(57)【要約】      （修正有）【課題】  測定値のばらつきが少なく、正確な測定値を得ることができるフレキシブル回路基板の保持具の粘着力測定方法を提供する。【解決手段】  アルミニウム板１の片面に貼り付けた粘着材料２の片面に、１０ｍｍ角の測定子５を貼り付け、さらに、ガイド７を測定子５に隣接して配置し、アルミニウム板１を固定し、測定子５を一定加重で固定した後、測定子５を一定速度で、略垂直に引き上げ粘着力を測定する方法を用いた。ガイド７を用いない場合は、測定子４をアルミニウム板１と平行に引き離すことができるような機構をもちいた。また、この測定方法を、製造工程、実装工程に用いると安定した生産ができる。【選択図】  図２
2006300781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持具に形成した粘着材料の粘着力を測定する方法として、保持された前記保持具の上の前記粘着材料に、測定子を一定加重で押し付け、前記測定子を前記粘着材料から略垂直に引き離す時の力を測定することを特徴とする保持具の粘着力測定方法。
【請求項２】
保持具に形成した粘着材料の粘着力を測定する方法として、前記保持具に形成した前記粘着材料にガイドと測定子を押し付け、前記測定子を前記粘着材料から剥離するときの力を測定することを特徴とする保持具の粘着力測定方法。
【請求項３】
測定子が剛性材料からなり、粘着材料と接触する前記測定子の面が鏡面であることを特徴とする請求項１または２記載の保持具の粘着力測定方法。
【請求項４】
測定子をガイドと接触させながら、前記測定子を粘着材料から引き離す力を測定することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の保持具の粘着力測定方法。
【請求項５】
ガイドを複数用いる請求項２から４のいずれかに記載の保持具の粘着力測定方法。
【請求項６】
保持具を用いる製造工程、実装工程、組立工程のいずれかに、請求項１から５のいずれかに記載の保持具の粘着力を測定する工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
請求項６における保持具の粘着力の測定箇所が、前記保持具上の保持物の位置あわせ印に対応する部分の近傍であることを特徴とする製造方法。
【請求項８】
請求項６における粘着力測定方法で得られた測定値を計測し、ある値以下になった場合、保持具を交換、または、メンテナンスすることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持具上面の粘着材料の粘着力を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など各種携帯機器には、ポリイミドシートからなる柔軟な回路基板（フレキシブル基板）が用いられている。このフレキシブル基板に、電子部品を実装する場合、フレキシブル基板をアルミニウムの板や樹脂の板などに両面粘着テープで貼り付けて、種々の実装工程を実施している（特許文献１）。実装工程は、印刷工程、実装工程、熱処理工程などからなり、この粘着テープは、均質で、強力な接着力、耐熱性が必要である。しかし、この保持具上の粘着材料の粘着力を精度よく測定する方法はない。
【０００３】
粘着テープを設計、製造するにあたり、実用特性に合わせた粘着力の評価は重要であり、可能な限り測定誤差（数値のばらつき）の少ない測定方法が知られている。粘着テープの粘着力測定はＪＩＳ  Ｚ０２３７に準拠して、被着体表面に一定幅の粘着テープを貼り付け、一定の圧力で圧着した後に剥離力を測定しており、実用的な評価では被着体として実際に使用するものが用いられる。図９にてその方法を説明する。
【０００４】
図９では、アルミニウム板１と、粘着テープ２１と、押え板２２、２３からなる。アルミニウム板１に粘着テープ２１をローラーなどで貼り付ける。その後、押え板２２でアルミニウム板１を押え、粘着テープ２１を押え板２３でアルミニウム板１を押えつつ、アルミニウム板１と粘着テープ２１を引き離す。引き離すときの力を測定して、その値を粘着力とする。その値は、粘着テープ２１の幅を一定にして比較される。
【０００５】
別な測定方法として、合成樹脂発泡体のように柔軟なものに対する粘着力を測定する場合には、図１０に示すように、粘着テープ２１をアルミニウム板１に予め貼り付けておき、粘着力を測定しようとする粘着面に被着体である合成樹脂発泡体３を貼り付け、合成樹脂発泡体３を一定圧力で押圧した後、合成樹脂発泡体３を剥離するときの剥離力を測定する（例えば、特許文献２）。
【０００６】
合成樹脂発泡体３を一定圧力で押圧する方法として、合成樹脂発泡体３の厚みの２５〜５０％の厚みを有するスペーサー７１を該発泡体３の両側に配置し、両側のスペーサー７１上面にわたる長さのゴムローラー６１をスペーサー７１上に密着させながら回転移動させると、合成樹脂発泡体３はスペーサー７１の厚みだけ圧縮されながら粘着テープ２１の粘着面に圧着される。
【特許文献１】特開２００３−１４２８９７号公報
【特許文献２】特開平０７−３１８４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の粘着テープ２１に対する粘着力の測定方法では、粘着力が強いものの測定には、安定して測定できるが、粘着力が弱い材料の評価をする場合、安定して測定できない。引っ張る方向の少しの変化で値がかわり、安定した測定ができない。また、非測定物がテープでない場合は、直接この方法を用いることができない。
【０００８】
また、上記従来の発泡体に対する粘着力の測定方法では、ローラー６１で、一部分を押しながら、粘着テープ２１と発泡体３を接着するので、平面方向に伸ばされて平面方向の歪みが生じる。弾性によりこの歪みが復元するとき粘着剤との界面に不均一な応力が発生した状態となる。この状態で粘着力を測定すると測定値に大きなばらつきが現れ、正確な粘着力を評価することができない。
【０００９】
また、ローラー６１によるので、機構が複雑で大きくなる。発砲体３であるので、押し付ける圧が一定にならない。また、この保持具を製造工程で用いる場合に、その粘着力を正確に測定することが必要であるが、従来の方法では、正確な測定値が得られなかった。また、簡易に測定できなかった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解消し、測定値のばらつきが少なくて正確な測定値を得ることができる保持具上の粘着材料の粘着力測定方法とその利用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の粘着力測定方法は、保持具に形成した粘着材料の粘着力を測定する方法として、保持された前記保持具上の前記粘着材料に、測定子を一定加重で押し付け、前記測定子を前記粘着材料から略垂直に引き離す時の力を測定することを特徴とする保持具の粘着力測定方法を用いる。また、保持具に形成した粘着材料の粘着力を測定する方法として、前記保持具に形成した前記粘着材料にガイドと測定子を押し付け、前記測定子を前記粘着材料から剥離するときの力を測定することを特徴とする保持具の粘着力測定方法を用いる。
【００１２】
測定子が剛性材料からなり、粘着材料と接触する前記測定子の面が鏡面であることを特徴とする保持具の粘着力測定方法を用いてもよい。また、測定子をガイドと接触させながら、前記測定子を粘着材料から引き離す力を測定することを特徴とする上記のいずれかに記載の保持具の粘着力測定方法を用いることができる。ガイドを複数用いる上記のいずれかに記載の保持具の粘着力測定方法を用いることができる。
【００１３】
保持具を用いる製造工程、実装工程、組立工程のいずれかに、上記のいずれかに記載の保持具の粘着力を測定する工程を含むことを特徴とする製造方法を用いることができる。上記における保持具の粘着力の測定箇所が、前記保持具上の保持物の位置あわせ印に対応する部分の近傍である製造方法を用いることができる。上記の粘着力測定方法で得られた測定値を計測し、ある値以下になった場合、保持具を交換、または、メンテナンスすることを特徴とする製造方法を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、保持具上の粘着材料の粘着力を精度よく、簡易的に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の粘着材料の粘着力測定方法を、図面を参照して説明する。図１は本発明の測定対象物である保持具の断面図であり、アルミニウム板１、厚さ約２ｍｍ、大きさ５０ｍｍ×１２０ｍｍに、粘着材料２としてシリコン系樹脂層を形成したものである。形成方法としては、粘着材料２の液状のものを印刷方法で塗布する方法を用いたが、金型を用いて粘着材料を転写する方法や、ダイコート、スピンコートなど、いろいろな方法を用いることができる。
【００１６】
また、両面型粘着シートを貼り付けてもよい。スプレーで粘着液を吹き付けてもよい。アルミニウム板１は、アルミニウム以外に、樹脂材料、金属材料などの場合も同様である。粘着材料２は、シリコン系以外にフッ素系樹脂の場合もある。実装工場では、この粘着材料２にフレキキシブル基板４が固定され、はんだ印刷、部品実装、熱処理され、フレキシブル基板４がはがされる。この工程の繰り返しが複数回行われ、粘着材料２が劣化するまで使用される。印刷、実装工程においては、そのフレキシブル基板４の位置精度が重要である。その位置がずれると、印刷パターンのずれ、実装位置のずれが生じて、フレキシブル基板４が不良になる。このため、フレキシブル基板４は、しっかりと粘着材料２に固定されている必要がある。
【００１７】
次に、図１のアルミニウム板１上粘着材料２の粘着力測定方法を説明する。図２と図３に示す方法で、その粘着材料２の粘着力測定方法を説明する。図２は、断面図で、図３は、上面図である。測定子５は、１ｃｍ角の立方体の金属ブロックで、粘着材料２との接触面が鏡面のものを用いた。測定子５は、ロードセル６に接続されていて、上部の図示していない加重制御機構からの加重を検出できる。ガイド７は、測定子５に隣接して２個配置され、測定子５は、このガイド７に沿って引き上げられる。
【００１８】
まず、最初に、測定方法を説明する。測定子５を、粘着材料２に貼り付け、さらに、その横にガイド７を配置し、測定子５を引っ張りあげて剥離したときの剥離力（接着力）を測定した。
【００１９】
測定条件として、測定子５を粘着材料２に押し込む時、押し込み速度０．２ｍｍ／秒、押し込み加重５０から５００ｇ／ｃｍ２の範囲で、ある一定値、押し込み保持時間１５秒として、測定子５を粘着材料２から引き離す時、引き離し速度０．２ｍｍ／秒として、測定前には、粘着材料２の表面をアルコールで洗浄した。粘着力が弱いものであるので、初期の表面状態を、清浄にしておくことは重要である。
【００２０】
ごみ、ダストなどがその表面にある場合は、そのごみ、ダストが原因となってはがれてしまい、粘着力を正確に測定できない。条件は、これらの値に限定されない。環境温度は、測定に大きくは影響しないが、決められた温度にたもって測定するのがよい。室温前後がよい。湿度も同様である。ただし、実装工場で用いられる場合、熱処理温度が２００℃から２５０℃なので、その付近の温度で測定する場合があってもよい。
【００２１】
引き離す時、測定子５は、ガイド７に接触しながら引き上げあげられる。このため、引き離される方向が一定となり、粘着材料２の面に対して、測定子５の接触している面がほぼ同時に引き離される。この結果、粘着力が、ばらつくことなく測定できる。従来例で示した粘着テープのように粘着力が強いものの場合は、剥離方向によるばらつきは許されるが、今回の粘着材料は、フレキシブル基板を一時的に固定しておく粘着材料２であるので、粘着力が低く、今回の測定方法は非常に有効であり、測定値のばらつきがなく粘着力の測定ができる。
【００２２】
ガイド７は１個でもよい。また、ガイド７は必須でなく、測定子５の面を粘着材料２の面に対して、同時に、略垂直に引き離せるように装置構成であればよい。測定子５が、引き上げられる時に、ガイド７にずっと接触している必要はない、測定子５が斜めに傾くときに、ガイド７で規制すればよい。たとえば、測定子５のひっぱり上げる機構を工夫して、粘着材料面に対して、同時に、略垂直に引き離せるようにしてもよい。
【００２３】
たとえば、図４で示すように、点接触の状態で、引き上げるとよい。ロードセル連結部６１が、球形状になっていて、この連結部６１をロードセル引張線６２で引き上げる。また、アルミニウム板１を複数点の固定具９で固定し、測定子５の粘着材料２の面と、粘着材料の面とが、平行になるように引き離なす構造としている。安定した値がだせる。平行になるように、引き離すことができれば、点接触に限定されない。ボールジョイントなどの、角度が自由に変化できる接続部とすればよい。一方向のみの自由な線接触型の接続部でもよい。
【００２４】
測定子５は、粘着材料２と接触する面が鏡面であるのがよい。なぜなら、接着材料２の粘着力を制御するために、凹凸をもたせたりするために、その時の粘着力を正確に測定するために、測定子５は、鏡面であることが必要である。
【００２５】
また、別の実施形態として、図５と図６を示す。ガイド７が周囲を囲むものであり、測定子５を複数方向からガイドできる。前記のガイド７が２個の場合より、さらに、安定して粘着力を測定できる。ガイド７の位置は、測定子５が粘着材料２に接触する部分の周辺であるのがよい。ガイド７の形状は、四角柱状のものに限定されず、円柱状のものでもよい。全方位にわたって安定した測定ができる。また、立体的でなく、棒状のものでもよい。ただし、測定子５の周辺近傍をガイド７で押さえる必要がある。これは、測定子５が、粘着材料２から離される時に、アルミニウム板１が曲がったりして、測定子５の下面が、粘着材料２の面から均一に離れなくなるためである。
【００２６】
図１１に、ガイド７がない場合の比較例とガイド７がある場合の実施例での粘着力のばらつきを表す表を示す。この比較例は、前記に示した接続部を工夫したものでなく、単に、測定子５を、粘着材料２から上方へ引き離なす場合である。同図から明らかなように、ガイド７のあるタイプの実施例１―１から実施例１−５のものは、粘着力のばらつきの幅が小さく、ばらつきが少ない。一方、ガイド７のない比較例１―１のものは粘着力のばらつきの幅が大きい。これは、前記に示したように、測定子５が、粘着材料２から引き離させる方向が一定で、同時に、接着面が離れるためである。ロードセル６と測定子５の間は、点接触、または、傾いてもその状態で引き上げることができるようにしておくのがよい。測定子５が粘着面に対して傾いても、その状態で引き上げることができるようにするためである。
【００２７】
また、測定値をばらつかせないためには、測定子５の接着材料２との接触面積に関して、０．１以上２平方センチ未満がよい。大きいと測定子５と粘着材料２が離れるポイントが複数できるため、測定値がばらつき、小さいと粘着力が弱く測定しづらく、その値がばらつく。
【００２８】
ガイド７は、その形状を問わない、たとえば、円柱状で、中央に穴を開けておき、その中を同形状にした測定子５が通過するようにしてもよい。円柱状の場合、どんな方向に傾こうとしても測定できるので、最もよい。
【００２９】
上記の測定方法をもちいて測定した値を、接触面積を１平方センチあたりに規格化して、比較できる。測定子５の接触面を１平方センチにしておけば、補正が不要で簡単である。その値を、カタログ、製品説明書、インターネット、雑誌、広告で宣伝し、他の製品と比較すると、各保持具の性能が比較できてよい。
【００３０】
また、この保持具は、フレキシブル基板４を搬送するだけでなく、半導体ウエハーや、光学レンズおよびその他の部品、たとえば、半導体チップ、パッケージ製品などを、一時的に固定し搬送するものに、用いることができる。実装ラインにおいて、物を搬送するために使用することができる。半導体ウエハーをチップにカットして、基板に実装する場合は、ウエハーをカット後、基板と接続するためのバンプを形成し、基板にチップを実装する各工程間を搬送するための保持具として利用できる。
【００３１】
また、光学レンズの場合、光学レンズを研磨にて作成後、セット商品に組み込むまでの各工程に搬送する保持具として利用できる。また、パッケージ部品の場合、パッケージ部品を製造会社から組み立て会社へ搬送する保持具として利用できる。これらの保持具の粘着力を定期的に測定するために、前記に示した粘着力の測定方法を使用することができる。測定値がある基準以下の場合、部材の交換、メンテナンスをすると、安定して生産できる。
【００３２】
図７を用いて、実装工程に、この測定方法を用いた場合を説明する。フレキシブル基板４の実装工程では、第１工程４１で、粘着材料が形成された保持具にフレキシブル基板４を貼り付ける。第２工程４２で、このフレキシブル基板４上にはんだペーストをスクリーン印刷機で印刷する。第３工程４３で、そのはんだペースト上に電子部品を電子部品実装機で実装する。第４工程４４で、リフロー炉で熱処理してはんだを固める。第５工程４５で、保持具からフレキシブル基板を取り外す。第６工程４６で、保持具の粘着力を測定する。
【００３３】
保持具が使用され、その粘着力が落ちてきたときに、上記の測定方法で測定して、ある基準を下回った場合に、新たらしい保持具と交換することができる。これらの工程を繰り替えして、保持具は繰り返して使用される。この場合に、フレキシブル基板４をはって、はがすことの繰り返し、および、リフロー炉の熱により、粘着剤はだんだん劣化する。リフロー炉の温度は、およそ、２５０℃であり、数分間その炉内を、保持具が通過させられる。
【００３４】
保持具の大きさは、いろいろあるが、大きいもので３０ｃｍ角の大きさまで用いられる。ある時、フレキシブル基板４の一部がはがれやすくなると、位置づれをして不良品に結びつく。フレキシブル基板４のパターン必要精度は、約数ミクロンである。とくに、フレキシブル基板４の端部がはがれ、その部分に位置基準のマークがある場合、位置規制にずれが生じて、実装工程４３なら部品実装ずれ、印刷工程４２なら、パターンずれが生じて、不良がある。
【００３５】
これらの不良が発生しないように、今回の方法で、粘着力の測定を簡易的に部分的に測定する必要がある。特に、基板の基準マーク位置およびその周辺の粘着力測定は有効である。保持具上の保持物の位置あわせ印に対応する部分の近傍の粘着力を測定するのが効率的である。
【００３６】
また、フレキシブル基板４における粘着しにくい部分、たとえば、フレキシブル基板の面積が細い、小さい部分、つまり、他の機器との接続部分の粘着力を測定することは有効である。フレキシブル基板４ごとに、保持具の該当する部分は、決まっているので、その部分の粘着力を定期的に測定すればよい。また、保持具ごとに、粘着力を記憶、分析、解析、統計処理していくと、あとどれぐらいで、交換、メンテナンスすればよいかわかる。メンテナンスとしては、粘着剤の表面を洗浄したり、表面をブラスト、カット、研磨して新しい面を出すことができる。
【００３７】
また、この粘着力測定方法を用いると、簡易的に、短時間で測定できるので、保持具の粘着力を使用ごと、何回かに一度、測定して粘着力を管理し、廃棄または、新品に交換できる。実装ラインの一部に測定装置として設置してもよい。
【００３８】
また、各製造工程の一部に設けてもよい。たとえば、図８を用いて説明する。第１工程５１は、保持具に半導体チップを貼り付ける。通常、半導体製造会社、または、別工場で貼り付けられる。第２工程５２は、輸送工程であり、トラック、コンベアなどで、輸送する工程である。第３工程５３は、保持具から半導体チップをはがす工程である。第４工程５４は、基板などへチップを実装する工程である。第５工程５５は、保持具の粘着力を測定する工程である。
【００３９】
半導体チップは、かけやすく、搬送する場合にしっかりと固定しておく必要がある。しかし、半導体チップをはがす場合には、逆に、容易にはなせる必要がある。そのため、今回の測定方法を、第５工程５５に用いて、粘着力を簡易的に測定、管理することは重要である。また、レンズなどの組立工程に用いて、レンズを運搬するのにこの方法を用いるとよい。
【００４０】
この測定方法は、非常に簡易的に粘着材料の評価をできるので、各種製造ラインの１装置として、組み込んでもよいし、他の生産装置に付属させて、製造ライン、インラインで測定できるようにしてもよい。たとえば、実装工程の印刷機の対象物吸引固定部分を使用して、対象物を吸引固定して、ガイド７と測定子５を上部より、対象物に下ろして、測定子５のみを引き上げ、粘着力を測定し、その後、ガイド７を引き離してもよい。測定したデータも、実装工程管理制御機器へ転送し、解析、分析すれば、さらによい。また、単独の測定装置として、各種製造装置の機器間の隙間に設置してもよい。装置間のコンベア部に設置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、保持具上に形成された粘着材料の粘着力を測定する方法および、利用する方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の測定対象物を示す図
【図２】本発明の実施例を示す側面図
【図３】本発明の実施例を示す上面図
【図４】本発明の実施例を示す側面図
【図５】本発明の実施例を示す側面図
【図６】本発明の実施例を示す上面図
【図７】本発明の実装工程を示す図
【図８】本発明の製造工程を示す図
【図９】従来の測定方法を示す図
【図１０】従来の測定方法を示す側面図
【図１１】ガイドの有無に対応する粘着力のばらつきの表
【符号の説明】
【００４３】
１  アルミニウム板
２  粘着材料
３  発泡体
５  測定子
６  ロードセル
７  ガイド
２１  粘着テープ
２２  押え板
２３  押え板
６１  ローラー
７１  スペーサー
【図１】
2006300781.tif 000003
【図２】
2006300781.tif 000004
【図３】
2006300781.tif 000005
【図４】
2006300781.tif 000006
【図５】
2006300781.tif 000007
【図６】
2006300781.tif 000008
【図７】
2006300781.tif 000009
【図８】
2006300781.tif 000010
【図９】
2006300781.tif 000011
【図１０】
2006300781.tif 000012
【図１１】
2006300781.tif 000013