JP2021061441A - ピックアップ装置、実装装置、ピックアップ方法、実装方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本技術が適用されたピックアップ装置1は、図1に示すように、シート状に形成された熱伝導性成形体シート20が載置されるステージ2と、ステージ2上に載置された熱伝導性成形体シート20から熱伝導シート21をピックアップして移動させる移載ヘッド3とを備える。
ステージ2は、熱伝導性成形体シート20が載置され、熱伝導シート21のピックアップ時にピックアップされる熱伝導シート21以外の熱伝導シート21を保持する。また、ステージ2は、熱伝導性成形体シート20が載置される載置面2aを有し、載置面2aに載置された熱伝導性成形体シート20に磁場をかける保持機構4が内蔵されている。ステージ2は、鉄、フェライト系ステンレス鋼などの保持機構4によって印加される磁界を阻害しない材料によって形成される。
保持機構4は、載置面2aに載置された熱伝導性成形体シート20に磁場をかける磁界印加手段を有する。磁界印加手段としては公知の手段を用いることができ、例えば永久磁石、ソレノイド、電磁石などを例示できる。磁界印加手段の磁束密度は、熱伝導性成形体シート20の厚さや熱伝導シート21のサイズ、透磁率等に応じて適宜設定することができ、例えば1〜13ガウスとする。また、保持機構4は、必要に応じて磁界印加手段による磁界の印加のオン/オフの制御を可能としてもよい。これにより、ステージ2に熱伝導性成形体シート20を載置する際や除去する際には、磁界の印加をオフにして熱伝導性成形体シート20の載置や除去の作業を容易に行うことができる。また、保持機構4は、磁界印加手段による磁界の強度を調整可能としてもよい。磁界の強度の調整は、例えばコイルに流れる電流の強さや、載置面2aまでの距離を調整する、磁界を遮蔽する消磁部材を介在させる等、磁界印加手段の構成に応じた方法により適宜行うことができる。
熱伝導シート21をピックアップする移載ヘッド3は、ヘッド先端に熱伝導シート21を吸着する吸着部3aが形成され、例えば熱伝導シート21を負圧吸引することにより吸着し、熱伝導性成形体シート20から取り上げる。吸着部3aは、例えば熱伝導シート21を負圧吸引することにより吸着する吸着ノズルからなる。また、移載ヘッド3は、図示しない移動機構によって移動可能とされ、熱伝導性成形体シート20から取り上げた熱伝導シート21を、所定の位置、例えば、半導体装置等の電子部品に移載する。
移載ヘッド3は、ピックアップした熱伝導シート21を半導体装置等の電子部品や、各種電子機器の内部に実装することができる。この場合、ピックアップ装置1は、実装装置として機能することとなる。
その他、移載ヘッド3は、図3に示すように、移動機構によって熱伝導シート21を、熱伝導シート21を供給するキャリアテープ60などの供給部材の収納凹部に収容してもよい。キャリアテープ60は、長尺状に形成され、長手方向にわたって複数の収容凹部61が形成され、収容凹部61がカバーフィルム62によって封止されてなる。
上述したピックアップ装置1ではステージ2に保持機構4を設けたが、本技術が適用されたピックアップ装置は、移載ヘッド3に保持機構4を設けてもよい。なお、以下の説明において、上述したピックアップ装置1と同一の部材は、同一の符号を付してその詳細を省略する。
また、本技術が適用されたピックアップ方法は、図7に示すように、保持機構4が設けられた移載ヘッド3によって、収容凹部61に収容された熱伝導シート21をピックアップし実装に供してもよい。上述したように、熱伝導シート21は磁性を有し、移載ヘッド3に設けられた保持機構4より磁場をかけられることにより磁化する。保持機構4は、磁界の印加のオン/オフを切り替えることが可能とされ、これにより熱伝導シート21を磁化させて移載ヘッド3に吸着し、また、磁界をオフにして熱伝導シート21をリリース可能とされている。
次いで、熱伝導性成形体シート20及び熱伝導シート21について説明する。熱伝導性成形体シート20は、熱伝導性樹脂組成物が硬化された成形体をシート状にスライスすることにより形成されたものである。熱伝導シート21は、熱伝導性成形体シート20に切れ込みが入れられ、複数に小片化されることにより形成されたものである。熱伝導シート21は、高分子マトリックス成分と、繊維状の熱伝導性充填剤と、磁性金属粉とを含む。
熱伝導シート21に含まれる高分子マトリックス成分は、熱伝導シート21の基材となる高分子成分のことである。その種類については、特に限定されず、公知の高分子マトリックス成分を適宜選択することができる。例えば、高分子マトリックス成分の一つとして、熱硬化性ポリマーが挙げられる。
本発明の熱伝導シートに含まれる熱伝導性充填剤は、シートの熱伝導性を向上させるための成分である。熱伝導性充填剤の種類については、繊維状の熱伝導性充填剤、その他、公知の熱伝導性充填剤を適宜選択することができる。
熱伝導シート21は、無機物フィラーをさらに含むことが好ましい。熱伝導シート21の熱伝導性をより高め、シートの強度を向上できるからである。前記無機物フィラーとしては、形状、材質、平均粒径等については特に制限がされず、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、球状、楕円球状、塊状、粒状、扁平状、針状等が挙げられる。これらの中でも、球状、楕円形状が充填性の点から好ましく、球状が特に好ましい。
熱伝導シート21に含まれる磁性金属粉は、熱伝導性成形体シート20及び熱伝導シート21の保持機構4のへの磁気吸着を実現するための成分である。磁性金属粉の含有量は、保持機構4による磁気吸着が可能であればよく、熱伝導シート21を構成する樹脂材料や、熱伝導シート21の大きさ、保持機構4の構成等に応じて適宜設定することができる。また、磁性金属粉の含有量を調整することにより、熱伝導シート21に電磁波吸収性能を付与してもよい。例えば、以下に示す磁性金属粉を1〜30体積%の範囲で含有させれば、通常の熱伝導性シートとして使用でき、磁性金属粉を30〜75体積%の範囲で含有させれば、電磁波吸収性能を有する熱伝導性シートとして使用できる。
に、冷却速度を10−6(K/s)程度にすることが好ましい。
熱伝導シート21は、上述した、高分子マトリックス成分、熱伝導性充填剤、無機物フィラー及び磁性金属粉に加えて、目的に応じてその他の成分を適宜含むこともできる。その他の成分としては、例えば、チキソトロピー性付与剤、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、微粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。
次に、熱伝導シート21の製造方法について説明する。熱伝導シート21の製造方法は、高分子マトリックス成分と、繊維状の熱伝導性充填剤と、磁性金属粉とを含む熱伝導性樹脂組成物を調製する工程(シート用組成物調製工程)と、前記繊維状の熱伝導性充填剤を配向させる工程(充填剤配向工程)と、前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向を維持した状態で、前記高分子マトリックス成分を硬化させて、熱伝導性樹脂成形体を作製する工程(熱伝導性樹脂成形体作製工程)と、前記配向した繊維状の熱伝導性充填剤の長軸方向に対して、所定の角度(例えば0°〜90°)となるように、前記熱伝導性樹脂成形体を切断し、シート状の熱伝導性成形体シート20を作製する工程(熱伝導性成形体シート作製工程)と、熱伝導性成形体シート20に切れ込みを入れて小片化された熱伝導シート21を得る工程(熱伝導シート作成工程)とを含む。
熱伝導シート21の製造方法は、シート用組成物調製工程を含む。このシート用組成物調製工程では、上述した、高分子マトリックス成分、繊維状の熱伝導性充填剤及び磁性金属粉、さらに、無機物フィラー及び/又はその他成分を配合し、シート用組成物を調製する。なお、各成分を配合、調製する手順については特に限定はされず、例えば、前記高分子マトリックス成分に、繊維状の熱伝導性充填剤、無機物フィラー、磁性金属粉、その他成分を添加し、混合することにより、シート用組成物の調製が行われる。
本発明の熱伝導シート21の製造方法は、充填剤配向工程を含む。前記繊維状の熱伝導性充填剤を配向させる方法については、一方向に配向させることができる手段であれば特に限定はされない。
ることができ、前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向は同一(±10°以内)となる。
熱伝導シート21の製造方法は、熱伝導性樹脂成形体作製工程を含む。ここで、前記熱伝導性樹脂成形体とは、所定のサイズに切断して得られる熱伝導性成形体シート20の元となるシート切り出し用の母材(成形体)のことをいう。前記熱伝導性樹脂成形体の作製は、上述した充填剤配向工程にて行われた繊維状の熱伝導性充填剤の配向状態を維持したまま、前記高分子マトリックス成分を硬化させることによって行われる。
熱伝導シート21の製造方法は、熱伝導性成形体シート作製工程を含む。前記熱伝導性成形体シート作製工程では、前記配向した繊維状の熱伝導性充填剤の長軸方向に対して、0°〜90°の角度となるように、前記熱伝導性樹脂成形体をシート状に切断する。
熱伝導シート21の製造方法は、熱伝導シート作成工程を含む。前記熱伝導シート作成工程は、熱伝導性成形体シート20に切れ込みを入れることにより小片化し、複数の熱伝導シート21を得る。小片化された各熱伝導シート21は、柔軟性、微粘着性を有し、切れ込みを介して隣接する熱伝導シート21と密着している。その後、熱伝導シート21は、上述したように、ピックアップ装置1によって熱伝導性成形体シート20から熱伝導シート21をピックアップされる。
熱伝導シート21の製造方法は、さらに、熱伝導性成形体シート20又は熱伝導シート21の表面を平滑化し、密着性を増し、軽荷重時の界面接触抵抗を軽減するべく、熱伝導性成形体シート20又は熱伝導シート21をプレスする工程(プレス工程)を含むことができる。前記プレスについては、例えば、平盤と表面が平坦なプレスヘッドとからなる一対のプレス装置を使用して行うことができる。また、ピンチロールを使用してプレスを行ってもよい。
なお、熱伝導性成形体シート20及び熱伝導シート21は、高分子マトリックス成分に繊維状熱伝導性充填剤が含有された熱伝導層と、高分子マトリックス成分に磁性金属粉等の磁性材料が含有された磁性層とを積層させた積層構造としてもよい。熱伝導層と磁性層の2層構造とする場合において、例えば保持機構4をステージ2に設ける場合は、磁性層をステージ2側に設けることで、熱伝導性成形体シート20をステージ2に保持しやすくすることができ、また、保持機構4を移載ヘッド3側に設ける場合は、磁性層を移載ヘッド3側に設けることで、熱伝導シート21をピックアップしやすくすることができる。その他、熱伝導シート21は、2層の熱伝導層の間に磁性層を設ける構成としてもよく、2層の磁性層の間に熱伝導層を設ける構成としてもよい。
実施例1では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-S
i-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維=35vol%:45vol%:20vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例2では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:12vol%:8vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例3では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:6vol%:14vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例4では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:4vol%:16vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例5では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:4vol%:16vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例6では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:4vol%:16vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
実施例7では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、平均粒径5μmのFe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子と、平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性繊維:日本グラファイトファイバー株式会社製)とを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アモルファス磁性粒子:ピッチ系炭素繊維:アルミナ=35vol%:45vol%:4vol%:16vol%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。
比較例1では、磁性粉の代わりに3〜5μmのシリカ粉末を用いており、配合は体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーシ樹脂:シリカ:ピッチ系炭素繊維=35vol%:53vol%:12vol%となるように分散させて、シリコーシ樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。他の工程は実施例1と同じ条件とした。
比較例2では、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂に、シラシカップリング剤でカップリング処理した平均粒径4μmのアルミナと、平均繊維長150μmのピッチ系炭素繊維(熱伝導性織維:日本グラファイトファイバー株式会社製)と、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径1μmの窒化アルミとを、体積比で、2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂:アルミナ粒子:ピッチ系炭素繊維:室化アルミ=34vo1%:20vo1%:22vo1%:24vo1%となるように分散させて、シリコーン樹脂組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、シリコーンA液(主剤)、シリコーンB液(硬化剤)を17vol%:17vol%の比率で混合したものである。他の工程は実施例1と同じ条件としている。
Claims (15)
- 切れ込みが設けられることにより小片化された複数の熱伝導シートを有する熱伝導性成形体シートが載置されるステージと、
上記ステージ上に載置された上記熱伝導性成形体シートから熱伝導シートをピックアップして移動させる移載ヘッドとを備え、
上記熱伝導性成形体シートは磁性を有し、
上記ステージ又は上記移載ヘッドの少なくとも一方に、上記熱伝導性成形体シート又は上記熱伝導シートの少なくとも一方を磁化して保持する保持機構が設けられている
ピックアップ装置。 - 上記保持機構は、上記熱伝導シートのピックアップの際に、上記熱伝導性成形体又は上記熱伝導シートの少なくとも一方を磁化し、
上記熱伝導シートのピックアップ後に、磁化を解除する請求項1に記載のピックアップ装置。 - 上記保持機構は、永久磁石またはソレノイド電磁石を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のピックアップ装置。
- 熱伝導シートをピックアップして電子部品又は電子機器に実装する実装装置において、
上記実装装置は、
切れ込みが設けられることにより小片化された複数の熱伝導シートを有する熱伝導性成形体シートが載置されるステージと、
上記ステージ上に載置された上記熱伝導性成形体シートから熱伝導シートをピックアップして移動させる移載ヘッドとを備え、
上記熱伝導性成形体シートは磁性を有し、
上記ステージ又は上記移載ヘッドの少なくとも一方に、上記熱伝導性成形体シート又は上記熱伝導シートの少なくとも一方を磁化して保持する保持機構が設けられている
実装装置。 - 切れ込みが設けられることにより小片化された複数の熱伝導シートを有する熱伝導性成形体シートが載置されるステージと、
上記ステージ上に載置された上記熱伝導性成形体シートから熱伝導シートをピックアップして移動させる移載ヘッドとを備え、
上記熱伝導性成形体シートは磁性を有し、
上記ステージ又は上記移載ヘッドの少なくとも一方に設けられた保持機構によって、上記熱伝導性成形体シート又は上記熱伝導シートの少なくとも一方を磁化して保持し、
上記移載ヘッドによって上記熱伝導シートをピックアップする
ピックアップ方法。 - 上記熱伝導成形体シートは磁性粉を含有する請求項5に記載のピックアップ方法。
- 上記熱伝導成形体シートは磁性粉を含有し、さらに熱伝導フィラーを含有する請求項5に記載のピックアップ方法。
- 上記熱伝導フィラーは、繊維状の熱伝導フィラーを少なくとも有する請求項7に記載のピックアップ方法。
- 上記繊維状の熱伝導フィラーが、一方向に配向している請求項8に記載のピックアップ方法。
- 上記繊維状の熱伝導フィラーが、炭素繊維であることを特徴とする請求項8又は9に記載のピックアップ方法。
- 上記熱伝導フィラーは、さらに無機フィラーを含有する請求項7〜10のいずれか1項に記載のピックアップ方法。
- 上記繊維状の熱伝導フィラーの含有量が4〜40体積%、上記熱伝導フィラーの含有量が15〜75体積%である請求項11に記載のピックアップ方法。
- 熱伝導シートをピックアップして電子部品又は電子機器に実装する実装方法において、
切れ込みが設けられることにより小片化された複数の熱伝導シートを有する熱伝導性成形体シートが載置されるステージと、
上記ステージ上に載置された上記熱伝導性成形体シートから熱伝導シートをピックアップして移動させる移載ヘッドとを備え、
上記熱伝導性成形体シートは磁性を有し、
上記ステージ又は上記移載ヘッドの少なくとも一方に設けられた保持機構によって、上記熱伝導性成形体シート又は上記熱伝導シートの少なくとも一方を磁化して保持し、
上記移載ヘッドによって上記熱伝導シートをピックアップし、電子部品又は電子機器に実装する
実装方法。 - 切れ込みが設けられることにより小片化された複数の熱伝導シートを有する熱伝導性成形体シート又は熱伝導シートが収容される収容凹部を複数備え、上記収容凹部がカバーフィルムによって封止されたキャリアテープと、
上記収容凹部から上記熱伝導シートをピックアップする移載ヘッドとを有し、
上記熱伝導性成形体シート及び上記熱伝導シートは磁性を有し、
上記キャリアテープが載置されるステージ又は上記移載ヘッドの少なくとも一方に設けられた保持機構によって、上記熱伝導性成形体シート又は上記熱伝導シートを磁化して保持し、上記移載ヘッドによって上記熱伝導シートをピックアップするピックアップ方法。 - 上記熱伝導成形体シートは一方の面に粘着剤層が形成され、上記粘着剤層が形成された面を上記収容凹部の底面に向けて収容される請求項14に記載のピックアップ方法。
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