JP2015021644A - 電子部品の乾燥装置、電子部品の乾燥方法および電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の乾燥装置、電子部品の乾燥方法および電子部品の製造方法 Download PDF

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孝太郎 清水
Kotaro Shimizu
孝太郎 清水
正治 佐野
Masaharu Sano
正治 佐野
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Abstract

【課題】複数の薄型の電子部品に欠陥が生じることを抑制しつつ、複数の電子部品の各々を互いに分離しつつ乾燥させる。
【解決手段】複数の電子部品が載置される平板状の網132と、複数の電子部品の周囲に網の上方から下方へ向かう風を発生させる吸引機構110と、網132が重力加速度より大きな加速度で下降するように網を上下方向に振動させる上下揺動機とを備える。
【選択図】図8

Description

本発明は、電子部品の乾燥装置、電子部品の乾燥方法および電子部品の製造方法に関し、特に、薄型の電子部品の乾燥装置、薄型の電子部品の乾燥方法および薄型の電子部品の製造方法に関する。
部品の吸引乾燥方法および吸引乾燥装置を開示した先行文献として、特開2009−204227号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された部品の吸引乾燥方法および吸引乾燥装置においては、上部開口を備えた有底筒状で、底部の少なくとも一部が通気性を備えた網体で構成されてなる処理容器に複数の部品を収容する。処理容器を上部開口が斜め上方を向く傾斜姿勢とし、傾斜姿勢を維持しつつ処理容器の姿勢変更を行なうとともに、網体を通して吸引を行なうことで部品を乾燥させる。
特開2009−204227号公報
複数の薄型の電子部品を乾燥させる場合、電子部品同士がくっついた状態で乾燥することがある。電子部品同士がくっついた状態で乾燥することを防止するために、特許文献1に記載された吸引乾燥方法のように、1つの容器に複数の薄型の電子部品を入れて、容器を回転させつつ吸引乾燥した場合、電子部品同士が衝突して、電子部品に欠けまたは割れなどの欠陥が生じる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の薄型の電子部品に欠陥が生じることを抑制しつつ、複数の電子部品の各々を互いに分離しつつ乾燥できる、電子部品の乾燥装置、電子部品の乾燥方法および電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に基づく電子部品の乾燥装置は、複数の電子部品が載置される平板状の網と、複数の電子部品の周囲に網の上方から下方へ向かう風を発生させる機構と、網が重力加速度より大きな加速度で下降するように網を上下方向に振動させる機構とを備える。
本発明の一形態においては、風を発生させる機構は、網の下方から網を通して気体を吸引する。
本発明の一形態においては、網の上方から網に向けて気体を吹き付ける機構をさらに備える。
本発明の一形態においては、気体を吹き付ける機構の吹き付け流量は、風を発生させる機構の吸引流量より小さい。
本発明の一形態においては、複数の電子部品を覆って上記風を乱れさせる網状の蓋をさらに備える。
本発明に基づく電子部品の乾燥方法は、複数の電子部品を平板状の網に載置する工程と、網が重力加速度より大きな加速度で下降するように網を上下方向に振動させることによって複数の電子部品の各々を互いに分離させつつ、複数の電子部品の周囲に網の上方から下方へ向かう風を発生させることによって複数の電子部品を乾燥する工程とを備える。
本発明に基づく電子部品の製造方法は、複数の電子部品を洗浄する工程と、洗浄した複数の電子部品を平板状の網に載置する工程と、網が重力加速度より大きな加速度で下降するように網を上下方向に振動させることによって複数の電子部品の各々を互いに分離させつつ、複数の電子部品の周囲に網の上方から下方へ向かう風を発生させることによって複数の電子部品を乾燥する工程と、乾燥した複数の電子部品の各々を互いに分離した状態で保持しつつ、複数の電子部品の各々に電極を形成する工程とを備える。
本発明によれば、複数の電子部品に欠陥が生じることを抑制しつつ、複数の電子部品の各々を互いに分離しつつ乾燥できる。
積層セラミックコンデンサの構成を示す斜視図である。 基板に埋設された積層セラミックコンデンサの実装構造を示す断面図である。 レーザアブレーションしている状態を示す断面図である。 両主面に主面電極が設けられたマザーブロックの構成を示す平面図である。 一部の積層体同士がくっついている状態を示す断面図である。 本実施形態に係る電子部品の乾燥装置の構成を示す側面図である。 図6の電子部品の乾燥装置を矢印VII方向から見た平面図である。 図7の電子部品の乾燥装置をVIII−VIII線矢印方向から見た断面図である。 網状の蓋が取り付けられている篩を上方から見た平面図である。 図9の篩を矢印X−X線矢印方向から見た断面図である。 複数の積層体を互いに分離した状態を示す断面図である。 複数の積層体の各々の一端を導電ペーストに接触させている状態を示す断面図である。 複数の積層体の各々の一端に端面電極が設けられた状態を示す断面図である。 複数の積層体の各々の他端を導電ペーストに接触させている状態を示す断面図である。 複数の積層体の各々の他端に端面電極が設けられた状態を示す断面図である。 本実施形態に係る電子部品の製造方法を示すフロー図である。
以下、本発明の一実施形態に係る電子部品の乾燥装置、電子部品の乾燥方法および電子部品の製造方法について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
まず、電子部品の一例である積層セラミックコンデンサについて説明する。図1は、積層セラミックコンデンサの構成を示す斜視図である。図1に示すように、積層セラミックコンデンサ3は、素体1と外部電極2とを備える。素体1においては、セラミック層と平板状の内部電極とが交互に積層されている。
素体1は、厚さ方向Tと直交する1対の主面、長手方向Lと直交する1対の端面、および、幅方向Wと直交する1対の側面を有する。素体1は、直方体状の外形を有するが、角部および稜線部の少なくとも一方に丸みを有していてもよい。すなわち、直方体状には、角部および稜線部の少なくとも一方が丸められた直方体が含まれる。直方体状の部材とは、1対の主面、1対の側面および1対の端面を有する部材全般を意味する。
外部電極2は、素体1の長手方向Lの両側に1対で設けられている。各外部電極2は、素体1の両主面に設けられた主面電極2aと、素体1の端面に設けられた端面電極2bとから構成されている。
本実施形態においては、積層セラミックコンデンサ3の長手方向Lの寸法が1.0mm、幅方向Wの寸法が0.5mm、厚さ方向Tの寸法が0.10mm以上0.15mm以下である。このような薄型の積層セラミックコンデンサ3は、基板に埋設されて使用されることがある。
図2は、基板に埋設された積層セラミックコンデンサの実装構造を示す断面図である。図2に示すように、積層セラミックコンデンサ3は、基板4に埋設されて使用される。具体的には、基板4の表面に実装されたIC(Integrated Circuit)チップ6と積層セラミックコンデンサ3とが、ビア5によって電気的に接続される。ビア5を設けるためのビアホールは、一般的にレーザアブレーションによって形成される。
図3は、レーザアブレーションしている状態を示す断面図である。図3に示すように、基板4に埋設されている積層セラミックコンデンサ3の主面電極2a上の位置にレーザ光7を照射することによりビアホールを形成する。このように形成されたビアホール内に導体が充填されることによりビア5が設けられる。
上記のように設けられたビア5によって、積層セラミックコンデンサ3とICチップ6とを確実に電気的に接続するためには、主面電極2aの寸法精度が重要となる。具体的には、図3中の長さL1で示す主面電極2aの長さの精度が重要となる。この主面電極2aの長さのバラツキが大きい場合、ビア5と主面電極2aとを安定して接続することが難しくなる。そのため、ビア5によって積層セラミックコンデンサ3とICチップ6とを確実に電気的に接続することが難しくなる。
そこで、積層セラミックコンデンサ3を以下の製造方法によって作製する。図4は、両主面に主面電極が設けられたマザーブロックの構成を示す平面図である。図4に示すように、マザーブロック8には、両主面に主面電極2aがストライプ状に設けられている。
マザーブロック8は下記のように作製される。まず、セラミック粉末を含むセラミックペーストを、スクリーン印刷法などによりシート状に塗布して乾燥させることにより、セラミックグリーンシートを作製する。
作製した複数のセラミックグリーンシートのうちの一部において、セラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法などにより内部電極形成用の導電ペーストを所定のパターンとなるように塗布する。このようにして、内部電極となる導電パターンが形成されたセラミックグリーンシートと、導電パターンが形成されていないセラミックグリーンシートとを用意する。
導電パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、その上に、導電パターンが形成された複数のセラミックグリーンシートを順次積層し、さらにその上に、導電パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層することにより、マザー積層体を作製する。必要に応じて、静水圧プレスなどの手段により、マザー積層体を積層方向にプレスしてもよい。
マザー積層体の両主面上にスクリーン印刷法などによって主面電極形成用の導電ペーストを塗布することにより、主面電極2aが設けられる。上記の工程により、マザーブロック8が作製される。
次に、マザーブロック8を図4に示すダイシングライン8a上で切断することにより、複数の積層体に個片化する。このように積層体を形成することにより、ディップ法などによって外部電極を設けた場合に比較して、主面電極2aの長さのバラツキを低減することができる。
その後、積層体に付着している異物を除去するために超音波洗浄を行なう。超音波洗浄を行なうことにより、積層体同士が洗浄中に衝突して積層体に欠けまたは割れなどの欠陥が生じることを抑制できる。
次に、洗浄後の積層体を乾燥して、その両端面に端面電極が設ける。複数の積層体に端面電極を設ける際、複数の積層体の各々を互いに分離した状態で保持する。そのため、乾燥後の複数の積層体を、複数の凹部を有する板上に載置する。側面視において板の中心を支点にして板の両側が交互に上下に移動するように板を繰り返し傾斜させることにより、各凹部内に1つの積層体を収容させる。このようにすることにより、複数の積層体の各々を互いに分離することができる。
しかし、通常の方法で複数の積層体を乾燥させた場合、積層体同士がくっついた状態で乾燥することがある。図5は、一部の積層体同士がくっついている状態を示す断面図である。図5に示すように、板9に設けられている複数の凹部9aの各々は、1つの積層体のみを収容可能な大きさを有している。そのため、互いにくっついている積層体は、凹部9a内に収容されない。
後述するように、凹部9a内に収容された積層体のみに端面電極を設けることができるため、互いにくっついている積層体には端面電極を設けることができない。よって、積層体同士がくっついた状態で乾燥することにより、積層セラミックコンデンサ3の歩留まりが低下することになる。
そこで、本実施形態に係る電子部品の乾燥装置を用いて複数の積層体を乾燥することにより、積層体同士がくっついた状態で乾燥することを抑制する。
図6は、本実施形態に係る電子部品の乾燥装置の構成を示す側面図である。図7は、図6の電子部品の乾燥装置を矢印VII方向から見た平面図である。図8は、図7の電子部品の乾燥装置をVIII−VIII線矢印方向から見た断面図である。
図6〜8に示すように、本実施形態に係る電子部品の乾燥装置100は、複数の電子部品である上記積層体が載置される平板状の網132を含む篩130と、複数の積層体の周囲に網132の上方から下方へ向かう風を発生させる機構と、網132が重力加速度より大きな加速度で下降するように網132を上下方向に振動させる機構である上下揺動機120とを備える。
本実施形態においては、風を発生させる機構は、網132の下方から網132を通して気体を吸引する吸引機構110である。ただし、風を発生させる機構は吸引機構110に限られず、積層体の周囲に風を発生させて積層体を乾燥させられるものであればよく、網132の上方から網132に向けて気体を吹き付ける吹き付け機構であってもよい。ただし、吸引機構110を用いて網132を通して気体を吸引することにより、積層体を網132に吸着させることができ、乾燥中に積層体が風によって飛散することを抑制できる。
吸引機構110は、図8に示すように上下方向に貫通した複数の貫通孔111hを有する平板部111aと、平板部111aを支持する脚部111bとを含むテーブル111を備える。また、吸引機構110は、平板部111aの下方に配置されたファン112と、ファン112を内部に収容するように平板部111aの下部に取り付けられたファンケース113とを備える。
図8に示すように、ファンケース113の下部には、上下方向に貫通した複数の貫通孔113hが形成されている。ファンケース113の上下方向の長さは、テーブル111の脚部111bの長さより短い。そのため、ファンケース113の下方に、風が通過可能な空間が形成されている。
ファン112には、図示しないモータが接続されている。ファン112がモータによって駆動されることにより、図6,8中の矢印10で示すように、上方から下方へ向かう風が発生する。
上下揺動機120は、円環状の周壁部121と、周壁部121の一部に接続されたバイブレータ122とを備える。バイブレータ122が振動することにより、図6,8中の矢印20で示すように、周壁部121が重力加速度より大きな加速度で下降するように上下方向に振動する。
上下揺動機120の周壁部121は、テーブル111の平板部111a上に固定されている。図8に示すように、周壁部121の内側の空間は、テーブル111の平板部111aの貫通孔111hと接している。したがって、ファン112の駆動により、周壁部121の内側の空間において上方から下方へ向けて通過する風が発生する。
周壁部121の上端部には、篩130を支持するために外側に湾曲した支持部121aが設けられている。支持部121aは、後述する篩130の周壁部131の下端部に設けられたテーパー部131bの突起と係合する。支持部121aとテーパー部131bとが係合することにより、上下揺動機120の周壁部121と篩130の周壁部131とが一体に動作するように連結される。
篩130は、円環状の周壁部131と、周壁部131の内側で底を構成する平板状の網132とを備える。図8に示すように、篩130は複数段に亘って積み重ねられるように形成されている。具体的には、周壁部131の上端部には、他の篩130を支持するために外側に湾曲した支持部131aが設けられている。周壁部131の下端部には、周壁部131の下端に行くに従って外径が小さくなるように傾斜しつつ外側に図示しない突起を有するテーパー部131b形成されている。
下側に位置する篩130の支持部131aは、上側に位置する他の篩130のテーパー部131bの突起と係合する。このように支持部131aとテーパー部131bとが係合することにより、下側に位置する篩130と上側に位置する他の篩130とが一体に動作するように連結される。
図8に示すように、下側に位置する篩130において、周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間は、この網132の網目を通じて、上下揺動機120の周壁部121の内側の空間と繋がっている。したがって、ファン112の駆動により、下側に位置する篩130の周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間を上方から下方に向けて通過する風が発生する。すなわち、下側に位置する篩130において、周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間内の空気が、この網132の網目を通じて吸引される。
上側に位置する篩130の周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間は、この網132の網目を通じて、下側に位置する篩130の周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間と繋がっている。したがって、ファン112の駆動により、上側に位置する篩130の周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間を、上方から下方に向けて通過する風が発生する。すなわち、上側に位置する篩130において、周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間内の空気が、この網132の網目を通じて吸引される。
図7に示すように、網132上には、洗浄後の複数の積層体が載置される。上下揺動機120の周壁部121が重力加速度より大きな加速度で下降するように上下方向に振動することにより、篩130の網132も重力加速度より大きな加速度で下降するように上下方向に振動する。
その結果、網132が下降する際に、網132と複数の積層体とは互いに離間する。網132と離間した複数の積層体は、網132の下降減速時または上昇時に網132上に落下する。この網132上に落下した際の衝撃によって、互いに接触している積層体同士にずれが発生する。網132が繰り返し上下動することにより、複数の積層体の各々は互いに分離する。
本実施形態に係る電子部品の乾燥装置100は、上記のように、網132が重力加速度より大きな加速度で下降するように網132を上下方向に振動させることによって複数の積層体の各々を互いに分離させつつ、複数の積層体の周囲に網132の上方から下方へ向かう風を発生させることによって複数の積層体を乾燥する。乾燥時間は、たとえば20分である。
このように、複数の積層体の各々を互いに分離させつつ乾燥させることにより、積層体同士がくっついた状態で乾燥することを抑制できる。また、本実施形態においては、網132を上下方向に振動させていることにより、網132を水平方向に振動させた場合に比較して、積層体同士が衝突して積層体の縁部に欠けまたは割れなどの欠陥が生じることを抑制できる。
なお、篩130に網状の蓋が取り付けられていてもよい。もしくは、篩130の上方から網132に向けて気体を吹き付ける機構が設けられていてもよい。
図9は、網状の蓋が取り付けられている篩を上方から見た平面図である。図10は、図9の篩を矢印X−X線矢印方向から見た断面図である。なお、図10においては、気体を吹き付ける機構であるファンも図示している。
図9,10に示すように、網状の蓋140は、円環状の枠141と、枠141の内側に張られた平板状の網142とを備える。枠141は、枠141の下端に行くに従って外径が小さくなるように傾斜しつつ外側に図示しない突起を有している。
網状の蓋140の枠141の突起は、篩130の支持部131aと係合する。枠141と支持部131aとが係合することにより、篩130と網状の蓋140とが一体に動作するように連結される。
網状の蓋140を取り付けられた篩130においては、網132上に載置された複数の積層体が網142によって覆われている。この状態でファン112が駆動することにより、篩130の周壁部131の内側でかつ網132の上方の空間を、上方から下方に向けて通過する風が発生する。この風は、図10中の矢印30で示すように、網142を通過する際に乱されて拡散する。その結果、複数の積層体に対してより均一に風を当てることができる。
また、ファン150を篩130の上方に配置して、図10中の矢印40で示すように、網132の上方から網132に向かう風を発生させることにより、乾燥時間の短縮を図ることができる。
ただしこの場合、ファン150による吹き付け流量は、ファン112による吸引流量より小さいことが好ましい。このようにすることにより、積層体の網132への吸着を維持させることができ、乾燥中に積層体が風によって飛散することを抑制できる。積層体が飛散することを抑制することにより、積層体同士が衝突して積層体の縁部に欠けまたは割れなどの欠陥が生じることを低減できる。
上記の網状の蓋140およびファン150は、両方設けられていてもよいし、いずれか一方のみ設けられていてもよい。また、ファン150から40℃未満の温風を吹き付けてもよい。
本実施形態に係る電子部品の乾燥装置100によって複数の積層体を乾燥させることにより、積層体同士がくっついた状態で乾燥すること抑制できる。図11は、複数の積層体を互いに分離した状態を示す断面図である。なお、図11においては、図5と同一の断面視を示している。
本実施形態に係る電子部品の乾燥方法によって積層体同士がくっついた状態で乾燥することを抑制することにより、図11に示すように、板9に設けられている複数の凹部9aの各々に1つずつ積層体を収容させることができる。図11に示す状態において複数の積層体の他端に粘着シートを張り付けて引き上げることにより、乾燥した複数の積層体の各々を互いに分離した状態で保持することができる。
図12は、複数の積層体の各々の一端を導電ペーストに接触させている状態を示す断面図である。図12に示すように、粘着シート19に他端が貼り付けられた複数の積層体の一端を、容器30内の導電ペースト2pに接触させる。
図13は、複数の積層体の各々の一端に端面電極が設けられた状態を示す断面図である。導電ペースト2pが乾燥させられることにより、図13に示すように、複数の積層体の各々の一端に端面電極2bが設けられる。その後、複数の積層体の一端に他の粘着シートを張り付けて他端から粘着シートを剥がすことにより、複数の積層体の各々を互いに分離した状態で保持する。
図14は、複数の積層体の各々の他端を導電ペーストに接触させている状態を示す断面図である。図14に示すように、他の粘着シート19に一端が貼り付けられた複数の積層体の他端を、容器30内の導電ペースト2pに接触させる。
図15は、複数の積層体の各々の他端に端面電極が設けられた状態を示す断面図である。導電ペースト2pが乾燥させられることにより、図15に示すように、複数の積層体の各々の他端に端面電極2bが設けられる。
上記の工程により積層体の外部電極2が完成する。その後、積層体を焼成することにより、積層セラミックコンデンサ3が完成する。このように、本実施形態に係る電子部品である積層セラミックコンデンサ3の製造方法は下記の工程を備える。
図16は、本実施形態に係る電子部品の製造方法を示すフロー図である。図16に示すように、本実施形態に係る電子部品の製造方法においては、まず、マザー積層体の両主面に導電ペーストを塗布してマザーブロック8を形成する(S100)。マザーブロック8を切断して積層体を形成する(S110)。積層体を超音波洗浄する(S120)。積層体を上下方向に振動させつつ吸引して乾燥させる(S130)。積層体の両端面に導電ペースト2pを塗布する(S140)。その積層体を焼成する(S150)。
本実施形態に係る電子部品の製造方法により、複数の薄型の電子部品に欠陥が生じることを抑制しつつ、複数の電子部品の各々を互いに分離しつつ乾燥できる。その結果、電子部品の製造の歩留まりを向上することができる。本実施形態に係る電子部品の製造方法によれば、通常のオーブンによって電子部品を乾燥させた場合に比較して、電子部品がくっついた状態で乾燥することによる歩留まりの低下を1/10にできることを確認した。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 素体、2 外部電極、2a 主面電極、2b 端面電極、2p 導電ペースト、3 積層セラミックコンデンサ、4 基板、5 ビア、6 チップ、7 レーザ光、8 マザーブロック、8a ダイシングライン、9 板、9a 凹部、19 粘着シート、100 乾燥装置、110 吸引機構、111 テーブル、111a 平板部、111b 脚部、111h,113h 貫通孔、112,150 ファン、113 ファンケース、120 上下揺動機、121,131 周壁部、121a,131a 支持部、122 バイブレータ、130 篩、131b テーパー部、132 網、140 蓋、141 枠。

Claims (7)

  1. 複数の電子部品が載置される平板状の網と、
    前記複数の電子部品の周囲に前記網の上方から下方へ向かう風を発生させる機構と、
    前記網が重力加速度より大きな加速度で下降するように前記網を上下方向に振動させる機構と
    を備える、電子部品の乾燥装置。
  2. 前記風を発生させる機構は、前記網の下方から前記網を通して気体を吸引する、請求項1に記載の電子部品の乾燥装置。
  3. 前記網の上方から前記網に向けて気体を吹き付ける機構をさらに備える、請求項2に記載の電子部品の乾燥装置。
  4. 前記気体を吹き付ける機構の吹き付け流量は、前記風を発生させる機構の吸引流量より小さい、請求項3に記載の電子部品の乾燥装置。
  5. 前記複数の電子部品を覆って前記風を乱れさせる網状の蓋をさらに備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の電子部品の乾燥装置。
  6. 複数の電子部品を平板状の網に載置する工程と、
    前記網が重力加速度より大きな加速度で下降するように前記網を上下方向に振動させることによって前記複数の電子部品の各々を互いに分離させつつ、前記複数の電子部品の周囲に前記網の上方から下方へ向かう風を発生させることによって前記複数の電子部品を乾燥する工程と
    を備える電子部品の乾燥方法。
  7. 複数の電子部品を洗浄する工程と、
    前記複数の電子部品を平板状の網に載置する工程と、
    前記網が重力加速度より大きな加速度で下降するように前記網を上下方向に振動させることによって前記複数の電子部品の各々を互いに分離させつつ、前記複数の電子部品の周囲に前記網の上方から下方へ向かう風を発生させることによって前記複数の電子部品を乾燥する工程と、
    乾燥した前記複数の電子部品の各々を互いに分離した状態で保持しつつ、前記複数の電子部品の各々に電極を形成する工程と
    を備える、電子部品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108893815A (zh) * 2018-08-07 2018-11-27 林枫 一种涤纶聚酯缝纫线生产方法
CN111595129A (zh) * 2020-04-29 2020-08-28 高桂云 一种用于茶叶加工的烘干装置

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