JP7382986B2 - シート貼付装置およびシート貼付方法 - Google Patents

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Description

本発明は、シート貼付装置およびシート貼付方法に関する。
被着体に接着シートを貼付するシート貼付装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2018-133446号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたテープ貼着装置2(シート貼付装置)では、テープ体1(原反)の繰り出し直後や繰り出し中、さらには、繰り出し停止直後や繰り出し停止中等において、保護シート5(剥離シート)を折り返す剥離ユニット18の先端(折返し部)で剥離シートの弛み(本明細書における添付図1(C)の付番「SC」参照)が形成されることが判明した。このような剥離シートの弛みが形成され、当該弛み部分が被着体に接触すると、当該被着体に微細な傷が形成されるという不都合を発生する。
本発明の目的は、折返し部で剥離シートの弛みが形成されたとしても、当該弛み部分が被着体に接触することを防止することができるシート貼付装置およびシート貼付方法を提供することにある。
本発明は、請求項に記載した構成を採用した。
本発明によれば、折返し部における貼付平面との最短距離が、剥離シートの厚みと、弛み許容間隔との合算値とされ、この弛み許容間隔が0.1mm以上、30mm以下に設定されているので、折返し部で剥離シートの弛みが形成されたとしても、当該弛み部分が被着体に接触することを防止することができる。
本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の説明図および同装置の動作説明図。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるX軸、Y軸、Z軸は、それぞれが直交する関係にあり、X軸およびY軸は、所定平面内の軸とし、Z軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Y軸と平行な図1中手前方向から観た場合を基準とし、図を指定することなく方向を示した場合、「上」がZ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がX軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がY軸と平行な図1中手前方向で「後」がその逆方向とする。なお、方向を示す矢印を記載していない図は、全て図1(A)と同じ方向から観た図とする。
本発明のシート貼付装置EAは、剥離シートRLに接着シートASが仮着された原反RSを繰り出す繰出工程を実施する繰出手段10と、繰出手段10で繰り出される原反RSの剥離シートRLを折返し部21Aで折り返し、当該剥離シートRLから接着シートASを剥離する剥離工程を実施する剥離手段20と、被着体WKの被着面WK1を所定の貼付平面SS内に位置させ、折返し部21Aと相対移動する当該被着体WKの被着面WK1に、剥離手段20で剥離した接着シートASを押圧して貼付する押圧工程を実施する押圧手段30とを備え、押圧手段30と被着体WKとを相対移動させる移動手段40の近傍に配置されている。
なお、シート貼付装置EAは、折返し部21Aにおける貼付平面SSとの最短距離MDは、剥離シートRLの厚みRLtに弛み許容間隔SPが加えられた距離とされ、弛み許容間隔SPが0.1mm以上、30mm以下に設定されている。
繰出手段10は、原反RSを支持する支持ローラ11と、原反RSを案内するガイドローラ12と、駆動機器としての回動モータ13Aの図示しない出力軸に支持され、ピンチローラ13Bとで剥離シートRLを挟み込む駆動ローラ13と、図示しない駆動機器の出力軸に支持され、シート貼付装置EAの自動運転が行われている間、ピンチローラ13Bとの間に存在する剥離シートRLに常に所定の張力を付与し、当該剥離シートRLを回収する回収手段としての回収ローラ14とを備えている。
剥離手段20は、剥離シートRLを折り返す折返し部21Aを有する剥離板21を備えている。
押圧手段30は、弾性変形が可能な押圧面31Aを備えた押圧ローラ31を備えている。
なお、本実施形態では、無負荷状態で押圧面31Aの最下部が位置するXY平面と平行な平面が貼付平面SSとなっている。
移動手段40は、駆動機器としてのリニアモータ41のスライダ41Aに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段(保持手段)によって吸着保持が可能な支持面42Aを有する支持テーブル42を備えている。
なお、本実施形態の支持テーブル42には、被着体WKの厚み(Z軸方向の寸法)を考慮し、当該被着体WKの被着面WK1が貼付平面SS内に位置するように、支持面42Aの位置を調整するネジ調整機構や駆動機器等の図示しない面位置調整手段が設けられている。
本実施形態では、被着体WKの厚みは一定とされ、当該被着体WKが支持面42A上に載置された際、被着面WK1が貼付平面SS内に位置するように、図示しない面位置調整手段によって予め調整されている。
以上のシート貼付装置EAの動作を説明する。
先ず、図1(A)中実線で示す初期位置に各部材が配置されたシート貼付装置EAに対し、当該シート貼付装置EAの使用者(以下、単に「使用者」という)が同図のように原反RSをセットした後、操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない操作手段を介して自動運転開始の信号を入力する。すると、繰出手段10が回動モータ13Aを駆動し、原反RSを繰り出して先頭の接着シートASの繰出方向先端部が、折返し部21Aで折り返された剥離シートRLから所定長さ剥離されると、回動モータ13Aの駆動を停止する。次いで、使用者または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、支持テーブル42上に被着体WKを載置すると、移動手段40が図示しない減圧手段を駆動し、支持面42Aでの被着体WKの吸着保持を開始する。その後、移動手段40がリニアモータ41を駆動し、支持テーブル42を左方へ移動させ、被着体WKが繰出手段10に対する所定の位置に到達すると、当該繰出手段10が回動モータ13Aを駆動し、被着体WKの移動速度に合わせて原反RSを繰り出す。これにより、接着シートASが剥離シートRLから剥離され、当該剥離シートRLから剥離された接着シートASは、図1(A)中二点鎖線で示すように、押圧ローラ31によって被着体WKに押圧されて貼付される。次に、先頭の接着シートAS全体が被着体WKに貼付されて一体物UPが形成され、当該先頭の接着シートASに続く次の接着シートASの繰出方向先端部が、折返し部21Aで折り返された剥離シートRLから所定長さ剥離されると、繰出手段10が回動モータ13Aの駆動を停止する。そして、支持テーブル42が押圧ローラ31の下方を抜け出ると、移動手段40がリニアモータ41の駆動を停止した後、図示しない減圧手段の駆動を停止し、支持面42Aでの一体物UPの吸着保持を解除する。次いで、使用者または図示しない搬送手段が一体物UPを次工程に搬送すると、移動手段40がリニアモータ41を駆動し、支持テーブル42を初期位置に復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。
ここで、実施例1として、厚みRLtが0.025mmの剥離シートRLと、厚みが0.09mmの接着シートASとからなる第1原反RSをシート貼付装置EAにセットし、上記実施形態と同様の自動運転を行う。そして、この自動運転で100枚の接着シートASを被着体WKに貼付する動作の間に、折返し部21Aで形成される剥離シートRLの弛みSC(図1(C)参照)の長さSDを計測(以下、この計測を「弛み計測」という)したところ、最も大きな弛みSCの長さSDMAXが0.065mmであった。そこで、第1原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.1mmに設定し、上記実施形態と同様の自動運転で100枚の接着シートASを被着体WKに貼付する検証(以下、この検証を「接触検証」という)を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触することはなかった。一方、比較例1として、第1原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.06mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触した。
また、実施例2として、厚みRLtが0.038mmの剥離シートRLと、厚みが0.09mmの接着シートASとからなる第2原反RSを用い、弛み計測を行ったところ、最も大きな弛みSCの長さSDMAXが0.059mmであった。そこで、第2原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.1mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触することはなかった。一方、比較例2として、第2原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.05mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触した。
さらに、実施例3として、厚みRLtが0.05mmの剥離シートRLと、厚みが0.125mmの接着シートASとからなる第3原反RSを用い、弛み計測を行ったところ、最も大きな弛みSCの長さSDMAXが0.086mmであった。そこで、第3原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.1mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触することはなかった。一方、比較例3として、第3原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.08mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触した。
また、実施例4として、厚みRLtが0.075mmの剥離シートRLと、厚みが0.125mmの接着シートASとからなる第4原反RSを用い、弛み計測を行ったところ、最も大きな弛みSCの長さSDMAXが0.083mmであった。そこで、第4原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.1mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触することはなかった。一方、比較例4として、第4原反RSを用いて弛み許容間隔SPを0.08mmに設定し、接触検証を行ったところ、弛みSCが被着体WKに接触した。
以上の実施例1~4の弛み計測と接触検証を表1に示し、比較例1~4の接触検証を表2に示す。
Figure 0007382986000001
Figure 0007382986000002
なお、弛み許容間隔SPを0.3mm、5mm、10mm、30mmに設定し、上記の第1~第4原反RSを用いて接触検証を行ったところ、当然弛みSCは被着体WKに接触することはなかった。
以上により、最短距離MDは、剥離シートRLの厚みRLtに弛み許容間隔SPとして0.1mm以上加えた距離としておくことで、弛みSCが被着体WKに接触することがないことが解った。
ここで、弛み許容間隔SPを大きくしていくと、弛みSCと被着体WKとの接触は回避できるものの、弛み許容間隔SPが大きすぎると、図1(D)、(E)中実線で示すように、接着シートASに折れ曲がりBPが形成された状態で被着体WKに貼付されたり、図1(D)、(E)中二点鎖線で示すように、接着シートASが押圧ローラ31に接着して被着体WKに貼付されなくなる等の貼付不良が発生することが解った。
そこで、上記の第1~第4原反RSを用い、弛み許容間隔SPを30mmから1mmずつ大きくしつつ接触検証を行い、貼付不良が発生した最小の弛み許容間隔SPを調べ、その結果を下記の表3に示す。
Figure 0007382986000003
以上により、弛み許容間隔SPは、30mm以下に設定されることで、接着シートASの貼付不良が発生することを防止できることが解った。
以上のような実施形態によれば、折返し部21Aにおける貼付平面SSとの最短距離MDが、剥離シートRLの厚みRLtと、弛み許容間隔SPとの合算値とされ、この弛み許容間隔SPが0.1mm以上、30mm以下に設定されているので、折返し部21Aで剥離シートRLの弛みSCが形成されたとしても、当該弛みSC部分が被着体WKに接触することを防止することができる。
本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、繰出手段は、剥離シートに接着シートが仮着された原反を繰り出し可能なものであればどんなものでもよく、出願当初の技術常識に照らし合わせてその技術範囲内のものであればなんら限定されることはない(その他の手段および工程も同じ)。
繰出手段10は、剥離シートRLに仮着された帯状の接着シート基材に閉ループ状または短寸幅方向全体の切込が形成されることで、その切込で仕切られた所定の領域が接着シートASとされた原反RSを繰り出してもよいし、剥離シートRLに帯状の接着シート基材が仮着された帯状接着シート原反を採用し、当該帯状接着シート原反を繰り出す途中で、接着シート基材に閉ループ状または短寸幅方向全体の切込を切断手段としての切断刃で形成し、その切込で仕切られた所定の領域が接着シートASとされた原反RSを繰り出してもよいし、剥離シートRLに帯状の接着シートASが仮着された原反RSを繰り出してもよいし、巻回されることなく、例えばファンフォールド折りにされた原反RSから当該原反RSを繰り出してもよいし、巻回することなく、例えばファンフォールド折りにしたり、シュレッダ等で切り刻んだり、無造作に集積したりして剥離シートRLを回収する回収手段を採用してもよいし、回収手段を採用しなくてもよい。
押圧手段30は、弾性変形が不能な押圧面31Aを備えた押圧ローラ31でもよいし、接着シートASを被着体WKに貼付する際、当該接着シートASに乗り上げる際の反力によって上昇する押圧ローラ31や板材等で構成されていてもよい。
押圧手段30は、駆動機器としての直動モータの出力軸に支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持が可能な保持部材で接着シートASを保持し、当該保持部材で保持した接着シートASを被着体WKに押圧して貼付する構成でもよい。
移動手段40は、支持テーブル42を前後方向に移動させる駆動機器や、支持テーブル42を支持面42A内で回転させる駆動機器を採用して被着体WKの位置決めを行ってもよいし、上記の実施形態では、移動することのない押圧手段30に対して被着体WKを移動させたが、被着体WKを移動させることなくまたは、被着体WKを移動させつつ押圧手段30を移動させてもよいし、本発明のシート貼付装置EAに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよく、備わっていない場合、他の装置で押圧手段30と被着体WKとを相対移動させてもよい。
本発明のシート貼付装置EAは、被着体WKを半導体ウエハとし、接着シートASによって当該半導体ウエハとリングフレームとを一体化したり、半導体ウエハに接着シートASとしての保護シートを貼付したりするものでもよい。このような場合、原反RSは、リングクレームの形状や、半導体ウエハの形状に沿った接着シートASが剥離シートRL上に仮着されたものを使用すればよい。
本発明における剥離シートRLの厚みRLtは、0.025mm、0.038mm、0.05mm、0.075mm以外であってもよく、例えば、厚みRLtが、0.01mm、0.1mmまたは1mm等、0.001mm~3mmの範囲でもよいし、0.001mm以下でもよいし、3mm以上でもよく、どのような厚みでもよい。
本発明における弛み許容間隔SPは、0.1mm、0.3mm、5mm、10mm、30mm以外であってもよく、例えば、弛み許容間隔SPが、0.15mm、1mm、7mm、25mmまたは29mm等、0.1mm以上、30mm以下であればどのような間隔でもよい。
本発明における貼付平面SSの位置は、無負荷状態で押圧面31Aの最下部が位置するXY平面と平行な平面以外であってもよく、例えば、無負荷状態での押圧面31Aの最下部の位置よりも、剥離シートRLの厚みRTt以内で下方に離れたXY平面と平行な平面でもよいし、無負荷状態での押圧面31Aの最下部よりも、例えば、0.001mm、0.5mm、3mm、10mmまたは30mm上方に離れたXY平面と平行な平面でもよく、押圧手段30で接着シートASを被着面WK1に貼付できる位置であればどこでもよい。
図示しない面位置調整手段は、被着体WKを移動させて被着面WK1を貼付平面SS内に位置させてもよいし、押圧手段30を移動させて貼付平面SSを被着面WK1と同一平面内に位置させてもよいし、支持面42A上に載置される被着体WKの厚みが一定である場合や不定である場合、カメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等で構成された厚み検知手段で検知し、その厚みに応じて被着面WK1が貼付平面SS内に位置するように、被着体WKおよび押圧手段30の少なくとも一方を移動させてもよいし、押圧ローラ31の下方所定位置に支持テーブル42または被着体WKが到達した時点で、当該被着体WKの被着面WK1が貼付平面SS内に位置するようにしてもよいし、本発明のシート貼付装置EAに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
貼付平面SSは、無負荷状態での押圧面31Aの最下部の位置でなくてもよく、例えば、支持面42Aの1mm上方、10mm上方といった任意の位置や、剥離板21の所定の位置から5mm下方、50mm下方といった任意の位置や、他の装置の所定の位置から所定の間隔離れた位置等、任意の部材を基準とした任意の位置であってもよい。
本発明における接着シートAS、剥離シートRLおよび被着体WKの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートAS、剥離シートRLおよび被着体WKは、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよいし、接着シートASは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態のものであってもよく、感熱接着性の接着シートASが採用された場合は、当該接着シートASを加熱する適宜なコイルヒータやヒートパイプの加熱側等の加熱手段を設けるといった適宜な方法で接着されればよい。また、このような接着シートASは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材と接着剤層とが積層された2層のもの、基材と接着剤層との間に1または複数の中間層が積層された3層または3層以上のもの、基材の上面に1または複数のカバー層が積層された3層または3層以上のもの、基材、中間層またはカバー層が剥離可能に設けられたもの、接着剤層のみからなる単層の両面接着シート、1または複数の中間層の両最外面に接着剤層が積層された両面接着シート等、どのようなものでもよい。さらに、被着体WKとしては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂等の単体物であってもよいし、それら2つ以上で形成された複合物であってもよく、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートASは、機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意のシート、フィルム、テープ等でもよい。
前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、2軸または3軸以上の関節を備えた多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる。
前記実施形態において、ローラ等の回転部材が採用されている場合、当該回転部材を回転駆動させる駆動機器を備えてもよいし、回転部材の表面や回転部材自体をゴムや樹脂等の変形可能な部材で構成してもよいし、回転部材の表面や回転部材自体を変形しない部材で構成してもよいし、ローラの代わりに回転するまたは回転しないシャフトやブレード等の他の部材を採用してもよいし、押圧ローラや押圧ヘッド等の押圧手段や押圧部材といった被押圧物を押圧するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、ローラ、丸棒、ブレード材、ブラシ状部材の他、大気やガス等の気体の吹き付けによるものを採用してもよいし、押圧するものをゴム、樹脂、スポンジ等の変形可能な部材で構成してもよいし、金属や樹脂等の変形しない部材で構成してもよいし、剥離板や剥離ローラ等の剥離手段や剥離部材といった被剥離物を剥離するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、板状部材、丸棒、ローラ等の部材を採用してもよいし、剥離するものをゴムや樹脂等の変形可能な部材で構成してもよいし、変形しない部材で構成してもよいし、支持(保持)手段や支持(保持)部材等の被支持部材(被保持部材)を支持(保持)するものが採用されている場合、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤(接着シート、接着テープ)、粘着剤(粘着シート、粘着テープ)、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等で被支持部材を支持(保持)する構成を採用してもよいし、切断手段や切断部材等の被切断部材を切断または、被切断部材に切込や切断線を形成するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、カッター刃、レーザカッタ、イオンビーム、火力、熱、水圧、電熱線、気体や液体等の吹付け等で切断するものを採用したり、適宜な駆動機器を組み合わせたもので切断するものを移動させて切断するようにしたりしてもよい。
EA…シート貼付装置
10…繰出手段
20…剥離手段
A…折返し部
30…押圧手段
AS…接着シート
MD…最短距離
RL…剥離シート
RLt…厚み
RS…原反
SP…弛み許容間隔
SS…貼付平面
WK…被着体
WK1…被着面

Claims (2)

  1. 剥離シートに接着シートが仮着された原反を繰り出す繰出手段と、
    前記繰出手段で繰り出される前記原反の前記剥離シートを折返し部で折り返し、当該剥離シートから前記接着シートを剥離する剥離手段と、
    被着体の被着面を所定の貼付平面内に位置させ、前記折返し部と相対移動する当該被着体の被着面に、前記剥離手段で剥離した前記接着シートを押圧して貼付する押圧手段とを備え
    前記被着体に前記接着シートを自動で貼付する自動運転中に、前記折返し部で前記剥離シートに弛みが形成されるシート貼付装置において、
    前記折返し部における前記貼付平面との最短距離は、前記剥離シートの厚みに弛み許容間隔が加えられた距離とされ、
    前記弛み許容間隔が0.1mm以上、30mm以下に設定されていることを特徴とするシート貼付装置。
  2. 剥離シートに接着シートが仮着された原反を繰り出す繰出工程と、
    前記繰出工程で繰り出される前記原反の前記剥離シートを折返し部で折り返し、当該剥離シートから前記接着シートを剥離する剥離工程と、
    被着体の被着面を所定の貼付平面内に位置させ、前記折返し部と相対移動する当該被着体の被着面に、前記剥離工程で剥離した前記接着シートを押圧して貼付する押圧工程とを実施し、
    前記被着体に前記接着シートを自動で貼付する自動運転中に、前記折返し部で前記剥離シートに弛みが形成されるシート貼付装置を用いたシート貼付方法において、
    前記折返し部における前記貼付平面との最短距離は、前記剥離シートの厚みに弛み許容間隔が加えられた距離とされ、
    前記弛み許容間隔が0.1mm以上、30mm以下に設定されていることを特徴とするシート貼付方法。
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