KR20230047950A - 분리 장치 및 분리 방법 - Google Patents

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KR20230047950A
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KR1020227032642A
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미치야 요코타
료우이치 이나바
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신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 형상 변형시키지 않고 박리한다. 서로 요철상으로 접합한 제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 박리하는 분리 장치이며, 챔버의 내부에 형성된 가압실에 수용된 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 어느 일방에 있어서 요철 접합부의 이면 측과, 챔버의 제1 실내면의 사이에 마련되는 이간 흡수부는, 챔버의 제1 실내면에 대하여, 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 어느 일방의 이면 측과 그 두께 방향으로 변형 또는 이동 가능하게 맞닿는 변위 부위를 갖고, 가압실에 수용된 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 타방에 있어서 요철 접합부의 이면 측과, 챔버의 제2 실내면의 사이에 마련되는 지지부는, 챔버의 제2 실내면에 대하여, 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 타방의 이면 측과 두께 방향으로 이동 불가능하게 맞닿는 고정 부위를 가지며, 제어부는, 가압실에 양압 유체를 공급하는 정압 조정부의 작동에 의한 가압실의 내압 상승으로, 챔버의 제1 실내면 및 이간 흡수부의 사이에 마련되는 기밀상의 제1 감압 공간부와의 사이에 압력 차가 발생하여, 이간 흡수부의 변위 부위와 함께 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 어느 일방이, 제1 감압 공간부를 향하여 이동한다.

Description

분리 장치 및 분리 방법
본 발명은, 나노 임프린트를 포함하는 임프린트 기술로 성형 가공되는 성형 형틀과 성형 기판의 박리나, 병렬 배치된 복수의 마이크로 LED 등의 미소(微小) 소자와 점착 척의 박리 등에 이용되는 분리 장치, 및, 분리 장치를 이용한 분리 방법에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 분리 장치로서, 적어도 어느 일방이 필름상인 형틀과 피성형물이 소정의 박리 위치까지 박리되지 않도록 가압하는 박리 방지 수단과, 형틀 또는 피성형물 중 어느 일방을 지지하는 지지부와, 형틀 또는 피성형물에 장력을 부여하는 장력 부여 수단과, 박리 방지 수단과 형틀 및 피성형물을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 이형(離型) 장치가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
나노 임프린트 기술에 의하여, 형틀의 성형 패턴을 수지 등의 피성형물에 가압하고, 열이나 광의 이용에 의하여 성형 패턴을 피성형물에 전사(轉寫)한 후, 피성형물로부터 형틀을 이형하고 있다.
특허문헌 1의 도시예에서는, 지지부에 지지된 피성형물에 대하여, 가요성이 있는 필름상으로 형성된 형틀을 박리 위치로부터 박리하고 있고, 박리 후의 형틀과 피성형물의 사이의 각도를 일정하게 조절하는 각도 조절 수단이 구비되어 있다. 즉, 각도 조절 수단에 의하여, 피성형물로부터 형틀의 성형 패턴을 일정한 이형 각도로 경사지게 인발(引拔)하도록 되어 있다.
특허문헌 1: 국제 공개공보 제2015/072572호
그러나, 특허문헌 1에서는, 피성형물에 전사된 요철 패턴에 대하여, 형틀의 성형 패턴을 소정의 각도로 경사 방향으로 인발하기 때문에, 박리 과정에서 피성형물의 요철 패턴이 형상 변형되어 대미지가 발생되어 버린다.
자세하게는, 도 7의 (a)~(c)에 나타나는 나노 임프린트를 포함하는 임프린트의 경우에 대하여 설명한다.
도 7의 (a)에 나타나는 박리 전의 상태에서는, 형틀(100)의 성형 패턴(110)과의 요철 접합에 의하여, 피성형물(200)에 전사된 요철 패턴(210)이, 피성형물(200)의 바닥면(220)에 대하여 수직상으로 세워져 있다.
그러나, 도 7의 (b)에 나타나는 박리 시의 상태에서는, 형틀(100)의 성형 패턴(110)을 경사 방향으로 인발하는 것 따라, 피성형물(200)의 요철 패턴(210) 중 볼록 형상부(211)가 기울어져 버린다.
이 때문에, 도 7의 (c)에 나타나는 박리 후의 상태에서도, 한 번 기울어진 요철 패턴(210)의 볼록 형상부(211)는 기울어진 상태로, 박리 전의 상태로 되돌아가는 경우는 없다.
이와 같이 피성형물(200)의 요철 패턴(210)으로부터 형틀(100)의 성형 패턴(110)을 인발하는 방향(박리 방향)이 경사진 경우에는, 특히 요철 패턴(210)의 요철 차가 길어질수록, 형상 변형(기울어짐)되기 쉬워져, 고정밀도의 임프린트 성형을 달성할 수 없다는 문제가 있었다.
특히 나노 임프린트의 경우에는, 요철 패턴이 매우 미세하기 때문에, 박리 시의 약간의 형상 변형(기울어짐)으로도, 요철 패턴의 파손 요인이 되어 고정밀도의 요철 패턴을 제작할 수 없다는 문제가 있었다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관한 분리 장치는, 서로 요철상으로 접합한 제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 박리하는 분리 장치로서, 챔버의 내부에 형성되어, 요철 접합한 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재가 출입 가능하게 수용되는 가압실과, 상기 가압실에 수용된 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제1 실내면의 사이에 마련되는 이간(離間) 흡수부와, 상기 가압실에 수용된 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제2 실내면의 사이에 마련되는 지지부와, 상기 챔버의 상기 제1 실내면 및 상기 이간 흡수부의 사이에 상기 가압실과 분리하여 기밀상으로 마련되는 제1 감압 공간부와, 상기 가압실에 양압 유체를 공급하여 내압 상승시키는 정압 조정부와, 상기 정압 조정부를 작동 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 이간 흡수부는, 상기 챔버의 상기 제1 실내면에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방의 상기 이면 측과 그 두께 방향으로 변형 또는 이동 가능하게 맞닿는 변위 부위를 갖고, 상기 지지부는, 상기 챔버의 상기 제2 실내면에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방의 상기 이면 측과 상기 두께 방향으로 이동 불가능하게 맞닿는 고정 부위를 가지며, 상기 제어부는, 상기 정압 조정부의 작동에 의한 상기 가압실의 내압 상승으로 상기 제1 감압 공간부와의 사이에 압력 차가 발생하여, 상기 이간 흡수부의 상기 변위 부위와 함께 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방이, 상기 제1 감압 공간부를 향하여 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관한 분리 방법은, 서로 요철상으로 접합한 제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 박리하는 분리 방법으로서, 챔버의 내부에 형성된 가압실에, 요철 접합한 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재를 넣는 반입 공정과, 상기 가압실에 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재를 위치 결정하는 지지 공정과, 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재가 지지된 상기 가압실에 양압 유체를 공급하여 내압 상승시키는 가압 공정과, 내압 상승된 상기 가압실에서 상기 제1 판상 부재와 상기 제2 판상 부재의 상기 요철 접합부를 박리하는 박리 공정과, 상기 요철 접합부가 박리된 상기 제1 판상 부재와 상기 제2 판상 부재를 상기 가압실로부터 취출하는 반출 공정을 포함하고, 상기 지지 공정에서는, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제1 실내면의 사이에 마련된 이간 흡수부의 변위 부위에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방의 상기 이면 측을, 그 두께 방향으로 맞닿게 함과 함께, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제2 실내면의 사이에 마련된 지지부의 고정 부위에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방의 상기 이면 측을 상기 두께 방향으로 맞닿게 하며, 상기 박리 공정에서는, 상기 양압 유체의 공급으로 내압 상승된 상기 가압실과, 상기 챔버의 상기 제1 실내면 및 상기 이간 흡수부의 사이에 상기 가압실과 분리하여 기밀상으로 마련되는 제1 감압 공간부의 사이에 압력 차를 발생시켜, 상기 이간 흡수부의 상기 변위 부위와 함께 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방이, 상기 제1 감압 공간부를 향하여 이동하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태(제1 실시형태)에 관한 분리 장치 및 분리 방법의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 도 1의(a)가 반입 공정의 종단 정면도, 도 1의 (b)가 도 1의 (a)의 횡단 평면도, 도 1의 (c)가 일부를 부분 확대한 종단 정면도이다.
도 2는 동일 분리 방법의 박리 과정을 나타내는 설명도이며, 도 2의 (a)가 지지 공정의 종단 정면도, 도 2의 (b)가 가압 공정의 종단 정면도, 도 2의 (c)가 박리 공정의 종단 정면도이다.
도 3은 동일 분리 방법의 취출 과정을 나타내는 설명도이며, 도 3의 (a)가 감압 공정의 종단 정면도, 도 3의 (b)가 1차 반출 공정의 종단 정면도, 도 3의 (c)가 2차 반출 공정의 종단 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 분리 장치 및 분리 방법을 나타내는 설명도이며, 도 4의 (a)가 반입 공정의 종단 정면도, 도 4의 (b)가 가압 공정의 종단 정면도, 도 4의 (c)가 박리 공정의 종단 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 분리 장치 및 분리 방법을 나타내는 설명도이며, 도 5의 (a)가 반입 공정의 종단 정면도, 도 5의 (b)가 가압 공정의 종단 정면도, 도 5의 (c)가 박리 공정의 종단 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 관한 분리 장치 및 분리 방법을 나타내는 설명도이며, 도 6의 (a)가 반입 공정의 종단 정면도, 도 6의 (b)가 가압 공정의 종단 정면도, 도 6의 (c)가 박리 공정의 종단 정면도이다.
도 7은 종래의 분리 방법의 일례를 나타내는 설명도이며, 도 7의 (a)가 박리 전의 부분 확대 종단 정면도, 도 7의 (b)가 박리 중의 부분 확대 종단 정면도, 도 7의 (c)가 박리 후의 부분 확대 종단 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시형태에 관한 분리 장치(A) 및 분리 방법은, 도 1~도 6에 나타내는 바와 같이, 나노 임프린트를 포함하는 임프린트 기술로 성형 가공되는 성형 형틀과 성형 기판의 박리나, 병렬 배치된 복수의 마이크로 LED 등의 미소 소자와 점착 척의 박리 등과 같은, 서로 요철상으로 접합된 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 박리하여 분리하는 박리 장치나 박리 방법이다.
제1 판상 부재(B)는, 유리나 합성 수지 등의 경질 재료로 박판(薄板)상으로 형성되고, 제2 판상 부재(C)와 대향하는 표면 측의 요철 접합부로서 제1 요철부(B1)를 갖고 있다.
제2 판상 부재(C)는, 유리나 합성 수지 등의 경질 재료로 박판상으로 형성되고, 제1 판상 부재(B)와 대향하는 표면 측의 요철 접합부로서 제1 요철부(B1)가 요철 접합하는 제2 요철부(C1)를 갖고 있다.
또한, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)는, 통상, 상하 방향으로 접합하도록 배치되고, 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 두께 방향을 이하 "Z방향"이라고 한다. Z방향과 교차하는 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 따른 방향을 이하 "XY방향"이라고 한다.
서로 요철 접합하는 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)가, 나노 임프린트를 포함하는 임프린트 등에 이용되는 경우에는, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이 성형 형틀에 해당하고, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방이 성형 기판에 해당한다.
임프린트 성형에 의하여 성형 형틀의 요철 패턴을 성형 기판에 전사한 상태에서는, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))가 서로 요철 접합하여, 반송 가능하게 일체화된 적층 상태로 되어 있다.
또, 서로 요철 접합하는 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)가, 병렬 배치된 복수의 마이크로 LED 등의 미소 소자를 자세 유지한 상태에서 반송한 후에 반송처에 전달하는 반송 장치 등에 이용되는 경우에는, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이, 병렬 배치된 미소 소자에 해당하고, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방이 점착 척에 해당한다. 미소 소자의 수취를 위하여 병렬 배치된 미소 소자의 표면에 점착 척을 점착한 상태에서는, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))가 서로 요철 접합하여, 반송 가능하게 일체화된 적층 상태로 되어 있다.
제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 구체예로서 도 1~도 6에 나타나는 경우에는, 제1 판상 부재(B)가 나노 임프린트를 포함하는 임프린트의 성형 형틀이며, 제2 판상 부재(C)가 성형 기판이다.
또한, 제1 판상 부재(B)에 있어서 표면 측의 요철 접합부가 되는 제1 요철부(B1)의 이면 측(반대 측)인 제1 배면(B2)에는, 경질 재료로 이루어지는 제1 지지판(B3)이 착탈 가능하게 장착되어 있다. 제1 지지판(B3)의 표면에는, 제1 판상 부재(B)가 돌출되도록 배치된다.
이와 동일하게, 제2 판상 부재(C)에 있어서 표면 측의 요철 접합부가 되는 제2 요철부(C1)의 이면 측(반대 측)인 제2 배면(C2)에는, 경질 재료로 이루어지는 제2 지지판(C3)이 착탈 가능하게 장착되어 있다. 제2 지지판(C3)의 표면에는, 제2 판상 부재(C)가 돌출되도록 배치된다.
제1 지지판(B3) 및 제2 지지판(C3)은, 사각형(직사각형 및 정사각형을 포함하는 각이 직각인 사변형)의 패널 형상이나 원형의 웨이퍼 형상으로 형성되고, 요철 접합한 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 협지함으로써, 반송 가능하게 일체화된 적층체(D)가 된다.
적층체(D)로서는, 복수의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 나란히 배치함으로써, 복수의 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 동시에 박리하는 것이 바람직하다.
적층체(D)에 있어서 제1 지지판(B3)과 제2 지지판(C3)의 사이는, 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C) 외에 간극(E)을 갖는 것이 바람직하다. 간극(E)의 구체예로서는, 복수의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 외측에 형성되는 사각 프레임상이나 원환상 등의 외측 간극(E1), 복수의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)끼리의 사이를 통과하는 관통 간극(E2), 제1 지지판(B3)이나 제2 지지판(C3)에 뚫리는 통공(通孔)(D1)과 연통하는 내측 간극(E3) 등을 들 수 있다.
도시예에서 성형 기판이 되는 제2 판상 부재(C)는, 경질 재료로 이루어지는 기판(C4)의 표면에, 제2 요철부(C1)가 되는 광이나 열 등으로 패턴 전사되는 수지층(C5)을 적층하고 있다.
또, 그 외의 예로서 도시하지 않았지만, 제1 지지판(B3)이나 제2 지지판(C3)을 장착하지 않고, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 직접적으로 박리하도록 변경하는 것도 가능하다.
자세하게 설명하면, 본 발명의 실시형태에 관한 분리 장치(A)는, 서로 요철 접합한 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 수용되는 가압실(1)과, 가압실(1)에 수용된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측에 마련되는 이간 흡수부(2)와, 가압실(1)에 수용된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측에 마련되는 지지부(3)와, 가압실(1)과 분리하여 마련되는 제1 감압 공간부(4)와, 가압실(1)의 내압을 상승시키도록 마련되는 정압 조정부(5)를 주요한 구성 요소로서 구비하고 있다.
또한, 제1 감압 공간부(4)의 내압을 하강시키는 제1 부압 조정부(6)와, 가압실(1)과 분리하여 마련되는 제2 감압 공간부(7)와, 제2 감압 공간부(7)의 내압을 하강시키는 제2 부압 조정부(8)와, 정압 조정부(5), 제1 부압 조정부(6) 및 제2 부압 조정부(8) 등을 작동 제어하는 제어부(9)를 구비하는 것이 바람직하다.
가압실(1)은, 챔버(10)의 내부에 밀폐 가능하게 형성되고, 챔버(10) 내의 가압실(1)과 챔버(10)의 외부 공간에 걸쳐, 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 출입 가능하게 수용된다.
챔버(10)의 내부는, 반입된 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)와 두께 방향(Z방향)으로 대향상으로 배치되는 제1 실내면(10a)과 제2 실내면(10b)을 갖는다.
제1 실내면(10a)은, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방에 있어서 요철 접합부(제1 요철부(B1) 또는 제2 요철부(C1))의 이면 측과, 직접적 또는 간접적으로 Z방향으로 대향하여 XY방향의 평면 상에 형성된다. 제2 실내면(10b)은, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방에 있어서 요철 접합부(제1 요철부(B1) 또는 제2 요철부(C1))의 이면 측, 직접적 또는 간접적으로 Z방향으로 대향하여 XY방향의 평면 상에 형성된다.
챔버(10)는, 밀폐 가능한 가압실(1)에 대하여 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 출입시키기 위한 출입구(10c)를 갖는다. 챔버(10)의 출입구(10c)는, 개폐 가능하게 구성되고, 액추에이터 등으로 이루어지는 구동 기구(10d)에 의하여 개폐된다.
가압실(1)에 대한 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 반입은, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))가 요철상으로 접합한 요철 접합 상태에서, 예를 들면 반송 로봇 등의 반송 수단(도시하지 않음)을 이용하여 행해진다. 가압실(1)로부터의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 반출은, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))가 박리된 분리 상태에서, 반송 수단 등에 의하여 순차적으로 또는 동시에 행해진다.
가압실(1)의 구체예로서 도 1~도 6에 나타나는 경우에는, 제1 판상 부재(B)에 있어서 표면 측의 제1 요철부(B1)의 이면 측인 제1 배면(B2)에 장착된 제1 지지판(B3)이, 상측의 제1 실내면(10a)과 대향하도록 배치되어 있다. 제2 판상 부재(C)에 있어서 표면 측의 제2 요철부(C1)의 이면 측인 제2 배면(C2)에 장착된 제2 지지판(C3)이, 하측의 제2 실내면(10b)과 대향하도록 배치되어 있다.
제1 실내면(10a)과 제2 실내면(10b)의 사이에는, 제3 실내면(10e)이 Z방향의 평면 상에 형성된다.
또, 그 외의 예로서 도시하지 않았지만, 상측의 제1 실내면(10a)과 대향하여 제2 판상 부재(C)의 제2 지지판(C3)을 배치하고, 하측의 제2 실내면(10b)과 대향하여 제1 판상 부재(B)의 제1 지지판(B3)을 배치하는 것도 가능하다.
또한, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에는, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측 등을 위치 검출하기 위하여, 간극 검출 센서(도시하지 않음)를 배치하는 것이 바람직하다.
이간 흡수부(2)는, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방에 있어서 요철 접합부(제1 요철부(B1) 또는 제2 요철부(C1))의 이면 측과 그 두께 방향(Z방향)으로 접촉하고, 또한 챔버(10)의 제1 실내면(10a)과 이격되도록 배치된다.
이간 흡수부(2)는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측과 두께 방향(Z방향)으로 맞닿는 변위 부위(2a)를 갖는다.
변위 부위(2a)는, 두께 방향(Z방향)으로 변형 가능하게 또는 이동 가능하게 구성되고, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측을 맞닿게 함으로써, 두께 방향(Z방향)과 교차하는 방향(XY방향)으로 위치 어긋남이 불가능하도록 위치 결정하여 일체화된다.
즉, 이간 흡수부(2)는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여 변위 부위(2a)가 Z방향으로 변형 가능하게 또는 이동 가능하게 배치되고, 변위 부위(2a)의 변형 또는 이동에 따라, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을 Z방향으로 이동시키도록 구성된다.
이간 흡수부(2)와 챔버(10)의 제1 실내면(10a)의 사이에는, 제1 감압 공간부(4)가 가압실(1)과 격리되어 형성된다. 제1 감압 공간부(4)는, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측을 맞닿게 함으로써, 기밀상으로 형성된다.
또한, 이간 흡수부(2)는, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측과, 제1 감압 공간부(4)를 연통시키는 제1 통기구(2b)를 갖는 것이 바람직하다.
이간 흡수부(2)의 구체예로서 도 1~도 6에 나타나는 경우에는, 이간 흡수부(2)에 개설(開設)된 제1 통기구(2b)를 통과하여, 제1 감압 공간부(4)와, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측이 상시 연통된다. 이 때문에, 후술하는 제1 부압 조정부(6)에 의하여 하강한 제1 감압 공간부(4)의 내압과 가압실(1)의 내압의 압량 차를 이용하여, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이 진공 흡착 가능해진다.
이로써, 가압실(1)의 내압 상승으로 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을 착탈 가능하게 흡착 지지하여 가고정된다.
또, 이간 흡수부(2)의 다른 예로서 도시하지 않았지만, 진공 흡착 대신에 점착 부재나 정전 흡착 등을 이용한 가고정으로 변경하는 것도 가능하다.
지지부(3)는, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C)의 이면 측과 그 두께 방향(Z방향)으로 접촉하도록 배치된다.
또한, 지지부(3)는, 챔버(10)의 제2 실내면(10b)에 대하여, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측과 두께 방향(Z방향)으로 이동 불가능하게 맞닿는 고정 부위(3a)를 갖는다.
즉, 지지부(3)는, 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방을 맞닿게 함으로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방이 Z방향으로 이동 불가능하게 지지하도록 구성된다.
지지부(3)와 챔버(10)의 제2 실내면(10b)의 사이에는, 제2 감압 공간부(7)를 가압실(1)과 격리하여 형성하는 것이 바람직하다. 제2 감압 공간부(7)는, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방을 맞닿게 함으로써, 기밀상으로 형성된다.
또, 지지부(3)는, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측과, 제2 감압 공간부(7)를 연통시키는 제2 통기구(3b)를 갖는 것이 바람직하다.
지지부(3)의 구체예로서 도 1~도 6에 나타나는 경우에는, 챔버(10)의 제2 실내면(10b)에 대하여 고정된 지지용 환상체(31)이며, 지지용 환상체(31)의 내측 공간이 제2 통기구(3b)가 되어 제2 감압 공간부(7)를 형성하고 있다.
지지용 환상체(31)는, 예를 들면 연질 합성 수지나 고무 등의 탄성 변형 가능한 재료 또는 경질 합성 수지나 금속 등의 변형 불가능한 재료로 사각 프레임상이나 원환상 등으로 형성된다. 지지용 환상체(31)의 두께 방향(Z방향)의 일단부에는, 챔버(10)의 제2 실내면(10b)에 대한 지지용 고정 부위(31a)를 갖고 있다. 지지용 환상체(31)에 있어서 고정 부위(3a)가 되는 두께 방향(Z방향)의 타단부는, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측(도시예에서는 제2 판상 부재(C)의 제2 배면(C2)에 장착된 제2 지지판(C3))에 맞닿아 있다.
또한, 지지부(3)의 제2 통기구(3b)가 되는 제2 감압 공간부(7)와, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측이 상시 연통되기 때문에, 후술하는 제2 부압 조정부(8)에 의하여 하강한 제2 감압 공간부(7)의 내압과 가압실(1)의 내압의 압량 차를 이용하여, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방이 진공 흡착 가능해진다.
이로써, 가압실(1)의 내압 상승으로 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방을 착탈 가능하게 흡착 지지하여 가고정된다.
또, 지지부(3)의 다른 예로서 도시하지 않았지만, 진공 흡착 대신에 점착 부재나 정전 흡착 등을 이용한 가고정으로 변경하는 것도 가능하다.
정압 조정부(5)는, 공급원(도시하지 않음)으로부터 압축 공기, 가스, 물 등의 양압 유체(5F)를 가압실(1)을 향하여 공급함으로써 내압 상승시키도록 구성된다.
정압 조정부(5)의 구체예로서 도 1의 (a) 등에 나타나는 경우에는, 예를 들면 컴프레서 등의 급기용 구동원(도시하지 않음)으로부터 챔버(10)를 관통하여 가압실(1)로 통하는 정압로(5a)와, 정압로(5a)의 도중에 마련되는 정압용 제어 밸브(5b)를 갖고 있다.
정압 조정부(5)(급기용 구동원이나 정압용 제어 밸브(5b))의 작동에 의하여 가압실(1)의 내압은, 대기 분위기로부터 소정의 고압 분위기까지 설정 가능해진다.
자세하게 설명하면, 급기용 구동원이나 정압용 제어 밸브(5b)의 작동 제어에 의하여, 정압로(5a)에 공급되는 양압 유체(5F)의 전체량을 컨트롤하여, 가압실(1)의 내압을 단계적으로 조정하는 것이 바람직하다.
제1 부압 조정부(6)는, 제1 감압 공간부(4)로부터 공기 등의 제1 음압 유체(6F)를 배기함으로써, 제1 부압 조정부(6)의 내압이 가압실(1)의 내압보다 하강하도록 구성된다.
제1 부압 조정부(6)의 구체예로서 도 1의 (a) 등에 나타나는 경우에는, 예를 들면 진공 펌프 등의 제1 배기용 구동원(도시하지 않음)으로부터 챔버(10)를 관통하여 제1 감압 공간부(4)로 통하는 제1 부압로(6a)와, 제1 부압로(6a)의 도중에 마련되는 제1 부압용 제어 밸브(6b)를 갖고 있다.
제1 부압 조정부(6)(제1 배기용 구동원이나 제1 부압용 제어 밸브(6b))의 작동에 의하여 제1 감압 공간부(4)의 내압은, 대기 분위기로부터 진공 또는 진공에 가까운 저압 분위기까지 설정 가능해진다.
자세하게 설명하면, 제1 배기용 구동원이나 제1 부압용 제어 밸브(6b)의 작동 제어에 의하여, 제1 부압로(6a)로부터 배기되는 제1 음압 유체(6F)의 전체량을 컨트롤하여, 제1 감압 공간부(4)의 내압을 단계적으로 조정하는 것이 바람직하다.
제2 부압 조정부(8)는, 제2 감압 공간부(7)로부터 공기 등의 제2 음압 유체(8F)를 배기함으로써, 제2 부압 조정부(8)의 내압이 가압실(1)의 내압보다 하강하도록 구성된다.
제2 부압 조정부(8)의 구체예로서 도 1의 (a) 등에 나타나는 경우에는, 예를 들면 진공 펌프 등의 제2 배기용 구동원(도시하지 않음)으로부터 챔버(10)를 관통하여 제2 감압 공간부(7)로 통하는 제2 부압로(8a)와, 제2 부압로(8a)의 도중에 마련되는 제2 부압용 제어 밸브(8b)를 갖고 있다.
제2 부압 조정부(8)(제2 배기용 구동원이나 제2 부압용 제어 밸브(8b))의 작동에 의하여 제2 감압 공간부(7)의 내압은, 대기 분위기로부터 진공 또는 진공에 가까운 저압 분위기까지 설정 가능해진다.
자세하게 설명하면, 제2 배기용 구동원이나 제2 부압용 제어 밸브(8b)의 작동 제어에 의하여, 제2 부압로(8a)로부터 배기되는 제2 음압 유체(8F)의 전체량을 컨트롤하여, 제2 감압 공간부(7)의 내압을 단계적으로 조정하는 것이 바람직하다.
제어부(9)는, 정압 조정부(5), 제1 부압 조정부(6) 및 제2 부압 조정부(8) 등과 각각 전기적으로 접속한 제어 회로(도시하지 않음)를 갖는 컨트롤러이다.
또한, 챔버(10)의 출입구(10c)를 개폐하는 구동 기구(10d)와 전기적으로 접속한다. 그 이외에도 가압실(1)에 대하여 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 출입하기 위한 반송 수단 등에도 전기적으로 접속하고 있다.
제어부(9)가 되는 컨트롤러는, 그 제어 회로(도시하지 않음)에 미리 설정된 프로그램에 따라, 미리 설정된 타이밍에 순차 각각 작동 제어하고 있다.
그리고, 제어부의 제어 회로에 설정된 프로그램을, 분리 장치(A)에 의한 분리 방법으로서 설명한다.
본 발명의 실시형태에 관한 분리 장치(A)를 이용한 분리 방법은, 박리 과정과 취출 과정으로 나눌 수 있다.
박리 과정은, 가압실(1)에 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 넣는 반입 공정과, 가압실(1) 내에 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 기밀상으로 지지하는 지지 공정과, 가압실(1)을 내압 상승시키는 가압 공정과, 가압실(1)에서 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 박리하는 박리 공정을 주요한 공정으로서 포함하고 있다.
반입 공정에서는, 도 1의 (a) 등에 나타나는 바와 같이 반송 수단의 작동에 의하여, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))가 서로 요철 접합하여 일체화된 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를, 가압실(1)에 넣어 수용한다.
지지 공정에서는, 도 2의 (a) 등에 나타나는 바와 같이, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방에 있어서 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))의 이면 측을, 두께 방향(Z방향)으로 맞닿게 한다. 이 때문에, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측이, 두께 방향(Z방향)과 교차하는 방향(XY방향)으로 위치 어긋남이 불가능하도록 위치 결정되어 일체화된다. 이로써, 변위 부위(2a)의 두께 방향(Z방향)으로 변형 또는 이동에 따라, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측이, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여 이동 가능해진다.
이와 동시에, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방에 있어서 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))의 이면 측을 두께 방향(Z방향)으로 맞닿게 한다. 이로써, 챔버(10)의 제2 실내면(10b)에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 이동 불가능해진다.
가압 공정에서는, 도 2의 (b) 등에 나타나는 바와 같이 정압 조정부(5)의 작동에 의하여, 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 지지된 가압실(1)을 향하여, 양압 유체(5F)를 공급하여 내압 상승시킨다.
박리 공정에서는, 도 2의 (c) 등에 나타나는 바와 같이 가압실(1)의 내압 상승에 따라, 챔버(10)의 제1 실내면(10a) 및 이간 흡수부(2)의 사이에 형성되는 제1 감압 공간부(4)의 내압보다 고압이 된다. 이 때문에, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압에서는 압력 차가 생겨, 이간 흡수부(2)를 제1 감압 공간부(4)를 향하여 끌어당기는 인력이 발생한다.
이 인력으로 이간 흡수부(2)와 함께 변위 부위(2a)를 통하여 맞닿는 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이, 양압 유체(5F)로 제1 감압 공간부(4)를 향하여 끌어당겨져 이동한다. 이로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이, 고정 부위(3a)에서 두께 방향(Z방향)으로 이동 불가능한 타방에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 박리되어, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 박리한다.
이때에, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 배치된 간극 검출 센서로, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측 등을 위치 검출하고, 그 검출값을 감시함으로써, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))의 박리 진행이나 박리 완료가 검지 가능해진다.
이에 더하여, 가압 공정에서는, 제1 부압 조정부(6)의 작동에 의하여, 제1 감압 공간부(4)의 내압을 하강시키는 것이 바람직하다.
도 2의 (b) 등에 나타나는 바와 같이, 정압 조정부(5)의 작동에 의한 양압 유체(5F)의 공급으로 가압실(1)을 내압 상승시키는 것과 동시에, 제1 감압 공간부(4)로부터의 배기로, 가압실(1)의 내압에 대한 제1 감압 공간부(4)의 내압의 압력 차가 더 커진다. 도시예에서는, 이간 흡수부(2)가 제1 통기구(2b)를 갖기 때문에, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측을 진공 흡착하고 있다.
또한, 가압 공정에서는, 제2 부압 조정부(8)의 작동에 의하여, 챔버(10)의 제2 실내면(10b) 및 지지부(3)의 사이에 형성되는 제2 감압 공간부(7)의 내압을 하강시키는 것이 바람직하다.
도시예에서는, 지지부(3)가 제2 통기구(3b)를 갖기 때문에, 가압실(1)이 내압 상승되는 것과 동시에, 또는 가압실(1)의 내압 상승의 개시 전에, 제2 감압 공간부(7)로부터의 배기로, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측을 진공 흡착하고 있다.
또, 도시예와 같이, 제1 판상 부재(B)의 제1 배면(B2)에 장착된 제1 지지판(B3)과, 제2 판상 부재(C)의 제2 배면(C2)에 장착된 제2 지지판(C3)의 사이에는, 양압 유체(5F)가 침입 가능한 간극(E)을 갖는 경우에는, 제1 지지판(B3) 및 제2 지지판(C3)의 간극(E)으로 양압 유체(5F)가 침입함으로써, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 상대적으로 밀어내는 척력이 발생한다.
취출 과정은, 가압실(1)을 내압 하강시키는 감압 공정과, 가압실(1)로부터 제1 판상 부재(B)의 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을 취출하는 1차 반출 공정과, 가압실(1)로부터 제1 판상 부재(B)의 제2 판상 부재(C) 중 타방을 취출하는 2차 반출 공정을 주요한 공정으로서 포함하고 있다.
감압 공정에서는, 도 3의 (a)에 나타나는 바와 같이, 정압 조정부(5)를 작동 정지시킴과 함께, 가압실(1)에 충만한 양압 유체(5F)를 가압실(1)의 외부로 방출시키는 등, 대기 개방함으로써, 가압실(1)이 내압 하강한다.
1차 반출 공정에서는, 도 3의 (b)에 나타나는 바와 같이, 제2 부압 조정부(8)의 작동 정지와 반송 수단의 작동에 의하여, 지지부(3)로부터 제1 판상 부재(B)의 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제2 판상 부재(C))을 분리하여, 가압실(1)의 외부로 반출시킨다.
2차 반출 공정에서는, 도 3의 (c)에 나타나는 바와 같이, 제1 부압 조정부(6)의 작동 정지와 반송 수단의 작동에 의하여, 이간 흡수부(2)로부터 제1 판상 부재(B)의 제2 판상 부재(C) 중 타방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))을 분리하여, 가압실(1)의 외부로 반출시킨다.
다음으로, 가압실(1)(챔버(10)), 이간 흡수부(2), 적층체(D)의 구조 등이 상이한 경우의 대표예(제1 실시형태~제4 실시형태)에 대하여 설명한다.
도 1~도 3에 나타나는 제1 실시형태의 분리 장치(A1)는, 분할 타입의 가압실(1)이며, 요철 접합한 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)의 외측에 제1 지지판(B3) 및 제2 지지판(C3)이 장착된 적층체(D)를, 이간 흡수부(2)의 변형으로 박리한 경우이다.
분할 타입의 가압실(1)이란, 챔버(10)를 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12)로 분할하고, 이격된 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)의 사이에 출입구(10c)가 형성된다. 출입구(10c)에는, 사각 프레임상이나 원환상의 패킹 또는 O링 등으로 이루어지는 시일재(13)가 개재된다.
제1 챔버(11)나 제2 챔버(12)를 구동 기구(10d)로 상대적으로 접근시킴으로써, 시일재(13)로 출입구(10c)가 기밀상으로 폐쇄되어, 가압실(1)이 개폐 가능하고 또한 밀봉 구조가 된다.
도시예에서는, 상측의 제1 챔버(11)만을 하측의 제2 챔버(12)에 대하여 왕복 이동시키고 있지만, 하측의 제2 챔버(12)만, 또는 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)의 양방을 왕복 이동시키는 등, 도시예 이외의 구조로 변경하는 것이 가능하다.
변형 가능한 이간 흡수부(2)는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여 Z방향으로 탄성 변형 가능하게 장착된 탄성 통기체(21)로 구성된다.
도시예에서 탄성 통기체(21)는, 예를 들면 연질 합성 수지나 고무 등의 탄성 변형 가능한 재료이며, 그 중앙에 하나의 제1 통기구(2b)를 갖는 사각 프레임상이나 원환상 등으로 형성된 패킹 또는 O링 등의 환상 부재로 이루어진다. 탄성 통기체(21)의 두께 방향(Z방향)의 일단부에는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대한 장착 부위(21a)를 갖고 있다. 탄성 통기체(21)는, 두께 방향(Z방향)의 타단부를 변위 부위(2a)로 하여, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측(도시예에서는 제1 판상 부재(B)의 제1 배면(B2)에 장착된 제1 지지판(B3))에 맞닿게 함으로써, 탄성 통기체(21)의 내측에 제1 감압 공간부(4)가 형성된다.
이 때문에, 양압 유체(5F)의 유입에 의한 가압실(1)의 내압 상승과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 차로, 탄성 통기체(21)가 Z방향으로 탄성적으로 압축 변형하여, 그 변위 부위(2a)와 함께 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을, 제1 감압 공간부(4)를 향하여 이동시킨다. 이로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))이, 타방(도시예에서는 제2 판상 부재(C))으로부터 박리된다.
또한, 탄성 통기체(21)의 다른 예로서 도시하지 않았지만, 환상 부재 대신에 복수의 제1 통기구(2b)를 갖는 판상 부재나, 다수의 제1 통기구(2b)를 갖는 다공질 부재 등을 이용하는 것도 가능하다.
이들 경우에는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 배치된 간극 검출 센서로, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))을 위치 검출함으로써, 제1 판상 부재(B)의 이상 변형이나 과잉 변형도 검지하는 것이 가능해진다. 제1 판상 부재(B)의 과잉 변형을 기계적으로 방지하기 위한 스토퍼 등의 변형 억제 부재(도시하지 않음)를 마련하는 것도 가능하다.
또한, 도 1의 (a)~(c)에 나타나는 예에서는, 적층체(D)가 되는 제1 지지판(B3) 및 제2 지지판(C3)의 사이에, 복수의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 XY방향으로 각각 소정 간격마다 병렬 배치되고, 사각 프레임상의 외측 간극(E1)과, XY방향의 양방으로 직선상으로 통과하는 복수 개의 관통 간극(E2)을 갖고 있다.
이로써, 양압 유체(5F)는, 외측 간극(E1)뿐만 아니라, 복수 개의 관통 간극(E2)으로도 각각 침입하기 때문에, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 전면적으로 밀어내는 척력이 발생한다.
도 4의 (a)~(c)에 나타나는 제2 실시형태의 분리 장치(A2)는, 부분 개폐 타입의 가압실(1)인 구성이, 상술한 제1 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태와 동일한 것이다.
도시예에서는, 상자형 챔버(14)의 일부에 출입구(10c)가 개설되고, 출입구(10c)에 대하여 문(14a)을 구동 기구(10d)로 개폐시키고 있다.
이로써, 가압실(1)의 일부가 개폐 가능하고 또한 밀봉 구조가 되도록 구성되어 있다.
도 5의 (a)~(c)에 나타나는 제3 실시형태의 분리 장치(A3)는, 적층체(D)를 이간 흡수부(2)의 이동으로 박리한 구성이, 상술한 제1 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태와 동일한 것이다.
이동 가능한 이간 흡수부(2)는, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여 Z방향으로 왕복 이동 가능하게 지지된 승강 통기체(22)로 구성된다.
도시예에서 승강 통기체(22)는, 예를 들면 경질 합성 수지나 금속 등의 변형 불가능한 재료이며, 그 중앙에 하나의 제1 통기구(2b)를 갖는 사각 판상이나 원판상 등으로 형성된 판상 부재로 이루어진다. 승강 통기체(22)의 측면은, 챔버(10)의 제3 실내면(10e)을 따라 Z방향으로 왕복 이동 가능하고 또한 기밀상으로 지지되는 슬라이딩 부위(22a)를 갖고 있다. 챔버(10)의 제3 실내면(10e)은, 승강 통기체(22)를 향하여 돌출되는 일방 측의 스토퍼(10f)와 타방 측의 스토퍼(10g)를 갖는다. Z방향으로 이동한 승강 통기체(22)가 일방 측의 스토퍼(10f)나 타방 측의 스토퍼(10g)에 맞닿음으로써, 승강 통기체(22)의 이동 범위를 규제하고 있다. 승강 통기체(22)는, 두께 방향(Z방향)의 선단부를 변위 부위(2a)로서, 반입된 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측(도시예에서는 제1 판상 부재(B)의 제1 배면(B2)에 장착된 제1 지지판(B3)에 맞닿게 함으로써 승강 통기체(22)와 챔버(10)의 제1 실내면(10a)의 사이에 제1 감압 공간부(4)가 형성된다.
이 때문에, 양압 유체(5F)의 유입에 의한 가압실(1)의 내압 상승과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 차로, 승강 통기체(22)가 Z방향으로 이동하고, 그 변위 부위(2a)와 함께 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을, 제1 감압 공간부(4)를 향하여 이동시킨다. 이로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))이, 타방(도시예에서는 제2 판상 부재(C))으로부터 박리된다.
또한, 승강 통기체(22)의 다른 예로서 도시하지 않았지만, 하나의 제1 통기구(2b)를 갖는 판상 부재 대신에, 복수의 제1 통기구(2b)를 갖는 판상 부재나, 다수의 제1 통기구(2b)를 갖는 다공질 판상 부재 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 승강 통기체(22)의 슬라이딩 부위(22a)가 제3 실내면(10e)을 따라 이동 가능하게 지지되는 지지 구조 대신에, 스테인리스 등의 탄성 변형 가능한 박판상의 가요성 부재의 중앙에 승강 통기체(22)를 부도(浮島)상으로 지지함으로써, 가요성 부재의 탄성 변형으로 승강 통기체(22)가 Z방향으로 왕복 이동 가능하게 지지되는 지지 구조로 변경하는 것도 가능하다. 이 부도상의 경우에는, 가요성 부재의 외주를 챔버(10)의 제3 실내면(10e)에 대하여 장착함으로써, 가요성 부재의 이면 측에 제1 감압 공간부(4)가 가압실(1)과 분리하여 기밀상으로 마련된다.
도 6의 (a)~(c)에 나타나는 제4 실시형태의 분리 장치(A4)는, 제1 지지판(B3)이나 제2 지지판(C3)의 통공(D1)과 연통하는 내측 간극(E3)이 형성된 적층체(D)를 박리한 구성이, 상술한 제1 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태와 동일한 것이다.
통공(D1)은, 제1 지지판(B3) 또는 제2 지지판(C3) 중 어느 일방 또는 양방에, 제1 감압 공간부(4)나 제2 감압 공간부(7)와 격리되도록 뚫려, 가압실(1)의 양압 유체(5F)가 통공(D1)을 통과하여 내측 간극(E3)으로 침입한다.
도시예에서는, 적층체(D)가 되는 제1 지지판(B3) 및 제2 지지판(C3)의 사이에, 내측 간극(E3)을 중심으로 한 원주 방향 등으로 복수의 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가 각각 소정 간격마다 병렬 배치되고, 외측 간극(E1)과, 내측 간극(E3)을 중심으로 한 방사 방향 등으로 직선상으로 통과하는 복수 개의 관통 간극(도시하지 않음)을 갖고 있다.
제1 감압 공간부(4)와 대향하는 제1 지지판(B3) 또는 제2 지지판(C3) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 지지판(B3))의 중앙에는 통공(D1)이 뚫린다.
통공(D1)과 대향하는 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에는, 통공(D1)과 연통하도록 양압 유체(5F)가 통과하는 정압 도입로(5c)를 형성하고, 정압 도입로(5c)의 유출구로부터 통공(D1)에 양압 유체(5F)가 도입된다.
또, 상술한 제1 실시형태와 동일하게, 적층체(D)를 이간 흡수부(2)의 변형으로 박리하지만, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 정압 도입로(5c)의 유출구가 개구되기 때문에, 정압 도입로(5c)의 유출구로부터 통공(D1)에 이르는 통로와, 제1 감압 공간부(4)를 기밀상으로 분리할 필요가 있다.
따라서, 도시예의 이간 흡수부(2)는, 제1 실시형태의 탄성 통기체(21)에 상당하는 외측 환상 부재(23)와는 별개로, 정압 도입로(5c)의 유출구로부터 통공(D1)에 이르는 통로를 둘러싸도록 내측 환상 부재(24)가 마련된다. 외측 환상 부재(23)와 내측 환상 부재(24)의 사이에 제1 감압 공간부(4)를 형성하고 있다.
또한, 탄성 통기체(21)의 다른 예로서 도시하지 않았지만, 외측 환상 부재(23)나 내측 환상 부재(24) 대신에, 복수의 제1 통기구(2b)를 갖는 판상 부재나, 다수의 제1 통기구(2b)를 갖는 다공질 부재 등을 이용하는 것도 가능하다.
이로써, 양압 유체(5F)는, 외측 간극(E1)뿐만 아니라, 정압 도입로(5c), 내측 환상 부재(24)의 내측 통로, 통공(D1)을 통과하여 내측 간극(E3)으로도 침입하여, 관통 간극(E2)으로부터 복수 개의 관통 간극(E2)에 각각 흐르기 때문에, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)를 전면적으로 밀어내는 척력이 발생한다.
이와 같은 본 발명의 실시형태에 관한 분리 장치(A) 및 분리 방법에 의하면, 요철 접합된 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)를 가압실(1)에 수용함으로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측(도시예에서는 제1 배면(B2) 측)이, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 맞닿아, 챔버(10)의 제1 실내면(10a)에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 변형 또는 이동 가능해진다. 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측(도시예에서는 제2 배면(C2) 측)은, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 맞닿아, 챔버(10)의 제2 실내면(10b)에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 이동 불가능해진다.
이 수용 상태에서 가압실(1)에 양압 유체(5F)를 공급함으로써, 가압실(1)의 내압이 상승되어 제1 감압 공간부(4)의 내압보다 높아진다. 이 때문에, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)와 함께 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))이, 제1 감압 공간부(4)를 향하여 이동한다. 이로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방(도시예에서는 제1 판상 부재(B))이, 타방(도시예에서는 제2 판상 부재(C))으로부터 박리된다.
따라서, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)의 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 형상 변형(기울어짐)시키지 않고 박리할 수 있다.
그 결과, 피성형물에 전사한 요철 패턴으로부터 형틀의 요철 패턴을 경사지게 인발하는 종래의 것에 비하여, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))의 돌출량이 길어져도, 박리에 따른 형상 변형을 방지할 수 있다.
이 때문에, 나노 임프린트를 포함하는 임프린트 성형 등에 이용되는 경우에는, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))의 요철 패턴이 파손되지 않아, 고정밀도의 요철 패턴을 제작할 수 있다.
또, 병렬 배치된 복수의 마이크로 LED 등의 미소 소자를 점착 척으로부터 박리하여 미소 소자의 전달을 행하는 반송 장치 등의 경우에는, 미소 소자가 파손되지 않아, 고정밀도의 전달을 행할 수 있다.
특히, 제1 감압 공간부(4)의 내압을 하강시키는 제1 부압 조정부(6)를 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 가압실(1)의 내압 상승과 동시에, 제1 부압 조정부(6)에서 제1 감압 공간부(4)의 내압을 하강시킴으로써, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 압력 차가 더 커진다.
이 때문에, 이간 흡수부(2)를 제1 감압 공간부(4)를 향하여 끌어당기는 인력이 증대된다.
따라서, 서로 요철 접합된 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)의 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 원활하게 박리할 수 있다.
그 결과, 박리 능력의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 정압 조정부(5)(급기용 구동원이나 정압용 제어 밸브(5b)) 또는 제1 부압 조정부(6)(제1 배기용 구동원이나 제1 부압용 제어 밸브(6b)) 중 어느 일방 혹은 양방의 작동 제어에 의하여, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압을 상대적으로 단계적 조정한 경우에는, 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 보다 원활하게 박리할 수 있다.
또, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 압력 차로, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)에 대하여, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방의 이면 측(도시예에서는 제1 배면(B2) 측)이 진공 흡착되는 것이 가능해진다. 이로써, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 압력 차로, 이간 흡수부(2)의 변위 부위(2a)와 함께 제1 감압 공간부(4)를 향하여 이동한 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방을 흡착 지지할 수 있다.
또한, 챔버(10)의 제2 실내면(10b) 및 지지부(3)의 사이에 형성되는 기밀상의 제2 감압 공간부(7)와, 제2 감압 공간부(7)의 내압을 하강시키는 제2 부압 조정부(8)를 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 가압실(1)의 내압 상승과 동시에, 또는 가압실(1)의 내압 상승 개시 전부터, 제1 감압 공간부(4)의 내압을 하강시킴으로써, 가압실(1)의 내압과 제1 감압 공간부(4)의 내압의 사이에 압력 차가 발생한다.
이 때문에, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 대하여 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방의 이면 측(도시예에서는 제2 배면(C2) 측)이 압력 차로 진공 흡착된다. 이로써, 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방이 이동 불가능하게 흡착 지지된다.
따라서, 지지부(3)의 고정 부위(3a)에 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C) 중 타방을 확실하게 고정할 수 있다.
그 결과, 서로 요철 접합된 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)의 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 확실하게 박리할 수 있다.
또, 제1 판상 부재(B)의 제1 배면(B2)에 제1 지지판(B3)이 장착되고, 제2 판상 부재(C)의 제2 배면(C2)에 제2 지지판(C3)이 장착되며, 제1 지지판(B3)과 제2 지지판(C3)의 사이에는, 양압 유체(5F)가 침입 가능한 간극(E)을 갖는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 가압실(1)과 제1 감압 공간부(4)의 압력 차에 의하여, 이간 흡수부(2)를 제1 감압 공간부(4)를 향하여 끌어당기는 인력이 발생하는 것과 동시에, 양압 유체(5F)가 간극(E)으로 침입하여, 제1 판상 부재(B)와 제2 판상 부재(C)의 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 상대적으로 밀어내는 척력이 발생한다.
따라서, 인력과 척력이 어우러져 요철 접합부(제1 요철부(B1), 제2 요철부(C1))를 보다 원활하게 박리할 수 있다.
그 결과, 박리 능력의 향상을 더 도모할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태(제1 실시형태~제4 실시형태)에서는, 제1 판상 부재(B) 및 제2 판상 부재(C)가, 나노 임프린트를 포함하는 임프린트의 성형 형틀과 성형 기판인 경우를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 미소 소자의 전달을 행하는 반송 장치로서 이용해도 된다.
이 경우에는, 제1 지지판(B3)으로부터 돌출상으로 배치되는 복수의 제1 판상 부재(B), 또는 제2 지지판(C3)으로부터 돌출상으로 배치되는 복수의 제2 판상 부재(C) 중 어느 일방이, 병렬 배치된 미소 소자이며, 타방이 복수의 제1 판상 부재(B) 또는 제2 판상 부재(C)와 요철 접합하는 점착 척이 된다.
이와 같은 경우에 있어서도, 상술한 제1 실시형태~제4 실시형태와 동일한 작용이나 이점이 얻어진다.
A : 분리 장치 1 : 가압실
2 : 이간 흡수부 2a : 변위 부위
3 : 지지부 3a : 고정 부위
4 : 제1 감압 공간부 5 : 정압 조정부
5F : 양압 유체 6 : 제1 부압 조정부
7 : 제2 감압 공간부 8 : 제2 부압 조정부
9 : 제어부 10a : 제1 실내면
10b : 제2 실내면 B : 제1 판상 부재
B1 : 요철 접합부(제1 요철부) B2 : 제1 요철부의 이면 측, 제1 배면
B3 : 제1 지지판 C : 제2 판상 부재
C1 : 요철 접합부(제2 요철부) C2 : 제2 요철부의 이면 측, 제2 배면
C3 : 제2 지지판 E : 간극

Claims (5)

  1. 서로 요철상으로 접합한 제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 박리하는 분리 장치로서,
    챔버의 내부에 형성되어, 요철 접합한 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재가 출입 가능하게 수용되는 가압실과,
    상기 가압실에 수용된 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제1 실내면의 사이에 마련되는 이간 흡수부와,
    상기 가압실에 수용된 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제2 실내면의 사이에 마련되는 지지부와,
    상기 챔버의 상기 제1 실내면 및 상기 이간 흡수부의 사이에 상기 가압실과 분리하여 기밀상으로 마련되는 제1 감압 공간부와,
    상기 가압실에 양압 유체를 공급하여 내압 상승시키는 정압 조정부와,
    상기 정압 조정부를 작동 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 이간 흡수부는, 상기 챔버의 상기 제1 실내면에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방의 상기 이면 측과 그 두께 방향으로 변형 또는 이동 가능하게 맞닿는 변위 부위를 갖고,
    상기 지지부는, 상기 챔버의 상기 제2 실내면에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방의 상기 이면 측과 상기 두께 방향으로 이동 불가능하게 맞닿는 고정 부위를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 정압 조정부의 작동에 의한 상기 가압실의 내압 상승으로 상기 제1 감압 공간부와의 사이에 압력 차가 발생하여, 상기 이간 흡수부의 상기 변위 부위와 함께 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방이, 상기 제1 감압 공간부를 향하여 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 감압 공간부의 내압을 하강시키는 제1 부압 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 챔버의 상기 제2 실내면 및 상기 지지부의 사이에 형성되는 기밀상의 제2 감압 공간부와, 상기 제2 감압 공간부의 내압을 하강시키는 제2 부압 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 판상 부재의 제1 배면에 제1 지지판이 장착되고, 상기 제2 판상 부재의 제2 배면에 제2 지지판이 장착되며, 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판의 사이에는, 상기 양압 유체가 침입 가능한 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
  5. 서로 요철상으로 접합한 제1 판상 부재와 제2 판상 부재의 요철 접합부를 박리하는 분리 방법으로서,
    챔버의 내부에 형성된 가압실에, 요철 접합한 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재를 넣는 반입 공정과,
    상기 가압실에 상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재를 위치 결정하는 지지 공정과,
    상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재가 지지된 상기 가압실에 양압 유체를 공급하여 내압 상승시키는 가압 공정과,
    내압 상승된 상기 가압실에서 상기 제1 판상 부재와 상기 제2 판상 부재의 상기 요철 접합부를 박리하는 박리 공정과,
    상기 요철 접합부가 박리된 상기 제1 판상 부재와 상기 제2 판상 부재를 상기 가압실로부터 취출하는 반출 공정
    을 포함하고,
    상기 지지 공정에서는, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제1 실내면의 사이에 마련된 이간 흡수부의 변위 부위에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방의 상기 이면 측을, 그 두께 방향으로 맞닿게 하고, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방에 있어서 상기 요철 접합부의 이면 측과, 상기 챔버의 제2 실내면의 사이에 마련된 지지부의 고정 부위에 대하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 타방의 상기 이면 측을 상기 두께 방향으로 맞닿게 하며,
    상기 박리 공정에서는, 상기 양압 유체의 공급으로 내압 상승된 상기 가압실과, 상기 챔버의 상기 제1 실내면 및 상기 이간 흡수부의 사이에 상기 가압실과 분리하여 기밀상으로 마련되는 제1 감압 공간부의 사이에 압력 차를 발생시켜, 상기 이간 흡수부의 상기 변위 부위와 함께 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방이, 상기 제1 감압 공간부를 향하여 이동하는 것을 특징으로 하는 분리 방법.
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