｍｍの間の層厚さのゴム又はポリウレタンが挙げられる。この層４４は、基板４８に対するガスケットの不要な付着のリスクを低減し、基板を取り外す際のガスケットの損傷を回避するために、好ましくは非粘着性である。代替の実施形態では、層４４は、必要に応じて、例えば、適用された真空がそれ自体ではワークピースを安全に拘束するのに不十分である場合に、より強い付着をもたらすために粘着性であってもよい。これは、ガスケット４２の大部分を形成する圧縮性のある弾性変形可能な層４６に、適切な接着剤の第１の接合層４５を介して接合される。この実施形態において、層４６は、独立気泡シリコンフォームで形成される。適切な厚さは約０．５ｍｍから約３．５ｍｍの間である。層４６は、適切な接着剤の第２の接合層４７を介してチャンネルの底に順に接合される。当業者によって評価されているような様々な市販の接着剤が、層４５及び層４７に使用されてもよい。図１１は、図１０に類似しているが、基板４８がサポート表面７の上側表面に保持されるような使用時のツーリングの状態の図を示している。ガスケット４２の圧縮性のある層４６が押し潰されて隙間４３の中へ膨らみ出ることを見ることができる。それによって、ガスケット４２は、基板４８に一致することができ、実質的に空気がそこの間を通過することができないような近接した境界面を形成するようになっている。

他の実施形態（図示せず）では、ガスケット４２のためのカスタムチャンネルを使用するのではなく、その代わりに、最初に説明された実施形態（例えば図３を参照）においてマニホールド４１を画定した有底チャンネル内に都合よく位置してもよい。

さらなる実施形態（図示せず）では、最初に説明された実施形態のものと類似するマニホールド構造は変更せずに、マニホールドの外部周縁の周りに追加のチャンネル及びガスケットが設けられてもよい。

さらに別の実施形態（図示せず）では、単一のガスケットが、複数のクランピング領域を取り囲むように用いられてもよい。

全ての場合において、ガスケットの提供及び配置構成の選択は、具体的な適用次第であろう。

最後に、本発明が、その好ましい実施形態で説明されたが、添付の特許請求の範囲に規定されたような発明の範囲から逸脱することなく、多くの様々な方法で変更することができることが理解されるであろう。発明の範囲内におけるその他の可能性および代替は、当業者にとって明らかであろう。特に、サポート部材やツーリングサポートの形態は、支持しようとするワークピースのサイズ、形状、及び可撓性能を含む特有の形態に基づいて、発明の範囲内で、構成されるであろうことが理解される。例えば、図１から図９に示された凹所は、内側領域に沿って、且つ外側領域に沿って、実質的に一定の幅を有するが、幅は一定である必要はない。

具体的な実施例として、凹所は、端部よりも幅が広い中間部を有する長斜方形や菱形に形成してもよく、或いは、その代わりに、例えば楕円やアーモンド形（ｍａｎｄｏｒｌａ）などの任意の形状に形成してもよく、それによって、内側領域が、凹所の全ての箇所で、外側部分よりも広い幅を有する。さらに、凹所は、クランピング領域の縁に対して軸方向に整列される必要はないが、クランピング領域の縁に対して整列されてもよい。このうち後者の場合、隣接する凹所の長さは互いに異なることであろう。さらに別の代替の実施形態では、凹所は線形である必要はないが、屈曲したり湾曲したり、角度の付いた部分を含んだりしてもよい。さらに、規則正しく間があけられた複数の凹所は有利であるが、いくつかの適用では、不規則に間があけられた複数の凹所が用いられてもよい。さらに別の実施形態では、複数の比較的に狭い外側領域が、比較的に幅（すなわち、直径）が大きい共通の内側領域から外側に向かって延在又は放射してもよい。

上述した実施形態は、それぞれのクランピング領域の周縁の内部であってその周縁の近くにあるように配置された環状のマニホールドを含むが、このマニホールドは、クランピング領域の周縁の周りの圧力を均等にするのに役立し、そのようなマニホールドは、厳密には必要なく、代替の実施形態では省略されてもよい。

代替の実施形態では、真空ポート２１は、本体３のベース部材１９に位置する必要はなく、例えば主本体部材１５の側面上に位置してもよい。

ガスケット４２は、様々な形態をとることができ、例えば、ガスケット全体が、例えばゴム又はポリウレタンから形成されてもよい。

１ ツーリングサポート
２ 内部空洞
３ 本体
４ ポート
５ サポート部材
７ サポート表面
８ 裏面
９ チャンバ
１５ 主本体部材
１６ 内部側壁
１７ 内部側壁
１９ ベース部材
２１ 真空ポート
２５ クランピング領域
２５ａ クランピング領域
２５ｂ クランピング領域
３０ 凹所
３１ 内側領域
３３ 外側領域
３４ 貫通孔
４１ マニホールド
４２ ガスケット
４３ 隙間
４４ 保護シールド層
４５ 第１の接合層
４６ 層
４７ 第２の接合層
４８ 基板

Claims (21)

1. 可撓性のあるワークピースを支持するためのサポート部材であって、前記サポート部材が、
   平面状のクランピング領域を有する実質的に平面状のサポート表面であって、使用時に、減圧又は真空によってワークピースが前記クランピング領域に固定可能である、サポート表面と、
   前記サポート部材内に形成された内部空洞と、
   低圧源又は真空源への接続のためのポートであって、前記内部空洞と流体接続するポートと、
   前記内部空洞と流体接続するように前記サポート表面に形成された凹所であって、前記凹所が、前記サポート表面に沿って横に延在し、前記凹所が、前記クランピング領域の周縁の近くに位置する外側領域と、前記クランピング領域の中央部分の中に位置する内側領域と、を有するようになっており、前記内側領域及び前記外側領域が、前記サポート表面の平面に平行するそれぞれ幅ｗ１，ｗ２を有する、凹所と、
   を備えており、
   前記凹所の前記外側領域の前記幅（ｗ２）は前記内側領域の前記幅（ｗ１）よりも狭く、使用時に、前記ポートが低圧源又は真空源に流体接続されると、前記クランピング領域の前記周縁における圧力が前記クランピング領域内の前記中央部分における圧力よりも低くなるようになっており、
   前記凹所の前記外側領域が閉じられており、前記外側領域が、前記サポート表面の前記平面に対して直交する方向に、前記内部空洞まで延在しないようになっている、サポート部材。
2. 前記サポート部材が、前記内部空洞と流体接続するように前記サポート表面に形成された複数の凹所を備え、各凹所が、前記サポート表面に沿って横に延在し、各凹所が、前記クランピング領域の周縁の近くに位置するそれぞれの外側領域と、前記クランピング領域の中央部分の中に位置する内側領域と、を有するようになっており、前記内側領域及び前記外側領域が、前記サポート表面の前記平面に平行するそれぞれの幅を有し、各凹所の前記外側領域の前記幅は、それぞれの前記内側領域の前記幅よりも狭い、請求項１に記載のサポート部材。
3. 前記サポート部材が、同一平面上にある複数のクランピング領域を備え、使用時に、１つ又は複数のワークピースが前記クランピング領域に固定可能であり、各クランピング領域が、前記サポート表面に沿って横に延在する少なくとも１つの凹所を含み、前記凹所又は各凹所が、それぞれの前記クランピング領域の周縁の近くに位置する外側領域と、それぞれの前記クランピング領域の中央部分の中に位置する内側領域と、を有するようになっており、前記内側領域及び前記外側領域は、前記サポート表面の前記平面に平行するそれぞれの幅を有し、それぞれの前記凹所の前記外側領域の前記幅は、それぞれの凹所の前記内側領域の前記幅よりも狭い、請求項１又は２に記載のサポート部材。
4. 前記凹所又は各凹所のそれぞれの内側領域が貫通孔を備え、前記貫通孔が、前記サポート表面の前記平面に対して直交する方向に、前記サポート部材を貫通して前記内部空洞まで延在する、請求項１から３の何れか一項に記載のサポート部材。
5. 前記凹所が、第１の外側領域及び第２の外側領域を備え、前記第１の外側領域及び第２の外側領域が、前記内側領域の相対する遠位端に位置する、請求項１から４の何れか一項に記載のサポート部材。
6. 前記第１の外側領域及び前記第２の外側領域が、前記クランピング領域の前記周縁の相対する縁の近くに位置する、請求項５に記載のサポート部材。
7. 前記凹所が、細長いチャンネルを備える、請求項５又は６に記載のサポート部材。
8. 前記細長いチャンネルが、細長い線形のチャンネルを備える、請求項７に記載のサポート部材。
9. 前記細長い線形のチャンネルが、もう１つの細長い線形のチャンネルに対して間隔をあけて平行に配設されている、請求項８に記載のサポート部材。
10. 前記内側領域の前記幅（ｗ１）が、２ｍｍから５ｍｍまでの間である、請求項１から９の何れか一項に記載のサポート部材。
11. 前記外側領域の前記幅（ｗ２）が、前記サポート表面において０．５ｍｍから１ｍｍまでの間である、請求項１から１０の何れか一項に記載のサポート部材。
12. 前記外側領域が、０．２５ｍｍ２から２ｍｍ２までの間、随意に０．５ｍｍ２から１．５ｍｍ２までの間の断面積を有する、請求項１から１１の何れか一項に記載のサポート部材。
13. 各クランピング領域が、前記凹所又は各凹所の前記外側領域を平行に流体接続する少なくとも１つのマニホールドをさらに備える、請求項３から１２の何れか一項に記載のサポート部材。
14. 各クランピング領域が、環状のマニホールドを備える、請求項１３に記載のサポート部材。
15. 前記クランピング領域を取り囲む弾性変形可能なガスケットを備える、請求項１から１４の何れか一項に記載のサポート部材。
16. 請求項１から１５の何れか一項に記載のサポート部材を備える、可撓性のあるワークピースを支持するためのツーリングサポート。
17. 前記ツーリングサポートが本体を備え、前記サポート部材が、前記本体に取り付けられ、又は前記本体と一体的に形成され、前記本体が、前記サポート部材の前記内部空洞に流体接続されるチャンバを含む、請求項１６に記載のツーリングサポート。
18. 前記本体及び前記サポート部材が、別々の部品として形成される、請求項１７に記載のツーリングサポート。
19. 前記本体が、前記チャンバを部分的に画定する内部側壁を有する主本体部材と、前記主本体部材に結合されると共にポートを含むベース部材であって、前記ポートが前記チャンバに流体接続され、使用の間、低圧源又は真空源が前記ポートに選択的に適用される、ベース部材と、を備える、請求項１７又は１８に記載のツーリングサポート。
20. 前記ワークピースが、可撓性のある電子基板である、請求項１から１５の何れか一項に記載のサポート部材、又は、請求項１６から１９の何れか一項に記載のツーリングサポート。
21. 前記ワークピースが、可撓性のあるストリップを備える、請求項１から１５の何れか一項に記載のサポート部材、又は、請求項１６から２０の何れか一項に記載のツーリングサポート。