JP7429173B2 - Manufacturing method of adhesive retaining jig - Google Patents
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Description
本発明は、粘着性保持治具の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an adhesive holding jig.
セラミックコンデンサ、チップ抵抗、コイル、半導体ウェハ等の電子部品を回路が設けられた基板に実装するために、電子部品を粘着保持して、基板まで搬送し、離脱させる実装装置が知られている。例えば、特許文献１には、移送部が、規定温度によって粘着力が喪失又は低下する粘着シートを有し、素子に粘着シートを押し付けて粘着シートに貼り付けることで、素子をピックアップし、基板上に素子を接触させた後は、規定温度以上に加熱することによって、ピックアップした素子を粘着シートから剥離して一括して移送する素子実装装置が開示されている。 2. Description of the Related Art In order to mount electronic components such as ceramic capacitors, chip resistors, coils, and semiconductor wafers onto a circuit board, a mounting apparatus is known that adhesively holds the electronic components, transports them to the board, and then removes them. For example, in Patent Document 1, the transfer unit has an adhesive sheet whose adhesive strength is lost or reduced depending on a specified temperature, picks up the element by pressing the adhesive sheet against the element and attaching it to the adhesive sheet, and transfers the element onto the substrate. An element mounting apparatus has been disclosed in which, after the elements are brought into contact with the element, the elements are heated to a specified temperature or higher, thereby peeling the picked-up elements from the adhesive sheet and transferring them all at once.
近年、高画質、高エネルギー効率の観点から、マイクロＬＥＤが回路基板に実装されたマイクロＬＥＤディスプレイが注目されている。マイクロＬＥＤディスプレイの製造工程においても、ＲＧＢの各色のＬＥＤを基板まで移送し、基板と接続させるために粘着性基材が用いられている。このような粘着性基材の製造方法として、粘着性基材の基板と粘着性材料とを金型の中で一括成形する方法が知られている。また、特許文献２には、基板に、フォトリソグラフィによって凹凸を設け、その上から、微細なノズルを用いて粘着剤を静電噴霧し、凸部の上面に粘着剤を設けた粘着性基板が開示されている。 In recent years, micro LED displays in which micro LEDs are mounted on a circuit board have been attracting attention from the viewpoint of high image quality and high energy efficiency. In the manufacturing process of micro LED displays, adhesive base materials are also used to transport the RGB color LEDs to the substrate and connect them to the substrate. As a method for producing such an adhesive base material, a method is known in which a substrate of the adhesive base material and an adhesive material are collectively molded in a mold. Furthermore, Patent Document 2 discloses an adhesive substrate in which unevenness is formed on a substrate by photolithography, and an adhesive is electrostatically sprayed from above using a fine nozzle to provide an adhesive on the upper surface of the protrusions. Disclosed.
しかしながら、ＲＧＢの配列パターン及び素子の大きさは製品ごとに異なるため、上記の、基板と粘着性材料とを金型の中で一括成形する方法では、金型を製品毎に作製する必要がある。
また、特許文献２に記載された発明においては、基板をエッチングするため、配列パターンに対応したマスクを形成する必要がある。さらには、粘着剤を静電噴霧で行うため、微細化が進めば、凹凸パターンのアスペクト比の調整、粘着層の厚みの制御等が難しくなると考えられる。
However, since the RGB array pattern and element size differ depending on the product, the above method of molding the substrate and adhesive material all at once in a mold requires creating a mold for each product. .
Furthermore, in the invention described in Patent Document 2, in order to etch the substrate, it is necessary to form a mask corresponding to the array pattern. Furthermore, since the adhesive is applied by electrostatic spraying, it is thought that as miniaturization progresses, it will become difficult to adjust the aspect ratio of the uneven pattern, control the thickness of the adhesive layer, etc.
将来、さらに高画質で精緻な映像を実現するため、マイクロＬＥＤの更なる小型化、配列ピッチの狭小化が進むと考えられる。このようなマイクロＬＥＤを確実に粘着保持して移送するためには、フォトリソグラフィによるパターン形成では限界がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、微細な粘着パターンを簡便かつ高精度に形成することができる粘着性保持治具の製造方法を提供することを目的とする。
In the future, in order to realize even higher quality and more detailed images, it is thought that micro LEDs will become even smaller and the array pitch will become narrower. There are limits to pattern formation using photolithography in order to reliably hold and transport such micro-LEDs with adhesive.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an adhesive holding jig that can easily and accurately form a fine adhesive pattern.
本発明は、粘着層を備えた粘着性保持治具の製造方法であって、粘着層が、粘着領域と非粘着領域とからなる粘着パターンを有し、粘着層の非粘着領域に相当する領域に、パルス幅がフェムト秒以下のレーザー光を照射して非粘着領域を形成する工程を有する粘着性保持治具の製造方法である。 The present invention is a method for manufacturing an adhesive holding jig including an adhesive layer, wherein the adhesive layer has an adhesive pattern consisting of an adhesive area and a non-adhesive area, and the area corresponds to the non-adhesive area of the adhesive layer. The method for manufacturing an adhesive holding jig includes the step of forming a non-adhesive region by irradiating laser light with a pulse width of femtoseconds or less.
本発明の製造方法においては、レーザー光を照射して、非粘着領域の表面粗さを粘着領域の表面粗さより大きくすることにより、非粘着領域を形成してもよい。 In the manufacturing method of the present invention, the non-adhesive region may be formed by irradiating a laser beam to make the surface roughness of the non-adhesive region larger than that of the adhesive region.
本発明の製造方法においては、粘着層の非粘着領域に相当する領域を、レーザー光を照射して所定の深さに除去することにより、非粘着領域を形成してもよい。 In the manufacturing method of the present invention, the non-adhesive region may be formed by irradiating a region of the adhesive layer corresponding to the non-adhesive region to a predetermined depth by removing it to a predetermined depth.
粘着層は、粘着性シリコーンゴムを含有することが好ましい。 Preferably, the adhesive layer contains adhesive silicone rubber.
本発明の粘着性保持治具の製造方法によって製造される粘着性保持治具が、マイクロＬＥＤ用であり、粘着領域は、マイクロＬＥＤの各色の配列に対応していることが好ましい。 It is preferable that the adhesive holding jig manufactured by the method for manufacturing an adhesive holding jig of the present invention is for micro LEDs, and the adhesive area corresponds to the arrangement of each color of the micro LEDs.
本発明の粘着性保持治具の製造方法によれば、微細な粘着パターンを簡便かつ高精度に形成することができる。 According to the method for manufacturing an adhesive holding jig of the present invention, a fine adhesive pattern can be formed easily and with high precision.
［粘着性保持治具の製造方法］
本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の粘着性保持治具の製造方法によって作製される粘着性保持治具の一実施形態を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態で作製される粘着性保持治具１０は、基板１１上に、粘着層１２を有し、粘着層１２は、粘着領域１２ａと非粘着領域１２ｂとからなる粘着パターンを有する。本実施形態では、粘着パターンは凹凸形状であり、粘着領域１２ａは、凸部の上面となっており、非粘着領域１２ｂは、凹部の底面となっている。
以下、粘着性保持治具１０の製造方法を、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の粘着性保持治具の製造過程を示す断面図である。
[Method for manufacturing adhesive retaining jig]
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an adhesive holding jig manufactured by the method for manufacturing an adhesive holding jig of the present invention.
As shown in FIG. 1, the adhesive holding jig 10 manufactured in this embodiment has an adhesive layer 12 on a substrate 11, and the adhesive layer 12 consists of an adhesive area 12a and a non-adhesive area 12b. Has an adhesive pattern. In this embodiment, the adhesive pattern has an uneven shape, the adhesive area 12a is the top surface of the convex part, and the non-adhesive area 12b is the bottom surface of the concave part.
Hereinafter, a method for manufacturing the adhesive holding jig 10 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of the adhesive holding jig of the present invention.
＜粘着層の形成＞
本実施形態の凹凸形状の粘着パターンは、以下のようにして得られる。
図２（ａ）に示すように、まず、基板１１を用意する。基板１１は、少なくとも一主面で、後述する粘着層１２を支持する。
<Formation of adhesive layer>
The uneven adhesive pattern of this embodiment is obtained as follows.
As shown in FIG. 2(a), first, a substrate 11 is prepared. The substrate 11 supports an adhesive layer 12, which will be described later, on at least one main surface.
（基板）
基板１１は、粘着層１２を支持可能な材料で形成されていればよく、例えば、ガラス、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属製プレート、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂フィルム、又は樹脂板等を挙げることができる。さらに、基板１１はシート状物を複数積層してなる積層体とすることもできる。
(substrate)
The substrate 11 may be made of any material that can support the adhesive layer 12, such as glass, stainless steel, a metal plate such as aluminum, metal foil such as aluminum foil or copper foil, polyester, or polytetrafluoroethylene. , polyimide, polyphenylene sulfide, polyamide, polycarbonate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, and other resin films, or resin plates. Furthermore, the substrate 11 can also be a laminate formed by laminating a plurality of sheet-like materials.
本実施形態における基板１１は、矩形状の盤状体であるが、基板１１は、平滑な表面を有していればよく、粘着層１２を支持することができる限り種々の設計変更に基づく各種の形態、例えば、矩形状、円形、楕円形、多角形であってよい。
基板１１の大きさは、面積４ｃｍ２以上４００ｃｍ２以下であることが可能である。
基板１１の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。基板１１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。
Although the substrate 11 in this embodiment is a rectangular plate-like body, the substrate 11 only needs to have a smooth surface, and various designs based on various design changes can be used as long as the substrate 11 can support the adhesive layer 12. For example, the shape may be rectangular, circular, oval, or polygonal.
The size of the substrate 11 can be an area of 4 cm 2 or more and 400 cm 2 or less.
The thickness of the substrate 11 is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the application. The thickness of the substrate 11 is preferably, for example, 0.1 mm or more and 5 mm or less.
粘着性シリコーンゴム組成物を塗工する前に、基板１１と粘着層１２との間の接着性を向上させるため、基板１１上に、必要に応じて公知方法によりプライマー層を形成してもよい。 Before applying the adhesive silicone rubber composition, a primer layer may be formed on the substrate 11 by a known method, if necessary, in order to improve the adhesion between the substrate 11 and the adhesive layer 12. .
粘着層１２は、シリコーンゴムである。粘着層１２のシリコーンゴムは、未加硫のシリコーンゴム及び粘着剤を含有する粘着性シリコーンゴム組成物を加硫させてなるものである。
以下に、粘着性シリコーンゴム組成物の詳細を説明する。
Adhesive layer 12 is silicone rubber. The silicone rubber of the adhesive layer 12 is obtained by vulcanizing an adhesive silicone rubber composition containing unvulcanized silicone rubber and an adhesive.
The details of the adhesive silicone rubber composition will be explained below.
（粘着性シリコーンゴム組成物）
粘着性シリコーンゴム組成物は、（Ａ）未加硫のシリコーンゴム及び（Ｂ）粘着剤を含有する。
(Adhesive silicone rubber composition)
The adhesive silicone rubber composition contains (A) unvulcanized silicone rubber and (B) an adhesive.
－（Ａ）未加硫のシリコーンゴム－
本発明で使用する（Ａ）未加硫のシリコーンゴムは、一般的な付加反応型の液状シリコーンゴムである。付加反応型の液状シリコーンゴムは以下の成分からなる。
付加反応型の液状シリコーンゴムは、主成分としてビニル基を含んだオルガノポリシロキサン、補強目的としてのシリカ等の充填材、触媒として白金系触媒を含み、必要に応じて、特性を付与する目的でオルガノハイドロジェンポリシロキサン、反応制御材、シリコーンオイル、添加剤等が配合されて調製される。材料粘度は５０～２０００Ｐａ・ｓに調整される。また、２液型の加熱硬化型の材料を使用してもよい。
-(A) Unvulcanized silicone rubber-
The unvulcanized silicone rubber (A) used in the present invention is a general addition reaction type liquid silicone rubber. The addition reaction type liquid silicone rubber consists of the following components.
Addition reaction type liquid silicone rubber contains organopolysiloxane containing vinyl groups as a main component, fillers such as silica for reinforcing purposes, platinum-based catalysts as catalysts, and, if necessary, for the purpose of imparting properties. It is prepared by blending organohydrogenpolysiloxane, reaction control material, silicone oil, additives, etc. The material viscosity is adjusted to 50 to 2000 Pa·s. Alternatively, a two-component heat-curable material may be used.
－（Ｂ）粘着剤－
（Ｂ）粘着剤としては、シリコーンゴムに添加され、同時に成形を行うことから耐熱性を有するシリコーンレジンが好ましい。シリコーンレジンは、Ｍ単位（Ｒ３ＳｉＯ１／２）とＱ単位（ＳｉＯ４／２）を含むオルガノポリシロキサンである。Ｒは、水素原子、水酸基又は有機基を表し、有機溶剤に溶解しやすい観点から、メチル基であることが好ましい。また、オルガノポリシロキサンは、ＯＨ基、ビニル基、又はフェニル基を含有するものであってもよい。市販品として、例えば、信越化学工業社製のＫＲ３７０１、ＫＲ３７００、東レ・ダウコーニング社製のＳＤ４５８０、ＳＤ４５８４等が挙げられる。
-(B) Adhesive-
As the adhesive (B), a heat-resistant silicone resin is preferred since it is added to the silicone rubber and molded at the same time. Silicone resin is an organopolysiloxane containing M units (R 3 SiO 1/2 ) and Q units (SiO 4/2 ). R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an organic group, and is preferably a methyl group from the viewpoint of being easily soluble in an organic solvent. Further, the organopolysiloxane may contain an OH group, a vinyl group, or a phenyl group. Examples of commercially available products include KR3701 and KR3700 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and SD4580 and SD4584 manufactured by Dow Corning Toray Industries.
粘着性シリコーンゴム組成物の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度は、ＪＩＳ Ｋ ７１１７－１：１９９９に準じて測定した値とする。 The viscosity of the adhesive silicone rubber composition is preferably 50 Pa·s or more and 2000 Pa·s or less. The viscosity is a value measured according to JIS K 7117-1:1999.
その他、粘着性シリコーンゴム組成物は、触媒、希釈剤、顔料や染料等の着色剤、レベリング剤、帯電防止剤等の添加物が含有されていてもよい。 In addition, the adhesive silicone rubber composition may contain additives such as a catalyst, a diluent, a coloring agent such as a pigment or a dye, a leveling agent, and an antistatic agent.
加硫は、温度１００℃～１５０℃で、１０分、加硫を行うことによって、粘着層１２が形成される（図２（ｂ）参照） The adhesive layer 12 is formed by vulcanization at a temperature of 100° C. to 150° C. for 10 minutes (see FIG. 2(b)).
（ゴム硬度）
上記のようにして得られた粘着層１２のゴム硬度は、部品の保持及び部品の離脱を容易にする観点から、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に従って、デュロメータタイプＡで測定した値で、１０度以上６０度以下が好ましく、２５度以上５０度以下がより好ましい。ゴム硬度が、１０度以上であると十分な粘着力が得られ、６０度以下であると部品の取り外しを容易に行うことができる。
(rubber hardness)
The rubber hardness of the adhesive layer 12 obtained as described above is a value measured with a durometer type A according to JIS K 6253, from the viewpoint of facilitating the retention and detachment of parts, from 10 degrees to 60 degrees. is preferable, and more preferably 25 degrees or more and 50 degrees or less. When the rubber hardness is 10 degrees or more, sufficient adhesive strength can be obtained, and when it is 60 degrees or less, parts can be easily removed.
（粘着力）
本発明の粘着層１２の粘着力は、部品の保持及び取り外しを容易に行う観点から、１０ｍＮ以上５００ｍＮ以下であることが好ましく、２０ｍＮ以上１００ｍＮ以下であることがより好ましい。
(Adhesive force)
The adhesive force of the adhesive layer 12 of the present invention is preferably 10 mN or more and 500 mN or less, and more preferably 20 mN or more and 100 mN or less, from the viewpoint of easily holding and removing components.
粘着層１２の粘着力は、以下の方法により測定することができる。
－測定方法－
粘着力の測定は、粘着層１２の表面の少なくとも測定部位が平坦な領域で、次のとおりに行われる。まず、粘着層１２を水平に固定し、測定環境を２３±２℃、湿度５０±５％に設定する。次に、デジタルフォースゲージに取り付けられた１辺が１ｍｍの四角柱を成したステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の接触子を、下降速度１０ｍｍ／分で下降させ、粘着層の表面に接触させる。
この接触子を表面に対して、２．５ｇ／ｍｍ２の押込み荷重で垂直に３秒間押圧する。その後、１８０ｍｍ／分の上昇速度で接触子を粘着層の表面から垂直に引き離す。このときにデジタルフォースゲージによって引き離し荷重を読み取る。この操作を、粘着層１２の表面の９箇所で行い、得られる複数の引き離し荷重を算術平均した値を粘着層１２の粘着力とする。
The adhesive force of the adhesive layer 12 can be measured by the following method.
-Measuring method-
The adhesive strength is measured in the following manner at least in a flat area of the surface of the adhesive layer 12. First, the adhesive layer 12 is fixed horizontally, and the measurement environment is set to 23±2° C. and humidity 50±5%. Next, a contact made of stainless steel (SUS304) in the form of a rectangular prism with sides of 1 mm attached to the digital force gauge is lowered at a descending speed of 10 mm/min to come into contact with the surface of the adhesive layer.
This contact is pressed perpendicularly to the surface for 3 seconds with a pushing load of 2.5 g/mm 2 . Thereafter, the contact is pulled away perpendicularly from the surface of the adhesive layer at a rising speed of 180 mm/min. At this time, the separation load is read using a digital force gauge. This operation is performed at nine locations on the surface of the adhesive layer 12, and the arithmetic average of the plurality of peeling loads obtained is defined as the adhesive force of the adhesive layer 12.
（表面粗さＲａ）
粘着層１２の粘着領域１２ａの表面粗さＲａ（ａ）（図２（ｄ）参照）は、部品の粘着保持及び離脱を容易にする観点から、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。
表面粗さＲａは、株式会社キーエンス製 レーザー顕微鏡 ＶＫ－８７１０を用い、接眼レンズ２０倍、対物レンズ５０倍で測定した値とする。
(Surface roughness Ra)
The surface roughness Ra(a) (see FIG. 2(d)) of the adhesive region 12a of the adhesive layer 12 is preferably 0.01 μm or more and 1.0 μm or less from the viewpoint of facilitating adhesive retention and detachment of the component. The thickness is preferably 0.01 μm or more and 0.5 μm or less.
The surface roughness Ra is a value measured using a laser microscope VK-8710 manufactured by Keyence Corporation with an eyepiece lens of 20 times and an objective lens of 50 times.
＜粘着パターンの形成＞
次に、図２（ｃ）及び図３に示すように、粘着層１２の非粘着領域１２ｂに相当する領域に、パルス幅がフェムト秒以下のレーザー光Ｌ（以下、単にレーザー光Ｌと記載する）を照射して、非粘着領域１２ｂを形成する。
レーザー光Ｌの照射には、図３に示すガルバノスキャナシステム２０を用いることが好ましい。ガルバノスキャナシステム２０は、レーザー発振器２１と、コレクタレンズ２２と、ガルバノミラー２３及びＸ軸モータ２４からなるＸ軸走査用ガルバノスキャナ２５と、ガルバノミラー２６及びＹ軸モータ２７からなるＹ軸走査用ガルバノスキャナ２８と、Ｘ軸走査用ガルバノスキャナ２５及びＹ軸走査用ガルバノスキャナ２８を制御する制御部２９と、フォーカスレンズ３０とを備える。
<Formation of adhesive pattern>
Next, as shown in FIGS. 2(c) and 3, a laser beam L (hereinafter simply referred to as laser beam L) having a pulse width of femtoseconds or less is applied to an area corresponding to the non-adhesive area 12b of the adhesive layer 12. ) to form the non-adhesive area 12b.
It is preferable to use a galvano scanner system 20 shown in FIG. 3 for irradiation with the laser beam L. The galvano scanner system 20 includes a laser oscillator 21, a collector lens 22, an X-axis scanning galvano scanner 25 consisting of a galvano mirror 23 and an X-axis motor 24, and a Y-axis scanning galvano scanner 25 consisting of a galvanometer mirror 26 and a Y-axis motor 27. It includes a scanner 28, a control section 29 that controls the galvano scanner 25 for X-axis scanning and the galvano scanner 28 for Y-axis scanning, and a focus lens 30.
レーザー発振器２１から出射されたレーザー光Ｌは、コレクタレンズ２２を経由し、Ｘ軸走査用ガルバノスキャナ２５及びＹ軸走査用ガルバノスキャナ２８によって進行方向が変更され、フォーカスレンズ３０によって粘着層１２の非粘着領域１２ｂに相当する領域に集光される。Ｘ軸走査用ガルバノスキャナ２５のＸ軸モータ２４は、制御部２９からの信号によって、ガルバノミラー２３を適切な角度に回転させ、レーザー光ＬをＸ軸方向に走査する。同様に、Ｙ軸モータ２７は、制御部２９からの信号によって、Ｙ軸走査用ガルバノスキャナ２８のガルバノミラー２６を適切な角度に回転させ、レーザー光ＬをＹ軸方向に走査する。レーザー光Ｌが照射された領域が、非粘着領域１２ｂとなる。 The laser beam L emitted from the laser oscillator 21 passes through the collector lens 22 , its traveling direction is changed by the galvano scanner 25 for X-axis scanning and the galvano scanner 28 for Y-axis scanning, and the focus lens 30 focuses the laser beam L on the adhesive layer 12 . The light is focused on an area corresponding to the adhesive area 12b. The X-axis motor 24 of the X-axis scanning galvano scanner 25 rotates the galvanometer mirror 23 to an appropriate angle in response to a signal from the control unit 29, and scans the laser beam L in the X-axis direction. Similarly, the Y-axis motor 27 rotates the galvano mirror 26 of the Y-axis scanning galvano scanner 28 to an appropriate angle in response to a signal from the control unit 29, and scans the laser beam L in the Y-axis direction. The area irradiated with the laser beam L becomes the non-adhesive area 12b.
上記のような、レーザー光ＬをＸ軸及びＹ軸に走査可能なガルバノスキャナシステム２０を用いることによって、被照射物を載置するＸＹステージを用いることなく、一筆書きで非粘着領域１２ｂを形成することができる。これにより、製品の設計変更等が生じた場合に、従来のリソグラフィ法による粘着パターン形成では、その都度、マスクを新たに作製する必要があったが、本発明では、その必要がなく、製造工程の簡略化が可能である。 By using the galvano scanner system 20 that can scan the laser beam L in the X and Y axes as described above, the non-adhesive area 12b can be formed with a single stroke without using an XY stage on which the object to be irradiated is placed. can do. As a result, in the case of product design changes, etc., it was necessary to create a new mask each time when forming an adhesive pattern using the conventional lithography method, but with the present invention, this is not necessary and the manufacturing process simplification is possible.
フェムト秒レーザーを用いることによって、熱によって、粘着層１２に割れやデブリが生じることがなく、安定して超微細加工が可能である。特に、フェムト秒レーザーを用いることによって、粘着層１２ａの形状を安定させることが可能となる。 By using a femtosecond laser, stable ultrafine processing is possible without causing cracks or debris in the adhesive layer 12 due to heat. In particular, by using a femtosecond laser, it is possible to stabilize the shape of the adhesive layer 12a.
図２（ｄ）に示すように、本実施形態では、レーザー光照射によって、粘着層１２の非粘着領域１２ｂに相当する領域を所定の深さ除去して、非粘着領域１２ｂを形成する。 As shown in FIG. 2D, in this embodiment, a region corresponding to the non-adhesive region 12b of the adhesive layer 12 is removed to a predetermined depth by laser beam irradiation to form the non-adhesive region 12b.
粘着領域１２ａの高さｄは、粘着領域１２ａの上面と、非粘着領域１２ｂの表面、すなわち、凹部の底面との垂直方向の距離を示す。粘着領域１２ａの高さｄは、株式会社キーエンス製レーザー顕微鏡 ＶＫ－８７１０を用いて、粘着領域５点を測定した値の平均値とする。
粘着領域１２ａの高さｄは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ以上であることにより、非粘着領域１２ｂが、粘着保持対象でない部品等を粘着させることなく、保持対象物のみを選択的に確実に粘着させることができる。また、５０μｍ以下であることにより、粘着領域１２ａが、保持対象物に押し付けられたときに屈曲することなく、確実に保持対象物を粘着保持することができる。
The height d of the adhesive area 12a indicates the distance in the vertical direction between the top surface of the adhesive area 12a and the surface of the non-adhesive area 12b, that is, the bottom surface of the recess. The height d of the adhesive area 12a is the average value of the values measured at five adhesive areas using a laser microscope VK-8710 manufactured by Keyence Corporation.
The height d of the adhesive region 12a is preferably 10 μm or more and 50 μm or less. By having a thickness of 10 μm or more, the non-adhesive region 12b can selectively and reliably adhere only the object to be held without adhesion to components that are not to be held. Moreover, by having a thickness of 50 μm or less, the adhesive region 12a can reliably adhesively hold the object to be held without being bent when pressed against the object to be held.
上記実施形態では、レーザー光Ｌの照射によって、粘着層１２を所定の深さ除去して非粘着領域１２ｂを形成する形態を示したが、図４に示すように、基板１１が露出するまで、粘着層１２を除去することによって非粘着領域１２ｂを形成してもよい。 In the above embodiment, the adhesive layer 12 is removed to a predetermined depth by irradiation with the laser beam L to form the non-adhesive region 12b. However, as shown in FIG. 4, until the substrate 11 is exposed, The non-adhesive region 12b may be formed by removing the adhesive layer 12.
また、図５に示すように、粘着層１２の表面にレーザー光Ｌを照射して、非粘着領域１２ｂの表面粗さＲａ（ｂ）を粘着領域１２ａの表面粗さＲａ（ａ）より大きくすることにより、非粘着領域１２ｂを形成してもよい。非粘着領域１２ｂの表面粗さＲａ（ｂ）は、１．０μｍよりも大きい値であることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 5, the surface of the adhesive layer 12 is irradiated with laser light L to make the surface roughness Ra(b) of the non-adhesive area 12b larger than the surface roughness Ra(a) of the adhesive area 12a. In this way, the non-adhesive area 12b may be formed. It is preferable that the surface roughness Ra(b) of the non-adhesive region 12b has a value larger than 1.0 μm.
＜保持対象物＞
粘着性保持治具１０は、少なくとも表面が金属、半導体、又は樹脂からなる部品の保持及び剥離が可能である。また、粘着性保持治具１０は、上記のように、極小な表面積の粘着領域１２ａを有することから、微小な部品も粘着保持させることができる。
ここで、本発明における微小な部品とは、粘着層１２と接触する面の面積が、４００μｍ２～１００００μｍ２程度であり、大きい部品とは、粘着層１２と接触する面の面積が、１００００μｍ２～４００００μｍ２程度である。
<Object to be held>
The adhesive holding jig 10 is capable of holding and peeling parts whose at least surfaces are made of metal, semiconductor, or resin. Moreover, since the adhesive holding jig 10 has the adhesive region 12a with a very small surface area as described above, it is possible to adhesively hold even minute parts.
Here, a minute component in the present invention is one in which the area of the surface in contact with the adhesive layer 12 is approximately 400 μm 2 to 10,000 μm 2 , and a large component is one in which the area of the surface in contact with the adhesive layer 12 is approximately 10,000 μm 2 . ~ 40000μm2 .
＜粘着性保持治具の使用形態＞
粘着性保持治具１０の一使用形態について説明する。
ここでは、粘着性保持治具１０を、赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、及び青色ＬＥＤ素子がそれぞれ配列した各素子供給板から、マイクロＬＥＤディスプレイの画素配列に従って、各色のＬＥＤ素子を粘着保持及び移送するために用いる形態について説明する。図６に、粘着性保持治具１０で赤色ＬＥＤ素子Ｒを粘着保持する工程を示す。
図６（ａ）は、素子供給板４０上に、ダイシングされた赤色ＬＥＤ素子が配列した状態を示す。素子供給板４０は、ダイシングされたウェハを載置している載置台であってもよい。
<Usage form of adhesive holding jig>
One mode of use of the adhesive holding jig 10 will be explained.
Here, the adhesive holding jig 10 is used to adhesively hold and transfer LED elements of each color from each element supply plate on which red LED elements, green LED elements, and blue LED elements are arranged, according to the pixel arrangement of the micro LED display. The form used to do this will be explained. FIG. 6 shows a process of adhesively holding the red LED element R with the adhesive holding jig 10.
FIG. 6A shows a state in which diced red LED elements are arranged on the element supply plate 40. FIG. The element supply plate 40 may be a mounting table on which diced wafers are mounted.
次に、図６（ｂ）に示すように、素子供給板４０上に、粘着性保持治具１０の粘着層１２側を対向させる。粘着性保持治具１０の粘着領域１２ａは、搬送先である素子配列板５０（図７参照）の赤色ＬＥＤ素子の配列に対応している。粘着領域１２ａと粘着保持する赤色ＬＥＤ素子との位置合わせを行い、粘着性保持治具１０を素子供給板４０に押し付ける。次に、粘着層１２に赤色ＬＥＤ素子Ｒを粘着させた状態で、粘着性保持治具１０を垂直上方に移動し、赤色ＬＥＤ素子Ｒを素子供給板４０から離脱させる（図６（ｃ）参照）。 Next, as shown in FIG. 6(b), the adhesive layer 12 side of the adhesive holding jig 10 is placed to face the element supply plate 40. The adhesive area 12a of the adhesive holding jig 10 corresponds to the array of red LED elements on the element array plate 50 (see FIG. 7), which is the destination. The adhesive region 12a and the red LED element to be adhesively held are aligned, and the adhesive holding jig 10 is pressed against the element supply plate 40. Next, with the red LED element R adhered to the adhesive layer 12, the adhesive holding jig 10 is moved vertically upward to separate the red LED element R from the element supply plate 40 (see FIG. 6(c)). ).
次に、図７（ａ）に示すように、赤色ＬＥＤ素子Ｒを粘着保持した状態の粘着性保持治具１０を、粘着領域１２ａより粘着力が高い素子配列板５０に押し付ける。そうすると、赤色ＬＥＤ素子Ｒは、素子配列板５０の表面に移行され、粘着性保持治具１０から離脱する。素子配列板５０の表面には、画素の赤色ＬＥＤ素子Ｒに相当する位置にのみ、赤色ＬＥＤ素子Ｒが配列される。 Next, as shown in FIG. 7A, the adhesive holding jig 10 with the red LED element R adhesively held thereon is pressed against the element array plate 50, which has a higher adhesive force than the adhesive area 12a. Then, the red LED element R is transferred to the surface of the element array plate 50 and separated from the adhesive holding jig 10. On the surface of the element array plate 50, red LED elements R are arranged only at positions corresponding to the red LED elements R of the pixels.
次に、図７（ｂ）に示すように、緑色ＬＥＤ素子Ｇについても、赤色ＬＥＤ素子Ｒの場合と同様に、図６に示す工程を行い、既に赤色ＬＥＤ素子Ｒが配列された素子配列板５０に緑色ＬＥＤ素子Ｇを配列させる。
さらに、図７（ｃ）に示すように、青色ＬＥＤ素子Ｂについても、同様に図６に示す工程を行い、既に赤色ＬＥＤ素子Ｒ及び緑色ＬＥＤ素子Ｇが配列された素子配列板５０に青色ＬＥＤ素子Ｂを配列させる。
このようにして、各色のＬＥＤ素子を、素子供給板４０から素子配列板５０に移送して、マイクロＬＥＤディスプレイの画素を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 7(b), the process shown in FIG. 6 is performed for the green LED elements G in the same manner as for the red LED elements R, and the element array board on which the red LED elements R are already arranged is Green LED elements G are arranged at 50.
Furthermore, as shown in FIG. 7(c), the process shown in FIG. 6 is similarly performed for the blue LED element B, and the blue LED Arrange elements B.
In this way, the LED elements of each color can be transferred from the element supply plate 40 to the element array plate 50 to form the pixels of the micro LED display.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。
［実施例１］
粘着性保持治具を以下のようにして作製した。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
[Example 1]
An adhesive holding jig was produced as follows.
（プライマー層の形成）
スピンコーター（商品名「スピンコーターＭＳ－Ｂ３００」、ミカサ株式会社製）に設置したガラス基板（厚み０．８ｍｍ、縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ）上に、適量のプライマー液（信越化学工業株式会社製Ｘ－３３－１５６－２０）を滴下した後、１０００回転、２０秒でスピンコートして、プライマー層を形成した。さらに乾燥機にて１５０℃、１０分間の焼き付け処理を行った。
(Formation of primer layer)
Apply an appropriate amount of primer liquid (X manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) onto a glass substrate (thickness 0.8 mm, length 40 mm x width 40 mm) installed in a spin coater (product name "Spin Coater MS-B300", manufactured by Mikasa Co., Ltd.). -33-156-20) was added dropwise, and spin coating was performed at 1000 rpm for 20 seconds to form a primer layer. Furthermore, baking treatment was performed in a dryer at 150° C. for 10 minutes.
（粘着性シリコーンゴム組成物の調製）
次に、以下の材料を用いて、粘着性シリコーンゴム組成物を調製した。
（Ａ）未加硫のシリコーンゴム：ＫＥ－１９５０－３０ １００部
（Ｂ）粘着剤：ＫＲ－３７００ ２０部
(Preparation of adhesive silicone rubber composition)
Next, an adhesive silicone rubber composition was prepared using the following materials.
(A) Unvulcanized silicone rubber: KE-1950-30 100 parts (B) Adhesive: KR-3700 20 parts
（粘着層の形成）
上記粘着性シリコーンゴム組成物を、プライマー層の上に適量滴下し、プレス成形にて１２０℃１０分間硬化させた。次に、乾燥機にて２００℃、６０分間のアフターキュアを行った。
(Formation of adhesive layer)
An appropriate amount of the above adhesive silicone rubber composition was dropped onto the primer layer and cured by press molding at 120°C for 10 minutes. Next, after-curing was performed in a dryer at 200° C. for 60 minutes.
次に、フェムト秒レーザー（パルス幅：６００ｆｓ、パルスエネルギー：４０μＪ）を、ガルバノスキャナシステムを用いて、粘着層の非粘着領域に相当する領域に照射した。
このようにして、図８に示すように、３０μｍ×３０μｍの粘着領域が、１５０μｍピッチで形成された粘着パターンを形成した。粘着領域の高さは、２０μｍであった。
Next, a region corresponding to the non-adhesive region of the adhesive layer was irradiated with a femtosecond laser (pulse width: 600 fs, pulse energy: 40 μJ) using a galvano scanner system.
In this way, as shown in FIG. 8, an adhesive pattern was formed in which adhesive areas of 30 μm x 30 μm were formed at a pitch of 150 μm. The height of the adhesive area was 20 μm.
［実施例２］
実施例１と同様にして、図９に示すように、５０μｍ×３０μｍの粘着領域が、３００μｍピッチで形成された粘着パターンを形成した。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, as shown in FIG. 9, an adhesive pattern was formed in which adhesive areas of 50 μm×30 μm were formed at a pitch of 300 μm.
［比較例１］
非粘着領域の形成に、炭酸ガスレーザー（パルス幅：１０μｓ、パルスエネルギー１．５Ｊ）を用いた以外は、実施例１と同様に、粘着性保持治具を作製した。
[Comparative example 1]
An adhesive holding jig was produced in the same manner as in Example 1, except that a carbon dioxide laser (pulse width: 10 μs, pulse energy 1.5 J) was used to form the non-adhesive region.
［評価］
上記実施例及び比較例について以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
[evaluation]
The following evaluations were performed on the above examples and comparative examples. The evaluation results are shown in Table 1.
（粘着層の厚み測定）
粘着性保持治具の厚みを、非接触レーザー変位計（株式会社キーエンス製、型番：ＬＴ－９０３０）を用いて測定した。粘着性保持治具の総厚みから基板の厚みを引いて、粘着性シリコーンゴム及びプライマー層からなる粘着膜の厚みを算定した。
(Thickness measurement of adhesive layer)
The thickness of the adhesive holding jig was measured using a non-contact laser displacement meter (manufactured by Keyence Corporation, model number: LT-9030). The thickness of the adhesive film consisting of the adhesive silicone rubber and the primer layer was calculated by subtracting the thickness of the substrate from the total thickness of the adhesive holding jig.
（粘着領域の高さ測定）
株式会社キーエンス製レーザー顕微鏡 ＶＫ－８７１０を用いて粘着領域５点を測定し、その平均値を求めた。
(Height measurement of adhesive area)
Five adhesive areas were measured using a laser microscope VK-8710 manufactured by Keyence Corporation, and the average value was determined.
（ゴム硬度）
ゴム硬度は、デュロメータＡを用い、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて測定した。
(rubber hardness)
Rubber hardness was measured using a durometer A according to JIS K 6253.
（粘着力）
粘着性保持治具の表面の粘着力は、パターン形成後は測定が困難な為、次の方法に代替した。
すなわち、ゴム面４０ｍｍ×４０ｍｍに対し半分の２０ｍｍ×４０ｍｍの全面をレーザーで加工し、加工した面の粘着力を非粘着領域として、未加工面の粘着力を粘着領域の粘着力とした。
粘着層を水平に固定し、測定環境を２３±２℃、湿度５０±５％に設定した。次に、デジタルフォースゲージに取り付けられた１辺が１ｍｍの四角柱を成したステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の接触子を、下降速度１０ｍｍ／分で下降させ、粘着層の表面に接触させた。この接触子を表面に対して、２．５ｇ／ｍｍ２の押込み荷重で垂直に３秒間押圧した。その後、１８０ｍｍ／分の上昇速度で接触子を粘着層の表面から垂直に引き離した。このときにデジタルフォースゲージによって引き離し荷重を読み取った。この操作を、粘着層の表面の９箇所で行い、得られた複数の引き離し荷重を算術平均した値を粘着層の粘着力とした。
(Adhesive force)
Since it is difficult to measure the adhesive force on the surface of the adhesive holding jig after pattern formation, the following method was used instead.
That is, the entire surface of 20 mm x 40 mm, which is half of the rubber surface of 40 mm x 40 mm, was laser-processed, and the adhesive force of the processed surface was defined as the non-adhesive area, and the adhesive force of the unprocessed surface was defined as the adhesive force of the adhesive area.
The adhesive layer was fixed horizontally, and the measurement environment was set at 23±2° C. and 50±5% humidity. Next, a contact made of stainless steel (SUS304) and formed into a rectangular prism with sides of 1 mm attached to the digital force gauge was lowered at a descending speed of 10 mm/min to come into contact with the surface of the adhesive layer. This contact was pressed perpendicularly to the surface for 3 seconds with an indentation load of 2.5 g/mm 2 . Thereafter, the contact was vertically removed from the surface of the adhesive layer at a rising speed of 180 mm/min. At this time, the separation load was read using a digital force gauge. This operation was performed at nine locations on the surface of the adhesive layer, and the arithmetic average of the multiple peeling loads obtained was defined as the adhesive strength of the adhesive layer.
（表面粗さ）
粘着性保持治具の粘着領域の表面粗さＲａを、形状測定レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製、型番：ＶＫ８７１０）を用いて非接触で測定した。
(Surface roughness)
The surface roughness Ra of the adhesive region of the adhesive holding jig was measured in a non-contact manner using a shape measuring laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, model number: VK8710).
表１に示すように、フェムト秒レーザーを用いた実施例のパターンは、炭酸ガス（マイクロ秒）レーザーを用いた比較例に比べて、正方形の形状が良好に形成されていることがわかる。 As shown in Table 1, it can be seen that the pattern of the example using the femtosecond laser has a better square shape than the comparative example using the carbon dioxide (microsecond) laser.
１０ 粘着性保持治具
１１ 基板
１２ 粘着層
１２ａ 粘着領域
１２ｂ 非粘着領域
２０ ガルバノスキャナシステム
２１ レーザー発振器
２２ コレクタレンズ
２３、２６ ガルバノミラー
２４ Ｘ軸モータ
２５ Ｘ軸走査用ガルバノスキャナ
２７ Ｙ軸モータ
２８ Ｙ軸走査用ガルバノスキャナ
２９ 制御部
３０ フォーカスレンズ
４０ 素子供給板
５０ 素子配列板
Ｌ レーザー光
Ｒ 赤色ＬＥＤ素子
Ｇ 緑色ＬＥＤ素子
Ｂ 青色ＬＥＤ素子
ｄ 粘着領域の高さ
10 Adhesive holding jig 11 Substrate 12 Adhesive layer 12a Adhesive area 12b Non-adhesive area 20 Galvano scanner system 21 Laser oscillator 22 Collector lens 23, 26 Galvano mirror 24 X-axis motor 25 X-axis scanning galvano scanner 27 Y-axis motor 28 Y Axial scanning galvano scanner 29 Control unit 30 Focus lens 40 Element feed plate 50 Element array plate L Laser light R Red LED element G Green LED element B Blue LED element d Height of adhesive area
Claims (5)
前記粘着層が、粘着領域と非粘着領域とからなる粘着パターンを有し、
前記粘着層の前記非粘着領域に相当する領域に、パルス幅がフェムト秒以下のレーザー光を照射して前記非粘着領域を形成する工程を有する粘着性保持治具の製造方法。 A method for manufacturing an adhesive holding jig comprising an adhesive layer, the method comprising:
The adhesive layer has an adhesive pattern consisting of an adhesive area and a non-adhesive area,
A method for manufacturing an adhesive holding jig, comprising the step of irradiating a region of the adhesive layer corresponding to the non-adhesive region with laser light having a pulse width of femtoseconds or less to form the non-adhesive region.
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