JP2016155355A - フィルムの真空ラミネート装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】投入される基板14aの長さに応じて貼り付ける積層フィルム21の長さを変えるために、ラミネート前に基板14aの長さを測定し、ハーフカット位置とラミネーションロール26近傍に設けたナイフエッジ部24との間に、測定した基板14aの長さに応じて積層フィルム21の保持長さを変えるフィルム長さ調整機構23を備え、このフィルム長さ調整機構23により積層フィルム21の保持長さを変えた保護フィルム27を剥離する前の積層フィルム21を、貼り付ける積層フィルム21の長さ位置にてハーフカットし、フィルム搬送手段20、29により積層フィルム21を、保護フィルム27によって連続した状態で、ナイフエッジ部24まで搬送するようにする。
【選択図】図1
Description
基板の小型化に対しては、基板に形成するパターンの微細化と基板の多層化とが進められ、軽量化に対しては、基板の薄型化が進められている。
ここでパターンの形成は、主にフォトリソグラフィ工程と呼ばれるもので、銅張積層板に感光性ドライフィルム等の積層フィルムをラミネートし、その後に、露光、現像、エッチング又はメッキ処理を行い、パターンを形成するものである。
以下、この感光性ドライフィルム等を積層フィルム(本明細書において、単に、「フィルム」という場合がある。)と称する。
積層フィルムを真空中でラミネートする目的は、ラミネート時に貼り付ける基板表面と積層フィルムの間に、密着不良の原因となる微小な気泡を混入させないためであるが、近年、パターンの微細化に伴い、平坦な銅張積層板にラミネートする場合、基板表面の微細な凹凸に微小気泡(直径10μmレベル以下)が混入することで不良の原因となるため、真空ラミネート装置を用いるようにしている。
この粗面部の凹部に接着成分を含むレジストが侵入することで、基板との密着力が向上する。これをアンカー効果と称している。
この粗面加工に起因して、大気中でのラミネートは、加圧不均一による粗面凹部へのレジスト押し込み不足や加熱不均一によるレジストの溶融不足等で、粗面凹部に微小気泡が残存する。真空中でのラミネートは、粗面凹部にレジストの侵入を阻む大気がないため、レジストの埋め込み性が大幅に改善するものである。
微小気泡の有無を左右する要因として、ラミネート時の真空度が大きな要因であることが、評価試験にて解明されつつある。一例として、パターンのライン(導体幅)&スペース(導体間の隙間)25μmレベル以下では、真空度1.3kPa以下が好ましいとされている。
また、今後量産化される、ライン&スペースが10μmレベル以下では、0.5kPa以下の高い真空度が要求されるものと考える。
このため、従来にない高真空下でのラミネート装置が要求されるが、現状、市場に高真空で生産性のよい真空ラミネート装置が見当たらないという課題がある。
このため、完全に真空シールしている構造でなく、リーク量を上回る大容量の真空ポンプを使用しないと、真空度0.5kPa以下の真空度を保つことが困難であると考えられる。
また、基板搬入・搬出及び積層フィルム導入の都度に、大容量の減圧室を大気開放及び真空引きを行わなければならず、ラインの処理速度が大幅に低下することが予想される。
この対策として、真空室入口部で基板温度を測定し、ラミネート速度を低下させて、レジスト加熱時間を長くすることで対応可能であるが、生産性が低下する。
なお、積層フィルムメーカの一般的な推奨条件は、基板の予備加熱温度を、ラミネート前の基板温度で、50〜60℃を推奨しており、また、ラミネート速度は約3m/minを推奨している。
より具体的には、
1.不良低減及びラミネート処理速度向上で生産性向上
(1)高い真空度(0.5kPa以下)でラミネートするため、不良要因となる微小気泡の混入を防止できる。
(2)真空室に設置の基板加熱機構にて、ラミネート前の基板温度の低下防止及び基板温度を一定化することで、レジストの密着力低下に対するラミネート品質を安定化することができる。また、基板温度の低下防止で、ラミネート速度を向上でき、生産性を向上することができる。
(3)基板加熱機構の出口で、基板温度を測定し、温度測定結果を基板加熱機構にフィードバックすることで、基板温度を安定化しラミネート品質を向上させることができる。
2.その他の効果
(1)真空中で積層フィルムをラミネートする場合、装置駆動部等から発生する浮遊異物を、真空引きにより真空室から除去することができ、積層フィルムと基板の間に混入する浮遊異物がなくなり、製品不良を低減することができる。
(2)真空中でラミネートするため、大気中に含まれる水分もなくなることで、積層フィルムと基板の間に混入する水分もなくなり、レジストの密着力向上と、配線パターンの主な材料である銅の表面の酸化防止効果がある。
このフィルムの真空ラミネート装置は、大気から基板を投入する入口室1と、真空中で基板を予備加熱し、ラミネートする真空室2と、真空室2から大気に基板を搬出する出口室3及びこれらを制御する図示していない制御装置から構成される。なお、真空室2内のフィルムラミネート部は、上下対称のため、下側の符号を省略する。
真空状態にするため、基板搬入ゲート弁4を閉じ、真空ポンプ8にて真空引きを行い、入口室1を真空状態にする。
入口室1が真空室2とほぼ同じ真空度で、基板入口ゲート弁5を開き、基板を真空室2の基板加熱機構コンベア部16に搬入する。
基板投入コンベア部19では、図示していない基板整列装置等により、積層フィルム21のフィルム幅に合わせて基板幅方向が整列される。
また、基板14c先端のラミネート開始位置の停止は、指定された基板貼り付け位置に積層フィルムを貼り付けるために、図示していない制御装置で基板投入コンベア部19の停止位置を制御する。
このとき、ハーフカットユニット22は、投入された基板14cの貼り付け長さに応じた位置でハーフカットするため、積層フィルムをフィルム引き出し調整ユニット(フィルム長さ調整機構)23を図示していない駆動装置を用いて移動させる。
また、保護フィルム27の巻き取りは、保護フィルム送りロール28にて保護フィルム27を引き出し、保護フィルム巻取ユニット(フィルム搬送手段)29にて巻き取り回収する。この保護フィルム送り速度は、ラミネーションロール26のラミネート速度と同期するように保護フィルム送りロール28の回転をサーボモータ等で制御する。
このとき、出口室3では基板14dを受け取るため、ラミネート中に大気開放弁12cを閉じて、真空仕切り弁10cを開いて真空引きを行い、真空室2と出口室3の真空度がほぼ同圧にて、真空仕切り弁10cを閉じる。
運転準備として、真空室2及び出口室3を真空にするため、真空仕切り弁10b、真空仕切り弁10c及び真空バイパス弁11bを開いて、常時真空状態である真空マニホールド9から真空引きを行う。真空バイパス弁11bを開くのは、基板出口ゲート弁6を開閉するため、真空室2と出口室3の真空度をほぼ同圧にするものである。
また、基板入口ゲート弁5の前後真空室で差圧が発生すると、弁で塞ぐ開口面に押し付け力が発生し、ゲート弁の開動作ができないためである。
この真空仕切り弁は、メーカから商品化(商品名「ゲートバルブ」等)されており、開動作時の差圧は少ない方がよく、メーカ推奨として差圧約3.9kPa以下である。
また、基板加熱機構コンベア部16の図示していない基板位置検出器にて、基板14bを基板加熱機構17a、17b内に停止させる。
また、基板の温度分布を均一化するため、ヒータゾーンは、基板流れ方向で上流・中流・下流と3分割し、幅方向で基板両端及び中央の3分割とし、合計9分割のゾーン分割し、温度制御することが好ましい。
例として、ライン速度により基板加熱時間を一定化し、事前確認用のサンプル基板の温度測定値を参考に温度調節器の設定値を決めて、実際に流れる基板温度の測定値との偏差をフィードバックして、遠赤外線ヒータ等を温度制御するものである。
非接触式方式の温度検出方法の例として、真空室2内に温度検出器用気密ボックスを設置し、その覗き窓からガラス越しに、放射温度計(物体から放射される黒体輻射と呼ばれる赤外線の量を計測し、温度に換算)にて測定するものである。
ラミネーションロール26の上下ロールを図示しないエアーシリンダ等を用いて、積層フィルム先端25の位置で基板14cを挟んで、ラミネーションロール26をクランプし、クランプした状態でラミネーションロール26を回転駆動する。回転駆動源は、図示していないサーボモータ又は速度コントロールモータ等を使用し、ラミネート動作を開始する。
このとき、基板搬出コンベア部31の搬送速度は、ラミネート速度と同期するものである。
また、配線パターン形成の最終工程で、配線の表面保護のため感光性ソルダーレジストフィルム(絶縁フィルム)をラミネートする工程があるが、既にパターン形成済みのため、基板表面は、配線パターン高さの凹凸があり、大気中のラミネートでは基板とレジスト間で気泡が残る課題があり、現在真空プレス装置で対応しているが、真空室を基板投入毎に大気開放しているため、処理速度が遅い課題がある。この真空プレス装置の代替え装置として用途がある。
2 真空室
3 出口室
4 基板搬入ゲート弁
5 基板入口ゲート弁
6 基板出口ゲート弁
7 基板搬出ゲート弁
8 真空ポンプ
9 真空マニホールド
10a、10b、10c 真空仕切り弁
11a、11b 真空バイパス弁
12a、12b、12c 大気開放弁
13a、13b、13c 真空計
14a、14b、14c、14d、14e 基板
15 入口室コンベア部
16 基板加熱機構コンベア部
17a、17b 基板加熱機構
18a、18b 基板温度検出器
19 基板投入コンベア部
20 フィルム巻出ユニット(フィルム搬送手段)
21 積層フィルム
22 ハーフカットユニット
23 フィルム引き出し調整ユニット(フィルム長さ調整機構)
24 ナイフエッジ部
25 積層フィルム先端
26 ラミネーションロール
27 保護フィルム
28 保護フィルム送りロール
29 保護フィルム巻取ユニット(フィルム搬送手段)
30 ラミネート済み積層フィルム
31 基板搬出コンベア部
32 出口室搬出コンベア部
Claims (4)
- 真空室内で、搬送手段により基板を搬送しながら、フィルムを、フィルムから保護フィルムを剥離して、基板に貼り付けるフィルムの真空ラミネート装置において、投入される基板の長さに応じて貼り付けるフィルムの長さを変えるために、ラミネート前に基板の長さを測定し、ハーフカット位置とラミネーションロール近傍に設けたナイフエッジ部との間に、測定した基板の長さに応じてフィルムの保持長さを変えるフィルム長さ調整機構を備え、該フィルム長さ調整機構によりフィルムの保持長さを変えた保護フィルムを剥離する前のフィルムを、貼り付けるフィルムの長さ位置にてハーフカットし、フィルム搬送手段によりフィルムを、保護フィルムによって連続した状態で、ナイフエッジ部まで搬送するようにしたことを特徴とするフィルムの真空ラミネート装置。
- 真空室内を、真空度0.5kPa以下の気密状態にして、フィルムをラミネートすることを特徴とする請求項1記載のフィルムの真空ラミネート装置。
- 真空室内に、ラミネート工程の前工程で基板を加熱するための基板加熱機構を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載のフィルムの真空ラミネート装置。
- 基板加熱機構の出口で基板の温度を測定し、測定した温度を基板加熱機構の温度制御部にフィードバックして、基板の加熱温度を自動制御するようにしたことを特徴とする請求項3記載のフィルムの真空ラミネート装置。
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