(57)【要約】【課題】  バンプが形成されたフィルムの表面を加工するフィルム加工装置であって、フィルムの粗さ、密度および形状に関わらずバンプ高さを均一に加工可能なフィルム加工装置を提供することである。【解決手段】  フィルム加工装置が、その円筒面上にフィルムの被加工物が貼付される円筒形状のロールと、ロールを軸回りに回転駆動するロール駆動手段と、被加工物と接触するようロールの円筒面に近接して配置可能なブレードと、ブレードをロールの軸に平行な方向に振動させてブレード振動手段と、を有する。【選択図】  図１
2005340306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その円筒面上にフィルムの被加工物が貼付される円筒形状のロールと、
前記ロールを軸回りに回転駆動するロール駆動手段と、
該被加工物と接触するように前記ロールの円筒面に近接して配置可能なブレードと、
前記ブレードを前記ロールの軸に平行な方向に振動させてブレード振動手段と、
を有することを特徴とする、フィルム加工装置。
【請求項２】
前記フィルム加工装置は、前記ロールに対して前記ブレードを前記ロールの半径方向に進退させる、ブレード進退手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のフィルム加工装置。
【請求項３】
前記ブレード進退手段は、該被加工物の厚さよりも充分に前記ロールの円筒面から離間した退避位置と、前記ロールの円筒面からの距離が該被加工物の厚さよりも短い切削可能領域との間で、前記ブレードを進退させることを特徴とする、請求項２に記載のフィルム加工装置。
【請求項４】
前記ブレードは、前記ロールの円周方向に複数配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のフィルム加工装置。
【請求項５】
前記ブレード進退手段は、該切削可能領域内の前記複数のブレードから前記ロールの円筒面までの距離がそれぞれ異なる位置に前記複数のブレードを配置し、
該被加工物は、前記複数のブレードによって段階的に切削されることを特徴とする、請求項４に記載のフィルム加工装置。
【請求項６】
前記ブレード進退手段は、前記ブレードが前記ロールに近づくように、前記ブレードを該切削領域内の複数の位置に段階的に移動させることを特徴とする、請求項３から請求項５のいずれかに記載のフィルム加工装置。
【請求項７】
前記ブレード進退手段は、前記ブレードが該切削可能領域内の第１の位置で該被加工物を一回切削した後、前記ロールが一回転して再び該被加工物を切削可能となるまでの間、前記ブレードを該退避位置に移動させ、再び該被加工物を切削可能となった後に前記ブレードを該第１の位置よりも前記ロールに近い該切削可能領域内の第２の位置に移動させる、ことを特徴とする、請求項６に記載のフィルム加工装置。
【請求項８】
前記フィルム加工装置は、前記ロールの軸に平行な軸回りに前記ブレードを回動させ、該被加工物に対する前記ブレードのすくい角を変化させる、ブレード回動手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載のフィルム加工装置。
【請求項９】
前記ブレード回動手段は、前記ブレードの刃先を中心に前記ブレードを回動させることを特徴とする、請求項８に記載のフィルム加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプが形成されたフィルムの表面を加工するフィルム加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−１１９１３２  従来より、樹脂製のフィルムにＩＣ等の各種素子を実装したモジュールが、ＩＣカード等に使用されている。このようなモジュールは、フィルム上の板厚方向に突出する導電性のバンプを形成し、バンプ上に素子の端子を圧接することによって形成される。
【０００３】
バンプ表面には絶縁フィルムや保護フィルムが張り付けられており、バンプと素子端子を圧接する前にこの保護フィルムを除去する必要がある。従来は、特許文献１のもののように、フィルムを研磨してバンプ上の保護フィルムを除去していた。
【０００４】
従って、フィルムの粗さ、密度および形状によっては、研磨後のバンプの高さが不均一なものとなりやすい。また、目的とする研磨部位外の箇所が研磨されてしまい、結果として、研削くずが多く発生する。また、研削くずの大きさが数μｍ〜数１０μｍと微細であるため、その除去は容易ではなかった。また、バンプの上部が研磨されてバンプに異物が混入してしまう可能性があったため、素子の端子とバンプとが銅である場合、これらを２００℃程度で接合することができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑み、フィルムの粗さ、密度および形状に関わらずバンプ高さを均一にし、且つバンプに異物が混入することの無い、バンプを加工可能なフィルム加工装置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】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明のフィルム加工装置は、その円筒面上にフィルムの被加工物が貼付される円筒形状のロールと、ロールを軸回りに回転駆動するロール駆動手段と、被加工物と接触するようロールの円筒面に近接して配置可能なブレードと、ブレードをロールの軸に平行な方向に振動させてブレード振動手段と、を有する。
【０００７】
従って、本発明によれば、ブレードによって被加工物が切削されるので、ロールの円筒面とブレードとの間隔を制御することにより、切削後のフィルムの厚さ（すなわちバンプ高さ）を均一に保つことができる。また、フィルムを研磨する場合と異なり、切削くずが比較的大寸法（数ミリメートル程度）の塊となるため、容易に除去することができる。
【０００８】
また、フィルム加工装置は、前記ロールに対して前記ブレードを前記ロールの半径方向に進退させる、ブレード進退手段を有し、ブレード進退手段は、切削可能領域内の複数のブレードからロールの円筒面までの距離がそれぞれ異なる位置に複数のブレードを配置し、被加工物は、複数のブレードによって段階的に切削される構成としても良い。このような構成とすると、１枚の被加工物に対して複数回に渡って切削を行う場合、あるブレードで切削を行った後、その被加工物を別のブレードに移動させれば次の切削が可能であるので、被加工物の移動量を低く抑えることが可能であり、被加工物を効率よく切削することができる。
【０００９】
また、フィルム加工装置は、ロールの軸に平行な軸回りにブレードを回動させ、該被加工物に対する前記ブレードのすくい角を変化させる、ブレード回動手段を有する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本実施形態によれば、フィルムの粗さ、密度および形状に関わらずバンプ高さを均一に加工可能なフィルム加工装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態によるフィルム加工装置１の上面図である。フィルム加工装置１は、水平軸を中心に回転するように構成された円筒形状のロール１００を有する。ロール１００の円筒面１１０にはフィルム加工装置１の加工対象であるフィルムＦが貼付される。また、ロール１００は駆動部１２０によって回転駆動され、フィルムＦはロール１００と共に回転する。
【００１２】
フィルムＦを切削するためのブレード機構２１０、２２０が、ロール１００の円筒面１１０に近接して配置されている。ブレード機構２１０、２２０はロール１００の軸１０１と平行な方向に延びる略水平な板部材であるアーム２１１、２２１と、各アームのロール１００に対する近位端に取り付けられたブレード本体２１２、２２２を有する。ブレード本体２１２、２２２はそれぞれ、ロール１００の軸１０１と平行な方向に延びる板部材であり、その面は：ロール１００の円筒面１１０の、ブレード本体のそれぞれに近接する部分に略平行である。
【００１３】
ブレード本体２１２、２２２とロール１００の円筒面１１０との間隔（ギャップ）は、ギャップ調整部２１３、２２３によって調整される。ギャップ調整部２１３、２２３は、ロール１００の交軸方向（図１中左右方向）に延びるレール２１３ａ、２２３ａと、このレールにガイドされてロール１００に対して進退するキャリッジ２１３ｂ、２２３ｂを有する。キャリッジ２１３ｂ、２２３ｂのそれぞれには、前述のアーム２１２、２２２が固定され、キャリッジとアームとが一体となってレール上を移動する。
【００１４】
キャリッジ２１３ｂ、２２３ｂは、ギャップ調整駆動部２１４、２２４によってレールに沿って進退するよう駆動される。ギャップ調整駆動部２１４、２２４は、例えばステッピングモータと送りねじ機構を組み合わせたものであり、ブレード本体の先端（エッジ）とロール１００の円筒面１１０との間隔を、マイクロメートル単位で制御することが出来る。ステッピングモータと送りねじ機構の組み合わせの代わりに、歯車機構等の他の駆動／位置制御機構を使用しても良い。このギャップ調整駆動部２１４、２２４によって、ブレード本体２１２、２２２を、ロール１００から充分に離れた退避位置と、ロール１００上のフィルムＦと接触可能な切削可能領域（本実施形態においては、ブレード本体のエッジとロール１００の円筒面との間隔が１０−１００マイクロメートルの範囲内である領域）との間とで進退させることが出来る。
【００１５】
ブレード本体２１２、２２２は、それぞれブレード振動機構２１５、２２５によって、ロール１００の軸方向（図１中上下方向）に振動（往復移動）駆動される。以下、ブレード振動機構の構成に付き詳説する。
【００１６】
図２は、ブレード機構２１０の拡大上面図を示したものである。なお、ブレード機構２２０のアーム２２１と連結しているブレード振動機構２２５の構成は、ブレード振動機構２１５の構成と同様である。また、図３は、ブレード機構２１０の拡大側面図を示したものである。
【００１７】
図３に示されているように、ブレード振動機構２１５は、モータ２１５ａと、モータ２１５ａの駆動軸に取り付けられている偏心軸２１５ｂと、偏心軸２１５ｂと連結されたクランク軸２１５ｃとを有する。また、図２に示されているように、モータ２１５ａは、キャリッジ２１３内に形成されたベアリング２１６に回転可能に支持された、ロール１００の軸方向に延びる回転シャフト２１７上に固定されている。従って、ブレード機構２１０、ブレード偏心機構２１５および回転シャフトは共に、キャリッジ２１３の進退に応じて進退する。
【００１８】
図２に示されるように、偏心軸２１５ｂは、モータ２１５ａの駆動軸の駆動に応じて水平面上を円運動するよう構成されている。また、図３に示されるように、クランク軸２１５ｃは、両端に貫通孔２１５ｄ、２１５ｅが鉛直方向に形成された棒状の部材であり、貫通孔２１５ｄには偏心軸２１５ｂが回転可能に送致されている。一方、貫通孔２１５ｅには、ピン２１５ｆが回転自在に挿置され、このピン２１５ｆを介してクランク軸２１５ｃとアーム２１１が連結される。
【００１９】
上記のように、偏心軸２１５ｂおよびピン２１５ｆが、それぞれ貫通孔２１５ｄおよび２１５ｅに対して回転自在となっているので、クランク軸２１５ｃはピン２１５ｆ周りに揺動可能となっている。また、回転シャフト２１７に固定されたテーブル２１８上に設けられたスライドガイド２１８ａによって、モータ２１５ａに対するアーム２１１の移動方向は、ローラ１００の軸方向のみに制限される。かくして、モータ２１５ａを駆動すると、アーム２１１、およびブレード本体２１２（図２）は、ローラ１００の軸方向に往復運動する。
【００２０】
以上の構成のフィルム加工装置１において、ブレード本体２１２または２２２のエッジをフィルムＦに接触させるようギャップ調整駆動部２１４または２２４を操作し、ブレード振動機構を制御してブレード本体２１２または２２２を往復運動させ、次いでローラを回転させることによって、フィルムＦの表面が切削加工される。
【００２１】
また、図２および図３に示されている回転シャフト２１７はブレード本体２１２をローラ１００の軸と平行な軸周りに回転させるためのものである。回転シャフト２１７にはブレード角度調整用のモータ２１９が取り付けられており、このモータによって回転シャフト２１７は回転駆動され、また任意の回転角度で静止するようになっている。図２および図３に示されているように、回転シャフト２１７の回転軸は、ブレード本体２１２の面のローラ１００がわの面の上端に形成されたエッジ２１２ａに一致する。従って、モータ２１９を駆動することによってブレード本体２１２はエッジ２１２ａを中心に揺動し、フィルムＦの面に対するブレード本体の角度を調整することが出来る。これによって、フィルムＦの特性（強度、弾性率、粘性等）に適した、ブレード本体の最適なすくい角を設定することが出来る。また、モータ２１９を駆動してもエッジの位置は変化しないので、ブレード本体２１２のすくい角を変更してもエッジ２１２ａとローラ１００の間隔は変化しない。
【００２２】
なお、上記の機構はブレード機構２２０にも設けられており、ブレード本体２２２のすくい角を設定可能である。
【００２３】
以上の装置１を用いた、フィルムＦを加工する手順を以下に説明する。図４は、ブレード機構２１０、２２０周囲を拡大した、フィルム加工装置１の側面図である。なお、図４中の符号２２２ａ、２２８、２２８ａが与えられた部材はそれぞれ、エッジ２１２ａ、テーブル２１８、スライドガイド２１８ａと等価な部材である。図４中において、ロール１００は時計回り、または反時計回り両方の方向に回転可能となっている。
【００２４】
フィルムの切削は以下の手順で行われる。まず、ギャップ調整駆動部２１４、２２４を駆動してブレード本体２１２、２２２を退避位置に移動させる。次いで、モータ２１９を駆動してブレード本体２１２のすくい角を、フィルムＦの材質、厚さ、切削量等に適した角度に調整する。次いで、ロール１００を回転駆動して、切削を行うフィルムＦの前端ＦＦがブレード本体の位置に来るようにする。なお、以下の説明においては、ロール１００を図４中時計回りに回転させた時に最前部となる部分を前端ＦＦ、最後部となる部分を後端ＦＢと定義している。従って、ロール１００を図４中反時計回りに回転させる場合は、後端ＦＢが最前部となり、前端ＦＦが最後部となる。
【００２５】
次いで、ギャップ調整駆動部２１４を駆動して、ブレード機構２１０のエッジ２１２ａをフィルムＦに当接させる。次いで、ブレード振動機構２１５を駆動して、ブレード本体２１２を振動させる。さらに、エッジ２１２ａがフィルムＦの後端ＦＢを通過するまでロール１００を時計回りに回転させて、フィルムＦの全面をエッジ２１２ａで切削する。
【００２６】
図５は、切削前（ａ）、切削中（ｂ）および切削後（ｃ）のフィルムＦの拡大断面図である。図５に示されているように、フィルムＦはその法線方向に突出するバンプＢを含む回路層Ｆ１、絶縁フィルム層Ｆ２、保護フィルム層Ｆ３がこの順番で積層されている。バンプＢに電子デバイスの端子を圧接するため、バンプＢ上の絶縁フィルム層Ｆ２および保護フィルム層Ｆ３は切除される。
【００２７】
前述の操作によって、エッジ２１２ａとロール１００の円筒面１１０との間隔は距離Ｄ１に保たれている。この距離Ｄ１はバンプＢの高さより充分に小さな値となっている。従って、（ａ）の切削前の状態からロール１００を時計回りに回転駆動すると、図５（ｂ）のごとくバンプＢ上の絶縁フィルム層Ｆ２および保護フィルム層Ｆ３、およびバンプＢの頂部がエッジ２１２ａによって切除され、図５（ｃ）のようにバンプＢが露出する。以上の処理が終了すると、ギャップ調整駆動部２１４が再び駆動され、ブレード機構２１０のエッジ２１２ａが退避位置に移動する。
【００２８】
以上の処理によって、フィルムＦの切削が行われる。上記の例では一回の工程でバンプＢを露出させているが、微細構造のフィルムを切削する場合は一回の工程での切削厚さが大きすぎると、切削時に発生する応力によってフィルムＦの回路層Ｆ１が破損してしまう可能性がある。従って、通常は、一回の工程あたりの切削厚さを小さくし、その工程を複数回に分けて実施する。本実施形態においてはブレード機構を複数（２つ）備えている。この構成は、複数回の切削を効率よく実施するのに適している。
【００２９】
以下に、ブレード機構２１０と２２０の両方を使用する、フィルムＦの切削手順に付き説明する。図６は、この切削において、ブレード機構２２０による切削工程を示したものである。最初に上記説明した図５の工程を実施する。実施後の時点では、エッジ２１２ａ、２２２ａの双方とも、退避位置に位置している。
【００３０】
次いで、（図３に示されたモータ２１９と同様の機構を用いて）ブレード本体２２２のすくい角を、フィルムＦの材質、厚さ、切削量等に適した角度に調整する。次いで、ロール１００を回転駆動して、切削を行うフィルムＦの後端ＦＢがブレード本体２２２の位置に来るようにする。
【００３１】
次いで、ギャップ調整駆動部２２４を駆動して、ブレード機構２２０のエッジ２２２ａをフィルムＦに当接させる。この時のエッジ２２２ａとロール１００の円筒面１１０との間隔は、前回のエッジ２１２ａによる切削工程でのエッジ２１２ａと円筒面１１０との間隔よりも小さい。次いで、ブレード振動機構２２５を駆動して、ブレード本体２２２を振動させる。さらに、エッジ２２２ａがフィルムＦの  前端ＦＦを通過するまでロール１００を反時計回りに回転させて、フィルムＦの全面をエッジ２２２ａで切削する。
【００３２】
図６は、エッジ２２２ａによる、切削前（ａ）、切削中（ｂ）および切削後（ｃ）のフィルムＦの拡大断面図である。
【００３３】
前述の操作によって、エッジ２２２ａとロール１００の円筒面１１０との間隔は距離Ｄ２に保たれている。この距離Ｄ２はバンプＢの高さより充分に小さな値となっている。従って、（ａ）の切削前の状態からロール１００を反時計回りに回転駆動すると、図６（ｂ）のごとくバンプＢの頂部およびその周囲の絶縁フィルム層Ｆ２、保護フィルム層Ｆ３がエッジ２２２ａによって切除され、図６（ｃ）のようにバンプＢの高さが低くなる。以上の処理が終了すると、ギャップ調整駆動部２２４が再び駆動され、ブレード機構２２０のエッジ２２２ａが退避位置に移動する。
【００３４】
以上の工程を、エッジと円筒面１１０との間隔を徐々に短くしつつ、ブレード機構２１０と２２０とで交互に行うことにより、回路層Ｆ１に影響を与えないよう、フィルムＦを徐々に切削することが出来る。また、一つのロールについて、複数のブレード機構を使用することにより、一回の切削工程終了後から次の切削工程開始までに要するロールの回転量を減少させることが出来る。
【００３５】
本実施形態においては、１つのブレード機構が１つのエッジを有しているが、本実施形態は上記構成に限定されるものではない。すなわち、アームの上下に１つずつエッジが設けられている構成も本発明の範囲内である。以下に説明する本発明の第２の実施形態はこのような構成のフィルム加工装置を示したものである。
【００３６】
図７は本発明の第２の実施形態の本実施形態のフィルム加工装置１は、ブレード機構の構成のみが第１の実施形態のものと異なるものであるので、他の部分についての説明は省略する。なお、本実施形態においては、第１の実施形態と同一の部材については第１の実施形態のものと同一の符号を付与している。
【００３７】
図７に示されているように、本実施形態においては、回転シャフト２１７の回転軸は、ブレード本体１２１２の面のローラ１００がわの面の上端に形成された上部エッジ１２１２ａと、ブレード本体１２１２の面のローラ１００がわの面の下端に形成された下部エッジ１２１２ｂの中間に一致する。
【００３８】
図８は、ブレード機構１２１０の周囲を拡大した、フィルム加工装置１０００の側面図である。図８中において、ロール１００は時計回り、または反時計回りのいずれかの方向に回転可能となっている。
【００３９】
フィルムの切削は以下の手順で行われる。まず、ギャップ調整駆動部２１４を駆動してブレード本体１２１２を退避位置に移動させる。次いで、モータ２１９を駆動して上部エッジ１２１２ａのすくい角を、フィルムＦの材質、厚さ、切削量等に適した角度に調整する。次いで、ロール１００を回転駆動して、切削を行うフィルムＦの前端ＦＦが上部エッジ１２１２ａの位置に来るようにする。
【００４０】
次いで、ギャップ調整駆動部２１４を駆動して、ブレード機構１２１０の上部エッジ１２１２ａをフィルムＦに当接させる。次いで、ブレード振動機構２１５を駆動して、ブレード本体１２１２を振動させる。さらに、上部エッジ１２１２ａがフィルムＦの後端ＦＢを通過するまでロール１００を時計回りに回転させて、フィルムＦの全面を上部エッジ１２１２ａで切削する。以上の処理が終了すると、ギャップ調整駆動部２１４が再び駆動され、ブレード機構１２１０のブレード本体１２１２が退避位置に移動する。
【００４１】
次いで、モータ２１９を駆動して下部エッジ１２１２ｂのすくい角を、フィルムＦの材質、厚さ、切削量等に適した角度に調整する。次いで、ロール１００を回転駆動して、切削を行うフィルムＦの後端ＦＢが下部エッジ１２１２ｂの位置に来るようにする。
【００４２】
次いで、ギャップ調整駆動部２１４を駆動して、ブレード機構１２１０の下部エッジ１２１２ｂをフィルムＦに当接させる。次いで、ブレード振動機構２１５を駆動して、ブレード本体１２１２を振動させる。さらに、下部エッジ１２１２ｂがフィルムＦの前端ＦＦを通過するまでロール１００を反時計回りに回転させて、フィルムＦの全面を下部エッジ１２１２ｂで切削する。以上の処理が終了すると、ギャップ調整駆動部２１４が再び駆動され、ブレード機構１２１０のブレード本体１２１２が退避位置に移動する。
【００４３】
以上の工程を、エッジと円筒面１１０との間隔を徐々に短くしつつ、上部エッジ１２１２ａと下部エッジ１２１２ｂとで交互に行うことにより、回路層Ｆ１に影響を与えないよう、フィルムＦを徐々に切削することが出来る。本実施形態においては、一回の切削工程終了後から次の切削工程開始までに要するロールの回転量は、フィルムＦの後端部ＦＢが上部エッジ１２１２ａから下部エッジ１２１２ｂまで移動させるだけの量であり、第１の実施形態の複数のブレード機構を使用する場合のロールの移動量よりもさらに小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるフィルム加工装置の上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるブレード機構の拡大上面図を示したものである。
【図３】本発明の第１の実施形態によるブレード機構の拡大側面図を示したものである。
【図４】本発明の第１の実施形態による、ブレード機構周囲を拡大したフィルム加工装置の側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による、切削前、切削中および切削後のフィルムＦの拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による、切削前、切削中および切削後のフィルムＦの拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるフィルム加工装置のブレード機構の拡大側面図を示したものである。
【図８】本発明の第２の実施形態による、ブレード機構周囲を拡大したフィルム加工装置の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１              フィルム加工装置
１００              ロール
１１０              円筒面
２１０、２２０      ブレード機構
２１１、２２１      アーム
２１２、２２２      ブレード本体
２１２ａ、２２２ａ  エッジ
２１３、２２３      ギャップ調整部
２１４、２２４      ギャップ調整駆動部
２１５、２２５      ブレード振動機構
Ｂ                  バンプ
Ｆ                  フィルム
Ｆ１                回路層
Ｆ２                絶縁フィルム層
Ｆ３                保護フィルム層
ＦＦ                前端
ＦＢ                後端
【図１】
2005340306.tif 000003
【図２】
2005340306.tif 000004
【図３】
2005340306.tif 000005
【図４】
2005340306.tif 000006
【図５】
2005340306.tif 000007
【図６】
2005340306.tif 000008
【図７】
2005340306.tif 000009
【図８】
2005340306.tif 000010