JP4786345B2 - エンボスキャリアテープおよびその製造方法 - Google Patents

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本発明は、電子部品の搬送等に用いられるエンボスキャリアテープおよびその製造方法に関するものである。
電子部品等を実装機に搬送する際には、電子部品等の部品を収容するための部品収納部となる凹部が形成されたキャリアテープが用いられている。
キャリアテープとしては、基材の一部を打抜き加工により取り除いた後、基材裏面にボトムテープを装着して凹部を形成したパンチドキャリアテープ、基材の一部を凹形に加工して凹部を形成したエンボスキャリアテープ、基材の一部を圧縮加工することによって凹部を形成したプレスキャリアテープ等が一般的である。
近年、電子部品の微細化が進み、例えば縦、横の寸法が、1.0×0.5mm(1005チップ)、0.6×0.3mm(0603チップ)、0.4×0.2mm(0402チップ)等の電子部品のような微細部品を収納するのに適した凹部を有するキャリアテープが用いられるようになってきた。
従来、かかる微細部品に用いられるキャリアテープは、基材として紙基材を用いたものが一般的であり、かかる紙基材を用いたキャリアテープとしては、パンチドキャリアテープまたはプレスキャリアテープが一般的であった。しかし、これらのキャリアテープは、凹部を形成する際に、プレスパンチによるせん断または圧縮加工が施されるため、ケバ、バリ等の異物が必ず発生するという問題がある。このような異物は実装精度や実装率の低下を招いてしまう。さらに、紙基材を用いた場合、吸湿による寸法変化、紙基材同士または紙基材と実装機ガイド部との摩擦による紙粉の発生、剥離帯電による実装ミス等が生じやすい。
そのため、現在、紙基材を用いたキャリアテープに代えて、導電性プラスチック等のプラスチック基材を用いたキャリアテープに対する市場要求が高まっている。
基材としてプラスチック基材を用いる場合、キャリアテープとしては、コストおよび寸法精度に優れることから、エンボスキャリアテープが最良であるとされている。たとえばパンチドキャリアテープは材料コストが高く、また、プレスキャリアテープは、プラスチック基材が紙基材に比べて圧縮成形性が低く、所定の形状を得にくいことからあまり使用されない。
エンボスキャリアテープの製造は、現在、ロータリータイプの凸部が設けられた金型を用いた真空成形による方法が一般的であり、たとえば回転する金型の凸部にプラスチック基材を接触させた後、金型の内側から真空引きすることにより、該プラスチック基材を凸部に密着させて凹部を形成している。
このようなエンボスキャリアテープは、通常、テーピングや実装の容易性、成形の容易性等を考慮して、図6に示すように、凹部31が、開口部側が広がるようなテーパ形状とされている。たとえば特許文献1には、エンボスキャリアテープの凹部の側面部31aの傾斜角を、テープ表面の垂直方向Vに対して3°〜10°に形成することが記載されている。また、特許文献2には、真空成形時に、回転する金型凸部を凹部から抜くためには、凹部の側面部31aに、プラスチック基材の表面の垂直方向Vに対する十分に大きな傾斜角度(5°程度)が必要であることが記載されている。さらに加えて、基材表面から凹部の側面部31aにかけての部分31bの曲がりが0.30mm程度の曲率半径となるように形成することも行われている。
特開2002−240851号公報 特開平7−88949号公報
しかし、上記のようなテーパ形状の凹部は、寸法精度が悪く、微細部品を収納した際、凹部の内面と微細部品との間の隙間が大きく、微細部品の収納率が良くないという問題がある。たとえば、微細部品を所定の配置で収納することが困難であったり、部品収納部内で微細部品が動きやすいため、当初は所定の配置で収納されても、振動や衝撃等により配置がずれることがある。このような収納率の低さは、テーピング機の高速化および実装工程における高実装密度化、狭隣接実装化の妨げとなり、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率を低下させる原因となる。
矩形性の高い凹部を形成するために、クリアランスを小さくしてプレス成形を行うことが考えられる。すなわち、プレス成形による凹部の形成は、たとえば基材を、成形パンチと、該成形パンチが挿入される孔を有するダイプレートとの間に配置し、次いで成形パンチをダイプレートの孔のなかに挿入して基材を延伸させることによって行うことができる。このとき、成形パンチの側面と孔の側面との間の隙間、すなわちクリアランスが小さいほど、矩形性の高い凹部が形成できる。
しかし、クリアランスが小さくなるほど、基材の一部が局所的に延伸され、その部分が薄肉化して強度が低下し、破損しやすくなるという問題がある。そのため、プレス成形によりエンボスキャリアテープを製造しようとした場合、ある程度のクリアランスを確保する必要があり、結果、図6に示すように、凹部31の側面部31aの傾斜角度や、基材表面から側面部31aにかけての部分31bの曲がりが大きくなってしまい、矩形性の高い凹部を形成することは困難である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、凹部の矩形性が高く、かつ破損しにくいエンボスキャリアテープおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討の結果、基材の厚さと凹部の深さとの比を所定範囲内とすることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明のエンボスキャリアテープは、プレス成形により、基材に、底部および該底部の周縁部から立ち上がる側面部からなる凹部と、該凹部に対応して前記基材の裏面から突出する突出部とが形成されているエンボスキャリアテープであって、前記基材の厚さTおよび前記凹部の深さKが下記式(1)を満たし、前記凹部の幅A および前記突出部の幅S が下記式(2’)を満たし、前記側面部が、当該エンボスキャリアテープの表面から0〜0.13mmの曲率半径で曲げられ、かつ当該エンボスキャリアテープの表面の垂直方向に対して0〜2°の傾斜角を有することを特徴とする。
0<K/T≦0.90 …(1)
0.75≦A /S ≦1.00 …(2’)
また、本発明のエンボスキャリアテープの製造方法は、凹部形成用金型Aを挿入可能な孔を有する金型B上に基材を配置し、該基材の一部を凹部形成用金型Aでプレスして前記金型Bの孔内に延伸することにより、底部および該底部の周縁部から立ち上がる側面部からなる凹部と、該凹部に対応して前記基材の裏面から突出する突出部とを形成するプレス成形工程を有し、前記凹部形成用金型Aおよび前記金型Bとして、下記式(2)[式中、L1は前記凹部形成用金型Aの幅L1であり、L2は前記金型Bの孔の幅である。]を満たすものを用い、前記凹部の深さKおよび前記基材の厚さTが下記式(1)を満たし、前記側面部が、前記基材の表面から0〜0.13mmの曲率半径で曲げられ、かつ前記基材の表面の垂直方向に対して0〜2°の傾斜角を有するように前記延伸を行うことを特徴とする。
0<K/T≦0.90 …(1)
0.75≦L1/L2≦1.00 …(2)
本発明により、凹部の矩形性が高く、かつ破損しにくいエンボスキャリアテープおよびその製造方法が提供される。
また、本発明のエンボスキャリアテープおよびその製造方法によれば、形成される凹部の矩形性が高いことから、凹部の寸法精度、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率等の向上が実現される。
<エンボスキャリアテープ>
図1〜2に本発明のエンボスキャリアテープの一実施形態を示す。
図1は本実施形態のエンボスキャリアテープ10の上面図であり、図2は、該エンボスキャリアテープ10を、図1中のX−X’の位置で、長さ方向に沿って切断した際の概略断面図である。
本実施形態のエンボスキャリアテープ10は、基材をプレス成形してなるものであって、プレス成形により加工されていない部分(以下、非加工部という。)11と、略直方体状の部品を収納するための凹部12,12・・・と、該凹部12に対応して、非加工部11の裏面(凹部12が開口している側とは反対側の面)11bによって形成される平面から突出する突出部13,13・・・とが形成されている。
凹部12は、底部12aおよび該底部12aの周縁部から立ち上がる側面部12bから構成されている。
また、キャリアテープの側縁にはスプロケットホール(送り穴)14,14・・・が形成されている。
エンボスキャリアテープ10においては、基材の厚さ(非加工部11の厚さ)Tおよび凹部12の深さKが下記式(1)を満たす必要がある。
0<K/T≦0.90 …(1)
式(1)は、凹部12の深さKと、基材の厚さT、すなわち非加工部11の厚さとの関係を表すものであり、式(1)は、凹部12の深さKが、基材の厚さTの90%以下であることを意味する。かかる構成においては、凹部12の底部12aが、非加工部11の、凹部12が開口している側の表面(表表面)11aによって形成される平面と、裏表面11bによって形成される平面と間に位置している。そのため、プレス成形により凹部12を高矩形性となるよう形成した場合に、凹部12の周辺等においてもエンボスキャリアテープ10の厚さが充分に保持され、エンボスキャリアテープの破損が防止できる。
これに対し、K/Tが0.90超であると、凹部12の周辺、たとえば非加工部11の表面11aから凹部12の側面部12bにかけての曲げられた部分(以下、曲がり部という。)15や側面部12b、側面部12bと底部12aとの境界部分16等において、エンボスキャリアテープ10の厚さが薄くなり、破損を生じやすくなる。
/Tの値は、0.30以上0.90以下が好ましく、0.50以上0.80以下がより好ましい。
凹部12の深さKは、収納しようとする部品の厚さ以上となるよう適宜設定される。
基材の厚さTは、上記式(1)を満たすものであれば特に限定されず、形成しようとする凹部13の深さKに応じて適宜設定すればよい。
基材の材質としては、特に限定されず、紙基材、プラスチック基材等が挙げられる。プラスチック基材としては、熱可塑性樹脂製の基材、熱硬化性樹脂製の基材等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリウレタン、ナイロン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂およびこれら2種以上を混合したポリマーアロイ等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。
中でも、これらの樹脂やこれらの樹脂を含むポリマーアロイに、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、陰イオン系界面活性剤等の帯電防止剤、導電性カーボン、カーボンやステンレス等の導電性繊維、酸化スズや酸化チタン等の導電性金属酸化物、アニリン、ピロール、チオフェン等の有機導電性物質等の導電剤を添加して帯電防止や導電性を付与したものを用いた基材や、プラスチック基材の表面に帯電防止剤や導電性物質を塗布することで、帯電防止層や導電層を設けたもの等の導電性プラスチック基材が好ましい。
プラスチック基材は、同じ材料や異なる材料を2層以上積層したものであってもよい。
さらに、本発明においては、凹部12の幅Aと突出部13の幅Sとが下記式(2’)を満たすことが好ましい。
0.75≦A/S≦1.00 …(2’)
式(2’)を満たすエンボスキャリアテープ10は、破損しにくく、同時に、凹部12の矩形性が非常に高い。そのため、凹部12内に部品を所定の配置で収納でき、しかも収納した部品が動きにくく、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率等が向上する。特に、A/Sの値が1.00に近いほど、凹部12の側面部12bの当該エンボスキャリアテープ10の表面10aの垂直方向Vに対する傾斜角が0°に近くなり、凹部12の矩形性が向上するため好ましく、なかでも、傾斜角が0〜2°の範囲内であると、部品を所定の配置で収納しやすくなり、しかも収納した部品が動きにくくなるため、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率等が向上する。
およびSの値は、それぞれ、後述する本発明の製造方法において示すL1およびL2の値に対応しており、L1/L2の値を調節することによりA/Sの値を調節できる。
本発明においては、凹部12の側面部12bが、エンボスキャリアテープ10の表面から曲げられている曲率半径、すなわち曲がり部15における曲率半径が、0〜0.13mmであることが好ましい。これにより、部品を所定の配置で収納しやすくなり、しかも収納した部品が動きにくくなるため、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率等が向上する。
曲率半径は、たとえば後述するように、凹部の形成に使用する凹部形成用金型A(凹部形成用成形パンチ1)の先端の押圧面の曲率半径を調節したり、該押圧面にコーティングを施す等により調節できる。
本発明においては、特に、凹部12の側面部12bが、エンボスキャリアテープ10の表面から0〜0.13mmの曲率半径で曲げられ、かつ当該エンボスキャリアテープ10の表面10aの垂直方向Vに対して0〜2°の傾斜角を有していることが好ましい。
本発明のエンボスキャリアテープにおいて、凹部に収納される部品としては、例えば、セラミックコンデンサ、抵抗、ICチップなどの電子部品が挙げられる。
本発明のエンボスキャリアテープは、特に、部品サイズが1005サイズ(長辺寸法;1.0mm、短辺寸法;0.5mm、厚さ寸法;0.5mm)以下の微細部品用として好適である。これは、部品のサイズが小さくなるほど、凹部12の矩形性および曲がり部15の曲率半径が、テーピング時の部品収納率、マウント時の実装精度や実装率等に与える影響が大きくなるためである。ここで、1005サイズ以下のサイズとは、1005サイズの他に、例えば、0402サイズ(長辺寸法;0.4mm、短辺寸法;0.2mm、厚さ寸法;0.2mm)、0603サイズ(長辺寸法;0.6mm、短辺寸法;0.3mm、厚さ寸法;0.3mm)などが挙げられる。
本発明のエンボスキャリアテープは、下記本発明のエンボスキャリアテープの製造方法により製造できる。
<エンボスキャリアテープの製造方法>
本発明のエンボスキャリアテープの製造方法は、凹部形成用金型Aを挿入可能な孔を有する金型B上に基材を配置し、該基材の一部を凹部形成用金型Aでプレスして前記金型Bの孔内に延伸することにより、底部および該底部の周縁部から立ち上がる側面部からなる凹部と、該凹部に対応して前記基材の裏面から突出する突出部とを形成するプレス成形工程を有し、前記凹部の深さKおよび前記基材の厚さTが下記式(1)を満たすことを特徴とする。
0<K/T≦0.90 …(1)
式(1)についての説明は上述したとおりである。
図3〜5に、本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の好ましい一実施形態を説明するための概略図を示す。
本実施形態は、凹部形成用成形パンチ1(凹部形成用金型A)と、該凹部形成用成形パンチ1を挿入可能な孔2aを有するダイプレート2(金型B)と、ストリッパープレート3と、ノックアウトパンチ4とを用いて行うことができる。
まず、図3に示すように、厚さTの基材5を、ダイプレート2とストリッパープレート3との間に配置し、狭持する。
次いで、凹部形成用成形パンチ1を、ダイプレート2方向に下降させる。これにより、図4に示すように、基材5の一部がダイプレート2の孔2a内へと延伸され、基材5のストリッパープレート3側に開口する深さKの凹部12と、基材5のダイプレート2側に突出する突出部13とが形成される。
次いで、図5に示すように、凹部形成用成形パンチ1を後退させた後、ストリッパープレート3を上昇させるとともに、ノックアウトパンチ4をストリッパープレート3方向に上昇させて突出部13をダイプレート2の上面まで押し上げる。
次いで、このようにして凹部12および突出部13が形成された基材5を一定量フィードして同様の操作を順次繰り返すことにより、長さ方向に沿って複数の凹部12および突出部13が形成されたエンボスキャリアテープを得る。
このとき、凹部12の形成は、基材の厚さTおよび凹部12の深さKが、上述した式(1)を満たすように行う必要がある。
本発明においては、凹部形成用成形パンチ1の幅L1およびダイプレート2の孔2aの幅L2が下記式(2)を満たすことが好ましい。
0.75≦L1/L2≦1.00 …(2)
式(2)は、凹部形成用成形パンチ1の幅L1と、ダイプレート2の孔2aの幅L2との関係を表すものであり、凹部形成用成形パンチ1の外側面とダイプレート2の孔2aの内側面との間の隙間、すなわちクリアランスが、L2の12.5%以下であることを意味する。
L1/L2が上記範囲内であることにより、上述した式(2’)を満たすエンボスキャリアテープが得られる。
また、L1とL2との差が小さいほど、凹部12側面部の傾斜角を小さくできる。そのため、0≦L2−L1≦120μmの範囲内であることが好ましい。
凹部形成用成形パンチ1の幅L1は、形成しようとする凹部12の幅Aに応じて設定される。
ダイプレート2の孔2aの幅L2は、形成しようとする突出部13の幅Sに応じて設定される。
ストリッパープレート3において、凹部形成用成形パンチ1が配置される孔3aの幅L3は、L1≦L3≦L1+5μmの範囲内であることが好ましい。これにより、成形パンチ1の位置精度が向上し、エンボスキャリアテープの寸法バラツキを抑えることができる。
プレス成形の際には、加熱をしてもよいし、しなくてもよい。基材5が熱可塑性樹脂を含む場合には、その熱可塑性樹脂の2次転移点以上の温度で加熱することが好ましい。
本発明においては、特に、加熱をしない冷間成形が、凹部12を、より高い寸法精度で形成できるため好ましい。
凹部形成用成形パンチ1の先端の押圧面は曲面であってもよい。その場合、押圧面の曲率半径は、部品の寸法W×0.15mm以下であることが好ましく、W×0.05mm〜W×0.15mmであることがより好ましい。凹部形成用成形パンチ1の先端がこのような形状になっていれば、成形の際、凹部形成用成形パンチ1が、基材中を、基材の表面を引きずり込むことなくダイプレート方向に移動する。そのため、曲がり部の曲率半径を0〜0.13mmにすることができる。
また、凹部形成用成形パンチ1の先端は、ダイヤモンドライクコーティング(DLC)、チタンコーティング、フッ素コーティング等のコーティング処理が施されていることが好ましい。凹部形成用成形パンチ1の先端にコーティング処理を施し、摩擦係数を小さくすることにより、上記と同様、曲がり部の曲率半径を0〜0.13mmにすることができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1
図1,2に示す形状の、0402サイズのセラミックコンデンサ(短辺寸法W=0.20mm、厚さ寸法N=0.20mm)用のエンボスキャリアテープを以下のようにして製造した。
まず、厚さT=0.30mmの基材シート(カーボンコーティングA−PETシート)をプレス成形機に移送した。このプレス成形機は、図3〜5に示したのと同様、成形パンチと、ストリッパープレートと、角穴が形成されたダイプレートとを備えたものであり、成形パンチの先端は曲率半径0.02mmの曲面であり、成形パンチの短辺寸法L1=0.25mm、ダイプレートの角穴の短辺寸法L2=0.27mm、クリアランス(角穴に成形パンチを挿入した際の成形パンチとダイプレートの角穴内面との隙間)[(L2−L1)/2]=10μmのものである。
次いで、基材シートを成形パンチとダイプレートとの間に配置し、成形パンチをダイプレート方向に移動させて、凹部と突出部とを形成した。
次いで、成形パンチを後退させた後、ストリッパープレートを上昇させるとともに、角穴内のノックアウトパンチをダイプレート方向に上昇させることによって突出部をダイプレートの上面まで押し上げ、基材シートを一定量移送した後、200ショット/分の成形サイクルで同様のプレス成形を行ってエンボスキャリアテープを得た。
形成された凹部の深さK=0.24mm、短辺寸法A=0.23mm、突出部の短辺寸法S=0.27mmであり(K/T=0.80、A/S=0.85)、凹部の側面の傾斜角は1.6°、曲がり部の曲率半径は0.13mmであった。また、凹部同士の間隔は1mmとした。
得られたエンボスキャリアテープを以下のようにして評価した。
(1)テーピングエラー率
テーピング機(角チップ用高速タイプ、テーピング速度1000チップ/分)を用い、エンボスキャリアテープの凹部に0402サイズのセラミックコンデンサを収納した。その際のテーピングエラー率を下記の式から求めた。その結果、テーピングエラー率は250ppmであった。
(テーピングエラー率)=[(部品収納部に収納されなかったセラミックコンデンサ数)/(全セラミックコンデンサ数)]×1000000(ppm)
(2)実装エラー率
実装機(高速モジュラータイプ、装着精度:±0.05mm/チップ)を用い、装着タクト0.15秒/チップで、エンボスキャリアテープの凹部に収納したセラミックコンデンサ0402を実装した。その際の実装エラー率を下記の式から求めた。その結果、実装エラー率は800ppmであった。
ここで、実装されなかったセラミックコンデンサは、凹部に所定の配置で収納されていなかったものである。したがって、実装エラー率は、エンボスキャリアテープの部品収納部に、所定の配置で収納されていなかったセラミックコンデンサ数を表す。
(実装エラー率)=[(実装されなかったセラミックコンデンサ数)/(全セラミックコンデンサ数)]×1000000(ppm)
比較例1
実施例1において、ダイプレートの角穴の短辺寸法L2=0.37mmとし、クリアランス[(L2−L1)/2]=60μmとした以外は実施例1と同様にして、0402サイズのセラミックコンデンサ(短辺寸法W=0.20mm、厚さ寸法N=0.20mm)用のエンボスキャリアテープを製造した。
その結果、形成された凹部の深さK=0.24mm、短辺寸法A=0.23mm、突出部の短辺寸法S=0.37mmであり(K/T=0.80、A/S=0.62)、凹部の側面の傾斜角は15°、曲がり部の曲率半径は0.60mmであった。
また、得られたエンボスキャリアテープを実施例1と同様に評価した結果、テーピングエラー率は3000ppm、実装エラー率は40000ppmであった。
本発明のエンボスキャリアテープの一実施形態を示す上面図である。 図1に示す実施形態の位置X−X’における断面図である。 本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。 本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。 本発明のエンボスキャリアテープの製造方法の一実施形態例における一工程を示す断面図である。 従来のエンボスキャリアテープの凹部を示す断面図である。
符号の説明
1…凹部形成用成形パンチ(凹部形成用金型A)、2…ダイプレート(金型B)、2a…孔、3…ストリッパープレート、4…ノックアウトパンチ、5…基材、10…エンボスキャリアテープ、11…非加工部、12…凹部、13…突出部、14…スプロケットホール

Claims (2)

  1. プレス成形により、基材に、底部および該底部の周縁部から立ち上がる側面部からなる凹部と、該凹部に対応して前記基材の裏面から突出する突出部とが形成されているエンボスキャリアテープであって、
    前記基材の厚さTおよび前記凹部の深さKが下記式(1)を満たし、前記凹部の幅A および前記突出部の幅S が下記式(2’)を満たし、前記側面部が、当該エンボスキャリアテープの表面から0〜0.13mmの曲率半径で曲げられ、かつ当該エンボスキャリアテープの表面の垂直方向に対して0〜2°の傾斜角を有することを特徴とするエンボスキャリアテープ。
    0<K/T≦0.90 …(1)
    0.75≦A /S ≦1.00 …(2’)
  2. 凹部形成用金型Aを挿入可能な孔を有する金型B上に基材を配置し、該基材の一部を凹部形成用金型Aでプレスして前記金型Bの孔内に延伸することにより、底部および該底部の周縁部から立ち上がる側面部からなる凹部と、該凹部に対応して前記基材の裏面から突出する突出部とを形成するプレス成形工程を有し、
    前記凹部形成用金型Aおよび前記金型Bとして、下記式(2)[式中、L1は前記凹部形成用金型Aの幅L1であり、L2は前記金型Bの孔の幅である。]を満たすものを用い、
    前記凹部の深さKおよび前記基材の厚さTが下記式(1)を満たし、前記側面部が、前記基材の表面から0〜0.13mmの曲率半径で曲げられ、かつ前記基材の表面の垂直方向に対して0〜2°の傾斜角を有するように前記延伸を行うことを特徴とするエンボスキャリアテープの製造方法。
    0<K/T≦0.90 …(1)
    0.75≦L1/L2≦1.00 …(2)
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