CN101528565A - 元件载体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种元件载带，具有纵向柔性带；多个纵向布置在所述纵向带上并且被构造为用于在其中接纳元件的口袋，每一个所述口袋通过横杆与相邻的口袋分开；其中至少一个横杆包括至少一个释放部件。

Description

元件载体及其制造方法

相关专利申请的交叉引用

本发明要求于2006年10月17日提交的美国临时专利申请60/829,807的优先权。

技术领域

本发明整体涉及载带，该载带具有多个在带上纵向隔开、用于在其中容纳元件的口袋。

背景技术

一般来讲，用于固定和传送元件的载带是为人们所熟知的。例如，在电子电路组装技术领域中，向自动贴片设备提供连续供应的电子元件的通用方法是使用载带。传统的载带一般包括具有一系列相似口袋的细长条，该一系列相似口袋沿着带的长度在预定的、均匀地隔开的区间处形成，设计每一个口袋以在其中接纳电子元件。元件生产者通常将元件装入这一系列口袋中。元件放置到口袋中后，会在细长条上加盖带，以使元件保持在各自的口袋之中。加载的载带可缠绕成卷或缠绕在卷轴上，然后从元件生产者传送至另一个生产者或装配处，在这里可将载带卷装配到一些类型的组装设备中。载带通常从卷上退绕并自动前进至自动拾取位置。载带的前进通常是通过使用沿着形成载带的细长条的一边或两边均匀间隔的一系列通孔来实现的。通孔接纳传动链轮的齿，传动链轮使条带前进至自动贴片机。最后，从载带上取下盖带，将元件从口袋中移除，然后放置到电路板上。

发明内容

载带可以使用转筒来形成。转筒具有多个围绕其周围设置的模具。模具可以为凸状(即，凸的)或凹状(即，凹的)模具。在使用凸状旋转模具生产压花载带时，通常将柔韧材料幅材围绕转筒的周边导向。软化材料盖在模具上方并且除了位于相邻凸状模具之间的幅材的那些部分外总体上与凸状模具的整个侧面紧密接触。幅材可以真空抽吸到模具上，或通过压料辊压贴到模具上，以使得幅材进入相邻模具之间的空间。当柔韧幅材材料呈现模具的形状之后，幅材材料开始冷却并硬化，将成形的幅材材料从模具中移除。因为在将成形的幅材材料从模具中移除时其还没有完全硬化，所以施加到成形幅材材料部分的不均匀的应力可以导致所得的载带的所需特征有歪斜或畸形。

本发明的至少一个方面提供元件载带，该元件载带包括纵向柔性带；多个纵向布置在纵向带上并且被构造为用于在其中接纳元件的口袋，这些口袋中的每一个通过横杆与相邻的口袋分开；其中至少一个横杆包括至少一个释放部件。在单个横杆上元件载带可以具有多个释放部件。多个释放部件在尺寸、形状、高度、宽度、深度和间距这些方面的一个或多个方面可以不同。释放部件的最高部分可以在纵向柔性带的平面处或低于纵向柔性带的平面。释放部件可以为槽。可以存在不止一个槽并且这些槽可以被脊分开。作为另外一种选择，两个脊可以被槽分开。当元件载带从成形工具中移除时，释放部件可以充当铰链。在一些实施例中，释放部件能够以最高约45度的角挠曲。

本发明的另一个方面提供通过推进机构储存和递送元件的柔性载带，该载带包括纵向柔性带，该纵向柔性带具有顶部表面和与顶部表面相对的底部表面；该载带还包括多个用于接纳元件的口袋，沿着所述带隔开并且开口至所述带的顶部表面，其中相邻的口袋通过横杆彼此分开；并且其中至少一个横杆的顶部表面具有至少一个释放部件。

而本发明的另一个方面提供生产压花载带的方法，包括提供具有外周表面的可旋转工具，该外周表面包括一系列用于形成多个纵向隔开的元件接纳口袋的凸起，以及在相邻凸起之间用于形成在相邻的元件接纳口袋之间具有至少一个释放部件的至少一个横杆的至少一个图案化的凹陷；将聚合物幅材引入到工具上；将聚合物幅材贴合到工具上以通过在工具的外周表面上的凸起和凹陷压花幅材；并将压花的幅材从工具中移除。

附图说明

图1A为根据本发明的一个实施例的载带的局部透视图。

图1B为根据本发明的第二实施例的载带的局部透视图。

图1C为图1B所示实施例的剖视图。

图2为根据本发明的实施例用于生产载带的示例性过程的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的载带的图像。

图4是根据本发明的一个实施例的载带的横截面图像。

在优选实施例的以下具体描述中，参考构成其一部分的附图，在这些附图中，以举例说明的方式表示出了能实施本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的修改。因此，并不局限于采取以下具体实施方式，本发明的涵盖范围由附加的权利要求限定。

具体实施方式

本发明的至少一个方面提供纵向元件载带，该纵向元件载带具有多个用于存储、传送或者抓握由横杆分开的电子或其它元件的口袋，在横杆上设有一个或多个释放部件。尽管元件载体的示例性实施例参照用于电子元件的载带在下面描述，应当理解元件载体可以适用于任何类型的材料或物质。

现参见附图，根据本发明的载带的一个实施例在图1A中示出。一体柔性载带100具有带部分101，其限定了顶部表面102和与顶部表面102相对的底部表面103。带部分101包括纵向边缘表面104和106，以及一排对齐的推进孔108和110，推进孔108和110在一个、优选地在两个边缘表面中形成，并且沿着一个、优选地沿着两个边缘表面延伸。推进孔108和110提供了用以接纳诸如传动链轮齿(未示出)等推进机构的装置，该推进机构用于使载带100前进至预定的位置。

一系列口袋112形成在带部分101中并沿带101隔开，所述口袋开口至带部分的顶部表面102。在给定的载带内，每个口袋112通常与其它口袋实际上相同。通常，口袋112互相对齐并以相等间距隔开。在图示实施例中，每个口袋112包括四个侧壁114，每个侧壁与其相邻侧壁大致呈直角。侧壁114与柔性带部分的顶部表面102相连并向下延伸，再与底壁116相连，以形成口袋112。虽然未具体示出，但是口袋可以有多于或少于四个在优选实施例中示出的侧壁。口袋112的轮廓可以呈圆形、椭圆形、三角形、五边形或其它形状。底壁116通常是平面的，并且与带部分101的平面平行。与纵向设置的口袋112相邻的横向侧壁114限定了用以隔开相邻口袋112的横杆117。横杆117包括释放部件119。释放部件119为由槽分开的两个脊。图1B和1C示出替代实施例，其中释放部件119为两个槽。槽的最高部分在带部分101的平面处或低于带部分101的平面。

虽然附图中仅示出了单列口袋112，但也能沿着带部分101的长度形成两列或多列对齐的口袋，以便于同时传送多个元件。

幅材形成带部分101可以具有任何厚度，只要幅材具有足够的柔性以使得其围绕存储卷轴的轮毂缠绕。带部分101可以为光学透明的，被着色或改性以散电或导电。导电材料允许电荷在整个载带耗散并且优选地允许电荷耗散至地面。由于累计的静电荷，这种特征可以抑制对包含在载带内的元件的损坏。

载带100可以可选地包括细长盖带120。盖带120在载带100的口袋112之上施加以在其中保持元件。图1A示意性地示出示例性元件118。盖带120还可保护元件免于接触可能进入口袋的污垢和其它污染物。如图1A中最佳所示，盖带120是柔性的并且覆盖部分或所有口袋112，并沿着带部分101的长度被设置在多行推进孔108和110之间。盖带120以可脱开的方式固定到带部分101的顶部表面，以使其可在随后被移除以存取所保存的元件。如图所示，盖带120包括分别粘合到带部分101的纵向边缘表面104和106的平行纵向粘合部分122和124。例如，可以使用例如丙烯酸酯材料的压敏粘合剂或例如乙烯-醋酸乙烯共聚物的热活化粘合剂，以将盖子粘附到边缘表面104和106。作为另外一种选择，可以通过其它方法将盖带120固定到带部分101上。盖带120也可以被省略，并且元件通过例如粘合剂保持在口袋112中。

在一个示例性实施例中，根据本发明的载带通过以下步骤制得：以一薄片聚合物材料成形口袋112，并将载带卷绕到卷轴上以形成辊。图2示意性地示出根据本发明的一个实施例用于生产元件载带的设备和制备过程。可旋转工具200具有结构化的外周表面202。表面202包括对应将要在元件载带100中形成的多种部件(如，元件口袋112、横杆117、释放部件119、在口袋内的对齐部件、用于链轮或对齐孔等的毂)的从其延伸出来的凸起204以及凹陷(未示出)。为了举例说明的目的，在图2的示意图中已多倍放大凸起204。

在图2所示的过程中，将可熔融加工的聚合物从挤出机220传送到狭槽冲模设备222中。将可熔融加工的聚合物在其熔融温度(即，可以形成或模制可熔融加工的聚合物的温度)处或之上传送到狭槽冲模设备222。聚合物的幅材230从冲模设备222放入可旋转工具200和压料辊210之间的辊隙240，或仅在用压料辊210形成辊隙240之前滴注到可旋转工具200上。由于将聚合物幅材230压向可旋转工具200和压料辊210之间并且用可旋转工具200的部件压花，压料辊210的可贴合外表面212变形。压料辊210的外周表面212优选地用弹性体材料覆盖。适合的弹性体材料包括(但不限于)橡胶、硅氧烷、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚氨酯、特氟隆、腈、氯丁橡胶和氟弹性体。在一些实施例中，压料辊210的可贴合外表面212具有30至100范围内，优选地50至90范围内的肖氏硬度A，取决于形成的材料。通过可贴合的压料辊210施加到幅材230的压力足够使得幅材230的熔融树脂进入到可旋转工具200的凸起204之间的小裂缝(形成载带100的部件，例如口袋横杆117和释放部件119)，并且向幅材230提供背面部件限定(即，部件限定在带部分101的底部表面103)。

作为使用压料辊的替代形式，幅材可以真空抽吸到模具上以使得幅材进入相邻模具之间的空间。在真空形成载带时使用的旋转模具一般通过层叠多个筒部分构造，如在美国专利No.5,800,772中描述的。当将多个转筒部分组装在一起时，生成适合的可旋转工具。在转筒部分之间的空间允许使用真空抽吸幅材以形成口袋部件。

另外，作为将可熔融加工的聚合物挤出到冲模设备上的替代形式，可以将已被加热并软化的预成形聚合物薄片设置到可旋转工具上。预成形的聚合物薄片可以为递增地加热并馈送到可旋转工具上的连续辊的形式。

在聚合物幅材贴合可旋转工具200的形状之后的某点，优选地降低聚合物幅材的温度至熔融加工温度之下，以保持在聚合物幅材230中形成的结构并向幅材提供机械稳定性。为助于幅材230的温度控制，必要时可以加热或冷却可旋转工具200和/或压料辊210(如果使用的话)。根据本发明，在图2中示出的加工结果为可以用于形成载带100的压花幅材250。

可以采用任何适合的冷却装置以冷却幅材并充分地硬化材料，使得其可以从可旋转工具200中移除。例如，通过空气对流冷却、通过高压鼓风机的喷气流直接喷射、水浴或喷雾或冷却箱完成冷却，直至热塑性聚合物充分地固化。

用于本发明的元件载带的适合的树脂组合物为尺寸上稳定的、耐用的并且可容易地成形为所需的构造。适合的材料包括(但不限于)聚酯(如，乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚烯烃(如，聚乙烯、聚丁烯或聚异丁烯)、改性的聚苯醚(poly(phenylene ether))、聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂以及聚烯烃共聚物。在一些实施例中，材料具有在400°至630°F范围内的熔融温度。材料可以改性为散电或导电的。在后一种情况下，材料可以包括导电材料，例如炭黑或五氧化钒，或者散在聚合物材料内部或者随后涂布到幅材上。这些材料还可以包括染料、着色剂、颜料、UV稳定剂或其它添加剂。

尽管工具200本文示出并描述为辊，作为另外一种选择，工具200可以提供为适于连续形成幅材的处理过程的任何其它旋转结构，例如连续带。一般来讲，可旋转工具200可以通过直接加工由适用于形成的任何基板构成。干净地加工适合的基板，使其具有最小的毛刺或没有毛刺形成，呈现出低的延展性和低的颗粒度，并且在加工之后保持尺寸的精确。可以利用多种可加工的金属或塑料。适合的金属包括铝、钢、黄铜、无电解镀镍的铜，以及它们的合金。适合的塑料包括热塑性材料或热固性材料，例如丙烯酸树脂或其它材料。在一些实施例中，形成可旋转工具200的材料可以包括多孔材料，使得结合压料辊或代替压料辊210真空可以穿过可旋转工具200的材料施加。

可旋转工具200优选地形成为一体套管，对于在一体套管上的所有所需的载带100部件而言，该一体套管具有凸起204和可选地具有凹陷(未示出)。该套管可以包括用于形成口袋、对齐部件、释放部件的凸起以及用于磨削以形成齿孔的隆起。该套管还可以包括用于形成横杆和释放部件的凹陷。释放部件是由凸起还是凹陷形成取决于释放部件的所需属性。

使用能够精密成形为各凸起的碳化物或金刚石工具加工，将可旋转工具200的外表面202上的凸起和凹陷优选地直接切削到套管上。康涅狄格州桥港的穆尔特殊工具公司(Moore Special Tool Company，Bridgeport，CT)；新罕布什尔州基恩的Precitech公司(Precitech，Keen，NH)；以及宾夕法尼亚州匹兹堡的Aerotech有限公司(Aerotech Inc.，Pittsburgh，PA)制造用于此目的的适合的机器。这些机器通常包括激光干涉计定位装置，一个适合的实例得自康涅狄格州美丽径的Zygo有限公司(Zygo Corporation，Middlefield，CT)。适于使用的金刚石工具为例如可以从纽约州莫尔斯(Mooers，NY)的K&Y Diamond公司或俄亥俄州沙登(Chardon，OH)的ChardonTool公司购买的那些。

可以使用本领域已知的技术和方法加工套管，以在其上形成所需的凸起204和凹陷。例如，与在图1B和1C中示出的元件口袋112和释放部件相对应的凸起表面可以通过在典型的车床操作中车削套管形成，其中套管被车削并且切割器在固定的位置。与在图1A中示出的元件口袋横杆117和释放部件119相对应的凹陷表面可以通过固定套管使其静止并切割套管中的狭槽或其它部件形成。例如用于形成柱子以用于磨削的另外的凸起可以与用于成形口袋的凸起的形成类似的方式形成。有利地，在套管上的凸起204可以形成以同时生成多个载带。具体地讲，用于多个载带的口袋和其它部件可以在单个套管上生成，并且幅材250狭缝在形成之后分离各个载带。

当形成的载带120从可旋转工具200移除时，难以将幅材材料从可旋转工具200中分开。在横杆117上的释放部件119有助于幅材材料从可旋转工具的释放。当释放部件119从可旋转工具中移除时，释放部件119有助于降低在成形幅材材料上的应力。优选地，释放部件119提供一个或多个另外的允许成形的幅材材料增量释放的铰链点。优选地，释放部件可以挠曲成最高45度的角。当释放部件从可旋转工具中移除时，通常较小角度的挠曲将足够降低在成形幅材材料上的应力。由于难以从可旋转工具中释放，此在应力中的降低抑制载带部件变歪斜或畸形。释放部件不影响载带的功能，因为释放部件位于口袋之间的横杆中，因此口袋部件不需要随着释放部件的加入而改变。释放部件可以为允许容易地将载带从可旋转工具中释放的任何尺寸或形状。例如，部件可以为线性的、弯曲的或两者的组合；连续或不连续的；离散的或连接的，凸起或凹陷等。它们可以从横杆的一个边缘延伸至另一个边缘，可以从一个边缘延伸至横杆的内部，或可以仅位于横杆的内部。如果存在不止一个释放部件，它们可以以任何适合的距离(其在所有的释放部件之间不必须为常数)彼此分离，并且可以为任何适合数量的部件。一个或多个释放部件可以具有任何适合的直径或形状、半径、高度等。

图3为载带的数字图像，该载带具有有本发明的释放部件的实例的第一横杆310和没有本发明的释放部件的第二横杆312。第一横杆示出多个脊和槽释放部件。

图4为载带的横截面图的图像，该载带具有有本发明的第一释放部件的第一实例的第一横杆310，没有本发明的释放部件的第二横杆312，并且有本发明的释放部件的第二实例的第三横杆314。如可以从图4中看到的，有释放部件的横杆的歪斜远小于没有释放部件的横杆的歪斜。当载带从可旋转工具中移除时出现歪斜。如还可以从图4中看到的，第一示例性释放部件的脊和槽的半径不同于第二示例性释放部件的脊和槽的半径。

一旦已制备载带100的口袋112，随后例如通过将带部分101打孔，或通过磨削形成在纵向边缘表面104和106的一个或两者上的隆起在单独的操作中形成前进孔108、110，如在例如美国专利No.5,738,816中描述的。然后将载带100围绕卷轴260缠绕(同心卷绕或均匀卷绕)以形成用于存储的供应辊，直至载带填充有元件。

虽然本文出于说明优选实施例的目的对具体实施例进行了图示和描述，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，各种旨在达到相同目的的可选的和/或等同形式的具体实施可以取代图示和描述的具体实施例。本领域中的技术人员将容易认识到，可以通过众多实施例来实施本发明。本专利申请旨在涵盖本文所讨论优选实施例的任何修改和更改。因此，显而易见，本发明仅仅受权利要求及其等同物的限制。

Claims (11)

1.一种元件载带，包括：

纵向柔性带；

多个口袋，纵向布置在所述纵向带上并且被构造用于在其中接纳元件，所述口袋中的每一个通过横杆与相邻的口袋分开；

其中至少一个横杆包括至少一个释放部件。

2.根据权利要求1所述的元件载带，在至少一个横杆上具有多个释放部件。

3.根据权利要求2所述的元件载带，其中所述多个释放部件在尺寸、形状、高度、宽度、深度和间距中的一个或多个方面不同。

4.根据权利要求1所述的元件载带，其中所述释放部件的最高部分在所述纵向柔性带的平面处或低于所述纵向柔性带的平面。

5.根据权利要求1所述的元件载带，其中至少一个释放部件为槽。

6.根据权利要求5所述的元件载带，具有至少两个槽。

7.根据权利要求3所述的元件载带，其中所述释放部件包括由槽分开的至少两个脊。

8.根据权利要求1所述的元件载带，其中当所述元件载带从形成工具中移除时，所述释放部件起到铰链的作用。

9.根据权利要求8所述的元件载带，其中所述释放部件能够以最高约45度的角挠曲。

10.一种通过推进机构储存和递送元件的柔性载带，所述载带包括：

纵向柔性带，具有顶部表面和与所述顶部表面相对的底部表面；

多个用于接纳元件的口袋，沿着所述带隔开并且开口至所述带的顶部表面，其中相邻的口袋通过横杆彼此分开；以及

其中至少一个所述横杆的顶部表面具有至少一个释放部件。

11.一种用于生产压花载带的方法，包括：

提供具有外周表面的可旋转工具，所述外周表面包括：用于形成多个纵向隔开的元件接纳口袋的一系列凸起；以及在相邻凸起之间的至少一个图案化凹陷，用于在相邻的元件接纳口袋之间形成具有至少一个释放部件的至少一个横杆；

将聚合物幅材引入到所述工具上；

将所述聚合物幅材贴合到所述工具上，以通过在所述工具的所述外周表面上的所述凸起和凹陷对所述幅材进行压花；以及

将压花的幅材从所述工具移除。

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