WO2015046136A1 - 吸引ヘッドおよびシート取扱装置 - Google Patents

吸引ヘッドおよびシート取扱装置 Download PDF

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suction head
sheet
grooves
green sheet
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茂生 白井
康仁 出水
裕士 正井
拓馬 森下
和寛 田畑
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株式会社 村田製作所
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    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/18Means for removing cut-out material or waste
    • B26D7/1845Means for removing cut-out material or waste by non mechanical means
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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Definitions

  • the present invention relates to a suction head, and more particularly to a suction head having a suction surface for holding a ceramic green sheet.
  • the present invention also relates to a sheet handling apparatus, and more particularly, a substrate having a mounting surface on which a carrier film holding a ceramic green sheet is mounted and a suction surface facing the mounting surface to suck the ceramic green sheet. And a suction head.
  • Patent Document 1 An example of a suction head and a sheet handling apparatus is disclosed in Patent Document 1.
  • a plurality of suction holes to which negative pressure is applied are formed in a distributed manner on the suction surface of the suction head.
  • some of the plurality of suction holes communicate with each other through a suction groove having a semicircular, V-shaped or square cross-sectional shape.
  • JP 2002-254421 A paragraphs 0034 to 0036, 0038, 0054, 0067)
  • the cross-sectional shape of the suction groove is semicircular, V-shaped or square, there is a problem that the suction force is concentrated on the edge of the suction groove and the ceramic green sheet is damaged.
  • a main object of the present invention is to provide a suction head or a sheet handling device capable of suppressing sheet damage due to suction.
  • a suction head according to the present invention (14: reference numeral corresponding to the embodiment; the same applies hereinafter) is a suction head (14) having a suction surface for holding a ceramic green sheet (20), and the suction surface is chamfered.
  • a plurality of grooves (GR, GR, ...) each having a processed widthwise end, and a plurality of suction holes (HL, HL, ...) formed at predetermined intervals on the bottom of each of the plurality of grooves Have
  • the end in the width direction of the groove is chamfered into a curved surface.
  • each edge of the plurality of suction holes is chamfered.
  • the suction hole is connected to a vacuum source through a communication hole larger than the suction hole.
  • the plurality of grooves are evenly arranged in a predetermined direction.
  • a sheet handling device (10) includes a base (12) having a mounting surface on which a carrier sheet (18) holding a ceramic green sheet (20) is mounted, and a suction surface facing the mounting surface.
  • a sheet handling apparatus including a suction head (14) for sucking a ceramic green sheet, wherein the suction surface has a plurality of grooves (GR, GR,,... Each having a chamfered widthwise end portion. ), And a plurality of suction holes (HL, HL,...) Formed at predetermined intervals on the bottom of each of the plurality of grooves.
  • the ceramic green sheet is not directly in contact with the suction hole (bottom part of the groove). Therefore, clogging of the suction holes can be suppressed, and cleaning of the suction head becomes unnecessary (equipment operating rate is improved).
  • FIG. 2 is a diagram when the sheet handling apparatus illustrated in FIG. 1 is viewed in the Y-axis direction, and is an illustrative view showing an example of a state in which a carrier sheet having a ceramic green sheet formed on an upper surface is disposed under a suction head.
  • FIG. 1 It is an enlarged view showing a part of a slot and a suction hole provided in the suction surface of the suction head. It is the enlarged view which expanded further some grooves and suction holes which were provided in the suction surface of the suction head. It is sectional drawing which shows a groove
  • FIG. 1 is an illustration which shows an example of the positional relationship of the groove
  • (B) is the illustration which shows another example of the positional relationship of the groove
  • FIG. It is sectional drawing which shows a part of groove
  • (A) is sectional drawing which shows the cross section of a part of edge of a suction hole
  • (B) is sectional drawing which shows the cross section of the other part of the edge of a suction hole.
  • the sheet handling apparatus 10 of this embodiment includes a rectangular parallelepiped base 12.
  • the X axis, the Y axis, and the Z axis are assigned to the length direction, the width direction, and the height direction of the rectangular parallelepiped forming the base 12.
  • the carrier sheet 18 has a width corresponding to the width of the base 12 and an arbitrary length, and is intermittently conveyed from the negative side to the positive side in the X-axis direction by a conveyance roller (not shown).
  • a ceramic green sheet 20 is entirely formed on the upper surface of the carrier sheet 18.
  • the ceramic green sheet 20 is referred to as “green sheet 20”.
  • a rectangular parallelepiped suction head 14 is disposed above the base 12.
  • the length direction, the width direction, and the height direction of the rectangular parallelepiped forming the suction head 14 are along the X axis, the Y axis, and the Z axis, respectively.
  • the suction head 14 has four side surfaces, and a cutting blade 16 is provided on each side surface.
  • the blade length of the cutting blade 16 coincides with the length or width dimension of the suction head 14.
  • the carrier sheet 18 is intermittently conveyed from the negative side to the positive side in the X-axis direction.
  • a downward suction force is generated on the mounting surface of the base 12, and then the suction head 14 is lowered.
  • the green sheet 20 formed on the upper surface of the carrier sheet 18 is cut by a cutting blade when the suction head 14 is lowered (see FIGS. 2 to 3).
  • the size of the main surface of the sheet piece 22 obtained by cutting matches the size of the suction surface of the suction head 14.
  • the sheet piece 22 is held on the suction surface by the suction force generated in the suction head 14.
  • the downward suction force generated on the mounting surface of the base 12 is released after the sheet piece 22 is held on the suction surface.
  • the suction head 14 is then raised to the original position before the descent.
  • the sheet piece 22 held on the suction surface is peeled off from the carrier sheet 18 and rises as the suction head 14 rises (see FIG. 4).
  • the suction force generated in the suction head 14 is released when the sheet piece 22 is moved to another process.
  • a plurality of grooves GR are formed on the suction surface of the suction head 14. All the grooves GR extend parallel to the X axis and are arranged at equal intervals in the Y axis direction. As can be seen from FIGS. 6 to 7, a plurality of suction holes HL are formed at predetermined intervals in the bottom of each of the grooves GR.
  • the direction in which the grooves GR are arranged is not limited to the Y-axis direction, and may be the X-axis direction, or may be inclined by 45 ° with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the opening shape of the suction hole HL is circular, and the diameter of the suction hole HL is smaller than the width of the groove GR. Further, the center of the suction hole HL overlaps the center in the width direction of the groove GR. Further, as can be seen from FIG. 8, the bottom of each of the grooves GR is curved in an arcuate shape when viewed from the X-axis direction.
  • Each of the suction holes HL is connected to a vacuum source (not shown) through a communication hole HLw having a diameter larger than that of the suction hole HL. If the diameter of the communication hole HLw is made larger than the diameter of the suction hole HL, the response at the time of switching the suction ON / OFF becomes faster.
  • FIG. 9A shows an enlarged view of the region E1 indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 8, and FIG. 9B shows an enlarged state of the region E2 indicated by the alternate long and short dashed line in FIG. Further, as shown in FIG.
  • the sheet piece 22 sucked by the suction head 14 is held on the suction surface with a space between the sheet piece 22 and the suction hole HL.
  • the depth of the groove GR is appropriately designed such that the green sheet 20 and the suction hole HL do not come into contact when the green sheet 20 is sucked at a predetermined vacuum pressure.
  • the carrier sheet 18 holding the green sheet 20 is placed on the placement surface of the base 12.
  • the suction head 14 has a suction surface facing the placement surface, and is disposed above the placement surface.
  • the suction surface is formed with a plurality of grooves GR that extend in parallel with end portions in the width direction that form curved surfaces by chamfering.
  • a plurality of suction holes HL are formed at predetermined intervals at the bottom of each of the plurality of grooves GR.
  • the green sheet 20 is cut into sheet pieces 22 by the cutting blade 16 when the suction head 14 is lowered. A suction force is generated in the suction hole HL, and the cut sheet piece 22 is sucked by the suction head 14. As a result, the sheet piece 22 is peeled from the carrier sheet 18.
  • a plurality of grooves GR having chamfered end portions in the width direction are formed on the suction surface, and a plurality of suction holes HL are formed at the bottom of each groove GR. Therefore, the force applied to the green sheet 20 when sucking the green sheet 20 is alleviated by the width direction end of the groove GR. Thereby, sheet damage due to suction can be suppressed.
  • the sheet piece 22 is not directly in contact with the suction hole HL (that is, the bottom portion of the groove GR). Thereby, clogging of the suction holes HL can be suppressed, and the number of cleanings of the suction head 14 can be reduced. (The capacity utilization rate is improved).
  • the suction area increases when suction is performed in the groove GR, a desired suction force can be ensured even if the number of suction holes HL is small. Thereby, the cost for processing the suction head 14 can be suppressed.
  • the suction hole HL should be formed so that its center overlaps the center of the groove GR in the width direction.
  • the formation position of the suction hole HL is the width of the groove GR.
  • the center of the direction may deviate (see FIGS. 11A to 11B).
  • the distance from the inner edge of the curved surface chamfered at one end in the width direction of the groove GR to the inner edge of the curved surface chamfered at the other end in the width direction of the groove GR is “Wgr”
  • the diameter of the suction hole HL is “ When defined as “Dhl”, the allowable deviation amount is “Wgr / 2 ⁇ Dhl / 2”.
  • a region E3 indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 forms a curved surface shown in FIG. 13A
  • a region E4 indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 forms a curved surface shown in FIG.

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Abstract

 吸引時におけるセラミックグリーンシートのダメージを抑制する吸引ヘッドを提供する。吸引ヘッド14の吸引面には、面取り加工を施された幅方向端部を有して平行に延びる複数の溝GRが形成される。また、複数の溝GRの各々の底部には、複数の吸引穴HLが所定間隔で形成される。セラミックグリーンシート20を吸引する際にセラミックグリーンシート20にかかる力が、溝GRの幅方向端部によって緩和される。

Description

吸引ヘッドおよびシート取扱装置
 この発明は、吸引ヘッドに関し、特に、セラミックグリーンシートを保持するための吸引面を有する、吸引ヘッドに関する。
 この発明はまた、シート取扱装置に関し、特に、セラミックグリーンシートを保持したキャリアフィルムが載置される載置面を有する基盤と、載置面に対向する吸引面を有してセラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッドとを備える、シート取扱装置に関する。
 吸引ヘッドおよびシート取扱装置の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1によれば、負圧が与えられる複数の吸引穴が、吸着ヘッドの吸着面に分散的に形成される。また、複数の吸引穴の一部は、断面形状が半円,V字または角形をなす吸引溝によって連通する。このような吸引溝を形成することで、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから確実かつ容易に剥離することができる。
特開2002-254421号公報(段落0034~0036,0038,0054,0067)
 しかし、吸引溝の断面形状は半円,V字または角形をなすため、吸引力が吸引溝のエッジに集中し、セラミックグリーンシートがダメージを受けてしまうという問題がある。
 それゆえに、この発明の主たる目的は、吸引によるシートダメージを抑制することができる、吸引ヘッドまたはシート取扱装置を提供することである。
 この発明に従う吸引ヘッド(14:実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、セラミックグリーンシート(20)を保持するための吸引面を有する吸引ヘッド(14)であって、吸引面は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有する複数の溝(GR, GR, …)、および複数の溝の各々の底部に所定間隔で形成された複数の吸引穴(HL, HL, …)を有する。
 好ましくは、溝の幅方向端部は曲面状に面取り加工されている。
 好ましくは、複数の吸引穴の各々の縁は面取り加工を施されている。
 好ましくは、吸引穴は、吸引穴よりも大きい連通穴を介して真空源に接続される。
 好ましくは、複数の溝は所定方向に均等に並んでいる。
 この発明に従うシート取扱装置(10)は、セラミックグリーンシート(20)を保持したキャリアシート(18)が載置される載置面を有する基盤(12)、および載置面に対向する吸引面を有してセラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッド(14)を備えるシート取扱装置であって、吸引面は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有する複数の溝(GR, GR, …)、および複数の溝の各々の底部に所定間隔で形成された複数の吸引穴(HL, HL, …)を有する。
溝の幅方向端部が面取り加工されていることにより、グリーンシートを吸引する際にグリーンシートにかかる力が緩和される。これによって、吸引によるシートダメージを抑制することができる。
 また、吸引されたセラミックグリーンシートと吸引穴との間に溝が介在するため、セラミックグリーンシートが吸引穴(溝の底部)に直接接触することがなくなる。これによって、吸引穴の詰まりを抑制することができ、吸引ヘッドの洗浄が不要となる(設備稼働率が向上する)。
 さらに、溝で吸引した場合は吸引穴の数が少なくても、所望の吸引力を確保することができる。これによって、吸引ヘッドの加工にかかるコストを抑制することができる。
 この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
この発明のシート取扱装置の一部を切り出して示した斜視図である。 図1に示したシート取扱装置をY軸方向に見たときの図であって、セラミックグリーンシートが上面に形成されたキャリアシートを吸引ヘッドの下に配置した状態の一例を示す図解図である。 キャリアシート上のセラミックグリーンシートをカット刃でカットした状態の一例を示す図解図である。 カットされたシート片を吸引ヘッドによって吸引し、キャリアシートから剥離した状態の一例を示す図解図である。 吸引ヘッドの形状の一例を示す斜視図である。 吸引ヘッドの吸引面に設けられた溝および吸引穴の一部を示す拡大図である。 吸引ヘッドの吸引面に設けられた溝および吸引穴の一部をさらに拡大した拡大図である。 吸引ヘッドに設けられた溝および吸引穴の一部を示す断面図である。 (A)は溝の幅方向一方端の断面を示す断面図であり、(B)は溝の幅方向他方端の断面を示す断面図である。 シート片が吸引ヘッド14に吸引された状態の一部を示す拡大図である。 (A)は吸引ヘッドに設けられた溝および吸引穴の位置関係の一例を示す図解図であり、(B)は吸引ヘッドに設けられた溝および吸引穴の位置関係の他の一例を示す図解図である。 他の実施例の吸引ヘッドに設けられた溝および吸引穴の一部を示す断面図である。 (A)は吸引穴の縁の一部の断面を示す断面図であり、(B)は吸引穴の縁の他の一部の断面を示す断面図である。
 図1を参照して、この実施例のシート取扱装置10は、直方体状の基盤12を含む。以下では、基盤12をなす直方体の長さ方向,幅方向および高さ方向にX軸,Y軸およびZ軸を割り当てる。
 基盤12の上面(=Z軸方向の正側を向く面:以下では「載置面」と呼ぶ)には、キャリアシート18が載置される。キャリアシート18は、基盤12の幅に相当する幅と任意の長さとを有し、図示しない搬送ローラによってX軸方向における負側から正側に間欠的に搬送される。また、キャリアシート18の上面には、セラミックグリーンシート20が全面的に形成される。以下、セラミックグリーンシート20を「グリーンシート20」と呼ぶ。
 基盤12の上方には、直方体状の吸引ヘッド14が配置される。吸引ヘッド14をなす直方体の長さ方向,幅方向および高さ方向はそれぞれ、X軸,Y軸およびZ軸に沿う。
 吸引ヘッド14には4つの側面があり、それぞれの側面には、カット刃16が設けられる。カット刃16の刃長は吸引ヘッド14の長さ方向または幅方向の寸法と一致する。
 X軸方向における負側から眺めたとき、カット刃16の先端部分は、吸引ヘッド14の下面(=Z軸方向の負側を向く面:以下では「吸引面」と呼ぶ)よりもZ軸方向の負側に突出する。Y軸方向から眺めたとき、カット刃16の先端部分は鋭角をなす。
 上述のように、キャリアシート18はX軸方向における負側から正側に間欠的に搬送される。1回の搬送が完了すると、基盤12の載置面に下向きの吸引力が発生し、次に吸引ヘッド14が降下する。キャリアシート18の上面に形成されたグリーンシート20は、吸引ヘッド14が降下したときにカット刃によって切断される(図2~図3参照)。切断によって得られたシート片22の主面の大きさは吸引ヘッド14の吸引面の大きさと一致する。
 グリーンシート20の切断が完了すると、シート片22は吸引ヘッド14に発生した吸引力によって吸引面に保持される。基盤12の載置面に発生した下向きの吸引力は、シート片22が吸引面に保持された後に解除される。
 吸引ヘッド14はその後、降下前の元の位置まで上昇する。吸引面に保持されたシート片22はキャリアシート18から剥離され、吸引ヘッド14の上昇に伴って上昇する(図4参照)。こうして剥離されたシート片22は、別の工程(=積層工程)に移される。吸引ヘッド14に発生した吸引力はシート片22を別の工程に移すときに解除される。
 図5を参照して、吸引ヘッド14の吸引面には、複数の溝GRが形成される。溝GRはいずれもX軸に対して平行に延び、かつY軸方向に均等間隔に並ぶ。また、図6~図7から分かるように、溝GRの各々の底部には、複数の吸引穴HLが所定間隔で形成される。なお、溝GRの並ぶ方向はY軸方向に限られず、X軸方向であってもよいし、X軸方向およびY軸方向に対して45°傾いていてもよい。
 吸引穴HLの開口形状は円状であり、吸引穴HLの直径は溝GRの幅よりも小さい。また、吸引穴HLの中心は、溝GRの幅方向における中央と重なる。さらに、図8から分かるように、溝GRの各々の底部はX軸方向から眺めて弓形に湾曲する。また、吸引穴HLの各々は、吸引穴HLよりも径の大きい連通穴HLwを介して真空源(図示省略)に接続される。吸引穴HLの径よりも連通穴HLwの径を大きくすると、吸引ON/OFFの切り換え時のレスポンスが早くなる。
 溝GRの幅方向両端は、面取り加工(R加工)を施される。図7に描かれた斜線は、面取り加工を施された部分を示す。面取り加工では、端部をなす角が落とされ、かつ曲面仕上げが施される。この結果、X軸方向から眺めたとき、溝GRの幅方向両端は曲面をなす。参考までに、図8に一点鎖線で示す領域E1を拡大した状態を図9(A)に示し、図8に一点鎖線で示す領域E2を拡大した状態を図9(B)に示す。また、吸引ヘッド14によって吸引されたシート片22は、図10に示すように、シート片22と吸引穴HLとの間に空間を有する状態で、吸引面に保持される。溝GRの深さは、グリーンシート20が所定の真空圧にて吸引された際に、グリーンシート20と吸引穴HLとが接触しないような深さに適宜設計される。
 以上の説明から分かるように、基盤12の載置面には、グリーンシート20を保持したキャリアシート18が載置される。吸引ヘッド14は、載置面に対向する吸引面を有して、載置面の上方に配置される。吸引面には、面取り加工によって曲面をなす幅方向端部を有して平行に延びる複数の溝GRが形成される。また、複数の溝GRの各々の底部には、複数の吸引穴HLが所定間隔で形成される。グリーンシート20は、吸引ヘッド14が降下したときにカット刃16によってシート片22に切断される。吸引穴HLには吸引力が生じ、切断されたシート片22は吸引ヘッド14によって吸引される。これによって、シート片22がキャリアシート18から剥離される。
 このように、吸引面には面取り加工を施された幅方向端部を有する複数の溝GRが形成され、各溝GRの底部には複数の吸引穴HLが形成される。したがって、グリーンシート20を吸引する際にグリーンシート20にかかる力が、溝GRの幅方向端部によって緩和される。これによって、吸引によるシートダメージを抑制することができる。
 また、吸引されたシート片22と吸引穴HLとの間に溝GRが介在するため、シート片22が吸引穴HL(つまり溝GRの底部)に直接接触することがなくなる。これによって、吸引穴HLの詰まりを抑制することができ、吸引ヘッド14の洗浄回数を減らせる。(設備稼働率が向上する)。
 さらに、溝GRで吸引した場合は吸引面積が大きくなるため、吸引穴HLの数が少なくても、所望の吸引力を確保することができる。これによって、吸引ヘッド14の加工にかかるコストを抑制することができる。
 つまり、さらに薄いグリーンシートに対応するにはシートダメージを軽減するために微細な吸引穴が多数必要になるところ、微細な吸引穴を多数加工した場合、加工時間がかかりコストが上昇するだけでなくリードタイムも長くなり、生産性が低下する。この実施例のように溝を形成することで、吸引穴の数を抑えることができ、さらに薄いグリーンシートの生産性を高めることができる。
 なお、上述のように、吸引穴HLはその中心が溝GRの幅方向中央に重なるように形成されるべきであるが、精度に限界があるため、吸引穴HLの形成位置が溝GRの幅方向中央からずれる場合がある(図11(A)~図11(B)参照)。ここで、溝GRの幅方向一方端に面取りされた曲面の内側縁から溝GRの幅方向他方端に面取りされた曲面の内側縁までの距離を“Wgr”とし、吸引穴HLの径を“Dhl”と定義すると、許容可能なずれ量は“Wgr/2-Dhl/2”となる。
 ただし、図12に示すように、溝GRの幅方向両端に加えて吸引穴HLの縁に面取り加工(R加工)を施すようにすれば、許容可能なずれ量はさらに拡大される。図12に一点鎖線で示す領域E3は図13(A)に示す曲面をなし、図12に一点鎖線で示す領域E4は図13(B)に示す曲面をなす。
 10 …シート取扱装置
 12 …基盤
 14 …吸引ヘッド
 16 …カット刃
 18 …キャリアシート
 20 …セラミックグリーンシート(グリーンシート)
 GR …溝
 HL …吸引穴

Claims (6)

  1.  セラミックグリーンシートを保持するための吸引面を有する吸引ヘッドであって、
     前記吸引面は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有する複数の溝、および前記複数の溝の各々の底部に所定間隔で形成された複数の吸引穴を有する、吸引ヘッド。
  2.  前記溝の前記幅方向端部は曲面状に面取り加工されている、請求項1記載の吸引ヘッド。
  3.  前記複数の吸引穴の各々の縁は面取り加工を施されている、請求項1または2記載の吸引ヘッド。
  4.  前記吸引穴は、前記吸引穴よりも大きい連通穴を介して真空源に接続される、請求項1ないし3のいずれかに記載の吸引ヘッド。
  5.  前記複数の溝は所定方向に均等に並んでいる、請求項1ないし4のいずれかに記載の吸引ヘッド。
  6.  セラミックグリーンシートを保持したキャリアシートが載置される載置面を有する基盤、および
     前記載置面に対向する吸引面を有して前記セラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッドを備えるシート取扱装置であって、
     前記吸引面は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有する複数の溝、および前記複数の溝の各々の底部に所定間隔で形成された複数の吸引穴を有する、シート取扱装置。
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