JP5000338B2

JP5000338B2 - 電子部品の打ち抜き装置及び打ち抜き方法

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Publication number: JP5000338B2
Application number: JP2007060921A
Authority: JP
Inventors: 一哉菊池
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: JP2008227016A

Description

この発明は所定方向に走行搬送されるキヤリアテープから電子部品を金型装置によって打ち抜く打ち抜き装置及び打ち抜き方法に関する。

たとえば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やＣＯＦ（Chip On Film）などでは、フィルム状のキヤリアテープに形成されたリードに電子部品としての半導体チップが実装されていて、このキヤリアテープを所定方向に搬送しながら位置決めし、上記半導体チップが実装された部分を打ち抜くことで形成される。

すなわち、上記キヤリアテープは供給リールにスペーサテープと重ねて巻装されている。上記キヤリアテープには、デバイスホールが形成されていて、このデバイスホールの周辺部には一端部が上記キヤリアテープに接合され他端部を上記デバイスホールに突出させた上記リードが設けられている。

そして、上記リードの上記デバイスホールに突出させた他端部に上記半導体チップが下面に設けられたバンプを接合させて実装されており、上記スペーサテープはキヤリアテープに設けられた半導体チップを保護するためにこのキヤリアテープと重ねて上記供給リールに巻装されている。

上記供給リールから繰り出されたキヤリアテープは第１の巻き取りリールによって巻き取られる。上記キヤリアテープの上記供給リールと第１の巻き取りリールとの間の部分の少なくとも一部分は水平に走行するようになっていて、このキヤリアテープの水平に走行する部分には金型装置が設けられている。この金型装置は下型と上型を有し、上記キヤリアテープは型開状態にある金型装置の下型と上型との間をピッチ送りされる。

上記キヤリアテープがピッチ送りされて上記金型装置に対して位置決めされると、上記上型が下降方向に駆動されて上記キヤリアテープから上記半導体チップが上記リードとともに打ち抜かれる。そして、半導体チップが打ち抜かれた上記キヤリアテープは上記巻き取りリールに巻き取られる。

一方、上記供給リールから上記キヤリアテープとともに繰り出された上記スペーサテープは、上記キヤリアテープと分離され、上記第１の巻き取りリールとは別の第２の巻き取りリールに巻き取られるようになっている。

特許文献１にはキヤリアテープから金型装置によってＴＣＰを打ち抜く技術が示されているものの、キヤリアテープを供給リールから繰り出し、巻き取りリールに巻き取ることは示されていない。
特開２００１−３２６２５３号公報

従来の打ち抜き装置によると、供給リールから繰り出されて半導体チップが打ち抜かれたキヤリアテープは第１の巻き取りリールに巻き取られ、上記供給リールからキヤリアテープとともに繰り出されたスペーサテープは第２の巻き取りリールに巻き取られるようになっている。

すなわち、キヤリアテープとスペーサテープを別々の巻き取りリールで巻き取るようにしている。そのため、打ち抜き装置には２つの巻き取りリールを設けなければならないから、装置が大型化するということがあったり、部品点数が多くなり、コストが上昇するなどのことがあった。

この発明は、供給リールから繰り出されて電子部品が打ち抜かれたキヤリアテープと、供給リールから上記キヤリアテープとともに繰り出されたスペーサテープを同一の巻き取りリールに巻き取ようにした電子部品の打抜装置及び打ち抜き方法を提供することにある。

この発明は、キヤリアテープに実装された電子部品を打ち抜く打ち抜き装置であって、
上記キヤリアテープがスペーサテープと重ねて巻装された供給リールと、
この供給リールから繰り出された上記キヤリアテープと上記スペーサテープを分けてガイドするガイド手段と、
このガイド手段によってガイドされた上記キヤリアテープから上記電子部品を打ち抜く金型装置と、
上記供給リールと同じ巻き取り径であって、電子部品が打ち抜かれた上記キヤリアテープを上記ガイド手段によってガイドされた上記スペーサテープとともに巻き取る巻き取りリールと、
この巻き取りリールによって巻き取られる前の上記キヤリアテープを下方に向かって弛ませる第１の錘と、
上記巻き取りリールによって巻き取られる前の上記スペーサテープを上記キヤリアテープとほぼ同じ弛み量となるよう下方に向かって弛ませる第２の錘と
を具備したことを特徴とする電子部品の打ち抜き装置にある。

ほぼ同じ弛み量で弛まされた上記キヤリアテープと上記スペーサテープの弛み量は検知手段によって検知されるようになっていて、
上記検知手段によって上記キヤリアテープの弛み量が所定以上になったことが検知されたときに、その検知信号によって上記キヤリアテープの弛み量が所定量となるまで上記巻き取りリールが回転駆動されることが好ましい。

上記巻き取りリールは上記供給リールの下方に配置され、
上記ガイド手段は上記供給リールから繰り出された上記キヤリアテープと上記スペーサテープを左右の異なる方向に分けた後、上記巻き取りリールに向かう方向にガイドすることが好ましい。

この発明は、供給リールにスペーサテープと重ねて巻装されたキヤリアテープに実装された電子部品を打ち抜く打ち抜き方法であって、
上記供給リールから上記キヤリアテープとスペーサテープを繰り出す工程と、
上記供給リールから繰り出された上記キヤリアテープとスペーサテープを分ける工程と、
分けられた上記キヤリアテープから上記電子部品を打ち抜く工程と、
電子部品が打ち抜かれた上記キヤリアテープを上記供給リールから繰り出された上記スペーサテープとともに上記供給リールと同じ巻き取り径の巻き取りリールに巻き取る工程と、
上記巻き取りリールによって巻き取られる前の上記キャリアテープと上記スペーサテープをほぼ同じ弛み量となるよう下方に向かって弛ませる工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の打ち抜き方法にある。

この発明によれば、供給リールから繰り出されたキヤリアテープとスペーサテープをガイド手段によって分けてガイドし、キヤリアテープから電子部品を打ち抜いた後、このキヤリアテープと上記スペーサテープを一緒に巻き取りリールに巻き取るようにした。

そのため、キヤリアテープとスペーサテープを１つの巻き取りリールに巻き取ることができるから、装置の小型化や構成の簡略化を図ることができる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１はキヤリアテープ１に実装された電子部品としての半導体チップ２（図３に示す）を打ち抜いて図示しない実装装置に供給するための打抜装置を示す。上記キヤリアテープ１には図３に示すように幅方向の中央部にデバイスホール３が所定間隔で形成されている。

キヤリアテープ１のデバイスホール３の部分には一端部がキヤリアテープ１に接合され他端部がデバイスホール３内に突出したリード４が設けられている。さらに、キヤリアテープ１の幅方向の両端部には矩形状の係合孔１ａが長手方向に対して所定間隔で形成されている。

上記リード４には上記半導体チップ２が実装されている。そして、図３に鎖線で示すように上記半導体チップ２とともにリード４を後述するように打ち抜くことでＴＣＰが形成される。なお、デバイスホール３に実装された半導体チップ２は図示しない樹脂によってコーティングされている。

上記キヤリアテープ１は、このキヤリアテープ１に実装された半導体チップ２を保護するスペーサテープ６と重ねて供給リール７に巻装されている。供給リール７からは上記キヤリアテープ１とともに上記スペーサテープ６が繰り出される。

キヤリアテープ１は第１のガイドローラ８によって図１における右方向にガイドされて金型装置９の下型１１と上型１２との間を通される。金型装置９の上流側には第１のスプロケット１３が設けられ、下流側には第２のスプロケット１４が設けられている。上記キヤリアテープ１の幅方向両端部に形成された係合孔１ａは上記第１、第２のスプロケット１３，１４の外周面の幅方向両側に上記係合孔１ａと対応して設けられた歯１３ａ，１４ａに係合している。

そして、上記第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４は、上記キヤリアテープ１の上記第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４の間に位置する部分を水平に支持してガイドするよう、高さが設定されている。

上記第１スプロケット１３は第１の駆動源１６によって回転駆動され、上記第２のスプロケット１４は第２の駆動源１７によって回転駆動される。第１の駆動源１６と第２の駆動源１７は図２に示す制御装置１８によって駆動が制御される。制御装置１８は第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４が同期して回転するよう駆動を制御するようになっている。

それによって、上記第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４の回転駆動によってキヤリアテープ１が図１に矢印Ｆで示す方向にピッチ送りされるとき、このキヤリアテープ１の一対のスプロケット１３，１４によって水平に支持された部分は張力がほとんど生じることなく搬送される。

上記上型１２にはポンチ１２ａが設けられ、上記下型１１にはポンチ１２ａが入り込む打ち抜き孔１１ａが形成されている。さらに、下型１１の上面には上記キヤリアテープ１の係合孔１ａが係合する複数の位置決めピン１１ｂがキヤリアテープ１に形成された係合孔１ａと対応する間隔で突設されている。

上記下型１１はリニアモータなどの第３の駆動源２１によって上下駆動され、上記上型１２は同じくリニアモータなどの第４の駆動源２２によって上下駆動される。下型１１が下降位置から上昇してキヤリアテープ１の下面に接触するまでのストロークは、上型１２が上昇位置から下降してポンチ１２ａの先端面がキヤリアテープ１の上面に接触するまでのストロークよりも小さく設定されている。

上記第３の駆動源２１と第４の駆動源２２は上記制御装置１８によって同時に駆動されるよう制御される。それによって、下型１１の位置決めピン１１ｂがキヤリアテープ１の係合孔１ａに係合して上面がキヤリアテープ１の下面を支持してから、上記上型１２のポンチ１２ａがキヤリアテープ１の上面を加圧し、このキヤリアテープ１から半導体チップ２をリード４とともに打ち抜くようになっている。

なお、下型１１と上型１２は、これらの型１１，１２を図示しないストッパに機械的に衝突させたり、第３、第４の駆動源２１，２２の駆動を電気的に制御するなどして所定の上昇位置及び下降位置で停止するようになっている。つまり、キヤリアテープ１の水平に支持された部分を上方に押し上げたり、下方へ押し下げることなく、上記下型１１はキヤリアテープ１の下面を支持し、上型１２は上面を加圧するようになっている。

上記金型装置９の下型１１と上型１２との間を通されて半導体チップ２が打ち抜かれたキヤリアテープ１は、第２のガイドローラ２４にガイドされて上記供給リール７の下方に配設された巻き取りリール２５に巻き取られる。巻き取りリール２５は第５の駆動源２６によって駆動されて半導体チップ２が打ち抜かれたキヤリアテープ１を巻き取る。
なお、巻き取りリール２５は供給リール７とは同じ巻き取り径のものが用いられている。

上記第１のガイドローラ８、第１のスプロケット１３、第２のスプロケット１４及び第２のガイドローラ２４は上記キヤリアテープをガイドする第１のガイド手段Ｇ１を構成している。

上記キヤリアテープ１の上記第２のスプロケット１４と上記第２のガイドローラ２４との間の部分は下方に向かって弛まされてＵ字状に屈曲し、その屈曲状態を維持するために屈曲部に第１の錘２７が設けられる。

上記第１の錘２７の高さ位置、つまりキヤリアテープ１の弛み量は高さ検知手段としてのリニアスケール２８によって検知される。リニアスケール２８の検知信号は上記制御装置１８に出力され、この制御装置１８に設定された基準値と比較される。

比較の結果、キヤリアテープ１の弛み量が基準値よりも大きくなると、制御装置１８から第５の駆動源２６に駆動信号が出力されて巻き取りリール２５が回転駆動され、上記キヤリアテープ１の弛んだ部分を第１の錘２７が鎖線で示す位置に上昇するまで巻き取るようになっている。

上記供給リール７からキヤリアテープ１とともに繰り出されたスペーサテープ６は第３のガイドローラ３１によって上記供給リール７から繰り出されたキヤリアテープ１と分けられる、図１における左側方向、つまりキヤリアテープ１と逆方向にガイドされる。ついで、スペーサテープ６は第４のガイドローラ３２によって下方へガイドされて上記巻き取りリール２５に上記キヤリアテープ１と一緒に巻き取られる。上記第３のガイドローラ３１と第４のガイドローラ３２はスペーサテープ６をガイドするための第２のガイド手段Ｇ２を構成している。

なお、第１のガイドローラ８と第２のガイドローラ２４は供給リール７と巻き取りリール２５の高さ方向の上端と下端との間の位置に配置される。それによって、装置の高さを低くして小型化を図ることができるばかりか、キヤリアテープ１の交換作業が取り扱いが容易となるから、作業性を向上させることができる。

上記スペーサテープ６の上記第３のガイドローラ３１と第４のガイドローラ３２の間の部分は下方に向かって弛まされてＵ字状に屈曲し、その屈曲部には屈曲状態を維持するための第２の錘２９が設けられる。

上記スペーサテープ６の弛み量は、上記キヤリアテープ１の第１の錘２７による弛み量とほぼ同じになるよう設定される。すなわち、第１、第２の錘２７，２９は略同じ高さに位置してキヤリアテープ１とスペーサテープ６をほぼ同じ弛み量となるよう上下動を繰り返し、第２の錘２９が鎖線で示す位置に上昇するまで、上記キヤリアテープ１と一緒に巻き取られる。

それによって、巻き取りリール２５にキヤリアテープ１とスペーサテープ６が同時に巻き取られたとき、スペーサテープ６の弛みがリニアスケール２８によって検知されていなくとも、スペーサテープ６が巻き取られ過ぎて弛みがなくなるということがないから、スペーサテープ６に張力がかかり過ぎて破断するのが防止される。

なお、図示しないが、スペーサテープ６の弛み量をキヤリアテープ１と同様、リニアスケールによって検知し、どちらか一方のテープの弛み量が所定量以下となったときに、巻き取りリール２５による巻取りを停止するようにしてもよい。

上記供給リール７は第６の駆動源３３によってこの供給リール７に巻装されたキヤリアテープ１とスペーサテープ６を繰り出す方向に回転駆動される。すなわち、上記供給リール７は、上記第１、第２スプロケット１３，１４が上記第１、第２の駆動源１６，１７によって同期して駆動されてキヤリアテープ１をピッチ送りしたとき、その送りに同期して第６の駆動源３３によって駆動されてキヤリアテープ１とスペーサテープ６を繰り出すようになっている。

このような構成の打ち抜き装置によれば、キヤリアテープ１の第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４の間の部分を水平に走行させ、その部分から半導体チップ２を打ち抜くとき、第３の駆動源２１と第４の駆動源２２を同時に作動させ、下型１１が上昇方向に駆動されるとともに、上型１２が下降方向に駆動される。

下型１１と上型１２とはキヤリアテープ１に対するストロークの違いにより、まず下型１１に設けられた位置決めピン１１ｂがキヤリアテープ１の係合孔１ａに係合してその上面がキヤリアテープ１の下面を支持した後、上型１２のポンチ１２ａの下端面がキヤリアテープ１の上面を加圧しながら上記下型１１の打ち抜き孔１１ａに入り込む。それによって、キヤリアテープ１から半導体チップ２が打ち抜かれる。

打ち抜きが終了すると、まず上型１２が上昇方向に駆動され、ついで下型１１が下降方向に駆動されてキヤリアテープ１の上下面から上記下型１１と上型１２が離れる。ついで、第１の駆動源１６と第２の駆動源１７が作動して第１のスプロケット１３と第２のスプロケット１４が同期して回転駆動される。それによって、キヤリアテープ１の一対のスプロケット１３，１４によって水平に支持された部分が図１に矢印Ｆで示す方向にピッチ送りされ、その後、上述した半導体チップ２の打ち抜きが繰り返して行われる。

供給リール７からキヤリアテープ１をスペーサテープ６とともに繰り出しながら、上述したように半導体チップ２の打ち抜きを繰り返して行うと、第１の錘２７によって下方に向かって湾曲したキヤリアテープ１の弛み量が増大し、その弛み量が所定以上になって第１の錘２７がリニアスケール２８によって検知される。リニアスケール２８の検知信号が制御装置１８に出力されると、第５の駆動源２６によって巻き取りリール２５が回転駆動される。

それによって、キヤリアテープ１は弛み量が所定量に減少するまで巻き取りリール２５に巻き取られる。このとき、キヤリアテープ１と一緒にスペーサテープ６も巻き取られることになる。

すなわち、供給リール７から繰り出されるキヤリアテープ１とスペーサテープ６を第１のガイド手段Ｇ１と第２のガイド手段Ｇ２によって供給リール７から左右逆方向に分けるとともに、半導体チップ２が打ち抜かれたキヤリアテープ１と上記スペーサテープ６を、上記供給リール７の下方に配置された巻き取りリール２５に向かう方向にガイドしてこの巻き取りリール２５に一緒に巻き取るようにした。

そのため、供給リール７から繰り出されるキヤリアテープ１とスペーサテープ６を１つの巻き取りリール２５に巻き取ることができるから、別々の巻き取りリールで巻き取っていた従来に比べて打ち抜き装置の小型化や構成の簡略化を図ることができる。

また、第１の錘２７によるキヤリアテープ１の弛み量と、第２の錘２９によるスペーサテープ６の弛み量が同じになるようにし、しかも供給リール７と巻き取りリール２５の巻き取り径も同じにした。

そのため、キヤリアテープ１とスペーサテープ６のどちらか一方だけが巻き取られ過ぎたり、弛み過ぎるのが防止されるから、キヤリアテープ１とスペーサテープ６を上記巻き取りリール２５に確実に巻き取ることができる。

しかも、上記供給リール７の下方に上記巻き取りリール２５を配置するようにした。そのため、供給リール７と巻き取りリール２５を水平方向に所定間隔で離間させて配置する場合に比べて打ち抜き装置の幅寸法を大幅に小さくすることができるから、巻き取りリール２５が１つであることと相俟って打抜装置の小型化を図ることができる。

また、供給リール７と巻き取りリール２５をテープが巻かれる巻取り径を同じ径にしたので、供給リール７に巻装されたキヤリアテープ１とスペーサテープ６が空になるタイミングと、巻き取りリール２５にキヤリアテープ１とスペーサテープ６が満杯に巻き取られるタイミングがほぼ同時になる。そのため、供給リール７と巻き取りリール２５の交換作業も同時に行うことができるから、その作業を能率よく迅速に行なうことが可能となる。

この発明の一実施の形態を示す打ち抜き装置の概略的構成図。打ち抜き装置の制御系とのブロック図。キヤリアテープの一部分を示す平面図。

符号の説明

１…キヤリアテープ、２…半導体チップ（電子部品）、７…供給リール、８…第１のガイドローラ、９…金型装置、１１…下型、１２…上型、１３…第１のスプロケット、１４…第２のスプロケット、１８…制御装置、２４…第２のガイドローラ、２５…巻き取りリール、３１…第３のガイドローラ、３２…第４のガイドローラ、Ｇ１…第１のガイド手段、Ｇ２…第２のガイド手段。

Claims

キヤリアテープに実装された電子部品を打ち抜く打ち抜き装置であって、
上記キヤリアテープがスペーサテープと重ねて巻装された供給リールと、
この供給リールから繰り出された上記キヤリアテープと上記スペーサテープを分けてガイドするガイド手段と、
このガイド手段によってガイドされた上記キヤリアテープから上記電子部品を打ち抜く金型装置と、
上記供給リールと同じ巻き取り径であって、電子部品が打ち抜かれた上記キヤリアテープを上記ガイド手段によってガイドされた上記スペーサテープとともに巻き取る巻き取りリールと、
この巻き取りリールによって巻き取られる前の上記キヤリアテープを下方に向かって弛ませる第１の錘と、
上記巻き取りリールによって巻き取られる前の上記スペーサテープを上記キヤリアテープとほぼ同じ弛み量となるよう下方に向かって弛ませる第２の錘と
を具備したことを特徴とする電子部品の打ち抜き装置。
ほぼ同じ弛み量で弛まされた上記キヤリアテープと上記スペーサテープの弛み量は検知手段によって検知されるようになっていて、
上記検知手段によって上記キヤリアテープの弛み量が所定以上になったことが検知されたときに、その検知信号によって上記キヤリアテープの弛み量が所定量となるまで上記巻き取りリールが回転駆動されることを特徴とする請求項１記載の電子部品の打ち抜き装置。
上記巻き取りリールは上記供給リールの下方に配置され、
上記ガイド手段は上記供給リールから繰り出された上記キヤリアテープと上記スペーサテープを左右の異なる方向に分けた後、上記巻き取りリールに向かう方向にガイドすることを特徴とする請求項１記載の電子部品の打ち抜き装置。
供給リールにスペーサテープと重ねて巻装されたキヤリアテープに実装された電子部品を打ち抜く打ち抜き方法であって、
上記供給リールから上記キヤリアテープとスペーサテープを繰り出す工程と、
上記供給リールから繰り出された上記キヤリアテープとスペーサテープを分ける工程と、
分けられた上記キヤリアテープから上記電子部品を打ち抜く工程と、
電子部品が打ち抜かれた上記キヤリアテープを上記供給リールから繰り出された上記スペーサテープとともに上記供給リールと同じ巻き取り径の巻き取りリールに巻き取る工程と、
上記巻き取りリールによって巻き取られる前の上記キャリアテープと上記スペーサテープをほぼ同じ弛み量となるよう下方に向かって弛ませる工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の打ち抜き方法。