JP4472580B2 - キャリアテープの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品などを収納して搬送するキャリアテープの製造方法および製造装置に関する。

電子部品を基板などに実装する自動実装工程では、複数の電子部品を収納し搬送できるキャリアテープが使用される場合が多い。
このようなキャリアテープは、通常、樹脂からなる帯状の基材が成形加工されたものであって、例えば図１１に示すように、電子部品を収納するための凹状の物品収納用ポケット（以下、収納ポケットという。）４１と、このキャリアテープ４０をピンローラなどで搬送するための複数のスプロケットホール（送り穴）４２とが、長手方向に一定の間隔でそれぞれ形成されたものがある。このようなキャリアテープ４０には電子部品が収納された後、通常、収納ポケット４１を塞ぐようにカバーテープがシールされる。

キャリアテープ４０を製造する方法としては、収納ポケット成形用の金型とスプロケットホール穿孔用のピアスピンとを同一金型内に備えたプレス成形機を使用する方法がある。
この方法では、基材に対して、収納ポケット４１の成形とスプロケットホール４２の穿孔とを同時に行うため、収納ポケット４１とスプロケットホール４２との位置関係が厳密に制御されたキャリアテープ４０を再現性良く製造できるという長所がある。
キャリアテープ４０を使用した自動実装工程においては、キャリアテープ４０で搬送される電子部品を確実にピックアップでき、ピックアップエラーが少ないことが重要である。そのためには、キャリアテープ４０における収納ポケット４１とスプロケットホール４２との位置関係が厳密に制御されていることが不可欠であるため、成形と穿孔を同一金型で行うプレス成形機を使用したこのような製造方法は好適である。

ところが、電子部品の軽薄短小化に伴い、キャリアテープには、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係が制御されていることに加えて、収納ポケット自体も微細な電子部品を確実に収納できる精密な内部形状であることが要求されてきている。プレス成形機により収納ポケットを形成する上述の方法は、精密な内部形状の微細な収納ポケットを形成するには困難を伴うものであった。
このような問題を解決する方法として、プレス成形よりも精密成形が可能な真空成形や圧空成形で収納ポケットを形成し、その後、ピアスピンを備えたパンチングプレスによりスプロケットホールを穿孔していく方法がある。

ところが、このような方法では、より精密な内部形状の収納ポケットを成形できるものの、収納ポケットの成形とスプロケットホールの穿孔とが別の工程で行われるために、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係を厳密に制御することは難しい。また、最近では、キャリアテープの製造の多品種小ロット化が進んでいて、その場合には、収納ポケットの成形とスプロケットホールの穿孔とを共にプレス成形で行い、しかも、これらをあえて別工程としてプレス金型を各品種で共有化し、品種ごとの金型コストの抑制を図ることも考えられている。このような場合でも、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係の制御は困難であった。
そのため、収納ポケットの成形とスプロケットホールの穿孔とが別の工程で行われる方法においては、スプロケットホールを穿孔するピアスピンに加え、ピアスピンが正確な位置を穿孔するように、基材を位置固定するためのパイロットピンを備えたパンチングプレスを使用する場合がある（特許文献１参照）。このような方法では、収納ポケットに沿う先端形状のパイロットピンを既に成形されている収納ポケットに嵌合させ基材を位置固定した状態で、ピアスピンを下降させてスプロケットホールを穿孔するため、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係が厳密に制御されたキャリアテープを製造できる。

しかしながら、さらに電子部品の軽薄短小化が進行するに従い、収納ポケットにパイロットピンを嵌合させるこのような位置合わせ方法にも問題が生じていた。すなわち、収納ポケットが比較的大きい場合には、パイロットピンと収納ポケットとの位置が若干ずれていて、下降してきたパイロットピンの先端が収納ポケットに正確に嵌合せずに収納ポケットの周縁部に当接したとしても、その当接によりキャリアテープは自ずと所定の正確な位置に移動するという位置補正機能が働く。その結果、パイロットピンは収納ポケットに正確に嵌合するので、確実な位置合わせができる。ところが、例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍの０４０２チップなど微細な電子部品を収納するための小さな収納ポケットでは、パイロットピンと収納ポケット周縁部との接触面積が減少して上述のような位置補正機能が働きにくくなるうえ、収納ポケットの深さも浅いため、位置補正機能が働く間もなくパイロットピンが下降しきってしまい、位置合わせが正確に行われない。

そこで、本出願人は、収納ポケットの大きさにかかわらず、正確な位置合わせをしつつスプロケットホールを穿孔可能な方法として、収納ポケットの他に位置合わせを行うためのダミーポケットを、パイロットピンによる位置補正機能が十分に働く大きさでキャリアテープの空きスペースに別途形成する方法を提案している（特許文献２参照。）。
この方法によれば、収納ポケットが小さく浅い場合であっても、位置合わせにはダミーポケットが利用されることから、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係が厳密に制御される。
特開２００２−３３２００８号公報 特開２００４−３４５６８８号公報

しかしながら、このような方法で製造されたキャリアテープにおいては、収納ポケットよりもダミーポケットの方が深く大きいために、電子部品を収納した後にカバーテープをシールする工程や、電子部品を基板などに実装する自動実装工程において、ダミーポケットがキャリアテープを搬送するためのガードレールに引っかかるなどして、キャリアテープを安定に搬送できないという問題があった。
また、このような方法では、パンチングプレス内の限られたスペースに、スプロケットホールを穿孔するためのピアスピンの他にパイロットピンを別途設ける必要があり、設置可能なパイロットピンの本数が限定されるという問題があった。すなわち、パイロットピンの本数が多いほど、多くの箇所でキャリアテープの位置固定がなされることとなり、位置合わせの精度は向上するが、そのような多くのパイロットピンの設置は困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、収納ポケットの大きさにかかわらず、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係が厳密に制御され、しかも自動実装工程などでの安定搬送が可能なキャリアテープを製造することを課題とする。

本発明のキャリアテープの製造方法は、帯状の基材に、収納ポケットと位置決め用ポケットとを形成する成形工程と、ピアスピンによりスプロケットホールを形成する加工工程とを有し、前記ピアスピンの先端には前記位置決め用ポケットに嵌合する位置決め部が形成されていて、前記加工工程では、前記位置決め部を前記位置決め用ポケットに嵌合させつつ前記スプロケットホールを形成することを特徴とする。
前記加工工程は穿孔工程であることが好ましい。
前記位置決め用ポケットは凹状に形成され、前記位置決め部は前記位置決め用ポケットに嵌合する凸状に形成されていることが好ましい。
本発明のキャリアテープの製造装置は、帯状の基材に、収納ポケットと位置決め用ポケットとを形成する成形機と、スプロケットホールを形成するピアスピンとを備え、前記ピアスピンの先端には前記位置決め用ポケットに嵌合する位置決め部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、収納ポケットの大きさにかかわらず、収納ポケットとスプロケットホールとの位置関係が厳密に制御され、しかも自動実装工程などでの安定搬送が可能なキャリアテープを製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法の第１実施形態により製造されたキャリアテープの一例であって、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂からなる帯状の基材１１に、電子部品などの物品を収納するための凹状の収納ポケット１２と、このキャリアテープ１０Ａをピンローラなどで搬送するための略円形の貫通穴からなるスプロケットホール１３とが形成されたものである。収納ポケット１２はこの例では真空成形で形成され、スプロケットホール１３はピアスピンのプレスにより穿孔されたものであって、ぞれぞれキャリアテープ１０Ａの長手方向に一列に、所定の一定間隔で複数形成されている。
この例では、収納ポケット１２の大きさは幅Ｗ_１が０．４５ｍｍ、長さＬ_１が０．２５ｍｍ、深さが０．２５ｍｍで、スプロケットホール１３の直径Ｄは１．５５ｍｍであり、各スプロケットホール１３の開口面積が各収納ポケット１２の開口面積よりも大きくなっている。また、この例では基材１１の厚さは０．２ｍｍである。

このようなキャリアテープ１０Ａは、図２のキャリアテープ製造装置２０で製造できる。
このキャリアテープ製造装置２０は、基材１１に、収納ポケット１２と位置決め用ポケットとを形成するための真空成形機２１と、スプロケットホール１３を穿孔するためのパンチングプレス２２とを有して構成されている。
真空成形機２１は、基材１１を加熱するための一対の加熱ロール２３と、加熱された基材１１に収納ポケット１２と位置決め用ポケットとを形成するためのロータリー式の凸型金型２４とを具備していて、収納ポケット１２と位置決め用ポケットとを基材１１の長手方向に連続的に形成できるようになっている。なお、位置決め用ポケットは、詳しくは後述するが、最終的に得られるキャリアテープ１０Ａには残存しないものであるため、図１には示されていない。また、図２中、符号３４は基材１１の原反ロールで、符号２５はキャリアテープ１０Ａの巻取機である。

パンチングプレス２２は、基材１１の流れ方向に一定の間隔で配置された３本のピアスピン２６を備えていて、１回のプレスにより３個のスプロケットホール１３を同時に穿孔できるようになっている。そして、各ピアスピン２６の先端は、図３に拡大して示すように、周縁部が環状の穿孔刃２６ａになっていて、中央部には位置決め部として、真空成形機２１で形成された凹状の位置決め用ポケットに嵌合する形状（この例では略四角柱状の凸状）の位置決めピン２６ｂが形成されている。また、各位置決めピン２６ｂは、３つの位置決め用ポケットにそれぞれ嵌合するものであるので、ピアスピン２６の配置ピッチは、位置決め用ポケットの配置ピッチと一致するように決定されている。

図２の製造装置により図１のキャリアテープ１０Ａを製造する場合には、まず、原反ロール３４から基材１１を真空成形機２１の加熱ロール２３に供給し、基材１１を所定の温度まで加熱する。ついで、加熱された基材１１は、ロータリー式の凸型金型２４に搬送され、凸型金型２４の表面に形成された図示略の微小な吸引孔に吸引されて凸型金型２４に沿い、収納ポケット１２と位置決め用ポケットとが立体成形される。

このような成形工程により、図４に示すように、収納ポケット１２と位置決め用ポケット１４とがそれぞれ長手方向に一列に、所定の一定間隔で複数形成されたキャリアテープ中間品１０Ａ’が得られる。
なお、この例で形成される収納ポケット１２の大きさは、すでに述べたように幅Ｗ_１が０．４５ｍｍ、長さＬ_１が０．２５ｍｍである。一方、位置決め用ポケット１４の大きさは、後述する位置決めが確実にできるように、収納ポケット１２よりも大きく、幅Ｗ_２および長さＬ_２が０．６ｍｍで、深さは０．５ｍｍの略四角柱状とされている。また、位置決め用ポケット１４は、後述する穿孔工程でのスプロケットホール１３の形成にともなって切除されるものであるので、形成されるスプロケットホール１３よりも小さい開口面積に形成されることが必要である。

ついで、成形工程で得られたキャリアテープ中間品１０Ａ’をパンチングプレス２２に供給し、ピアスピン２６によりスプロケットホール１３を穿孔する穿孔工程（加工工程）を行う。
具体的には、パンチングプレス２２を作動させて、３本のピアスピン２６をキャリアテープ中間品１０’に形成された３つの位置決め用ポケット１４に向けて一体に下降させる。すると、各ピアスピン２６は、位置決め用ポケット１４に嵌合する形状の位置決めピン２６ｂをその先端に有しているので、まず、図５（ａ）に示すように、位置決めピン２６ｂが位置決め用ポケット１４に嵌合して、このキャリアテープ中間品１０Ａ’を位置固定する。そして、このように位置決めピン２６ｂを位置決め用ポケット１４に嵌合させつつ、図５（ｂ）に示すように、さらにピアスピン２６を下降させることにより、位置決め用ポケット１４を囲む略円形にキャリアテープ中間品１０Ａ’が打ち抜かれ、スプロケットホール１３が穿孔される。
このような穿孔工程により、成形工程で形成された位置決め用ポケット１４は、穿孔くずとなって切除され、図１に示すキャリアテープ１０Ａが得られる。得られたキャリアテープ１０Ａは、パンチングプレス２２の後段に設けられた巻取機２５によりロール状に巻き取られる。

このような製造方法によれば、成形工程においては、真空成形により収納ポケット１２を形成しているので、０４０２チップのような微細な物品を収納するための小さな収納ポケット１２であっても、精密な内部形状に形成できる。また、穿孔工程における収納ポケット１２とスプロケットホール１３との位置合わせに際しては、物品を収納する収納ポケット１２ではなく、成形工程で形成された位置決め用ポケット１４を利用するので、収納ポケット１２の大きさにかかわらず、正確な位置合わせができ、その精度はプレス成形で収納ポケット１２とスプロケットホール１３とを同時に成形した場合と同程度となる。よって、得られたキャリアテープ１０Ａは、自動実装工程におけるピックアップエラーの少ない高品質なものとなる。

さらに、形成された位置決め用ポケット１４は、穿孔工程でのスプロケットホール１３の形成にともなって切除されてしまい、最終的に得られるキャリアテープ１０Ａには残存しない。そのため、たとえ位置決め用ポケット１４を位置合わせに十分な大きさで形成したとしても、後のカバーテープのシール工程や自動実装工程におけるキャリアテープ１０Ａの安定搬送を妨げることはない。また、位置決め用ポケット１４の形成位置は、後にスプロケットホール１３が形成される部分であって、別途スペースを確保する必要もないので、位置決め用ポケット１４の形成により収容ポケット１２の形成頻度が制限されることもない。

さらに、このような製造装置２０によれば、ピアスピン２６が穿孔刃２６ａとともに位置決め用ピン２６ｂを有しているため、位置決め用のパイロットピンをパンチングプレス２２に別途備える必要がない。よって、装置構成が簡単となるとともに、パンチングプレス２２内の限られたスペースに多くのピアスピン２６を設けることが可能となる。ピアスピン２６は、パンチングプレス２２に少なくとも１本設けられていればよいが（図示例では３本）、多数設けられていると１回のプレスにより多数のスプロケットホール１３を形成できるために生産性が優れるとともに、多数の位置決め用ポケット１４を利用した位置固定が同時になされることとなるため、より高い精度の位置合わせが可能となる。
また、位置決めピン２６ｂの形状は、位置決め用ポケット１４に嵌合する形状であればよく、位置決め用ポケット１４の形状に応じたものであればよいが、この例のように略四角柱状などの角柱状とすると、円柱状である場合よりもより精密な位置合わせができる。

なお、以上説明した第１実施形態では、位置決め部としてピアスピン２６の先端に凸状の位置決めピン２６ｂが形成され、位置決め用ポケット１４がこれに嵌合する凹状に形成された場合を例示したが、第２実施形態として図６に示すように、ピアスピン２７の先端の中央部に、位置決め部として凹状の位置決め凹部２７ｂが形成され、位置決め用ポケット２８がこれに嵌合する凸状に形成されていてもよい。この場合には、位置決め用ポケット２８と収納ポケットとは、逆向きに突出した状態に形成されることとなる。このような第２実施形態においても、ピアスピン２７の先端の周縁部２７ａを環状の穿孔刃に形成しておくことにより、第１実施形態と同様の穿孔工程によりスプロケットホールを形成できる。また、この場合でも、位置決め凹部２７ｂの形状が略四角柱状などの角柱状であると、円柱状である場合よりもより精密な位置合わせができる。

上述の第１および第２実施形態では、加工工程として穿孔工程を例示し、貫通穴からなるスプロケットホール１３を形成する場合について説明したが、スプロケットホールを形成する加工工程としては穿孔工程に限定されず、次に第３実施形態を例示して説明するようなプレス工程であってもよい。第３実施形態では図７に示すように、ドーム形状からなる凹状のスプロケットホール２９が形成される。このように貫通していないスプロケットホール２９であっても、これに嵌合する歯車などの送りピンを備えたピンローラを使用することにより、キャリアテープ１０Ｂを問題なく一定量ずつ、または連続的に搬送できる。

すなわち、図７のキャリアテープ１０Ｂを製造する場合には、まず、真空成形により収納ポケット１２と位置決め用ポケットとを形成し、図８に示すキャリアテープ中間品１０Ｂ’を得る成形工程を行う。ここで形成される位置決め用ポケット３０は、後の加工工程において切除されずスプロケットホール２９の一部として残存するものであり、貫通しない凹状のドーム形状である点で第１および第２実施形態とは異なっている。

ついで、このキャリアテープ中間品１０Ｂ’を図９のようなピアスピン３１と、図１０に示す金型３３とを備えた図示略のプレス加工機へと供給し、凹状のドーム形状のスプロケットホール２９を冷間プレスにより形成するプレス工程を行う。
具体的には、ここで使用されるピアスピン３１は、凸状のドーム形状からなるピン部３２をその先端に備えていて、これの突端から基端側に向かって途中までが位置決め用ポケット３０に嵌合する位置決め部３２ａとなっている。よって、プレス加工機を作動させて、ピアスピン３１をキャリアテープ中間品１０Ｂ’に形成された位置決め用ポケット３０に向けて下降させることにより、まず、図１０（ａ）に示すように、位置決め部３２ａが位置決め用ポケット３０に嵌合して、このキャリアテープ中間品１０Ｂ’を位置固定する。そして、このように位置決め部３２ａを位置決め用ポケット３０に嵌合させつつ、図１０（ｂ）に示すように、さらにピアスピン３１を金型３３に向けて下降させることにより、ピン部３２の全体が位置決め用ポケット３０に押し込まれ、位置決め用ポケット３０よりも直径および深さが大きな凹状のドーム形状のスプロケットホール２９が形成され、図７のキャリアテープ１０Ｂが得られる。

以上説明した第１〜第３実施形態では、成形工程として真空成形機による真空成形を例示して説明したが、圧空成形機を使用した圧空成形であってもよい。また、使用する金型は凹型金型でもよい。真空成形および圧空成形は、熱により軟化した基材を金型に密着させる成形法であるので、金型形状の再現性が高く、プレス成形に比べて精密な内部形状の収納ポケットおよび位置決め用ポケットを形成できる。しかしながら、成形工程はプレス成形機によるプレス成形により行われてもよい。例えば、最近増加傾向にある多品種小ロットでのキャリアテープ製造においては、収納ポケットの形成とスプロケットホールの形成とを共にプレス成形で行う場合であっても、これらをあえて別工程としてプレス金型を各品種で共有化し、品種ごとの金型コストの抑制を図ることも考えられている。このような場合でも、位置決め用ポケットを形成、利用してスプロケットホールを正確な位置に形成する本製造方法は有効である。

なお、ロータリー式の金型を用いた真空成形や圧空成形により、基材に収納ポケットと位置決め用ポケットとを形成する場合には、収納ポケットを形成するための金型パーツと位置決め用ポケットを形成するための金型パーツとを組み合わせた金型が使用される。そのため、得られたキャリアテープには、これらパーツの境界線に対応したスジが形成されることがあるが、そのようなスジが形成されてもキャリアテープの使用には全く支障ない。

さらに、以上の例では、帯状の基材に、収納ポケットとスプロケットホールとを一列ずつ形成する場合について説明したが、幅広の帯状の基材に対して、収納ポケットとスプロケットホールとを互い違いにそれぞれ複数列形成してもよい。その場合には、例えば図２の製造装置においてパンチングプレスの後段側に、各列ごとに基材を切断するスリット装置を設ければい。

本発明の第１実施形態の製造方法で製造されるキャリアテープを示す平面図である。 図１のキャリアテープを製造する製造装置の概略構成図である。 図２の製造装置の要部の拡大図であり、（ａ）ピアスピンの正面図と（ｂ）ピアスピンの先端側からの平面図である。 本発明の第１実施形態の製造方法で製造されるキャリアテープ中間品を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の製造方法のうち穿孔工程（加工工程）を説明する説明図であり、（ａ）ピアスピンの凸状の位置決めピンを凹状の位置決め用ポケットに嵌合させた状態と、（ｂ）ピアスピンをさらに下降させてスプロケットホールを穿孔した状態を示すものである。 本発明の第２実施形態の製造方法のうち穿孔工程（加工工程）を説明する説明図であり、（ａ）ピアスピンの凹状の位置決め部を凸状の位置決め用ポケットに嵌合させた状態と、（ｂ）ピアスピンをさらに下降させてスプロケットホールを穿孔した状態を示すものである。 本発明の第３実施形態の製造方法で製造されるキャリアテープを示す（ａ）平面図と、（ｂ）（ａ）のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態の製造方法で製造されるキャリアテープ中間品を示す（ａ）平面図と、（ｂ）（ａ）のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図７のキャリアテープを製造する製造装置要部の拡大図であり、（ａ）ピアスピンの正面図と（ｂ）ピアスピンの先端側からの平面図である。 本発明の第３実施形態の製造方法のうちプレス工程（加工工程）を説明する説明図であり、（ａ）ピアスピンの位置決め部を位置決め用ポケットに嵌合させた状態と、（ｂ）ピアスピンをさらに下降させてドーム状のスプロケットホールを形成した状態を示すものである。 従来のキャリアテープの一例を示す（ａ）平面図と、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ キャリアテープ
１１ 基材
１２ 収納ポケット
１３，２９ スプロケットホール
１４，２８，３０ 位置決め用ポケット
２０ キャリアテープ製造装置
２６，２７，３１ ピアスピン

Claims (4)

1. 帯状の基材に、物品収納用ポケットと位置決め用ポケットとを形成する成形工程と、ピアスピンによりスプロケットホールを形成する加工工程とを有し、
   前記ピアスピンの先端には前記位置決め用ポケットに嵌合する位置決め部が形成されていて、前記加工工程では、前記位置決め部を前記位置決め用ポケットに嵌合させつつ前記スプロケットホールを形成することを特徴とするキャリアテープの製造方法。
2. 前記加工工程が穿孔工程であることを特徴とする請求項１に記載のキャリアテープの製造方法。
3. 前記位置決め用ポケットは凹状に形成され、前記位置決め部は前記位置決め用ポケットに嵌合する凸状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のキャリアテープの製造方法。
4. 帯状の基材に、物品収納用ポケットと位置決め用ポケットとを形成する成形機と、スプロケットホールを形成するピアスピンとを備え、
   前記ピアスピンの先端には前記位置決め用ポケットに嵌合する位置決め部が形成されていることを特徴とするキャリアテープの製造装置。
   
   
   
   

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