JP5337141B2

JP5337141B2 - キャリヤテープ製造装置およびキャリヤテープ製造法

Info

Publication number: JP5337141B2
Application number: JP2010291462A
Authority: JP
Inventors: 晋也奥田
Original assignee: OKUDA CORPORATION
Current assignee: OKUDA CORPORATION
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012136281A

Description

本発明は、電子部品を収納して搬送するキャリヤテープの製造方法、およびその製造装置に関する。

電子機器に使用されているチップ部品（以後部品と呼ぶ）は、長さと幅が年々小型化されてきた。現在ではこのような小型の部品は、人手によって電子機器に装着することが困難であるため、自動実装装置が開発された。しかし、上記のような小型の部品を自動実装装置によって正確で、しかも短時間に取り付けられるようにするためには、自動実装装置だけではなく、キャリヤテ―プの寸法精度や強度および紙粉やケバがないなどの品質も問題になる。従来、電子部品を収納して搬送する紙製キャリヤテープとして、紙製基材に貫通穴を成型し、この貫通孔内に電子部品を収納した状態で基材の両面に蓋材を取付けたものが知られている。この場合、基材の両面に蓋材を取付けているが、基材の両面に蓋材を取付けることは煩雑となる。最近紙製基材に凹部をパンチによりプレス成型し、基材の片面だけ蓋材を取付ける構造の簡単な紙製キャリヤテープがある。以後紙製プレスキャリヤテープと呼ぶ。この場合送り方向に沿って配置された多数の収納凹部に小部品を収納し、収納凹部の表面を被覆テープで覆って小部品を包装する紙製キャリヤテープである。同時に凹部列の横にテープを移送するための搬送用貫通孔の列を成型している。基材がプラスチックの場合プラスチック製キャリヤテープに凹部を成型する製造法として溶融成型法にてプラスチック製基材に凹部を成型し、この凹部内に電子部品を収納するものが知られている（特許文献１）。

上述のように紙製基材からパンチにより凹部を成型する場合、原料の紙が被圧縮性であることや紙繊維の性質から成型した凹部の形状が一定せず、また成型時の紙粉などが電子部品の収納、実装時に悪影響を与えることが指摘されている。これまで上記課題を解決すべく紙製プレスキャリヤテープの製造装置が検討されてきた。

凹部の成型精度を向上させるために紙製キャリヤテープ基材の裏面側に平坦な押圧板で押圧して、凹面の開口側である表面には先端形状が中央から外周に向かって傾斜したテーパー面を有する形状の加熱プレス成型型を前記紙製キャリヤテープ基材の表面側から押圧して前記紙製キャリヤテープ基材の表面から所定の深さまで厚み方向に加熱圧縮して成型して製造する（特許文献２）。第一工程で貫通孔を成型し第二工程で凹部を成型する（特許文献３）。これまで一般的であった紙製基材を浮かせてプレス成型する方法とは異なり、紙製基材を圧縮挾持し、紙製基材の一面を平坦に維持した状態でパンチを進行させて紙製基材の厚さを減少させて凹部を成型する（特許文献４）。押え板が受台に当接する脚部を有し、脚部が受台に当接した際、紙製基材との間に間隙を形成し、パンチにより基材に凹部を成型する。パンチにより基材に凹部を成型する際、基材の凹部底面が受台側へ突出し、基材の他の底面を受台から引離す（特許文献５）。

紙製プレスキャリヤテープは送り方向に沿って配置された多数の収納凹部に小部品を収納し、収納凹部の表面を被覆テープで覆って小部品を包装するキャリヤテープであって、紙製プレスキャリヤテープの生産量を上げ安価に大量生産するため、広幅の紙製基材テープの幅方向に多数の収納凹部を成型できる金型を設置しプレス成型工程後、広幅紙製キャリヤテープを収納凹部と搬送用貫通孔を持つように送り方向に裁断する。幅方向に多数の収納凹部を成型できる金型を設置したプレス成型工程を多連のプレス装置と呼ぶ。裁断工程をスリット工程と呼ぶ。しかしながらこれまで考案されてきた多連の紙製プレスキャリヤテープ製造装置ではプレス工程への移送速度がばらつき寸法精度などの製品品質が均一化しない。ことにキャリヤテープ側面から貫通孔の中心までの距離（Ｅ寸と呼ぶ）がばらつき、自動電子部品収納・実装上問題となり大きく生産性を改善することはできなかった。また凹部寸法精度も重要であり、上記のような製造法では生産速度を上がらず、多連のプレス金型を設置しても必ずしも多連から期待される生産量の向上につながらなかった。多連のプレス成型金型により精度よく紙製基材に凹部を成型し、かつE寸のばらつきを最小化し、さらに紙粉による製品不良を解消し、電子部品収納・実装工程を阻害するものを除去し、効果的に連続的にスリットする工程をコンパクトに併せ持った安価な設備で高速で大量生産できる製造装置および製造法はなかった。

特開Ｈ６−１９４８９３号公報特許３４８６１０２号公報特開２００２−２１１５０７号公報特許３８８０７９９号公報特許３１６０２５６号公報

紙製のキャリヤテープは、原料がパルプであるため被圧縮性であり、電子部品の収納用凹部を成型するプレス時に、ストリッパーとダイプレートで紙製基材を圧縮保持しプレス成型すると凹部底面の厚みが極端に小さくなり強度低下を引き起こす。紙製基材を浮かしてプレス成型する方法は過去にはあるが、寸法精度や製造効率で不十分である。また紙繊維の性質から生成する紙粉の発生は製品不良の原因となり、テーピング工程の、電子部品を収納用孔に収納する際に、電子部品が収納しにくく、甚だしくは、浮き上がって脱落したり、また、実装工程の、自動挿入機を用いて電子部品を収納用孔から取り出す際に、取り出しミスをしたりする不具合が発生する。これらの不具合は、特に電子部品が小型のものほど発生し易い。また、紙粉の発生・飛散は作業環境を悪くする。さらに製造効率を上げるために５連以上の多連紙製プレスキャリヤテープ製造装置では紙製基材の移送精度の悪さにより製品である紙製プレスキャリヤテープの寸法精度が単連に比べ劣化する。多連プレス金型ではダイ数が多くなり金型強度が低下する。解決しようとする問題点は、５連以上のプレス金型を使用し、紙製基材の強度を低下することなく凹部精度などの寸法精度を上げて凹部の深さを確保して紙粉による製品不良や電子部品実装への悪影響をなくし、きわめて安価に精度よく大量の紙製プレスキャリヤテープを製造する製造法及び製造装置を提供することを目的としている。

本発明では紙製基材をつかんでダイプレートに送り出し、ストリッパーが下がってきてダイプレートに取り付けたハイトブロックと接し、ハイトブロックの間とストリッパーおよびダイプレートとの間に空隙を形成し、その空隙に紙製基材を保持し、引き続きパンチが下がりストリッパーの開孔から挿入され、紙製基材を押し下げることで凹部を成型する。ハイトブロックは紙製基材の厚みにより空隙を調節できるように取り外し可能にすることで広範な厚みの紙製基材に対応できる。さらにストリッパーにスプリングを設けることでストリッパーとダイプレートが接する衝撃をやわらげることができ製品の凹部の深さの平均化や金型の寿命に寄与する。ハイトブロックをストリッパーに装着した装置の場合、これを押え板に脚部を有する装置の場合と呼んでもよいが、それに比較して本発明によるハイトブロックをダイプレートに装着する装置では前者に比べ下記の長所がある。（１）ハイトブロック（あるいは脚部）は接する面積が広いほどストリッパーや他の部分の衝撃によるストレスが少ないが結果重くなり、ハイトブロック（あるいは脚部）をストリッパー（押え板）に装着すると上下動するストリッパー（押え板）の重量が大きくなりプレス成型速度が低下し製造効率を低下させる。（２）ダイプレートにハイトブロックを装着すると送り方向で紙製基材をガイドするため製品寸法が安定する。（３）ダイプレートにハイトブロックを装着する方が押え板に脚部を有する装置よりも金型レイアウトのスペースにゆとりができ、紙粉除去のエアー配管を装着できる。高さの異なるハイトブロックを自在に付け外しすることで（１）プレスに金型を取り付けた状態のままでハイトブロックを付け替えることができるのでセット替えの効率を上げることができる。（２）ハイトブロックを付け替えることで基材の厚みの違う同一規格の製品を同一金型で製造することができる。金型としてテープ送り用貫通孔をパンチするダイが紙製基材の送り方向に５〜２０個並んだ列を紙製基材の幅面方向に５〜１０列持つブロック面を３面以上２０面以下有するダイプレートとストリッパーの開孔から挿入されるパンチを紙製基材の送り方向に凹部成型用角パンチが１０〜６０個および並列に貫通孔成型用丸パンチが５〜２０個並んだ列を紙製基材の幅面方向に５〜１０列持つブロック面を３面以上２０面以下有するパンチプレートを備えそれぞれのブロック面が紙製基材の送り方向に重ならないように複数交互に配置した金型を装着し製造効率を向上させた。さらに紙製キャリヤテープ基材の送りを従来のスリット工程後の引っ張り方式ではなく、プレス工程前に送り装置を設置することで多連においても紙製キャリヤテープ基材の送り速度を一定にし、広幅の多連紙製プレスキャリヤテープ基材をそれぞれ列ごとにスリット後、巻き取り製品化する。また金型内に空気による紙粉回収ラインを装着し、紙粉による作業環境の悪化や電子部品収納・実装時の問題を解決した。

本発明にかかるプレス成型では、紙製基材に、部品を収納するのに十分な凹部を有する紙製プレスキャリヤテープを容易かつ簡単に得ることができる。この場合、凹部の底面がダイプレート側に接することで、紙製基材の他の底面がダイプレートに装着したハイトブロックの効果により形成した空隙に浮き、パンチによる成型圧力を小さく抑えることができ、かつ紙製プレスキャリヤテープを送り出すことで寸法精度を低下することなく容易にスリット工程に排出することができる。また材料から加工粉が発生しないので、加工粉による障害が防止できる。また多連の金型の採用で極めて安価に大量の凹部を有する紙製キャリヤテープを製造することができる。

金型説明図。パンチとパンチが挿入される開孔を有するストリッパーとハイトブロックを有するダイプレートの間に紙製基材が保持されている様子を示す。加工図。パンチが紙製基材を押し下げ凹部を成型加工する状態を表す。キャリヤテープ体の説明図。装置ライン図。紙製基材送り出し部とプレス成型部およびスリット部をあらわす。多連金型図。本図は２０連金型をあらわす。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。本発明の実施例では、限定した紙製基材、装置、金型を使用したが本発明の実施形態では記載した内容に限定するものではないことは自明である。

図１に示す様に、キャリヤテープの製造装置のプレス成型部は紙製の１０ａ紙製基材を受ける１１ダイプレートと、１１ダイプレートに対向して設けられた１４開孔を有する１２ストリッパーと、１２ストリッパーの１４開孔内に挿入され１０ａ紙製基材に２１凹部を成型する１３角パンチとを備えている。このうち１１ダイプレートは１１ａハイトブロックを有し１２ストリッパーが下降した際に１２ストリッパーに接する。１２ストリッパーと１１ダイプレートとの間に２６空隙が形成されるようになっている。上記１３角パンチを８個有する列と並列に貫通孔を成型する１６丸パンチを１６個有する列が幅方向に４列並ぶブロック面を紙製基材の送り方向に重ならないように５面交互に配置している図５の２０連金型を使用する。

この場合、１２ストリッパーと１１ダイプレートとの間の２６空隙は、１０ａ紙製基材の厚みと図３の２３紙製基材底面から２２凹部底面の突出高さを加えた高さを形成するように０．７ｍｍの高さのハイトブロックをダイプレートに装着した。

図４は、本発明装置の一実施例である紙製キャリヤテープ製造ライン図であって、１０ａ紙製基材である巾１６４ｍｍ、厚み０．６０ｍｍの王子特殊紙株式会社製ＨＪキャリヤテープ用紙が３０紙製ロールから３１高速カムグリッパフィーダによりプレス成型工程である３２高速自動プレスに送った。

１０ａ紙製基材は図１の１１ダイプレート上に送り出され１１ａハイトブロックの間で保持した。１２ストリッパーが１８スライドにより下降し１１ダイプレートに設けた１１ａハイトブロックと接し１１ダイプレートとの間に２６空隙を形成する。１２ストリッパーが瞬間停止し、さらに１５パンチプレートが下降し１３角パンチが１０ａ紙製基材を押し込み、２１凹部を成型した。その際に２２凹部底面は１１ダイプレートに接し２３紙製基材底面は浮く。図５の２０連金型により同時に２０列の凹部列と貫通孔列を成型した。

金型において１２ストリッパーは１３角パンチをダイ側に偏りなく導く。偏りなく１３角パンチ及び１６丸パンチをダイにガイドするために１２ストリッパーと１３角パンチ及び１６丸パンチのクリアランスを3〜5μと設定した。クリアランスが設定より小さいと１２ストリッパーと１３角パンチ及び１６丸パンチがぶつかり、擦れによるパンチ磨耗が発生する。

金型には２５エアー配管を装備した。２５エアー配管には（株）日立製作所社製HISCREW OSP-37V6ARインバーター搭載型空気圧縮機にて乾燥圧縮空気を製造し毎分４．２ｍ３の空気量を流し、金型に滞留する紙粉を排除した。

プレス成型後１９サイドカットパンチにより１０ａ紙製基材の両端を切断し１０ａ紙製基材の巾を１６０ｍｍにする。２４スリットカットパンチにより２０列各８ｍｍの紙製基材キャリヤテープに切断した。

前記で製造した紙製キャリヤテープのスリット巾は８ｍｍ、誤差は＋０．０２〜＋０．０５ｍｍであった。Ｅ寸寸法、凹部寸法を含むテープ寸法は画像測定機で３０倍拡大し、自動計測した。すべて規格値内であった。

高さ１．０５ｍｍの１１ａハイトブロックを１１ダイプレートに装着し、１０ａ紙製基材として巾１６４ｍｍ、厚み０．９５ｍｍの王子特殊紙株式会社製ＨＪキャリヤテープ用紙を用いて、実施例１と同様に紙製プレスキャリヤテープを製造した。製造した紙製キャリヤテープのスリット巾は８ｍｍ、誤差は＋０．０２〜＋０．０５ｍｍであった。Ｅ寸寸法、凹部寸法を含むテープ寸法は画像測定機で３０倍拡大し、自動計測した。すべて規格値内であった。

電子部品を収納する凹部と搬送する貫通孔を有する紙製キャリヤテープの製造を大量、安価にかつ精度よく生産することができる。さらに紙製テープ材料の生産に広く応用することができる。

１０紙キャリヤテープ
１０ａ紙製基材
１１ダイプレート
１１ａハイトブロック
１２ストリッパー
１３角パンチ
１４開孔
１５パンチプレート
１６丸パンチ
１７スプリング
１８スライド
１９サイドカットパンチ
２０スプロケット孔
２１凹部
２２凹部底面
２３紙製基材底面
２４スリットカットパンチ
２５エアー配管
２６空隙
３０紙製ロール
３１高速カムグリッパフィーダ日本電産キョーリ（株）ＧＸ−１２０
３２高速自動プレス日本電産キョーリ（株）

Claims

紙製基材を保持するダイプレートと上下に作動するストリッパーを備え、ダイプレートはハイトブロックを有しストリッパーが下降しハイトブロックと接する際に紙製基材と空隙を形成し、ストリッパーの開孔からパンチが挿入され紙製基材に凹部を成型する際、紙製基材の凹部底面がダイプレート側へ接し、紙製基材の他の底面をダイプレートから浮かせることを特徴とする紙製プレスキャリヤテープ製造装置。
前記ハイトブロックを自在に付け外しできるダイプレートを有する請求項１の紙製プレスキャリヤテープ製造装置。
テープ送り用貫通孔をパンチするダイが紙製基材の送り方向に５〜２０個並んだ列を紙製基材の幅面方向に５〜１０列持つブロック面を３面以上２０面以下有するダイプレートと紙製基材の送り方向に凹部成型用角パンチが１０〜６０個および並列に貫通孔成型用丸パンチが５〜２０個並んだ列が紙製基材の幅面方向に５〜１０列持つブロック面を紙製基材の送り方向に重ならないように複数交互に３面以上２０面以下有するパンチプレートとパンチの挿入される開孔を有するストリッパーを備えた金型を用いる請求項１の紙製プレスキャリヤテープ製造装置。
紙製基材を掴んで、ダイプレートに送り出す工程と、ダイプレート上のハイトブロックの間に紙製基材を保持する工程と、角パンチにより基材に凹部を成型し同時に丸パンチにより貫通孔を成型する工程とを備え、角パンチおよび丸パンチが凹部と貫通孔を成型する際に凹部底面がダイプレートに接することでダイプレートに取り付けたハイトブロックにより形成される空隙で紙製基材がダイプレートから浮かぶことを特徴とする紙製プレスキャリヤテープ製造法。