JP6213664B2

JP6213664B2 - 吸引ヘッドおよびシート取扱装置

Info

Publication number: JP6213664B2
Application number: JP2016507461A
Authority: JP
Inventors: 茂生白井; 康仁出水; 和寛田畑; 裕士正井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2035-03-03
Also published as: JPWO2015137184A1; WO2015137184A1; CN106103025B; CN106103025A; KR101851546B1; KR20160113670A

Description

この発明は、吸引ヘッドに関し、特に、セラミックグリーンシートを保持するための吸引面を有する、吸引ヘッドに関する。

この発明はまた、シート取扱装置に関し、特に、セラミックグリーンシートを保持したキャリアシート（キャリアフィルム）が載置される載置面を有する基盤と、載置面に対向する吸引面を有してセラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッドとを備える、シート取扱装置に関する。

積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品を製造する場合、キャリアシート状に形成されたセラミックグリーンシートを用意し、所定の寸法を有するセラミックグリーンシートを切り出した後にキャリアシートから剥離する。そして、キャリアシートから剥離したセラミックグリーンシートを積層する。この工程で用いることのできる吸引ヘッドおよびシート取扱装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、キャリアシートの剥離性を向上させるために、吸引ヘッドには、吸引穴の特定のものに連通し、かつ、吸引穴の径より大きい開口を吸着面上に位置させている吸引溝が、セラミックグリーンシートの周縁部に対応する部分に、断続的に分布するように設けられている。このような吸引溝を形成することで、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから確実かつ容易に剥離することができるとされている。

特開２００２−２５４４２１号公報

しかし、セラミックグリーンシートが薄くなった場合、吸引溝の開口が吸引穴の径より大きいようなものであると、セラミックグリーンシートが変形してしまう等のダメージを受けてしまうという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、吸引によるシートダメージを抑制しつつ、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから確実かつ容易に剥離することのできる、吸引ヘッドおよびシート取扱装置を提供することである。

この発明に従う吸引ヘッド(14：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、セラミックグリーンシート(20)を保持するための吸引面を有する吸引ヘッド(14)であって、吸引面は、複数の吸引穴(HL, HL, …)および複数の溝(GR, GR, …)を有し、前記複数の溝は、前記吸引面内の端部領域の少なくとも一辺に、前記吸引面の外周に沿う方向に設けられ、前記複数の吸引穴のうち前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴は、前記溝を通るように設けられ、前記複数の溝のうち、前記吸引面の最外周に設けられる溝は、前記複数の吸引穴のうち最も外寄りに配置される最外吸引穴よりもさらに外側に設けられ、かつ、前記最外吸引穴の外周に接するように設けられている。

好ましくは、前記溝の溝幅は、前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴の直径より小さい。

好ましくは、前記複数の溝のうち前記吸引面の最外周に設けられる溝と、前記吸引面の端部との距離は、前記最外周に設けられる溝の溝幅を調整することにより調整されている。

好ましくは、さらに前記複数の溝同士を連結する連結溝が設けられている。

好ましくは、前記複数の溝は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有している。

好ましくは、前記複数の吸引穴の各々の縁は、面取り加工を施されている。

この発明に従うシート取扱装置(10)は、セラミックグリーンシート(20)を保持したキャリアシート(18)が載置される載置面を有する基盤(12)、および前記載置面に対向する吸引面を有して前記セラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッド(14)を備えるシート取扱装置であって、前記吸引面は、複数の吸引穴(HL, HL, …)および複数の溝(GR, GR, …)を有し、前記複数の溝は、前記吸引面内の端部領域の少なくとも一辺に、前記吸引面の外周に沿う方向に設けられ、前記複数の吸引穴のうち前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴は、前記溝を通るように設けられ、前記複数の溝のうち、前記吸引面の最外周に設けられる溝は、前記複数の吸引穴のうち最も外寄りに配置される最外吸引穴よりもさらに外側に設けられ、かつ、前記最外吸引穴の外周に接するように設けられている。

本発明によれば、吸引によるシートダメージを抑制しつつ、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから確実かつ容易に剥離することのできる、吸引ヘッドおよびシート取扱装置を提供することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１は、本発明のシート取扱装置の一部を切り出して示した斜視図である。図２は、図１に示したシート取扱装置をＹ軸方向に見たときの図であって、セラミックグリーンシートが上面に形成されたキャリアシートを吸引ヘッドの下に配置した状態の一例を示す図解図である。図３は、キャリアシート上のセラミックグリーンシートをカット刃でカットした状態の一例を示す図解図である。図４は、カットされたシート片を吸引ヘッドによって吸引し、キャリアシートから剥離した状態の一例を示す図解図である。図５（ａ）は吸引ヘッドの形状の一例の一部を示す拡大斜視図、図５（ｂ）は吸引ヘッドの吸引面に設けられた溝および吸引穴の一部を示す拡大図である。図６（ａ）は、前記吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、溝形状の変形例の図６（ａ）におけるＢ−Ｂに対応する位置の矢視断面図である。図８は、溝形状の変形例の断面図である。図８（ａ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａに対応する位置の矢視断面図であり、図８（ｂ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂに対応する位置の矢視断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、他の例の吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。図１０（ａ）は、その他の例の吸引ヘッドの吸引面に設けられた溝および吸引穴の一部を示す拡大図である。図１０（ｂ）は、前記吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。図１１は、さらに他の例の吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。

図１を参照して、この実施例のシート取扱装置１０は、直方体状の基盤１２を含む。以下では、基盤１２をなす直方体の長さ方向，幅方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸を割り当てる。

基盤１２の上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面：以下では「載置面」と呼ぶ）には、キャリアシート１８が載置される。キャリアシート１８は、基盤１２の幅に相当する幅と任意の長さとを有し、図示しない搬送ローラによってＸ軸方向における負側から正側に間欠的に搬送される。また、キャリアシート１８の上面には、セラミックグリーンシート２０が全面的に形成される。以下、セラミックグリーンシート２０を「グリーンシート２０」と呼ぶ。

基盤１２の上方には、直方体状の吸引ヘッド１４が配置される。吸引ヘッド１４をなす直方体の長さ方向，幅方向および高さ方向はそれぞれ、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸に沿う。

吸引ヘッド１４には４つの側面があり、それぞれの側面には、カット刃１６が設けられる。カット刃１６の刃長は吸引ヘッド１４の長さ方向または幅方向の寸法と一致する。図１においては、説明を容易に行うため、吸引ヘッド１４のＸ軸方向における負側の側面に設けられるカット刃１６のみを図示している。

Ｘ軸方向における負側から眺めたとき、カット刃１６の先端部分は、吸引ヘッド１４の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面：以下では「吸引面」と呼ぶ）よりもＺ軸方向の負側に突出する。Ｙ軸方向から眺めたとき、カット刃１６の先端部分は鋭角をなす。

上述のように、キャリアシート１８はＸ軸方向における負側から正側に間欠的に搬送される。１回の搬送が完了すると、基盤１２の載置面に下向きの吸引力が発生し、次に吸引ヘッド１４が降下する。キャリアシート１８の上面に形成されたグリーンシート２０は、吸引ヘッド１４が降下したときにカット刃によって切断される（図２〜図３参照）。切断によって得られたシート片２２の主面の大きさは吸引ヘッド１４の吸引面の大きさと一致する。

グリーンシート２０の切断が完了すると、シート片２２は吸引ヘッド１４に発生した吸引力によって吸引面に保持される。基盤１２の載置面に発生した下向きの吸引力は、シート片２２が吸引面に保持された後に解除される。

吸引ヘッド１４はその後、降下前の元の位置まで上昇する。吸引面に保持されたシート片２２はキャリアシート１８から剥離され、吸引ヘッド１４の上昇に伴って上昇する（図４参照）。こうして剥離されたシート片２２は、別の工程（＝積層工程）に移される。吸引ヘッド１４に発生した吸引力はシート片２２を別の工程に移すときに解除される。

図５を参照して、吸引ヘッド１４の吸引面には、複数の吸引穴ＨＬおよび複数の溝ＧＲが形成される。複数の吸引穴ＨＬは、真空源（図示せず）に接続されている。複数の溝ＧＲは、吸引面内の端部領域に、吸引面の外周に沿う方向に設けられている。同図においては、溝ＧＲは、吸引面内の各辺の外周に沿って設けられ、四隅において繋がっているが、少なくとも一辺に設けられていればよい。複数の吸引穴ＨＬのうち吸引面内の端部領域に配置される吸引穴は、溝ＧＲを通るように設けられている。

図１〜４に示すようにキャリアシート１８がＸ軸方向に搬送される場合、溝ＧＲは、Ｙ軸方向に設けられていることが好ましい。切断後のシート片２２が剥離される際、キャリアフィルム１８に対してシート片２２は、外周付近から中央に向かって徐々に剥離される。このとき、溝ＧＲが吸引面の端部領域の少なくとも一辺に連続して形成されていることで、シート片２２の一端部を、辺全体で固定することが可能となり、シート片２２をキャリアシート１８から安定して剥離することができるようになる。

吸引穴ＨＬの開口形状は円状であり、溝ＧＲの溝幅は、吸引面内の端部領域に配置される吸引穴ＨＬの直径より小さいことが好ましい。前記端部領域に配置される吸引穴の直径は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。前記溝幅は、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。吸引面において、溝ＧＲは、同じ面積を占めるのであれば、例えば、幅の広い溝を少数本設けるよりも、幅の狭い溝を多数本設けるほうが吸引時にグリーンシートが溝の奥まで入り込みにくくなり、グリーンシートの変形を抑制することができるので、好ましい。

図６（ａ）は、図５に示す吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。溝ＧＲの深さは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。このような溝を設けることで、吸引ヘッドによるグリーンシートの保持を広い（長い）領域で行うことができ、グリーンシートのキャリアフィルムからの剥離を確実かつ容易に行うことができる。また、吸引ヘッドの端部領域に吸引穴ＨＬを多数形成しようとすると、加工が難しく手間がかかるが、溝の形成はそれに比べて非常に容易に行うことができる。

本実施形態において、溝ＧＲの幅方向の断面形状は矩形形状であるが、図７（ａ）に示すように、前記断面形状は円弧状の形状（Ｒ形状）であってもよいし、図７（ｂ）に示すようにＶ字形状であってもよい。溝のコーナー部分がＲ形状であると、局所剥離工程において、グリーンシート２０が溝ＧＲの内面に密着するように変形しても、グリーンシート２０の破損を生じにくくすることができるので、好ましい。

また、溝ＧＲの幅方向の両端部は、面取り加工を施されていることが好ましい。面取り加工では、端部をなす角が落とされ、かつ曲面仕上げが施される。また、複数の吸引穴ＨＬの各々の縁は、面取り加工を施されていることが好ましい。溝ＧＲおよび吸引穴ＨＬに面取り加工が施されると、図６（ａ）におけるＡ−Ａに対応する位置における矢視断面図は例えば図８（ａ）に、Ｂ−Ｂに対応する位置における矢視断面図は例えば図８（ｂ）に示すように、溝ＧＲの幅方向端部および吸引穴ＨＬの縁部は曲面をなす。溝ＧＲの幅方向端部、吸引穴ＨＬの縁部が面取り加工を施されていることにより、グリーンシートを吸引する際にグリーンシートにかかる力が緩和される。これによって、吸引によるシートダメージを抑制することができるので、好ましい。

吸引ヘッド１４において、グリーンシート２０の保持は、シート片２２の剥離開始点のできるだけ近くで行うと、剥離能力を向上させることができる。したがって、吸引ヘッド１４の端部にできるだけ近い位置で、シート片を吸引することが好ましい。しかし、前述のとおり、端部に寄せて吸引穴ＨＬの加工をすることは困難である。そこで、グリーンシート２０（シート片２２）の保持を、より吸引ヘッド１４の吸引面の端部近くで行うために、吸引穴ＨＬの位置は変えなくとも、図９（ａ）に示すように、最外周に設けられる溝ＧＲＯを、吸引面の最も外寄りに配置される最外吸引穴ＨＬＯよりもさらに外側に設け、最外吸引穴ＨＬＯの外周に接するように設けることもできる。このように最外周の溝ＧＲＯを設けると、図６（ａ）と同じ吸引穴配置であるにもかかわらず、より端部でシート片２２の保持を行うことができる。吸引面の最外周に設けられる溝ＧＲＯの位置は、吸引面の端部に近ければ近いほうがよい。前記溝ＧＲＯが吸引面の端部の近くにあると、グリーンシートの剥離開始点のできるだけ近くを保持することができ、剥離能力を向上させることができる。

あるいは、図９（ｂ）に示すように、最外周に設けられる溝ＧＲＯと吸引面の端部との距離は、最外周に設けられる溝ＧＲＯの溝幅を調整することにより調整することもできる。この場合も、図９（ａ）の場合と同様に、図６（ａ）と同じ吸引穴配置であるにもかかわらず、より端部でシート片２２の保持を行うことができる。

図１０は、本発明の吸引ヘッドのその他の例を示した図である。図１０（ａ）は、本例の吸引ヘッドの吸引面に設けられた溝および吸引穴の一部を示す拡大図である。図１０（ｂ）は、前記吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。本例の吸引面の端部領域には、さらに複数の溝ＧＬ同士を連結する連結溝ＧＲ’が設けられている。図１０において連結溝ＧＲ’は溝ＧＲに直交する方向に設けられているが、溝ＧＬ同士を連結していれば形状や方向はこれに限定されない。このように溝ＧＬ同士を連結する連結溝ＧＲ’を設けることで、吸引穴を通らないがグリーンシート２０（シート片２２）の吸引保持を行うことのできる溝ＧＲ１を設けることが可能となる。したがって、連結溝ＧＲ’を設けることで、吸引穴の数や位置にかかわらず溝の間隔や本数を調整することが可能となる。

図１１は、本発明の吸引ヘッドのさらに他の例の吸引ヘッドの吸引面の一部を示す拡大平面図である。図１１に示すように、連結溝ＧＲ’を設けることで、吸引穴を形成することが困難である吸引面の最端部の領域にも、グリーンシート２０（シート片２２）の吸引保持を行うことのできる溝ＧＲ２を設けることが可能となる。

このように、吸引面には、その端部領域の少なくとも１辺に、吸引面の外周に沿う方向に複数の溝ＧＲが設けられているので、吸引によるシートダメージを抑制しつつ、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから確実かつ容易に剥離することができる。例えば、吸引圧を−６０ｋＰａで行った場合、１〜３μｍ程度の厚みのグリーンシートを良好に剥離することができ、吸引圧等の調整によって、より薄いグリーンシートであっても取り扱うことが可能である。これにより、薄層大容量コンデンサ等の開発が可能となり、また、積層工程よりも前の工程での加工可能範囲を広げることができるため、シート組成、シート製造方法、シート特性、印刷工法、電極組成などのバリエーションを広げることによる、完成品であるチップのショートや特性改善も可能となった。

さらに、溝ＧＲで吸引した場合は吸引面積が大きくなるため、吸引穴ＨＬの数が少なくても、所望の吸引力を確保することができる。これによって、吸引ヘッド１４の加工にかかるコストを抑制することができる。

つまり、さらに薄いグリーンシートに対応するにはシートダメージを軽減するために微細な吸引穴が多数必要になるところ、微細な吸引穴を多数加工した場合、加工時間がかかりコストが上昇するだけでなくリードタイムも長くなり、生産性が低下する。本発明のように溝を形成することで、吸引穴の数を抑えることができ、さらに薄いグリーンシートの生産性を高めることができる。

１０ …シート取扱装置
１２ …基盤
１４ …吸引ヘッド
１６ …カット刃
１８ …キャリアシート
２０ …セラミックグリーンシート（グリーンシート）
２２ …シート片
ＧＲ、ＧＲ１、ＧＲ２ …溝
ＨＬ …吸引穴
ＧＲＯ最外周溝
ＨＬＯ最外吸引穴
ＧＲ’ … 連結溝

Claims

セラミックグリーンシートを保持するための吸引面を有する吸引ヘッドであって、
前記吸引面は、複数の吸引穴および複数の溝を有し、
前記複数の溝は、前記吸引面内の端部領域の少なくとも一辺に、前記吸引面の外周に沿う方向に設けられ、
前記複数の吸引穴のうち前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴は、前記溝を通るように設けられ、
前記複数の溝のうち、前記吸引面の最外周に設けられる溝は、前記複数の吸引穴のうち最も外寄りに配置される最外吸引穴よりもさらに外側に設けられ、かつ、前記最外吸引穴の外周に接するように設けられている、吸引ヘッド。
前記溝の溝幅は、前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴の直径より小さい、請求項１記載の吸引ヘッド。
前記複数の溝のうち前記吸引面の最外周に設けられる溝と、前記吸引面の端部との距離は、前記最外周に設けられる溝の溝幅を調整することにより調整されている、請求項１または２記載の吸引ヘッド。
さらに前記複数の溝同士を連結する連結溝が設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の吸引ヘッド。
前記複数の溝は、面取り加工を施された幅方向端部を各々が有している、請求項１から４のいずれか一項に記載の吸引ヘッド。
前記複数の吸引穴の各々の縁は、面取り加工を施されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の吸引ヘッド。
セラミックグリーンシートを保持したキャリアシートが載置される載置面を有する基盤、および
前記載置面に対向する吸引面を有して前記セラミックグリーンシートを吸引する吸引ヘッドを備えるシート取扱装置であって、
前記吸引面は、複数の吸引穴および複数の溝を有し、
前記複数の溝は、前記吸引面内の端部領域の少なくとも一部に、前記吸引面の外周に沿う方向に設けられ、
前記複数の吸引穴のうち前記吸引面内の端部領域に配置される吸引穴は、前記溝を通るように設けられ、
前記複数の溝のうち、前記吸引面の最外周に設けられる溝は、前記複数の吸引穴のうち最も外寄りに配置される最外吸引穴よりもさらに外側に設けられ、かつ、前記最外吸引穴の外周に接するように設けられている、シート取扱装置。