JP6723714B2 - 転写ツール及び転写塗布方法 - Google Patents

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本発明は、粘着性材料の転写塗布に用いる転写ツールに関する。また、そのような転写ツールを用いた粘着性材料の転写塗布方法に関する。
基板などの対象物に接着剤、半田ペースト、フラックスなどの粘着性材料を塗布する方法のひとつとして、転写塗布と呼ばれる方法が知られている。ここで、転写塗布とは、転写ピンの先端に粘着性材料を付着させた後、転写ピンの先端を対象物に接触又は接近させることによって、対象物に粘着性材料を転写する方法のことを指す。複数の目標箇所に対して粘着性材料を一括転写する場合には、互いに平行に配置された複数の転写ピンと、これらの転写ピンを支持する支持体とを備えた転写ツールがしばしば用いられる。
特許文献1には、配線基板上に形成された複数の接続パッドに対してフラックスを一括転写するための転写ツールが開示されている。特許文献1に記載の転写ツールが備える転写ピンは、同一平面上に平行に並んでいる。これは、フラックスを転写するべき接続パッドが同一直線上に並んでいるためである。
なお、粘着性材料の転写塗布においては、通常、転写ピンの先端に粘着性材料を付着させるために、転写ピンの先端を容器に蓄えられた粘着性材料に浸漬させる。例えば、特許文献1には、転写ピンの先端にフラックスを付着させるために、転写ピンの先端をフラックス容器に蓄えられたフラックスに浸漬させることが記載されている。
特開2011−108948号公報(2011年6月2日公開)
しかしながら、従来の転写ツールを用いた転写塗布においては、互いに隣接する転写ピンに付着した粘着性材料が一体化した状態で対象物に転写されてしまうことがあった。
上記のような問題が生じる理由は、以下のとおりである。すなわち、従来の転写ツールは、互いに平行に配置された複数の転写ピンを備えている。このため、各転写ピンの先端を容器に蓄えられた粘着性材料に浸漬させる際に、毛細管現象によって互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられることがある。そうすると、各転写ピンの先端に付着した粘着性材料を対象物に転写する際に、互いに隣接する2つの目標箇所に個別に転写されるべき粘着性材料が、対応する2つの転写ピンの間に吸い上げられた粘着性材料によって一体化してしまう。
このような粘着性材料の一体化は、粘着性材料の粘性が高ければ高いほど、また、粘着性材料を転写すべき目標箇所の間隔が狭ければ狭いほど生じ易くなる。例えば、従来の転写ツールを用いた場合、250μm以下のピッチで並んだ複数の目標箇所に粘着性材料を個別に転写することは不可能または困難であった。
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、互いに隣接する目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が一体化し難い転写ツールを実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係る転写ツールは、複数の転写ピンと、前記複数の転写ピンを支持する支持体とを備えており、各転写ピンは、先端を含む少なくとも一部が、隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いている、ことを特徴としている。すなわち、各転写ピンについて、当該転写ピンの先端を含む当該転写ピンの少なくとも一部が、当該転写ピンと当該転写ピンに隣接する他の転写ピン(前記複数の転写ピンの何れか)との間隔が当該転写ピンの先端から遠ざかる従って広がるように傾いている、ことを特徴としている。
上記の構成によれば、互いに隣接する2つの転写ピンの間隔は、少なくとも先端近傍において先端から遠ざかるに従って広がる。このため、複数の転写ピンの先端を粘着性材料に浸漬させた際に、互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられる現象(毛細管現象)が従来(互いに隣接する2つの転写ピンの間隔が先端から根本まで一定である場合)よりも生じ難くなる。その結果、各転写ピンの先端に付着した粘着性材料を対象物に転写する際に、互いに隣接する2つの目標箇所に個別に転写するべき粘着性材料が一体化する現象が従来よりも生じ難くなる。
すなわち、上記の構成によれば、互いに隣接する目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が一体化し難い転写ツールを実現することができる。
また、本発明に係る転写ツールにおいて、前記複数の転写ピンは、各先端が同一の直線上に一次元配置されており(前記複数の転写ピンは、各転写ピンの先端の位置が同一直線上に1次元的に分布するように配置されており)、先端の配列順が奇数番目の転写ピンは、先端を含む少なくとも一部が、前記直線を含む平面との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように前記平面の一方の側に傾いており、先端の配列順が偶数番目の転写ピンは、先端を含む少なくとも一部が、前記平面との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように前記平面の他方の側に傾いている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、同一の直線上に一次元配置された目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が一体化し難い転写ツールを実現することができる。
また、本発明に係る転写ツールにおいて、前記複数の転写ピンは、各先端が同一の平面上に2次元配置されており(前記複数の転写ピンは、各転写ピンの先端の位置が同一平面上に2次元的に分布するように配置されており)、各転写ピンは、先端を含む少なくとも一部が、前記平面と直交する直線との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いており、この傾きは、先端が前記直線に近い転写ピンほど小さく、先端が前記直線から遠い転写ピンほど大きい、ことが好ましい。
上記の構成によれば、同一の平面上に2次元配置された目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が一体化し難い転写ツールを実現することができる。
また、本発明に係る転写ツールにおいて、各転写ピンは、先端を含む少なくとも一部において、側面が曲面であることが好ましい。
上記の構成によれば、各転写ピンが角柱状である場合(特に、隣接する2つの転写ピンの側面同士が対向する場合)と比べて、複数の転写ピンの先端を粘着性材料に浸漬させた際に、互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられる現象が生じ難くなる。すなわち、上記の構成によれば、互いに隣接する目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が更に一体化し難い転写ツールを実現することができる。
また、本発明に係る転写ツールにおいて、先端を除く各転写ピンの表面には、付着した粘着性材料の接触角を大きくするためのコーティングが施されている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、各転写ピンの表面に上記のコーティングが施されていない場合と比べて、複数の転写ピンの先端を粘着性材料に浸漬させた際に、互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられる現象が生じ難くなる。すなわち、上記の構成によれば、互いに隣接する目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が更に一体化し難い転写ツールを実現することができる。
本発明に係る転写ツールは、前記複数の転写ピンの先端同士の間隔を調整する間隔調整機構を更に備えている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、粘着性材料を塗布すべき箇所が異なる複数の対象物に対して、粘着性材料の転写塗布を行うことができる。
本発明によれば、互いに隣接する目標箇所に対して個別に転写するべき粘着性材料が一体化し難い転写ツールを実現することができる。
本発明の第1の実施形態に係る転写ツールの構成を示す三面図である。(a)は、この転写ツールの側面図であり、(b)は、この転写ツールの正面図であり、(c)は、この転写ツールの下面図である。 図1に示す転写ツールを用いた転写塗布方法の流れを示す図である。(a)〜(d)は、当該転写塗布方法を構成する各工程における転写ツールの側面図である。 図1に示す転写ツールが備える転写ピンの先端形状の具体例を示す図である。(a)は、第1の具体例に係る転写ピンの拡大斜視図であり、(b)は、第2の具体例に係る転写ピンの拡大斜視図であり、(c)は、第3の具体例に係る転写ピンの拡大斜視図である。 図1に示す転写ツールの一変形例を示す三面図である。(a)は、この転写ツールの側面図であり、(b)は、この転写ツールの正面図であり、(c)は、この転写ツールの下面図である。 本発明の第2の実施形態に係る転写ツールの構成を示す三面図である。(a)は、この転写ツールの側面図であり、(b)は、この転写ツールの正面図であり、(c)は、この転写ツールの下面図である。 本発明の第3の実施形態に係る転写ツールの構成を示すブロック図である。
≪第1の実施形態≫
〔転写ツールの構成〕
本発明の第1の実施形態に係る転写ツール100について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る転写ツール100の三面図である。図1において、(a)は、左側面図であり、(b)は、正面図であり、図1の(c)は、下面図である。
転写ツール100は、図1に示すように、4本の転写ピン1a〜1dと、これらの転写ピン1a〜1dを支持する支持体4とを備えている。
転写ピン1a〜1dは、断面が円形の針状部材であり、その材料は、例えば金属である。支持体4は、直方体状部材であり、その材料は、例えば樹脂である。各転写ピン1a〜1dは、支持体4を上面側から下面側へと貫通しており、下面側の先端5a〜5dに粘着性材料を付着させることができるようになっている。なお、転写ピン1a〜1dの断面形状及び材料は、上記のものに限定されず、任意である。また、支持体4の形状及び材料も、上記のものに限定されず、任意である。
転写ツール100においては、転写ピン1a〜1dが以下のように傾いている。すなわち、転写ピン1aは、隣接する転写ピン1bとの間隔2aが先端5aから遠ざかるに従って広がるように傾いている。また、転写ピン1bは、隣接する転写ピン1aとの間隔2aが先端から遠ざかるに従って広がるように、かつ、隣接する転写ピン1cとの間隔2bが先端2aから遠ざかるに従って広がるように傾いている。また、転写ピン1cは、隣接する転写ピン1bとの間隔2bが先端5cから遠ざかるに従って広がるように、かつ、隣接する転写ピン1dとの間隔2cが先端5cから遠ざかるに従って広がるように傾いている。また、転写ピン1dは、隣接する転写ピン1cとの間隔2cが先端5dから遠ざかるに従って広がるように傾いている。
特に、本実施形態に係る転写ツール100は、同一直線上に1次元的に分布した目標箇所に対して粘着材料を一括転写することを目的としている。このため、転写ピン1a〜1dは、図1の(c)に示すように、各転写ピン1a〜1dの先端5a〜5dの位置が同一の直線L上に一次元的に分布するように配置されている。そして、先端の配列順が奇数番目の転写ピン1a,1cは、図1の(b)及び(c)に示すように、平面Pとの間隔が先端5a,5cから遠ざかるに従って広がるように、平面Pの一方の側(図1の(b)における左側)に傾いている。また、先端の配列順が偶数番目の転写ピン1b,1dは、図1の(b)及び(c)に示すように、平面Pとの間隔が先端5b,5cから遠ざかるに従って広がるように、平面Pの他方の側(図1の(b)における右側)に傾いている。ここで、平面Pは、上記の直線Lを含み、かつ、支持体4の下面に直交する平面である。
このような転写ピン1a〜1dの配置を採用した場合、転写ピン1aは、側面視したときに(上記の平面Pと直交する方向から見たときに)隣接する転写ピン1bと交差することがなければ、「隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がる」という条件を満たす。転写ピン1b〜1dについても同様である。本実施形態においては、図1の(a)に示すように、転写ピン1a〜1dの延在方向を上記の直線Lに直交する方向とすることで、この条件を満たしている。ただし、転写ピン1aは、隣接する転写ピン1bと側面視において交差することがなければ、その延在方向を上記の直線Lに直交する方向とする必要はない。転写ピン1b〜1dについても同様である。例えば、図2に示す構成を採用しても、転写ピン1a〜1dは、上記の条件を満たす。
以上のように、転写ツール100において、互いに隣接する2つの転写ピン(例えば、転写ピン1a及び転写ピン1b)の間隔(例えば、間隔2a)は、先端(例えば、先端5a及び5b)から遠ざかるに従って広がる。このため、転写ピン1a〜1dの先端5a〜5dを粘着性材料に浸漬させた際に、互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられる現象(毛細管現象)が従来よりも生じ難くなる。その結果、これら2つの転写ピンに付着した粘着性材料を対象物に転写する際に、2つの目標箇所に個別に転写するべき樹脂材料が、これら2つの転写ピンの間に吸い上げられた樹脂材料によって一体化する現象が従来よりも生じ難くなる。
なお、本実施形態においては、直線的な転写ピン1a〜1d全体を上記のごとく傾ける構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、転写ピン1a〜1dは、折れていても曲がっていてもよく、先端を含む少なくとも一部が上記のごとく傾いてさえいれば、本実施形態に係る転写ツール100と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態においては、図1の(a)及び(c)に示すように、転写ピン1a〜1dとして断面が円形の針状部材を用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、転写ピン1a〜1dの断面形状は任意である。ただし、転写ピン1a〜1dとして、断面が円形の針状部材のように、側面が曲面となる針状部材を用いた場合、互いに隣接する2つの転写ピン(例えば、転写ピン1a及び転写ピン1b)の間に粘着性材料が吸い上げられる現象が、断面が四角形になる針状部材を用いた場合(特に、互いに隣接する2つの転写ピンの側面同士が対向する場合)と比べて生じ難くなる。
また、先端を除く転写ピン1a〜1dの表面(転写ピン1a〜1dの表面のうち、粘着性材料を付着させるべきでない部分)は、付着した粘着性材料の接触角を大きくする(粘着性材料を水に見立てたときの撥水性を高める)ためのコーティング、例えば、付着した粘着性材料の接触角を5°以上にするためのコーディングで覆われていることが好ましい。このようなコーティングが施されている場合、互いに隣接する2つの転写ピン(例えば、転写ピン1a及び転写ピン1b)の間に粘着性材料が吸い上げられる現象が、このようなコーティングが施されていない場合と比べて生じ難くなる。
〔粘着性材料の転写塗布方法〕
次に、本実施形態に係る転写ツール100を用いた、粘着性材料の転写塗布方法について、図2を参照して説明する。図2は、本転写塗布方法の各過程における転写ツール100の左側面図である。
本転写塗布方法は、転写ツール100を用いて粘着性材料3を対象物12に転写する方法であり、以下の工程を含んでいる。
(工程1)転写ピン1a〜1dの先端5a〜5cを容器11に蓄えられた粘着性材料3に浸漬させるよって、転写ピン1a〜1dの先端5a〜5cに粘着性材料6を付着させる。図2の(a)は、本工程実施前の転写ツール100の側面図であり、図2(b)は、本工程実施後の転写ツール100の側面図である。
(工程2)転写ピン1a〜1dの先端5a〜5cを対象物12に同時に接触又は接近させることによって、転写ピン1a〜1dと同数の目標箇所13a〜13dに対して粘着性材料3を一括転写する。図2の(c)は、本工程実施前の転写ツール100の側面図であり、図2(d)は、本工程実施後の転写ツール100の側面図である。
本転写塗布方法に用いられる転写ツール100において、各転写ピンは、隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いている。したがって、上記の工程1において、互いに隣接する2つの転写ピンの間に粘着性材料が吸い上げられる現象が従来よりも生じ難くなる。その結果、上記の工程2において、互いに隣接する2つの目標箇所に個別に転写するべき樹脂材料が、対応する2つの転写ピンの間に吸い上げられた樹脂材料によって一体化する現象が従来よりも生じ難くなる。
〔転写ピンの先端形状の具体例〕
次に、転写ピン1aの先端形状の具体例について、図3を参照して説明する。図3において、(a)は、第1の具体例に係る転写ピン1aの拡大斜視図であり、(b)は、第2の具体例に係る転写ピン1aの拡大斜視図であり、(c)は、第3の具体例に係る転写ピン1aの拡大斜視図である。なお、図3及び以下の説明では、転写ピン1aの先端形状について説明するが、他の転写ピン1b〜1dの先端形状につても同様である。
図3の(a)に示すように、第1の具体例に係る転写ピン1aの先端形状は、支持体4の下面に平行な端面を先端5aとするものである。図3の(b)に示すように、第2の具体例に係る転写ピン1aの先端形状は、転写ピン1aの延在方向に直交する端面を先端5aとするものである。図3の(a)に示す先端形状を採用した場合、図3の(b)に示す先端形状を採用した場合よりも端面の面積が大きくなる。このため、転写ピン1aの先端5aに付着させる粘着性材料を増量したい場合に向いている。一方、図3の(b)に示す先端形状を採用した場合、図3の(a)に示す先端形状を採用した場合よりも端面の面積が小さくなる。このため、転写ピン1aの先端5aに付着させる粘着性材料を減量したい場合に向いている。図3の(c)は、図3(a)に示す転写ピン1aの先端5aに楕円形の板状部材を付加して匙型とした転写ピン1aの先端形状を示す。図3の(b)に示す先端形状を採用した場合、転写ピン1aの先端5aに付着させる粘着性材料を更に増量することができる。
≪第2の実施形態≫
本発明の第2の実施形態に係る転写ツール102について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る転写ツール102の三面図である。図5において、(a)は、転写ツール102の左側面図であり、(b)は、転写ツール102の正面図であり、図1の(c)は、転写ツール102の下面図である。
本実施形態に係る転写ツール102は、図5に示すように、16本の転写ピン1と、これらの転写ピン1を支持する支持体4とを備えている。本実施形態に係る102における転写ピン1及び支持体4の構成は、第1の実施形態における転写ピン1a〜1d及び支持体4の構成と同様である。本実施形態に係る転写ツール102と、第1の実施形態に係る転写ツール100との相違点は、各転写ピン1の先端の配置と各転写ピン1の傾きとである。
本実施形態に係る転写ツール102は、同一の平面上に2次元的に分布した目標箇所に対して粘着材料を一括転写することを目的としている。このため、複数(本実施形態においては16本)の転写ピン1は、図5の(c)に示すように、各転写ピン1の先端5の位置が同一の平面Q上に2次元的に分布するように配置されている。そして、各転写ピン1は、特定の直線Mとの間隔が先端5から遠ざかるに従って広がるように傾いている。より具体的に言うと、複数の転写ピン1は、各転写ピン1の先端5が平面Qに含まれる2次元格子Xの格子点上に位置するように配置されている。そして、各転写ピン1は、格子Xの中心Oを通り平面Qに直交する直線Mとの間隔が先端5から遠ざかるに従って広がるように傾いている。各転写ピン1の傾きは、先端5が直線Mに近い転写ピン1ほど小さく、先端5が直線Mから遠い転写ピン1ほど大きくなっている。このとき、各転写ピン1は、「隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がる」という条件を満たす。
したがって、本実施形態に係る転写ツール102においても、転写ピン1の先端5を粘着性材料に浸漬させた際に、互いに隣接する2つの転写ピン1の間に粘着性材料が吸い上げられる現象(毛細管現象)が従来よりも生じ難くなる。その結果、これら2つの転写ピン1に付着した粘着性材料を対象物に転写する際に、2つの目標箇所に個別に転写するべき樹脂材料が、これら2つの転写ピン1の間に吸い上げられた樹脂材料によって一体化する現象が従来よりも生じ難くなる。
≪第3の実施形態≫
本発明の第3の実施形態に係る転写ツール103について、図6を参照して説明する。図6は、本実施形態に係る転写ツール103の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る転写ツール103は、第1の実施形態に係る転写ツール100に間隔調整機構14を付加したものである。間隔調整機構14は、先端5a〜5dにおける転写ピン1a〜1dの間隔2a〜2cを調節するための構成である。
間隔調整機構14は、転写ピン1a〜1dを移動する機能を有するものであってもよいし、転写ピン1a〜1dの傾きを変更する機能を有するものであってもよいし、これらの機能を併せ持つものであってもよい。転写ピン1a〜1dの移動は、支持体4の下面に平行な方向への移動であってもよいし、支持体4の下面に垂直な方向への移動であってもよい。転写ピン1a〜1dを移動する機能、及び、転写ピン1の傾きを変更する機能は、周知の技術の組み合わせにより実現可能なものであるため、詳細な説明については省略する。
なお、ここでは、第1の実施形態に係る転写ツール100に間隔調整機構14を付加した構成について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、第1の実施形態の変形例に係る転写ツール101に間隔調整機構14を付加してもよいし、第2の実施形態に係る転写ツール102に間隔調整機構14を付加してもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、例えば、樹脂材料や半田ペーストなどを狭ピッチで塗布する必要のある、光モジュールなどの製造に好適に利用することができる。
1、1a〜1d 転写ピン
2a〜2c (転写ピンの)間隔
3 粘着性材料
4 支持体
5、5a〜5d (転写ピンの)先端
14 間隔調整機構
100、102、103 転写ツール

Claims (5)

  1. 複数の転写ピンと、前記複数の転写ピンを支持する支持体とを備えており、
    各転写ピンは、隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いており、
    前記複数の転写ピンは、各先端が同一の平面上に2次元配置されており、
    各転写ピンは、前記平面と直交する直線との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いており、この傾きは、先端が前記直線に近い転写ピンほど小さく、先端が前記直線から遠い転写ピンほど大きい、
    ことを特徴とする転写ツール。
  2. 複数の転写ピンと、前記複数の転写ピンを支持する支持体とを備えており、
    各転写ピンは、隣接する転写ピンとの間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように傾いており、
    前記複数の転写ピンの先端同士の間隔を調整する間隔調整機構を更に備えており、
    前記複数の転写ピンは、各先端が同一の直線上に1次元配置されており、
    先端の配列順が奇数番目の転写ピンは、前記直線を含む平面との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように前記平面の一方の側に傾いており、
    先端の配列順が偶数番目の転写ピンは、前記平面との間隔が先端から遠ざかるに従って広がるように前記平面の他方の側に傾いている、
    ことを特徴とする転写ツール。
  3. 各転写ピンは、先端を含む少なくとも一部において、円柱である、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の転写ツール。
  4. 先端を除く各転写ピンの表面には、付着した粘着性材料の接触角を大きくするためのコーティングが施されている、
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の転写ツール。
  5. 請求項1〜の何れか1項に記載の転写ツールを用いた粘着性材料の転写塗布方法であって、
    前記転写ツールが備える各転写ピンの先端に粘着性材料を付着させる工程と、
    前記転写ツールが備える各転写ピンの先端を対象物に接触又は接近させることによって、前記転写ツールが備える各転写ピンの先端に付着した粘着性材料を前記対象物に転写する工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とする転写塗布方法。
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