KR20220124099A

KR20220124099A - 적층 장치 및 적층 방법

Info

Publication number: KR20220124099A
Application number: KR1020220024491A
Authority: KR
Inventors: 고토미 우에노; 타카히로 모리; 타카히로 모리나가; 토루 마키노
Original assignee: 니기소 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-09-13
Also published as: JP7142738B2; CN114986917A; KR102589965B1; JP2022133625A; TW202300323A; TWI800277B

Abstract

대기 중에서 보다 간편하면서 표면 파괴 없이 시트의 표면 개질을 하여 밀착성이 높은 적층체를 제조하는 적층 장치를 제공한다.
접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트(L1 ~ L5)를 순차적으로 적층하는 적층 장치(10)로, 시트(L1 ~ L5)의 위치 맞춤을 하는 정렬 스테이지(50), 위치 맞춤된 시트(L1 ~ L5)가 적층되는 적층 스테이지(80), 정렬 스테이지(50)에서 적층 스테이지(80)로 시트(L1 ~ L5)를 이동시키는 이송 홀더(60), 및 시트(L1 ~ L5)에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 UV 조사장치(100)를 구비하고, 상기 UV 조사장치는 상기 정렬 스테이지와 상기 적층 스테이지 사이에 설치되고, 상기 UV 조사는 상기 위치 맞춤 후에 이루어지는 적층 장치(10)를 제공한다.

Description

적층 장치 및 적층 방법{LAMINATION APPARATUS AND LAMINATION METHOD}

본 발명은 자외선(UV) 조사장치를 구비한 적층 장치 및 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.

적층 세라믹 콘덴서 및 세라믹 기판 등의 전자 소자의 제조 시, 도체 패턴이 인쇄된 세라믹 그린 시트(인쇄 폴리머 시트)가 사용된다. 인쇄 폴리머 시트는 캐리어 필름 상에 유전체 재료가 도포되고, 도포된 유전체 재료 상에 추가로 금속 페이스트가 예를 들면 스크린 인쇄되어 형성된다. 인쇄된 인쇄 폴리머 시트를 정확하게 적층하고 압착 및 소성함으로써 전자 소자가 제조된다.

하지만, 적층된 시트 간의 밀착성이 약하면 적층 공정이나 이송 중에 적층에 어긋남이 발생하여 제조되는 전자 부품의 단선이나 쇼트 등 접촉 불량으로 이어질 우려가 있다.

이에, 인쇄 폴리머 시트의 적층 압착 공정의 전처리로서 시트에 플라스마 처리를 하여 표면 개질함으로써 밀착성을 향상시켜 왔다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 공개 2016-171151호 공보

그러나 플라스마 처리를 통해 접착성을 높이기 위해서는 일반적으로 진공 하에서 처리가 이루어져야 하기 때문에 장치의 설치 면적, 작업 공수 및 비용이 증가한다. 또한, 플라스마 처리는 조도가 강하고 시트의 재질에 따라서는 특성을 악화시킬 우려도 있다.

따라서, 본 발명은 대기 중에서 보다 간편하면서 표면 파괴 없이 폴리머 시트의 표면 개질을 하여 밀착성이 높은 적층체를 제조하는 적층 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 일 실시 형태의 적층 장치는 접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 순차적으로 적층하는 적층 장치로, 상기 시트의 위치 맞춤을 하는 정렬 스테이지, 상기 위치 맞춤된 시트가 적층되는 적층 스테이지, 상기 정렬 스테이지에서 상기 적층 스테이지로 시트를 이동시키는 이송 홀더, 및 상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 UV 조사장치를 구비하고, 상기 UV 조사장치는 상기 정렬 스테이지와 상기 적층 스테이지 사이에 설치되고 상기 UV 조사는 상기 위치 맞춤 후에 이루어지는 적층 장치이다.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태의 적층 방법은 접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 정렬 스테이지에 제공하는 공정, 상기 정렬 스테이지에서 상기 시트의 위치 맞춤을 하는 공정, 상기 위치 맞춤된 시트가 상기 정렬 스테이지에서 이송 홀더를 통해 적층 스테이지로 이송되는 공정, 상기 이송 도중에 UV 조사장치에 의해 상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 공정, 및 상기 UV 조사된 시트가 상기 적층 스테이지에 적층되는 공정을 포함하는 적층 방법이다.

본 발명은 대기 중에서 보다 간편하면서 표면 파괴 없이 시트의 표면 개질을 하여 밀착성이 높은 적층체를 제조하는 적층 장치 및 적층 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 장치를 나타내는 X-Z 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층 장치를 이용한 적층 공정을 설명하는 도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

<적층 장치의 전체 구성>

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 적층 장치(10)의 사시도이다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 적층 장치(10)는 제어기(20), 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f), 스토커용 이송 홀더(40), 정렬 스테이지(50), 적층용 이송 홀더(60), 적층 스테이지(80), 압착기(90) 및 UV 조사장치(100)를 구비한다. 또한, 적층 장치(10)는 대전 유닛을 구비할 수 있으며, 예를 들면 스테이지용 대전기(68), 홀더용 대전기(70), 스테이지용 제전기(72), 및 홀더용 제전기(74)를 구비할 수 있다.

도 1에서는 적층 장치(10)의 레이아웃 등을 설명하기 위한 방향 축으로 X축, Y축 및 Z축이 적절히 사용된다. X축은 적층용 이송 홀더(60)의 이동 방향을 따른 축이다. Y축은 X축과 수평면 상에서 직행하는 축이다. Z축은 X축 및 Y축과 직교하는 연직 축으로 피 적층 대상인 시트(L1 ~ L5)의 적층 방향과 동일하다. 또한, 적층 장치(10)의 각 기구의 배치를 설명함에 있어서 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f) 측이 상류 측이고, X축을 따라 적층 스테이지(80) 측이 하류 측이다.

(시트)

시트(L1 ~ L5)는 적층 장치(10)에 의해 적층되는 시트이다. 시트(L1 ~ L5)의 각각은 접착 시에 시트끼리 서로 접하는 면(이하, 접착면이라 한다)의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출되어 있다.

폴리머 시트는 내열성이다. 또한, 폴리머 시트는 캐리어 필름 상에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머를 포함하는 유전체 재료가 도포되어 형성된다. 예를 들어, 폴리머 시트는 캐리어 필름 상에 세라믹 전구체를 닥터블레이드법 등으로 적층한 세라믹 그린 시트일 수 있다. 캐리어 필름은 후술하는 바와 같이 시트(L1 ~ L5)의 보호 시트로 사용할 수 있으며, 본 명세서에서는 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트(L1 ~ L5)를 각각 L1_f ~ L5_f라 한다. 캐리어 필름(보호 필름)은 UV 조사 공정 전에 박리될 수 있다.

또한, 시트(L1 ~ L5)는 도포된 유전체 재료 상에 금속 패턴이 형성된 인쇄 폴리머 시트일 수도 있다. 적층 장치(10)에 의해 적층되는 시트(L1 ~ L5)는 각각 인쇄 폴리머 시트일 수도 있고, 금속 패턴을 가지지 않는 폴리머 시트일 수도 있다. 인쇄 폴리머 시트는 예를 들어 캐리어 필름 상에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머를 포함하는 유전체 재료가 도포되고 금속 페이스트가 스크린 인쇄되어 형성된다. 인쇄 폴리머 시트는 접착면의 적어도 20% 이상의 면적에 노출되고, 바람직하게는 접착면의 50% 이상에 노출된다.

시트(L1 ~ L5)의 폴리머 시트에 사용되는 폴리머는 UV 조사에 의해 개질되고 내열성을 가지는 것이면 된다. 바람직하게는, 액정폴리머(LCP), 사이클로올레핀폴리머(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC)를 사용할 수 있다.

시트(L1 ~ L5)는 접착층을 가질 수 있다. 또한, 시트(L1 ~ L5)는 UV 조사 공정 전에 박리되는 보호 필름을 구비할 수 있다. 해당 보호 필름은 접착층의 보호 필름으로 사용할 수 있다.

(시트 스토커)

시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f)에는 캐리어 필름을 구비한 시트(L1_f ~ L5_f)가 각각 수용된다. 본 실시 형태에서는 캐리어 필름을 구비한 시트를 이용하여 설명하지만, 시트 스토커에는 캐리어 필름을 구비하지 않는 시트가 수용될 수도 있다.

또한, 도 1에서는 캐리어 필름을 구비한 시트(L1_f ~ L5_f)가 이른바 지엽식 시트로 도시되어 있고, 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f)도 지엽식 캐리어 필름을 구비한 시트(L1_f ~ L5_f)를 수용하는 카트리지로 도시되어 있으나, 본 실시 형태에 따른 적층 장치(10)는 이 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수 매 분량의 시트가 연속적으로 형성된 시트 롤이 캐리어 필름을 구비한 시트(L1_f ~ L5_f)의 각각에 대해 형성되면서 해당 시트 롤을 커팅하는 커터가 설치될 수도 있다. 이 경우, 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f)는 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f~L5f)에 대응하는 시트 롤을 각각 유지하는 롤 홀더로 구성된다.

(스토커용 이송 홀더)

스토커용 이송 홀더(40)는 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f)와 정렬 스테이지(50) 사이를 왕복 이동하는 이송 장치이다. 스토커용 이송 홀더(40)는 적층용 이송 홀더(60)보다 상류 측에 설치되기 때문에 「전단 홀더」라고도 한다.

스토커용 이송 홀더(40)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동이 가능하며, X축 방향 및 Y축 방향에 점재하는 시트 스토커(30L1_f∼30L5_f)에서 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f ~ L5f)를 이송할 수 있다. 스토커용 이송 홀더(40)는 예를 들면 도시하지 않은 X축 스테이지 및 Y축 스테이지를 따라 이동이 가능하다.

리프트 기구(42)의 하단에는 흡착판(44)이 설치된다. 리프트 기구(42)는 흡착판(44)을 Z축 방향(연직 방향)으로 이동시킨다.

흡착판(44)은 예를 들면 알루미늄판 등의 금속판에 공기 구멍이 복수 개 마련된 구조를 가진다. 공기 구멍의 하단은 노출되고 상단은 공기 배관(46)에 연결된다. 공기 배관(46)에는 부압(Vac) 및 정압(靜壓)(Prs)의 공기가 공급된다. 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f~L5f)의 흡착 시에는 공기 배관(46)이 진공화된다. 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f~L5f)의 이탈 시에는 공기 배관(46)에서 가압 공기가 공급된다. 또한 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f~L5f)에 접촉하는 흡착판(44)의 접촉면에는 연질의 다공질 시트가 구비될 수도 있다.

또한, 경우에 따라서는 정렬 스테이지(50) 전에 반전 스테이지(도시하지 않음)를 마련하여 시트를 반전시킨 후에 적층할 수도 있다.

(정렬 스테이지)

정렬 스테이지(50)는 시트 스토커(30L1_f ~ 30L5_f)에서 발송된 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f ~ L5f)의 위치 맞춤을 한다. 정렬 스테이지(50)에 적재된 캐리어 필름을 구비한 시트(L1f ~ L5f)는 위치 맞춤 전에 박리 유닛(도시하지 않음)에 의해 보호 필름이 제거되어 시트(L1 ~ L5)가 남게 된다.

정렬 스테이지(50)는 이동 기구(52), 적재대인 스테이지 플레이트(53), 및 정렬 카메라(56)를 구비한다.

이동 기구(52)는 스테이지 플레이트(53)를 X축 및 Y축으로 이동시킬 수 있으며, 또한 Z축을 회전축으로 스테이지 플레이트(53)가 회전 가능하도록 구성되어 있다. 스테이지 플레이트(53)는 투광성 부재인 투광판(54)을 구비한다. 투광판(54)은 시트(L1 ~ L5)가 적재되는 시트 적재 영역의 적어도 일부에 마련된다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 스테이지 플레이트(53)에서 시트(L1 ~ L5)의 네 모서리에 상당하는 부분은 투광판(54)으로 구성될 수 있다. 또한, 이를 대신해 시트(L1 ~ L5)의 네 모서리 중 대각선상의 2개의 모서리가 투광판(54)으로 구성될 수도 있고, 시트(L1 ~ L5)의 네 모서리에 상당하는 부분을 포함하여 1장의 투광판(54)이 스테이지 플레이트(53)에 마련될 수도 있다.

정렬 카메라(56)는 스테이지 플레이트(53) 아래에 복수 개 설치된다. 예를 들면, 시트(L1 ~ L5)의 네 모서리, 또는 대각선상의 2개의 모서리를 촬상할 수 있는 위치에 정렬 카메라(56)가 배치된다. 정렬 카메라(56)는 투광판(54)(투광성 부재)을 통해 스테이지 플레이트(53) 상에 적재된 시트(L1 ~ L5)를 촬상할 수 있다. 정렬 카메라(56)의 이미지를 바탕으로 정렬 스테이지(50)를 이동시켜 시트(L1 ~ L5)의 위치 맞춤이 이루어진다.

(적층용 이송 홀더)

적층용 이송 홀더(60)는 정렬 스테이지(50)에서 위치 맞춤된 시트(L1 ~ L5)를 진공 흡착을 통해 유지하여 적층 스테이지(80)까지 이송한다. 예를 들면, 정렬 스테이지(50) 및 적층 스테이지(80)가 X축 상에 배치되는 경우, 적층용 이송 홀더(60)는 X축을 따라서만 이동할 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 적층용 이송 홀더(60)는 스토커용 이송 홀더(40)와 거의 동일한 구조를 가진다. 즉, 적층용 이송 홀더(60)는 리프트 기구(62), 리프트 기구(62)의 하단에 설치된 흡착판(64) 및 흡착판(64)에 연결된 공기 배관(66)을 구비한다.

리프트 기구(62)는 흡착판(64)을 Z축 방향(연직 방향)으로 이동시킨다.

흡착판(64)은 예를 들면 알루미늄판 등의 금속판에 공기 구멍이 복수 개 마련된 구조를 가진다. 공기 구멍의 하단은 노출되고 상단은 공기 배관(66)에 연결된다. 공기 배관(66)에는 부압(Vac) 및 정압(Prs)의 공기가 공급된다. 시트(L1 ~ L5)의 흡착 시에는 공기 배관(66)이 진공화된다. 시트(L1 ~ L5)의 이탈 시에는 공기 배관(66)에서 가압 공기가 공급된다. 또한, 시트(L1~L2)에 접촉하는 흡착판(64)의 접촉면에는 연질의 다공질 시트가 마련될 수 있다.

(UV 조사장치)

적층 장치(10)에는 UV 조사로 시트를 활성화시켜서 적층 시에 시트 간의 접착성을 향상시키는 UV 조사장치(100)가 구비된다. 본 발명의 일 실시 형태에서, UV 조사는 정렬 스테이지(50)에서 시트(L1 ~ L5)의 정렬이 이루어진 후에 적층용 이송 홀더(60)를 통해 시트(L1 ~ L5)를 적층 스테이지(80)로 이송하고 적층시키는 동안에 이루어진다.

UV 조사는 시트(L1 ~ L5)의 UV가 조사되는 면(조사면) 전체를 한 번에 조사할 수 있으며, 또한 조사면의 일부를 조사하면서 시트(L1 ~ L5) 또는 UV 조사장치(100) 중 어느 하나를 이동시켜서 조사면 전체를 조사할 수도 있다. 또한, 시트(L1 ~ L5)를 마주 보고 조사할 수 있다면 임의의 방향(예를 들어, 위쪽에서 아래쪽 또는 아래쪽에서 위쪽)을 향해 UV 조사가 이루어져도 된다. 즉, UV 조사는 폴리머 시트가 노출된 면 측에서 실시되는 경우에 한정되지 않으며 폴리머 시트의 UV 개질이 가능하다면 노출된 면과는 반대 측에서 실시할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 형태에서, UV 조사장치(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이 정렬 스테이지(50)와 적층 스테이지(80) 사이에서 적층용 이송 홀더(60)를 통해 이송되는 시트(L1 ~ L5)의 조사면에 아래쪽에서 UV 광원이 면하도록 설치된다.

일 실시 형태에서, UV 조사장치(100)의 UV 광원의 폭은 시트(L1 ~ L5)보다 X축 방향이 좁고 시트(L1 ~ L5)가 UV 조사장치(100) 상을 이동함으로써 시트(L1 ~ L5)의 조사면 전체가 노광 및 활성화된다. 또 다른 실시 형태에서, UV 조사장치는 시트(L1 ~ L5)의 조사면을 한 번에 노광할 수 있는 크기의 UV 광원을 가지며(도시하지 않음), 정렬 스테이지(50)에서 적층용 이송 홀더(60)를 통해 이송된 시트(L1 ~ L5)는 UV 조사장치(100)의 광원과 마주 보는 위치에 설치되어 UV 조사된다.

예를 들어, UV 조사장치(100)는 위쪽(Z축 정방향)을 향해 UV 광을 조사한다. 상술한 바와 같이, 적층용 이송 홀더(60)는 그 하단에 시트(L1 ~ L5)를 진공 흡착한다. 따라서, 적층용 이송 홀더(60)가 UV 조사장치(100) 위를 이동할 때 UV 광이 조사되면 이송 중인 시트(L1 ~ L5)의 폴리머 시트가 UV 광에 의해 개질된다.

UV 조사장치의 UV 광원은 350nm 이하의 파장의 UV 광을 발생하는 것이면 된다. 예를 들면, UV 광원으로 파장 172nm의 엑시머 램프, 파장 185nm 및 254nm의 저압 수은등, 또는 265nm, 280nm 또는 310nm의 파장을 가지는 UV-LED 등을 사용할 수 있다. 350nm 이하의 파장을 가지는 UV 광원을 사용함으로써, 이에 한정되지 않지만 시트 표면에서 화학 결합 절단 및 산소종의 활성화가 이루어져 시트(L1 ~ L5)의 표면 개질이 이루어진다.

UV 조사장치(100)에 의한 UV 조사의 적산 조사량은 시트(L1 ~ L5)의 재질에 따라 다르지만 시트(L1 ~ L5)의 밀착성을 향상시키면서 시트(L1 ~ L5)의 표면을 파괴하지 않는 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 1000mJ/cm² 이상 50000mJ/cm² 이하이다. UV 조사장치(100)의 시트(L1 ~ L5)에 대한 적산 조사량이 1000mJ/cm² 미만이면 밀착성 향상 효과가 충분하지 않으며, 또한 50000mJ/cm²보다 큰 경우에는 시트의 표면이 파괴될 우려가 있다.

상술한 바와 같이, UV 조사장치(100)는 시트 표면과 마주 보며 UV 조사장치(100)의 UV가 시트(L1 ~ L5)에 충분히 조사되는 거리에 설치된다. 예를 들면, UV 광원이 UV-LED인 경우 UV 광원과 시트 표면의 거리(WD)는 10mm 이상 30mm 이하 정도일 수 있으며, 바람직하게는 20mm 정도이다. UV 광원과 시트 표면의 거리가 너무 가까우면 조도 불균일이 발생하기 쉽다. 또한, UV 광원과 시트 표면의 거리가 너무 먼 경우에는 UV 광원의 조도가 낮아져서 충분한 표면 개질이 이루어지지 않는다. UV-LED의 조도를 균일화하기 위해, UV 조사장치(100)는 UV-LED 모듈에 리플렉터를 구비할 수 있다.

또한, UV-LED는 도 1에 나타낸 바와 같이 라인(직선) 형태로 설치될 수 있다. 이 경우, 이송 방향(X축 방향)이 폭 30mm 이상, 이송 방향에 수직한 방향(Y축 방향)이 시트(L1 ~ L5)의 Y축 방향 치수보다 수 mm 긴 크기로 하는 것이 바람직하다. 이러한 크기의 UV 광원을 사용함으로써 생산성을 유지하면서 균일하고 충분한 조도를 제공할 수 있다.

(적층 스테이지)

상술한 바와 같이, 시트(L1 ~ L5)는 정렬 스테이지(50)에서 적층용 이송 홀더(60)를 통해 적층 스테이지(80)로 이송되어 적층된다. 최종 적층체가 형성되는 적층 스테이지(80)의 적재면에는 최하층의 시트(L5)를 유지하기 위한 흡착 구멍(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 이 흡착 구멍은 도 2에 나타낸 바와 같이 공기 배관(82)에 연결된다. 공기 배관(82)에서 부압이 인입됨으로써 최하층의 시트(L5)가 적층 스테이지(80)에 유지된다. 또한, 진공 흡착 대신에 적층 스테이지(80)의 적재면에 점착 시트가 구비될 수 있다.

(고정 유닛)

정렬 스테이지(50)에서 위치 맞춤을 하여 적층 스테이지(80)에 적층된 시트(L1 ~ L5)는 바람직하게는 압착 전에 적층된 시트(L1 ~ L5)의 어긋남이 발생하지 않도록 고정된다. 적층 시트의 고정에는 일반적인 방법을 이용할 수 있으며 예를 들면 기계적인 고정, 접착제에 의한 고정, 열용착에 의한 고정, 및 대전 적층에 의한 고정을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에서, 시트 적층체는 대전 적층에 의해 고정된다. 적층 장치(10)는 대전 적층 고정 유닛으로 적층용 이송 홀더(60), 해당 홀더에 의해 이송되는 시트(L1 ~ L5), 및 적층 스테이지(80)에서 적층되는 적층 중간체에 대해 하전 입자를 조사하는 대전기 및 제전기를 구비한다.

구체적으로, 적층 장치(10)는 스테이지용 대전기(68), 홀더용 대전기(70), 스테이지용 제전기(72) 및 홀더용 제전기(74)를 구비한다. 이들 대전기 및 제전기는 예를 들면 이오나이저로 구성된다.

스테이지용 대전기(68)는 적층 스테이지(80)의 적재면 및 적층 스테이지(80) 상에 적층된 시트(L1 ~ L5)의 노출면을 향해 하전 입자를 조사한다. 스테이지용 대전기(68)는 적층 스테이지(80)와 상대 이동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이 스테이지용 대전기(68)는 적층용 이송 홀더(60)의 하류단(적층 스테이지(80) 측의 위치)에 장착되어 이송용 이송 홀더(60)와 함께 X축 상을 이동할 수 있다.

홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)는 적층용 이송 홀더(60)와 X축 방향, 즉 적층용 이송 홀더(60)의 이동 방향을 따라 상대 이동이 가능하다. 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)는 정렬 스테이지(50) 및 적층 스테이지(80)의 사이에 설치되고 그 위를 적층용 이송 홀더가 통과하는 위치에 배치된다. 바람직하게는, 대전용 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)는 UV 조사장치(100)의 하류에 설치된다. UV 조사장치(100)의 하류에 설치됨으로써 UV 조사에 의한 제전을 피할 수 있다.

예를 들면, 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)는 위쪽(Z축 정방향)을 향해 하전 입자를 조사한다. 따라서, 적층용 이송 홀더(60)가 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74) 상을 이동할 때 하전 입자가 조사되면 이송 중인 시트(L1 ~ L5)의 노출면에 하전 입자가 입사된다. 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)가 UV 조사장치(100)의 하류에 설치된 경우, 이송 중인 시트(L1 ~ L5)는 UV 광에 의해 표면 개질된 면에 하전 입자가 입사되게 된다.

홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)는 적층용 이송 홀더(60)에 유지된 시트(L1 ~ L5)의 노출면보다 작은 영역에, 해당 노출면 상의 하전 입자의 조사 지점이 정해질 수 있다. 예를 들면, 시트(L1 ~ L5)의 X축 방향의 길이보다 짧은 영역이 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)의 시트(L1 ~ L5)의 노출면 상의 조사 지점이 된다. 한편, 조사 지점의 Y축 방향의 길이는 시트(L1 ~ L5)의 Y축 방향 길이보다 길 수 있다. 적층용 이송 홀더(60)와 홀더용 대전기(70) 및 홀더용 제전기(74)가 X축 방향으로 상대 이동함으로써 적층용 이송 홀더(60)에 의해 이송되는 시트(L1 ~ L5)의 노출면의 전면에 걸쳐 하전 입자를 조사할 수 있게 된다.

스테이지용 제전기(72)는 예를 들면 적층 스테이지(80)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 스테이지용 제전기(72)는 적층 스테이지(80)의 적재면의 전면에 걸쳐 하전 입자를 조사할 수 있다.

이들 대전 적층 고정 유닛에 의해 적층용 이송 홀더(60), 해당 홀더에 의해 이송되는 시트(L1 ~ L5), 및 적층 스테이지(80)에서 적층되는 적층 중간체에 하전 입자가 입사되고 적층 구조가 고정된다.

(압착기)

상기와 같이 고정된 적층체는 압착기(90)에 의해 가열되면서 상하 방향, 다시 말해, 적층 방향에서 압축된다. 이 압착 프로세스의 결과로 최종 적층체는 각 층이 고정된다. 적층 장치(10)는 압착기(90)를 그 일부로 구비할 수도 있고, 또는 다른 장치로 구비할 수도 있다.

(제어기)

제어기(20)는 적층 장치(10)의 각 기기를 제어한다. 예를 들면, 제어기(20)는 스토커용 이송 홀더 제어부, 반전 유닛 제어부, 정렬 스테이지 제어부, 적층용 이송 홀더 제어부, UV 조사장치 제어부, 시트 정보 기억부, 대전기 제어부, 제전기 제어부, 및 압착기 제어부를 구비한다. 제어기(20)는 예를 들면 컴퓨터로 구성된다.

<적층 공정>

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태의 적층 장치(10)를 이용한 시트(L1 ~ L5)의 적층 공정을 도 1 ~ 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 시트(L3)의 적층 공정의 개략도이다.

보호 필름을 구비한 시트(L3_f)는 시트 스토커(30L3_f)에서 스토커용 이송 홀더(40)에 의해 정렬 스테이지(50)의 스테이지 플레이트(53) 상에 이송되어 고정된다. 그리고, L3의 정렬 스테이지(50)의 스테이지 플레이트(53)와 맞닿은 면과 반대측 면에 부착되어 있는 보호 필름(f)이 박리 유닛(도시하지 않음)에 의해 박리된다(도 3(a)).

이어서, 정렬 카메라(56)가 촬영한 스테이지 플레이트(53) 상에 적재된 시트(L3)의 이미지를 바탕으로 시트(L3)의 위치 어긋남 및 각도 어긋남이 정렬 스테이지(50)의 이동에 의해 수정된다(도 3(b)).

위치가 수정된 시트(L3)는 적층용 이송 홀더(60)에 의해 정렬 스테이지(50)에서 적층 스테이지(80)로 이송된다. 이 때, 정렬 스테이지(50)와 적층 스테이지(80)의 경로 사이에 설치된 UV 조사장치(100)에 의해 UV 조사된다(도 3(c)). 이 때, UV-LED 등의 UV 발생원과 시트(L3)의 노출면의 거리는 20mm 정도로 제어된다. UV 조사장치(100)의 시트(L3)에 대한 적산 조사량이 1000mJ/cm² 이상, 50000mJ/cm² 이하가 되도록 UV 조도 및 시트의 이송 속도가 제어된다. 이러한 조건으로 조사함으로써 시트(L3)의 표면이 깊이 0.1nm 이상 500nm 이하의 범위에서 개질되어 적층 시의 밀착력이 향상된다. 한편, 플라스마 조사를 한 경우에는 시트의 표면이 1㎛ 이상의 깊이에서 파괴되어 특성에 악영향을 미칠 가능성이 있다.

또한, 시트(L3)는 정렬 스테이지(50)에서 적층 스테이지(80)로 이송되는 동안에 대전 유닛에 의해 하전 입자가 입사된다.

적층용 이송 홀더(60)에 의해 이송되면서 UV 조사에 의한 표면 개질 및 대전 처리가 이루어진 시트(L3)는, 적층 스테이지(80)에서 이미 시트(L1)에 적층되어 있는 시트(L2) 상에 폴리머 시트가 노출된 면이 접하도록 적층된다(도 3(d)). 시트(L3)의 폴리머 시트가 노출된 면은 접착층이 구비될 수도 있다. 이 경우, 접착층에 의한 접착에 더하여 UV 조사에 의한 접착성의 향상으로 인해 보다 견고하게 적층체를 고정할 수 있다.

이렇게 얻어진 적층 중간체(도 3(e))는 추가로 적층 공정(도3(a)~(d))을 반복할 수 있으며, 원하는 적층이 이루어진 후 압착기(90)(도시하지 않음)로 가열 압착되어 적층체가 제공된다.

(발명의 실시 형태)

본 발명의 제1 실시 형태는, 접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 순차적으로 적층하는 적층 장치로, 상기 시트의 위치 맞춤을 하는 정렬 스테이지, 상기 위치 맞춤된 시트가 적층되는 적층 스테이지, 상기 정렬 스테이지에서 상기 적층 스테이지로 시트를 이동시키는 이송 홀더, 및 상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 UV 조사장치를 구비하고, 상기 UV 조사장치는 상기 정렬 스테이지와 상기 적층 스테이지 사이에 설치되고 상기 UV 조사는 상기 위치 맞춤 후에 이루어지는 적층 장치이다.

이에 의해, 대기 중에서 보다 간편하면서 표면 파괴 없이 시트의 표면 개질을 하여 밀착성이 높은 적층체를 제조하는 효과를 가진다.

본 발명의 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서 상기 UV 조사의 적산 조사량이 1000mJ/cm² 이상 50000mJ/cm² 이하이다.

이에 의해, 시트 표면을 파괴하지 않고, 대기 중이라도 충분히 표면 개질이 이루어져서 밀착성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 제3 실시 형태는, 제1 또는 제2 실시 형태에 있어서 상기 UV 조사 시에 상기 시트와 상기 UV 조사장치의 UV 광원 사이의 거리가 10mm 이상 30mm 이하이다.

이에 의해, 조도 불균일을 발생시키지 않으며, 또한 충분한 UV 광원의 조도가 초래되어 접착성을 향상시키기에 충분한 표면 개질이 이루어지는 효과를 가진다.

본 발명의 제4 실시 형태는 제1 내지 제3 중 어느 하나의 실시 형태에 있어서 상기 시트는 세라믹 그린 시트이다.

이에 의해, 밀착성이 높은 세라믹 그린 시트 적층체를 제공할 수 있으며 그 결과로 적층 어긋남이 적은 적층 세라믹제 전자 부품이 제공되는 효과를 가진다.

본 발명의 제5 실시 형태는, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 실시 형태에 있어서 적층 장치가 상기 적층된 시트를 고정하는 고정 유닛을 더 구비한다.

이에 의해, 적층된 시트는 어긋남이 발생하지 않도록 보다 고정되는 효과를 가진다.

본 발명의 제6 실시 형태는, 제5 실시 형태에 있어서 상기 고정 유닛이 상기 적층 스테이지에 적층되는 시트에 대해 하전 입자를 조사하는 대전기 및 제전기를 포함한다.

이에 의해 이송 홀더, 해당 홀더에 의해 이송되는 시트, 및 적층 스테이지에서 적층되는 시트에 하전 입자가 입사되어 적층 구조가 고정되는 효과를 가진다.

본 발명의 제7 실시 형태는, 접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 정렬 스테이지에 제공하는 공정, 상기 정렬 스테이지에서 상기 시트의 위치 맞춤을 하는 공정, 상기 위치 맞춤된 시트가 상기 정렬 스테이지에서 이송 홀더를 통해 적층 스테이지로 이송되는 공정, 상기 이송 도중에 UV 조사장치에 의해 상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 공정, 및 상기 UV 조사된 시트가 상기 적층 스테이지에 적층되는 공정을 포함하는 적층 방법이다.

이에 의해 대기 중에서 보다 간편하면서 표면 파괴 없이 시트의 표면 개질을 하여 밀착성이 높은 적층체를 제조하는 효과를 가진다.

본 발명의 제8 실시 형태는, 제7 실시 형태에 있어서 상기 UV 조사된 시트에 대해 상기 시트가 상기 적층 스테이지에 적층되기 전에 대전기에서 하전 입자가 조사되는 공정을 더 포함한다.

이에 의해 적층된 시트는 어긋남이 발생하지 않도록 보다 고정되는 효과를 가진다.

본 발명의 제9 실시 형태는, 제7 또는 제8 실시 형태에 있어서 상기 UV 조사의 적산 조사량이 1000mJ/cm² 이상 50000mJ/cm²이하이다.

이에 의해 시트 표면을 파괴하지 않고, 대기 중이라도 충분히 표면 개질이 이루어져서 밀착성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 제10 실시 형태는, 제7 내지 제9 중 어느 하나의 실시 형태에 있어서 상기 UV 조사 시에 상기 시트와 상기 UV 조사장치의 UV 광원 사이의 거리가 10mm 이상 30mm 이하이다.

이에 의해 조도 불균일을 발생시키지 않으며, 또한 충분한 UV 광원의 조도가 초래되어 접착성을 향상시키기에 충분한 표면 개질이 이루어지는 효과를 가진다.

10 적층 장치
20 제어기
30L1_f 시트 스토커
30L2_f 시트 스토커
30L3_f 시트 스토커
30L4_f 시트 스토커
30L5_f 시트 스토커
40 스토커용 이송 홀더
42 리프트 기구
44 흡착판
46 공기 배관
50 정렬 스테이지
52 이동 기구
53 스테이지 플레이트
56 정렬 카메라
60 적층용 이송 홀더
62 리프트 기구
64 흡착판
66 공기 배관
68 스테이지용 대전기
70 홀더용 대전기
72 스테이지용 제전기
74 홀더용 제전기
80 적층 스테이지
82 공기 배관
90 압착기
100 UV 조사장치
L1 시트
L2 시트
L3 시트
L4 시트
L5 시트
L1_f 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트
L2_f 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트
L3_f 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트
L4_f 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트
L5_f 캐리어 필름(보호 필름)을 구비한 시트

Claims

접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 순차적으로 적층하는 적층 장치로,
상기 시트의 위치 맞춤을 하는 정렬 스테이지;
상기 위치 맞춤된 시트가 적층되는 적층 스테이지;
상기 정렬 스테이지에서 상기 적층 스테이지로 시트를 이동시키는 이송 홀더; 및
상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 UV 조사장치;를 구비하고,
상기 UV 조사장치는 상기 정렬 스테이지와 상기 적층 스테이지 사이에 설치되고, 상기 UV 조사는 상기 위치 맞춤 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제1항에 있어서,
상기 UV 조사의 적산 조사량은 1000mJ/cm² 이상 50000mJ/cm² 이하인 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제1항에 있어서,
상기 UV 조사 시에 상기 시트와 상기 UV 조사장치의 UV 광원 사이의 거리는 10mm 이상 30mm 이하인 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제1항에 있어서,
상기 시트는 세라믹 그린 시트인 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제1항에 있어서,
상기 적층된 시트를 고정하는 고정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제5항에 있어서,
상기 고정 유닛은 상기 UV 조사장치와 상기 적층 스테이지 사이에 설치되고, 상기 UV 조사 후에 상기 적층 스테이지에 적층되는 시트에 대해 하전 입자를 조사하는 대전기 및 제전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
접착면의 적어도 일부에 UV 조사에 의해 개질되는 폴리머 시트가 노출된 시트를 정렬 스테이지에 제공하는 공정;
상기 정렬 스테이지에서 상기 시트의 위치 맞춤을 하는 공정;
상기 위치 맞춤된 시트가 상기 정렬 스테이지에서 이송 홀더를 통해 적층 스테이지로 이송되는 공정;
상기 이송 도중에 UV 조사장치에 의해 상기 시트에 350nm 이하의 파장으로 UV 조사를 하는 공정; 및
상기 UV 조사된 시트가 상기 적층 스테이지에 적층되는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 방법.
제7항에 있어서,
상기 UV 조사된 시트에 대해 상기 시트가 상기 적층 스테이지에 적층되기 전에 대전기에서 하전 입자가 조사되는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 방법.
제7항에 있어서,
상기 UV 조사의 적산 조사량은 1000mJ/cm² 이상 50000mJ/cm² 이하인 것을 특징으로 하는 적층 방법.
제7항에 있어서,
상기 UV 조사 시에 상기 시트와 상기 UV 조사장치의 UV 광원 사이의 거리는 10mm 이상 30mm 이하인 것을 특징으로 하는 적층 방법.