JP7400976B2 - 高分子フィルムの剥離方法、電子デバイスの製造方法、及び、剥離装置 - Google Patents
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Description
(1)回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する工程Aと、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する工程Bと、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程Cと
を含むことを特徴とする高分子フィルムの剥離方法。
前記工程Cは、
前記工程Bの後、前記無機基板の前記高分子フィルムと密着していない非密着面と、前記剥離部分との間に静圧差を設けるとともに、前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程であることが好ましい。
前記工程Cは、
前記無機基板の前記非密着面側にローラーまたは基板接触子を配置し、前記ローラーまたは基板接触子により、前記無機基板を前記剥離部分方向に押圧する工程D-1と、
前記非密着面側を大気圧未満とする一方、前記剥離部分を大気圧とすることにより、前記静圧差を設ける工程D-2と、
前記工程D-1及び前記工程D-2の後、前記ローラーまたは基板接触子を前記無機基板の前記非密着面に対して平行に移動させ、前記ローラーまたは基板接触子の移動に応じて前記剥離を進行させる工程D-3とを含むことが好ましい。
前記工程Cは、
前記無機基板の非密着面側と、前記剥離部分の圧力差を大気圧力よりも高い圧力とすることが好ましい。
前記構成の一例としては、メッシュ状シートが配置されていてもよい。前記高分子フィルムと前記ローラーまたは基板接触子との間にメッシュ状シートが配置された場合には、剥離後の前記高分子フィルムを保持することができる。
前記工程Cは、
前記高分子フィルムの前記非密着面側に埋め込み用部材またはスペーサーを配置し、前記埋め込み用部材またはスペーサーに前記機能素子を埋め込みつつ、多孔質柔軟体により前記無機基板を前記剥離部分方向に押圧する工程E-1と、前記無機基板の非密着面側を大気圧未満とする一方、前記剥離部分を大気圧とすることにより、前記静圧差を設ける工程E-2とを含むことが好ましい。
前記工程Cは、
前記工程Bの後、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記剥離部分に動圧を加えることにより、前記無機基板から剥離する工程であることが好ましい。
前記工程Cは、
前記無機基板を高分子フィルムと密着していない非密着面側に変位させる工程F-1と
前記無機基板の前記非密着面側を大気圧未満とする一方、前記剥離部分に気体の流れを与えることにより、前記動圧を加える工程F-2と
を含むことが好ましい。
前記工程Cは、
前記無機基板の前記非密着面側にローラーまたは基板接触子を配置し、前記ローラーまたは基板接触子により、前記無機基板を前記剥離部分方向に押圧する工程G-1と、
前記剥離部分に流体の流れを与えることにより、前記動圧を加える工程G-2と、
前記工程G-1及び前記工程G-2の後、前記ローラーまたは基板接触子を前記無機基板の前記非密着面に対して平行に移動させ、前記ローラーまたは基板接触子の移動に応じて前記剥離を進行させる工程G-3とを含むことが好ましい。
前記変位が、湾曲であり、前記湾曲の最小曲率半径が350mm以上であることが好ましい。
前記工程Cは、
前記工程Bの後、前記積層体の前記高分子フィルム面が真空吸着プレートに接するように前記積層体を設置して固定し、前記積層体の側面には隔壁が設けられ、次いで前記剥離部分にノズルにより気体を注入し、圧力を加えることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま剥離する工程であることが好ましい。
前記工程Cは、
前記無機基板側に前記無機基板と平行で接触しない概略平板を置く工程H-1と
前記無機基板の高分子フィルムとの非密着面側を大気圧または低圧力とする一方、前記剥離部分に気体を注入することにより、前記剥離部分に圧力を加える工程H-2と
を含むことが好ましい。
前記工程Cは、
高分子フィルムを真空吸着する工程J-1と、
前記ノズル部も囲うよう壁を設け前記積層体へ注入する気体を前記剥離部分から逃さない閉じ込めた空間の中におくことにする工程J-2と、
前記工程J-1及び前記工程J-2の後、ノズルより圧力を印加して、気体を注入する工程J-3とを含むことが好ましい。
前記工程Bは、
前記積層体の前記端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との境界を含む領域に気体を吹き付けて、前記端部に剥離領域を形成する工程であることが好ましい。
このように、前記構成によれば、高分子フィルムに機械的に触れることなく、高分子フィルムを無機基板から剥離することができる。その結果、高分子フィルム、高分子フィルム表面に形成した回路やデバイス、及び、高分子フィルムに実装した素子の品位を傷つけることなく、容易に高分子フィルムを無機基板から剥離することが可能である。
前記工程Cは、
前記高分子フィルムの前記回路パターン及び/又は前記機能素子形成領域を平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程であることが好ましい。
前記工程Bの前に、前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との境界を含む領域に極微小剥離部分を形成する工程Wを含み、
前記工程Bは、前記工程Wの後、前記極微小剥離部分を含む領域に気体を吹き付けて、前記端部に前記剥離領域を形成する工程であることが好ましい。
前記工程Cよりも前に、前記高分子フィルムの前記回路パターン及び/又は前記機能素子が設けられていない面上に、前記回路パターン及び/又は前記機能素子の厚さと同程度の厚さを有するスペーサーを設ける工程Xを含むことが好ましい。
前記工程Cよりも前に、前記高分子フィルムの前記非密着面側に、埋め込み用部材、スペーサー、及び埋め込み用真空チャックからなる群より選択された1以上を配置し、前記埋め込み用部材、スペーサー、及び埋め込み用真空チャックからなる群より選択された1以上に前記回路パターン及び/又は機能素子を埋め込むみつつ、剥離工程Yを行うことが好ましい。
前記工程Cよりも前に、前記積層体の前記高分子フィルムの前記回路パターン及び/又は機能素子を保護するために粘着性の保護フィルムをつける工程Zを含むことが好ましい。
(21)回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する工程Aと、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する工程Bと、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程Cと
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
(23)回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体から、前記高分子フィルムを前記無機基板から剥離する剥離装置であって、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する手段と、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する剥離手段とを備えることを特徴とする剥離装置。
分子フィルムの品位に影響を与えることなく、容易に高分子フィルムを無機基板から剥離することが可能である。
本実施形態に係る高分子フィルムの剥離方法は、
回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する工程Aと、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する工程Bと、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程Cと
を含む。
本実施形態に係る高分子フィルムの剥離方法においては、まず、回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する(工程A)。図1は、積層体の一例を示す模式断面図である。図1に示すように、積層体10は、無機基板12と高分子フィルム14とを備える。無機基板12と高分子フィルム14とは密着している。無機基板12と高分子フィルム14とは、図示しないシランカップリング剤層を介して密着していてもよい。
高分子フィルム14上には、回路パターン及び/又は機能素子が形成されている(図示せず)。回路パターン及び/又は機能素子は無機基板12と密着していない非密着面上に形成される。つまり、本実施形態では、高分子フィルム14上に、回路パターンと機能素子との両方が形成されていてもよく、回路パターンが形成され且つ機能素子が形成されていなくてもよく、機能素子が形成され且つ回路パターンが形成されていなくてもよい。
前記回路パターンは、従来公知の方法にて形成することができる。前記回路パターンの厚みとしては、通常0.05μm~20μm、好ましくは0.1μm~15μm、より好ましくは0.15μm~0.5μm程度である。
また、図1では無機基板12と高分子フィルム14の厚みは異なるものの同じ大きさで書かれている。高分子フィルム14と無機基板12の大きさが異なり、高分子フィルム14が無機基板12よりも大きくても構わないし、小さくても構わない。高分子フィルム14が無機基板12より小さく作ることは作製上容易であるため、このように大きさが異なっていてもよい。また、剥離を容易にするため、工程Aの後に前記高分子フィルム14と無機基板12とが密着した積層体から外周部のガラスを割断して、除去して、高分子フィルム14が無機基板12より大きくなっていてもよい。
なお、本実施形態では、あらかじめ別途製造した高分子フィルムを無機基板に接着する(積層する)ことにより積層体を得ることができる。積層の方法としては、後述するシランカップリング剤を用いた積層方法の他、既存公知の接着剤、接着シート、粘着剤、粘着シートなどを適用することも可能である。また、この時、前記接着剤、前記接着シート、前記粘着剤、前記粘着シートは、無機基板側に先につけてもよく、高分子フィルム側に先につけてもよい。
また、高分子フィルムと無機基板との積層体を作製する他の方法として、高分子フィルム形成用の高分子溶液あるいは高分子の前駆体の溶液を無機基板に塗布し、乾燥および、必要に応じて化学反応を行い、無機基板上で高分子をフィルム化することにより積層体を得る方法が挙げられる。高分子溶液として可溶性ポリイミドの溶液、高分子前駆体として化学反応によりポリイミドとなるポリアミド酸溶液などを用いることにより、高分子フィルムと無機基板との積層体を得ることができる。またその際に、無機基板にシランカップリング剤処理などの表面処理を行うことにより、高分子フィルムと無機基板との接着性を制御することも好ましい態様の一つである。この時、無機基板と高分子フィルムとの剥離強度をコントロールするため、既知の易剥離な高分子層(易剥離層)と主なる高分子層(高分子フィルム)との2層構成や、主層(高分子フィルム)と無機薄膜層との2層構成としてもよい。その他、剥離力をコントロールための既存の構成を適用してもよい。
易剥離な高分子層(易剥離層)と主なる高分子層(高分子フィルム)との2層構成の場合には、易剥離な高分子層(易剥離層)と無機基板との接着力が易剥離な高分子層(易剥離層)と主なる高分子層(高分子フィルム)との接着力よりも強く接着して、主なる高分子層(高分子フィルム)と易剥離な高分子層(易剥離層)との間で剥離する設計の場合と、易剥離な高分子層(易剥離層)と主なる高分子層(高分子フィルム)との接着力が、易剥離な高分子層(易剥離層)と無機基板との接着力より強く、易剥離な高分子層(易剥離層)と無機基板との間で剥離する設計の場合がある。
易剥離な高分子層(易剥離層)と無機基板との接着力が易剥離な高分子層(易剥離層)と主なる高分子層(高分子フィルム)との接着力より強く接着して、主なる高分子層(高分子フィルム)と易剥離な高分子層(易剥離層)との間で剥離する設計の場合については、無機基板に易剥離な高分子層(易剥離層)が堆積しているものが、本発明における無機基板に相当する。
無機薄膜層との2層構成の場合には、無機薄膜層を無機基板上に製膜して、その後に無機薄膜層の上に溶液あるいは高分子の前駆体の溶液を無機基板に塗布し、乾燥および、必要に応じて化学反応を行い、無機基板上で高分子をフィルム化することにより積層体を得る方法が挙げられる。この場合、無機基板上の無機薄膜と高分子層との間で剥離することになる。この場合、無機基板に無機薄膜が堆積しているものが、本発明における無機基板に相当する。
高分子溶液ないし高分子前駆体溶液を用いる手法の変形として、溶剤を含んだ半固体状態(高粘度ペースト状)の高分子フィルムを無機基板に圧着した後に追乾燥ないし必要に応じて化学反応を行い、高分子フィルムと無機基板との積層体を得ることもできる。より具体的には、ポリエチレンテレフタレートなどの支持フィルム上に目的とする高分子溶液ないし高分子前駆体溶液を塗布し、残溶剤分がウェットベースで5~40質量%程度となるまで半乾燥させることにより、塑性変形性を有する半固体のフィルムとすることができる(グリーンフィルムないしゲルフィルムと呼ばれることもある)。このようにして得られた半固体状態のフィルムを無機基板に圧着し、乾燥と熱処理などを行えば、高分子フィルムと無機基板との積層体を得ることができる。
本実施形態において、熱可塑性の高分子を用いる場合には、高分子を無機基板上に直接溶融押し出しすることにより積層体を得ることができる。また熱可塑性の高分子フィルムの場合には、無機基板と高分子フィルムとを重ね、加圧した状態で高分子の融点ないし軟化温度まで加熱することにより両者を圧着して積層体とすることができる。
高分子フィルム14の厚さは特に制限されないが、取り扱い性の観点より250μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、50μm以下がさらに好ましい。厚さの下限については特に制限されないが、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上である。
本実施形態で用いられるシランカップリング剤は、特に限定されないが、アミノ基を有するカップリング剤を含むことが好ましい。
前記シランカップリング剤の好ましい具体例としては、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、2-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェネチルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス-(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、クロロメチルフェネチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェネチルトリメトキシシラン、アミノフェニルアミノメチルフェネチルトリメトキシシランなどが挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、前記のほかに、n-プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、2-シアノエチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ドデシルリクロロシラン、ドデシルトリメトキシラン、エチルトリクロロシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、n-オクチルトリクロロシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシフェニルシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ペンチルトリクロロシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリクロロヘキシルシラン、トリクロロメチルシラン、トリクロロオクタデシルシラン、トリクロロプロピルシラン、トリクロロテトラデシルシラン、トリメトキシプロピルシラン、アリルトリクロロシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、トリクロロビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、トリクロロ-2-シアノエチルシラン、ジエトキシ(3-グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、3-グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランなどを使用することもできる。
前記カップリング剤としては、前記のほかに、1-メルカプト-2-プロパノール、3-メルカプトプロピオン酸メチル、3-メルカプト-2-ブタノール、3-メルカプトプロピオン酸ブチル、3-(ジメトキシメチルシリル)-1-プロパンチオール、4-(6-メルカプトヘキサロイル)ベンジルアルコール、11-アミノ-1-ウンデセンチオール、11-メルカプトウンデシルホスホン酸、11-メルカプトウンデシルトリフルオロ酢酸、2,2’-(エチレンジオキシ)ジエタンチオール、11-メルカプトウンデシトリ(エチレングリコール)、(1-メルカプトウンデイック-11-イル)テトラ(エチレングリコール)、1-(メチルカルボキシ)ウンデック-11-イル)ヘキサ(エチレングリコール)、ヒドロキシウンデシルジスルフィド、カルボキシウンデシルジスルフィド、ヒドロキシヘキサドデシルジスルフィド、カルボキシヘキサデシルジスルフィド、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン、チタンジオクチロキシビス(オクチレングリコレート)、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリブトキシモノステアレート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、2,3-ブタンジチオール、1-ブタンチオール、2-ブタンチオール、シクロヘキサンチオール、シクロペンタンチオール、1-デカンチオール、1-ドデカンチオール、3-メルカプトプロピオン酸-2-エチルヘキシル、3-メルカプトプロピオン酸エチル、1-ヘプタンチオール、1-ヘキサデカンチオール、ヘキシルメルカプタン、イソアミルメルカプタン、イソブチルメルカプタン、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸-3-メトキシブチル、2-メチル-1-ブタンチオール、1-オクタデカンチオール、1-オクタンチオール、1-ペンタデカンチオール、1-ペンタンチオール、1-プロパンチオール、1-テトラデカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-(12-メルカプトドデシル)イミダゾール、1-(11-メルカプトウンデシル)イミダゾール、1-(10-メルカプトデシル)イミダゾール、1-(16-メルカプトヘキサデシル)イミダゾール、1-(17-メルカプトヘプタデシル)イミダゾール、1-(15-メルカプト)ドデカン酸、1-(11-メルカプト)ウンデカン酸、1-(10-メルカプト)デカン酸などを使用することもできる。
次に、積層体10の端部において、高分子フィルム14と無機基板12との間に剥離部分18を形成する(工程B)。
高分子フィルム14に切り込みを入れる方法としては、刃物などの切削具によって高分子フィルム14を切断する方法や、レーザーと積層体10とを相対的にスキャンさせることにより高分子フィルム14を切断する方法、ウォータージェットと積層体10とを相対的にスキャンさせることにより高分子フィルム14を切断する方法、半導体チップのダイシング装置により若干ガラス層まで切り込みつつ高分子フィルム14を切断する方法などがあるが、特に方法は限定されるものではない。例えば、上述した方法を採用するにあたり、切削具に超音波を重畳させたり、往復動作や上下動作などを付け加えて切削性能を向上させる等の手法を適宜採用することもできる。
また、図示しないが、剥離部分18が再密着しないように、剥離状態を維持させるため、粘着性、接着性の無いフィルムやシートを剥離部分18に挟んでもよい。また、片面に粘着性、接着性の有るフィルムやシートを剥離部分18に挟んでもよい。また、金属部品(例えば、針)を剥離部分18に挟んでもよい。
無機基板12が高分子フィルム14と離れる方向に反ることにより、高分子フィルム14を略平面に保ったまま無機基板12から剥離する(工程C)。
すなわち、第1実施形態~第3実施形態における工程Cは、以下のとおりである。
<第1実施形態~第3実施形態における工程C>
前記工程Bの後、無機基板12の高分子フィルム14と密着していない側の面(非密着面12a)と、剥離部分18との間に静圧差を設けるとともに、無機基板12が高分子フィルム14と離れる方向に反ることにより、高分子フィルム14を略平面に保ったまま高分子フィルム14を無機基板12から剥離する(工程C)。
図2は、第1実施形態に係る剥離装置の模式断面図である。図2に示すように、第1実施形態に係る剥離装置20は、真空チャンバー30と、ローラー32と、真空チャック34と、基板接触子35とを備える。
なお、この状態では、ローラー32が高分子フィルム14を剥離部分18方向に基板接触子35越しに押圧しているため、剥離は進行しない。
このように、剥離装置20では、ローラー32および基板接触子35の面を無機基板12の非密着面12aに対して平行に移動させ、ローラー32の移動に応じて剥離を進行させるため、剥離スピードをコントロールすることができる。その結果、無機基板12や高分子フィルム14に過度の負荷が掛かることを抑制することができる。積層体10の押上には、ローラー32または基板接触子35のいずれかであれば良く、好ましくはローラー35および基板接触子35の両方である。
さらにローラー32の半径を変化させることにより、無機基板12の剥離角度をコントロールすることができる。例えば、ローラー32の半径を小さくすれば、無機基板12はそれに従った曲率半径で剥離し、ローラー32の半径を大きくすれば、無機基板12はそれに従った曲率半径で剥離する。ローラー32の半径を小さくすることで剥離装置20を小型化することができ、ローラー32の半径を大きくすることで、無機基板12に加わる曲げの負荷を小さくすることができる。
なお、真空チャンバー30及び真空チャック34は、本発明の静圧差形成手段に相当する。
前記ローラーの半径は、40mm以上、1000mm以下であり、より好ましくは60mm以上、100mm以下である。
前記ローラーの材質としては、ある程度の弾性を有する材質が好ましく、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム等を用いることができる。
前記ローラー材質の反発弾性率(JIS K 6255:2013)は、3~60%であることが好ましい。
前記ローラー材質のゴム硬度は、50~90であることが好ましく、非粘着性かつ帯電防止あるいは導電性のものが好ましい。
前記メッシュ状シートの材質としては、適度に弾性変形する材質であることが好ましく、具体的にはポリエステルフィラメント、ナイロンフィラメント、ステンレスワイヤ等が用いられたメッシュカウント#80以上#600以下の範囲のメッシュ状シートであることが好ましい。また、帯電防止または導電性のものであることが好ましい。
なお、本実施形態では、メッシュ状シート38を用いる場合について説明したが、剥離装置20において、メッシュ状シートを配置しない構成としてもよい。この場合、剥離した無機基板12を都度、取り出す、別の機構があればよい。
なお本明細書における剥離角度はメッシュ厚、フィルム厚、および、ローラーの半径に依存する。剥離するフィルム厚に応じて適切なメッシュ厚とローラー半径を選択することで、剥離角度を所定の範囲に収めることができる。
本実施形態では、剥離後の高分子フィルムと無機基板は、ローラーで押されていないため概略平行で数mm離れている。そのため、一旦剥離した高分子フィルムは真空吸着されたまま無機基板とは再度接触しない。
図6は、第2実施形態に係る剥離装置の模式断面図である。図6に示すように、第2実施形態に係る剥離装置40は、真空チャック34と、ダイヤフラム42とを備える。
なお、この状態では、ダイヤフラム42およびローラー32が無機基板12を剥離部分18方向に押圧しているため、剥離は進行しない。
剥離装置40では、非密着面12a側を大気圧以上としているため、剥離後の高分子フィルム14を保持することができる。
なお、真空チャック34及びダイヤフラム42は、本発明の静圧差形成手段に相当する。
しかしながら、本発明においてはこの例に限定されず、前記積層体の高分子フィルム14上に機能素子16が設けられた機能素子付きの積層体を用い、機能素子付き高分子フィルムを無機基板から剥離してもよい。この場合、積層体10を準備する工程Aの代わりに、機能素子付きの積層体11を準備する工程A-1を行えばよい。
埋め込み用部材64としては、硬質シートに塑性変形可能な樹脂組成物を塗布したものであっても良いし、硬質シートに塑性変形可能な樹脂組成物を貼付したものであっても良い。また、粘着性を有していても良く、埋め込み用部材自体が機能素子の保護層としての役割を有していても良い。
第3実施形態では、機能素子付きの積層体11から、機能素子16付きの高分子フィルム14を剥離する場合について説明する。
なお、真空チャンバー30及び真空チャック34は、本発明の静圧差形成手段に相当する。
すなわち、第4実施形態~第6実施形態における工程Cは、以下のとおりである。
<第4実施形態~第6実施形態における工程C>
前記高分子フィルム14を略平面に保ったまま、剥離部分18に動圧を加えることにより、前記無機基板から剥離する(工程C)。
図11~図12は、第4実施形態に係る剥離装置の模式断面図である。図11~図12に示すように、第4実施形態に係る剥離装置20は、サポートパーツ33と、エアーブローノズル45と、真空チャック34とを備える。
なお、第4実施形態~第6実施形態の説明において、第1実施形態~第3実施形態と共通する構成については同一の符号を付している場合がある。
次いで、高分子フィルム14全体が略平面を保ったまま無機基板12から剥離される。この時高分子フィルム14は常に真空チャック34に保持されているため、曲げ、変形は起きていない。略平面とは、完全な平面だけでなく、JISB0621(1984)における平面度が500μm以下であることが好ましく、より好ましくは100μm以下さらに好ましくは10μm以下である。また、1mm2範囲での平面からのずれは、10μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以下さらに好ましくは0.5μm以下である。
なお、本実施形態では、メッシュ状シート38を用いる場合について説明したが、剥離装置20において、メッシュ状シートを配置しない構成としてもよい。この場合、剥離した無機基板12を都度、取り出す、別の機構があればよい。
図13~図15は、第5実施形態に係る剥離装置の変形例の模式断面図である。図13及び図14に示すように、第5実施形態に係る剥離装置22、23は、上記で説明した剥離装置20に対して、無機基板12の保持機構として、無機基板用の真空チャック37を備える。この無機基板用の真空チャック37は上下動作と傾き動作ができる。真空チャック34は、積層体10を吸着して保持することができ、積層体10を吸着した状態で上方に位置させることができる。図15に示すように、剥離装置24は、上記で説明した剥離装置20に対して、真空チャック34の代わりに、ローラー32および真空チャンバー30および基板接触子35を追加した装置である。基板接触子35に無機基板12が沿うことによって、機械的に無機基板12の最小曲率半径より曲げないように制限している。
メッシュ状シート38が設けられているため、剥離後の無機基板12を支えることができる。従って、無機基板12の剥離された部分が大きく垂れ下がるのを防止することができる。
なお、この状態では、剥離部分18から離れた位置では無機基板12の真空チャック37が無機基板12を剥離部分18方向にメッシュ状シート38越しに押圧しているため、(図13では上向き)剥離は進行しない。
なお、本実施形態では、メッシュ状シート38を用いる場合について説明したが、剥離装置20において、メッシュ状シートを配置しない構成としてもよい。この場合、剥離した無機基板12を都度、取り出す、別の機構があればよい。
なお、この状態では、剥離部分18から離れた位置では無機基板12の真空チャック37が無機基板12を剥離部分18方向にメッシュ状シート38越しに押圧しているため、(図14では上向き)剥離は進行しない。
なお、本実施形態では、メッシュ状シート38を用いる場合について説明したが、剥離装置2において、メッシュ状シートを配置しない構成としてもよい。この場合、剥離した無機基板12を都度、取り出す、別の機構があればよい。
メッシュ状シート38としては、通気性があり、且つ、ある程度の強度を有していればよく、例えば、公知のスクリーンメッシュ等を用いることができる。
なお、本実施形態では、メッシュ状シート38を用いる場合について説明したが、剥離装置2において、メッシュ状シートを配置しない構成としてもよい。この場合、剥離した無機基板12を都度、取り出す、別の機構があればよい。
第6実施形態では、機能素子付きの積層体11から、機能素子16付きの高分子フィルム14を剥離する場合について説明する。
これにより、高分子フィルム14全体が略平面を保ったまま無機基板12から剥離される。この時高分子フィルム14は常に真空チャック34に保持されているため、曲げ、変形は起きていない。
なお、エアーブローノズル45は、本発明の動圧形成手段に相当する。
「前記工程Bの後、前記積層体の前記高分子フィルム面が真空吸着プレートに接するように前記積層体を設置して固定し、前記積層体の側面には隔壁が設けられ、次いで前記剥離部分にノズルにより気体を注入し、圧力を加えることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま剥離する工程である」場合について説明する。
すなわち、第7実施形態~第9実施形態における工程Cは、以下のとおりである。
<第7実施形態~第9実施形態における工程C>
前記積層体10の高分子フィルム14の面を真空吸着プレート34(以下、真空チャックともいう)に接するように前記積層体10を設置して固定し、前記積層体10の側面には隔壁31が設けられ、次いで前記剥離部分18にノズル45(以下、エアーブローノズルともいう)により気体を注入し、圧力を加えることにより、前記高分子フィルム14を略平面に保ったまま、前記無機基板12から剥離する(工程C)。
図17~図19は、第7実施形態に係る剥離装置の模式断面図である。図17、図18は剥離装置のセッティング途中の図であり、図19はエアーブローノズル45から気体を注入する直前の図である。図17~図19に示すように、第7実施形態に係る剥離装置20、21、23は、隔壁31、隔壁サポートパーツ33と、エアーブローノズル45と、真空チャック34、概略平板39(以下、上壁ともいう)とを備える。
次いで、高分子フィルム14全体が略平面を保ったまま無機基板12から剥離される。この時高分子フィルム14は常に真空チャック34に保持されているため、曲げ、変形は起きていない。略平面とは、完全な平面だけでなく、JISB0621(1984)における平面度が1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは500μm以下さらに好ましくは100μm以下である。また、1mm2範囲での平面からのずれは、10μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以下さらに好ましくは0.5μm以下である。
高圧力とはエアーブローノズル45から供給される気体の圧力によって剥離部分に生じる圧力のことを指す。
隔壁31は前記積層体10の側面に設けられている。隔壁31とはエアーブローノズル45から供給される気体の圧力が無機基板の非密着面12a側に漏れないように両者を分離するための壁を言う。ここで、側面とは積層体10の厚み方向と平行になる位置をいう。また、隔壁31が積層体10の側面に存在することで、剥離部分18に気体を注入した際、剥離部分18と、無機基板の非密着面12aとの圧力差を概略維持することができる。さらに、前記無機基板12の動きを前記高分子フィルム14から離れる方向のみに制限することができる。離れる方向の動きとは剥離の時に高分子フィルム14平面に対して、概略垂直方向で無機基板12と高分子フィルム14の距離が大きくなる動きのことを指す。高圧力と低圧力は隔壁31があることによって分離されている。
前記気体は、特に限定されず、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等を使用することができる。
図20~図24は、第8実施形態に係る剥離装置の変形例の模式断面図である。図20~図24に示すように、第8実施形態に係る剥離装置24、25、26、27,28は、上記で説明した剥離装置20に対して、無機基板12の保持機構として、隔壁サポートパーツ33が無い。このため、剥離した無機基板12のエッジ(端部)より高圧力の気体が無機基板の非密着面12aに移動しうる。このため、隔壁31の材質を選択する、無機基板12と隔壁31の間隔を狭くするあるいは、上壁に空白部を作ることで大気開放とする、上壁から真空ポンプによって吸引する、といった方策で剥離部分と18と無機基板の非密着面12aの圧力差を維持することで、剥離を実現できる。上壁39に無機基板12が沿うことによって、機械的に無機基板12の最小曲率半径より曲げないように制限している。これにより、剥離時の無機基板12への負荷を低減することができる。特に剥離装置27のように、上壁39を、真空チャック34と平行ではあるが、やや斜めにすることで無機基板が剥離するときの動ける範囲を制限することができる。このようにすることで無機基板の剥離時の動きを制限することも有効な手段である。また、剥離装置28では、Oリング63を使って真空チャック34と上壁39を隔壁31との間で結合させ、厳密にエアー漏れを防ぐ構造を取っている。これも有効な手段である。
第9実施形態では、機能素子付きの積層体11から、機能素子16付きの高分子フィルム14を剥離する場合について説明する。
次いで、高分子フィルム14全体が略平面を保ったまま無機基板12から剥離される。
なお、エアーブローノズル45は、本発明の圧力形成手段に相当する。
前記ノズル部も囲うよう壁を設け前記積層体へ注入する気体を前記剥離部分から逃さない閉じ込めた空間の中におくことにする工程J-2と、
前記工程J-1及び前記工程J-2の後、ノズルより圧力を印加して、気体を注入する工程J-3とを含むことも好ましい。
以下、工程Bが、「前記積層体の前記端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との境界を含む領域に気体を吹き付けて、前記端部に剥離領域を形成する工程」である場合について、第10実施形態~第11実施形態として説明する。
<工程A>
第10実施形態に係る高分子フィルムの剥離方法においては、まず、高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する(工程A)。図27は、積層体の一例を示す模式断面図であり、図28は、その平面図である。図27、図28に示すように、積層体110は、無機基板112と高分子フィルム114とを備える。無機基板112と高分子フィルム114とは密着している。無機基板112と高分子フィルム114とは、図示しないシランカップリング剤層を介して密着していてもよい。
高分子フィルム114上には、回路パターン及び/又は機能素子が形成されている(図示せず)。つまり、本実施形態では、高分子フィルム114上に、回路パターンと機能素子との両方が形成されていてもよく、回路パターンが形成され且つ機能素子が形成されていなくてもよく、機能素子が形成され且つ回路パターンが形成されていなくてもよい。
前記回路パターンは、従来公知の方法にて形成することができる。前記回路パターンの厚みとしては、通常0.05μm~20μm、好ましくは0.1μm~15μm、より好ましくは0.15μm~0.5μm程度である。
図29は、極微小剥離部分を形成した後の積層体を示す模式断面図であり、図30は、その平面図である。工程Aの後、必要に応じて、積層体110の端部において、高分子フィルム114と無機基板112との境界を含む領域に極微小剥離部分115を形成する(工程W)。この工程Wは、次に説明する工程Bの前に必要に応じて行ってもよい工程である。積層体においては、特に極微小剥離部分を形成する工程を実施しなくても、極微小剥離部分が存在する場合がある。つまり、工程Aの時点で極微小剥離部分が存在する場合がある。この場合、この工程Wを行う必要はない。例えば、大面積な高分子フィルムと無機基板との積層物を分割して積層体とする場合、通常、分割の過程で極微小剥離部分が形成される。ここで、極微小剥離部分とは、積層体の端面からの距離(図30における極微小剥離部分115の横幅)が3mm未満の剥離部分をいう。前記極微小剥離部分は、積層体の端面からの距離が1mm以下であり、且つ、端部幅方向の長さ(図30における極微小剥離部分115の縦幅)が5mm以下であることが好ましく、積層体の端面からの距離が3mm以下であり、且つ、端部幅方向の長さが10mm以下であることがより好ましい。
また、積層体の端面からの距離が0.5mm以上3mm以下であり、且つ、端部幅方向全面に剥離部分がある場合、工程Wを行わなくてもよい。
微小剥離部分15は、端部幅方向に複数個所、または辺全面にあってもよい。
次に、積層体110の端部において、高分子フィルム114と無機基板112との境界を含む領域に気体を吹き付けて、前記端部に剥離領域118を形成する(工程B)。この工程Bでは、前記工程Wを行った場合には、極微小剥離部分115を含む領域に気体を吹き付けて、端部に剥離領域118を形成する。
前記気体を吹き付ける際の前記気体の流速としては、100m/s以上であることが好ましく、200m/s以上であることがより好ましく、300m/s以上であることがさらに好ましい。前記流速の上限は特に制限されないが、超音速領域における衝撃波振動の影響から、例えば、500m/s以下、好ましくは343m/s以下等とすることができる。積層体110における高分子フィルム114と無機基板112との間の90°剥離強度は、一般的に、0.05N/cm以上3N/cm以下の範囲内であり、より好ましくは、0.08N/cm以上2N/cm以下である。さらに好ましくは0.1N/cm以上0.8N/cm以下である。そこで、前記気体を吹き付ける際の前記流速を前記数値範囲内とすれば、前記剥離強度で貼り合わされている高分子フィルム114と無機基板112との間に好適に剥離領域118を形成することができる。
なお、前記90°剥離強度の測定条件は、下記の通りである。
無機基板に対して高分子フィルムを90°の角度で引き剥がす。
5回測定を行い、平均値を測定値とする。
測定温度 ; 室温(25℃)
剥離速度 ; 100mm/min
雰囲気 ; 大気
測定サンプル幅 ; 1cm
次に、剥離領域118を起点として、高分子フィルム114を無機基板112から剥離する(工程C)。
<工程A>
第11実施形態に係る高分子フィルムの剥離方法においては、まず、高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する(工程A)。
工程Aの後、必要に応じて、積層体110の端部において、高分子フィルム114と無機基板112との境界を含む領域に極微小剥離部分115を形成する(工程W)。工程Wについては、第10実施形態で説明したので、ここでの説明は省略する。
次に、積層体110の端部において、高分子フィルム114と無機基板112との境界を含む領域に気体を吹き付けて、前記端部に剥離領域118を形成する(工程B)。
具体的に、サポート板168は、その上面(図38では下側)が無機基板112の上面(図38では下側)と面一となるように、無機基板112の隣に配置される。また、エアーブローノズル122をサポート板128に沿わせるように配置する。これにより、エアーブローノズル122からの気体を、高分子フィルムと無機基板との境界を含む領域に確実に吹き付けることができる。
次に、剥離領域118を起点として、高分子フィルム114を無機基板112から剥離する(工程C)。
なお、本明細書において、「平面に保ったまま剥離する」の「平面」とは、完全な平面だけでなく、略平面の場合も含む。前記の略平面とは、JIS B 0621(1984)にて規定されている平面度が1000μm以下であることをいい、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下である。また、1mm2範囲での平面からのずれ(平面度)は、10μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以下さらに好ましくは0.5μm以下である。
11 機能素子付きの積層体
12 無機基板
12a 無機基板の非密着面
14 高分子フィルム
14a 非密着面
16 機能素子
18 剥離部分
20、21、22、23、24、25、26、27、28、40、50 剥離装置
30 真空チャンバー
31 隔壁
32 ローラー
33 サポートパーツ
34 真空チャック
35 基板接触子
36 ダミーフィルム
37 無機基板用の真空チャック
38 メッシュ状シート
39 概略平板(上壁)
42 ダイヤフラム
45 エアーブローノズル
52 多孔質柔軟体
54 圧力導入口
62 スペーサー
63 Oリング
64 埋め込み用部材
65 埋め込み用真空チャック
66 柔軟支持材
110、170 積層体
111 機能素子付きの積層体
112 無機基板
114、174 高分子フィルム
115 極微小剥離部分
116 機能素子
118 剥離領域
120、121、123、130、140、144、146 剥離装置
122 ノズル
124、126、127 押さえ板
128 サポート板
132 粘着テープ
142 真空チャック
152 保護フィルム
154 多孔質体
158 粘着剤
162 粘着テープ
164 軟質押さえ板
166 固定用部材
168 サポート板
Claims (7)
- 回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する工程Aと、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する工程Bと、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程Cと
を含み、
前記工程Cは、
前記無機基板の非密着面側と、前記剥離部分の圧力差を大気圧力よりも高い圧力とすることを特徴とする高分子フィルムの剥離方法。 - 前記工程Cは、
前記工程Bの後、前記無機基板の前記高分子フィルムと密着していない非密着面と、前記剥離部分との間に静圧差を設けるとともに、前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程であることを特徴とする請求項1に記載の高分子フィルムの剥離方法。 - 前記工程Cは、
前記無機基板の前記非密着面側にローラーまたは基板接触子を配置し、前記ローラーまたは基板接触子により、前記無機基板を前記剥離部分方向に押圧する工程D-1と、
前記非密着面側を大気圧未満とする一方、前記剥離部分を大気圧とすることにより、前記静圧差を設ける工程D-2と、
前記工程D-1及び前記工程D-2の後、前記ローラーまたは基板接触子を前記無機基板の前記非密着面に対して平行に移動させ、前記ローラーまたは基板接触子の移動に応じて前記剥離を進行させる工程D-3とを含むことを特徴とする請求項2に記載の高分子フィルムの剥離方法。 - 前記工程Cは、
前記高分子フィルムの前記無機基板とは反対側の面に埋め込み用部材またはスペーサーを配置し、前記埋め込み用部材またはスペーサーに前記機能素子を埋め込みつつ、多孔質柔軟体により前記無機基板を前記剥離部分方向に押圧する工程E-1と、前記無機基板の非密着面側を大気圧未満とする一方、前記剥離部分を大気圧とすることにより、前記静圧差を設ける工程E-2とを含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の高分子フィルムの剥離方法。 - 回路パターン及び/又は機能素子が形成された高分子フィルムと無機基板とが密着した積層体を準備する工程Aと、
前記積層体の端部において、前記高分子フィルムと前記無機基板との間に剥離部分を形成する工程Bと、
前記無機基板が前記高分子フィルムと離れる方向に反ることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま前記無機基板から剥離する工程Cと
を含み、
前記工程Cは、
前記工程Bの後、前記積層体の前記高分子フィルムの面が真空吸着プレートに接するように前記積層体を設置して固定し、前記積層体の側面には隔壁が設けられ、次いで前記剥離部分にノズルにより気体を注入し、圧力を加えることにより、前記高分子フィルムを略平面に保ったまま剥離する工程であることを特徴とする高分子フィルムの剥離方法。 - 前記工程Cは、
前記無機基板側に前記無機基板と平行で接触しない概略平板を置く工程H-1と
前記無機基板の高分子フィルムとの非密着面側を大気圧または低圧力とする一方、前記剥離部分に気体を注入することにより、前記剥離部分に圧力を加える工程H-2と
を含むことを特徴とする請求項5に記載の高分子フィルムの剥離方法。 - 前記工程Cは、
高分子フィルムを真空吸着する工程J-1と、
前記ノズルも囲うよう壁を設け前記積層体へ注入する気体を前記剥離部分から逃さない閉じ込めた空間の中におくことにする工程J-2と、
前記工程J-1及び前記工程J-2の後、ノズルより圧力を印加して、気体を注入する工程J-3とを含むことを特徴とする請求項5または6に記載の高分子フィルムの剥離方法。
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