JP7298864B2 - ラミネート基板製造装置、ラミネート基板製造ライン及びラミネート基板の製造方法 - Google Patents
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Description
この積層部品は、複数の個片が基板(特許文献1の場合のように基板が他の個片である場合を含む)に仮圧着された状態のものを「ワーク」として、当該ワークを加熱しながら積層方向に圧力を掛ける(加圧する)ことにより得ることができる。
なお本明細書において、このようにワークを加熱・加圧することを「ラミネート(本圧着)」というものとし、このようにして得られる積層部品を「ラミネート基板」というものとし、このようにしてラミネート基板を得る装置を「ラミネート基板製造装置」というものとする。
このような技術を応用した部材貼付け装置としては、例えば特許文献1に記載された多層プリント配線板用金属張り積層板製造装置(以下、便宜上「特許文献1に記載された装置700」という)が知られている。
図12は、特許文献1及び特許文献3に記載された装置を説明するために示す図である。図12(a)は、特許文献1に記載された装置700を示し、図12(b)は特許文献3に記載された基板接合装置900を示している。
特許文献1に記載された装置700によれば、気泡を除去しながら複数の多層プリント配線用積層部材713同士を一括的に貼り付けることができる(多段プレス)。
このような特許文献1に記載された装置700を応用して「ラミネート基板製造装置」を構成することも検討できる。例えば、複数の個片が基板に仮圧着された「ワーク」を複数準備し、これら複数のワークをチャンバ内に積み上げるようにして入れ、一括的に複数のワークをラミネートするような装置を構成することもできる。
このように特許文献1に記載された装置700を応用した「ラミネート基板製造装置」によれば、製造ロット全体としてみたとき製品の個体によって品質のバラつきが生じるものとなる(品質バラつき問題)。
しかしながら、特許文献2に記載された加熱プレス用チャンバ(図示を省略)を応用した場合、ワークを準備してはチャンバ内に組み入れ(給材)、ラミネート処理をし、チャンバ内の処理済み製品を取り出す(除材)という作業をワーク1個ずつ行う必要があり、ワーク給除材の効率が悪く生産性が上がらない(ワークの給除材効率の問題)。
特許文献3に記載された基板接合装置900は、図12(b)に示すように、第1基板991を第2基板992上に載置する基板載置機構909、減圧環境下又は不活性ガス環境下において第1基板991及び第2基板992を接合する接合機構903、及び、第1基板991及び第2基板992を基板載置機構909から接合機構903へと搬送する搬送機構904を備える。搬送機構904は例えばアーム941を有するロボット等で構成される(他の符号の詳細は特許文献3を参照)。
このようなアーム941を有するロボット(搬送機構904)を「ラミネート基板製造装置」に導入すれば、ワークの給除材の効率を高めることできるかもしれない。
しかしながら、特許文献3に記載されたロボット等のアーム941が想定している搬送対象は、互いに略同一形状の2枚の半導体基板(第1基板及び第2基板)であり、比較的大きなサイズのワーク9Wであり、ワーク9W単体において比較的剛性を有しており、ワーク9Wの上面側の形状は略平坦なものである。
一方、「ラミネート基板製造装置」が扱うワークは、基板としてはフレキブル基板やシート状のフィルムも適用しうるし、個片としては基板と同一形状のものに限らず基板よりも小さい(平面視したときに面積が小さい)細々した部材も適用しうる。このため、特許文献3に記載されたロボット等のアーム941を「ラミネート基板製造装置」に導入したとしても、そもそもこのようなワークをアーム941に乗せる/把持することができず、ワークを搬送できない。また、このようなワークをアーム941に乗せることができたとしても、搬送中に細々とした個片が落下したり、個片の位置ずれを生じたりする可能性がある。また、搬送中においてワークに皺ができてしまい不良品となってしまう可能性もある(フィルムによる基板、フレキシブル基板等による基板の場合等)。
したがって、特許文献3に記載されたロボット等のアーム941では、「ラミネート基板製造装置」が扱うようなワークはそもそも搬送(給材)することができない場合がある。また、品質上の問題を生じる場合もある。
したがって、従来のように仮圧着済みのワークを個々に取り出してチャンバ内に積み替えたり、ワークを1個ずつ準備してチャンバ内に組み入れ(給材)、ラミネート処理を終えたらチャンバ内から処理済み製品を取り出す(除材)といった作業を行うこともなく、パレットの搬送経路上で、ワークがパレットに載置されたままの状態で(搬送時と同じ状態で)、ラミネート領域への給除材及びラミネート処理を行うことができる。
したがって、本発明のラミネート基板製造装置によれば、従来よりも効率的にワークの給除材を行うことができる。
よって、当該ラミネート基板製造装置の外のパレット搬送装置による搬送が概ね同じスループットで行われている限りにおいては、仮圧着されてからラミネート処理が行われるまでの待機時間は概ね一定となる。したがって、従来のようにラミネート処理が行われるまでの待機時間が大きくバラつくことはない。
また、本発明のラミネート基板製造装置によれば、ワーク1個ずつに対して加熱面が当接されてラミネートされるため、それぞれのワークに与える熱の量・加圧する力の大きさ等を同じ条件に揃えることができる。したがって、従来のように積層された層の位置に依ってワークが受け取ることができる熱の量・加圧される力の大きさがバラつくことはない。
また、従来のようにラミネートを行うためにワークを積み換える必要もないため、積み替えによる個片の位置ずれを生ずることがない。
さらに、本発明のラミネート基板製造装置は、ワークの上面側の形状に即した形状の加熱面を有する加熱ヘッドでラミネートを行うため、基板に載置される個片の高低によってワークの上面側が凹凸形状になっている場合であっても、個片の位置ずれ・姿勢ずれ等を起こすことなく所期のラミネートを行うことができる。
以上のように、本発明のラミネート基板製造装置によれば、待機時間、熱の量、加圧される力の大きさ、位置ずれ等の様々な要素のバラつきを抑えることができ、その結果、圧着状態のバラつきを抑えることができるため、従来よりも品質上のバラつきを抑えながらワークをラミネートすることができる。
また、パレットの表面の状態が多少バラついていたとしても、パレットと下縁部との間にシール部材を挟み込むことにより封止を確実なものとすることができる。
またシール部材の摩擦により、パレットが加熱ヘッドに対してずれが生じづらくなり、当該ずれによるラミネート基板の品質のバラつきを一層抑えることができる。
また、このようなパレット搬送ユニット昇降駆動部により、パレットをパレット搬送ユニットの搬送力伝達部から分離させる(互いの接触を解除する)ことができ、パレットをパレット載置テーブルに載置することができる。その結果、+z方向にパレットを位置決めすることができる。
さらに、パレット及びワークは、強固に固定されたパレット載置テーブルに対し載置されることとなるため、パレット及びワークの側は加熱ヘッドの押し付けに対し安定的に抗することができる。このため、ラミネート基板の品質のバラつきを一層抑えることができる。
ことが好ましい。
1.ワークW及びパレットP
ラミネート基板製造装置1の説明に先立ち、ラミネート基板製造装置1の取り扱い対象であるワークW及びパレットPについて説明する。
図1は、ワークW及びパレットPを説明するために示す図である。図1(a)はワークW及びパレットPを水平面に正置したときの平面図であり、図1(b)は図1(a)のa-a矢視断面図である。二点鎖線の符号SLは後述するシールラインを示し、符号WSFはワークWの上面を示している。
本明細書において「ワークW」とは、基板BD上に複数の個片PCが仮圧着された状態となっている「基板BD及び複数の個片PCの総体」をいう(図1参照)。
基板BDには複数の個片PCが仮圧着された状態で載置されているものとする。基板BDには、同種の個片が複数個載置されていてもよいし、図1に例示するように、大きさ・高さ等が異なる複数種の個片が載置されていてもよい。この場合、図1(b)に示すように、ワークWの上面WSF側は、基板BDに載置される個片PCの高低により凹凸形状となる。
参考までに、通常は個片PCが基板BDに対して圧着されることから、個片PCは「貼付け部材」であり、基板BDは「被貼付け部材」であるる。なお、本明細書において「ラミネート」を「本圧着」又は単に「圧着」ということがある。
なお、「基板BD」には回路が形成されていてもよいし、回路が形成されていなくてもよい。
「個片PC」としては、保護等を目的としたフィルム、補強等を目的とした金属板、個別電子部品等を各種適用することができる。
本明細書において「パレットP」とは、ワークWを載せてワークWを搬送する冶具としての部材をいう。パレットPはワーク搬送に資するばかりでなく、後述するように真空引きが行われるチャンバの一部をも構成する。
パレットPは例えば板状のものであってもよい。例えば、所与の厚さのアルミ板を用いることもできる。
パレットPは、ワークWの位置・姿勢がパレットPに対してずれないようにするため、適宜のワーク固定機構(図示を省略)を有していることが好ましい。パレットPは、外形寸法、後述する搬送力伝達部(コンベアベルト等)が接触するパレット下面の構造、後述するチャンバ形成時にラミネートユニットの下縁部が当接する部位(シールラインSL)付近の構造等が一定の条件を満たしてさえいれば、ワークWの仕様、ワークWの数等に変更に応じてワークWの保持構造等を変更することで、かかる仕様変更に対し柔軟に対応することができる。
なお、1つのパレットPに載置されるワークWの数については、これに限定されず単数個でもよいし3個以上であってもよい。
ワークWは、パレットPに載置され、パレットPと一体になって上流工程から搬送され、ラミネート基板製造装置1に取り込まれラミネート処理され、その後、下流工程に向けて搬送される。
なお、本明細書において、パレットが搬送されることをパレットが「流動する」という場合がある。また、ラミネート基板製造装置1によるラミネート処理を終えたワークW’を、「製品」という場合がある。
図2は、実施形態1に係るラミネート基板製造装置1の斜視図である。図3は、図2の矢印Aの方向からラミネート基板製造装置1を視たときの要部正面図である。図4は、実施形態1に係るラミネート基板製造装置1を説明するために示す図である。図4(a)はラミネート基板製造装置1を上方から視たときの平面図である(後述するラミネートユニット300の表示は省略している)。図4(e)は図4(a)に対応する図であり、ラミネート領域R1及びパレット搬送ユニットが配設された領域R2を示す。
なお、鉛直方向を+z方向とし、パレット搬送ユニット100(後述)によってパレットPが搬送される方向を+x方向とし、+z方向及び+x方向に垂直な方向を+y方向とする。また、+x方向と逆の方向を-x方向とし、+y方向と逆の方向を-y方向とし、+z方向と逆の方向を-z方向とする。さらに、+z方向を「下」といい、-z方向を「上」ということがある。
ラミネート基板製造装置1は、複数の個片が基板上に仮圧着された状態のワークを被ラミネート対象としてこれをラミネートする装置である。
図2及び図3に示すように、ラミネート基板製造装置1は、パレット搬送ユニット100と、パレット位置決めユニット200と、ラミネートユニット300と、を備える。
符号500は基台を示している。図には表れていないが、パレット搬送ユニット100、パレット位置決めユニット200及びラミネートユニット300の各本体(図示を省略)が基台500に固定されている。
パレット搬送ユニット100は、ワークWが載置されたパレットPを間欠的に搬送するものである。
図3に示すように、基台500にはパレット搬送ユニットフレーム105が固定されている。パレット搬送ユニットフレーム105には搬送動力源115が固定されている。搬送動力源115(モータ等)のシャフトは、プーリベルト等によってプーリに接続されており、さらにプーリを介して搬送力伝達部110に動力が伝達できるようになっている。
搬送力伝達部110は、パレットPに対して搬送力を伝達する。具体的には、搬送力伝達部110はパレットPの下面と接触して双方による摩擦力によりパレットPを+x方向に搬送することができるよう構成されている。搬送力伝達部110は、例えば、コンベアベルトと呼ばれる搬送用ベルトや搬送用チェーン等を適用することができる。また、パレット搬送ユニット100においてリニアモータを活用した非接触のパレット搬送を実現する場合、固定側(例えばパレット搬送ユニットフレーム105の側)に配置されたリニア駆動装置もこの搬送力伝達部110に含まれることとなる。
なお、パレット搬送ユニット100は、ラミネート基板製造装置1を平面視したときに、後述する加熱ヘッド320が配設された「ラミネート領域R1(図4(e)の斜線領域)」とパレット搬送ユニットが配設された領域R2(図4(e)の網掛け領域)とがオーバーラップするようにして、配置されている《図4(e)参照》。また、搬送力伝達部110が+x方向に沿って延びており、パレットPの流動経路がラミネート領域R1とオーバーラップしている。
パレットPは、この流動経路に沿って一旦ラミネート領域R1まで搬送される。そして所期のラミネート処理を終えると、パレット搬送ユニット100はパレットPを下流工程に向けて搬送する。なお、符号120は側壁レールを示す。
パレット位置決めユニット200は、搬送されてきたパレットPの動きを止め、当該パレットPをパレット搬送ユニット100の搬送力伝達部110から分離し、当該パレットPの位置を決めるものである。
図4(c)は図4(a)の破線Eで囲まれた領域を拡大した要部拡大平面図である。図4(d)はラミネート基板製造装置1を図4(a)のb-bで示す一点鎖線に沿って切断し矢印F(図2では矢印B)の方向から視たときの要部右側断面図である。なお、図4(d)において各構成要素はデフォルメされて模式的に描かれている。
パレットストッパ210は、図2~図4(a)に示すように、パレットPが通過する領域であるパレット通過領域R3《図4(d)参照の符号R3を参照》を挟むようにして、パレット通過領域R3の-y方向側及び+y方向側にそれぞれ配置されている。
パレットストッパ210にはパレット障害部212が設けられている。パレット障害部212は、パレットPの流動を妨げるものであり、例えばLアングル状の部材、バー状の部材など適宜のものを採用することができる。
パレット位置決めユニット200は、図示しないパレット通過センサによりパレットストッパ210近傍まで搬送されてきたパレットPを検知し、パレット障害部212を+x方向に垂直な方向(図の例では-y方向又は+y方向)からパレット通過領域R3に対しエアシリンダ等で突き出すよう構成されている。これにより、流動してくるパレットPとパレット障害部212とを干渉させて、それ以上パレットPが流動しないようにしてパレットPの動きを止める《図4(c)及び図4(d)参照》。
パレット位置決めユニット200は、パレット搬送ユニット100を上下に駆動するパレット搬送ユニット昇降駆動部130を有する(これから述べるように、パレット搬送ユニット昇降駆動部130は、パレット分離を行う機能及び+z方向の位置決めを行う機能を有するため、パレット位置決めユニット200の一部をも構成している)。
パレット搬送ユニット昇降駆動部130(図示を省略)は、パレット搬送ユニット100全体を+z方向/-z方向に上下できるように構成されている《後述する図4(d)の矢印130a、図7(d)の矢印l及び図8(d)の矢印q参照》。これに伴い搬送力伝達部110も上下に動くようになっている。
パレット搬送ユニット昇降駆動部130は、例えば、パレット搬送ユニット100全体に接続されたモータ及びボールねじ(図示を省略)で構成することもできるし、ソレノイド、エアシリンダ等で構成することもできる。
パレット載置テーブル230の上面のレベル及び搬送力伝達部110の上面のレベルは、通常の動作状態のときには、パレット通過領域R3の下端(換言するとパレットPの下面)とパレット載置テーブル230の上面との間に隙間SP1《図4(d)参照》ができるように(間隔SP1のクリアランスが確保されるように)、それらの関係が設定されている。このため、通常の動作状態のときにはパレットP及びパレット載置テーブル230は互いに干渉せず、パレットPが円滑に流動する。
このため、パレットストッパ210によりパレットPの動きが止まった後に、パレット搬送ユニット昇降駆動部130によって、パレット搬送ユニット100が当該パレットPごと(パレットPが搬送力伝達部110に載せられた状態で)下降を始めると、やがて、搬送力伝達部110の上面に載せられたパレットPの下面は、パレット載置テーブル230の上面と当接し、パレットPの下面は搬送力伝達部110の上面から分離する(相対的にパレットPを搬送力伝達部110から浮くことになる)。つまり、パレットPの下面と搬送力伝達部110の上面との間の接触が解除される。そして、パレットPはパレット載置テーブル230のみに載置されることとなる
このように、パレット搬送ユニット昇降駆動部130によりパレット搬送ユニット100がパレットPと共に下降し、パレットPがパレット載置テーブル230の上に載置するよう構成されている、
パレット位置決めユニット200は、パレットPと搬送力伝達部110とを分離した後に、当該パレットPの位置を決めるよう構成されている。
具体的には、次のようにパレット位置決めユニット200を構成することで、パレットPの各方向の位置を決める。
(a)パレット障害部212を+x方向に垂直な方向からパレット通過領域R3に対し突き出すよう構成する。これにより、搬送されてきたパレットPの動きは止まり、当該パレットPの+x方向の位置が一時的に固定する。こうしてパレットPの+x方向の位置を決めることができる。
(b)パレットPの+x方向の位置が固定された後、パレット搬送ユニット昇降駆動部130によりパレット搬送ユニット100を当該パレットPごと下降させ、パレットPがパレット載置テーブル230に載置するように構成する。これにより、パレットPの+z方向の位置を一時的に固定して、パレットPの+z方向の位置を決めることができる。
(c)搬送力伝達部110の上面の+y方向側及び-y方向側には、パレット通過領域R3を挟むようにしてカムフォロア220がそれぞれ配置されている(図2~図4参照)。
このカムフォロア220は、パレットPが流動していない開放状態のとき、カムフォロア220のローラ面(符号省略)とパレット通過領域R3との関係が、双方の間のクリアランスがゼロ(0)、又は、製品が良品とされる公差の範囲内でプラス(若干隙間がある)となるように設定されている。
もし、パレットPが+y方向/-y方向に若干ずれた状態でラミネート領域R1にまで搬送されてきたときには、パレットPの端面(+y方向側/-y方向側の面)がカムフォロア220のローラ面に当接し、パレットPが本来あるべき+y方向/-y方向に押されて、狙いとしている+y方向/-y方向の位置に補正されるようになっている《図4(b)及び図4(d)を参照》。このようにして、パレットPがラミネート領域R1にまで搬送されてきたら、パレットPの+y方向/-y方向の位置を自動的に決めることができる。
なお、図4(b)は、カムフォロア220を説明するために示す図であり、図4(a)の矢印Dの方向から視た要部正面図である。
(d)パレットストッパ210は、パレット通過領域R3を挟むようにして、パレット通過領域R3の-y方向側及び+y方向側(両側)のそれぞれに配置されている。
このため、搬送されてきたパレットPの姿勢が仮に正しくなかったとしても(θ方向のずれがあったとしても)、パレット通過領域R3の-y方向側及び+y方向側の両側にパレットストッパ210が待ち受けており、結局のところ(-y方向側及び+y方向側の)2本の搬送力伝達部110によってパレットPが+x方向に押されて、パレットPの端面は両側のパレットストッパ210(特にパレット障害部212)に押し付けられる形となる。これにより、パレットPのθ方向の姿勢を固定してパレットPのθ方向の姿勢を決めることができる。
以上のように位置(及び姿勢)が決められたパレットPは、後述するラミネート処理の際に加熱ヘッド320と整合するように構成されている。
ラミネートユニット300は、パレットP上に載置されたワークWを加熱・加圧してラミネートするものである。換言すると、ラミネートユニット300は基板BDに個片PCを本圧着する「ラミネート処理」を行うものである。
図3に示すように、ラミネートユニット300は、ラミネートユニット本体305、下端に下縁部312を含む外周縁部307等を有している。ラミネートユニット300は、下縁部312から内側にかけてワークWを収容可能なワーク収容部310を有している。ワーク収容部310の内部には加熱ヘッド320(図3には表示なし)が配設されている。
ラミネートユニット本体305、外周縁部307、加熱ヘッド320等を纏めて「ヘッド機構体380」というものとする。
また図2及び図3に示すように、ラミネートユニット300はヘッド機構体昇降駆動部350を有している。ヘッド機構体昇降駆動部350は、モータ352、ボールねじ354、ガイド356等で構成されており、ヘッド機構体380を上下に駆動する。
図5は、実施形態1のラミネートユニット300の要部(ヘッド機構体380)を説明するために示す図である。図5(a)~図5(c)は図3の破線Cで囲まれた領域の断面を拡大した要部拡大断面図である。
図5(a)はヘッド機構体380単体の状態(ヘッド機構体単体状態)を示している。
ラミネートユニット本体305は、ヘッド機構体昇降駆動部350と連結されており、ヘッド機構体昇降駆動部350からの駆動力を直接的に受ける(図3も併せて参照)。
外周縁部307は、復帰ばね322により、ラミネートユニット本体305に対し下方向に押されている。したがって、パレットPと当接していないときは図5(a)に示すように下側の位置(原点位置)となっている。
外周縁部307がラミネートユニット本体305に対し摺動する部分(外周縁部307及びラミネートユニット本体305の間)には第2シール部材324が介挿されており、摺動部がシールされて空気の行き来を遮断するようになっている。
下縁部312がパレットPと当接することにより、ワーク収容部310及びパレットPの上面により一時的なチャンバCHを形成できるようになる《図5(b)参照》。
また、下縁部312にはパレットPの上面と当接するシール部材(第1シール部材314)が付設されている。シール部材(第1シール部材314)を下縁部312に付設することで、下縁部312がパレットPと当接して一時的なチャンバCHが形成された際に、当該チャンバCHの気密性をより高めることができる。
シール部材はゴム等の部材を採用することができる。シール部材の硬さは、パレットPの当接面と馴染むよう硬すぎない方が良く、その一方で耐久性の観点で柔らかすぎない方が良い。また、パレットP側の下縁部312と当接する面は平滑であることが好ましい。
図5(a)に示すように、ラミネートユニット本体305の内側には、ワークWを加熱・加圧する加熱ヘッド320が配設されている。加熱ヘッド320は、ワーク収容部310の内部に収容されたワークWを加熱・加圧するものである。
加熱ヘッド320は、ワークWが当接する方向の側に、ワークWの上面WSF側の形状に即した形状の加熱面326を有している。換言すると、加熱面326はワークWの断面形状に整合するように凹凸形状をなしている。
加熱ヘッド320は熱を供給するためのヒータ330を内蔵している。
図5(b)は下縁部312がパレットPと当接してチャンバCHを形成しているとき(チャンバ形成状態)の様子を示し、図5(c)はワークWが加熱ヘッド320の加熱面326に押し付けられて加熱・加圧されるとき(ラミネート実施状態)の様子を示している。
(a)ヘッド機構体380は、単体のみの状態のときには、外周縁部307が復帰ばね322により下側の位置(原点位置)となっている(ヘッド機構体単体状態)《図5(a)参照》。
(b)ヘッド機構体380がヘッド機構体昇降駆動部350により下降すると、下縁部312(より具体的には第1シール部材314)がパレットの周縁部と当接する。このとき、外周縁部307は復帰ばね322により下方に押され、下縁部312とパレットPの上面とはシールされて、ワーク収容部310及びパレットPで一時的なチャンバCHが形成される(チャンバ形成状態)《図5(b)参照》。
この状態で、いずれも図5では図示しない排気装置400を用いて排気口340からチャンバCH内の気体を排気する(真空引きする)ことができる《図7(e)参照。》。
(c)ヘッド機構体380が更に下降すると、加熱ヘッド320の加熱面326がワークWと接触する。この状態で、更に加熱ヘッド320が下方向に移動しようとすると、ワークWに対し加熱ヘッド320(加熱面326)から圧力が掛かり、ワークWを加熱・加圧することができる(ラミネート実施状態)《図5(c)参照》
また、このとき、パレットPは強固に固定されたパレット載置テーブル230に載置されているため、ワークWに対する加熱ヘッド320の押し付けに対し安定的に抗することができるようになっている。
また、この状態においてもチャンバCHの形成は維持されており、チャンバCH内の気体を引き続き排気する(真空引き)することができる。
(d)以降、ヘッド機構体昇降駆動部350によりヘッド機構体380を上昇させることにより、図5(c)の状態、図5(b)の状態及び図5(a)の状態へと、順次逆方向に状態を遷移させることができる。
続いて、図6~図8を参照しながらラミネート基板の製造方法(ラミネート基板製造装置1の動作)について説明する。
図6は、実施形態1に係るラミネート基板の製造方法を説明するために示すフロー図である。図7及び図8は、実施形態1に係るラミネート基板製造装置1の動作を説明するために示す模式図である。図7(a)~図7(e)は給材工程S10及びラミネート工程S20の一部のステップ(チャンバ形成ステップS22)の様子を示し、図8(a)~図8(e)は、ラミネート工程S20の残余のステップ、ヘッド機構体退避工程S30及び除材工程S40の様子を示している。図7(c)のみ平面図であり、残余の図は正面図である。
さらにラミネート工程S20に続いて、真空引き解除ステップS32、加熱ヘッド分離ステップS34及びチャンバ解消ステップS36を有するヘッド機構体退避工程S30、並びに、パレット位置決め解消ステップS42を有する除材工程S40を含んでもよい。
まず、上流工程の仮圧着が施されたワークWを載置したパレットPを取り込む。このとき、パレットPを搬送力伝達部110と接触させながらワークWが載置された状態で+x方向に沿って矢印jの方向に搬送する《図7(a)参照》。
次いで、パレットストッパ210近傍まで搬送されてきたパレットPをパレット通過センサ(図示なし)により検知したなら、パレット障害部212を+x方向に垂直な方向からパレット通過領域R3(図7では表示しない)に対し矢印kの方向に突き出し、搬送されてくるパレットPの動きを停止させる《図7(b)及び図7(c)参照》。
上記パレット停止ステップS12を実施することにより、同時にパレットPの+x方向の位置決めがされる。またこれと同時に、もしパレットPの+y方向/-y方向の位置がずれていたとしても、カムフォロア220がパレットPの端面に対し本来あるべき+y方向/-y方向に押すよう構成されているため、パレットPの+y方向/-y方向の位置決めが自動的になされる。また、パレットPのθ方向の姿勢についてもこれらによって決められる。
図7(b)及び図7(c)の状態に引き続き、パレット搬送ユニット昇降駆動部130により、矢印lの方向にパレット搬送ユニット100をパレットPごと下降させる。これにより、パレットPがパレット載置テーブル230に載置するため、パレットPの+z方向の位置が一時的に固定されて、パレットPの+z方向の位置決めがされる《図7(d)参照》。
このようにして、停止したパレットPを搬送力伝達部110から分離し、パレットPの位置を決める。
次いで、ヘッド機構体昇降駆動部350(図7においては表示なし。以下同様。)を動作させてヘッド機構体380を矢印mの方向に下降させ、これによって、ラミネートユニット300(ヘッド機構体380)の下縁部312をパレットPに向けて下降させる。そして、下縁部312(より具体的には第1シール部材314)をパレットPと当接させ、下縁部312とパレットPの上面とをシールし、ワーク収容部310及びパレットPで一時的なチャンバCHを形成する《図7(e)参照》。
なおこのとき、ラミネートユニット300(より具体的にはヘッド機構体380)は下縁部312から内側にかけてワークWを収容可能なワーク収容部310を有し、ワーク収容部310の内部にはワークWを加熱・加圧する加熱ヘッド320が配設されているものとする。
次いで、真空ポンプ等の排気装置400を用いて排気口340からチャンバCH内の気体を排気する(真空引きする)《図7(e)参照》。
このときチャンバCH内は、-40kPa~-120kPa程度とすることが好ましい。さらに、-70kPa~-80kPa程度とすることがより好ましい。
次いで、ヘッド機構体昇降駆動部350を動作させてヘッド機構体380を矢印nの方向に更に下降させ、ラミネートユニット300(より具体的には加熱ヘッド320)の加熱面326をワークWに向けて押し付けてワークWを加熱・加圧する《図8(a)参照》。このとき、チャンバCH内の気体は引き続き排気する。
加熱・加圧ステップS26を実施する条件は、ワークWの仕様等に依って異なるが、例えば、ヒータ330の温度を150~200℃の範囲内の所定の温度に設定しつつ、加熱・加圧の時間を1~2分間の範囲内の所定の時間に設定してもよい。
次いで、排気装置400と排気口340との間の経路を遮断し、排気口340を介してチャンバCH内を大気と同等に開放することにより真空引きを解除する《図8(b)参照》。
次いで、ヘッド機構体昇降駆動部350を動作させてヘッド機構体380を矢印oの方向に上昇させ、加熱ヘッド320(加熱面326)をワークWから分離する《図8(b)参照。図は分離する直前の様子を示している。》。
次いで、ヘッド機構体昇降駆動部350を動作させてヘッド機構体380を矢印pの方向に更に上昇させ、互いに接触していた下縁部312とパレットPとを分離し、一時的に形成していたチャンバCHを解消して、ワーク収容部310、パレットP及びワークWを大気に開放する《図8(c)参照》。
次いで、パレット搬送ユニット昇降駆動部130により矢印qの方向にパレット搬送ユニット100上昇させ、パレット載置テーブル230に載置されていたパレットPをパレット載置テーブル230から分離させ、搬送力伝達部110の上面に再び載置する《図8(d)参照》。
その後、パレットストッパ210のパレット障害部212をパレット通過領域R3から退避することにより、パレットPを自由流動させて下流の矢印rの方向に放流させる《図8(e)参照》。
(1)実施形態1に係るラミネート基板製造装置1は、加熱ヘッド320が配設されたラミネート領域R1とパレット搬送ユニット100が配設された領域R2とがオーバーラップするようにしてパレット搬送ユニット100が配置されており、ワークWがパレットPに載置された状態でチャンバCH内を排気した状態で加熱面326をワークWに向けて押し付けてワークWをラミネートするよう構成されている。
つまり、ワークWをパレットPごとラミネート領域R1内に取り込み(給材)、ワークWがパレットPに載せられた状態でワークWに対しラミネート処理を行い、ラミネート処理を終えた製品W’がパレットPに乗せられた状態でパレットPごと下流工程に搬送させる(流動させる)(除材)ことができる。
したがって、従来のように仮圧着済みのワークを個々に取り出してチャンバ内に積み替えたり、ワークを1個ずつ準備してチャンバ内に組み入れ(給材)、ラミネート処理を終えたらチャンバ内から処理済み製品を取り出す(除材)といった作業を行うこともなく、パレットの搬送経路上で、ワークがパレットに載置されたままの状態で(搬送時と同じ状態で)、ラミネート領域への給除材及びラミネート処理を行うことができる。
したがって、ラミネート基板製造装置1によれば、従来よりも効率的にワークの給除材を行うことができる。
よって、当該ラミネート基板製造装置1の外のパレット搬送装置(図示なし)による搬送が概ね同じスループットで行われている限りにおいては、仮圧着されてからラミネート処理が行われるまでの待機時間は概ね一定となる。したがって、従来のようにラミネート処理が行われるまでの待機時間が大きくバラつくことはない。
また、ラミネート基板製造装置1によれば、ワーク1個ずつに対して加熱面326が当接されてラミネートされるため、それぞれのワークWに与える熱の量・加圧する力の大きさ等を同じ条件に揃えることができる。したがって、従来のように積層された層の位置に依ってワークが受け取ることができる熱の量・加圧される力の大きさがバラつくことはない。
また、従来のようにラミネートを行うためにワークを積み換える必要もないため、積み替えによる個片の位置ずれを生ずることがない。
さらに、ラミネート基板製造装置1は、ワークWの上面WSF側の形状に即した形状の加熱面326を有する加熱ヘッド320でラミネートを行うため、基板BDに載置される個片PCの高低によってワークWの上面WSF側が凹凸形状になっている場合であっても、個片PCの位置ずれ・姿勢ずれ等を起こすことなく所期のラミネートを行うことができる。
以上のように、実施形態1に係るラミネート基板製造装置1によれば、待機時間、熱の量、加圧される力の大きさ、位置ずれ等の様々な要素のバラつきを抑えることができ、その結果、圧着状態のバラつきを抑えることができるため、従来よりも品質上のバラつきを抑えながらワークWをラミネートすることができる。
このため、下縁部312がパレットPと当接して一時的なチャンバCHが形成された際に、当該チャンバCHの気密性を高めることができる。ひいてはチャンバCH内の排気効率が高められサイクルタイムを短縮することができる。また、パレットPの表面の状態が多少バラついていたとしても、パレットPと下縁部312との間にシール部材(第1シール部材314)を挟み込むことにより封止を確実なものとすることができる。またシール部材(第1シール部材314)の摩擦により、パレットが加熱ヘッドに対してずれが生じづらくなり、当該ずれによるラミネート基板の品質のバラつきを一層抑えることができる。
次に、図9を参照しながら実施形態2係るラミネート基板製造ライン10の構成を説明する。図9は、実施形態2に係るラミネート基板製造ライン10を説明するために示す模式図である。
実施形態2に係るラミネート基板製造ライン10は、複数の個片PCを基板BD上に仮圧着する仮圧着装置7と、仮圧着装置7から除材されたパレットPを複数のパレット搬送装置9のいずれか1つに分配するパレット分配装置8と、それぞれの一端がパレット分配装置8に接続され、パレット分配装置8から分配されたパレットPを搬送する複数のパレット搬送装置9と、それぞれが、複数のパレット搬送装置9のそれぞれの他端に接続された複数のラミネート基板製造装置1と、を備える(図9参照)。
なお、符号5はパレット合流装置を示し、符号6は次工程を行う次工程装置を示す。また、ここでのラミネート基板製造装置1は、実施形態1に係るラミネート基板製造装置1と同様のものである。
また、ラミネート基板製造装置1を並列に配置することで、上流の仮圧着工程で仮圧着されたワークWを、即座に手隙のラミネート基板製造装置1に投入することができる。このため、仮圧着されてからラミネート処理が行われるまでの待機時間を概ね一定とすることができる。したがって、従来のようにラミネート処理が行われるまでの待機時間が大きくバラつくことを抑制することができる。
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
例えば、実施形態1において、ラミネート基板製造装置1のワークWとしては各基板BDに個片PCが複数個仮実装されたものを想定して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。各基板BDに単数個の個片が仮実装されたものをラミネートしてもよい(変形例1)。
複数個の個片をラミネートできるものであれば当然に単数個の個片をラミネートすることができ、同様の作用効果を奏するため、このようなラミネート基板製造装置も本発明のラミネート基板製造装置1と均等である。
パレット載置テーブル230の上面にパレットPを載置する際、第3シール部材234が衝撃を和らげることができ、また、パレットPをパレット載置テーブル230に馴染ませるように載せられるのでパレットPの位置決めをより確実にすることができる。なお、樹脂等によるシール部材(第3シール部材234)はパレットPの下面に付設してもよい。
さらに、パレット載置テーブル230にテーブル排気口235を設けてもよい《図2、図4(a)及び図4(d)も併せて参照》。
パレット載置テーブル230にパレットPが載置された際には、テーブル排気口235に接続された排気装置(図示なし)によって、パレット載置テーブル230の上面とパレットPの下面との間に存在する空気を排気してもよい。これによって、パレットPはより密接にパレット載置テーブル230に引き寄せられるため、パレットPの位置決めを一層確実にすることができる(変形例2のラミネート基板製造装置2)。
なお、図10は、変形例2に係るラミネート基板製造装置2及び変形例3に係るラミネート基板製造装置3を説明するために示す図である。
すなわち、パレット載置テーブル230側にテーブル排気口235、吸引経路(符号なし)等を設け、パレットP’の厚み方向の貫通穴Phを通じてチャンバCH内を排気するよう構成してもよい(変形例3のラミネート基板製造装置3)。
このように構成することで、例えば比較的重量の大きい真空ポンプ等の排気装置400を基台500の下に設置するとした場合、排気装置400とチャンバCHとの間の吸引経路がパレット載置テーブル230側に設けられることとなり、吸引経路をラミネートユニット300側に設ける場合よりも、吸引経路の総延長が短くなるため排気ロスを少なくすることができる。また、吸引経路をヘッド機構体380という可動部にではなくパレット載置テーブル230という固定部に設けることとなるため、シンプルな構造のラミネート基板製造装置となる。
例えば、コンベアベルト等に代わり、図11に示すような、回転軸AX1を中心にR方向にインテックス回転しながらパレットPを搬送するテーブル搬送型のものとしてもよい(変形例4のラミネート基板製造装置4)。
図11は、変形例4に係るラミネート基板製造装置4を説明するために示す図である。図11(a)は平面図を示し、図11(b)は図11(a)のu-u矢視断面図である。図において、符号TBa,TBb,TBcはインデックステーブルを示し、符号ST1はパレットPを給除材する給除材ステーションを示し、符号ST2はパレットPに載置されたワークW(基板及び個片)を仮圧着する仮圧着ステーションを示し、符号ST3はパレットPに載置されたワークWを本圧着(ラミネート)する本圧着ステーションを示している。
変形例4において、本圧着ステーションST3の箇所に実施形態1のラミネートユニット300を配し、矢印V及びWの方向にラミネートユニット300(ヘッド機構体380)を下降させることで、ST3の位置においてワークWをパレットPに載置した状態のままラミネート処理を行うことができる《図11(b)参照》。
Claims (8)
- 複数の個片が基板上に仮圧着された状態のワークを被ラミネート対象としてこれをラミネートするラミネート基板製造装置であって、
前記ワークが載置されたパレットを間欠的に搬送するパレット搬送ユニットと、
搬送されてきた前記パレットの動きを止め、当該パレットを前記パレット搬送ユニットの搬送力伝達部から分離し、当該パレットの位置を決めるパレット位置決めユニットと、
下縁部から内側にかけて前記ワークを収容可能なワーク収容部を有し、前記ワーク収容部の内部に収容された前記ワークを加熱・加圧する加熱ヘッドが配設されたラミネートユニットと、
を備え、
前記ラミネート基板製造装置を平面視したときに、前記加熱ヘッドが配設されたラミネート領域と前記パレット搬送ユニットが配設された領域とがオーバーラップするようにして前記パレット搬送ユニットが配置されており、
前記加熱ヘッドは、前記ワークの上面側の形状に即した形状の加熱面を有しており、
前記ラミネートユニットは、前記下縁部が下降する前には、前記ワーク収容部が前記パレット及び前記ワークから離隔しており、位置決めされた前記パレットに向かって前記下縁部が下降し、前記下縁部が前記パレットと当接することにより前記ワーク収容部及び前記パレットで一時的なチャンバが形成されるよう構成され、
前記ラミネート基板製造装置は、前記ワークが前記パレットに載置された状態で前記チャンバ内を排気した状態で前記加熱面を前記ワークに向けて押し付けて前記ワークをラミネートするよう構成されている、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 請求項1に記載のラミネート基板製造装置において、
前記ラミネートユニットの前記下縁部には、前記パレットの上面と当接するシール部材が付設されている、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 請求項1又は2に記載のラミネート基板製造装置において、
鉛直方向を+z方向とし、前記パレットが搬送される方向を+x方向とし、+z方向及び+x方向に垂直な方向を+y方向としたときに、
前記パレット位置決めユニットは、
パレット障害部が設けられ、該パレット障害部を+x方向に垂直な方向からパレット通過領域に対し突き出すことにより搬送されてくる前記パレットの動きを止めて前記パレットの+x方向の位置を決めるパレットストッパと、
前記パレット搬送ユニットを上下に駆動するパレット搬送ユニット昇降駆動部と、を有し、
前記ラミネート基板製造装置は、
前記パレットストッパによって動きが止められる前記パレットに対しその直下となる位置に配置されたパレット載置テーブルを更に備え、
前記パレット搬送ユニット昇降駆動部により前記パレット搬送ユニットが前記パレットと共に下降し、前記パレットが前記パレット載置テーブルの上に載置されるよう構成されている、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 請求項1~3のいずれかに記載のラミネート基板製造装置において、
前記パレット載置テーブルにテーブル排気口が設けられている、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 請求項1~4のいずれかに記載のラミネート基板製造装置において、
前記パレットに載置された前記ワークを前記パレットの主面に垂直な方向から平面視したときに、前記ワークは前記個片の面積が前記基板の面積に対して小さい、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 請求項1~5のいずれかに記載のラミネート基板製造装置において、
前記基板はフレキシブル基板である、
ことを特徴とするラミネート基板製造装置。 - 複数の前記個片を前記基板上に仮圧着する仮圧着装置と、
前記仮圧着装置から除材された前記パレットを複数のパレット搬送装置のいずれか1つに分配するパレット分配装置と、
それぞれの一端が前記パレット分配装置に接続され、前記パレット分配装置から分配された前記パレットを搬送する複数の前記パレット搬送装置と、
それぞれが、前記複数の前記パレット搬送装置のそれぞれの他端に接続された複数の前記ラミネート基板製造装置と、を備え、
前記ラミネート基板製造装置は、請求項1~6のいずれかに記載のラミネート基板製造装置であること、
を特徴とするラミネート基板製造ライン。 - 複数の個片が基板上に仮圧着された状態のワークを被ラミネート対象としてこれをラミネートするラミネート基板の製造方法であって、
搬送力伝達部と接触しながら前記ワークが載置された状態で搬送されてくるパレットの動きを停止させるパレット停止ステップ、及び、停止した前記パレットを前記搬送力伝達部から分離し前記パレットの位置を決めるパレット位置決めステップを有する給材工程と、
下縁部から内側にかけて前記ワークを収容可能なワーク収容部を有し、前記ワーク収容部は、前記下縁部が下降する前には前記パレット及び前記ワークから離隔しており、前記ワーク収容部の内部に収容された前記ワークを加熱・加圧する加熱ヘッドが配設されたラミネートユニットの前記下縁部を、前記パレットに向けて下降させ、前記下縁部が前記パレットと当接することにより前記ワーク収容部及び前記パレットで一時的なチャンバを形成するチャンバ形成ステップ、前記チャンバ内を排気する真空引きステップ、及び、前記ラミネートユニットの前記加熱面を前記ワークに向けて押し付けて前記ワークを加熱・加圧する加熱・加圧ステップを有するラミネート工程と、を含む、
ことを特徴とするラミネート基板の製造方法。
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