KR20070095955A - 부품 캐리어 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

캐리어 테이프는 내부에 위치설정된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 종방향 스트립을 포함한다. 포켓 깊이는 종방향 스트립의 두께보다 크다. 인접한 포켓은 종방향 스트립의 두께의 대략 5배 미만의 거리만큼 이격된다. 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이에서 포켓이 수용하도록 구성되는 부품의 높이를 뺀 것보다 큰 높이를 갖는다. 캐리어 테이프는 회전 공구와, 회전 공구와 정합 외주연면을 갖는 닙롤을 제공함으로써 제조된다. 공구의 외주연면은 포켓을 형성하기 위한 돌출부를 포함한다. 폴리머 웨브는 공구와 닙롤 사이에 닙으로 유입되고 공구의 주연면 상에 돌출부를 통해 엠보싱된다.

캐리어 테이프, 포켓, 종방향 스트립, 폴리머 웨브, 닙롤, 외주연면, 회전 공구

Description

부품 캐리어 및 제조 방법{COMPONENT CARRIER AND METHOD FOR MAKING}

본 발명은 일반적으로 내부에 부품을 수용하기 위해 테이프 상에 종방향으로 이격된 복수의 포켓을 갖는 캐리어 테이프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 매우 작은 부품을 위한 캐리어 테이프와, 이러한 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 부품을 유지 및 운반하는데 사용되는 캐리어 테이프는 공지되어 있다. 예를 들어, 전자 회로 조립체 분야에서, 전자 부품은 주로 부착을 위해 부품의 공급원으로부터 회로 기판 상의 특정 위치까지 운반된다. 표면 장착 부품을 포함하는 부품은 다수의 다른 형태일 수도 있다. 특정 예는 메모리 칩, 집적 회로 칩, 레지스터, 커넥터, 프로세서, 커패시터, 게이트 어레이(gate array) 등을 포함한다.

전자 산업에서는 회로 기판에 각각의 개별 전자 부품을 수동으로 부착하기보다, 특정 위치에서(즉, 캐리어 테이프로부터) 부품을 파지하고 그것을 다른 특정 위치(즉, 인쇄 회로 기판)에 배치하는 때때로 "픽-앤드-플레이스(pick-and-place)"라고 알려진 비싼 로봇 배치 기계를 사용한다. 부품의 파지는 주로 흡입에 의해 부품의 상부를 파지하는 진공 픽업 장치를 통해 달성된다. 로봇 배치 장비는 통상 매 사이클마다 정확한 일련의 이동을 반복하도록 프로그램되어 있다. 전자 부품 조립체에 있어, 로봇 장비는 예를 들어 메모리 칩을 파지하고 그것을 회로 기판 상의 특정 위치에 배치하도록 프로그램될 수도 있다. 로봇 배치 기계의 일관된 작동을 보장하기 위해서는, 소정의 속도 및 위치에서 전자 부품의 연속적인 공급이 기계로 제공되어야 한다. 그러므로, 각각의 선행 및 후속 부품으로서, 각각의 부품이 동일한 위치(즉, 로봇 배치 기계가 부품을 파지하는 지점)에 위치되어야 하는 것이 중요하다.

로봇 배치 장비까지 전자 부품의 연속적인 공급을 제공하기 위한 일반적인 방식은 캐리어 테이프를 사용하는 것이다. 종래의 캐리어 테이프는 테이프의 길이를 따라 소정의 균일하게 이격된 간격으로 형성된 일련의 동일한 포켓을 갖는 긴 스트립을 일반적으로 포함한다. 포켓은 내부에 전자 부품을 수용하도록 각각 설계된다. 일반적으로, 포켓은 특정 부품에 맞도록 크기 정해진다. 부품 제조업자는 통상 일련의 포켓에 부품을 적재한다. 부품이 포켓에 배치된 후에, 각각의 포켓에 부품을 보유하도록 커버 테이프가 긴 스트립 위에 인가된다. 적재된 캐리어 테이프는 롤 또는 릴(reel)에 권취된 다음에, 부품 제조업자로부터 다른 제조업자 또는 조립자에게 운반되고, 여기서 캐리어 테이프의 롤은 소정 형태의 조립 장비 내에 장착될 수도 있다. 캐리어 테이프는 통상 롤에서 풀려나와서 로봇 픽업 위치를 향해 자동으로 전진된다. 캐리어 테이프의 전진은, 캐리어 테이프를 형성하는 긴 스트립의 하나 또는 양쪽 에지를 따라 균일하게 이격된 일련의 관통 구멍을 사용하여 일반적으로 달성된다. 관통 구멍은 로봇 배치 기계를 향해 테이프를 전진시키는 구동 스프로켓(sproket)의 치부를 수용한다. 결국, 커버 테이프가 캐리어 테이프로부터 벗겨지고, 부품은 포켓으로부터 제거되어 그 후 회로 기판으로 배치된다.

회전 드럼을 사용하는 캐리어 테이프를 형성하는 것이 공지되어 있다. 회전 드럼은 주연부 주위에 배치된 복수의 주형을 갖는다. 주형은 볼록형(즉, 수형) 또는 오목형(즉, 암형) 주형일 수도 있고, 테이프의 두께, 포켓의 깊이 및 성형 이후 테이프의 열 수축을 고려한 소정의 마지막 포켓 치수를 제공하도록 크기가 정해진다. 볼록형 회전식 주형을 사용하여 캐리어 테이프를 제조하는 예시적인 방법은 구라사와(Kurasawa)에게 허여된 미국 특허 제5,800,722호에 개시된다. 볼록형 회전식 주형을 사용하여 엠보싱된 캐리어 테이프의 제조에 있어, 재료의 웨브는 연화 온도까지 증가식으로 가열되고 그 후 드럼의 주연부 주위를 통과하도록 안내된다. 연화된 재료는 주형 위에 놓여지고, 인접한 볼록형 주형 사이에 위치된 웨브의 부분을 제외하고, 볼록형 주형의 전체 측면부와 전체적으로 기밀 접촉하게 된다. 동시에, 웨브는 인접한 주형 사이에 공간으로 웨브를 압박하도록 주형에 대하여 진공 흡인된다.

상술된 바와 같이 진공을 형성하는데 사용되는 회전식 주형은 미국 특허 제5,800,772호에 개시된 바와 같이 복수의 드럼 섹션을 적층함으로써 일반적으로 구성된다. 복수의 드럼 섹션이 함께 조립될 때, 형성 공구가 생성된다. 드럼 섹션 사이의 공간은 포켓 형상부를 형성하도록 용융된 웨브를 흡인하기 위한 진공 사용을 가능하게 한다.

전자 분야에서, 점점 더 작은 제품을 향해 나아가는 경향은 전자 부품의 계 속적인 소형화를 필요로 한다. 0.5mm(0.020inches) 이하의 폭에 약 1mm(0.040inches) 길이의 작은 전자 부품을 포장하기 위한 필요성이 존재한다. 소형 부품을 위한 캐리어 테이프를 제조함에 있어 주요한 문제점 중 하나는 점점 더 정교한 치수 정확성 및 정밀도 요구사항을 일관되게 충족시키는 것이다. 형성 공구를 만드는데 사용되는 현재의 방법은 소형 부품을 포장하기 위해 캐리어 테이프를 제조함에 있어 상당한 결점을 갖는다. 예를 들어, 회전 드럼을 사용하여 진공을 형성할 때, 더 작고 더 기밀하게 이격된 주형 사이에 및 주형으로 웨브를 흡인하기가 점점 더 어려워진다는 것이다. 결과적으로, 캐리어 테이프 형상부 치수를 소정의 공차 내에 유지시키는 것이 점점 더 어렵고, 캐리어 테이프의 형상부는 늘 전체적으로 정확하게 형성되지 못한다. 캐리어 테이프 형상부의 치수가 웨브의 두께와 동일한 크기로 접근할 때, 요구 정밀도로 캐리어 테이프를 형성시키는 것이 점점 더 문제가 된다.

매우 작은 형상부를 폴리머 시트로 제조하기 위해, 강철 또는 크롬으로 형성되는 닙롤(nip roll)과 주형 공구 사이에 폴리머 웨브 재료를 엠보싱하는 것이 공지되어 있다. 웨브의 두께는 공구 상에 형상부의 높이를 초과하고, 형상부는 공구 형상부에 접촉하여 웨브의 측면 상에 형성되고, 웨브의 후방측(닙롤에 접촉함)은 완전히 편평하고 단조롭다. 캐리어 테이프에 인가된 그러한 구조가 단지 더 많은 폴리머를 사용(더 많은 비용으로 이어지는)하지는 않지만, 두꺼운 테이프의 치수 및 감소된 가요성은 많은 자동화 시스템과의 양립 가능성에 또한 나쁜 영향을 줄 것이다.

캐리어 치수가 정교한 공차 내로 유지되지 않으면, 캐리어 테이프의 형상부가 전체적으로 정확하게 형성되지 않고, 부품이 포켓에 포획되고 포켓 내에서 흔들리고 불안정하게 될 수 있고, 정확하지 않은 위치로 이동하거나 완전히 전복될 수 있다. 포켓 내에 부품의 자세를 정확하게 하는 것이 불가능하므로, 포켓에 부적절하게 위치설정된 부분은 포켓의 밖으로 취출되는데 실패할 수 있고 또는 그것이 포켓으로부터 제거될 때 부적절하게 취출될 수 있다. 결과적으로, 부적절하게 위치설정된 부분은 인쇄 회로 기판 등에 성공적으로 장착되지 않을 수도 있다.

일 태양에서, 본 명세서에 설명된 발명은 부품 캐리어 테이프를 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 부품 캐리어 테이프는 종방향 스트립 상에 종방향으로 위치설정된 복수의 포켓을 갖는 종방향 가요성 스트립을 포함한다. 포켓은 내부에 부품을 수용하도록 구성된다. 각각의 포켓은 종방향 스트립의 두께보다 큰, 종방향 스트립의 상부면으로부터의 깊이를 갖는다. 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 종방향 스트립의 두께의 대략 5배 미만의 거리만큼 이격되고, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이에서 포켓이 수용하도록 구성된 부품의 높이를 뺀 것보다 큰 높이를 갖는다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 캐리어 테이프는 상부면과 상부면에 대향하는 하부면을 갖는 종방향 가요성 스트립을 포함한다. 부품을 수용하기 위한 복수의 포켓은 스트립을 따라 이격되고 스트립의 상부면을 통해 개방된다. 인접한 포켓은 크로스바에 의해 서로 분리된다. 크로스바는 스트립의 두께의 대략 3배 미만의 거리만큼 인접한 리세스를 분리하고, 크로스바의 상부면은 스트립의 상부면과 실질적으로 동일 평면에 있다. 복수의 돌출부는 스트립의 하부면으로부터 연장하고, 각각의 돌출부는 복수의 포켓 중 하나에 대응한다.

다른 태양에서, 본 명세서에 설명된 발명은 부품 캐리어 테이프를 만들기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 방법은 외주연면을 갖는 회전 공구와, 공구의 외주연면에 대향된 정합 외주연면을 갖는 닙롤을 제공하는 단계를 포함한다. 회전 공구의 외주연면은 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 형성하기 위한 일련의 돌출부를 포함한다. 폴리머 웨브는 공구와 닙롤 사이에 닙으로 도입되고, 폴리머 웨브는 공구의 주연면 상에 돌출부를 통해 웨브를 엠보싱 하도록 공구와 닙롤 사이에서 가압된다. 엠보싱된 웨브는 그 후 공구로부터 제거된다.

도1은 본 발명에 따른 캐리어 테이프의 일 실시예의 부분 사시도이고, 선택적인 커버는 캐리어 테이프의 포켓 내에 저장되는 부품을 도시하도록 부분적으로 제거되었다. 부품은 포켓의 내부를 더 확실히 도시하기 위해 이어지는 포켓에서 생략되었다.

도2는 도1의 선 2-2를 따라 취해진 단면도이다.

도3은 도1 및 도2의 캐리어 테이프를 제조하기 위한 본 발명에 따른 예시적인 공정의 개략도이다.

도4는 인접한 포켓을 분리시키는 불완전하게 형성된 크로스바 형상부를 도시 하는, 종래 기술의 공정을 사용하여 제조된 캐리어 테이프의 사진이다.

도5는 인접한 포켓을 분리시키는 완전하게 형성된 크로스바 형상부를 도시하는, 본 발명에 따른 공정을 사용하여 제조된 캐리어 테이프의 사진이다.

양호한 실시예의 다음의 상세한 설명에서는, 그 일부를 형성하고, 본 발명이 실시될 수도 있는 특정 실시예가 예시적으로 도시된 첨부 도면이 참조된다. 다른 실시예가 이용될 수도 있고, 구조적 및 논리적인 변형이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이하 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해져서는 안되며, 본 발명의 범위는 후속의 청구범위에 의해 한정된다.

본 발명은 다양한 형태의 부품의 저장 또는 운반에 사용될 수 있는, 내부에 형성된 복수의 포켓을 갖는 부품 유지 또는 운반 장치를 제공한다. 특히, 본 발명은 매우 작은 부품에 사용하기 위해 매우 작게 정밀하게 형성된 포켓을 갖는 유지 또는 운반 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명은 전자 또는 다른 부품을 저장, 운반 및 이와 달리 취급하기 위해 인접하게 이격된 복수의 포켓을 갖는 종방향 부품 캐리어 테이프를 제공한다. 부품 캐리어의 예시적인 실시예가 전자 부품과 함께 사용하기 위한 캐리어 테이프를 참조하여 이하 설명되지만, 부품 캐리어는 임의 형태의 재료 또는 물질로 사용하기 위해 구성될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 2003년 10월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제10/682,597호에 설명된 것과 같은 샘플 처리 장치에 사용될 수도 있는 바와 같이, 부품 캐리 어의 형상부 및 재료는 액체 샘플 재료(또는 액체에 혼입된 샘플 재료)와 함께 사용하도록 구성될 수도 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어 테이프의 일 실시예가 도1 및 도2에 도시된다. 도시된 캐리어 테이프는 전진 기구에 의한 작은 전자 부품의 이송 및 저장에 특히 유용하다. 본 발명의 목적을 위해, 작은 부품은 약 1밀리미터(0.040inches) 이하 정도의 적어도 하나의 차원을 갖는 것들이다.

단일 가요성 캐리어 테이프(100)는 상부면(102)과 상부면(102)에 대향하는 하부면(103)을 형성하는 스트립부(101)를 갖는다. 스트립부(101)는 종방향 에지면(104, 106)과, 하나의 에지면, 그리고 양호하게는 양 에지면을 따라 연장하고 일 에지면 및 양호하게는 양 에지면에 형성되는 정렬된 전진 구멍(108, 110)의 열을 포함한다. 전진 구멍(108, 110)은 소정 위치를 향해 캐리어 테이프(100)를 전진시키기 위해 스프로켓 구동부(도시 생략)의 치부와 같은 전진 기구를 수용하기 위한 수단을 포함한다.

일련의 포켓(112)은 스트립부(101)에 형성되고 그를 따라 이격되고, 포켓은 스트립부의 상부면(102)을 통해 개방된다. 주어진 캐리어 테이프 내에서, 각각의 포켓(112)은 다른 포켓과 통상 실제로 동일하다. 통상, 포켓(112)은 서로 정렬되고 같게 이격된다. 예시적인 실시예에서, 각각의 포켓(112)은 네 개의 측벽(114)을 포함하고, 각각은 각각의 인접한 벽에 대해 대체로 직각이다. 측벽(114)은 스트립부의 상부면(102)에 인접하여 그로부터 하방으로 연장되고, 포켓(112)을 형성하도록 하부벽(116)에 인접한다. 하부벽(116)은 대체로 평탄하고 스트립부(101)의 평면에 대해 평행하다. 종방향으로 위치설정된 인접한 포켓(112)의 횡방향 측벽(114)은 인접한 포켓(112)을 분리시키는 크로스바(117)를 형성한다.

포켓(112)은 포켓이 수용하도록 의도된 부품의 형상 및 크기에 부합하도록 설계될 수도 있다. 다르게는, 포켓(112)은 다양한 크기 및/또는 형상의 부품을 쉽게 수용하도록 포괄적인 설계를 가질 수도 있다. 특정적으로 도시되지는 않았지만, 포켓은 양호한 실시예에 도시된 4개보다 많거나 적은 측벽을 가질 수도 있다. 일반적으로, 각각의 포켓은 스트립부(101)에 인접하여 그로부터 하방으로 연장되는 적어도 하나의 측벽(114)과, 포켓(112)을 형성하도록 측벽(114)에 인접하는 하부벽(116)을 포함한다. 따라서, 포켓(112)은 원형, 타원형, 삼각형, 오각형 또는 다른 형상의 외관을 가질 수도 있다. 각각의 측벽(114)에는 부품의 삽입을 용이하게 하고, 주형으로부터 포켓을 해제하거나 캐리어 테이프의 제조시 다이를 형성하는 것을 보조하도록 약간의 드래프트(draft)(즉, 포켓의 중심을 향한 경사)가 또한 형성될 수도 있다. 또한, 포켓의 깊이는 포켓이 수용하도록 의도된 부품에 따라 변형할 수 있다. 또한, 포켓(112)의 내부에는 특정 부품을 더욱 잘 수납 또는 지지하기 위해 렛지(ledge), 리브, 축받이(pedestal), 바아, 레일, 부속물(appurtenance) 및 다른 유사 구조 형상부가 형성될 수도 있다.

단일 칼럼의 포켓(112)이 도면에 도시되었지만, 두 개 이상의 칼럼의 정렬된 포켓이 다중 부품의 동시 이송을 용이하게 하도록 스트립부(101)의 길이부를 따라 또한 형성될 수 있다. 미국 특허 제4,298,120호에 설명된 바와 같이, 포켓의 칼럼은 인접한 칼럼의 포켓과 정렬된 열인 일 칼럼의 포켓과 서로 평행하게 배열될 수 있다. 다르게는, 미국 특허 제4,724,958호에 설명된 바와 같이, 인접한 칼럼의 포켓은 서로 오프셋될 수도 있다.

본 발명에 따른 부품 캐리어에서, 인접한 포켓(112)의 측벽(114)은 웨브 두께의 약 5배 미만, 양호하게는 웨브 두께의 약 3배 미만의 거리만큼 분리되고, 인접한 포켓(112)을 분리시키는 벽(114)의 상부 에지는 스트립부(101)의 상부면(102)과 실질적으로 동일 평면상에 있다. 인접한 측벽(114)의 높이는 포켓 깊이에서 부품의 높이를 뺀 것보다 커서, 인접한 포켓들 사이에서 부품의 이동을 방지한다. 몇몇 실시예에서, 인접한 측벽의 높이는 포켓 깊이의 대략 90% 이상이고, 양호하게는 포켓 깊이의 대략 95% 이상이고, 더 양호하게는 포켓(112)의 깊이와 같다. 몇몇 실시예에서는, 포켓(112)의 깊이가 스트립부(101)를 형성하는 웨브의 두께보다 더 크고, 다른 실시예에서는 포켓(112)의 깊이가 스트립부(101)를 형성하는 웨브의 두께 미만이다. 어느 경우든, 포켓(112)은 스트립부(101)의 하부면 상에 대응하는 돌출부를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 포켓 길이와 포켓의 폭 중 적어도 하나는 2mm 미만, 양호하게는 1mm 미만이다. 다른 실시예에서, 스트립부는 다중 열 실시예에 대해 대략 16mm 미만의 폭을, 단일 열 실시예에 대해 대략 10mm 미만의 폭을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 복수의 포켓(112)은 대략 2mm 이하의 피치로 종방향 스트립을 따라 이격된다.

웨브가 저장 릴의 허브에 대해 권취되게 만드는 충분한 가요성을 갖는 한, 스트립부(101)를 형성하는 웨브는 임의의 두께를 가질 수도 있다. 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 스트립부는 약 1mm(40mil) 미만, 양호하게는 약 0.5mm(20mil) 미 만의 두께를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 스트립부는 약 0.25mm(10mil) 미만의 두께를 갖는다. 스트립부(101)는 전기적으로 소산성 또는 전도성이 되도록 선택적으로 제거, 착색 또는 변성될 수도 있다. 전기 전도성 재료는 전하가 캐리어 테이프 전체에 걸쳐, 양호하게는 그라운드로 소산하게 만든다. 이 특징은 축적된 정지 전하에 기인하여 캐리어 테이프 내에 내장된 부품에 대한 손상을 방지할 수도 있다.

캐리어 테이프(100)는 긴 커버 테이프(120)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 커버 테이프(120)는 내부에 부품을 보유하도록 캐리어 테이프(100)의 포켓(112) 위에 인가된다. 예시적인 부품(118)이 도1 및 도2에 개략적으로 도시된다. 커버 테이프(120)는 포켓에 침입할 수 있는 먼지 및 다른 오염물질로부터 부품을 또한 보호할 수 있다. 도1 및 도2에 잘 도시된 바와 같이, 커버 테이프(120)는 가요성이고, 포켓(112)의 일부 또는 전체 위에 놓이고, 스트립부(101)의 길이부를 따라 전진 구멍(108, 110)의 열 사이에 배치된다. 커버 테이프(120)는 스트립부(101)의 상부면에 해제가능하게 고정되어, 저장된 부품에 접근하기 위해 그 후 제거될 수 있다. 도시된 바와 같이, 커버 테이프(120)는 스트립부(101)의 종방향 에지면(104, 106)에 각각 접합되는 평행한 종방향 접합부(122, 124)를 포함한다. 예를 들어, 아크릴 재료와 같은 압력 민감성 접착제 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머(ethylene vinyl acetate copolymer)와 같은 열 활성화 접착제가 커버를 에지면(104, 106)에 부착하는데 사용될 수도 있다. 다르게는, 커버 테이프(120)는 다른 수단에 의해 스트립부(101)에 고정될 수 있다. 커버 테이프(120)는 또한 생략될 수 있고, 부품은 예를 들어 접착제에 의해 포켓(112)에 보유된다.

예시적인 일 실시예에서, 본 발명에 따른 캐리어 테이프는 포켓(112)을 폴리머 재료의 시트로 성형하여, 롤을 형성하도록 릴에 캐리어 테이프를 권취함으로써 제조된다. 도3은 본 발명에 따른 부품 캐리어 테이프의 제조에 사용되는 제조 공정 및 장치를 개략적으로 도시한다. 회전 공구(200)는 구조적인 외주연면(202)을 갖는다. 표면(202)은 부품 캐리어 테이프(100)에 형성될 다양한 형상부, 예를 들어 부품 포켓(112), 포켓 내의 정렬 형상부, 스프로켓을 위한 보스 또는 정렬 구멍 등에 대응하는, 그로부터 연장되는 돌출부(204)를 포함한다. 예시의 목적을 위해, 돌출부(204)는 도3의 개략적인 예시를 위해 크게 확대되어 있다.

정합 외주연면(212)을 갖는 닙롤(210)은 회전 공구(200)의 외주연면(202)과 접촉하고 그에 대향하여, 돌출부(204)가 닙롤(210)의 표면(212)으로 가압하여 그를 변형시킨다. 닙롤(210)의 외주연면(212)은 양호하게는 엘라스토머 재료로 커버된다. 적절한 엘라스토머 재료는 고무, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM, ethylene propylene diene monomers), 우레탄, 테프론®, 니트릴(nitriles), 네오프렌(neoprene) 및 플루오르엘라스토머(fluoroelastomer)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 닙롤(210)의 정합 외부면(212)은 형성되는 재료에 따라 20 내지 100의 범위, 양호하게는 50 내지 90의 범위의 쇼어 에이 경도를 갖는다.

용융 가공가능한 폴리머가 압출기(220)로부터 슬롯 다이 장치(222)로 이송된다. 용융 가공가능한 폴리머는 그 용융 온도(즉, 그것이 형성되거나 성형될 수 있는 온도)에서 또는 그 위의 온도에서 슬롯 다이 장치(222)로 이송된다. 폴리머의 웨브(230)는 다이 장치(222)로부터 회전 공구(200)와 닙롤(210) 사이의 닙(240)으로 방출된다. 몇몇 실시예에서, 폴리머 웨브(230)는 닙(240)에 닙롤(210)이 형성되기 바로 전에 회전 공구(200)에 드롭 캐스트되는 것이 바람직할 수도 있다. 폴리머 웨브(230)가 회전 공구(200)와 닙롤(210) 사이에서 가압되고 회전 공구(200)의 형상부로 엠보싱됨에 따라 닙롤(210)의 정합 외부면(212)은 변형된다. 정합 닙롤(210)에 의해 웨브(230)에 인가되는 압력은 회전 공구(200)의 돌출부(204) 사이에 작은 빈틈으로 웨브(230)의 용융된 수지를 가압하고(협소한 포켓 크로스바(117)와 같은 캐리어 테이프(100)의 형상부를 형성), 웨브(230)에 후방측 형상부 데피니션(definition)을 제공하기에 충분하다(즉, 형상부는 스트립부(101)의 하부면(103) 상에 형성된다). 정합 닙롤(210)에 의해 인가된 압력은 처리 속도, 재료 점성, 웨브 두께 및 치수, 회전 공구(200) 상의 돌출부(204)의 간격을 포함하는 복수의 인자에 따를 것이다.

유입 폴리머 웨브(230)의 치수는 형성될 캐리어 테이프(100)의 게이지 및 폭에 의해 결정될 것이다. 폴리머 웨브(230)의 두께와, 회전 공구(200)와 닙롤(210) 사이의 압력은 닙(240)을 방출하는 웨브(230)의 두께가 캐리어 테이프(100)의 부품 포켓(112)을 형성하는 돌출부(204)의 높이보다 작도록 제어되는 것이 바람직하다. 양호한 실시예에서, 폴리머 웨브(230)는 5mils(0.127mm) 내지 20mils(0.508mm) 범위의 두께로 닙(240)으로 이송된다.

몇몇 실시예에서, 폴리머 웨브(230)는 그 용융 처리 온도 또는 그 위의 온도에서 다이 장치(222)로부터 회전 공구(200)로 이송되는 것이 바람직할 수도 있다. 용융 처리 온도 또는 그 위의 온도에서 회전 공구(200)로 폴리머 웨브(230)를 제공함으로써, 폴리머는 회전 공구(200) 상에 돌출부(204)의 형상으로 알맞게 형성시키거나 또는 그를 복제될 수 있다. 폴리머 웨브(230)가 다이 장치(222)로부터 이송되어야만 하는 온도는 제조 라인의 속도뿐만 아니라 형성될 재료의 게이지 및 형태에 따라 넓은 범위에 걸쳐 변화한다. 본 명세서에서는 공구(200)가 롤로서 도시 및 설명되었지만, 공구(200)는 다르게는 연속 벨트와 같이 연속적인 웨브 형성 처리를 받는 임의의 다른 회전 가능 구조로서 제공될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

회전 공구(200)와 닙롤(210) 사이의 닙(240)이 폴리머 웨브(230)에 형성된 구조를 보유하고 웨브에 기계적 안정성을 제공한 후에, 소정 지점에서 폴리머 웨브의 온도는 양호하게는 용융 처리 온도 이하로 낮춰진다. 웨브(230)의 온도 제어를 돕기 위해, 필요에 따라 회전 공구(200) 및/또는 닙롤(210)이 가열 또는 냉각될 수도 있다. 도3에 도시된 처리의 결과는 본 발명에 따른 캐리어 테이프(100)를 형성하는데 사용될 수 있는 엠보싱된 웨브(250)이다.

열가소성 수지의 압출의 경우에, 용융된 재료의 웨브는 닙(240)을 통과하도록 안내된다. 엠보싱된 웨브(250)가 닙(240)을 빠져나옴에 따라, 회전 공구(200)로부터 제거될 수도 있도록, 임의의 적절한 냉각 수단이 웨브를 냉각시키고 재료를 충분히 강화시키기 위해 채용될 수도 있다. 냉각은 열가소성 폴리머가 충분히 고형화될 때까지 예를 들어, 대류 공기 냉각, 고압 송풍기에 의한 에어 제트의 직접 충돌, 워터 베스(water bath) 또는 스프레이, 또는 냉각 오븐을 통해 달성될 수 있 다.

중합가능 수지(polymerizable resin)의 경우, 수지는 슬롯 다이 장치(222)에 공급되는 분배기로 주입되거나 직접 펌핑될 수도 있다. 폴리머 수지가 반응성 수지인 실시예에서, 웨브를 제조하기 위한 방법은 하나 이상의 단계에서 수지를 경화시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 회전 공구(200)로부터 제거되기 전에 충분히 수지를 경화시키도록 중합가능 수지의 특성에 따라 수지는 화학 방사선(actinic radiation), 자외선, 가시광선 등과 같은 적절한 방사 에너지 공급원에 대한 노출시 경화될 수도 있다. 또한 냉각 및 경화의 조합이 공구(200)로부터 떨어져 나옴에 따라 웨브를 경화시킬 때 채용될 수도 있다.

본 발명의 부품 캐리어 테이프를 위한 적절한 수지 조성은 치수적으로 안정적이고, 내구성이 있고, 쉽게 소정의 구성으로 형성가능하다. 적절한 재료는 폴리에스테르(polyesters)(예를 들어, 글리콜 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(glycol-modified polyethylene terephthalate), 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 염화 비닐(polyvinyl chloride), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene), 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(amorphous polyethylene terephthalate), 폴리아미드(polyamide), 폴리올레핀(polyolefins)(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리부텐 또는 폴리이소부텐(polyisobutene)), 변성 폴리((modified poly)(페닐렌 에테르(phenylene ether)), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리디메틸실록 산(polydimethylsiloxane), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지 및 폴리올레핀 코폴리머(polyolefin copolymers)를 포함하지만, 그에 제한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 재료는 400°F(204°C) 내지 630°F(332°C) 범위의 용융 온도를 갖는다. 재료는 전기적으로 소산성 또는 전도성이 되도록 변형될 수도 있다. 후자의 경우에, 재료는 폴리머 재료 내에 산재되거나 또는 이어서 웨브에 코팅되는 카본 블랙(carbon black) 또는 5산화 바나듐(vanadium pentoxide)과 같은 전기 전도성 재료를 포함할 수도 있다. 이들 재료는 염료, 착색제, 안료, UV 안정제(stabilizer) 또는 다른 첨가제를 또한 포함할 수도 있다.

일반적으로는, 회전 공구(200)는 직접 기계가공함으로써 형성하기에 적절한 임의의 기판을 포함할 수도 있다. 깨끗하게, 버(burr)를 형성하지 않거나 최소화하는 적절한 기판 기계는 낮은 연성 및 낮은 그레이니네스(graininess)를 나타내고, 기계 가공 이후에 치수의 정확성을 유지한다. 다양한 기계가공 가능한 금속 또는 플라스틱이 이용될 수도 있다. 적절한 금속은 알루미늄, 강, 황동, 구리 무전해 니켈(copper electroless nickel) 및 그 합금을 포함한다. 적절한 플라스틱은 아크릴 또는 다른 재료와 같은 열가소성 또는 열경화성 재료를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 회전 공구(200)를 형성하는 재료는 다공성 재료를 포함하여, 진공이 닙롤(210)과의 조합으로 회전 공구(200)의 재료를 통해 인가될 수 있다.

회전 공구(200)는 양호하게는 단일 슬리브 상의 모든 소정의 캐리어 테이프(100) 형상부를 위해 돌출부(204)를 갖는 단일 슬리브로서 형성된다. 슬리브는 포켓과, 그 정렬 형상부 및 예를 들어 스프로켓 구멍을 형성하도록 스키 빙(skiving)을 위한 돌기부를 포함할 수도 있다. 이 방법은 포켓과 돌기부 사이에 우수한 레지스트레이션(registration)을 제공하도록 포켓과 돌기부를 동시에 열성형하는 단계를 포함한다.

회전 공구(200)의 외주연부(202) 상의 돌출부는 양호하게는 카바이드 또는 각각의 돌출부를 우수한 정밀도로 성형하는 것이 가능한 다이아몬드 공구 세공 기계를 사용하는 슬리브로 직접 절삭된다. 그러한 목적을 위해 코네티컷주 브릿지포트 소재의 무어 스페셜 툴 컴퍼니(Moore Special Tool Company, Bridgeport, CT)와, 뉴햄프셔주 킨 소재의 프레시테크(Precitech, Keen, NH) 및 펜실베니아주 핏츠버그 소재의 에어로테크 인크.(Aerotech Inc., Pittsburgh PA)가 적절한 기계를 제조한다. 이러한 기계는 통상 코네티컷주 미들필드 소재의 지고 코포레이션(Zygo Corporation, Middlefield CT)으로부터 이용가능한 적절한 일 예인, 레이저 간섭계 위치설정 장치(laser interferometer-positioning device)를 통상 포함한다. 사용하기 위한 다이아몬드 공구는 뉴욕주 무에르 소재의 케이 앤드 와이 다이아몬드(K & Y Diamond, Mooers, NY) 또는 오하이오주 챠든 소재의 챠든 툴(Chardon Tool, Chardon, OH)로부터 구입할 수 있는 것들이 있다.

슬리브는 상부에 소정의 돌출부(204)를 형성하도록 종래 기술에서 공지된 기술 및 방법을 사용하여 기계가공될 수 있다. 예를 들어, 부품 포켓 측벽(114)에 대응하는 돌출부 표면은 슬리브가 전환되고 커터가 고정 위치에 있는 통상의 선반 작업에서 슬리브를 방향전환함으로써 형성될 수 있다. 부품 포켓 크로스바(117)에 대응하는 돌출부 표면은 슬리브를 고정적으로 유지하고 슬리브의 축에 평행하게 슬 롯을 절삭함으로써 형성될 수 있다. 스키빙을 위한 포스트를 형성하기 위한 것들과 같이 추가의 돌출부가 포켓을 성형하는데 사용된 돌출부의 형성과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 유리하게는, 슬리브 상의 돌출부(204)는 복수의 캐리어 테이프를 동시에 제조하도록 형성될 수 있다. 특히, 복수의 캐리어 테이프를 위한 포켓 및 다른 형상부는 단일 슬리브 상에 제조될 수 있고, 웨브(250)는 개별 캐리어 테이프를 격리시키도록 형성한 후에 쪼개진다.

캐리어 테이프(100)의 포켓(112)이 준비되면, 예를 들어 미국 특허 제5,738,816호에 설명된 바와 같이, 전진 구멍(108, 110)은 스트립부(101)를 펀칭하거나 종방향 에지면(104, 106) 중 하나 또는 양자 모두 상에 형성되는 돌기부를 스키빙하는 것과 같은 분리 작업에서 순차적으로 형성된다. 캐리어 테이프(100)에 부품이 적재될 때까지, 캐리어 테이프(100)는 이어서 저장을 위해 공급 롤을 형성하도록 릴(260) 주위에 권취된다.

도4는 전도성 블랙 폴리카보네이트 수지를 사용하여 수형 공구 세공시 형성된 통상의 진공 형성 캐리어 테이프의 사진이다. 낮은 포켓 크로스바는 공구 세공에서 포켓 사이에 협소한 빈틈으로의 수지의 제한된 유동에 기인한다.

도5는 본 발명에 따른 정합 닙롤(210)로 압출 복제 공정에서 정적 소상성 블랙 폴리스티렌 수지를 이용하여 형성된 캐리어 테이프의 사진이다. 캐리어의 크로스바가 충분히 형성된다. 확실하게, 본 발명의 제조 방법 및 장치는 표준 진공 형성 포켓 크로스바보다 상당히 더 높은 포켓 크로스바를 제조한다.

실험 결과에서, 완전하게 형성된 크로스바가 0.631mm의 높이를 가질 때, 표 준 진공 형성 공정 포켓의 전도성 블랙 폴리카보네이트를 사용하여 달성되는 평균 크로스바 높이는 0.107mm이었고, 본 발명의 압출 복제 공정에서 동일한 재료를 사용하여 달성된 평균 크로스바 높이는 0.607mm이었다. 따라서, 표준 진공 형성 공정은 크로스바 높이는 충분히 형성된 크로스바 높이의 대략 17%(0.107mm/0.631mm)와 같은 크로스바 높이를 생성하였고, 본 발명의 압출 복제 공정은 충분히 형성된 크로스바 높이의 대략 96%(0.607mm/0.631mm)와 같은 크로스바 높이를 생성하였다.

공정 예

본 발명에 따른 부품 캐리어 테이프는 카본 블랙으로 채워진 정적 소산성 폴리스티렌 수지를 사용하여 준비되었다. 30:1의 길이/직경(L/D)의 비를 갖는 단일 스크류 2.5inch(63.5mm) 다비스 스탠다드 압출기(Davis Standard extruder)로 수지가 공급되었다. 상승 온도 프로파일은 압출기 다이 구역에 사용되었고, 450°F(232°C)의 최종 온도에 도달하였다. 용융 폴리머는 0.070inch(1.78mm)의 공칭 간극에 대해 틈이 메워진 10inch(254mm) 넓이 필름 다이 블록으로 가열된 네크 튜브를 통과하였다. 압출기 다이 블록으로부터 나오는 웨브 용융물은 알루미늄 형성 공구에 의해 형성된 닙과, 실리콘 고무로 커버된 닙롤로 드롭 캐스트된다. 실리콘 고무는 75 쇼어 에이 경도를 갖는다. 공구 롤 온도는 100°F(37°C)에서 유지되었고, 닙롤 온도는 70°F(21°C)에서 유지되었다. 닙에서 나온 이후에, 웨브는 냉각 형성 공구에 접촉하고 재료의 유리 전이 온도 이하의 온도에 도달할 때까지 공기 냉각으로 외부 압축됨으로써 냉각됨에 따라 공구의 만곡 표면 주위에서 연속적이다. 그 후 웨브는 공구로부터 제거되었고 롤로 권취되었다.

양호한 실시예에 대한 설명을 목적으로 본 명세서에 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 동일한 목적을 달성하도록 계산된 다른 그리고/또는 균등의 폭넓게 다양한 실시예가 본 발명의 범주를 일탈함이 없이 도시되고 설명된 특정 실시예들을 대체할 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 당업자들은 본 발명이 매우 폭넓게 다양한 실시예들로 실시될 수도 있음을 용이하게 알 수 있을 것이다. 본 출원은 본 명세서에서 논의된 양호한 실시예들에 대한 임의의 개조와 변형을 포함하려 한다. 따라서, 명확하게는 본 발명은 청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (23)

1. 부품 캐리어 테이프이며,

   종방향 가요성 스트립과,

   종방향 스트립 상에 종방향으로 위치설정되고 내부에 부품을 수용하도록 구성된 복수의 포켓을 포함하고,

   각각의 포켓은 종방향 스트립의 두께보다 큰, 종방향 스트립의 상부면으로부터의 깊이를 갖고,

   인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 종방향 스트립의 두께의 대략 5배 미만의 거리만큼 이격되고, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이에서 포켓이 수용하도록 구성된 부품의 높이를 뺀 것보다 큰 높이를 갖는 부품 캐리어 테이프.
2. 제1항에 있어서, 종방향 스트립은 평행한 종방향의 제1 및 제2 에지면을 갖고, 에지면 중 적어도 하나는 전진 기구를 수용하기 위한 동일하게 이격된 복수의 전진 구멍을 포함하는 부품 캐리어 테이프.
3. 제1항에 있어서, 종방향 스트립의 상부면에 해제가능하게 고정되고, 스트립을 따라 연장되고, 복수의 포켓을 커버링하는 커버를 더 포함하는 부품 캐리어 테이프.
4. 제1항에 있어서, 종방향 스트립은 10mm 미만의 폭을 갖는 부품 캐리어 테이프.
5. 제1항에 있어서, 복수의 포켓은 약 2mm 이하의 피치로 종방향 스트립 상에 이격되는 부품 캐리어 테이프.
6. 제1항에 있어서, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 종방향 스트립 두께의 대략 3 배 미만의 거리만큼 이격되는 부품 캐리어 테이프.
7. 제1항에 있어서, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이의 대략 90% 보다 큰 높이를 갖는 부품 캐리어 테이프.
8. 제1항에 있어서, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이의 대략 95% 보다 큰 높이를 갖는 부품 캐리어 테이프.
9. 제1항에 있어서, 인접한 포켓을 분리시키는 측벽은 포켓 깊이와 대략 같은 높이를 갖는 부품 캐리어 테이프.
10. 제1항에 있어서, 포켓은 길이 및 폭을 갖고, 포켓 길이 및 포켓 폭 중 적어도 하나는 2mm 미만인 부품 캐리어 테이프.
11. 제10항에 있어서, 포켓은 길이 및 폭을 갖고, 포켓 길이 및 포켓 폭 중 적어도 하나는 1mm 미만인 부품 캐리어 테이프.
12. 제1항에 있어서, 종방향 스트립은 약 0.5mm 미만의 두께를 갖는 부품 캐리어 테이프.
13. 제12항에 있어서, 종방향 스트립은 약 0.25mm 미만의 두께를 갖는 부품 캐리어 테이프.
14. 전진 기구에 의해 부품을 저장 및 이송하기 위한 가요성 캐리어 테이프이며,

    상부면과, 상부면에 대향하는 하부면을 갖는 종방향 가요성 스트립과,

    스트립을 따라 이격된 부품과 그 상부면을 통해 개방하기 위한 복수의 포켓과,

    스트립의 하부면으로부터 연장되는 복수의 돌출부를 포함하고,

    인접한 포켓은 크로스바에 의해 서로 분리되고, 크로스바는 스트립의 두께의 대략 3 배 미만의 거리만큼 인접한 리세스를 분리시키고, 크로스바의 상부면은 스트립의 상부면과 실질적으로 동일 평면에 있고, 돌출부 각각의 하나는 복수의 포켓 중 하나에 대응하는, 전진 기구에 의해 부품을 저장 및 이송하기 위한 가요성 캐리어 테이프.
15. 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법이며,

    외주연면을 갖는 회전 공구를 제공하는 단계와,

    공구의 외주연면에 대향된 정합 외주연면을 갖는 닙롤을 제공하는 단계와,

    공구와 닙롤 사이에 닙으로 폴리머 웨브를 유입하는 단계와,

    공구의 주연면 상의 돌출부로 웨브를 엠보싱하도록 공구와 닙롤 사이에 폴리머 웨브를 가압하는 단계와,

    공구로부터 엠보싱된 웨브를 제거하는 단계를 포함하고,

    외주연면은 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 형성하기 위한 일련의 돌출부를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
16. 제15항에 있어서, 일련의 돌출부를 포함하는 외주연면을 갖는 회전 공구를 제공하는 단계는 공구로부터 제거된 엠보싱된 웨브의 두께보다 큰 높이를 갖는 돌출부를 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
17. 제15항에 있어서, 일련의 돌출부를 포함하는 외주연면을 갖는 회전 공구를 제공하는 단계는 공구로부터 제거된 엠보싱된 웨브의 두께의 약 5배 미만의 거리만 큼 분리되는 돌출부를 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
18. 제17항에 있어서, 일련의 돌출부를 포함하는 외주연면을 갖는 회전 공구를 제공하는 단계는 공구로부터 제거된 엠보싱된 웨브의 두께의 약 3배 미만의 거리만큼 분리되는 돌출부를 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
19. 제15항에 있어서, 일련의 돌출부를 포함하는 외주연면을 갖는 회전 공구를 제공하는 단계는 엠보싱된 웨브에 복수의 개별 캐리어 테이프를 형성하도록 돌출부를 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
20. 제15항에 있어서, 정합 외주연면을 갖는 닙롤을 제공하는 단계는 30 내지 100 범위의 쇼어 에이 경도를 갖는 정합 주연면을 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
21. 제15항에 있어서, 정합 외주연면을 갖는 닙롤을 제공하는 단계는 엘라스토머로 커버된 닙롤의 주연면을 커버하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격 된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
22. 제15항에 있어서, 공구와 닙롤 사이에 폴리머 웨브를 가압하는 단계는 웨브의 후방측 상에 형상부를 형성하도록 회전 공구의 돌출부로 닙롤의 정합 표면을 변형시키는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.
23. 제15항에 있어서, 회전 공구를 제공하는 단계는 단일 공구를 제공하는 단계를 포함하는, 전방측에 종방향으로 이격된 복수의 부품 수용 포켓을 갖는 엠보싱된 캐리어 테이프를 제조하기 위한 방법.

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