(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台紙に貼り付けられた複数のシートを有するシート材が載置され、載置された前記シート材が第１の方向に移動する上面を有する剥離台と、
前記剥離台の前記上面の前縁より下方に配置され、前記第１の方向に移動し、前記前縁に到達した前記シート材の前記台紙の移動方向を前記剥離台の前記前縁において下方に変化させて前記台紙を移動させる台紙送り機構と、
前記剥離台の前記上面上を移動する前記シート材を前記第１の方向に平行な方向に切断する切断刃と、
前記切断刃を、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に自由に移動可能に支持する浮上機構を含む自由移動支持機構と、
前記切断刃によって切断され、前記前縁に到達した前記シート材の前記シートを吸着する吸着パッドと
を有するシート剥離機構。
【請求項２】
請求項１記載のシート剥離機構であって、
前記切断刃は細長い針状刃であるシート剥離機構。
【請求項３】
請求項２記載のシート剥離機構であって、
前記針状刃は、前記シート材の移動方向に延在する切り込みの数に合わせて複数本設けられるシート剥離機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のシート剥離機構であって、
前記自由移動支持機構は、
前記切断刃を支持する浮上部材と、
前記浮上部材に対して空気を噴射する空気噴出孔を有するベース部材と
を有し、
前記空気噴出孔から空気を噴出することで前記浮上部材を前記ベース部材に対して浮上させるシート剥離機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のシート剥離機構であって、
前記剥離台は、前記上面に、貫通孔を有し、
前記自由移動支持機構は前記剥離台の下方に設けられ、
前記切断刃は、前記貫通孔を貫通して前記上面から突出するシート剥離機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のシート剥離機構であって、
前記剥離台の前記前縁から前方に突出した前記シートを吸着して移動する吸着機構をさらに有し、
前記吸着機構は、
前記シートを吸着する吸着パッドと、
前記シートの直後のシートを前記剥離台に対して押圧して押さえる押さえパッドと
を含むシート剥離機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、粘着シートを台紙から剥離するシート剥離機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化された電子機器において、内部に組み込まれる電子部品の外面にシート材を貼り付けて、電子部品を保護することがある。例えば、携帯電話機は小型でありながら、筐体内部に多くの半導体パッケージや電子部品が収容される。したがって、製品組み立て時などに、隣接した半導体パッケージや電子部品同士が接触したり、組み立て機の一部が半導体パッケージや電子部品に接触したりするおそれがある。そこで、組み立て工程において、半導体パッケージや電子部品の上面にシリコンシートなどの薄い保護シートあるいは保護テープを貼り付けておくことで、半導体パッケージや電子部品を保護する場合がある。
【０００３】
一般的に、このような保護シートは電子部品の大きさに合わせて適当な大きさに切断されており、切断された複数の保護シートが帯状の台紙に貼り付けられた状態で供給される。そして、シート剥離機構等を用いて保護シートを一枚ずつ台紙から剥離し、貼り付け機構のハンドツールに渡すことで、自動的に保護シートを電子部品に貼り付けることができる。この場合、台紙上の保護シートは互いにある程度離間した状態であり、保護シートを一枚ずつ剥離することができる。
【０００４】
近年は保護シートの供給形態が変化しており、粘着材を介して台紙に貼り付けられた大きなシート材に、個々の保護シートに分離できるように予め切り込み（プレカット）を入れた保護シート材が多く用いられるようになっている。例えば、長方形の保護シート材に対して格子状に切り込み（プレカット）を入れることで、台紙上で小さな保護シートが近接してマトリクス状に並んだ状態となる。切り込みは保護シート材とその下の粘着材を切断するように入れられており、粘着材の下の台紙まで達しているが、台紙は切断されずに一枚の台紙として維持されている。したがって、複数の保護シートが粘着材により一枚の台紙に貼り付けられた状態となる。
【０００５】
以上のような台紙付き保護シート材が供給されると、組み立て工程では、個々の保護シートを台紙から剥がしてから電子部品等の表面に貼り付ける作業が行なわれる。このとき、台紙上でプレカットされた個々の保護シートに貼り付いている粘着材は、プレカットはされているものの、保管中や搬送中に隣接した粘着材同士が再度接触して貼りついてしまうことが多い。このような状態となると、隣接した保護シートが粘着材により繋がってしまい、一枚の保護シートを台紙から剥がそうとすると、隣接した保護シートも一緒に剥がれてしまう。
【０００６】
台紙上にマトリクス状に隣接している保護シートを一枚一枚剥がしていく場合、台紙上において一枚の保護シートの少なくとも２辺に他の保護シートが隣接している状態となる。したがって、当該一枚の保護シートを台紙から剥がそうとすると、２辺で繋がった２枚の保護シートと、それら２枚の保護シートにさらに繋がったさらに他の保護シートまでが一緒に台紙から剥がれてくるおそれがある。したがって、保護シートを一枚だけ台紙から剥がすためには、粘着材により繋がってしまった保護シートを台紙上に保持しておく必要がある。
【０００７】
従来のシート剥離機構では、このような状況における剥離は考慮されていないため、従来のシート剥離機構を用いてプレカットされた保護シートを一枚ずつ剥がすことは難しい。そのため、現状では作業者が手作業で保護シートを台紙から一枚ずつ剥がし、電子部品に貼り付けるという面倒な工程が行なわれている。
【０００８】
そこで、台紙をプレカットした部分で切断することで、粘着材で繋がってしまった部分を再度切断することで、個々の保護シートを剥がしやすくなると考えられる。
【０００９】
ここで、ロール状の記録紙をカッターにより短冊状に切断する記録紙切断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この記録紙切断装置は、記録紙を一方向に移動しながら、固定したカッターで記録紙を切断する。また、複数のレーザ刃を用いて粘着テープを短冊状に切断するテープスリッターが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このテープスリッターも、粘着テープを移動しながら、固定したレーザ刃で粘着テープを切断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６３３９号公報
【特許文献２】特開平６−１７０７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の特許文献１及び２に開示された切断方法は、普通の紙や粘着テープを切断するためのものであり、プレカットされたシートを切断することは考慮されていない。プレカットされたシートを切断するためには、プレカットされた線に沿って再度切断する必要がある。ところが、上述の特許文献１及び２に開示された切断方法では、カッターが固定されており、紙を引張りながら切断するので、カッターを精度よく切断する線に合わせることが難しい。すなわち、薄い紙を引張りながら移動すると、紙が完全に直線に沿って移動することがなく僅かに蛇行するので、相対的に紙に対するカッターの位置が変化してしまい、切断位置も蛇行する。このような切断線の蛇行が生じると、プレカットされたシートを切断する際には、カッターの位置がプレカットの線から外れてしまい、プレカットしていない部分が切断されてしまう。
【００１２】
したがって、プレカットしたシートを移動しながら台紙をシートとともにプレカットに沿って切断することで粘着材で繋がっている部分を切断し、切断した台紙から個々の保護シートを容易に剥離することのできる技術の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
台紙に貼り付けられた複数のシートを有するシート材が載置され、載置された前記シート材が第１の方向に移動する上面を有する剥離台と、前記剥離台の前記上面の前縁より下方に配置され、前記第１の方向に移動し、前記前縁に到達した前記シート材の前記台紙の移動方向を前記剥離台の前記前縁において下方に変化させて前記台紙を移動させる台紙送り機構と、前記剥離台の前記上面上を移動する前記シート材を前記第１の方向に平行な方向に切断する切断刃と、前記切断刃を、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に自由に移動可能に支持する浮上機構を含む自由移動支持機構と、前記切断刃によって切断され、前記前縁に到達した前記シート材の前記シートを吸着する吸着パッドとを有するシート剥離機構が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
切断刃を自由移動支持機構により自由に移動可能とすることにより、シート材の切り込みに沿って台紙を切断し、短冊状にすることができる。短冊内では先頭のシートには直後のシートのみが隣接しているだけであり、先頭のシートを持ち上げる際には、直後のシートのみを押さえていればよい。再接着している先頭のシートの粘着材と直後のシートの粘着材は小さな力で剪断して分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態による切断方法を示す図である。
【図２】針状刃による切断線が蛇行する様子を示す斜視図である。
【図３】一実施形態によるシート剥離機構の側面図である。
【図４】シート剥離機構に設けられた剥離板の斜視図である。
【図５】シート剥離機構に設けられたフローティング機構の拡大断面図である。
【図６】シート剥離機構の正面断面図である。
【図７】シート吸着機構の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
以下に説明する実施形態では、台紙上で隣接する保護シートを分離するために、まず保護シート材を短冊状に切断する。一枚の短冊に一列に保護シートが並んだ状態となるように保護シート材を切り込み（プレカット溝）に合わせて切断する。ここで、「保護シート材」とは、一枚の台紙に粘着材を介して一枚の大きな保護シートを貼り、小さな個々の保護シートに分かれるように格子状にプレカット溝を形成したものを意味する。保護シート材では、台紙は大きな一枚のままであり、一枚の台紙に多数の保護シートがマトリクス状に配列されて粘着材により貼りついた状態となっている。なお、保護シートは粘着材が貼り付けられたシートの一例であり、部品保護用のシートで有る必要はない。保護シート材は粘着材により台紙に貼り付けられたシート材の一例であり、部品保護用のシート材である必要はない。
【００１８】
図１は本実施形態による切断方法を示す図である。図１に示す保護シート材１０は、幅方向に４枚の保護シート１２が整列し、縦方向にも保護シート１２が整列しており、各保護シート１２は予め形成されたプレカット溝１４で隣接した保護シート１２から分離されている。各保護シート１２は、粘着材（図に現れない）により台紙１６に貼り付けられている。
【００１９】
予めプレカット溝１４が形成された保護シート材を台紙ごと切断して短冊状にするために、本実施形態では切断刃として細長い針状の刃物２０（以下、針状刃２０という）を用いている。針状刃２０の代わりに、レーザ刃のような薄いカッターを用いることもできる。ただし、レーザ刃であると、刃先で粘着材を切断したとしても側面に粘着材が貼り付いてしまい、切断抵抗が大きくなるおそれがある。そこで、針状刃２０を用いることで、刃物への粘着材の貼り付きを防止し、切断抵抗を小さくすることができる。
【００２０】
針状刃２０は、図１に示すうように、台紙１６の下側から保護シート材１０を貫通するように配置されている。台紙１６を図１の矢印方向に引張って移動することで、針状刃２０はプレカット溝１４の中を移動し、このときに台紙１６が切断されて帯状になる。このとき、台紙が切断される部分において繋がってしまっていた粘着材も針状刃２が通ることにより再度切断される。図１において、針状刃２０により切断された部分が太線で示されている。したがって、保護シート材１０を針状刃２０により短冊状に切断することで、各短冊における各保護シート１２の粘着材は、前後の保護シート１２の粘着材にのみ繋がることとなる。ここで前後方向とは針状刃２０による切断方向であり、短冊の長手方向となる。
【００２１】
このように短冊状に切断した保護シート材１０の各短冊の先頭の保護シート１２を台紙１６から剥がすには、当該先頭の保護シート１２の直後の保護シート１２のみを押さえておけばよい。すなわち、各短冊における先頭の保護シート１２の粘着材は、台紙１６が針状刃２０により切断されることで、左右の保護シート１２の粘着材から分離されており、短冊の長手方向で後方に位置する保護シート１２の粘着材のみが繋がっている。したがって、短冊の長手方向で後方に位置する保護シート１２を押さえながら、先頭の保護シート１２を持ち上げることで、繋がってしまった粘着材を分断することができる。このときに粘着材を分断するための力は、保護シート１２の一辺の長さに相当する粘着材を分断するだけの力でよいので、大きな力で保護シート１２を持ち上げる必要は無い。したがって、各短冊の先頭の保護シート１２を、真空吸着により持ち上げる力であっても、台紙１６から剥がしながら後ろの保護シート１２からも分離することができる。
【００２２】
ここで、台紙１６を引張りながら保護シート材１０を移動するとき、保護シート材１０は薄いシートであるので真っ直ぐに移動することは難しく、僅かに蛇行することがある。保護シート１０が蛇行しながら移動すると、針状刃２０による切断線も図２に示すように蛇行し、プレカット溝１４に沿って切断できなくなってしまう。そこで、本実施形態では、針状刃２０を左右に移動可能に支持することで、針状刃２０がプレカット溝１４に自動的に倣わせるようにしている。
【００２３】
以下に、針状刃２０をプレカット溝１４に倣わせるために設けられる自由移動支持機構の一例としてフローティング機構を含むシート剥離機構について説明する。図３は本実施形態によるシート剥離機構の側面図である。図４はシート剥離機構に設けられた剥離板の斜視図である。図５はシート剥離機構に設けられたフローティング機構の拡大断面図である。図６は図３に示すシート剥離機構の正面図である。
【００２４】
本実施形態によるシート剥離機構は、保護シート材１０が載置されて移動する剥離板３０を含む。剥離板３０には貫通孔３０ａが設けられ、貫通孔３０ａを貫通して針状刃２０が延在している。針状刃２０が取り付けられた台座板２２は、剥離板３０の下側に配置された移動板３２に固定されている。したがって、針状刃２０の根本は剥離板３０の下側にあり、針状板２０の先端は剥離板３０の上面３０ｂから上方に突出している。複数の貫通孔３０ａは、用紙の移動方向に対して垂直な方向に並んでいる。
【００２５】
移動板３２はフローティング機構４０により左右方向（すなわち、保護シート材１０が移動する方向に垂直な方向）に自由に移動可能となっている。したがって、移動板３２に取り付けられている針状刃２０も、保護シート材１０が移動する方向に垂直な方向に自由に移動可能である。針状刃２０を移動可能とするため、針状刃２０が貫通する剥離板３０の貫通穴３０ａは、針状刃２０の外径より十分に大きい内径を有している。
【００２６】
移動板３２を自由に移動可能に支持するフローティング機構４０は、移動板３２に取り付けられた浮上部材４２と、浮上部材４２を浮上させながら移動可能に支持するベース部材４４と含む。ベース部材４４から圧縮空気を噴射することで、浮上部材４２を空気圧でベース部材４４の上に浮上させる。これにより浮上部材４２は摩擦抵抗が無く、極めて小さな力で左右方向に移動することができる。ベース部材４４は、剥離板３０の下面から延在するＬ字板４６に取り付けられ、剥離板３０に対して固定した位置に配置される。
【００２７】
図５に示すように、浮上部材４２の底面側には溝４２ａが形成されており、ベース部材４４は溝４２ａ内に配置される。ベース部材４４の内部には、ベース部材４４の長手方向に延在する空気供給通路４４ａが形成されている。ベース部材４４の上面には、長手方向に沿って複数の垂直空気噴射孔４４ｂが開口しており、垂直空気噴射孔４４ｂの各々は空気供給通路４４ａに繋がっている。また、垂直空気噴射孔４４ｂの各々からは、水平空気噴射孔４４ｃが長手方向に垂直な方向に延在している。水平空気噴射孔４４ｃはベース部材の側面に開口している。
【００２８】
空気供給通路４４ａの一端には、空気供給チューブ４８が接続される。外部の圧縮空気供給源から圧縮空気を空気供給チューブ４８を介して空気供給通路４４ａに供給することができる。空気供給通路４４ａに供給された圧縮空気は、垂直空気噴射孔４４ｂを通ってベース部材４４の上面から噴出する。この噴出空気の圧力により浮上部材４２は持ち上げられ、ベース部材４４の上面に対して浮上する。また、空気供給通路４４ａに供給された圧縮空気は、水平空気噴射孔４４ｃを通ってベース部材４４の側面から噴出する。この噴出空気の圧力により、浮上部材４２の溝４２ａの内側面はベース部材４４の側面から離間させられる。これにより、浮上部材４２はベース部材４２に接触することなく、ベース部材４２に対して浮上していることができる。
【００２９】
このように浮上部材４２が浮上した状態では摩擦が無いので、ベース部材４２の長手方向に極僅かな外力が浮上部材４２に作用しただけで、浮上部材４２はその外力が作用する方向に移動することができる。したがって、浮上部材４２に取り付けられた針状刃２０に、極僅かな外力がベース部材４２の長手方向（すなわち、保護シート部材１０の移動方向に垂直な方向）に作用すると、針状刃２０はその外力の方向に移動することができる。この浮上作用（フローティング）により、保護シート材１０が蛇行してプレカット溝が左右に移動しても、針状刃２０はプレカット溝１４に倣って左右に移動することができる。したがって、針状刃２０はプレカット溝１４の真下の台紙１６のみを切断することができる。
【００３０】
本実施形態では、シール剥離機構にシート吸着機構５０が設けられる。シート吸着機構５０は、吸着パッド５２と押さえパッド５４とを有する。吸着パッドは台紙１６から部分的に剥離された保護シート１２を吸着して保持し、上方に移動することで保護シート１２を台紙１６から完全に剥離する。このとき、押さえパッド５４は、吸着パッド５２が吸着する保護シート１２の直後の保護シート１２に当接して保護シート１２を押さえておく。吸着パッド５２で吸着する先頭の保護シート１２の粘着材が直後の保護シート１２の粘着材と繋がっている場合でも、図７に示すように、直後の保護シート１２を押さえパッド５４で押さえながら中着した先頭の保護シート１２を持ち上げることで、繋がっている粘着材を分断して分離することができる。
【００３１】
ここで、以上のような構成のシール剥離機構の全体の動作について説明する。
【００３２】
保護シート材１０の台紙１６は保護シート１２が貼り付けられた領域より大きく、移動する方向に台紙のみが延在している。まず、保護シート材１０を剥離台３０の上に載置し、移動方向前方に延在している台紙１６を、図３に示すように送りローラ６０で挟み込む。このとき、針状刃２０がプレカット溝１４に整列するように保護シート材１４の位置を決    める。送りローラ６０は剥離台３０の前縁３０ｃより下方に配置されており、台紙１６は剥離台３０の前縁３０ｃにおいて下方に引張られて急激に屈曲される。なお、一対の送りローラ６０は台紙１６を引張って移動させるための台紙送り機構の一例であり、台紙を把持して引張って移動できるものであればよく、一対のローラに限られるものではない。
【００３３】
以上のように保護シート材１０をシール剥離機構に取り付けてから、送りローラ６０を駆動して台紙１６を引張ると、保護シート部材は剥離台３０の上面３０ｂを摺動しながら移動する。したがって、台紙１６は針状刃２０により切断されて短冊状になっていく。このとき、上述のように針状刃２０はフローティング機構４０の作用で左右に移動自在であるため、保護シート材１０（すなわち、台紙１６）が蛇行しても、プレカット溝１４に倣って左右に移動し、プレカット溝１４の底面に相当する台紙１６及びそのうえの延着材を切断する。
【００３４】
台紙１６を切断しながら送りローラ６０で引張って保護シート材１０を移動していくと、先頭の保護シート１２が剥離台３０の前縁３０ｃに到達する。この位置から台紙１６は下方に引張られて急激に向きを下方に変えて移動する。一方、先頭の保護シート１２は平面を維持しようとするので、保護シート１２に張り付いている粘着材が台紙１６から剥がれる。さらに台紙１６を引張ると、保護シート１２は台紙１６から剥がれて剥離台３０の前方に移動していく。
【００３５】
先頭の保護シート１２の大部分が台紙１６から離れたところで、保護シート材１０の移動を停止する。そして、シート吸着機構５０が移動して先頭の保護シート１２を吸着ヘッドで吸着する。このとき、シート吸着機構５０の押さえパッド５４は、未だ剥離台３０の上に載っている直後の保護シート１２を上から押圧する。押さえパッド５４はスプリング５６により勢付されており、シート吸着機構５０の吸着パッド５２が先頭の保護シート１２に接触する位置に到達する前に直後の保護シート１２に接触する。そして、シート吸着機構５０の吸着パッド５２が先頭の保護シート１２を吸着磨る位置まで下降するときに、スプリング５６は圧縮され、このスプリングの圧縮力が直後の保護シート１２を押さえる押圧力となる。
【００３６】
吸着ヘッド５２で先頭の保護シート１２を吸着してから、シート吸着機構５０が上方に移動することで、先頭の保護シート１２も上方に移動する。このとき、直後の保護シート１２は押さえパッド５４により押さえられているので、先頭の保護シート１２が上方に持ち上げられる力で粘着材は分断（剪断）され、先頭の保護シート１２は直後の保護シート１２から分離する。
【００３７】
シート吸着機構５０で保持した保護シート１２は所定の貼り付け位置まで運ばれ、電子部品の表面に貼り付けられる。その後、シート吸着機構５０は剥離台３０の位置に戻り、先ほど吸着した保護シート１２の隣の保護シート１２を吸着する。このような動作を繰り返して一列の保護シート１２を取り終わると、送りローラ６０を駆動して台紙１６を引張り、１つの保護シート１２の長さ分だけ移動する。これにより、先頭となった保護シート１２は台紙１６から剥がれて剥離台３０の前方に移動した状態となる。そこで、再びシート吸着機構５０が動作して先頭の保護シート１２を吸着し運搬する。以上の動作を繰り返して台紙１６上の保護シート１２を順次取り上げて搬送することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、針状刃２０をフローティング機構４０により左右に移動自在とすることにより、プレカットされた保護シート材１０のプレカット溝１４に沿って台紙１６を切断し、短冊状にすることができる。短冊内では先頭の保護シート１２は、直後の保護シート１２のみが隣接しているだけであり、先頭の保護シート１２を持ち上げる際には、直後の保護シート１２一枚のみを押さえていればよい。再接着している先頭の保護シート１２の粘着材と直後の保護シート１２の粘着材は小さな力で剪断して分離することができる。
【００３９】
本実施形態では、自由移動支持機構としてフローティング機構４０を用いているが、フローティング機構４０に限られることはなく、移動の際の摩擦抵抗が非常に小さい軸受け機構を用いることができる。例えば、浮上部材４２の代わりにリニヤスライドガイドを有する移動部材を用い、平坦なレール上をリニヤスライドガイドを介して移動部材が自由に移動可能として自由移動支持機構を形成してもよい。
【００４０】
本実施形態では、針状刃２０を、剥離台３０の下側から剥離台３０を貫通して上方に延在するよう配置しているが、針状刃２０を上下逆にし、剥離台３０の上方から延在するように配置してもよい。針状刃２０の先端が剥離台３０の上面３０ｂに設けられた孔に挿入しておけば、台紙１６を切断することができる。この場合、フローティング機構４０も、剥離台３０の上側に設けられることとなる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  保護シート材
１２  保護シート
１４  プレカット溝
１６  台紙
２０  針状刃
２２  台座板
３０  剥離板
３０ａ  貫通孔
３０ｂ  上面
３０ｃ  前縁
３２  移動板
４０  フローティング機構
４２  浮上部材
４４  ベース部材
４４ａ  空気供給通路
４４ｂ  垂直空気噴射孔
４４ｃ  水平空気噴射孔
４６  Ｌ字板
４８  空気供給チューブ
５０  吸着機構
５２  吸着パッド
５４  押さえパッド
５６  スプリング
６０  送りローラ
【図１】
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【図２】
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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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