JP5423915B2 - チップ回転装置及びチップの回転方法 - Google Patents

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本発明は、対向し合う一対のプレート間にチップを挟持し、一対のプレートを相対的に移動させることによりチップを回転させるチップ回転装置及び該装置を用いたチップの回転方法に関する。
積層コンデンサなどの電子部品では、電子部品チップの複数の面に電極が形成されている。電極形成方法としては、導電ペーストの塗布及び焼き付け法が広く用いられている。このような導電ペーストの塗布を効率良く行うために、様々な方法が提案されている。
下記の特許文献1には、四角柱状の電子部品チップの4つの側面に電極を形成する方法が開示されている。電子部品チップの異なる側面に導電ペーストを塗布するために、特許文献1では、図10に示す電子部品製造装置が用いられている。
図10に示す電子部品製造装置1001では、押えプレート1002の下面に弾性材料層1003が形成されている。押えプレート1002の下方にホルダープレート1004が配置されている。ホルダープレート1004は、弾性材料からなり、貫通孔1004aを有する。貫通孔1004aに、電子部品チップ1005が圧入され保持される。
図10に示すように、弾性材料層1003と、ホルダープレート1004との間に電子部品チップ1005が挟持されている。この状態で、押えプレート1002を矢印で示すように、ホルダープレート1004に対して面方向に移動させる。その結果、電子部品チップ1005が回転し、ホルダープレート1004の貫通孔1004a内に圧入される。このようにして、電子部品チップ1005の1つの側面を、ホルダープレート1004の上面側に露出させることができる。従って、電子部品チップ1005の露出している側面に導電ペーストを容易に塗布することができる。
特許文献1では、このような押えプレート1002及びホルダープレート1004を用い、電子部品チップ1005を回転させる工程を繰り返すことにより、電子部品チップ1005の4つの側面に電極を形成することができるとされている。
また、下記の特許文献2には、同様に電子部品チップを回転させる方法が開示されている。特許文献2では、粘着性の表面を有する弾性体の該粘着性の表面に電子部品チップの一方の側面を粘着力により保持する。この状態で電子部品チップの他方の側面にペースト層を形成する。次に、該電子部品チップに、粘着性を有しない弾性体を圧接させ、弾性体を前記第1の弾性体に対して面方向にスライドさせる。それによって、電子部品チップを180度回転させる方法が記載されている。180度回転された後、電子部品チップの上記他方側面が粘着性表面で保持されることになる。従って、電子部品チップの前記一方の側面にペースト層を形成することができる。
特開2000−299145号公報 特願2010−141145号公報
特許文献1に記載の電子部品製造装置では、上記のように、ホルダープレート1004の貫通孔1004a内に電子部品チップ1005を90度回転させた後に圧入している。従って、異なる側面にペーストを塗布するためには、再度貫通孔1004aから取り出し、電子部品チップ1005を回転しなければならない。
また、特許文献2では、電子部品チップを180度回転させ、電子部品チップの対向し合う側面に電極ペーストを塗布することができるとされている。しかしながら、特許文献2では、電子部品チップを回転させる具体的な方法及び装置については詳細には記載されていない。
他方、特許文献1や特許文献2に記載のように、粘着性表面を有する弾性体に電子部品チップを圧接させる方法では、電子部品チップが小型になるほど、弾性体の変形等により電子部品チップを正確に回転させることが困難となってきている。また、実際に、小型の電子部品チップを回転させたとしても、電子部品チップが小型であるため、弾性体間の隙間は狭く、確実に回転されているか否かを確認することも困難であった。
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、小型の電子部品チップであっても、確実に回転させることを可能とするチップ回転装置及び該チップ回転装置を用いたチップの回転方法を提供することにある。
本発明に係るチップ回転装置は、一方面に第1の弾性体層が設けられている第1のプレートと、一方面に第2の弾性体層が設けられている第2のプレートとを備え、前記第1のプレートの前記第1の弾性体層と、前記第2のプレートの前記第2の弾性体層とが対向されており、前記第1の弾性体層に一面が保持された四角柱状のチップを第1,第2の弾性体層で挟んだ状態で、前記第1及び第2のプレートを第1,第2のプレートの面方向において相対的に移動させる面方向移動機構と、前記電子部品チップが前記第1,第2の弾性体層間で回転される際、前記面方向移動機構と共同して前記第1,第2のプレートの少なくとも一方を前記面方向と垂直方向に移動させる垂直方向移動機構とを備える。
本発明に係るチップの回転方法は、本発明に従って構成されたチップ回転装置を用いた四角柱状のチップの回転方法であって、対向し合う第1,第2の面を有する四角柱状のチップを用意する工程と、前記第1,第2のプレートの前記第1,第2の弾性体層間に、第1の面が第1の弾性体層に接触し、第2の面が第2の弾性体層に接触するように第1,第2のプレート間に前記四角柱状のチップを挟持する工程と、前記第1,第2のプレートを前記面方向において、前記面方向移動機構により相対的に移動させると共に、前記四角柱状のチップを前記第1及び第2のプレートを前記面方向移動機構及び前記垂直方向移動機構により移動させ、それによってチップを回転させる工程とを備える。
本発明に係る電子部品の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記面方向移動機構及び前記垂直方向移動機構が駆動源としてモータを有し、前記モータのトルクを検出機構により検出する。
本発明に係るチップ回転装置及び回転方法によれば、対向し合う一対の面を有するチップを一方の面を第1のプレートの粘着性表面を利用して粘着させ、他方面を第2のプレートに接触させて挟持した状態から、第1及び第2のプレートを電子部品チップの回転軌跡に沿って第1及び第2のプレートの少なくとも一方を移動させることができる。従って、チップを回転させることができる。すなわち、チップの回転軌跡に沿って確実にチップを回転させることができるので、チップが小型の場合であっても、また、チップに圧接された弾性体層が変形したとしても、確実にチップを回転させることができる。
よって、電子部品チップの対向し合う端面にペーストを塗布するような工程において、本発明の電子部品製造装置及び製造方法を好適に用いることができ、それによって、電子部品チップの両端面に確実にペーストを塗布したりすることができる。
(a)は、本発明の一実施形態において、第2のプレートを移動させて電子部品チップを回転させていく工程を説明するための略図的正面図であり、(b)は、第1,第2の弾性体層と電子部品チップとの関係を示す部分切欠拡大正面断面図であり、(c)は、電子部品チップを90度回転させた後の状態を示す模式的正面図である。 (a)及び(b)は、本発明の一実施形態の電子部品の製造方法において、回転される電子部品チップの斜視図及び該電子部品チップの両端面に導電ペーストを塗布した状態を示す斜視図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法を説明するための各略図的斜視図である。 本発明の一実施形態において、電子部品チップをθが90度から0度まで回転させる工程を説明するための略図的斜視図である。 本発明の一実施形態において、垂直方向移動機構のモータのトルク値の時間変化を示す図である。 本発明の一実施形態において、電子部品チップを90度回転させた後、さらに90度回転させる工程を説明するための模式的正面図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態の電子部品の製造方法において、電子部品チップを90度回転させた状態からさらに90度回転させる工程を説明するための各略図的正面図である。 本発明の一実施形態において、回転軌跡αを実現するための、第1及び第2のプレートのX軸方向及びZ軸方向の移動位置と、回転角度との関係を示す図である。 (a)及び(b)は、一対の弾性体層間に電子部品チップを挟持して電子部品チップを回転させる従来法の問題点を説明するための各部分切欠正面断面図であり、(c)は、本発明の一実施形態において、第1,第2の弾性体層に挟持されている電子部品チップを回転させる工程を説明するための略図的部分切欠正面断面図である。 従来の電子部品の製造方法において、電子部品チップを回転させる方法の一例を説明するための部分切欠正面断面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
本実施形態の電子部品の製造方法では、図2(a)に示す電子部品チップ1の両端面に導電ペーストを塗布し、焼き付ける。電子部品チップ1は、セラミック焼結体からなり、内部に複数の内部電極2を有する。図2(a)に示す内部電極2と、内部電極2とセラミック層を介して重なり合うように配置された複数の内部電極とがセラミック焼結体内に形成されている。電子部品チップ1の端面1aに複数の内部電極2が露出されている。また、複数の内部電極2とセラミック層を介して重なり合うように配置された他の複数の内部電極は、端面1bに露出している。端面1a,1bは本発明の第1,第2の面に相当する。
図2(b)に示すように、本実施形態では、上記端面1a,1bを覆うように導電ペースト3,4を塗布する。この導電ペースト3,4を塗布するために、電子部品チップ1を回転させる。すなわち、一方の端面1aに導電ペースト3を塗布した後、電子部品チップ1を180度回転させ、端面1bに導電ペースト4を塗布する。この電子部品チップ1を回転させる工程を、以下において詳述する。
本実施形態では、図3(a)に示す電子部品製造装置11を用いる。電子部品製造装置11は、第1のプレート12を有する。第1のプレート12は、金属からなる支持プレート13と、支持プレート13の下面に形成された第1の弾性体層14とを有する。第1の弾性体層14は粘着力を有する。第1のプレート12の下方に第2のプレート15が配置されている。第2のプレート15は、支持プレート16と、支持プレート16の上面に形成された第2の弾性体層17とを有する。支持プレート16は、金属からなる。本実施形態では、第1のプレート12は垂直方向移動機構18に連結されている。垂直方向移動機構18により、第1のプレート12が上下方向に移動される。
また、第2のプレート15には、面方向移動機構19が連結されている。面方向移動機構19により、第2のプレート15が第2のプレート15の面方向に移動される。
上記垂直方向移動機構18は、公知の往復駆動源により構成することができる。このような往復駆動源としては、モータの回転駆動力を往復方向に変換させる駆動方向変換機構を連結した構造により構成することができる。また、エアシリンダや油圧シリンダなどの往復駆動源を用いてもよい。もっとも、好ましくは、移動量の制御が容易であるため、モータを用いた往復駆動源が望ましい。
面方向移動機構19についても、垂直方向移動機構18と同様の往復駆動源により形成することができる。この場合においても、第2のプレート15の移動量を高精度に制御し得るので、モータと駆動方向変換機構とを有する往復駆動源を用いることが望ましい。本実施形態では、垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19は、モータとモータに連結された駆動方向変換機構とを有する。
本実施形態の電子部品の製造方法では、図3(a)に示すように、第1の弾性体層14の下面に、複数の電子部品チップ1を第1の弾性体層14により保持する。すなわち、粘着力により、電子部品チップ1の端面1bが第1の弾性体層14の下面に固着されている。図3(a)では図示を省略しているが、下方に位置している端面1a上には、予め導電ペーストが塗布されている。すなわち、第1のプレート12に固着されている。電子部品チップ1を、導電ペーストに浸漬し、引き上げることにより、端面1a上に導電ペーストが塗布されている。本実施形態では、この電子部品チップ1を、第1,第2のプレート12,15間に挟持し、180度回転させ、電子部品チップ1の端面1bを露出させる。
まず、垂直方向移動機構18により、第1のプレート12を下降させる。
図3(b)に示すように、電子部品チップ1の端面1aが第2のプレート15の第2の弾性体層17に固着される。すなわち、第1,第2のプレート12,15間に、複数の電子部品チップ1が挟持されることになる。
次に、第1のプレート12をさらに垂直方向移動機構18を駆動して下方に押圧する。その結果、図3(c)に示すように、第1,第2の弾性体層14,17が弾性変形し、電子部品チップ1の端面1a,1bが、第2,第1の弾性体層17,14に食い込むこととなる。
次に、図1(a)に示すように、面方向移動機構19により、第2のプレート15を、図1(a)の矢印で示すように、側方に僅かに移動させる。その結果、電子部品チップ1が斜め方向に傾くこととなる。電子部品チップ1の端面1a,1bが弾性体層14,17に食い込んでいたため、上記第2のプレート15の側方への移動に伴い、弾性体層14,17が変形する。図1(b)に示すように、上記図1(a)中の矢印A方向への第2のプレート15の移動により、第1の弾性体層14に凸部14aが形成されることとなる。
上記のように、矢印A方向に第2のプレート15を僅かに移動させる移動量は、第1,第2の弾性体層14,17の最大弾性変位量以下とすることが望ましい。
第1,第2の弾性体層14,17の最大弾性変位量とは、電子部品チップ1を第1,第2の弾性体層14,17間に圧接挟持した場合の第1,第2の弾性体層14,17の賦型している部分の変位量をいうものとする。すなわち、図1(b)の変位量Xが、弾性体層14の最大弾性変位量であり、第2の弾性体層17の変位量Yが、第2の弾性体層17の最大弾性変位量である。
上記第1,第2の弾性体層14,17の最大弾性変位量Xよりも小さい量であり、電子部品チップ1の幅方向の寸法Wの40%以上、第2のプレート15を矢印A方向に移動させることにより、以下に述べるように電子部品チップ1を確実に回転させることができる。また、第2のプレート15の移動が電子部品チップ1の幅方向の寸法Wの40%未満の場合、電子部品チップ1は回転しきらない可能性がある。
さらに、第1のプレート12に対し、第2のプレート15を面方向すなわち図1(a)に矢印A方向に移動させると共に、第1のプレート12を、電子部品チップ1の回転軌跡に沿って移動させる。すなわち、図4に略図的に示すように、電子部品チップ1が実線で示す状態から、破線B及び破線Cで示すように、回転していく場合、端面1aの第2のプレート15の進行方向後方の稜線1cを中心として電子部品チップ1が回転されていくことになる。本実施形態の図1(b)では、第1の弾性体層14において、上記凸部14aが形成され、第2の弾性体層17側においては、凹部17aが形成され、該凹部17aの第2のプレート15の進行方向後方の内壁により、電子部品チップ1が係止されることとなる。従って、確実に、稜線1cを中心として電子部品チップ1が回転されていくことになる。この電子部品チップ1の回転軌跡とは、稜線1cを中心として、稜線1cと図4において対角線上に位置している稜線1dが描く軌跡αとなる。軌跡αは、回転させる電子部品チップ1の寸法が既知であれば、電子部品チップ1が直方体状であるため、簡単に求めることができる。
図8は、上記のようにして求められた目的とする回転軌跡αを実現するために、X軸方向及びZ軸方向の移動量と、回転角度との関係を示す図である。ここで、X軸方向の移動量とは、面方向移動機構19による第2のプレート15の面方向への移動量を意味し、Z軸方向移動量とは、垂直方向移動機構18による第1のプレート13の垂直方向への移動量をいうものとする。
図8に示すように、X軸方向及びZ軸方向移動量を図8に示すように変化させれば、図8の横軸で示す回転角度となるように上記回転軌跡αに従って電子部品チップ1を回転させることができる。
この求められた回転軌跡αに沿って電子部品チップ1を回転させるように、上記垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19を駆動し、第1,第2のプレート12,15を移動させる。従って、確実に、稜線1cを中心として電子部品チップ1を90度回転せることができる。このようにして、図1(c)に示すように、電子部品チップ1を90度回転させた状態とすることができる。この場合においても、第1,第2のプレート12,15は、上記のように、上記回転軌跡αに沿って電子部品チップ1を回転させるように移動されているため、電子部品チップ1は、第1,第2のプレート12,15間に確実に挟持されている。
なお、より確実に、回転軌跡αに沿って電子部品チップ1を回転させるには、垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19を構成しているモータのトルクを検出して、第1,第2のプレート12,15の移動量を制御することが望ましい。
すなわち、上記回転軌跡αに沿って、電子部品チップ1が回転する場合、電子部品チップ1の寸法が既知である場合、第1,第2のプレート12,15を上記回転軌跡αを実現するように移動させればよい。このような第1,第2のプレート12,15の移動量は、垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19を構成しているモータのトルク値に比例する。従って、トルク検出機構20,21を、垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19に接続し、該モータのトルク値を検出することが望ましい。
図5は、上記垂直方向移動機構18のトルク値の時間変化を示す図である。図5に示すように、電子部品チップ1が回転するに従って、モータのトルク値が変化する。このトルク値の変化は、上記回転軌跡αに沿って電子部品チップ1が回転される場合の軌跡αと相関している。
従って、検出されたトルク値の変化が、上記回転軌跡αを実現するための予め求められたトルク値の変化とずれている場合には、予め求められた目標トルク値変化となるように、垂直方向移動機構18のモータの出力を調整すればよい。
従って、上記モータのトルク値を検出し、それに基づいて、上記モータの出力を調整することにより、電子部品チップ1を、より高精度に回転軌跡αを描くように回転させることができる。
なお、図5は、垂直方向移動機構18のトルク変化を示したが、面方向移動機構19のトルク変化も同様にして検出し、両者のトルク値変化を利用して、電子部品チップ1の回転軌跡を制御することがより一層望ましい。
図1(c)に示したように、上記のようにして、電子部品チップ1を90度回転させることできる。
上記図1〜図4を参照して行った説明では、電子部品チップ1を、図4中の角度θが90度から0度まで変化するように回転させる工程を説明した。本実施形態では、さらに、電子部品チップ1を、φが、図6に示すように、0度から90度となるように電子部品チップ1を回転させる。この場合、稜線1fが回転軌跡βを描くことになる。
具体的には、図7(a)に示すように、再度垂直方向移動機構18により、第1のプレート12を下方に移動させ、第1,第2の弾性体層14,17に電子部品チップ1を食い込ませる。次に、矢印A方向に僅かに移動させる。この移動量は、弾性体層14,17の最大弾性変位量以下とする。その結果、この場合においても、弾性体層14,17に凸部及び凹部が形成されることになり、該凹部の内壁に接している稜線1eを起点として、確実に電子部品チップ1が回転されていくことになる。
従って、矢印A方向にさらに第2のプレート15を面方向移動機構19を駆動して移動させると共に、図6に示す回転軌跡βを描くように、第1のプレート12及び第2のプレート15を垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19により移動させる。よって、図7(b)及び図7(c)に示すように、電子部品チップ1を前述した回転軌跡βを描くように回転させ、上記φが0度から90度となるように、電子部品チップ1を回転させることができる。すなわち電子部品チップ1を、図3(a)の初期状態から180度反転させることができる。
上記のように、本実施形態の電子部品の製造方法によれば、電子部品チップ1を、確実に180度回転させることができる。
従って、図7(c)に示す状態から、垂直方向移動機構18により、第1のプレート12を上方に移動させることにより、第1のプレート12の下面に電子部品チップ1を保持させ、電子部品チップ1の端面1bを露出させることができる。従って、端面1aに、導電ペーストを容易に塗布することができる。
前述したように、特許文献2では、電子部品チップ1を180度回転させることは記載されているものの、180度を具体的に回転させる方法及び装置については詳細には記載されていない。
図9(a)に示すように、単に対向し合う弾性体層121,122間に電子部品チップ123を挟持し、弾性体層121に対して弾性体層122を矢印で示すように面方向に移動させた場合、電子部品チップ123に割れや欠けが生じることがあった。これは、電子部品チップ123において、図示の幅方向寸法Wと、厚み方向寸法Tが異なる場合に生じやすい。これは、幅方向寸法Wと厚み方向寸法Tが異なる場合、図9(a)に示す状態からさらに電子部品チップ123が回転し難いことによる。そのため、電子部品チップ123の割れや欠けが生じることがあった。
これに対して、電子部品チップを90度もしくは180度回転させる場合、回転軌跡を描くように弾性体層121,122を移動させればよいとも考えられる。しかしながら、単に弾性体層121,122間に電子部品チップ123を挟持し、回転軌跡を実現するように弾性体層121,122を回転させただけでは、図9(b)に示すように、電子部品チップ123を確実に回転させ得ないことがある。これは、電子部品チップ123の稜線123aが、弾性体層121に確実に係止されず、弾性体層122の上面において、電子部品チップ123の回転中心となる稜線123aが滑ることがあることによる。
これに対して、上記実施形態では、前述したように、予め電子部品チップ1に対し、第1の弾性体層14及び第2の弾性体層17が圧接され、しかも第1,第2の弾性体層14,17の弾性変位量以下だけ、予め第1の弾性体層14と第2の弾性体層17とが相対的に面方向に移動されている。従って、図9(c)に示すように、弾性体層14,17が変形したままとなるため、第1の弾性体層14に凸部14aが形成される。よって、該凸部14aにより、電子部品チップ1の稜線1dが係止される。また、凹部17aに稜線1cが係止される。従って、電子部品チップ1が、稜線1cを中心として、確実に回転される。よって、本実施形態では、電子部品チップ1を、確実に目的とする回転軌跡αや回転軌跡βを描くように回転させることができる。従って、電子部品チップ1を確実に90度もしくは180度回転させることができる。
特に、電子部品チップ1の寸法が小さくなるほど、図9(a)及び(b)に示した方法では、割れや欠けあるいは回転不良が生じるおそれがあるが、本実施形態によれば、電子部品チップ1の小型化を進めた場合であっても、電子部品チップ1を、確実に回転させることができる。
上記実施形態では、第2のプレート15を面方向移動機構19により、第1のプレート12に対して面方向に移動させていたが、第1のプレート12を第2のプレート15に対して面方向に移動させてもよい。あるいは、両者を移動させてもよく、第1,第2のプレート12,15は、相対的に面方向に移動させ得る限り、第1,第2のプレート12,15の面方向への移動方法及び移動機構は特に限定されない。
さらに、垂直方向移動機構18は、第1のプレート12に連結されていたが、第2のプレート15に連結されていてもよく、第1,第2のプレート12,15の双方に垂直方向移動機構を連結してもよい。要するに、垂直方向移動機構と、面方向移動機構とにより、電子部品が予め定められた回転軌跡を描くように回転させることを可能とするように第1,第2のプレート12,15を移動させ得る限り、垂直方向移動機構18及び面方向移動機構19は、適宜変更し得る。
1…電子部品チップ
1a,1b…端面
1c〜1f…稜線
2…内部電極
3,4…導電ペースト
11…電子部品製造装置
12…第1のプレート
13,16…支持プレート
14…第1の弾性体層
14a…凸部
15…第2のプレート
17…第2の弾性体層
17a…凹部
18…垂直方向移動機構
19…面方向移動機構
20,21…トルク検出機構
121,122…弾性体層
123…電子部品チップ
123a…稜線

Claims (2)

  1. 一方面に第1の弾性体層が設けられている第1のプレートと、
    一方面に第2の弾性体層が設けられている第2のプレートとを備え、
    前記第1のプレートの前記第1の弾性体層と、前記第2のプレートの前記第2の弾性体層とが対向されており、前記第1の弾性体層に一面が保持された四角柱状のチップを第1,第2の弾性体層で挟んだ状態で、前記第1及び第2のプレートを第1,第2のプレートの面方向において相対的に移動させる面方向移動機構と、
    前記電子部品チップが前記第1,第2の弾性体層間で回転される際、前記面方向移動機構と共同して前記第1,第2のプレートの少なくとも一方を前記面方向と垂直方向に移動させる垂直方向移動機構とを備える、チップ回転装置。
  2. 請求項1に記載のチップ回転装置を用いた四角柱状のチップの回転方法であって、
    対向し合う第1,第2の面を有する四角柱状のチップを用意する工程と、
    前記第1,第2のプレートの前記第1,第2の弾性体層間に、第1の面が第1の弾性体層に接触し、第2の面が第2の弾性体層に接触するように第1,第2のプレート間に前記四角柱状のチップを挟持する工程と、
    前記第1,第2のプレートを前記面方向において、前記面方向移動機構により相対的に移動させると共に、前記四角柱状のチップを前記第1及び第2のプレートを前記面方向移動機構及び前記垂直方向移動機構により移動させ、それによってチップを回転させる工程とを備える、チップの回転方法。
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