JP4436817B2 - 電子部品の導電性ペースト塗布装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品、特に、（超小型）チップ部品の電極形成のための導電性ペースト（ｐａｓｔｅ）の塗布装置及び方法に関するものであり、より詳しくはチップ部品のような電子部品に導電性ペーストを精密に塗布することを可能にすることは勿論、塗布量の調節も容易で、かつ電極への形成時、にじみや塗布バラツキが防止され、全体的なペーストの塗布品質を向上させる一方、導電性ペーストの塗布のためのジグ手段を長期間使用することが可能で、かつ装置の保持費用を節減させ、特に多数の部品に種々の形態の電極を形成することを容易にする電子部品の導電性ペースト塗布装置及び方法に関する。

電子部品、例えば、チップ型積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）などのような超小型チップ部品の製造工程において、チップ部品に外部電極を形成する場合、電子部品素子に外部電極形成用の導電性ペースト（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）を塗布し、焼き付けることにより、外部電極を形成する方法が知られている。

ところが、このような外部電極として提供されるよう超小型チップ部品などの電子部品に導電性ペーストを塗布する場合、昨今、電子部品、例えば、チップ部品が超小型化される傾向にあり、導電性ペーストの塗布時、その塗布精密性が問題となっているのが実情である。

例えば、図１は、従来のチップ部品を示し、図２は、高密度化されたチップ部品を示す。

即ち、図２の高密度で製作されたチップ部品１１０は複数個の（外部）電極１１２が一つのチップ部品で形成される高密度化されたアレイ型（ＡＲＲＡＹ ＴＹＰＥ）であり、このようなチップ部品１１０は複数個を一つのチップに合わせた高密度チップ部品である。

ところが、このようなチップ部品の基板内の実装要求に応じて漸次にその量と性能の改善、さらに、より小さいサイズへの発展が不可避である。例えば、図１に示す一般形態のチップ部品１００と比較すれば明らかなように、図２に示すチップ部品１１０の一つには、４つの回路（図示せず）が具現されており、全体的には超小型である８個の（外部）電極１１２が形成されている。

しかし、図１の高密度化されない一般的なチップ部品１００においては、素子に一つの回路があるため両方に２個の（外部）電極１０２を形成させる。

従って、チップ部品の高密度化における重要な解決すべき課題の一つは、超小型チップ部品（素子）に形成される電極の数が増加の一途を辿ることに起因して、超小型チップ上に多数の電極をいかにして精密に形成するのかということである。そして、この電極形成の課題は、導電性ペーストの塗布精密性と大きく関係していると考えられる。

例えば、現在超小型チップ部品の主種を成している２０１２（２．０ｍｍ×１．２ｍｍ）部品までは導電性ペーストの塗布時、精度を保持するのに現在の塗布形態でも大きな問題はないが、１６０８（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ）部品以下の１００５（１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）部品からは今まで行われていたペースト塗布方法では実質的に精密な塗布が不可能であり、実質的な超小型の高密度チップ部品の生産時に問題を引き起こす恐れがある。

一方、図３及び図４は、従来の導電性ペーストをチップ部品に塗布する形態を示す。

例えば、図３は、ホイール（ｗｈｅｅｌ）塗布（転写）方式を示したものであり、ゴムまたはウレタンなどで製作したホイール１２０を利用して導電性ペーストを塗布する方式である。

即ち、図３に示すように、電子部品、例えば、チップ部品１１０（素子）をキャリアテープ（図示せず）に挿入して導電性ペースト１２２が充填された溝１２４を有するホイール１２０が回転しながら連続的に電子部品と接触することにより、導電性ペーストの部品塗布が成され、かつ部品の量産化を可能にした。

また、従来の他の方法では、図４に示すように、ウレタンまたはゴムなどから成る平板塗布方式がある。

また、図４に示すように、ゴムまたはウレタン平板１３０に導電性ペースト１３２が充填される溝１３４を作製し、溝１３４を利用して導電性ペーストを電子部品の超小型チップ部品１１０に塗布する方式である。

従って、このような従来の他の形態として平板を用いる方式は、平板を大きくし部品をクラップするキャリアプレート、例えば、ジグ（ｊｉｇ）を大きくすることで数百個の部品を同時に塗布（転写）することができる。

しかし、このような従来の導電性ペースト塗布形態にあたっては、諸問題を引き起こすが、例えば、図３及び図４に示すように、ホイール１２０または平板１３０がゴムまたはウレタンから成っているため、塗布時、圧力を加える時、ホイール及び平板に容易に変形が生じ、導電性ペーストの精密な塗布作業を難しくするのである。

また、実質的にホイールと平板には導電性ペーストを塗布させるのに限界があり、１６０８部品以下の超小型部品生産に適用することは事実上、不可能である。

さらに、ゴムまたはウレタンの表面張力により導電性ペーストの塗布量には限界があり、例えば、ホイールと平板溝に充填された略５０％程度のペーストだけが実質的にチップ素子に塗布されることができるので、残余ペーストによるクリーニングなどの問題が生じることになり、この場合、ホイールと平板を新しいものに取り替えて使用せざるを得ない。

最後に、圧力によりゴムまたはウレタンなどから成るホイールとプレートが容易に摩耗され、その寿命が非常に短い。

一方、かかる問題を解決する従来の別の技術が特許文献１に開示されているが、例えば、半田ボールが形成されるパッドを具備する基板と上記基板パッドに供給される半田ボールが載せられる円板と弾性体が挿入される孔が形成された転写マスク及び、上記転写マスクの孔に挿入されて半田ボールを基板側に押しつける突起を設け、上記転写マスクの下部で移動する板を含む半田ボール転写ジグが開示されている。

しかし、上記転写ジグは導電性ペーストが転写マスクに充填されないため、導電性ペーストを転写ジグ上に充填する方式の塗布形態では使用することができず、別の円板と弾性体を使用するような複雑な転写ジグを使用せざるを得ないなどの問題点があった。
特開平９−１４８７２３号公報

本発明は、上記のような従来の問題点を改善させるために工夫されたものであり、その目的は、超小型チップ部品の電極形成のための導電性ペーストをチップ部品（素子）により精密に塗布することは勿論、その塗布量の調節も精密で、かつ塗布後、外部電極の部品形成時、にじみや塗布バラツキを防止して全体的な塗布品質を向上させる電子部品の導電性ペースト塗布装置及び方法を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、導電性ペーストの部品塗布のためのジグ手段を交換や洗浄なしに長期間使用することを可能にしながら、半分永久的な寿命を有するため、塗布装置の保持費用を節減させ、特に多様な形態への電極形成も容易にする電子部品の導電性ペースト塗布装置及び方法を提供することである。

上記のような目的を達成するための技術的な側面として本発明は、導電性ペーストが充填されながら押出ピンが通過するペースト充填孔を具備する第１ジグ手段と、上記第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入されて導電性ペーストの電子部品塗布を可能にする押出ピンを具備し、移動可能に構成された第２ジグ手段と、を含んで構成された電子部品の導電性ペースト塗布装置を提供する。

この際、上記第１ジグ手段のチップ部品接触面とペースト充填孔の内部に挿入される第２ジグ手段の押出ピンとの間隔は導電性ペーストの電子部品塗布量に対応して構成されることが好ましい。

さらに、好ましくは、上記チップ部品は球状であり、上記第１ジグ手段は上記球状の電子部品がローディングされるための球面を具備し、上記ペースト充填孔は球面に沿って直線で折られた折曲形態で構成される。

この際、上記電子部品は上記第１ジグ手段の上、下側または横方向側に配置されてローディングまたはアンローディングされる。

さらに、上記第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入され、上記第２ジグの押出ピンが挿入されながらペーストが充填される充填部を具備した第３ジグ手段をさらに具備して多段で構成され得る。

この際、上記ジグ手段は金属、非鉄金属、高強度プラスチックの一つから構成され得る。

次に、技術的な他の側面として本発明は、第１ジグ手段のペースト充填孔に導電性ペーストを充填させる段階と、上記第１ジグ手段に電子部品をローディングさせる段階と、上記第１ジグ手段のペースト充填孔に移動型の第２ジグ手段の押出ピンを進入移動させて導電性ペーストを上記電子部品に塗布する段階と、上記ペーストが塗布された電子部品を第１ジグ手段でアンローディングさせる段階と、を含んで構成された電子部品の導電性ペースト塗布方法を提供する。

この際、上記電子部品は上記第１ジグ手段の上、下側または横方向に配置されてローディングまたはアンローディングされ得る。

さらに、上記第１ジグ手段と第２ジグ手段のペースト充填孔と押出ピンは同じ形状で形成されるとともに、円形、四角形、多角形、星形、直線など電子部品上に多様な電極を設けることができる。

本発明である電子部品の導電性ペースト塗布装置および方法によれば、超小型電子（チップ）部品の電極形成のための導電性ペーストの部品塗布をより精密にすることは勿論、その塗布量の調節も容易で、かつ外部電極形成時、にじみや塗布バラツキを防止して全体的な塗布品質を向上させる利点を提供する。

さらに、導電性ペースト塗布のためのジグ手段を交換や洗浄なしに長期間使用することができ、かつ半分永久的な寿命を有するので、装置保持費用を節減させるという他の効果がある。

特に、多様な形態への電極形成も極めて容易にする別の優れた効果を提供することである。

以下、添付された図面を用いて本発明をより詳しく説明する。

先ず、図５は、本発明である電子部品の導電性ペースト塗布装置１の一実施例を示している。図５に示すように、導電性ペースト塗布装置１は、大まかに第１ジグ手段１０及び第２ジグ手段３０で構成される。

この際、上記第１ジグ手段１０は導電性ペースト（図８のＰ）が充填されながら押出ピン３２が通過するペースト充填孔１２を具備する。

同時に、上記第２ジグ手段３０は上記第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２に挿入され導電性ペーストの電子部品（図６ａ、図６ｂの５０）の塗布を可能にする押出ピン３２を具備する。

従って、電子部品５０、即ち、超小型チップ部品の素子が第１ジグ手段１０に隣接してローディングまたはアンローディングされながら上記第２ジグ手段３０の移動時に適正量の導電性ペーストＰが電子部品５０上に塗布され、この導電性ペーストＰは電子部品の（外部）電極として提供される。

この際、図５に示すように、ペースト塗布装置１の第１ジグ手段１０は、固定型ジグであり、第２ジグ手段３０は移動型ジグであって、ペースト充填孔１２と押出ピン３２の数は、電子部品（図８の５０）の電極（図８の５２）数と同じになる。

なお、図示しないが、第１ジグ手段１０および第２ジグ手段３０が、一の電子部品５０に形成する電極の数よりも多い、ペースト充填孔１２及び押出ピン３２を具備することにより、塗布形成される電子部品のローディング位置さえ調整すれば、その一組のジグ手段を用いた、一回のローディングによって、同時に複数個の電子部品５０の導電性ペースト塗布が可能となる。

一方、図５に示すように、上記第１ジグ手段１０のチップ部品接触面と、ペースト充填孔１２の内部に挿入される第２ジグ手段３０の押出ピン３２の末端との間隔Ｇは、導電性ペーストＰのチップ部品塗布量に応じて対応して形成されるようになる。

従って、移動型ジグである上記第２ジグ手段３０の押出ピン３２の長さＬと第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２の深さＤの差である間隔Ｇが導電性ペーストＰの実際の塗布量を規定する。

この際、電子部品５０が第１ジグ手段１０に密着される接触式ローディング、または密着されない非接触式ローディング状態により導電性ペーストの塗布量が加減されることはいうまでもない。

即ち、同一なジグ構造でも電子部品のローディング状態を調整することにより塗布量を調整することができ、これはジグの製作をその分減らすことを可能にしてコストダウンを可能とする。

また、上記移動される第２ジグ手段３０は図面では詳細に示さなかったが、サーボモータを利用してその移動量を精密に調整することができる。

そして、図５に示すように、塗布装置１において第１ジグ手段１０、及び、第２ジグ手段３０は金属、非鉄金属、高強度（エンジニアリング）プラスチックの一つから構成することができ、図３及び図４に示す既存のホイール及び平板方式のウレタンまたはゴムのみを使用するものに比べ、その使用寿命を延長させ、加工精密性も高く、かつ使用時の変形も発生しない。

なお、後述する、図１１に示す第３ジグ手段７０も上記材料を使用することが好ましい。

第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２と、これに挿入移動する第２ジグ手段３０の押出ピン３２との間には押出ピン３２の移動が円滑にできる程度の公差を有することが好ましい。

図６ａ、図６ｂ、図７ａ及び図７ｂは、塗布装置１を利用した電子部品５０の諸配置形態を示している。

即ち、上記チップ部品５０は、図６ａ及び図６ｂに示すように、塗布装置１の第１ジグ手段１０の上側または下側に上下方向に配置されローディングまたはアンローディングされながら導電性ペーストＰが塗布されることが可能である。

または、図７ａ、図７ｂに示すように、横方向に作動する配置も可能であるが、例えば、図７ａに示すように、中央に電子部品５０を置き、両側に塗布装置１を配布して一度に電子部品の両側にペーストを塗布することを可能にする、又は、図７ｂに示すように、電子部品の一側にのみ横方向にジグの移動を可能にする横方向作動もできる。

従って、塗布装置１は使用時の条件に応じて様々形態で運用することができ、もって好ましい。

次に、図８ではこのような塗布装置１を利用した電子部品の導電性ペースト塗布系を段階的に示している。

即ち、図８（ａ）に示すように、電子部品の導電性ペースト塗布装置１の固定型ジグである第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２の上部に導電性ペーストＰを塗布する。

次に、図８（ｂ）に示すように、ワイパーＰ’などの移動器具を利用して導電性ペーストＰを第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２内に緊密に充填させる。

この際、上記充填孔内の導電性ペースト充填が緊密でなく微細な空間が発生されると実質的な塗布量の不均衡をもたらすため、上記充填は緊密に行われる。

この際、上記第１ジグ手段１０に隣接して電子部品５０をローディングさせながら、図８（ｃ）に示すように、第１ジグ手段１０に接触されない非接触状態でローディングさせる、或は電子部品５０を第１ジグ手段１０上に密着させる接触式ローディングをする。

勿論、このような非接触式または接触式ローディング形態は導電性ペーストの塗布量に応じて予め定められる。

次に、図８（ｄ）に示すように、上記第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２に移動型の第２ジグ手段３０の押出ピン３２を進入、前進、移動させ、押出ピン３２のペースト充填孔１２進入後、残余間隔（図５のＧ）程の導電性ペーストＰが第１ジグ手段１０にローディングされた電子部品５０に塗布される。

次に、図８（ｅ）に示すように、一側に導電性ペーストＰが塗布され部品電極５２が形成された部品をアンローディングし、図８（ｆ）及び図８（ｇ）に示すように、先述した順序で一側に導電性ペーストが塗布された電子部品の反対側を上記段階を通して導電性ペーストが塗布されるようにし、もって電子部品の電極形成作業を完了する。

図９ｂは、本発明の別の変形例である、円形部品に対応する変形された導電性ペースト塗布装置１’を示す。即ち、図９ａに示すように、電子部品が球形で形成された場合、第１ジグ手段１０’は上記球形電子部品５０’がローディングされるための球面１４’を具備し、上記ペースト充填孔１２’は球面により異なって分布されるが、例えば、図９ｂに示すように、中央から両側に行くほど折られた折曲形態で形成される。

そして、第２ジグ手段３０’の押出ピン３２’も上記第１ジグ手段１０’のペースト充填孔１２’の形態に合わせてその長さが中央から両側に行くほど長くなる。

従って、第１ジグ手段１０’、第２ジグ手段３０’を利用する場合、電子部品の形状が最も塗布し難い球形の場合にも容易、かつ精密に導電性ペーストを電子部品５０’上に塗布することができる。

図１０は、本発明である塗布装置を利用する場合、導電性ペーストの種々の塗布形態を示している。

即ち、図１０に示すように、第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２と、第２ジグ手段３０の押出ピン３２とは、同一な形状で形成されるとともに、円形、四角形、多角形、星形、直線などの電子部品上に種々の電極形態で形成させることを可能とする。

これは、塗布装置１の第１ジグ手段１０と第２ジグ手段３０のペースト充填孔１２と押出ピン３２の形態だけを一定に合わせれば、いかなる形態の導電性ペーストを塗布することも可能とする。

従って、電子部品の電極形態の多様性を通じて電子部品の基板実装設計等をより多様にすることを可能とするであろう。

図１１は、３段以上の多段ジグ手段を利用して構成した、本発明のさらに別の変形例である電子部品の導電性ペースト塗布装置１"を示す。

即ち、図１１に示すように、第１ジグ手段１０のペースト充填孔１２には上記第２ジグ手段３０の押出ピン３２が挿入されて、実質的にペーストが充填される充填部７２を具備した第３ジグ手段７０が挿入作動する多段、即ち、３段のジグ手段で本発明の塗布装置を構成することが可能である。

従って、この場合、第３ジグ手段７０の充填部７２に実質的に導電性ペーストＰが充填されるので、図５の固定型第１ジグ手段１０のみを使用するものに比べ、第３ジグ手段７０を使用する場合、移動する第３ジグ手段７０の充填部７２をより容易にクリーニングすることにより、残存固着されたペーストによる問題発生を予防するようにする。

さらに、塗布精密性も高めることができる。

これにより、本発明である電子部品の導電性ペースト塗布装置１、１’、１"によれば、電子部品、例えば、超小型チップ部品の電極形成のための導電性ペーストの塗布作業を円滑にすることは勿論、特にその塗布精密性を向上させ超小型チップ部品への適用にも容易、かつ精密な操業を可能とする。

本発明は、これまで特定の実施例に関して図示した上で説明したが、以下の請求範囲によって設けられる本発明の精神や分野を外れない限度内で本発明が多様に改造及び変化され得ることを当業者は、容易に想到できることを明らかにして置く。

従来のチップ部品を示した斜視図である。 従来の他の高密度チップ部品を示した斜視図である。 従来のチップ部品の導電性ペースト塗布作業を示した構成図である。 従来のチップ部品の他の形態の導電性ペースト塗布作業を示した構成図である。 本発明の一実施例である電子部品の導電性ペースト塗布装置１を示す構成図である。 導電性ペースト塗布装置１の上下配置を示したものであって、下側に部品を配置する下向配置を示した配置図である。 導電性ペースト塗布装置１の上下配置を示したものであって、上側に部品を配置する上向配置を示した配置図である。 導電性ペースト塗布装置１の横向配置を示したものであって、中央に部品を配置し両側に塗布装置１を配置する両側横向配置を示した配置図である。 導電性ペースト塗布装置１の横向配置を示したものであって、図７ａで一側にのみ塗布装置１を配置する端側横向配置を示した配置図である。 導電性ペースト塗布装置１を利用した電子部品の導電性ペースト塗布段階を（ａ）から（ｇ）に示す模式図である。 本発明の装置を利用した、変形した電極形成状態を示したものであって、円形部品に対する導電性ペーストの塗布状態図である。 本発明の他の変形例である電子部品の導電性ペースト塗布装置１’を示した構造図である。 導電性ペースト塗布装置を利用して様々な形態の電極形状を示したものであって、ａは円形電極を示した概路図、ｂは円形及び星形の混合形電極を示した概路図、ｃは種々の形態の電極を示した概路図である。 本発明のさらに他の変形例である電子部品の導電性ペースト塗布装置１"を示す構成図である。

符号の説明

１ 塗布装置
１’ 塗布装置
１" 塗布装置
１０ 第１ジグ手段
１０’ 第１ジグ手段
１２ ペースト充填孔
１２’ ペースト充填孔
３０ 第２ジグ手段
３０’ 第２ジグ手段
３２ 押出ピン
３２’ 押出ピン
５０ 電子部品（チップ部品素子）
５２ 部品電極
５２’ 部品電極
７０ 第３ジグ手段
７２ 充填部

Claims (8)

1. 導電性ペーストが充填されながら押出ピンが通過するペースト充填孔を具備する第１ジグ手段と、
   前記第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入されて前記導電性ペーストの電子部品塗布を可能にする前記押出ピンを具備し、移動可能に構成された第２ジグ手段を含み、
   前記電子部品は球状であり、前記第１ジグ手段は前記球状の電子部品がローディングされるための球面を具備し、前記ペースト充填孔は球面に沿って直線で折られた折曲形態で構成された電子部品の導電性ペースト塗布装置。
2. 前記第１ジグ手段の前記電子部品接触面と前記ペースト充填孔の内部に挿入される前記第２ジグ手段の前記押出ピンとの間隔は前記導電性ペーストの電子部品塗布量に対応して構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の導電性ペースト塗布装置。
3. 前記電子部品は前記第１ジグ手段の上、下側または横方向側に配置されローディングまたはアンローディングされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の導電性ペースト塗布装置。
4. 導電性ペーストが充填されながら押出ピンが通過するペースト充填孔を具備する第１ジグ手段と、
   前記第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入されて前記導電性ペーストの電子部品塗布を可能にする前記押出ピンを具備し、移動可能に構成された第２ジグ手段を含み、
   前記第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入され、前記第２ジグの前記押出ピンが挿入されながらペーストが充填される充填部を具備した第３ジグ手段をさらに具備して多段で構成されたことを特徴とする電子部品の導電性ペースト塗布装置。
5. 前記第１ジグ手段、前記第２ジグ手段または第３ジグ手段は、金属、非鉄金属、高強度プラスチックの一つから構成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子部品の導電性ペースト塗布装置。
6. 第１ジグ手段のペースト充填孔に導電性ペーストを充填させる段階と、
   前記第１ジグ手段に電子部品をローディングさせる段階と、
   前記第１ジグ手段のペースト充填孔に移動型の第２ジグ手段の押出ピンを進入移動させて前記導電性ペーストを前記電子部品に塗布する段階と、
   前記ペーストが塗布された電子部品を前記第１ジグ手段でアンローディングさせる段階を含み、
   前記電子部品は球状であり、前記第１ジグ手段は前記球状の電子部品がローディングされるための球面を具備し、前記ペースト充填孔は球面に沿って直線で折られた折曲形態で構成された電子部品の導電性ペースト塗布方法。
7. 第１ジグ手段のペースト充填孔に挿入された第３ジグ手段のペースト充填部に導電性ペーストを充填させる段階と、
   前記第１ジグ手段に電子部品をローディングさせる段階と、
   前記第３ジグ手段のペースト充填孔に移動型の第２ジグ手段の押出ピンを進入移動させて前記導電性ペーストを前記電子部品に塗布する段階と、
   前記ペーストが塗布された電子部品を前記第１ジグ手段でアンローディングさせる段階を含んで構成された電子部品の導電性ペースト塗布方法。
8. 前記第１ジグ手段と前記第２ジグ手段のペースト充填孔と前記押出ピンは同じ形状で形成されるとともに、円形、四角形、多角形、星形、直線など電子部品上に種々の電極を設けることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子部品の導電性ペースト塗布方法。

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