TWI796793B - 真空積層裝置及積層體的製造方法 - Google Patents

真空積層裝置及積層體的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的課題在於提供能夠使需要進行真空措施的零件減少，而進行對準動作及積層動作的真空積層裝置及積層體的製造方法。本發明的解決手段之真空積層裝置100，具備：運送板1，係保持工件W；對準手段30，係固定支撐運送板1，並且進行運送板1所保持的工件W的對位；積層手段50，係於真空下將已對位的工件W積層；及運送手段40，係於工件W保持於運送板1的狀態下，固定支撐運送板1，並且將工件W從對準手段30運送至積層手段50；運送板1係可與對準手段30及運送手段40進行拆裝，且係將工件W帶電固定於一側，另一側與運送手段40磁性固定。藉此，能夠使需要進行真空措施的零件減少，而進行對準動作及積層動作。

Description

真空積層裝置及積層體的製造方法
本發明特別是關於具有可拆裝之運送板的真空積層裝置及積層體的製造方法。
真空積層裝置係將構成電子零件之複數片工件(workpiece)進行積層者，具有對準(alignment)手段及積層手段。此對準手段係在藉由積層手段將工件進行積層之前，藉由進行各工件的對位而能夠抑制要形成之積層體之各工件彼此的偏移。再者，積層手段要進行工件的積層動作時，藉由在真空下進行積層而防止空氣混入工件之層間。於如此的真空下，為了使工件吸附固定，乃採用例如帶電固定等負壓抽吸以外的手段。
在此說明，於專利文獻1記載有：一種真空積層裝置，係於真空室內具備帶電手段及對準手段，使一方的工件帶電固定於帶電手段，並將另一方的工件載置於對準手段，於設成真空下的真空室(vacuum chamber)內進行對準動作或積層動作者。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2013-167712號公報
然而，於專利文獻1中，因對於由多數個零件構成的帶電手段及對準手段施予用以維持密封性或滑動性等真空措施，會有造成增加成本之虞。
本發明係鑒於上述課題而完成者，目的在於提供一種真空積層裝置及積層體的製造方法，該真空積層裝置及積層體的製造方法能夠使需要進行真空措施的零件減少，而進行對準動作及積層動作。
為了解決上述課題，本發明的真空積層裝置，係將複數片工件依序積層的真空積層裝置，具備：運送板，係保持前述工件；對準手段，係固定支撐前述運送板，並且進行前述運送板所保持的前述工件的對位；積層手段，係於真空下將已對位的前述工件積層於積層台上；及運送手段，係移動於前述對準手段與前述積層手段之間，於前述工件保持於前述運送板的狀態下，固定支撐前述運送板，並且將前述工件從前述對準手段運送至前述積層手段；前述運送板係可與前述對準手段及前述運送手段各自拆裝，且係將前述工件帶電固定於一側，另一側與前述運送手段磁性固定者。
再者，上述真空積層裝置中，也可設成前述運送板係由磁性體構成，並且前述運送板的一側設有絕緣體。
再者，上述真空積層裝置中，也可設成前述運送板係將與具有 黏著性之前述工件的第一面為相反之側之非黏著性的第二面予以帶電固定者。
再者，上述真空積層裝置中，也可設成前述對準手段係具備對準台及設於前述對準台上的設置區塊，前述運送板係以使前述工件與前述對準台呈非接觸狀態的方式載置於前述設置區塊。
再者，上述真空積層裝置中，也可設成使前述運送手段抵接於前述積層手段而形成密閉空間，並且於設成真空下的前述密閉空間內，藉由前述運送手段使前述運送板移動而將前述工件積層。
再者，上述真空積層裝置也可設成更具備運送板回收手段，前述運送板回收手段係可對前述運送板進行除電而將前述運送板自前述工件剝離，並將前述運送板回收。
為了解決上述課題，本發明的積層體的製造方法，係將複數片工件依序積層之積層體的製造方法，包含：將前述工件帶電固定於前述運送板之一側的步驟；於將前述運送板固定支撐於對準台的狀態下，進行被前述運送板帶電固定的前述工件之對位的步驟；在將前述工件帶電固定於前述運送板之一側的狀態下，將前述運送板的另一側磁性固定，並將已對位的前述工件自前述對準台運送至積層台的步驟；及於真空下，將已對位的前述工件積層於前述積層台上的步驟。
再者，上述積層體的製造方法中，也可設成前述運送工件的步驟係使前述運送板磁性固定於具有上壁及側壁的真空室內，且藉由使前述真空室抵接於前述積層台而形成密閉空間。
依據本發明，能夠提供一種真空積層裝置及積層體的製造方 法，該真空積層裝置及積層體的製造方法能夠使需要施加真空措施的零件減少，而進行對準動作及積層動作。
1:運送板
1a:運送板1之一側
1b:運送板1之另一側
10:翻轉單元(翻轉手段)
11:翻轉台
20:帶電單元(帶電手段)
21:荷電粒子照射部
30:對準單元(對準手段)
31:對準台
32:設置區塊
33:XY θ軸電動致動器
34:對準攝像單元
40:運送單元(運送手段)
41:真空室
41s:周壁
41t:上壁
42:運送板夾頭
42h:貫穿孔
42m:磁力部
43:升降活塞
44:導軸部
45:剝離活塞
50:積層單元
51:積層台
60:運送板回收單元(運送板回收手段)
61:把持手段
62:除電手段
100:真空積層裝置
A:帶電/翻轉位置
a:黏著層
B:對準台位置
C:待機位置
c:荷電粒子
D:積層台位置
G:把持位置
i:除電空氣
L:積層體
p:保護層
Pa:大氣壓
W:工件
Wa:帶黏著劑的工件
圖1係顯示本發明之實施型態之真空積層裝置的俯視示意圖。
圖2係於XZ平面截斷圖1所示的真空積層裝置而得的剖視示意圖。
圖3係說明從工件之積層工序中的帶電動作至對準動作為止的剖視示意圖，分別為(a)顯示帶電動作，(b)顯示保護層之剝離及翻轉單元所為的翻轉動作，(c)顯示翻轉單元所為的運送動作，(d)顯示對準動作。
圖4係說明工件之積層工序中的運送單元所為的運送動作的剖視示意圖，分別為(a)顯示運送準備狀態，(b)顯示運送板的磁性固定狀態，(c)顯示與對準台的分離狀態，(d)顯示對積層台的抵接狀態。
圖5係說明工件之積層工序中的真空下的積層動作的剖視示意圖，分別為(a)顯示抽真空狀態，(b)顯示積層狀態，(c)顯示剝離活塞的伸展狀態，(d)顯示運送板的磁性固定解除狀態，(e)顯示剝離活塞的收縮狀態。
圖6係說明工件之積層工序中的運送板的回收動作的剖視示意圖(a)~(c)、(e)及俯視示意圖(d)，分別為(a)顯示大氣開放狀態，(b)顯示運送單元與積層台的分離狀態，(c)、(d)顯示運送板的回收動作，(e)顯示運送板的回收動作結束狀態。
以下一邊參照圖式一邊詳細地說明本發明的實施型態。以下說明的實施型態係例示將本發明具體地實現的型態者。因此，依據可應用本發明的裝置的構成或各種條件，以下說明的實施型態的構成應可適當地修正或變更者，本發明並非限定於以下的實施型態者。
<關於用語>
在本說明書及申請專利範圍的記載中，如以下的方式定義各用語。所指的「積層」係表示複數片(包含二片)的貼合。所指的「積層體」係表示將複數片(包含二片)的工件W貼合而成者。所指的「沿XY θ軸的移動」係表示沿X軸方向及Y軸方向的移動與沿θ軸方向的轉動。
圖1係顯示本發明之實施型態之真空積層裝置100的俯視示意圖。圖2係於XZ平面截斷圖1所示的真空積層裝置100而得的剖視示意圖。在此說明，X軸方向係表示對工件W實施各處理工序時工件W移動的方向，Y軸方向係表示與X軸方向正交的方向。再者，Z軸方向係表示與X軸方向及Y軸方向正交，且表示對工件W實施各處理工序時工件W面對的方向。
<關於真空積層裝置>
真空積層裝置100係將屬於電子零件經薄化後的各種基板之複數片工件W予以高精度且高速地積層的裝置。此真空積層裝置100具備：運送板1、翻轉單元(翻轉手段)10、帶電單元(帶電手段)20、對準單元(對準手段)30、運送單元(運送手段)40、積層單元(積層手段)50及運送板回收單元(運送板回收手段)60。以下依此等單元的順序進行說明。此外，真空積層裝置100更具備控制手段(未圖 示)，該控制手段係對於翻轉單元10、帶電單元20、對準單元30、運送單元40、積層單元50及運送板回收單元60的驅動等進行控制。
於本實施型態中，如圖3之(a)所示，工件W係使用單面側(第一面)設有黏著層a及防止塵埃等附著於此黏著層a的保護層p者。然而不限於此，例如能夠使用兩面側設有黏著層a及保護層p者，或任何一面都未設有黏著層a及保護層p者等各式各樣之樣態的工件W。
<關於運送板>
在從Z軸方向來看時，運送板1係具有以能夠將工件W載置成不會突出的方式而設定的大致矩形形狀，且由鐵系及SUS440等磁性體構成。再者，於屬於運送板1之一側1a(參照圖3之(a))之至少可載置工件W的區域供設置絕緣體(未圖示)，例如，矽橡膠等矽系材料。透過此絕緣體，於運送板1之一側1a供工件W帶電固定。另一方面，位於與運送板1之一側1a相反之側之屬於運送板1之另一側1b(參照圖3之(a))係藉由運送板夾頭42(參照圖4之(b))而磁性固定。
本實施型態的運送板1係由磁性體構成，藉由於運送板1之一側1a設置絕緣體，對於相同的運送板1能夠應用不同的固定手段(於運送板1之一側1a帶電固定、及於運送板1之另一側1b磁性固定)。再者，於本實施型態中，藉由將運送板1設成可對於各單元(翻轉單元10、對準單元30、運送單元40)拆裝，工件W能夠利用運送板1而往各單元移動。如此一來，由於能夠將各單元實體地區分，所以不須如專利文獻1那般地於真空室內配置帶電單元及對準單元，而能夠僅配置供工件W帶電固定的運送板1。藉此，可刪減必須施行真空措施的構件，能夠進行對準動作及積層動作。
<關於翻轉單元>
翻轉單元10具備翻轉台11及翻轉單元驅動機構(未圖式)，該翻轉單元驅動機構係進行翻轉單元10之沿X軸方向(箭號III方向：帶電/翻轉位置A、對準台位置B)的移動、沿Z軸方向(箭號IV方向)的移動及沿Y軸周圍(箭號II方向)的旋轉。翻轉台11具備在將運送板1載置於翻轉台11上的狀態進行固定的運送板固定機構(未圖示)。此運送板固定機構也可由設於翻轉台11上之複數個吸附通口所為之真空吸附、機械夾頭及磁力等、或此等的組合來構成。此外，運送板固定機構所產生的保持力係預先設定成：固定有運送板1之翻轉台11翻轉時，運送板1不會自翻轉台11落下的值。
<關於帶電單元>
帶電單元20具備照射荷電粒子c的荷電粒子照射部21，及進行帶電單元20之沿X軸方向(箭號I方向)之移動的帶電單元驅動機構(未圖示)，且配置於翻轉單元10之Z軸方向的上方。荷電粒子照射部21係將荷電粒子c朝鉛直方向下側照射者，例如可為照射陰離子或陽離子的電離器(ionizer)。如圖1所示，此荷電粒子照射部21於Y軸方向以包覆翻轉台11的方式延伸。
<關於對準單元>
對準單元30具備：對準台31；設於對準台31上的設置區塊32；及進行對準台31之沿XY θ軸移動的XY θ軸電動致動器33。再者，對準單元30具備從下方對作為工件W之對位參照用的標記的對準標記進行攝像的對準攝像單元34。以 下依序說明此等元件。
對準台31具備：從對準台31的各角部朝向中心部延伸，且由透明的構件構成的複數個窗部(未圖示)。
從Z軸方向來看，設置區塊32係以相對於對準台31的中心呈點對稱的方式沿著對準台31上的外周緣配置複數個。再者，設置區塊32於上表面具備使運送板1真空吸附的複數個吸附通口(未圖示)。本實施型態中的設置區塊32係以相對於對準台31的中心呈點對稱的方式配置複數個，然而不限於此方式，也能夠以將對準台31上的外周緣完全包圍的方式設置。
XY θ軸電動致動器33係為了將工件W朝基準位置對位而能夠進行沿XY θ軸的移動，亦即進行於XY平面內的移動及轉動。
對準攝像單元34係具備對準用攝像機(未圖示)及對準用照明(未圖示)，隔著複數個窗部而從對準台31的下方對工件W的對準標記進行攝像。
<關於運送單元>
運送單元40具備：真空室41；運送板夾頭42；進行運送單元40之沿X軸方向(箭號V方向：對準台位置B、待機位置C、積層台位置D)及Z軸方向(箭號IV及VI方向)的移動的運送單元驅動機構(未圖示)。以下依序說明此等元件。
真空室41係具備：大致矩形形狀的上壁41t；及以連續地包圍上壁41t之各外周緣的方式垂下的周壁41s。
於真空室41的上壁41t設有驅動機構，該驅動機構係由升降活塞43、一對導軸部44及一對剝離活塞45構成，且承擔在真空室41內的驅動。首先，升降活塞43的下端被固定於運送板夾頭42，藉由伸縮於沿Z軸方向收縮的 待機狀態與沿Z軸方向(箭號VII方向)伸展的伸展狀態之間，而使運送板夾頭42沿Z軸方向(箭號VII方向)移動。再者，一對導軸部44的下端分別被固定於運送板夾頭42，升降活塞43沿Z軸方向伸縮時，為了維持運送板夾頭42的水平度而以與升降活塞43同步的方式進行伸縮。再者，一對剝離活塞45伸縮於沿Z軸方向收縮的待機狀態與移動限制狀態之間，該移動限制狀態係經由運送板夾頭42的貫穿孔42h而沿Z軸方向(箭號VIII方向)伸展的狀態。此外，此一對剝離活塞45係設定成於沿Z軸方向(箭號VIII方向)伸展的移動限制狀態下，剝離活塞45的下端會與運送板夾頭42的下表面呈同一面(參照圖5之(c))。
於本實施型態中，升降活塞43及一對剝離活塞45係藉由例如氣壓缸或油壓缸等而構成可自由伸縮。再者，本實施型態的真空室41內的驅動機構係採用隔有密封構件之導塊(guide block)構造，藉此，防止真空室41的內部空間與外部空間經由驅動機構而進行流體連通。此外，本實施型態之真空室41內的驅動機構的配置及個數僅為例示，其能夠適當地選擇最適合的配置或個數。
從Z軸方向的下方來看，於真空室41之周壁41s的下端以形成封閉的區域的方式連續設有密封構件(未圖示)。藉由使此真空室41的密封構件抵接及密接於積層台51上，能夠將真空室41的內部空間維持於密閉狀態(參照圖4之(d))。
在從Z軸方向來看時，運送板夾頭42具有以能夠將運送板1保持成不會突出的方式而設定的大致矩形形狀，且具備一對貫穿孔42h及複數個磁力部42m。此一對貫穿孔42h係配置於與剝離活塞45對應的位置，且以剝離活塞45能以非接觸狀態插通的方式，將貫穿孔42h的直徑設定得比剝離活塞45的直徑大。再者，複數個磁力部42m係用以將運送板1磁性固定於運送板夾頭42者， 而由永久磁鐵構成。
本實施型態的運送板夾頭42係以容許剝離活塞45沿Z軸方向伸縮的方式具有貫穿孔42h者，然而不限於此，例如也可於運送板夾頭42的外周緣設置連續的缺口部。再者，本實施型態的磁力部42m係由永久磁鐵構成，然而不限於此，例如也可使用依據來自控制手段的指示而進行ON/OFF控制的電磁鐵。此外，本實施型態之於運送板夾頭42的貫穿孔42h及磁力部42m的配置或個數僅為例示，而能夠適當地選擇最適合的配置或個數。
運送單元驅動機構能夠使運送單元40沿X軸方向(箭號V方向：對準台位置B、待機位置C、積層台位置D)及Z軸方向(箭號IV及VI方向)移動。特別是，藉由運送單元驅動機構使運送單元40沿Z軸方向(箭號IV及VI方向)移動，能夠進行運送板1的回收(參照圖4之(b)及圖4之(c))，或進行使用於抽真空之密閉空間的形成(參照圖4之(d))等，而詳細內容於後述。
<關於積層單元>
積層單元50具備供工件W積層的積層台51。在從Z軸方向來看時，此積層台51具有以能夠將運送單元40之真空室41設置成不會突出的方式而設定的大致矩形形狀，藉由真空室41的周壁41s座落於積層台51上而形成密閉空間。再者，積層台51具備用以將藉由真空室41及積層台51形成的密閉空間予以抽真空及大氣開放的排氣通口(未圖示)及開放通口(未圖示)。再者，積層台51具備以將工件W載置於積層台51上的狀態進行固定的工件固定機構(未圖示)。
本實施型態的排氣通口及開放通口係設於積層台51，然而不限於此，例如也可設於真空室41。再者，若工件W固定於積層台51上，則本實施 型態之工件固定機構可為任何的型態，例如能夠採用藉由真空吸附或接著劑所造成的貼附等。在此，工件固定機構為真空吸附時，則將工件W之真空吸附中的真空度設定得比形成於真空室41內的密閉空間的真空度大。
<關於運送板回收單元>
運送板回收單元60具備：把持手段61；除電手段62；及進行運送板回收單元60之沿X軸方向(箭號IX方向)移動的運送板回收單元驅動機構(未圖示)。以下依序說明該等元件。
把持手段61能夠從上下方向把持運送板1，並且使運送板1沿XY平面內(XY軸方向及θ方向)(參照圖6之(d))移動。若此把持手段61能夠把持運送板1，則可為任何的型態，也可採用例如藉由電動致動器或氣動致動器等來驅動的機械手(machine hand)或推送器(pusher)等。
除電手段62由電離器構成，係產生電荷中和所必須的電荷，且將此電荷作為除電空氣i供給至帶電物體(設於運送板1之一側1a的絕緣體)。如圖6之(c)所示，此除電手段62藉由對設於運送板1之一側1a的絕緣體流放除電空氣i，而使運送板1與積層體L之最上部的靜電吸附力積極地降低。
本實施型態的除電手段62係採用電離器，然而不限於此，也可除此以外更採用例如將設於運送板1之一側1a的絕緣體形成比供載置工件W的區域寬廣，而以具有導電性的把持手段61直接把持此絕緣體的外周緣。藉此，藉由絕緣體的外周緣及把持手段61而進行於絕緣體的電荷中和，因此，能夠使運送板1與積層體L之最上部的靜電吸附力更積極地降低。
運送板回收單元驅動機構能夠以使把持手段61接近運送板1，並 且使除電手段62接近積層台51的方式，使該等手段各自沿X軸方向(箭號IX方向)移動。
<關於工件的積層工序>
使用圖3至圖6依序說明具體的真空積層裝置100中的工件W的積層工序。此外，各單元(翻轉單元10、帶電單元20、對準單元30、運送單元40、積層單元50及運送板回收單元60)的驅動係以控制手段為主體，依據來自控制手段的指示而執行。在此，於此工件的積層工序中，由於運送板1總是被固定於各單元之其中一者，所以能夠以穩定的狀態進行工件W的對位或運送等。
<關於帶電動作>
首先，如圖3之(a)所示，藉由運送板供給單元(未圖示)，運送板1的另一側以接觸的方式被載置於帶電/翻轉位置A所配置的翻轉台11上，並且運送板1藉由運送板固定機構而固定於翻轉台11。接著，藉由工件供給單元(未圖示)，未設有黏著層a及保護層p的工件W的表面(第二面)以接觸的方式被載置於運送板1之一側1a所設置的絕緣體上。再者，藉由帶電單元驅動機構，帶電單元20以橫越翻轉台11之上方的方式沿X軸方向(箭號I(1)方向)移動。此時，藉由從荷電粒子照射部21朝向下方照射荷電粒子c，設於運送板1之一側1a的絕緣體係表面帶電，隔著此絕緣體而使工件W帶電固定於運送板1之一側1a。在此，如圖1所示，當從Z軸方向來看時，載置有工件W的運送板1之一側1a，即以未載置工件W的區域包圍工件W的方式形成。
本實施型態的帶電動作，係設成將工件W載置於翻轉台11所固 定的運送板1上之後，藉由帶電單元20使工件W帶電固定於絕緣體，然而不限於此。例如也可在將工件W載置於翻轉台11所固定的運送板1上之前，藉由帶電單元20，使運送板1的絕緣體帶電，之後，使工件W帶電固定於絕緣體。此外，如本實施型態的帶電動作，藉由將工件W載置於翻轉台11所固定的運送板1上之後，使工件W帶電固定於絕緣體，能夠抑制於運送板1之工件W的位置偏移或發生皺折等，並且能夠抑制來自絕緣體的放電的危險性以及於絕緣體發生污染等。
<關於翻轉單元所為的翻轉及運送動作>
首先，如圖3之(b)所示，帶電固定在運送板1之工件W所設置的保護層p藉由剝離單元(未圖示)而剝離。藉此，帶電固定在運送板1之工件W成為將具有黏著性之黏著層a僅設於單面側的工件W(以下稱為「帶黏著劑的工件Wa」)。之後，翻轉單元10藉由翻轉單元驅動機構而沿Y軸周圍(箭號II(2)方向)旋轉180°，並且帶黏著劑的工件Wa的黏著層a以朝向下方的方式配置。在此，藉由運送板固定機構所造成之運送板1之另一側1b之相對於翻轉台11的固定保持力，及藉由帶電固定所造成之帶黏著劑的工件Wa之相對於運送板1之一側1a的靜電吸附力，係預先設定成：翻轉台11翻轉時，運送板1及帶黏著劑的工件Wa不會從翻轉台11落下的值。
本實施型態中，採用將黏著層a及保護層p僅設於單面側的工件W作為帶電固定於運送板1上的工件W，然而不限於此，例如也可採用將黏著層a及保護層p設於兩面側的工件W，或兩面側不設置黏著層a及保護層p的工件W。此外，採用將黏著層a及保護層p設於兩面側的工件W作為帶電固定於運送板1上 的工件W時，工件W之其中任一面的保護層p直接載置於運送板1之一側1a的絕緣體上。
接著，如圖3之(c)所示，翻轉單元10藉由翻轉單元驅動機構，從帶電/翻轉位置A沿X軸方向(箭號III(3)方向)往對準台位置B移動之後，沿Z軸方向的下方(箭號IV(4)方向)移動。藉此，使運送板1之一側1a之未載置工件Wa的區域抵接於對準單元30之設置區塊32的上表面。然後，使運送板1吸附固定於設置區塊32的上表面後，解除運送板固定機構所為之運送板1之另一側1b相對於翻轉台11的固定。其後，如圖3之(d)所示，翻轉單元10藉由翻轉單元驅動機構沿Z軸方向的上方(箭號IV(5)方向)移動後，從對準台位置B沿X軸方向(箭號III(6)方向)往帶電/翻轉位置A移動。
<關於對準動作>
如圖3之(d)所示，對準攝像單元34從下方對設於帶黏著劑的工件Wa之一對對準標記進行攝像。此經攝像的影像發送給影像處理裝置(未圖示)，藉由影像處理而算出一對對準標記之各自的位置，並且算出此經算出之一對對準標記的位置與預先設定的基準位置的誤差。在此，若此誤差在預定範圍內，則判斷為帶黏著劑的工件Wa的對位已適當地進行，而結束帶黏著劑的工件Wa的對位動作。相對於此，若此誤差在預定範圍外，則判斷為帶黏著劑的工件Wa的對位未適當地進行。此時，XYθ軸電動致動器33以使誤差達最小的方式，藉由對準台31、設置區塊32及運送板1而進行帶黏著劑的工件Wa之沿XYθ軸的移動。此對預先設定的基準位置的對位係持續進行至誤差達預定範圍內為止。
本實施型態的對準動作，由於帶黏著劑的工件Wa與對準台31於 非接觸狀態下進行，所以塵埃等不會附著於黏著層a，能夠平順地進行。
<關於運送單元所為的運送動作>
關於運送單元所為的運送動作，係使用圖4之(a)至圖4之(d)並區分為運送板的磁性固定狀態及運送狀態的二個狀態分別進行說明。
(運送板的磁性固定狀態)
運送單元40在升降活塞43及剝離活塞45收縮的待機狀態停止於待機位置C。首先，於對準單元30判斷為帶黏著劑的工件Wa的對位已適當地進行時，如圖4之(a)所示，運送單元40藉由運送單元驅動機構沿X軸方向(箭號V(7)方向)從待機位置C往對準台位置B移動。其後，如圖4之(b)所示，運送單元40藉由運送單元驅動機構而往Z軸方向的下方(箭號IV(8)方向)移動，運送板夾頭42抵接於運送板1之另一側1b。此時，由磁性體構成的運送板1藉由永久磁鐵構成的複數個磁力部42m而被運送板夾頭42磁性固定。在此，於運送板1，作用於Z軸方向的下方之對設置區塊32的吸附保持力設定成比作用於Z軸方向的上方之磁力部42m的磁力大。藉此，運送板1不會從設置區塊32浮起，而是以吸附固定於設置區塊32的狀態磁性固定於運送板夾頭42，因此，能夠防止帶電固定於運送板1上的帶黏著劑的工件Wa的位置偏移。
本實施型態中，磁力部42m係採用永久磁鐵，惟也可取而代之，改以採用進行ON/OFF控制的電磁鐵時，在運送板夾頭42抵接於運送板1之另一側1b的前後時序(timing)，從OFF控制切換至ON控制而使其產生磁力。
(運送狀態)
首先，解除運送板1之一側1a對設置區塊32之上表面的吸附固定之後，如圖4之(c)所示，運送單元40藉由運送單元驅動機構而往Z軸方向的上方(箭號IV(9)方向)移動。之後，如圖4之(d)所示，運送單元40藉由運送單元驅動機構而從對準台位置B往積層台位置D移動，且沿X軸方向(箭號V(10)方向)移動後，往Z軸方向的下方(箭號VI(11)方向)移動。藉此，藉由設於真空室41之周壁41s之下端的密封構件抵接及密接於積層台51，真空室41內形成密閉空間(內部壓力為大氣壓Pa)。此時，帶電固定於運送板1的帶黏著劑的工件Wa及積層於積層台51的積層體L係以非接觸狀態於上下方向相對向配置。
在此，在積層於積層台51的積層體L，僅最下部的工件W為未設黏著層a的工件W，藉由工件固定機構而固定於積層台51，其他的工件W係由帶黏著劑的工件Wa構成，藉由相互的黏著力而固定。於本實施型態中，藉由運送單元驅動機構，使真空室41對於積層台51的推壓力調整成所希望的值，而提高形成在真空室41內的密閉空間的氣密度。
<關於積層動作>
自此，關於積層動作，使用圖5之(a)至圖5之(e)區分成抽真空狀態、積層狀態及運送板的磁性固定解除狀態的三個狀態分別進行說明。此外，於圖5之(b)至圖5之(e)中，為了容易掌握升降活塞43或一對剝離活塞45的動作，以灰色表示處於動作狀態的構件。
(抽真空狀態)
首先，如圖5之(a)所示，形成在真空室41內之密閉空間內的氣體經由設置於積層台51的排氣通口而被排氣，藉此而進行抽真空(參照圖中的點區域)。此密閉空間內的真空壓Pv例如設定為-100(kpa)左右。在此，帶黏著劑的工件Wa帶電固定於運送板1，並且運送板1被運送板夾頭42磁性固定，因此，即使於真空下，帶黏著劑的工件Wa或運送板1不會從運送板夾頭42落下。
(積層狀態)
真空室41內的真空壓Pv達到所希望的值之後，如圖5之(b)所示，升降活塞43轉移至伸展狀態，運送板夾頭42往Z軸方向的下方(箭號VII(12)方向)移動。然後，帶電固定於運送板1的帶黏著劑的工件Wa抵接於積層在積層台51之積層體L的最上部。再者，由此狀態，升降活塞43依據使用於帶黏著劑的工件Wa之黏著劑的種類而使運送板夾頭42往Z軸方向的下方(箭號VII(12)方向)移動達預先設定的推入量。藉此，帶電固定於運送板1的帶黏著劑的工件Wa藉由黏著力而與積層體L一體地積層。
於本實施型態中，將帶電固定於運送板1的帶黏著劑的工件Wa與積層在積層台51之積層體L之間的空間予以抽真空之後，藉由帶黏著劑的工件Wa與積層體L一體地積層，防止空氣混入積層體L的層間。再者，於本實施型態中，運送單元40不僅能夠進行運送板1的運送，也能夠進行密閉空間的形成、工件W之積層等，因此，能夠進行構成真空積層裝置100之各單元的簡略代、成本的刪減。此外，於本實施型態的積層動作中，為了使積層體L的積層精度更提升，也可採用例如針導(pin guide)積層方式，亦即，使設於積層台51及運送板夾頭42的針及導孔相互卡合而進行積層的方法。
(運送板的磁性固定解除狀態)
首先，如圖5之(c)所示，一對剝離活塞45往Z軸方向的下方(箭號VIII(13)方向)伸展，並且以非接觸狀態插通設於運送板夾頭42的貫穿孔42h。然後，在剝離活塞45的下端到達與運送板夾頭42之下表面成為同一面的位置，亦即到達抵接於運送板1之另一側1b的位置的狀態，停止剝離活塞45的伸展。在此，由於剝離活塞45的下端抵接於運送板1，並且呈牢固地固定的移動限制狀態，所以會限制運送板1之往Z軸方向的上方移動。
接著，如圖5之(d)所示，藉由升降活塞43，運送板夾頭42往Z軸方向的上方(箭號VII(14)方向)移動，並且處於收縮的待機狀態。此時，比作用於運送板1之磁力部42m的磁力大的力藉由升降活塞43而負荷於運送板夾頭42，而解除運送板夾頭42與運送板1的磁性固定。再者，由於藉由剝離活塞45而限制運送板1之往Z軸方向的上方移動，所以於積層體L的層間不會被負荷會造成剝離的外力，能夠維持積層體L的積層精度。然後，如圖5之(e)所示，剝離活塞45往Z軸方向的上方(箭號VIII(15)方向)移動，處於收縮的待機狀態。
於本實施型態中，磁力部42m係採用永久磁鐵，惟也可取而代之，改以採用進行ON/OFF控制的電磁鐵時，在剝離活塞45的下端抵接於運送板1之另一側1b的前後時序，從ON控制切換至OFF控制而使磁力消失。
<關於運送板的回收動作>
關於運送板的回收動作，使用圖6之(a)至圖6之(e)區分成回收準備狀態及回收狀態的二個狀態分別進行說明。此外，圖6之(a)至圖6之(c)、圖6之(e)係說明 運送板1之回收動作的剖視示意圖，圖6之(d)係僅顯示於圖6之(c)中的運送板1及積層體L的俯視示意圖。
(回收準備狀態)
首先，如圖6之(a)所示，經由設於積層台51的開放通口而將氣體供給至形成於真空室41內的密閉空間內，以使內部壓力成為大氣壓Pa的方式進行大氣開放。然後，如圖6之(b)所示，運送單元40藉由運送單元驅動機構而往Z軸方向的上方(箭號VI(16)方向)移動之後，沿X軸方向(箭號V(17)方向)從積層台位置D移動至待機位置C。
(回收狀態)
如圖6之(c)所示，運送板回收單元60藉由運送板回收單元驅動機構而沿X軸方向(箭號IX方向)移動，藉此，把持手段61接近運送板1，並且除電手段62接近積層台51。然後，藉由把持手段61，於把持位置G的運送板1被從上下方向把持之後，如圖6之(d)所示，運送板1沿XY平面內(XY軸方向及θ方向)移動。此外，藉由除電手段62將除電空氣i流入運送板1與積層體L之間。
在此，針對使用把持手段61及除電手段62的除電機制進行說明。首先，積層在積層體L之最上部的帶黏著劑的工件Wa與運送板1之間的帶電固定相對於沿Z軸方向的拉伸力為堅強，然而相對於與XY平面平行的剪力，就比較容易產生橫向偏移。因此，如圖6之(c)所示，在積層體L的位置被維持在固定的狀態下，藉由把持手段61使運送板1相對於積層體L往XY平面內滑動。此時，由於藉由除電手段62將除電空氣i流入運送板1與積層體L之間，所以積層 在積層體L之最上部的帶黏著劑的工件Wa與運送板1之間的靜電吸附力隨著從絕緣體之外側朝向內側逐次變弱。藉由反覆進行此滑動及除電空氣i的流入，運送板1從積層體L分離並被回收。結果，如圖6之(e)所示，於積層台51上，帶黏著劑的工件Wa一體地積層於積層體L的最上部。
於本實施型態中，將運送板1從積層體L分離並回收時，由於在積層體L的層間不會被負荷會造成剝離的外力，所以能夠防止空氣混入層間。再者，本實施型態中的工件W係使用帶黏著劑的工件Wa進行了說明，然而也可在改以使用兩側面設有黏著層a及保護層p的工件W時，工件W積層於積層體L之後，剝離位於工件W之上表面側的保護層p。再者，於本實施型態中，於積層體L之層間的黏著劑的黏著力比積層體L與運送板1之間的靜電吸附力大時，運送板1也可藉由把持手段61沿XY平面內移動，而且沿Z軸方向移動。此乃由於即使藉由把持手段61對積層體L負荷Z軸方向的外力，也因積層體L之層間不會剝離，所以能夠防止空氣混入層間且能夠維持積層精度之故。
如以上所述，已說明了關於將一片工件W積層於積層體L的積層工序，然而在必須再將工件W積層於積層體L時，係藉由反覆進行必須的片數的積層工序(圖3至圖6)而能夠形成所希望的積層體L。
1:運送板
10:翻轉單元(翻轉手段)
11:翻轉台
20:帶電單元(帶電手段)
21:荷電粒子照射部
30:對準單元(對準手段)
31:對準台
32:設置區塊
33:XY θ軸電動致動器
34:對準攝像單元
40:運送單元(運送手段)
41:真空室
41s:周壁
41t:上壁
42:運送板夾頭
42h:貫穿孔
42m:磁力部
43:升降活塞
44:導軸部
45:剝離活塞
50:積層單元
51:積層台
60:運送板回收單元(運送板回收手段)
61:把持手段
62:除電手段
100:真空積層裝置
A:帶電/翻轉位置
B:對準台位置
C:待機位置
c:荷電粒子
D:積層台位置
i:除電空氣

Claims (8)

  1. 一種真空積層裝置，係將複數片工件依序積層者，具備：
    運送板，係保持前述工件；
    對準手段，係固定支撐前述運送板，並且進行前述運送板所保持的前述工件的對位；
    積層手段，係於真空下將已對位的前述工件積層於積層台上；及
    運送手段，係移動於前述對準手段與前述積層手段之間，於前述工件保持於前述運送板的狀態下，固定支撐前述運送板，並且將前述工件從前述對準手段運送至前述積層手段；
    前述運送板係可與前述對準手段及前述運送手段各自拆裝，且係將前述工件帶電固定於一側，另一側與前述運送手段磁性固定。
  2. 如請求項1所述之真空積層裝置，其中，前述運送板係由磁性體構成，並且前述運送板的一側設有絕緣體。
  3. 如請求項1所述之真空積層裝置，其中，前述運送板係將與具有黏著性之前述工件的第一面為相反之側之非黏著性的第二面予以帶電固定。
  4. 如請求項1所述之真空積層裝置，其中，前述對準手段係具備對準台及設於前述對準台上的設置區塊，
    前述運送板係以使前述工件與前述對準台呈非接觸狀態的方式載置於前述設置區塊。
  5. 如請求項1所述之真空積層裝置，其中，使前述運送手段抵接於前述積層手段而形成密閉空間，並且於設成真空下的前述密閉空間內，藉由前述運送手段使前述運送板移動而將前述工件積層。
  6. 如請求項1所述之真空積層裝置，其更具備運送板回收手段，
    前述運送板回收手段係可對前述運送板進行除電而將前述運送板自前述工件剝離，並將前述運送板回收。
  7. 一種積層體的製造方法，係將複數片工件依序積層，該積層體的製造方法包含：
    將前述工件帶電固定於前述運送板之一側的步驟；
    於將前述運送板固定支撐於對準台的狀態下，進行被前述運送板帶電固定的前述工件之對位的步驟；
    在將前述工件帶電固定於前述運送板之一側的狀態下，將前述運送板的另一側磁性固定，並將已對位的前述工件自前述對準台運送至積層台的步驟；及
    於真空下，將已對位的前述工件積層於前述積層台上的步驟。
  8. 如請求項7所述之積層體的製造方法，其中，前述運送工件的步驟係使前述運送板磁性固定於具有上壁及側壁的真空室內，且藉由使前述真空室抵接於前述積層台而形成密閉空間。
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