JP2010173017A - Memsパッケージの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】中空部3を有するMEMSパッケージ1を効率良く製造し得て、中空部3を有するMEMSパッケージ1の生産性を効率良く向上させることができるMEMSパッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】まず、MEMSパッケージ1の蓋体4を多数個にてマトリクス型に一括して集合した集合蓋体9を(一括して)圧縮成形し、次に、機能素子5を装着した基板12(基板2)に塗布した接着剤塗布部49に集合蓋体9(の縦壁部11)を圧着接合することにより、MEMSパッケージ1を多数個にてマトリクス型に一括して集合した集合パッケージ13を形成し、更に、この集合パッケージ13の切断線14を切断手段51で切断することにより、MEMSパッケージ1(基板2、蓋体4)を得ることができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、MEMS素子等の機能素子を配置した中空部を有するMEMSパッケージを製造するMEMSパッケージの製造方法に関するものである〔MEMS:Micro Electoro Mechanical System(微小電気機械システム)〕。
従来から、MEMS素子等の機能素子を配置した中空部を有するMEMSパッケージを個別に製造することが行われている。
即ち、機能素子を装着した微小な基板(基板部)に、凹部を有する微小な蓋体(キャップ)を装着して組み立てることにより、機能素子を配置した中空部(凹部)を有する微小なMEMSパッケージを製造するようにしている。
特開2008−221450号公報
しかしながら、中空部を有するMEMSパッケージが微小であるためにパーツとなる基板及び蓋体が微小であってその組み立て製造が非常に難しく、且つ、中空部を有するMEMSパッケージを個別に組み立てて製造しているために、MEMSパッケージ1個当たりの生産時間が長くなり、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造することができなかった。
即ち、従来例に示すように、中空部を有するMEMSパッケージを個別に組み立てて製造する場合、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造することができず、中空部を有するMEMSパッケージの生産性を効率良く向上させることができないと云う弊害がある。
従って、本発明は、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造し得て、中空部を有するMEMSパッケージの生産性を効率良く向上させることができるMEMSパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
なお、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造するために、従来のトランスファモールド法を用いて、機能素子を配置した中空部を有するMEMSパッケージを製造することが検討されている。
しかしながら、従来のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を用いるトランスファモールド法では、これらの樹脂で機能素子を接触した状態で封止被覆するために、樹脂と非接触状態の機能素子を配置する中空部を有するMEMSパッケージを製造することができない。
従って、機能素子を配置した中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造する方法が求められていた。
前記した技術的課題を解決するための本発明に係るMEMSパッケージの製造方法は、MEMSパッケージにおける蓋体を集合した集合蓋体を圧縮成形する工程と、前記した集合蓋体を、機能素子を装着した基板に圧着接合して集合パッケージを形成する工程と、前記した集合パッケージの所要個所を切断することにより、前記したMEMSパッケージを形成する工程とを備えたことを特徴とする。
また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係るMEMSパッケージの製造方法は、集合蓋体の圧縮成形用金型を用いて、前記した金型における離型フィルムを被覆した下型キャビティ内に樹脂材料を供給して加熱溶融する工程と、前記した金型における上型に補助フレームを供給セットする工程と、前記した金型を型締めする工程と、前記した金型を型締時に、前記した下型キャビティ内の樹脂をキャビティ底面部材で加圧することにより、前記した補助フレームを付着させた状態で、前記したキャビティ内でキャビティの形状に対応した中空部を有する蓋体を集合した集合蓋体を圧縮成形する工程と、前記した金型を型開きして前記した補助フレームを付着させた集合蓋体をMEMSパッケージ形成用の加工金型装置に移送する工程と、前記したMEMSパッケージ形成用の加工金型装置を用いて、前記した加工金型装置における押圧型に前記した補助フレームを付着した集合蓋体を供給セットする工程と、前記加工金型装置における基台に、機能素子を装着した基板を供給セットする工程と、前記した基板の所要個所に接着剤を塗布することにより、前記した基板上に接着剤塗布部を形成する工程と、前記した押圧型を下動する工程と、前記した押圧型の下動時に、前記した集合蓋体と基板の接着剤塗布部とを圧着接合して集合パッケージを形成する工程と、前記した押圧型を上動する工程と、前記した押圧型の上動時に、前記した補助フレームの透孔から前記した集合パッケージの集合蓋体に圧縮空気を圧送することにより、前記した補助フレームから前記した集合パッケージを離脱させて前記した集合パッケージを前記した基台に残存配置する工程と、前記した基台に配置された集合パッケージの所要個所を切断手段にて切断することにより、個々のMEMSパッケージを形成する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、凹部(中空部)を有する蓋体を多数個にてマトリクス型に配置して集合した集合蓋体を圧縮成形にて一括して成形することができると共に、この集合蓋体を用いてMEMSパッケージをマトリクス型に一括集合した集合パッケージ(MEMSパッケージ集合体)を効率良く形成し、この集合パッケージの所要個所を切断することにより、中空部を有するMEMSパッケージ(個別パッケージ)を形成することができる。
即ち、本発明によれば、蓋体を多数個にてマトリクス型に配置して集合させた集合蓋体を一括して圧縮成形することができるため、MEMSパッケージ(個別パッケージ)を多数個にてマトリクス型に配置して一括集合させた集合パッケージを効率良く形成することができる。
従って、本発明によれば、従来の個別にMEMSパッケージを形成する構成に比べて、多数個のMEMSパッケージをまとめて(一括して)形成することができるので、MEMSパッケージを効率良く製造することができる。
即ち、本発明によれば、従来例として示すMEMSパッケージを個別に形成する構成に比べて、多数個のMEMSパッケージを一括して集合した集合パッケージを効率良く形成することができるので、最終的に、中空部を有するMEMSパッケージ(個別パッケージ)を効率良く製造することができる。
従って、本発明によれば、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造し得て、中空部を有するMEMSパッケージの生産性を効率良く向上させることができるMEMSパッケージの製造方法を提供することができる。
図1(1)、図1(2)は集合蓋体を成形する圧縮成形用金型(上下両型)を概略的に示す概略縦断面図であって、図1(1)は金型の型開状態において上下両型間に補助フレームと離型フィルムとを配置した状態を示し、図2(2)は金型の型開状態において上型に補助フレームを供給セットした状態を示し且つ離型フィルムを被覆した下型キャビティ内に樹脂材料を供給した状態を示している。 図2(1)、図2(2)は図1(1)に対応する集合蓋体を成形する圧縮成形用金型(上下両型)を概略的に示す概略縦断面図であって、図2(1)は金型の型締状態において下型キャビティ内に所要の樹脂圧を加えた状態を示し、図2(2)は金型の型開状態において下型キャビティで成形された補助フレームが付着した状態の集合蓋体が取り出された状態が示されている。 図3(1)、図3(2)はMEMSパッケージを形成加工するMEMSパッケージ形成用の加工金型装置を概略的に示す概略縦断面図であって、図3(1)は下型(基台)に供給セットされたMEMS基板に液状の接着剤を塗布する状態を示し、図3(2)は補助フレームが付着した状態の集合蓋体を上型(押圧型)に供給セットした状態を示している。 図4(1)、図4(2)は図3(1)に対応するMEMSパッケージを形成加工するMEMSパッケージ形成用の加工金型装置を概略的に示す概略縦断面図であって、図4(1)は金型を型締することにより上型(押圧型)側の集合蓋体を下型(基台)側のMEMS基板上の接着剤に圧着した状態を示し、図4(2)は金型を型開きすることにより、上型側に補助フレームを固定した状態を示し且つ下型側にMEMSパッケージ集合体を残存させた状態を示している。 図5(1)は図4(2)に対応するMEMSパッケージを形成加工するMEMSパッケージ形成用の加工金型装置を概略的に示す概略縦断面図であって、下型(基台)側の集合パッケージにおける所要個所を切断する状態を示し、図5(2)は図5(1)に示す集合パッケージを概略的に示す概略平面図であり、図5(3)は図5(2)に示す集合パッケージを切断して形成したMEMSパッケージ(個別パッケージ)を概略的に示す概略縦断面図である。 図6(1)は図5(2)に示す集合パッケージにおける集合蓋体を概略的に示す概略斜視図であり、図6(2)は図5(3)に示すMEMSパッケージを概略的に示す概略斜視図である。
即ち、本発明に係る(中空部を有する)MEMSパッケージの製造方法は、圧縮成形用金型(上下両型)を用いて、補助フレームを付着した状態の集合蓋体を圧縮成形する工程と、基板と集合蓋体とを圧着接合して集合パッケージを形成する工程と、集合パッケージの所要個所を切断して中空部を有するMEMSパッケージ(個別パッケージ)を形成する工程とから構成されている。
また、本発明は、基板と蓋体(中空部を有するキャップ)とからなるMEMSパッケージ(個別パッケージ)を製造するために、蓋体を多数個にてマトリクス型に配置して集合させた集合蓋体(成形品)を圧縮成形する構成である。
即ち、本発明によれば、多数個の蓋体を一括集合して圧縮成形した集合蓋体と、基板とを圧着接合することにより、多数個のMEMSパッケージを一括集合した集合パッケージを形成することができるため、多数個のMEMSパッケージを集合パッケージとして一括集合して効率良く形成することができるので、この集合パッケージを切断してMEMSパッケージを得ることができる。
このため、本発明によれば、従来例における個別にMEMSパッケージを製造する構成に比べて、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造し得て、中空部を有するMEMSパッケージの生産性を効率良く向上させることができる。
即ち、集合蓋体を圧縮成形する工程において、まず、圧縮成形用金型の上型に補助フレームを供給セットし、離型フィルムを被覆した下型キャビティ内に樹脂材料を供給して加熱溶融化する。
次に、圧縮成形用金型(上下両型)を型締めすると共に、下型キャビティ内を所要の真空度に設定し、キャビティ底面部材にて下型キャビティ内で加熱溶融化した樹脂材料を所要の樹脂圧で加圧する。
硬化に必要な所要時間の経過後、金型を型開きすることにより、補助フレームが付着した状態の集合蓋体を得ることができる。
従って、MEMSパッケージの蓋体を多数個にてマトリクス型に配置して集合した集合蓋体を一括して圧縮成形することができる。
また、次に、加工金型装置において、押圧型(上型)に、補助フレームが付着した集合蓋体を、補助フレームを押圧型側にして供給セットすると共に、基台(下型)に、機能素子を装着した基板を供給セットする。
次に、基台における基板の所要個所に接着剤を塗布して基板上に接着剤塗布部を形成すると共に、押圧型を下動することにより、基板と集合蓋体とを圧着接合させて補助プレートが付着した集合パッケージを形成する。
このとき、基板の接着剤塗布部と、集合蓋体の縦壁部とが圧着(合体)することになると共に、集合蓋体の凹部(中空部)に基板上の機能素子が配置されることになる。
次に、押圧型を上動させると共に、押圧型側の補助フレームの透孔から圧縮空気を集合蓋体に圧送することにより、押圧型側に固定された補助フレームを基台側の集合パッケージ(集合蓋体)から離脱させることができる。
このとき、MEMSパッケージを多数個にてマトリクス型にて配置して一括集合した集合パッケージを効率良く形成することができる。
また、加工金型装置の基台に配置された集合パッケージの所要個所を切断手段にて切断することにより、MEMSパッケージ(個別パッケージ)を得ることができる。
前述したように、本発明によれば、MEMSパッケージの蓋体を多数個にて一括集合した集合蓋体を圧縮成形することができると共に、MEMSパッケージを多数個にて一括集合した集合パッケージを効率良く形成することができ、この集合パッケージを切断することにより、MEMSパッケージを得ることができる。
即ち、従来例として示すMEMSパッケージを個別に形成する構成に比べて、一括して集合パッケージ(集合蓋体)を形成し得て、MEMSパッケージ(個別パッケージ)を形成することができるので、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造することができる。
従って、中空部を有するMEMSパッケージを効率良く製造し得て、中空部を有するMEMSパッケージの生産性を効率良く向上させることができる。
以下、実施例図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1(1)、図1(2)、図2(1)、図2(2)は、本発明に係る圧縮成形用金型である。
図3(1)、図3(2)、図4(1)、図4(2)、図5(1)は、本発明に係る加工金型装置である。
(MEMSパッケージの構成について)
まず、図5(3)、図6(2)を用いて、本発明における中空部を有するMEMSパッケージ1(製品)の構成について説明する。
なお、図例では、MEMSパッケージ1は直方体の形状で構成されている。
即ち、中空部を有するMEMSパッケージ1(個別パッケージ)には、MEMS基板2(基板部)と、中空部(凹部)3を有する蓋体4(キャップ)と、MEMS基板2の中空部3側に形成されたMEMS基板2の機能領域2aと、MEMS基板2の機能領域2aに設けられた機能素子5(MEMS素子等)とが設けられて構成されている。
また、蓋体4(個別外装成形品)には、所要の幅(厚さ)を有する天井壁6と、所要の幅(厚さ)を有する側壁7とが設けられて構成されると共に、天井壁6側とは反対側には側壁7にて中空部(凹部)3の開口部8が形成されて構成されている。
従って、一般的に、例えば、機能素子5を機械的に駆動させることにより、基板2に設けた制御回路を電気的に作動させることが行われている。
なお、MEMSパッケージ1の中空部3に所要の気体が密封される場合があり、また、中空部3とのその外部とを基板2に形成された通気孔で連通させる場合がある。
(集合蓋体の構成について)
次に、図6(1)を用いて、集合蓋体9(集合外装成形品)の構成について説明する。
即ち、本発明は、MEMSパッケージ1を製造するために、蓋体4(個別蓋体)を多数個(或いは所要複数個)にてマトリクス型に一括して集合させた集合蓋体9(成形品)を圧縮成形する構成である。
図6(1)に示す図例では、集合蓋体9は、平面的に縦に蓋体が5個配置され、平面的に横に蓋体4が4個配置された合計20個の蓋体4の集合体(5行×4列のマトリクス型)で構成されている。
また、集合蓋体9には、所要の幅(厚さ)を有する平壁部10(蓋体4の天井壁6に対応する構成)と、所要の幅(厚さ)を有する縦壁部11(蓋体4の側壁7に対応する構成)とが設けられて構成されている。
なお、集合蓋体9には、平壁部10と縦壁部11とで形成された凹部3と、平壁部10とは反対側に縦壁部11で囲んで形成した開口部(蓋体の開口部8)とが設けられて構成されている。
また、縦壁部11には、集合蓋体9の外周側面側に設けられた所要の幅(厚さ)を有する外周縦壁部11aと、外周縦壁部11aの内部に設けられた所要の幅(厚さ)を有する仕切縦壁部11bとから構成されている。
また、縦壁部11の外周縦壁部11aは、通常、そのまま蓋体4の側壁7となるものである。
また、縦壁部11における仕切縦壁部11bは、(例えば、切断代を含まないと仮定した場合、)蓋体4の側壁7が2枚重なった厚さを有するものである。
即ち、仕切縦壁部11bの幅(厚さ)について、後述するように、集合パッケージ13(集合蓋体9)を切断加工したとき、MEMSパッケージ1(蓋体4)の側壁7となるように構成されるものである。
なお、集合パッケージ13(集合蓋体9)を切断加工する場合、集合蓋体9の平壁部10側から切断線14を切断することになり、仕切縦壁部11bに相当する部分をその幅を均等に2つに分割する状態で切断することができるように構成されている。
(集合パッケージの構成について)
図4(1)、図4(2)、図5(1)、図5(2)を用いて、集合パッケージ13(MEMSパッケージ1の集合体)の構成について説明する。
図例に示すように、集合パッケージ13には、機能素子5が装着されたMEMS基板12(基板2)と、基板12上に圧着した集合蓋体9とが設けられて構成されている。
また、集合パッケージ13は、多数個(或いは所要複数個)のMEMSパッケージ1をマトリクス型に一括して集合させた構成である。
また、集合パッケージ13の集合蓋体9(蓋体4)の中空部3において、基板12(基板2)の機能領域2a上に機能素子5が配置されて構成されている。
なお、集合パッケージ13の所要個所(平壁部10の表面に設定された切断線14)を切断することにより、MEMSパッケージ1(個別パッケージ)を形成することができるように構成されている。
即ち、平壁部10の表面に設定される切断線14は、平壁部10表面の縦壁部11(仕切縦壁部11b)に相当する部分において、仕切縦壁部11bの幅(厚さ)を(均等に)2つに分割した線である。
従って、この仕切縦壁部11bの幅を2分割する切断線14に沿って、集合パッケージ13(集合蓋体9の表面)を切断することにより、集合パッケージ13の仕切縦壁部11bをMEMSパッケージ1の側壁7に形成し得てMEMSパッケージ1を得ることができる。
なお、基板12には、後述する加工金型装置41における基台43(基板セット部47)の位置決めピン48に対応した位置決め孔15が設けられて構成されている。
(集合蓋体の圧縮成形用金型の構成について)
次に、図1(1)、図1(2)、図2(1)、図2(2)を用いて、集合蓋体の圧縮成形用金型の構成を説明する。
即ち、図例に示すように、集合蓋体の圧縮成形用金型21には、上型22と、上型22に対向配置した下型23とが設けられて構成されると共に、金型21(22、23)を所要の温度にまで加熱する加熱手段(図示なし)が設けられて構成されている。
また、上型22の型面には集合蓋体9の成形を補助する補助フレーム24(ダミーフレーム)を供給セットして固定する補助フレームの供給セット部25が設けられて構成されている。
また、上型22における補助フレームの供給セット部25には、補助フレームの供給セット部25に供給セットされた補助フレーム24を所要の位置に位置決めする位置決めピン26が設けられて構成されると共に、補助フレーム24には上型22の位置決めピン26に対応して位置決め孔27が設けられて構成されている。
また、下型23の型面には上型22の位置決めピン26に対応して位置決めピン用の凹部28が設けられて構成されている。
このため、上下両型22、23の型締時に、上型22の補助フレームの供給セット部25に供給セットされた補助フレーム24の位置決め孔27を突き抜けた位置決めピン26を位置決めピン用の凹部28内に収容することができるように構成されている。
また、補助フレーム24には、後述するように、補助フレームに付着した状態で成形された集合蓋体9に対して圧縮空気52を圧送する透孔29(貫通孔)が所要数、設けられて構成されると共に、上型22の型面には透孔29に対応して突起部30(透孔29の埋込手段)が各別に設けられて構成されている。
従って、上型22の補助フレームの供給セット部25に補助フレーム24を供給セットしたとき、補助フレーム24の透孔29内に上型22の突起部30を埋め込んだ状態で合致嵌装させることができるように構成されている。
また、このとき、補助フレーム24の透孔29内における突起部30の先端面は補助フレーム24の下面に合致するように構成され、補助フレーム24の下面は面一(平面)となるように構成されている。
このため、後述するように、集合蓋体9を圧縮成形する場合、集合蓋体9の平壁部10の表面を平面に形成することができるように構成されている。
また、上型22の補助フレームの供給セット部25に補助フレーム24を供給セットしたとき、補助フレーム25の位置決め孔27内に位置決めピン26を合致嵌装させると共に、金型21(上下両型22、23)の型締時に、補助フレームの位置決め孔27に合致して突き抜けた上型22の位置決めピン26を下型23の凹部28内に収容することができる。
また、下型22の型面には、集合蓋体9を圧縮成形する下型キャビティ31(凹部)が設けられて構成されると共に、圧縮成形用キャビティ31の底面にはキャビティ31内の樹脂を加圧するキャビティ底面部材32が下型本体22に対して上下摺動自在に設けられて構成されている。
また、圧縮成形用キャビティ31(凹部)には、上方側に設けられた平壁部用のキャビティ部33(凹部)と、その下方側に設けられた縦壁部用のキャビティ部34(凹部)とが設けられて構成されている。
なお、図例に示すように、縦壁部用のキャビティ部34(凹部)はキャビティ底面部材32のキャビティ底面側に凹設されることになる。
また、金型21(上下両型22、23)間に離型フィルム35を張架することができるように構成されると共に、離型フィルム35を圧縮成形用キャビティ31(平壁部用キャビティ部33、縦壁部用キャビティ部34)の形状に沿って吸着被覆することができるように構成されている。
また、圧縮成形用の金型21において、上下両型22、23の型締時に、上型22の型面に設けたOリング等の外気遮断部材(図示なし)にて少なくともキャビティ31内を外気遮断状態に設定して外気遮断空間部を形成すると共に、この外気遮断空間部(キャビティ31)から空気を強制的に吸引排出して外気遮断空間部を所要の真空度に設定することができるように構成されている。
(集合蓋体の圧縮成形方法の構成について)
従って、次に、図1(1)、図1(2)、図2(1)、図2(2)に示す集合蓋体の圧縮成形用金型21(22、23)を用いて、集合蓋体の圧縮成形方法を説明する。
即ち、まず、上型22における補助フレームの供給セット部25に補助フレーム24を供給セットする。
このとき、位置決めピン26で補助フレーム24を所要の位置に位置決めすることができると共に、補助フレーム24の透孔29内に下型23の突起部30が(埋め込まれた状態で)合致嵌装されることになる。
次に、下型キャビティ31の形状に沿って離型フィルム35をキャビティ31に吸着被覆させると共に、離型フィルム35を被覆した下型キャビティ31(33、34)内に所要量の樹脂材料36を供給して加熱溶融化する。
次に、金型21(上下両型22、23)を型締めすることにより、少なくともキャビティ31内を外気遮断状態にして外気遮断空間部を形成すると共に、この外気遮断空間部(キャビティ31)を所要の真空度に設定する。
次に、キャビティ底面部材32を上動することにより、キャビティ31内の加熱溶融化した樹脂材料36に所要の樹脂圧を加えることができると共に、キャビティ31(33、34)の形状に対応した集合蓋体9(成形品)を圧縮成形することができる。
なお、このとき、キャビティ31(33、34)内の集合蓋体9における平壁部10の表面(補助フレーム24側の面)は平面(面一)となるように構成されている。
また、このとき、キャビティ31(33、34)内において、平壁部用キャビティ部33内で集合蓋体9の平壁部10を成形し、縦壁部用キャビティ部34内で集合蓋体9の縦壁部11を成形することができる。
次に、硬化に必要な所要時間の経過後、金型21(22、23)を型開きすることにより、金型21(22、23)にて補助フレーム24を付着した状態の集合蓋体9(成形品)を圧縮成形することができる。
このとき、補助フレーム24を付着した集合蓋体9は下型キャビティ31内に残存することになる。
従って、下型キャビティ31の面から圧縮空気52を、キャビティ31を被覆した離型フィルム35に圧送することにより、集合蓋体9をキャビティ31から効率良く離型することができる。
なお、次に、補助フレーム24が付着した集合蓋体9(成形品)を次工程におけるMEMSパッケージ形成用の加工金型装置41に移送することができる。
(MEMSパッケージ形成用の加工金型装置の構成について)
次に、図3(1)、図3(2)、図4(1)、図4(2)、図5(1)を用いて、MEMSパッケージ形成用の加工金型装置41の構成を説明する。
即ち、MEMSパッケージ形成用の加工金型装置41には、所要数の機能素子5を装着したMEMS基板12に集合蓋体9を圧着して集合パッケージ13を形成する圧着ユニット41(41a)と、集合パッケージ13を切断してMEMSパッケージ1(個別パッケージ)を形成する切断ユニット41(41b)とが設けられて構成されている。
従って、加工金型装置41において、まず、圧着ユニット41(41a)にて、MEMS基板12と集合蓋体9と圧着接合して集合パッケージ13(MEMSパッケージの集合体)を形成し、次に、切断ユニット41(41b)にて、集合パッケージ13の所要個所を切断することにより個々のMEMSパッケージ1(個別パッケージ)を形成することができるように構成されている。
(加工金型装置における圧着ユニットの構成について)
即ち、MEMSパッケージ形成用の加工金型装置における圧着ユニット41(41a)には、押圧型42(上型)と基台43(下型)とからなる加工金型が設けられて構成されている。
また、押圧型42の型面には補助フレーム24が付着された状態の集合蓋体9における補助フレーム24側を供給セットする集合蓋体の供給セット部44が設けられて構成されると共に、集合蓋体9(補助フレーム24)の位置を位置決めする位置決めピン45が設けられて構成されている。
従って、補助フレーム24の位置決め孔27に位置決めピン45を合致嵌装させることにより、押圧型42の集合蓋体の供給セット部44に対して、補助フレーム24が付着された集合蓋体9をその補助フレーム24側で供給固定セットし且つ補助フレーム24が付着された集合蓋体9を位置決めすることができる。
また、押圧型42の型面における集合蓋体の供給セット部44において、集合蓋体9に付着した補助フレーム24の透孔29に対応する位置には、集合蓋体9の平壁部10に圧縮空気52を圧送する圧送孔46が各別に設けられて構成されている。
従って、後述するように、集合蓋体の供給セット部44に供給セットされ且つ補助フレーム24が付着した状態の集合蓋体9(集合パッケージ13)において、圧送孔46から透孔29を通して圧縮空気52を集合蓋体9の平壁部10に圧送することにより、補助フレーム24から集合蓋体9(集合パッケージ13)を圧縮空気52で押し出して離脱させることができるように構成されている。
また、基台43の型面には、機能素子5を装着した基板12を供給セットする基板セット部47と、基板12を位置決めする基板セット部47の位置決めピン48とが設けられて構成されている。
従って、基台43の基板セット部47に機能素子5を装着した基板12を供給セットしたとき、基板12の位置決め孔15に基台43の位置決めピン48を合致嵌装することにより、基台43の基板セット部47に基板12を位置決めして供給セットすることができる。
また、加工金型装置41(41a)には、基台43に供給セットした基板12の所要個所、即ち、押圧型42における集合蓋体の供給セット部44に供給セットした集合蓋体の縦壁部11の位置に対応して接着剤49を(滴下して)塗布するディスペンサー50(接着剤塗布手段)が設けられて構成されている。
従って、基台43に供給セットした基板12の所要個所に、例えば、液状の接着剤49を塗布して基板12上に接着剤塗布部(接着剤)49を形成することができるように構成されている。
また、加工金型装置41(41a)において、押圧型42(上型)を下動させることにより、所要の押圧力にて、基台43(下型)に供給セットした基板12の表面に集合蓋体9の縦壁部11(開口部8側)を押圧することができるように構成されている。
このとき、補助フレーム24を介して基板12と集合蓋体9とを所要の押圧力にて押圧(圧着)することができる。
また、このとき、基台43(下型)側の基板12における接着剤塗布部49に集合蓋体9の縦壁部11(開口部8側)を押圧することにより、接着剤塗布部29で基板12に集合蓋体9を圧着接合して合体することができるように構成され、基板12と集合蓋体9とからなる集合パッケージ13(MEMSパッケージ集合体)を形成することができるように構成されている。
従って、このとき、補助フレーム24が付着した状態で集合パッケージ13を形成することができるように構成されている。
また、集合パッケージ13における基板12に装着された機能素子5の夫々は、集合蓋体9の凹部となる中空部3(開口部8)に各別に配置されることになる。
なお、基板12に接着剤49を塗布して接着剤の塗布部49を形成する工程は、予め、加工金型装置41の外部で行うことができる。
また、次に、押圧型42を上動させることにより、集合パッケージ13(基板12と集合蓋体9)と補助フレーム24とに対する押圧(圧着)を解除することができる。
また、このとき、補助フレーム24は押圧型42に固定された状態で上動し、集合パッケージ13は基台43に残存するように構成されている。
即ち、押圧型42の上動時に、押圧型42に補助フレーム24を固定した状態で、押圧型42に供給セットした補助フレーム24の透孔29を通して圧送孔46から圧縮空気52を集合パッケージ13の集合蓋体9(平壁部10)に圧送することにより、補助フレーム24から集合パッケージ13(集合蓋体9)を押し出して離脱させることができるように構成されている。
また、押圧型42の上動時に、補助フレーム24から集合パッケージ13(集合蓋体9)を離脱させることにより、基台43の基板セット部47に集合パッケージ13を残存させることができるように構成されている。
(圧着ユニットによる圧着方法について)
まず、押圧型42における集合蓋体の供給セット部44に、補助フレーム24が付着した集合蓋体9をその補助フレーム24側から供給セットする。
このとき、押圧型42の位置決めピン45に補助フレーム24の位置決め孔27を合致嵌装させることにより、集合蓋体の供給セット部44に補助フレーム24を所要の位置に位置決めして供給セットする。
また、このとき、補助フレーム24の透孔29を圧送孔46の位置に合致して位置させることができる。
また、このとき、集合蓋体9における縦壁部11と開口部8(中空部3)とを下方(基台43)に向けた状態で、押圧型42における集合蓋体の供給セット部44に、補助フレーム24を付着した状態の集合蓋体9を供給セットすることができる。
次に、基台43における基板セット部47に、機能素子5を装着した基板12を供給セットする。
このとき、基台43における位置決めピン48に位置決め孔15を合致嵌装させることにより、基板12を所要位置に位置決めして供給セットすることができる。
次に、基台43の基板セット部47に供給セットした基板12の表面における所要個所にディスペンサー50にて接着剤49を塗布する。
このとき、基板12における接着剤の塗布部49の位置を、押圧型42に供給セットした集合蓋体9における縦壁部11の位置に対応させることができる。
次に、押圧型42(上型)を下動させることにより、押圧型42に供給セットした集合蓋体9を基台43の基板12に押圧する。
このとき、押圧型42側の集合蓋体9の縦壁部11に基板12上の接着剤塗布部49を合致させて圧着することにより、集合パッケージ13を形成することができる。
次に、押圧型42を上動させると共に、押圧型42の圧送孔46から圧縮空気52を補助フレーム24の透孔29を通して集合パッケージ13(集合蓋体9の平壁部11)に圧送する。
従って、押補助フレーム24と集合蓋体9との間を離間して補助フレーム24から集合パッケージ13(集合蓋体9)を離脱させることができる。
このとき、補助フレーム24を押圧型42側に残存(固定)させると共に、基台43側に集合パッケージ13(集合蓋体9と基板12)を残存(固定)させることができる。
(加工金型装置における切断ユニットの構成ついて)
また、加工金型装置41(切断ユニット41b)には、図5(1)に示すように、基台43の基板セット部47に設置固定した集合パッケージ13(集合蓋体9の平壁部10)における所要個所を、即ち、図5(2)に示す切断線14に沿って切断するブレード等の切断手段51が設けられて構成されている。
この切断線14は、集合蓋体9の平壁部10における縦壁部11に相当する部位において、縦壁部11の幅を(均等に)二分割して形成される線である。
なお、集合パッケージ13の基板12における辺部側は適宜に切断して除去されるものである。
また、切断手段51として、レーザー、切断水を用いても良い。
(切断ユニットによる集合パッケージの切断方法について)
加工金型装置における切断ユニット41(41b)において、まず、基台43の基板セット部47に設置した集合パッケージ13の切断線14を切断手段51(ブレード)にて切断することにより、集合パッケージ13を個々のMEMSパッケージ1(個別パッケージ)に分離形成する。
なお、次に、基台43の基板セット部47から個々のMEMSパッケージ1を一括して或いは個別に取り出すことができる。
(実施例1に係るMEMSパッケージの製造方法の構成について)
前述したように、実施例1に係るMEMSパッケージの製造方法には、補助フレーム24を用いて集合蓋体9(成形品)を圧縮成形する工程と、MEMS基板12と集合蓋体9とを圧着接合して集合パッケージ13(MEMSパッケージ集合体)を形成する工程と、集合パッケージ13の所要個所を切断して個々のMEMSパッケージ1(個別パッケージ)を形成する工程とが設けられて構成されている。
MEMSパッケージの製造方法において、まず、集合蓋体9(成形品)の圧縮成形工程を行う。
即ち、まず、圧縮成形用金型21(上型22と下型23)における上型22に補助フレーム24を供給セットし、且つ、離型フィルム35を被覆した下型キャビティ31(33、34)内に樹脂材料36を供給セットして加熱溶融化すると共に、上下両型22、23を型締めする。
このとき、下型キャビティ31内を所要の真空度に設定することができる。
次に、キャビティ31内で加熱溶融化した樹脂材料36をキャビティ底面部材32で所要の樹脂圧にて加圧する。
硬化に必要な所要時間の経過後、上下両型22、23を型開きすることにより、下型キャビティ31内で下型キャビティ31の形状に対応した集合蓋体9(平壁部10、縦壁部11)を圧縮成形することができる。
この集合蓋体9にはその平壁部10側に補助フレーム24が付着した状態で形成されている。
なお、キャビティ31内から補助フレーム24が付着した状態の集合蓋体9を取り出して次工程に用いられる加工金型装置41に移送する。
次に、MEMSパッケージの製造方法において、基板12と集合蓋体9との圧着接合工程を行う。
即ち、加工金型装置41(圧着ユニット41a)における押圧型42(下型)に補助フレーム24が付着した状態の集合蓋体9を、その補助フレーム24側を上型22側(補助フレームの供給セット部25)に固定した状態で供給セットする。
次に、加工金型装置41(圧着ユニット41a)における基台43(下型)に機能素子5を装着したMEMS基板12を供給セットする。
次に、基台43に配置した基板12の所要個所に接着剤49を塗布することにより、接着剤塗布部49を形成する。
次に、押圧型42を下動することにより、基板12に集合蓋体9を所要の押圧力にて押圧(圧着)する。
このとき、基台43の基板12上に形成された接着剤塗布部49に集合蓋体9の縦壁部11(11a、11b)の下端部(開口部8側)を圧着させることにより、基板12と集合蓋体9とで集合パッケージ13を接合して形成することができる。
また、このとき、集合パッケージ13には補助フレーム24が付着した状態にあり、補助フレーム24が付着した集合パッケージ13が形成されると共に、基板12上の機能素子5は集合蓋体9の中空部3に配置されることになる。
次に、押圧型42を上動する。
即ち、押圧型42の上動時に、補助フレーム24の透孔29(圧送孔46)から圧縮空気52を集合蓋体9(平壁部10)に圧送することにより、押圧型42に固定した補助フレーム24から集合パッケージ13を離脱させることができる。
従って、圧着接合した集合パッケージ13を基台43側(基板セット部47)に残存させることができる。
次に、MEMSパッケージの製造方法において、集合パッケージの切断工程を行う。
即ち、まず、基台43の基板セット部47に設置した集合パッケージ13(MEMSパッケージ集合体)の所要個所(切断線14)を切断手段51にて切断することにより、集合パッケージ13を個々のMEMSパッケージ1(個別パッケージ)に分離形成する。
なお、次に、基台43の基板セット部47からMEMSパッケージ1を一括して或いは個別に取り出すことになる。
(実施例1の作用効果について)
実施例1によれば、中空部3を有するMEMSパッケージ1における蓋体4を個別に製作していた場合に比べて、中空部3を有するMEMSパッケージ1における蓋体4を集合した集合蓋体9(成形品)を一括して圧縮成形することができるため、MEMSパッケージ1を一括集合した集合パッケージ13を効率良く形成することができ、集合パッケージ13の切断線14を切断してMEMSパッケージ1を得ることができる。
即ち、実施例1によれば、蓋体4を多数個にてマトリクス型に配置して集合させた集合蓋体9を一括して圧縮成形することができるため、MEMSパッケージ1(個別パッケージ)を多数個にてマトリクス型に配置して一括集合させた集合パッケージ13を効率良く形成することができる。
このため、実施例1によれば、中空部3を有するMEMSパッケージ1を効率良く製造することができ、中空部3を有するMEMSパッケージ1の生産性を効率良く向上させることができる。
従って、実施例1によれば、中空部3を有するMEMSパッケージ1の生産性を効率良く向上させることができるMEMSパッケージの製造方法を提供することができる。
(樹脂材料について)
また、圧縮成形に用いられる樹脂材料(36)について、前述した実施例では、熱硬化性の樹脂材料が用いられている。例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂を用いることができる。
また、前記した熱硬化性の樹脂材料に代えて、熱可塑性の樹脂材料を用いることができる。
(接着剤について)
基板12と集合蓋体9との合体圧着に用いられる接着剤(49)について、硬化性の接着剤を用いることができる。
例えば、硬化性の接着剤として、シリコーン樹脂を用いることができる。
なお、この場合、基板12と集合蓋体9との圧着する場合に、基板12と集合蓋体9とを加熱しても良い。
(押圧による集合パッケージの形成について)
また、機能素子5を装着した基板12に集合蓋体4を合体圧着して集合パッケージ13を形成する場合に、機能素子5を装着した基板12と集合蓋体4とを所要の真空度を有する真空状態で合体圧着することができる。
この場合、集合パッケージ13(MEMSパッケージ1)における中空部3を所要の真空度に設定することができる。
また、機能素子5を装着した基板12に集合蓋体4を合体圧着して集合パッケージ13を形成する場合に、所要の気体が充填された状態の空間部の内部で行うことができる。
この場合、集合パッケージ13(MEMSパッケージ1)における中空部3を所要の気体が充填された状態に設定することができる。
(集合パッケージを突き出すエジェクターピンの構成について)
また、集合パッケージ13(基板12と集合蓋体9)から補助フレーム24を離脱させる場合において、押圧型42に補助フレーム24を固定した状態で、押圧型42に設けたエジェクターピンを補助フレーム24の透孔29を通して突き出すことにより、集合パッケージ13を補助フレーム24から離脱させる構成を採用することができる。
(他の集合蓋体の圧縮成形について)
前述した実施例では、補助フレーム24を用いて、集合蓋体9を圧縮成形する構成を例示したが、補助フレーム24を用いないで集合蓋体9を圧縮成形しても良い。
この場合、基板12に集合蓋体9を圧着するときに、押圧型42(上型)の集合蓋体の供給セット部44に集合蓋体9を(補助フレーム24を介さず直接に)供給セットし且つ位置決めして固定することになる。
1 MEMSパッケージ(個別パッケージ)
2 MEMS基板(基板部)
2a 機能領域
3 中空部(凹部)
4 蓋体(個別蓋体)
5 機能素子
6 天井壁(蓋体)
7 側壁(蓋体)
8 開口部
9 集合蓋体(集合外装成形品)
10 平壁部(集合蓋体)
11 縦壁部(集合蓋体)
11a 外周縦壁部
11b 仕切縦壁部
12 MEMS基板
13 集合パッケージ
14 切断線(集合蓋体)
15 位置決め孔(基板)
21 集合蓋体の圧縮成形用金型
22 上型
23 下型
24 補助フレーム
25 補助フレームの供給セット部(上型)
26 位置決めピン(上型)
27 位置決め孔(補助フレーム)
28 位置決めピン用の凹部(下型)
29 透孔(補助フレーム)
30 突起部(上型)
31 圧縮成形用キャビティ
32 キャビティ底面部材
33 平壁部用キャビティ部
34 縦壁部用キャビティ部
35 離型フィルム
36 樹脂材料
41 MEMSパッケージ形成用の加工金型装置
41a 圧着ユニット
41b 切断ユニット
42 押圧型(上型)
43 基台(下型)
44 集合蓋体の供給セット部(押圧型)
45 位置決めピン(押圧型)
46 圧送孔(押圧型)
47 基板セット部(基台)
48 位置決めピン(基台)
49 接着剤(接着剤塗布部)
50 ティスペンサー
51 切断手段
52 圧縮空気

Claims (2)

  1. MEMSパッケージにおける蓋体を集合した集合蓋体を圧縮成形する工程と、
    前記した集合蓋体を、機能素子を装着した基板に圧着接合して集合パッケージを形成する工程と、
    前記した集合パッケージの所要個所を切断することにより、前記したMEMSパッケージを形成する工程とを備えたことを特徴とするMEMSパッケージの製造方法。
  2. 集合蓋体の圧縮成形用金型を用いて、前記した金型における離型フィルムを被覆した下型キャビティ内に樹脂材料を供給して加熱溶融する工程と、
    前記した金型における上型に補助フレームを供給セットする工程と、
    前記した金型を型締めする工程と、
    前記した金型を型締時に、前記した下型キャビティ内の樹脂をキャビティ底面部材で加圧することにより、前記した補助フレームを付着させた状態で、前記したキャビティ内でキャビティの形状に対応した中空部を有する蓋体を集合した集合蓋体を圧縮成形する工程と、
    前記した金型を型開きして前記した補助フレームを付着させた集合蓋体をMEMSパッケージ形成用の加工金型装置に移送する工程と、
    前記したMEMSパッケージ形成用の加工金型装置を用いて、前記した加工金型装置における押圧型に前記した補助フレームを付着した集合蓋体を供給セットする工程と、
    前記加工金型装置における基台に、機能素子を装着した基板を供給セットする工程と、
    前記した基板の所要個所に接着剤を塗布することにより、前記した基板上に接着剤塗布部を形成する工程と、
    前記した押圧型を下動する工程と、
    前記した押圧型の下動時に、前記した集合蓋体と基板の接着剤塗布部とを圧着接合して集合パッケージを形成する工程と、
    前記した押圧型を上動する工程と、
    前記した押圧型の上動時に、前記した補助フレームの透孔から前記した集合パッケージの集合蓋体に圧縮空気を圧送することにより、前記した補助フレームから前記した集合パッケージを離脱させて前記した集合パッケージを前記した基台に残存配置する工程と、
    前記した基台に配置された集合パッケージの所要個所を切断手段にて切断することにより、個々のMEMSパッケージを形成する工程とを備えたことを特徴とするMEMSパッケージの製造方法。
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