説明

積層装置および積層方法

【課題】積層装置および積層方法を提供する。
【解決手段】材料の少なくとも1つの積層箔(L1)を基板箔(L0)に供給するための方法が記載される。本方法は、基板箔(L0)および積層箔(L1)を供給するステップと、積層箔(L1)に弱化部(100)を与えるステップとを含む。弱化部は、積層箔の長手方向に対して横方向(Dtr)に延び、長手方向に沿ってある間隔で離間している。弱化部は、前記間隔の長さ(Δ)よりも実質的に小さな幅(w)を有し、長手方向(Dlong)の積層箔(L1)に張力を与える。これによって、積層箔(L1)が弱化部で伸び、伸びた積層箔(L1)が基板箔(L0)に貼り付けられる。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
種々の製品は、既に供給された構成要素に構成要素を連続的に追加することによって製造される。重要な応用分野は、電子構成要素を箔積層体として製造することである。積層体の連続箔は、電子機能を実行するように互いに接触する電子機能領域を有する。第1の箔は基板箔を形成し、その上に、次の箔、すなわち積層箔が例えば接着によって積層される。前記電子構成要素を製造する際に、連続箔の対応する電子特徴部が互いに正確に接触するように、相互に連続する箔が互いに対して正確に位置決めされることが重要である。
【0002】
適度なレベルで生産コストを保持するように、連続製造ラインで製造工程を行うことができることが望ましい。電子構成要素を箔積層体として製造するとき、これにより、箔を別個のロールから長手方向に供給することと、それらのロールを互いに貼り付けることが必要となる。また、箔は、それらが搬送される力により伸びる傾向がある。伸びの大きさは、箔の周囲温度の影響、例えば箔の厚さの変化による箔の弾性変化等の種々の要因に依存するので予測することが困難である。伸びの大きさは、さらに、箔に付与される特定の電子構造の特性、すなわち、構造が付与される密度と、構造が付与される方向とに依存する。
【0003】
最初にずれを無視できるとしても、小さな偏差が蓄積して、2つの連続箔の間の長手方向への大きなずれになる可能性がある。さらに、箔の小さな変形でも、結果として得られる製品に残留応力が生じることがある。これらの残留応力は製品の性能および信頼性に悪影響を与える。
【0004】
特許文献1は、基板箔および積層箔が相互に位置合わせされる積層装置を記載していることに留意されたい。先行技術文献において、箔の動作は、箔のミシン目と協働するロールの歯によって制御される。引っ張って打つことによって、箔が再び位置合わせされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第98/06576号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、目的は、上記問題を少なくとも部分的に克服する方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様によれば、少なくとも1つの積層箔を基板箔に積層するための方法は、
基板箔を供給するステップと、
積層箔を供給するステップと、
積層箔に弱化部を与えるステップであって、弱化部が積層箔の長手方向に対して横方向に延び、前記弱化部が、長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さよりも実質的に小さな幅を有するステップと、
長手方向の積層箔に対する張力を維持し、これにより、弱化部の積層箔を伸ばすステップと、
伸びた積層箔を基板箔に貼り付けるステップであって、積層箔および基板箔が、積層箔を基板箔に貼り付けて、積層された箔を形成するまで互いに比較的自由に移動することが可能であるステップと、
基板箔に対する積層箔の長手方向の位置を測定することによって、積層箔と基板箔とを位置合わせするステップと、
前記測定された長手方向の相対位置に応じて、積層箔の張力を制御することにより、前記測定を用いるステップと、
積層された箔と搬送設備との間の摩擦によって、積層された箔を搬送するステップとを含む。
【0008】
積層箔の弱化部により、当該箔がその長手方向に伸びることが可能になり、それと共に、基板箔に対する当該箔の不整列の蓄積を防止することが可能になる。さらに、弱化部で可能になった伸びにより、弱化部の間の積層箔の機能領域に加えられる応力が最小化され、それと共に、性能および信頼性に関する負の結果の危険性が低減される。積層された箔は摩擦によって搬送されるので、基板箔に対する積層箔の位置を連続的に制御することができる。基板箔に積層箔が積層された後に、最初の基板箔および積層箔の組み合わせが、次の基板箔、および基板箔への積層物の積層箔として貼り付けられる連続箔として機能することができる。この説明のために、弱化部が設けられる箔を積層箔として示すべきであり、他方のものを基板箔として示すべきである。両方の箔に弱化部が与えられる場合、任意の一方を積層箔として示すべきであり、他方のものを基板箔として示すべきである。新たな箔が箔積層体に加えられる場合、新たな箔に弱化部を与えることが最も実用的である。したがって、その場合、新たな箔が積層箔であり、箔積層体が基板箔である。
【0009】
積層箔の弱化は、弱化前の強度と比較した弱化後の箔の相対強度を示す割合で表すことが可能である。強度は、加えられる力Fと、材料で生じる伸び(弾性または塑性)の大きさとの比率として表される。好ましくは、強度は箔の元の強度の10%〜50%に低減される。強度の低減が実質的に小さく、例えば、元の値の90%の残留強度である場合、弱化部の間の機能領域の応力は大きくなりすぎる傾向がある。強度の低減が実質的に大きく、例えば、元の強度の1%である場合、積層箔の扱いが困難になり、箔が弱化領域で破断する危険性が生じる。
【0010】
積層箔を伸ばして基板箔に貼り付ける工程の直前に弱化部が与えられるかどうか、あるいは積層箔用の材料が、長手方向を有し、かつその方向に対して横方向に延びる弱化部を有する材料の箔として既に供給されており、弱化部が、前記長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さよりも実質的に小さな幅を有するかどうかは無関係である。
【0011】
周囲温度のような環境と材料特性とを考慮して、必要な大きさの張力を算出することが可能である。好ましい実施形態では、積層箔の位置が測定され、長手方向に加えられた張力は前記位置と所望の位置との偏差に依存する。このようにして、弱化部の必要な大きさの伸びを非常に正確に決定することができる。
【0012】
代わりに、積層箔の位置が測定され、積層箔に加えられた弱化の大きさは前記位置と、基板箔に対する所望の位置との偏差に依存する。例えば、偏差の特性に応じて、材料を弱化領域から若干除去してもよい。このようにして、製造工程におよび積層箔に最適なレベルに、積層箔の張力を維持することが可能である。
【0013】
一実施形態では、積層箔および基板箔のマークを用いて、積層箔の位置が測定される。基板箔に対する積層箔の位置の検出を容易にするマークを付与することができる。このようなマークを付与する種々の方法が先行技術で知られている。別個のマークを付与する代わりに、他の目的のための箔に既に存在している特徴部、例えば、箔に存在する電子回路によって形成されたパターンに基づいた位置検出が可能である。
【0014】
種々の方法において、例えば、箔を薄くすることによって、または化学反応により箔を局部的に弱化することによって、積層箔を弱化することが可能である。一実施形態では、積層箔の弱化部は箔のミシン目である。このようにして、弱化の大きさを非常に正確に決定することができる。
【0015】
一実施形態では、積層箔は、比較的弾性である、すなわち低いヤング係数を有する第1の連続層と、比較的非弾性である、すなわち比較的高いヤング係数を有する第2の遮断層とを備える。この組み合わせの層を備える積層箔は、同時押出、積層等によって実現することができる。第2の層の遮断部は、例えばレーザ切断またはナイフ切断によって与えることが可能である。第2の層が遮断される積層箔のそれらの部分は弱化部を形成する。第1の層は、より薄い厚さを有することにより、第2の層に対して比較的弾性であり得る。その代わりにまたはそれに加えて、第1の層は、第2の層の材料よりも本質的に弾性の材料からなり得る。ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフタレート(PEN)は、高いヤング係数を有する適切な材料の例である。低いヤング係数を有する適切な材料は、例えば、ポリエチレン(PE)メタロセン、ならびにエチレンビニルアセテート(EVA)およびエチレンメチルアクリレート(EMA)等のエチレン誘導体である。
【0016】
他の実施形態では、箔を熱軟化させることによって、積層箔の弱化部が与えられる。このため、例えば、レーザ放射によって、または箔と加熱ロッドとを接触させることによって、箔を局部的に加熱し得る。箔に付与された材料の特性に応じて、部分を永久的または一時的に弱化することが可能である。加熱による弾性特性の変化によって、または例えば加熱中に相転移によって引き起こされる塑性変形によって、弱化を生じ得る。応力が箔に加えられる限り、部分を弱化するだけで十分である。
【0017】
一実施形態では、ミシン目は、長手方向に対して横方向に付与される少なくとも第1の一連のミシン目および第2の一連のミシン目として付与され、この場合、第2の一連のものは、第1の一連のものに対して横方向に変位される。この実施形態は、弾性変形を可能にするという利点を有する。残りの材料がパターン化される方法により、ハーモニカ状の変形が可能になる。
【0018】
本発明の別の態様によれば、材料の少なくとも1つの積層箔を基板箔に供給するための装置は、
−基板箔をその長手方向に案内するための第1の設備と、
−積層箔をその長手方向に案内するための第2の設備であって、弱化部が積層箔に与えられ、弱化部が積層箔の長手方向に対して横方向に延び、前記弱化部が長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さよりも実質的に小さな幅を有する第2の設備と、
−長手方向の積層箔に対する張力を維持し、これにより、弱化部の積層箔を伸ばすための設備と、
−積層された箔を形成するために、伸びた積層箔を基板箔に貼り付けるための設備と、
−基板箔に対する積層箔の位置を測定するための設備と、前記測定を用いて張力を制御することによって積層箔と基板箔とを位置合わせするための設備とを備える、基板箔に対する積層箔の位置を制御するための設備と、
−積層された箔を摩擦によって搬送し、積層箔および基板箔が、貼り付けるまで互いに比較的自由に移動することを可能にする設備とを備える。
【0019】
1つ以上のアクチュエータ、すなわち、モータ、例えば回転モータ等の電気機械式変換器要素によって、積層箔の張力を制御することが可能である。アクチュエータは、ガイドロール等の要素を駆動することによって能動的に使用し得るか、またはロールを制動することによって受動的に使用し得る。
【0020】
アクチュエータを制御するための制御設備は、専用のハードウェア、またはプログラムされた汎用プロセッサ、またはそれらの組み合わせを備えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明による装置の第1の実施形態の概略図である。
【図2】本発明による積層箔の図である。
【図2A】図2の積層箔の詳細図である。
【図2B】本発明による積層箔の第1の代替実施形態の詳細図である。
【図2C】本発明による積層箔の第2の代替実施形態の詳細図である。
【図2D】本発明による積層箔の第3の代替実施形態の詳細図である。
【図3】本発明による装置の第2の実施形態の概略図である。
【図4】本発明による装置の第3の実施形態の斜視図である。
【図5】第3の実施形態による装置、したがって、制御設備の概略図である。
【図6】本発明による装置の実施形態で使用するための制御設備のより詳細な図である。
【図7】本発明の種々の実施形態をシミュレーションするために使用されるモデルの図である。
【図8】第1のシミュレーションの結果を示したグラフである。
【図9】第2のシミュレーションの結果を示したグラフである。
【図10】第3のシミュレーションの結果を示したグラフである。
【図11】本発明による方法によって製造された箔積層体を備える最終製品の概略図である。
【図12】本発明による方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図1は、少なくとも1つの積層箔L1を基板箔L0に供給するための装置を概略的に示している。装置は、基板箔L0を案内するための第1の設備10を備える。図示した実施形態において、第1の設備は、基板箔L0を供給するように解かれる第1の供給ロール12を備える。解かれた基板箔は、アイドラロール14に沿ってSラップロール16、17および18、19の第1および第2の対にそれぞれ案内され、前記ロール17がモータ(図示せず)によって駆動される。アイドラロール14は、Sラップロール16〜19に対する所定の角度を基板箔L0に与える。箔L0は、ロール16〜19を介して、箔L0に接着剤を塗布するための接着剤分配ユニット15に案内される。
【0023】
装置は、積層箔L1を案内するための第2の設備30を備える。第2の設備30は、材料の積層箔L1を供給するように解かれる第2の供給ロール32を含む。第2の供給ロール32から、積層箔L1がSラップロール34、35および36、37の第3および第4の対にそれぞれ供給される。箔の張力を制御するために、対のSラップロールのロール34がアクチュエータモータ42によって駆動される。ロール37は、横方向の基板箔に対して積層箔L1を位置決めするように長手方向に対して前記横方向に制御可能に移動可能である横方向のガイドロールである。
【0024】
次に、積層箔L1および基板箔L0は、プレスロール50、51によって共にプレスされ、Sラップロール54、55および56、57の第5および第6の対を介してそれぞれ引っ張られ、前記ロール56はモータ(図示せず)によって駆動される。その後、基板箔L0と、それに貼り付けられた積層箔L1とが貯蔵ロール64に巻き付けられる。ロール54〜57は、積層された箔を摩擦によって搬送するための設備を形成する。積層箔L1および基板箔L0は、プレスロール50、51で貼り付けるまで、互いに比較的自由に移動することが可能である。
【0025】
本発明による装置は、積層箔L1に弱化部を与えるための設備を備える。設備は、制御装置84によって制御されるレーザ82を含む。制御装置84は、レーザ82の強度と、長手方向に対して横方向のレーザの位置とを制御する。さらに、制御装置84は長手方向のレーザ82の位置を制御することが可能である。代わりに、弱化部を与えるための設備として、機械的打ち抜き機を使用してもよい。さらに、レーザまたは他の集中放射線源によって弱化部を与えることは、積層箔L1が連続的に移動することができるという利点を有する。
【0026】
本方法のさらに他の実施形態では、箔L1は、より高いガラス転移温度に局部的に加熱される。
【0027】
材料を加熱して構成する組み合わせを用いることが可能である。このようにして、加熱すべき領域が最小化される。
【0028】
図2に示したように、弱化部100は、積層箔L1の長手方向Dlongに対して横方向Dtrに延びる。弱化部100は、長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さΔよりも実質的に小さな幅wを有する。各間隔内において、積層箔L1が複数の機能領域110を有する。複数の箔L1、L2等を共に貼り付けることによって、互いに貼り付けられた機能領域が、例えば電子回路を形成する。
【0029】
再び図1を参照すると、本発明による装置のSラップロール34、35、36、37は、長手方向の積層箔L1に張力を与えるための設備を形成する。積層箔L1に加えられた張力により、弱化部の積層箔L1に伸びが生じる。プレスロール50、51は、伸びた積層箔L1を基板箔L0に貼り付けるための設備を形成する。箔L0、L1が共にプレスされた後、それらの間に塗布された接着剤が、硬化ユニット53からの紫外線によって硬化される。代わりに、基板箔L0および積層箔L1の少なくとも一方が自己接着箔であってもよい。その場合、接着剤懸濁液ユニット15および硬化ユニット53は不要である。
【0030】
図示した実施形態では、積層箔L1の長手方向の位置が測定され、長手方向に加えられた張力が、前記位置と所望の位置との偏差に依存する。図示した実施形態では、位置はカメラ86、87によって測定され、これらのカメラは、Sロールによって、特に、ロール34および56を駆動するためのモータを制御することによって積層箔L1に加えられる張力の大きさを制御する制御装置88のために、入力信号を供給する。カメラ86は箔L1の横方向の位置を測定し、カメラ87は積層箔L1および基板箔L0の長手方向の位置の差を測定する。さらに、制御装置は、ロール17を駆動するモータを制御することによって基板箔L0の張力を制御することが可能である。積層箔L1のおよび基板箔L0のマークを用いて、積層箔L1の相対位置が測定される。カメラ86による検出を容易にするように、マークには高コントラストが与えられる。さらに、積層された箔の速度がセンサロール60、61によって測定される。
【0031】
図2A、図2Bおよび図2Cには、弱化部のより詳細な図が示されている。図2Aおよび図2Bにおいて、積層箔L1の弱化部は箔のミシン目102によって形成される。図2Aにおいて、ミシン目は横方向に配置された矩形領域である。図2Bにおいて、正方形のミシン目は、長手方向に対して45°の角度で付与される。図2A、図2Bに示した実施形態では、ミシン目は、長手方向に対して横方向に付与される少なくとも第1の一連のミシン目104および第2の一連のミシン目106として付与され、この場合、第2の一連のもの106は第1の一連のもの104に対して横方向に変位される。拡大断面図IIC−IICの図2Cは、異なる実施形態の箔L1の一部を示している。そこで、弱化部100は溝108として箔L1の両面に与えられる。箔L1の片面の連続溝108の間の長手方向において、反対側の箔に溝108が配置される。
【0032】
材料を箔L1から除去することが不要である。代わりに、箔には、図2Dに示したような切り込みを設けてもよい。
【0033】
図3は、本発明による方法を実施するための第2の装置を示している。図1の部分に対応する図3の部分は、図1の参照番号に200を足した参照番号を有する。図3に示した装置は、積層箔L1に弱化部を与えるための設備を有しない。代わりに、弱化部が別個の設備によって既に形成されているロール232が、装置に付与される。図示した実施形態では、ロール219とプレスロール250および251との間に、接着剤分配ユニット215が配置される。例えば1〜10μmの大きさを有しかつ例えば15〜25容量%の割合の導電性粒子を接着剤に設けて、相互に隣接する箔の対応する接点間の導電を容易にすることが可能である。プレスロール250、251によって、箔L0とL1が互いにプレスされ、それらの箔の間の接着剤が、UV放射器253からの放射線によって硬化される。
【0034】
基板箔L0、積層箔L1および別の可能な箔に適切な材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエチレン、およびKAPTON(登録商標)等のポリイミドである。
【0035】
図3に示した実施形態では、装置は第2のカメラ287を有する。この場合、第1のカメラ286に接続された制御システムは、積層箔L1の位置の予測および近似制御を可能にする。第2のカメラ287に接続された制御システムは積層箔L1の精密な位置決めを可能にする。
【0036】
図4は、本発明による装置の第3の実施形態の斜視図を示している。図3の部分に対応する図4の部分は、図3の参照番号に100を足した参照番号を有する。図4に示した実施形態では、装置は、さらに、基板箔のおよび積層箔の長手方向の張力に応じて、積層された箔の長手方向の張力を制御するための制御設備を備える。基板箔L0の張力T0は張力センサ323によって測定され、張力T0は、ロール316を駆動するためのモータ322の制御によって制御される。積層箔L1の張力T1は張力センサ343によって測定され、張力T1は、ロール334を駆動するためのモータ342の制御によって制御される。積層された箔L2の張力T2は、張力センサ373によって測定され、ロール355を駆動するためのモータ372の制御によって制御される。
【0037】
基板箔L0に対して積層箔L1を位置合わせする工程により、基板箔L0の張力T0と積層箔の張力T1とが変化し得る。
【0038】
接着剤の均一な硬化を促進するために、および基板箔L0と積層箔L1との間で低い残留応力を有するために、積層された箔L2の張力T2は、好ましくは、基板箔L0および積層箔L1の張力T0、T1の平均値にほぼ等しい値に維持される。
【0039】
図5は、第3の実施形態による装置、したがって、制御設備の概略図を示している。図4の部分に対応する図5の部分は同一の参照番号を有する。図5の装置は制御装置388を含み、この制御装置は、速度センサ360と、基板箔L0、積層箔L1および積層された箔L2の張力値T0、T1、T2をそれぞれ検知するための張力センサ323、343および354とから入力信号(細い破線で図示)を受信する。制御装置388は、制御信号(太い破線で図示)をモータ321、322、341、342、371、372および374に供給する。それと共に、プレスロール350、351が一定の速度で制御される。
【0040】
図6は、基板箔L0の張力T0と積層箔の張力T1とが制御される方法のより詳細な図である。
【0041】
位置合わせ誤差を測定するための設備C1において、基板箔L0と積層箔L1との位置合わせの差Δxが測定される。設備C1は、例えば図1の一対のカメラ87を備える。
【0042】
設備C2は、必要な張力の目標値T0sを算出して、位置合わせ誤差を補正するために配置される。
【0043】
目標値T0sは、積層箔L1の張力を制御するための制御ループC10に供給される。制御ループC10は、積層箔L1の必要な張力T0sと瞬間的な張力T1mとの差ΔT1を算出するための減算要素C11を備える。瞬間的な張力T1mは、張力センサで測定され得るが、さもなければ推定してもよい。
【0044】
差ΔT1を表す信号は、積層箔L1の張力T1mを変化させるモータを制御する制御装置に印加される。張力の実際の変化は、積層箔L1と、直接的または間接的に積層箔L1を介してモータに機械的に接続された搬送要素との機械的動作によって決定される。この機械的動作はブロックC13によって示されている。
【0045】
さらに、張力T1sの目標値が、基板箔L0の必要な張力T0sを算出する制御要素C3に供給される。必要な張力T0sを表す信号は、基板箔の張力を制御するための制御ループC20に供給される。
【0046】
制御ループC20は、基板箔L0の必要な張力T0sと瞬間的な張力T0mとの差ΔT0を算出するための減算要素C21を備える。この差ΔT0を表す信号は、基板箔L0の張力T0mを変化させるモータを制御するための制御装置C22に供給される。好ましくは、張力T0mは、張力T1mと同じ値に維持される。このようにして、積層された箔の歪みが防止される。基板箔L0の張力の実際の変化は、基板箔L0と、直接的または間接的に基板箔L0を介してモータに機械的に接続された搬送要素との機械的動作によって決定される。この機械的動作はブロックC23によって示されている。最後に、ブロックC4は、基板箔L0に積層箔L1を積層し、積層された箔L2を得て、この積層された箔のために、基板箔L0と積層箔L1との相対位置が測定される工程を示している。
【0047】
種々の位置において、箔L0、L1の各々の張力を制御することが可能である。一実施形態では、積層箔L1の張力を制御するためのモータは、供給ロール、例えば供給ロール32に存在する。このことは、供給ロールの巻き解きを制御するために、および箔の張力を維持するために、単一のモータを使用することができるという利点を有する。同じことが、有利には、解いた基板箔を制御するモータによって基板箔L0の張力を制御するために適用される。しかし、この欠点は、基板または積層箔L0、L1の張力と、供給ロールに加えられるトルクとの関係が、供給ロールに残っている箔の量に依存することである。したがって、好ましくは、積層箔の張力はモータによって制御され、このモータは、積層箔を供給ロールから、伸びた積層箔L1を基板箔L0に貼り付けるための設備に案内する中間ロールに機械的に接続される。この場合、中間ロールに加えられるトルクの間には一定の関係がある。供給ロールと貼り付け用の設備との間の軌道には、2つ以上の中間ロールが存在し得る。その場合、モータは、好ましくは、前記軌道の貼り付け用の設備の最も近くにある中間ロールに直接接続される。同様のことが、基板箔の張力を制御するためのモータの構成に適用される。予張力を供給ロールに加えるために、追加のモータを利用することが可能である。この場合、中間ロールを制御するモータは、迅速に応答することができる比較的小さなモータであり得る。箔の張力は、張力センサ、例えば、図4の実施形態で基板箔L0の張力T0を測定するために使用されるセンサ323と、図4の実施形態で積層箔L1の張力T1を測定するために使用されるセンサ343とによって測定することが可能である。張力センサ323は、ロール318と319の間のL0のウェブの張力と、ロール319と350の間のL0のウェブの張力との和を測定する。同様に、張力センサ343は、ロール334と335の間のL1のウェブの張力と、ロール335と351の間のL1のウェブの張力との和を測定する。
【0048】
代わりに、箔を貼り付けるための設備に使用されるロール、および貼り付け用の設備に箔を案内するロールの回転位置を測定することによって、L0の張力を間接的に決定してもよい。例えば、図1のロール37およびプレスロール50の回転位置の差であるか、または図5のロール319およびプレスロール350の回転位置の差である。これらのロール37と50の間の回転位置の差は、例えば、それらのロールの間のウェブの歪みの大きさを示す。ウェブのこの歪みの大きさおよび機械的特性から、ウェブの張力を推定することができる。この方法は、比較的安価な手段で張力を推定することができるという利点を有する。ロールの間でウェブの張力を測定するには、ロールの各々に配置されたエンコーダのみで十分である。
【0049】
このように張力を推定するとき、正確な測定を容易にするために、ウェブとそれに関連するロールとの間の滑りが防止されるように注意すべきである。
【0050】
代わりに、張力の測定または推定を完全に省略してもよい。この場合、モータ特性の知識を用いておよび箔L0および/またはL1の機械的動作の知識を用いて、ウェブの張力を制御するためのモータを制御して、箔が伸びる範囲を決定するために、開ループ制御が使用される。さらに、この方法は、積層された箔における基板箔に対する積層箔の相対位置の測定を用いるフィードバック制御を含む。この方法は、箔の供給部と積層設備との間の軌道の箔L0、L1の別個の軌道において、センサが全く不要であるという点で有利である。
【0051】
積層箔L1を供給するための供給ロール412と、第1の中間ロール416と、第2の中間ロール419と、積層箔L1を基板箔L0に積層するための一対の積層ロール450、451とを備える図7に示したような構成について、3つのシミュレーションが行われた。箔の間の100μmの偏差を補正するのに必要な補正時間をシミュレーションすることによって、積層箔L1の張力の変化が推定された。図8、図9および図10は、貼り付け設備に供給される積層箔のウェブの時間の関数としての伸びをそれぞれ示している。
【0052】
図8に結果が示されている第1のシミュレーションでは、積層箔L1のウェブ3の張力を制御するためのモータが供給ロール412を駆動するように考慮されており、中間ロール419に接続された張力センサ423を使用する積層箔L0の張力の測定が含まれるように考慮された。この場合、積層箔L1とロール412、416および419とによって形成された機械的システムの最小固有振動数が約2.4Hzであったことが見出された。これにより、制御装置の反応時間が約5秒に制限される。積層箔L1を十分に伸ばして、偏差を補償するのに必要なトルク増大を徐々に行って、振動を回避しなければならない。
【0053】
第1のシミュレーションと同様の第2のシミュレーションでは、中間ロール419に接続された張力センサ423を使用する積層箔L0の張力の測定が含まれるように考慮された。さらに、第2のシミュレーションでは、積層箔L1のウェブ3の張力を制御するためのモータが、箔L0、L1を貼り付けるための設備の最も近くにある中間ロール419を駆動するように考慮された。図9から理解できるように、この構成では、箔の間の100μmの位置合わせ誤差を約0.1秒で補償することができる。
【0054】
第3のシミュレーションでは、積層箔L0の張力の測定が考慮されなかった。この場合、中間ロール419に接続されたモータの制御装置C10は開ループ制御装置である。全体的なフィードバックは位置の測定に基づいているが、積層された箔L2における積層箔L1と基板箔L0との差が存在する。さらに、図10から明らかなように、この場合、箔の相対位置の偏差を補正するための応答時間は、振動を防止するために比較的長く、この場合約4秒である。
【0055】
したがって、好ましくは、積層装置は、積層箔の張力を測定するための設備を備え、この設備は、積層箔の張力を制御するために、モータを制御するための制御システムに入力信号を供給する。
【0056】
図11は、一例として、本発明による方法によって製造された電子回路の一部を示している。基板箔L0は導電パターンP0を含む。本発明による方法によれば、積層箔L1は、導電パターンP0に接触する導電経路V1を有する基板箔L0に貼り付けられる。次の加工ステップでは、次の積層箔L2が、基板箔L0および積層箔L1のこの組み合わせに貼り付けられる。貼り付け後、この箔L2の導電パターンP2が経路V1を介して基板箔L0の導電パターンP0に接触する。このようにして、任意の数の箔を備える製品を製造し得る。理論的には、1つの加工ステップで複数の箔を貼り付けることが可能であるが、これはより複雑になり、より高価な装置を必要とする。
【0057】
図12は、材料の少なくとも1つの積層箔を基板箔に供給するための方法を概略的に示している。本方法は、次のステップを含む。
ステップS1、S2において、基板箔および積層箔がそれぞれ供給される。これらのステップは同時に実行することができる。
ステップS3において、弱化部が積層箔に与えられる。例えば、打ち抜き、レーザ穿孔によってまたは化学的侵食によって、弱化部が与えられる。与えられた弱化部は積層箔の長手方向に対して横方向に延びる。弱化部は、長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さよりも実質的に小さな幅を有する。
ステップS4において、長手方向の積層箔に張力が加えられる。これによって、積層箔が弱化部に伸びる。装置によって箔が引っ張られる力を調整することによって、または箔の上流側に加えられる摩擦の大きさを調整することによって、張力を調整することが可能である。
代わりに、張力を一定のレベルに調整してもよく、一方、基板箔に対する積層箔の位置の偏差を最小化するように、弱化部の箔の弱化が制御される。
ステップS5において、伸びた積層箔が、例えば接着により基板箔に貼り付けられる。
【0058】
本発明について図面および上記説明で詳細に図示かつ説明してきたが、このような図示および説明は例示的かつ典型的であり、限定的なものではないと考えるべきであり、本発明は、開示した実施形態に限定されない。
【0059】
図面、開示および添付の特許請求の範囲を考慮すれば、請求された発明を実施する当業者によって、開示した実施形態の他の変更を理解および達成することができる。特許請求の範囲において、「備える」という用語は他の要素またはステップを除外せず、「a」または「an」という不定冠詞は複数を除外しない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項に記載される複数の項目の機能を果たし得る。いくつかの手段が、相互に異なる請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを示さない。請求項の任意の参照番号は、範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【符号の説明】
【0060】
3 ウェブ
10 第1の設備
12 第1の供給ロール
14 アイドラロール
15 接着剤分配ユニット
15 接着剤懸濁液ユニット
16 Sラップロール
17 Sラップロール
18 Sラップロール
19 Sラップロール
30 第2の設備
32 第2の供給ロール
34 Sラップロール
35 Sラップロール
36 Sラップロール
37 Sラップロール
42 アクチュエータモータ
50 プレスロール
51 プレスロール
53 硬化ユニット
54 Sラップロール
55 Sラップロール
56 Sラップロール
57 Sラップロール
60 センサロール
61 センサロール
64 貯蔵ロール
82 レーザ
84 制御装置
86 カメラ
87 カメラ
88 制御装置
100 弱化部
102 ミシン目
104 第1の一連のミシン目
106 第2の一連のミシン目
108 連続溝
110 機能領域
215 接着剤分配ユニット
219 ロール
232 ロール
250 プレスロール
251 プレスロール
253 UV放射器
286 第1のカメラ
287 第2のカメラ
316 ロール
318 ロール
319 ロール
321 モータ
322 モータ
323 張力センサ
334 ロール
335 ロール
341 モータ
342 モータ
343 張力センサ
350 プレスロール
351 プレスロール
354 張力センサ
355 ロール
360 速度センサ
371 モータ
372 モータ
373 張力センサ
374 モータ
388 制御装置
412 供給ロール
416 第1の中間ロール
419 第2の中間ロール
423 張力センサ
450 積層ロール
451 積層ロール
C1 設備
C2 設備
C3 制御要素
C4 ブロック
C10 制御ループ
C10 制御装置
C11 減算要素
C13 ブロック
C20 制御ループ
C21 減算要素
C22 制御装置
C23 ブロック
Dlong 長手方向
Dtr 横方向
L0 基板箔
L1 積層箔
L2 積層された箔
L2 次の積層箔
P0 導電パターン
P2 導電パターン
S1 ステップ
S2 ステップ
S3 ステップ
S4 ステップ
S5 ステップ
T0 張力
T0m 瞬間的な張力
T0s 必要な張力の目標値
T0s 必要な張力
T1 張力
T1m 瞬間的な張力
T1s 張力
T2 張力
V1 導電経路
w 幅
Δ 長さ
ΔT0 基板箔L0の必要な張力T0sと瞬間的な張力T0mとの差
ΔT1 積層箔L1の必要な張力T0sと瞬間的な張力T1mとの差
Δx 基板箔L0と積層箔L1との位置合わせの差

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの積層箔を基板箔に積層するための方法であって、
前記基板箔を供給するステップ(S1)と、
前記積層箔を供給するステップ(S2)と、
前記積層箔に弱化部を与えるステップ(S3)であって、前記弱化部が前記積層箔の長手方向に対して横方向に延び、前記弱化部が、前記長手方向に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さよりも実質的に小さな幅を有するステップ(S3)と、
前記長手方向の前記積層箔に対する張力を維持し、これにより、前記弱化部の前記積層箔を伸ばすステップ(S4)と、
前記伸びた積層箔を前記基板箔に貼り付けるステップ(S5)であって、前記積層箔および前記基板箔が、前記積層箔を前記基板箔に貼り付けて、積層された箔を形成するまで互いに比較的自由に移動することが可能であるステップ(S5)と、
前記基板箔に対する前記積層箔の長手方向の位置を測定することによって、前記積層箔と前記基板箔とを位置合わせするステップと、
前記測定された長手方向の相対位置に応じて、前記積層箔の前記張力を制御することにより、前記測定を用いるステップと、
前記積層された箔と搬送設備との間の摩擦によって、前記積層された箔を搬送するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記基板箔の張力が、前記積層箔の張力の値に応じて制御される請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記基板箔の前記張力が、前記積層箔の前記張力にほぼ等しい値に維持される請求項2に記載の方法。
【請求項4】
さらに、前記積層箔および前記基板箔が、前記位置と、前記基板箔に対する所望の位置との偏差に応じて、ある大きさの弱化を前記積層箔に与えることによって相互に位置合わせされる請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記積層箔の相対位置が、前記箔のマークを用いて測定される請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記積層箔の前記弱化部が、前記積層箔を熱軟化させることによって与えられる請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記積層された箔の長手方向の張力が、前記基板箔のおよび前記積層箔の長手方向の張力に応じて制御される請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
前記長手方向に対して横方向に、前記基板箔に対する前記積層箔の位置を制御するステップをさらに含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
材料の少なくとも1つの積層箔(L1)を基板箔(L0)に供給するための装置であって、
−前記基板箔(L0)を前記基板箔の長手方向に案内するための第1の設備(14、16、17、18、19;214、216、217、218、219;316、317、318、319)と、
−前記積層箔を前記積層箔(L1)の長手方向(Dlong)に案内するための第2の設備(34、35、36、37;234、235、236、237;334、335)であって、弱化部(100)が前記積層箔(L1)に与えられ、前記弱化部が前記積層箔の前記長手方向(Dlong)に対して横方向(Dtr)に延び、前記弱化部(100)が、前記長手方向(Dlong)に沿ってある間隔で離間しており、前記間隔の長さ(Δ)よりも実質的に小さな幅(w)を有する第2の設備(34、35、36、37;234、235、236、237;334、335)と、
−前記長手方向(Dlong)の前記積層箔(L1)に対する張力を維持し、これにより、前記弱化部(100)の前記積層箔(L1)を伸ばすための設備(37、50、51;237、250、251;342、334、374、350、351)と、
−積層された箔を形成するために、前記伸びた積層箔(L1)を前記基板箔(L0)に貼り付けるための設備(50、51)と、
−前記基板箔に対する前記積層箔の位置を測定するための設備と、前記測定を用いて前記張力を制御することによって前記積層箔と前記基板箔とを位置合わせするための設備とを備える、前記基板箔(L0)に対する前記積層箔(L1)の位置を制御するための設備(87、88;287;388;387)と、
−前記積層された箔を摩擦によって搬送し、前記積層箔(L1)および前記基板箔(L0)が、貼り付けるまで互いに比較的自由に移動することを可能にする設備(50、51、54、55、56、57;250、251、254、255、256、257)と、
を備える装置。
【請求項10】
前記積層箔(L1)の供給設備(32)を備え、前記積層箔の前記張力(T1)を制御するためのアクチュエータ(42)を備え、前記アクチュエータが、前記積層箔を前記供給設備(32)から、前記伸びた積層箔(L1)を前記基板箔(L0)に貼り付けるための前記設備に案内する中間ロール(37)に機械的に接続される請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記供給設備(32)と貼り付け用の前記設備(50、51)との間の前記積層箔(L1)の軌道に複数の中間ロール(34、35、36、37)を備え、前記アクチュエータ(42)が、前記軌道の貼り付け用の前記設備(50、51)の最も近くにある前記中間ロール(37)に機械的に接続される請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記積層箔(L1)の張力を測定するための設備(343)を備え、前記設備(343)が、前記積層箔(L1)の前記張力を制御するために、前記アクチュエータ(342)を制御するための制御システム(388)に入力信号を供給する請求項13または14に記載の装置。
【請求項13】
追加のアクチュエータ(341)が、前記供給設備(332)に予張力を加えるように配置される請求項11または12に記載の装置。
【請求項14】
前記基板箔(L0)のおよび前記積層箔(L1)の長手方向の張力(T0、T1)に応じて、前記積層された箔(L2)の長手方向の張力(T2)を制御するための制御設備(322、323、342、343、372、373、388)をさらに備える請求項9に記載の装置。
【請求項15】
前記長手方向に対して横方向に、前記基板箔(L0)に対する前記積層箔(L1)の位置を制御するための制御設備(37、88)を備える請求項9に記載の装置。

【図1】
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【図2】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図2D】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公表番号】特表2012−500733(P2012−500733A)
【公表日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−514667(P2010−514667)
【出願日】平成20年8月22日(2008.8.22)
【国際出願番号】PCT/NL2008/050562
【国際公開番号】WO2009/005356
【国際公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【出願人】(508353293)ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー (41)
【Fターム(参考)】