JP4268091B2

JP4268091B2 - 部品保持具

Info

Publication number: JP4268091B2
Application number: JP2004141761A
Authority: JP
Inventors: 敦小森; 雄吾八子
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP2005327758A

Description

この発明は、シリコンウエハ、フレキシブルプリント基板、セラミックコンデンサー、コイルフィルター等の比較的小型の電子部品等を加工する際の保持又は加工後に搬送する際に用いる部品保持具に関する。

従来から、シリコンウエハ、フレキシブルプリント基板、セラミックコンデンサー、コイルフィルター等の小型の電子部品のうち、薄板状のものは破損し易かったり、３次元形状のものは転倒し易いため、その加工中においては保持具に固定して、研磨、パターニング、ダイシング等の加工を行っている。そして、複数の加工が別の場所で行われる小型の電子部品にあっては、その工程間の電子部品の搬送に際しても保持具に固定した状態で移動される。つまり、このような部品保持具にあっては、加工中及び搬送中において電子部品が勝手に移動して重なり合ったり、転倒しないように固定され、電子機器本体に組み込むための組立作業時には容易に取り外し可能であることが要求される。

このような部品保持具としては、従来から、ベース材の表面に高さの等しい凸状体を多数形成し、この凸状体上に電子部品を載置し真空吸着するタイプの保持具がある（特許文献１を参照のこと）。また、表面が粘着性を有する弾性部材で構成され、その粘着力により部品をその弾性部材表面に密着保持する保持具（特許文献２を参照のこと）がある。

以上のような従来の部品保持具のうち、真空吸着タイプのものについては、加工中常に吸引状態を保つ必要があり、保持具自体の構造、製法が複雑で高価なものであった。また、表面が粘着性を有する弾性部材で構成されたものについては、その弾性部材表面全体に粘着力があり、すべての位置において部品が密着してしまうため、粘着面との接触表面積が大きい部品の場合には取り外し難かった。そのため、取り外しの際に部品を保持具自体に衝突させてしまうことが生じ、特に部品が電子部品の場合には割れや欠け等の破損事故を起こすおそれがあった。また、電子チップ等の小さな塊状のものにおいては、粘着性を有する弾性部材表面から取り外す場合に、ヘラ状物でスクレープするが、その際弾性部材の表面が削られることになり保持具自体の耐久性が劣るという問題があった。
特開２０００−２８６３２９号公報特公平０７−０９３２４７号公報

そこで、この発明は、加工中又は搬送中には十分な保持力で部品を保持固定でき、完成後には部品を容易に取り外すことのできて、部品を破損させることのない、部品の加工及び搬送に使用する部品保持具を提供することを課題としている。

以上のような課題を実現するため、請求項１に係る部品保持具は、上面に少なくとも一つの凸状体を有するベース部と、前記凸状体と隔ててその外側を囲う周壁部と、前記凸状体の頂部及び前記周壁部の頂部と下面で密着固定し、かつ上面に粘着部を有する粘着シート部材と、該粘着シート部材と前記ベース部及び前記周壁部によって形成される空隙部に連通する通気孔を備えた部品保持具であって、前記凸状体の頂部と対応させた前記粘着シート部材の上面部位には、前記粘着部よりも弱い粘着力を有する弱粘着部又は非粘着部を形成されており、前記空隙部内の気体を前記通気孔を介して外部から吸引することで、前記粘着シート部材の前記空隙部に対応する部位が前記ベース部の下面側に弾性変形するようにしたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記粘着シート部材の下面には、前記空隙部を埋めて前記粘着シート部材の下面に密着する連続気泡構造からなる弾性部材を設けていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記粘着シート部材は、シリコーンゴムで形成されていることを特徴としている。

この発明は以上のような構成を有するため、請求項１に記載の発明によれば、部品の加工時或いは搬送時には粘着シート部材の表面の粘着部でしっかりと保持されるので、部品が移動して部品同士が重なり合ったり、転倒するようなことがない。また、組立等の際の部品を保持具から取り外すときには、ベース部に設けられた通気孔を介して空隙部の気体を吸引することで、粘着シート部材の上面の粘着部に対応した部位がベース部の下面側に弾性変形して部品から引き剥がされる。このとき、部品が接触している粘着シート部材の上面は、凸状体に対応した弱粘着部又は非粘着部の部位であるから、粘着部の強い粘着力に打ち勝つための力を必要とせずに部品を取り外すことができるので、誤って部品を部品保持具に当てて破損させるようなことがない。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、空隙部を弾性部材が埋めているため、空隙内の気体の吸引を解除した場合に、弾性部材の復元力により粘着シート部材の形態が迅速に初期状態に復帰できることになるから、保持具への部品の取り付け取り外し作業のサイクルタイムを短くすることできる。そのため、部品の生産性を上げることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、シリコーンゴムを粘着シート部材として利用しているため、粘着シート部材の上面に紫外線照射等の簡単な処理で非粘着部を形成できると共に、シリコーンゴム自体が耐久性材料であるため、安価で耐久性に優れてた部品保持具を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態に係る部品保持具について、図面に従って説明する。

この発明の実施の形態に係る部品保持具１は、図１乃至３に示したように、矩形状の剛性を有するベース部２の上面に同一の高さの複数の凸状体３が形成されている。また、ベース部２の上面には、凸状体３と距離を置いて、凸状体３の周りを囲むようにして凸状体３の高さと等しい高さを有する周壁部４が形成されている。この周壁部４及び凸状体３は、ベース部２を加工してベース部２と一体に形成してもよいし、或いは別々に加工された凸状体３及び周壁部４をベース部２の表面に接着固定して一体化してもよい。

隣り合う凸状体３同士の間の隙間５には、この隙間５を埋めるようにして連続気泡構造の弾性部材６が設けられており、ベース部２には弾性部材６と連通する通気孔７が設けられている。

ベース部２に形成される通気孔７は、弾性部材６に内包される気体を吸引するためのものであり、弾性部材６中の気泡連続性の不完全さを補う目的や、吸引効率の向上を目的として、複数個形成することが好ましく、また、大きさは、小さすぎると吸引効率が悪くなり、また、大きすぎると後述する粘着シート部材８の平面性の形成に悪影響を及ぼすおそれがあるため、弾性部材６に接する側の面において直径が０．２〜３ｍｍ程度とすることがよい。部品Ｐの密着を解除する際に吸引テーブル９側となる面における通気孔７の大きさは、吸引効率、吸引テーブル９の通気孔との位置合わせの容易さから大きい方が望ましい。そこで、弾性部材６側の通気孔７の断面積を小さくし、吸引テーブル９側の通気孔７の断面積を大きくして、通気孔７の縦断面を台形状、ロート状とすることができる。また、ほぼ全面がメッシュ状に形成された構造の吸引テーブル９を用いれば、特に正確な位置合わせを必要とせず取り扱いは容易である。

通気孔７の断面形状は特に限定されるものではなく、円形、多角形、スリット状等適用可能であるが、加工の容易さからは円形が好ましい。また、ベース部２として多孔質セラミック等の多孔質板を用いれば、特段に孔加工をする必要はないが、この場合、側面は空気が漏れないように密閉することが望ましい。

通気孔７の形状は特に限定されるものではなく、円形、多角形、スリット状等適用可能であるが、加工の容易さからは円形が好ましい。また、ベース部２として多孔質セラミック等の多孔質板を用いれば、特段に孔加工をする必要はないが、この場合、側面は空気が漏れないように密閉することが望ましい。

凸状体３の頂部と周壁部４の頂部とは同一平面上に位置し、それらの上には上面が粘着性を有する粘着シート部材８が設けられている。これにより、凸状体３と周壁部４との隙間５と粘着シート部材８とで密閉された空隙部１０が形成されることになる。

粘着シート部材８の下面は、凸状体３の頂部及び周壁部４の頂部と接着固定されている。凸状体３の頂部に対応した凸状体３の直上の粘着シート部材８の上面には、凸状体３の頂部の平面形状とほぼ等しい形状をした弱粘着部又は非粘着部１１が形成されている。粘着シート部材８の下面と弾性部材６の上面とは密着していればよく、必ずしも互いが接着されていなくともよい。要は、通気孔７から空隙部１０内の気体を吸引した際に粘着シート部材８が弾性収縮し、吸引を解除したときの弾性部材６の弾性復元が容易であればよい。

空隙部１０に充填される弾性部材６は、連続気泡を有する必要があるが、連続の程度は、ベース部２に設けられた通気孔７から吸引した際に、弾性部材６が十分に収縮する程度とすればよく、具体的には連泡率５０％以上、好ましくは８０％以上とすることがよい。

弾性部材６は硬すぎると吸引に際して収縮しずらく、また、柔らかすぎると部品Ｐの平面を保持できなくなる恐れがあるため、ＪＩＳＫ６７６７で規定される圧縮硬さを０．００１〜０．５ＭＰａの範囲のものとすることが好ましい。

弾性部材６の厚さは、厚すぎると吸引して密着を解除する際に時間を要し、薄すぎると十分な変位量が得られず、密着解除が十分になされない恐れがあるため、０．３〜５ｍｍの範囲がよく、さらに好ましくは０．５〜３ｍｍの範囲から選択するのがよい。

粘着シート部材８の材質は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン系エラストマー、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合エラストマー等の各種エラストマーを使用することが可能であるが、耐久性や耐候性に優れたシリコーンゴムを使用することが好ましい。

粘着シート部材８は、粘着シート部材８の上面に粘着部１２と弱粘着部又は非粘着部１１とが形成されており、ゴム硬度５〜６０（ＪＩＳＡ）程度、厚さ０．０５ｍｍ〜２ｍｍ程度のエラストマーからなり、中心線平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１）３．２μｍ以下程度に形成される。

粘着シート部材８のゴム硬度が、上述の範囲を下回ると、密着力が強くなり過ぎ、密着解除が十分になされない危険があり、逆に上述の範囲を上回ると、密着力が弱くなり、十分な保持力が得られないおそれがある。粘着シート部材８の厚さが、上述の範囲を下回ると、粘着シート部材８自体の機械的強度が低下し、繰り返し耐久性に悪影響を与える恐れがあり、逆に上述の範囲を上回ると、凸状体３に十分追従しなくなり、粘着保持解除が十分になされないおそれがある。粘着シート部材６の密着保持面における表面粗さは、上述の範囲を上回ると、密着力が弱くなり、十分な保持力が得られないおそれがある。

ベース部２は、樹脂材、金属材、セラミック材、ガラス材又はこれらの複合体を使用して板状に形成されている。厚さは、用途により適宜決定すればよいが、単に搬送目的であれば５０μｍ程度以上の厚さがあれば十分であり、部品Ｐの研磨等の加工に使用する場合には、数ｍｍ程度の厚さに形成される。

ベース部２の上面に形成する凸状体３の形状、大きさ及び数等は、図４乃至図７に示したように、部品保持具１上に保持する部品Ｐの大きさ、形状或いは数等によって適宜選択すればよい。

ベース部２の上面に形成する凸状体３の数は、図４のように一つのものから、図１又は図５乃至図７のように多数形成したものでもよい。ベース部２の上面に形成する凸状体３の平面形状は、図６に示したような格子状のもの、或いは図７のように複数の棒状ものであってもよい。図６に示した格子状のものにあっては凸状体３で区切られた各空隙部５には少なくとも通気孔７を一つ設けることになる。

粘着シート部材８の上面の一部を弱粘着部又は非粘着部１１とするには、図８に示したように、粘着性を有するシリコーンゴム材表面の粘着部１２に離型フイルム（図示せず）を介在させてマスキング用部材１３を粘着シート部材８の表面である粘着部１２上に並べて、紫外線Ｓを照射し粘着シート部材８の粘着部１２の粘着力を調整させる方法によればよい。

なお、粘着シート部材８の上面に粘着部１２と弱粘着部又は非粘着部１１とを形成するには、紫外線Ｓを照射する以外に、（１）粘着部１２の上面に粘着性の劣る粘着材（たとえば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等）又は粘着性のない非粘着材をコーティングする方法、（２）弱粘着部又は非粘着部１１を形成する部分の粘着部１２の上面の表面粗さを大きくする方法、（３）粘着シート部材８の代わりに全体を弱粘着シート材又は非粘着シート部材とし、その上面に粘着材をコーティングすることで粘着部１２を形成する方法等が挙げられる。

この発明の実施の形態に係る部品保持具１は、上記のように構成されているので、部品保持具１の粘着シート部材８の上面の粘着部１２に保持固定された部品Ｐを取り外すには、部品保持具１を吸引テーブル９上にセットして、ベース部２に設けられた通気孔７を介して空隙部１０を埋めている弾性部材６中の気体を吸引すると、弾性部材６は高さ方向に収縮して、この上に配設された粘着シート部材８は凸状体３の外形に追従して変形し、部品Ｐの下面と粘着シート部材８との間に空間が形成される。さらに、この凸状体３の頂部と対応する部位の粘着シート部材８の上面部位には弱粘着部又は非粘着部１１が形成されているので、部品Ｐは弱粘着部又は非粘着部１１で支えられた状態になるため、粘着シート部材８の上面と部品Ｐとの粘着保持力は弱められ又は完全に解除される。したがって、この状態では粘着シート部材８から部品Ｐを容易に取り外すことができるから、取り外し作業中に誤って部品Ｐを部品保持具１に当ててしまうことがなくなり、結果として、部品を破損することない。

なお、上記実施の形態では、吸引を解除した際の粘着シート部材８の弾性復元の時間を速めるため、又は粘着シート部材８の平坦度を維持するために、粘着シート部材８の粘着部１２の直下に位置する空隙部１０に連続気泡構造からなる弾性部材６を充填しているが、弾性部材６を使用するか否かは、使用する部品の形状、大きさ、数とベース部２に形成する凸状体３及び周壁部４の形状、大きさ、数との関係の他、粘着シート部材８の弾性性能等を勘案して、適宜決定すればよい。部品Ｐがシリコンウエハのようにある程度の大きさをした薄板状のものであって、部品Ｐを支える凸状体３の数及び凸状体３同士の隙間５を狭くした場合には、その隙間５にできる空隙部１０に弾性部材６を充填しなくとも使用できる。

また、粘着シート部材８を導電性材料で成形すれば、保持される電子部品等に対する静電対策が可能となる。

この発明の実施の形態に係る部品保持具を示した要部平面図である。同実施の形態に係る部品保持具に部品を保持した状態を示した図１のＡ−Ａ線に沿った要部拡大断面図である。同実施の形態に係る部品保持具に保持した部品を取り外すために粘着部の保持力を解除した状態を示した図１のＡ−Ａ線に沿った要部拡大断面図である。同実施の形態に係る部品保持具のベース部の異なる態様を示した概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図である。同実施の形態に係る部品保持具のベース部のさらに異なる態様を示した概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図である。同実施の形態に係る部品保持具のベース部のさらに異なる態様を示した概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図である。同実施の形態に係る部品保持具のベース部のさらに異なる態様を示した概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図である。同実施の形態に係る粘着シート部材の上面に非粘着部を形成するためにマスキング材をセットした状態を示した要部拡大断面の概念図である。

符号の説明

１部品保持具
２ベース部
３凸状体
４周壁部
５隙間
６弾性部材
７通気孔
８粘着シート部材
９吸引テーブル
１０空隙部
１１非粘着部
１２粘着部
１３マスキング用部材
Ｐ部品
Ｓ紫外線

Claims

上面に少なくとも一つの凸状体を有するベース部と、前記凸状体と隔ててその外側を囲う周壁部と、前記凸状体の頂部及び前記周壁部の頂部と下面で密着固定し、かつ上面に粘着部を有する粘着シート部材と、該粘着シート部材と前記ベース部及び前記周壁部によって形成される空隙部に連通する通気孔を備えた部品保持具であって、
前記凸状体の頂部と対応させた前記粘着シート部材の上面部位には、前記粘着部よりも弱い粘着力を有する弱粘着部又は非粘着部を形成されており、前記空隙部内の気体を前記通気孔を介して外部から吸引することで、前記粘着シート部材の前記空隙部に対応する部位が前記ベース部の下面側に弾性変形するようにしたことを特徴とする部品保持具。
前記粘着シート部材の下面には、前記空隙部を埋めて前記粘着シート部材の下面に密着する連続気泡構造からなる弾性部材を設けていることを特徴とする請求項１に記載の部品保持具。
前記粘着シート部材は、シリコーンゴムで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品保持具。