JP7283821B2 - 電子部品製造装置 - Google Patents
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Description
複数の電子部品本体の各々にペーストを塗布する塗布工程と、前記塗布工程の前に実施されるプリプレス工程と、を含む電子部品の製造方法であって、
前記プリプレス工程は、
治具に設けられた平板材料の露出表面にある接着面に複数の電子部品本体の各々の第1端部を接着させる第1工程と、
前記治具を定盤に対して相対的に移動させる第2工程と、
前記平板材料を軟化状態にして、前記複数の電子部品本体の前記各々の前記第1端部とは反対側の各々の第2端部を前記定盤に接触させることにより、前記平板材料を変形させて前記各々の第2端部の端面の位置を揃える第3工程と、
前記各々の第2端部の端面の位置が揃えられた状態で前記平板材料を硬化状態とする第4工程と、
その後、前記治具を前記定盤に対して相対的に移動させて、前記端を有する電子部品の製造方法に関する。
本実施形態に係る電子部品の製造方法は、治具に電子部品本体を保持して実施されるプリプレス工程と塗布工程とを含み、必要により、塗布工程後に実施されるペースト除去工程を含むことができる。塗布工程またはペースト除去工程後に、電子部品本体が治具から取り外される。以下、各工程について概説する。
図1(A)に示すように、予め複数の電子部品本体10が保持された治具20が、外部電極形成装置へ搬入される。電子部品本体10は、第1端部12Aが治具20に保持される固定端部となり、第2端部12Bが自由端となる。搬入された治具20は可動盤32に固定される。図1(B)は、電子部品本体10の端面高さの調整工程(プリプレス工程)を示している。図1(B)では、導電ペーストが敷き詰められていない定盤30に対して、可動盤32により電子部品本体10を相対的に下降させ、電子部品本体10の第2端部12Bの端面12B1を定盤30に接触させる。その後、可動盤32により電子部品本体10は相対的に上昇される。それにより、電子部品本体10の端面12B1の高さが均一になる。
図2(A)~図2(C)は、導電ペーストの塗布工程を示している。図2(A)では、所定高さに設定されたブレード42をスキージユニット40により水平移動させて、定盤30上に導電ペーストによる一定高さのディップ層50を形成する。図2(B)では、可動盤32により電子部品本体10を下降させ、電子部品本体10の第2端部12Bを定盤30上のディップ層50に浸漬させる。この際、電子部品本体10の端面12B1を定盤30の表面31に接触させても良く、あるいは接触させなくても良い。その後、可動盤32により電子部品本体10は上昇される。それにより、電子部品本体10の第2端部12Bに導電ペースト層14が形成される。
図3(A)~図3(C)は、ペースト除去工程(ブロット工程)を示している。図3(A)は、定盤30の表面31と接触するように下降されたブレード44をスキージユニット40により水平移動させて、定盤30上の導電ペーストを掻き取る工程を示している。図3(B)では、可動盤32により電子部品本体10を下降させ、電子部品本体10の第2端部12Bに形成された導電ペースト層14を定盤30に接触させる。その後、可動盤32により電子部品本体10は上昇される。それにより、電子部品本体10の第2端部12Bの余分なペーストが定盤30に転写されて、平坦化された導電ペースト層14Aが形成される。なお、図3(A)~図3(C)に示す従来のペースト除去工程に代えて、本願出願人により提案された特許第6633829号(注:スライドブロット)、特願2019―125369(注:ヘリカルブロット)またはPCT/JP2020/010448等に記載されたペースト除去工程を用いると、導電ペースト層14Aがさらに改善される。
次に、第1実施形態に係るプリプレス工程及び取り外し工程の詳細について、図4~図8を参照して説明する。図4において、治具20は、基材21と、平板材料22とを含む。基材21は保形性を有する剛体であり、図1(A)等に示す可動盤32に着脱自在に支持される。基材21は、平板材料22を支持する支持部としても機能する。基材21及び平板材料22は、定盤30の表面31と平行に配置される。平板材料22は例えば形状記憶樹脂とすることができる。形状記憶樹脂22が接着機能を有しない場合には、形状記憶樹脂22の露出表面に接着層23が形成される。接着層23は、電子部品本体10の第1端部12Aを接着する接着面を形成する。
図4は、プリプレス工程中の第1工程を示している。第1工程では、電子部品本体10の第1端部12Aが、治具20の接着層23に接着される。なお、複数の電子部品本体10を一括して治具20の接着層23に接着するために、複数の電子部品本体10を整列して保持する整列治具が用いられる。ここで、本実施形態で用いられた形状記憶樹脂22は、市販されているJmade 形状記憶プラスチック(面状保持タイプ、平板の厚さは0.4mm、形状回復温度60℃)である。形状記憶樹脂22を常温として実施される第1工程では、形状記憶樹脂22の形状は、一次賦形された0.4mm厚の平板(形状記憶状態)である。治具20に保持される複数の電子部品本体10は、接着層23から端面12B1に至る長さがL1、L2と異なり、ばらつきΔL=L2-L1を有することがある。この場合、2つの電子部品本体10の端面12B1の位置が揃っていない。
図5は、プリプレス工程中の第2工程を示している。第2工程では、治具20を定盤30に対して相対的に移動させる。図5では、固定された定盤30に対して治具20を下降させている。この第2工程でも、形状記憶樹脂22の形状は、一次賦形された0.4mm厚の平板(形状記憶状態)である。
図6は、プリプレス工程中の第3工程及び第4工程を示している。第3工程では、形状記憶樹脂22をガラス転移点よりも高い例えば70~120℃に加熱して軟化状態として、電子部品本体10の第2端部12Bを定盤30に所定時間に亘って接触させる。軟化温度はガラス転移点以上で融点未満とすることができる。それにより、形状記憶樹脂22及び接着層23を加圧変形させる。形状記憶樹脂22の形状は二次賦形となる。なお、第2工程中に形状記憶樹脂22の強制加熱を開始しても良い。第4工程では、電子部品本体10の第2端部12Bを定盤30に接触させたまま、形状記憶樹脂22をガラス転移点未満から常温の範囲に例えば強制冷却して硬化状態とする。形状記憶樹脂22は二次賦形のままで硬化される。第3工程及び第4工程の実施により、電子部品本体10の第2端部12Bの端面12B1の位置は、定盤30の表面と面一に揃えることができる。
図7は、プリプレス工程中の第5工程を示している。第5工程では、治具20を定盤30に対して相対的に移動させて、端面12B1の位置が揃えられた電子部品本体10を定盤30より引き離す。これにより、プリプレス工程は完了する。なお、図7では、固定された定盤30に対して治具20を上昇させている。また、この第5工程は、二次賦形された形状記憶樹脂22を常温として実施することができる。
プリプレス工程の完了後に、上述された塗布工程と、さらに必要によりペースト除去工程とが実施される。いずれにしろ、治具20に保持された電子部品本体10に対する処理が完了したら、電子部品本体10は治具20から取り外される。そのために、取外し工程では、治具20から電子部品本体10を取り外し可能な状態であって、軟化状態及び硬化状態の形状(二次賦形)以外の保形状態に、形状記憶樹脂22を変形させる。形状記憶樹脂22の場合、二次賦形以外の保形状態として一次賦形に回復させることができる。形状記憶樹脂22は、形状回復温度例えば60℃以上に再加熱することで二次賦形から一次賦形に回復することで、図8に示す通り平板となる。それにより、接着層23も平坦化されるので、接着層23から電子部品本体10を容易に取り外すことができる。
第1実施形態の製造方法によって製造された電子部品本体10の第2端部12Bに形成されたペースト層14Aの膜厚を評価した。なお、塗布工程後に実施されるペースト除去工程は、本願出願人により提案された特許第6633829号に開示されたブロット工程を用いた。
次に、第2実施形態に係るプリプレス工程及び取り外し工程の詳細について、図10~図14を参照して説明する。図10において、治具20は、基材21と、平板材料24とを含む。平板材料24は例えば熱可塑性樹脂とすることができる。熱可塑性樹脂24は、熱可塑性接着剤とすることができる。こうすると、図4に示すが接着層23は不要となり、熱可塑性接着剤24の露出表面が電子部品本体10の第1端部12Aを接着する接着面を形成する。
図10は、プリプレス工程中の第1工程を示している。第1工程では、電子部品本体10の第1端部12Aが、治具20の熱可塑性接着剤24に接着される。第1工程で用いられる熱可塑性接着剤24は、常温であり、平板で固化されている。治具20に保持される複数の電子部品本体10は、接着層23から端面12B1に至る長さがL1、L2と異なり、ばらつきΔL=L2-L1を有することがある。この場合、2つの電子部品本体10の端面12B1の位置が揃っていない。
図11は、プリプレス工程中の第2工程を示している。第2工程では、治具20を定盤30に対して相対的に移動させる。図5では、固定された定盤30に対して治具20を下降させている。この第2工程でも、熱可塑性接着剤24は、常温であり、平板で固化されている。
図12は、プリプレス工程中の第3工程及び第4工程を示している。第3工程では、熱可塑性接着剤24をガラス転移点以上の温度に加熱して軟化状態として、電子部品本体10の第2端部12Bを定盤30に接触させる。それにより、熱可塑性接着剤24を圧力で変形させる。第4工程では、電子部品本体10の第2端部12Bを定盤30に接触させたまま、熱可塑性接着剤24をガラス転移点未満の常温に例えば強制冷却して硬化状態とする。熱可塑性接着剤24は第3工程で付与された形状のままで硬化される。第3工程及び第4工程の実施により、電子部品本体10の第2端部12Bの端面12B1の位置は、定盤30の表面と面一に揃えることができる。
図13は、プリプレス工程中の第5工程を示している。第5工程では、治具20を定盤30に対して相対的に移動させて、端面12B1の位置が揃えられた電子部品本体10を定盤30より引き離す。これにより、プリプレス工程は完了する。なお、図7では、固定された定盤30に対して治具20を上昇させている。また、この第5工程は、第3工程及び第4工程で変形された熱可塑性接着剤24の形状を常温下で維持して実施することができる。
取外し工程では、治具20から電子部品本体10を取り外し可能とするために、熱可塑性接着剤24を軟化させる。このために、熱可塑性接着剤24をガラス転移点以上の温度に加熱する。その際、熱可塑性接着剤24の予期しない変形を防止するために、図14に示すように、型材60を用いることができる。型材60は、熱可塑性樹脂24の露出面、特に図14に示す熱可塑性接着剤24の下面を覆うことができる。型材60は、電子部品本体10との干渉を防止する孔61を有する。型材60内で軟化する熱可塑性接着剤24は、第3工程及び第4工程で付与された形状から元の平板に回復する。それにより、平坦化された熱可塑性接着剤24から電子部品本体10を容易に取り外すことができる。
第3実施形態は、治具20中の平板材料として、熱可塑性接着剤24ではない熱可塑性樹脂25を用いる。図4~図9では、第1実施形態の形状記憶樹脂22に代えて、基材21と接着層23との間に熱可塑性樹脂25を配置したものを図示している。よつて、第1実施形態中の形状記憶樹脂22を熱可塑性樹脂25に変更すれば、第1工程~第5工程において熱可塑性樹脂25を第2実施形態と同様に相変化させてプリプレス工程を実施することができる。
次に、治具20中の平板材料22、24または25の温度調整部について説明する。なお、図15~図18は、第1実施形態について温度調整部を説明したものであるが、第2実視形態及び第3実施形態にも同様に適用可能である。
Claims (8)
- 治具に保持された複数の電子部品本体の各々にペーストを塗布する電子部品製造装置であって、
前記治具は、露出面を接着面とする平板材料を含み、前記複数の電子部品本体の各々の第1端部は前記平板材料の前記接着面に接着され、
前記平板材料は、軟化状態および硬化状態に設定可能な、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー、または熱硬化性エラストマーである電子部品製造装置。 - 請求項1に記載の電子部品製造装置であって、
前記治具は、基材と、前記接着面を形成する接着層と、を含み、
前記平板材料が前記基材と前記接着層との間に介在配置されている電子部品製造装置。 - 請求項1に記載の電子部品製造装置であって、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性接着剤であり、
前記治具は、基材と、前記熱可塑性接着剤と、を有し、
前記熱可塑性接着剤の前記露出面が前記接着面を形成する電子部品製造装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の電子部品製造装置であって、
前記治具、または前記治具を保持する基盤に温調部を備え、
前記温調部により、前記平板材料が前記軟化状態及び前記硬化状態に設定される電子部品製造装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の電子部品製造装置であって、
前記治具に保持された前記複数の電子部品本体の各々の第2端部が接触する定盤と、
前記治具または前記治具を保持する基盤に配置された加熱部と、
前記定盤に配置された冷却部と、
をさらに備え、
前記加熱部により、前記平板材料が前記軟化状態に設定され、
前記冷却部により、前記平板材料が前記硬化状態に設定される電子部品製造装置。 - 請求項1に記載の電子部品製造装置であって、
前記平板材料は形状記憶樹脂であり、
前記形状記憶樹脂は、形状記憶された一次賦形と任意の二次賦形とに設定可能であり、前記二次賦形は前記軟化状態および前記硬化状態を含む電子部品製造装置。 - 請求項6に記載の電子部品製造装置であって、
前記治具、または前記治具を保持する基盤に温調部を備え、
前記温調部により、前記形状記憶樹脂が前記一次賦形と前記二次賦形の各状態に設定される電子部品製造装置。 - 請求項6に記載の電子部品製造装置であって、
前記治具に保持された前記複数の電子部品本体の各々の第2端部が接触する定盤と、
前記治具または前記治具を保持する基盤に配置された加熱部と、
前記定盤に配置された冷却部と、
をさらに有し、
前記加熱部により、前記形状記憶樹脂が前記軟化状態及び前記一次賦形に設定され、
前記冷却部により、前記形状記憶樹脂が前記硬化状態に設定される電子部品製造装置。
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