JP2006160370A

JP2006160370A - エンボスキャリアテープおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2006160370A
Application number: JP2005281575A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamaguchi; 崇山口
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】微細部品を所定の配置で収納でき、しかも配置がずれにくいエンボスキャリアテープおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のエンボスキャリアテープ１０は、金属系シートからなり、微細部品１１を収納するための凹状の部品収納部１２が形成されている。本発明のエンボスキャリアテープ１０は、微細部品１１の部品サイズが１００５サイズ以下のサイズである場合に好適である。本発明のエンボスキャリアテープ１０の製造方法は、金属系シートをプレス成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細部品の搬送に用いられるエンボスキャリアテープおよびその製造方法に関するものである。

電子部品等を実装機に搬送する際には、部品収納部となる凹部が形成されたキャリアテープが用いられている。
キャリアテープとしては、（１）基材の一部を打抜き加工により取り除いた後、基材裏面にボトムテープを装着して部品収納部を形成したパンチドキャリアテープ、（２）基材の一部を凹形に加工して部品収納部を形成したエンボスキャリアテープ、（３）基材の一部を圧縮加工することによって凹状の部品収納部を形成したプレスキャリアテープ等が一般的である。

基材としては紙を用いることができる。しかし、部品収納部を形成するために、紙基材を打ち抜き加工または圧縮加工した場合には、ケバやバリが発生し、これにより実装率の低下を招くことがある。また、紙基材を用いた場合には吸湿して寸法が変化したり、紙同士または紙基材と実装機のガイドとが擦れて紙粉が発生したり、剥離帯電により実装ミスが生じたりすることがある。そのため、基材としては、導電性プラスチック基材が用いられるようになってきている。

上記（１）〜（３）の中では、コストおよび寸法精度の点から、エンボスキャリアテープが広く使用されている。これに対して、コストの点から、（１）パンチドキャリアテープはあまり使用されず、また、プラスチック基材を圧縮成形しても所定の形状を得にくいことから、（３）プレスキャリアテープもあまり使用されない。
従来、エンボスキャリアテープは、基材を熱成形する際の金型への追従性が低いことや成形後の戻り等から、一般に、基材表面から部品収納部の側面にかけた部分が、０．３０ｍｍ程度の曲率半径で曲げられて形成されている。あるいは、部品の充填や取り出しの操作性を考慮して開口部側が広がるような形状に部品収納部が形成されることもあった。従来のエンボスキャリアテープでは、部品収納部の側壁の傾斜角をテープ表面の垂直方向に対して３°〜１０°に形成することが知られていた（特許文献１参照）。
また、エンボスキャリアテープは、ロータリータイプの凸部が設けられた金型を用いた真空成形方法により製造されていた。この方法では、回転する金型の凸部に、プラスチック基材を接触させ、金型の内側から真空引きすることにより、凸部にプラスチック基材を密着させて部品収納部を形成していた。この製造方法では、回転する金型凸部を部品収納部から抜くために、部品収納部の側面にプラスチック基材の表面の垂直方向に対して十分に大きな傾斜角度（５°程度）が必要であった（特許文献２参照）。
特開２００２−２４０８５１号公報特開平７−８８９４９号公報

近年、微細部品のサイズはますます小さくなっており、その実装性の低下を防ぐために、微細部品を部品収納部に所定の配置で収納することが重要になっている。しかし、上記のような形状の部品収納部では、微細部品を収納した際、部品収納部の内面と微細部品との隙間が大きく、微細部品の配置に制限が少ないため、所定の配置で収納することが困難であった。また、部品収納部内で微細部品が動きやすいため、当初は所定の配置で収納されても、振動や衝撃等により配置がずれることがあった。
このように、微細部品が所定の配置で収納されていない場合には、テーピング機の高速化および実装工程における高実装密度化、狭隣接実装化が妨げられ、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率を低下させることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、微細部品を所定の配置で収納でき、しかも配置がずれにくいエンボスキャリアテープおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のエンボスキャリアテープは、金属系シートからなり、微細部品を収納するための凹状の部品収納部が形成されていることを特徴とする。
本発明のエンボスキャリアテープは、微細部品の部品サイズが１００５サイズ以下のサイズである場合に好適である。
本発明のエンボスキャリアテープの製造方法は、金属系シートをプレス成形することを特徴とする。
本発明のエンボスキャリアテープの製造方法においては、成形パンチと該成形パンチを挿入する角穴が形成されたダイプレートとを備え、成形パンチとダイプレートの角穴内面との隙間が金属系シートの厚みの１０〜５０％であるプレス成形機を用いてプレス成形することが好ましい。

本発明のエンボスキャリアテープは、微細部品を所定の配置で収納でき、しかも配置がずれにくい。したがって、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率の低下が防がれている。
本発明のエンボスキャリアテープは、微細部品の部品サイズが１００５サイズ以下のサイズであっても、微細部品を所定の配置で収納でき、しかも配置がずれにくい。
本発明のエンボスキャリアテープの製造方法によれば、微細部品を所定の配置で収納でき、しかも配置がずれにくいエンボスキャリアテープを容易に製造できる。

本発明のエンボスキャリアテープの一実施形態例について説明する。
図１（ａ）に、本実施形態例のエンボスキャリアテープの上面図を示し、図１（ｂ）に、本実施形態例のエンボスキャリアテープを長さ方向に沿って切断した際の断面図を示す。このエンボスキャリアテープ１０は、略直方体状の微細部品１１を収納するための凹状の部品収納部１２，１２・・・が形成されたものである。
このエンボスキャリアテープ１０の部品収納部１２に収納される微細部品１１としては、例えば、セラミックコンデンサ、抵抗、ＩＣチップなどが挙げられる。

このエンボスキャリアテープ１０は、金属系シートからなるものである。ここで、金属系シートとは、金属シートまたは金属シートを有する多層シートのことである。
金属シートの材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、チタン、炭素鋼、銅、黄銅、鉛、金、銀およびこれらをベースにした合金などが挙げられる。

金属系シートが多層シートである場合には、多層シートとしては、金属シートと樹脂層との積層体などが挙げられる。樹脂層の材質としては特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂製のもの等が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂およびこれら２種以上を混合したポリマーアロイ等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。これらの中でも、高耐熱性を有するポリイミド等が成形上好ましい。

前記積層体の製造方法としては、例えば、金属シートと樹脂層とをラミネートする方法、金属シートに樹脂を含む塗料を塗布して樹脂層を形成する方法、樹脂層上に金属を蒸着する方法、樹脂層に金属をスパッタリングする方法などが挙げられる。
積層体において、金属シートと樹脂層との厚み比は、金属シート：樹脂層＝１０〜１００：０〜９０であることが好ましい。
また、多層シートとしては、金属シートと紙基材とがラミネートされたものでも構わない。

微細部品１１の部品サイズが小さくなると、部品収納部１２からの取り出しやすさより所定の配置で収納されていることが求められるようになる。したがって、本発明のエンボスキャリアテープ１０は、部品サイズが１００５サイズ（長辺寸法；１．０ｍｍ、短辺寸法；０．５ｍｍ、厚さ寸法；０．５ｍｍ）以下の微細部品１１を収納するのに適している。ここで、１００５サイズ以下のサイズとは、１００５サイズの他に、例えば、０４０２サイズ（長辺寸法；０．４ｍｍ、短辺寸法；０．２ｍｍ、厚さ寸法；０．２ｍｍ）、０６０３サイズ（長辺寸法；０．６ｍｍ、短辺寸法；０．３ｍｍ、厚さ寸法；０．３ｍｍ）などが挙げられる。
また、微細部品１１は、コーナー１１ａの曲率半径Ｒ_２が（Ｗ×０．１５）以下であることが好ましい。コーナー１１ａの曲率半径Ｒ_２が（Ｗ×０．１５）ｍｍを超えた場合には、収納した微細部品１１が動きやすくなり、配置がずれやすくなる傾向にある。

以上説明したエンボスキャリアテープ１０は金属系シートからなるので、厚みを薄くできるにもかかわらず、強度、寸法安定性を確保できる。そして、厚みが薄いため、プレス成形により成形された際に、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対する部品収納部１２の側面１２ａの傾斜角θを容易に小さくすることができる。また、金属系シートは弾性回復しにくいので、部品収納部１２の寸法精度を高くすることができる。したがって、このエンボスキャリアテープ１０の部品収納部１２は、微細部品１１を所定の配置で収納でき、しかも収納した微細部品１１の配置がずれにくい形状にしやすい。

微細部品１１を所定の配置で収納でき、しかも収納した微細部品１１の配置がずれにくい部品収納部１２の形状としては、具体的には、部品収納部１２の側面１２ａがエンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対して傾斜角θ０°〜２°で開口部が広がるように傾斜し、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａから部品収納部１２の側面１２ａにかけた部分１３（以下、曲がり部１３という。）が曲率半径Ｒ_１０ｍｍ超０．１３ｍｍ以下で曲げられており、微細部品１１の短辺寸法をＷ、厚み寸法をＴとし、部品収納部１２の短辺寸法をＡ_０、深さ寸法をＫ_０とした際に、下記（ａ），（ｂ）を満たすものである。
（ａ）０．８０≦Ｗ／Ａ_０＜１．００
（ｂ）０．７７≦Ｔ／Ｋ_０＜１．００

このようなエンボスキャリアテープ１０は、微細部品１１の形状に応じた部品収納部１２が形成されているため、微細部品１１を部品収納部１２内に所定の配置で収納することができる。また、部品収納部１２の内面と微細部品１１との隙間が小さいため、収納後に微細部品１１が動きにくく、配置がずれにくい。すなわち、図２に示すように、微細部品１１が回転しようとしても、部品収納部１２の内面（側面）１２ａに引っ掛かるため回転しない。

それに対し、部品収納部１２の側面１２ａが、エンボスキャリアテープの表面１０ａの垂直方向Ｖに対して傾斜角θが２°を超えると微細部品１１を所定の配置で収納できず、しかも収納した微細部品１１が動きやすくなり、配置がずれやすくなるため、テーピングおよび実装が困難になる傾向にある。
また、曲がり部１３にて０．１３ｍｍを超える曲率半径で曲げられている場合には、微細部品１１を所定の配置で収納しにくくなり、しかも収納した微細部品１１が動きやすくなるため、テーピングおよび実装が困難になる傾向にある。
さらに、Ｗ／Ａ_０が０．８０未満またはＴ／Ｋ_０が０．７７未満であると、微細部品１１に対して部品収納部１２が大きくなりすぎて、部品収納部１２と微細部品１１との隙間が大きくなる。その結果、微細部品１１が部品収納部１２内で動きやすくなり、所定の配置で収納することが困難になる。また、Ｗ／Ａ_０またはＴ／Ｋ_０が１．００以上では、部品収納部１２に微細部品１１を収納することはできない。

次に、本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例について説明する。
この実施形態例のエンボスキャリアテープの製造方法は、冷間プレス成形法を適用する方法である。

具体的には、まず、図３に示すように、金属系シート２０を、先端の押圧面３１ａが平面である成形パンチ３１と、成形パンチ３１が挿入される角穴３２ａが形成されたダイプレート３２とを備えたプレス成形機に移送し、成形パンチ３１とダイプレート３２の間に配置する。
次いで、図４に示すように、成形パンチ３１をダイプレート３２の角穴３２ａ内に挿入して、金属系シート２０を成形パンチ３１とダイプレート３２で挟み込む。その後、図５に示すように、ダイプレート３２の角穴３２ａから成形パンチ３１および金属系シート２０を抜き、金属系シート２０を一定量移送する（図示例では図の左方向に移送する。）。
これを順次繰り返すことにより、凹状の部品収納部を長さ方向に沿って多数形成する。次いで、このようにして部品収納部が形成され冷却された金属系シートの幅方向の一端又は両端を、部品収納部の間隔を基準にして、長手方向に所定の間隔でプレス加工により穿孔する。このようにして、長手方向に所定の間隔で送り孔１４が形成されたエンボスキャリアテープ１０（図１（ａ）参照）を得ることができる。

上記製造方法において、成形パンチ３１とダイプレート３２の角穴３２ａ内面との隙間は、金属系シート２０の厚みの１０〜５０％であることが好ましい。前記隙間が金属系シート２０の厚みの１０％未満であると、剪断作用が強くなって金属系シート２０が切断したり、クラックが発生したりする。５０％を超えると所定の形状に成形することが困難になる傾向にある。
また、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対する部品収納部１２の側面１２ａの傾斜角θを０°〜２°にするためには、成形パンチ３１とダイプレート３２の角穴３２ａ内面との隙間が、金属系シート２０の厚みの１０〜５０％であることがより好ましい。

プレス成形の際には、加熱をしてもよいし、しなくてもよいが、寸法精度をより高くするためには加熱をしない冷間成形が好ましい。ただし、金属系シート２０が多層シートであり、樹脂層が熱可塑性樹脂である場合には、その熱可塑性樹脂の２次転移点以上の温度で加熱することが好ましい。

成形パンチ３１の先端の押圧面は曲面であってもよい。その場合、押圧面の曲率半径は、Ｗ×０．１５ｍｍ以下であることが好ましく、Ｗ×０．０５〜Ｗ×０．１５ｍｍであることがより好ましい。成形パンチ３１の先端がこのような形状になっていれば、成形の際、金属系シート２０に成形パンチ３１が引っ掛かることなくダイプレート３２の角穴３２ａの中に挿入され、金属系シート２０が角穴３２ａの中に引きずり込まれることを防止する。その結果、ダイプレート３２の角穴３２ａの形状に沿って忠実に成形でき、安定に、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対する部品収納部１２の側面１２ａの傾斜角θを０°〜２°にし、曲がり部１３の曲率半径Ｒ_１を０ｍｍ超０．１３ｍｍ以下にすることができる。

また、成形パンチ３１の先端は、ダイヤモンドライクコーティング（ＤＬＣ）、チタンコーティング、フッ素コーティング等のコーティング処理が施されていることが好ましい。成形パンチ３１の先端にコーティング処理を施し、摩擦係数を小さくすることにより、安定に、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対する部品収納部１２の側面１２ａの傾斜角θを０°〜２°にし、曲がり部１３の曲率半径Ｒ_１を０ｍｍ超０．１３ｍｍ以下にすることができる。

プレス成形における１回の絞り量は、金属の破断を防ぐことから、金属系シート２０の厚みの５０〜１５０％であることが好ましい。１５０％を超えて深く絞る場合には、複数回のプレス成形で部品収納部を形成することが好ましい。

樹脂シートをプレス成形した場合には、樹脂シートが弾性回復しやすいため、所定の形状のエンボスキャリアテープを得ることは困難であるのに対し、上述したエンボスキャリアテープの製造方法では、金属系シート２０をプレス成形するため、金属系シート２０は厚みを薄くできる。それにもかかわらず、強度、寸法安定性を確保できるため、容易に、エンボスキャリアテープ１０の表面１０ａの垂直方向Ｖに対する部品収納部１２の側面１２ａの傾斜角θを０°〜２°にし、曲がり部１３の曲率半径Ｒ_１を０ｍｍ超０．１３ｍｍ以下にすることができる。また、所定の形状に成形しやすい。したがって、このエンボスキャリアテープの製造方法によれば、部品収納部１２内に微細部品１１を所定の配置で収納でき、しかも収納した微細部品１１の配置がずれにくいエンボスキャリアテープ１０を容易に得ることができる。

（実施例）
０４０２サイズのセラミックコンデンサ（短辺寸法Ｗ；０．２０ｍｍ、厚み寸法Ｔ；０．２０ｍｍ、コーナーの曲率半径；０．０３ｍｍ）用のエンボスキャリアテープを以下のようにして製造した。
まず、アルミニウムシート（厚み；０．１０ｍｍ））とＡ−ＰＥＴシート（厚み；０．０５ｍｍ）とがドライラミネートされた金属系シート（幅；８ｍｍ）をプレス成形機に移送した。このプレス成形機は、先端が曲率半径０．０２ｍｍの曲面である成形パンチと、角穴が形成されたダイプレートとを備え、ダイプレートの角穴に成形パンチを挿入した際の成形パンチとダイプレートの角穴内面との隙間が０．０２ｍｍのものである。
次いで、金属系シートを成形パンチとダイプレートとの間に配置し、成形パンチをダイプレートの角穴内に挿入し、成形パンチとダイプレートで金属系シートを挟み込んだ（絞り深さ０．１３ｍｍ）。その後、ダイプレートの角穴から成形パンチおよび金属系シートを抜き、金属系シートを一定量移送した。
そして、上記プレス成形により形成された金属系シートの凹部をさらに上記と同様の成形機に移送し、さらに絞り深さ０．１３ｍｍでプレス成形して部品収納部を形成して（１００ショット／分）、図６に示すような、アルミニウムシート２１とＡ−ＰＥＴシート２２とがドライラミネートされた金属系シートからなるエンボスキャリアテープ１０を得た。
形成された部品収納部における短辺寸法Ａ_０は０．２５ｍｍ、深さ寸法Ｋ_０は０．２６ｍｍ、側面の傾斜角は０．５°、曲がり部の曲率半径は０．５ｍｍであった。また、部品収納部同士の間隔は１ｍｍとした。

得られたエンボスキャリアテープを以下のようにして評価した。
（１）引張強度および伸び
引張速度；５０ｍｍ／分、チャック間距離；１００ｍｍで引張試験をして引張強度と伸びを測定した。その結果、引張強度は２００Ｎであり、伸びは２．０％であった。
（２）寸法精度
部品収納部の寸法の精度および隣接する２つの部品収納部間の距離の寸法精度はともに標準偏差２μｍであった。
（３）テーピングエラー率
テーピング機（角チップ用高速タイプ、テーピング速度；１，０００チップ／分）を用い、エンボスキャリアテープの部品収納部に０４０２サイズのセラミックコンデンサを収納した。その際のテーピングエラー率を下記の式から求めた。その結果、テーピングエラー率は１００ｐｐｍであった。
（テーピングエラー率）＝［（部品収納部に収納されなかったセラミックコンデンサ数）／（全セラミックコンデンサ数）］×１００００００（ｐｐｍ）
（４）実装エラー率
実装機（高速モジュラータイプ、装着精度±０．０５ｍｍ／チップ）を用い、装着タクト０．１５秒／チップで、エンボスキャリアテープの部品収納部に収納したセラミックコンデンサ０４０２を実装した。その際の実装エラー率を下記の式から求めた。その結果、実装エラー率は１５０ｐｐｍであった。ここで、実装されなかったセラミックコンデンサは、部品収納部に所定の配置で収納されていなかったものである。したがって、実装エラー率は、エンボスキャリアテープの部品収納部に、所定の配置で収納されていなかったセラミックコンデンサ数を表す。
（実装エラー率）＝［（実装されなかったセラミックコンデンサ数）／（全セラミックコンデンサ数）］×１００００００（ｐｐｍ）

本発明のエンボスキャリアテープの一実施形態例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。図１のエンボスキャリアテープの部品収納部の拡大図であって、微細部品が動きにくいことを説明する図である。本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。実施例のエンボスキャリアテープにおける部品収納部の拡大図である。

符号の説明

１０エンボスキャリアテープ１１微細部品１２部品収納部２０金属系シート３１成形パンチ３２ダイプレート３２ａ角穴

Claims

金属系シートからなり、微細部品を収納するための凹状の部品収納部が形成されていることを特徴とするエンボスキャリアテープ。
微細部品の部品サイズが１００５サイズ以下のサイズであることを特徴とする請求項１に記載のエンボスキャリアテープ。
金属系シートをプレス成形することを特徴とするエンボスキャリアテープの製造方法。
成形パンチと該成形パンチを挿入する角穴が形成されたダイプレートとを備え、成形パンチとダイプレートの角穴内面との隙間が金属系シートの厚みの１０〜５０％であるプレス成形機を用いてプレス成形することを特徴とする請求項３に記載のエンボスキャリアテープの製造方法。