TWI659792B - 電子零件保持治具的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種電子零件保持治具的製造方法，其藉由對彈性片(3)照射雷射光(L)而於彈性片(3)上形成用以保持電子零件的保持孔(4)，且所述電子零件保持治具的製造方法的特徵在於：使自雷射振盪器出射的雷射光(L)穿過具有與所形成的保持孔(4)的形狀對應的透射孔的遮罩圖案，進而藉由透鏡聚光之後照射於彈性片(3)。

Description

電子零件保持治具的製造方法

本發明是有關於一種對電子零件進行保持的電子零件保持治具及其製造方法。本申請案基於2016年11月9日於日本提出申請的日本專利特願2016-218585號而主張優先權，並將所述專利的內容引用於此。

先前，於將端子電極安裝於陶瓷電容器、晶片電阻、線圈等晶片零件時，使用於使該些晶片零件的上端及下端中的至少一者露出的狀態下對所述晶片零件進行保持的板狀的保持治具。所述電子零件保持治具具備排列設置有多個貫通孔的基板，且形成有將基板的其中一面覆蓋的彈性體片，並於與基板的貫通孔對應的部位的彈性體片上形成有直徑較所述貫通孔小的保持孔。

作為製造此種電子零件保持治具的方法，應用如下方法：於模具內，於形成於基板上的多個貫通孔內分別配置直徑較其小的銷，於使銷貫通的狀態下將未硬化的彈性體材料液澆入模具內，使彈性體硬化成片狀之後將銷去掉，藉此形成保持孔(參照專利文獻1)。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特公平5-42123號公報

[發明所欲解決的課題] 然而，於利用所述模具的一體成形方法中，需要將多個銷精度良好地配置於模具內並計算彈性體的硬化後的收縮的對準，且需要高度的模具設計技術。然而，每次均配合多種電子零件的形狀變更保持孔的尺寸來製作模具，該情況於時間方面和費用方面均成為大負擔。

本發明是鑒於所述情況而成者，提供一種不使用模具即能夠形成保持孔的電子零件保持治具的製造方法及電子零件保持治具。 [解決課題之手段]

[1] 一種電子零件保持治具的製造方法，其藉由對彈性片照射雷射光而於所述彈性片上形成用以保持電子零件的保持孔，且所述電子零件保持治具的製造方法的特徵在於：使自雷射振盪器出射的雷射光穿過具有與所形成的所述保持孔的形狀對應的透射孔的遮罩圖案，進而藉由透鏡聚光之後照射於所述彈性片。 [2] 如[1]所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，於所述彈性片的內部具備支持板，且於所述支持板上，於與形成於所述彈性片上的所述保持孔對應的位置預先設置有貫通孔，自所述彈性片的第一面側朝所述支持板的所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第一面進行掘削而形成第一孔，自所述彈性片的第二面側朝所述支持板的所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第二面進行掘削而形成第二孔，於所述彈性片的內部藉由將所述第一孔與所述第二孔連結而形成貫通的所述保持孔。 [3] 如[2]所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，所述第一孔及所述第二孔的內徑分別朝內部縮小。 [4] 如[1]至[3]中任一項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，所述雷射光為CO₂ 雷射，所述透鏡為遠心透鏡，且所述遮罩圖案所具有的所述透射孔為兩個以上。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，對所述彈性片的第一面及第二面中的至少一者進行使相對於所述電子零件的黏著性降低的表面處理。 [6] 一種電子零件保持治具，其具有彈性片，所述彈性片形成有用以保持電子零件的貫通的保持孔，且所述電子零件保持治具的特徵在於：所述保持孔的內徑自其第一開口邊緣朝內部縮小，並且自其第二開口邊緣朝內部縮小。 [7] 如[6]所述的電子零件保持治具，其中，所述彈性片的表面以使相對於所述電子零件的黏著性降低的方式被表面處理。 [發明的效果]

藉由本發明的電子零件保持治具的製造方法，不使用模具即可形成保持孔，因此可根據多種電子零件的形狀而容易地變更保持孔的形狀。 藉由本發明的電子零件保持治具，可藉由保持孔所具有的獨特形狀來將電子零件穩定地保持於保持孔的內部。

《電子零件保持治具的製造方法》 （第一態樣） 本發明的第一態樣是一種電子零件保持治具的製造方法，其藉由對彈性片照射雷射光而於所述彈性片上形成用以保持電子零件的貫通的或非貫通的保持孔。雷射光的照射是以如下方法進行：使自雷射振盪器出射的雷射光穿過具有與所形成的保持孔的形狀對應的透射孔的遮罩圖案，進而藉由透鏡聚光之後照射於所述彈性片。

參照圖1（a）～圖1（c）來說明具體例。首先，如圖1（a）的剖面圖所示，準備於內部具備支持板1的彈性片3。於所述支持板1上，於與之後形成於彈性片3上的多個保持孔4對應的位置排列設置有沿厚度方向貫通的多個貫通孔2。本例中支持板1整體埋設於彈性片3中，但支持板1的一部分、例如支持板1的第二面1b露出於彈性片3的外部亦無妨。

自支持板1的第一面1a至彈性片3的第一面3a的厚度、以及自支持板1的第二面1b至彈性片3的第二面3b的厚度可分別獨立地例如設為50 μm～2000 μm。 自彈性片3的第一面3a至第二面3b的厚度例如可設為200 μm～5000 μm。 設置於支持板1的貫通孔2的孔徑只要大於所形成的保持孔4的孔徑（內徑）即可，例如可設為50 μm～5000 μm。各貫通孔2的孔徑可彼此相同，亦可不同。 支持板1的厚度例如可設為100 μm～5000 μm。 若支持板1、貫通孔2及彈性片3為所述各尺寸，則所形成的電子零件保持治具的形狀易成為適合電子零件的保持的形狀。

彈性體的種類只要為能夠藉由雷射加工來形成保持孔4者，則無特別限定，例如可列舉：矽酮橡膠、氟橡膠等熱硬化性彈性體；包含苯乙烯、烯烴、胺基甲酸酯、醯胺等的熱塑性彈性體；硫化橡膠等。其中，就耐熱性、耐化學品性、尺寸穩定性優異而言，較佳為熱硬化性彈性體，更佳為矽酮橡膠。

彈性片3的成形方法並無特別限定，能夠應用將彈性片形成於基板上的公知方法。例如，將支持板1載置於平坦的基台之上並將彈性體組成物塗佈於所述支持板1上，使彈性體硬化，藉此可將彈性片形成於支持板1的其中一面。此時，亦將彈性體填充至預先設置於支持板1上的貫通孔的內部。繼而，將基台上的支持板1翻過來且於使另一面露出的狀態下再次將所述支持板1載置，將彈性體組成物塗佈於支持板1的另一面並使彈性體硬化，藉此獲得於支持板1的兩面形成有彈性片3者、即於彈性片3的內部具備支持板1者。

其次，將藉由遮罩圖案來整形進而藉由透鏡聚光的雷射光L朝彈性片3的第一面3a照射（圖1（b））。雷射光L朝支持板1的預先設置有貫通孔2的部位照射，藉由熱加工來對彈性片3進行掘削。若進行掘削直至雷射光L將彈性片3貫通，則於所述照射部位形成貫通的保持孔4（圖1（c））。另外，若於雷射光L貫通之前停止掘削，則於所述照射部位形成非貫通的保持孔4。 作為適合此種加工的雷射，可列舉脈衝振盪的CO₂ 雷射、釔鋁石榴石（yttrium aluminum garnet，YAG）雷射等。

自雷射振盪器出射的雷射光束（laser beam）較佳為藉由具有光束整形用的透射孔的遮罩圖案、以及選自蠅眼透鏡（fly-eye lens）、視場透鏡（field lens）、變形擴束器（anamorphic beam expander）、凹面柱面透鏡、凸面柱面透鏡、稜鏡、凸透鏡及凹透鏡等中的一個以上的公知的光學系統來進行一次整形。

藉由所述遮罩圖案以及光學系統進行了一次整形的光束較佳為穿過具有與形成於彈性片3上的貫通或非貫通的保持孔4的開口部的形狀對應的透射孔的遮罩圖案，進而進行二次整形。具體而言，若遮罩圖案具備矩形的透射孔，則可形成自上方觀察到的開口部的形狀為矩形的保持孔4。另外，若遮罩圖案具備圓形的透射孔，則可形成自上方觀察到的開口部的形狀為圓形的保持孔4。

遮罩圖案所具有的透射孔的個數既可為一個，亦可為兩個以上。例如，若於遮罩圖案上具備四個透射孔，則藉由透過了所述遮罩圖案的各透射孔的四道光束，可將與各透射孔的形狀對應的四個保持孔同時形成於彈性片3。藉由同時形成多個保持孔，可提高保持孔的形成效率。

遮罩圖案（遮罩）是由不鏽鋼（SUS）等金屬、陶瓷等公知材料所形成。遮罩圖案所具有的透射孔可大於所形成的保持孔4。穿過遮罩圖案的透射孔而被整形的光束可藉由透鏡聚光而設為較透射孔小的光束直徑。

另外，較佳為以光束大致垂直地入射至彈性片3的第一面3a的方式使藉由所述光學系統進行了一次整形或二次整形的光束進而穿過遠心透鏡而成像於第一面3a。藉由使光束大致垂直地入射至第一面3a，可減小保持孔4的側面的錐角，並形成具有相對於第一面3a而大致垂直的內側面的保持孔4。此處，所謂錐角，為保持孔4的內側面與第一面3a的垂線所成的角。於保持孔4的內側面相對於第一面3a而垂直的情況下，所述錐角為0°。

穿過了遮罩圖案及透鏡的雷射光L的光束直徑較佳為與所形成的保持孔4的內徑相等。若為所述光束直徑，則可照射於所形成的單個保持孔4整體，因此當形成所述保持孔4時無需掃描光束。另一方面，於將光束直徑縮小且對保持孔4的輪廓一面描摹一面照射的情況下，需要高精度地掃描光束，從而製造效率顯著下降。

亦可藉由調整透鏡的種類或焦點等來調整光束入射至彈性片3的第一面3a的角度，從而於保持孔4的內側面賦予所需的錐角。例如，藉由賦予5°～45°的錐角，可使保持孔4的內徑自第一面3a隨著朝向第二面3b而縮小。此處，保持孔4的內徑為包含與彈性片3的厚度方向正交而將保持孔4切成圓片時的保持孔4的最小圓的直徑。既可於保持孔4的整個內側面賦予錐角，亦可於內側面的一部分賦予錐角。例如，亦可於如所述般切成圓片的保持孔4的剖面形狀成為矩形的四個內側面中，對任意的一個以上賦予錐角。

（第二態樣） 本發明的第二態樣與第一態樣同樣地為一種電子零件保持治具的製造方法，準備於內部具備支持板的彈性片，其中，所述支持板於與形成於所述彈性片上的所述保持孔對應的位置預先設置有貫通孔，自所述彈性片的第一面側朝所述支持板的所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第一面進行掘削而形成第一孔，自所述彈性片的第二面側朝所述支持板的所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第二面進行掘削而形成第二孔，於所述彈性片的內部藉由將所述第一孔與所述第二孔連結而形成作為目標的所述保持孔。

參照圖2（a）、圖2（b）來說明具體例。首先，如圖2（a）所示，自所準備的彈性片3的第一面3a側朝於彈性片3的內部所具備的支持板1的貫通孔2照射雷射光L，對彈性片3的第一面3a進行掘削而形成第一孔4a。

進而，如圖2（b）所示，自彈性片3的第二面3b側朝於彈性片3的內部所具備的支持板1的貫通孔2照射雷射光L，對彈性片3的第二面3b進行掘削而形成第二孔4b。繼續進行第二孔4b的掘削，於彈性片3的內部藉由將第一孔4a與第二孔4b連結而形成作為目標的貫通的保持孔4。

可藉由雷射光L來同時進行第一面3a的掘削及第一孔4a的形成、以及第二面3b的掘削及第二孔4b的形成，亦可單獨進行。於單獨進行的情況下，可於第一孔4a成為貫通孔之前停止自第一面3a側的雷射光的照射，隨後自第二面3b側照射雷射光而形成第二孔4b。於同時進行的情況下，例如若使用圖3所示的雷射加工裝置10，則可自彈性片3的第一面3a與第二面3b此兩者同時照射雷射光L。

圖3的雷射加工裝置10具有：雷射振盪器11、光束分支用的直角稜鏡反射鏡12、第一反射鏡13A、第一反射鏡13B、遮罩圖案14A、遮罩圖案14B、第二反射鏡15A、第二反射鏡15B、透鏡16A、透鏡16B、X-Y載台17。

自雷射振盪器11出射的雷射光L被直角稜鏡反射鏡12分割為兩道。第一光束藉由第一反射鏡13A來控制方向且藉由遮罩圖案14A整形後，藉由第二反射鏡15A而朝向透鏡16A。進而，藉由透鏡16A聚光並入射至設置於X-Y載台17上的彈性片3的第一面3a，從而形成第一孔4a。另一方面，第二光束藉由第一反射鏡13B來控制方向且藉由遮罩圖案14B整形後，藉由第二反射鏡15B而朝向透鏡16B。進而，藉由透鏡16B聚光並入射至設置於X-Y載台17上的彈性片3的第二面3b，從而形成第二孔4b。

第二態樣中，與第一態樣同樣地，亦可藉由調整透鏡的種類或焦點等來調整雷射光L入射至彈性片3的角度，從而於保持孔4的內側面賦予所需的錐角。如圖4（b）所示，使第一孔4a及第二孔4b的內徑分別朝內部縮小而成為內側面朝保持孔4的中央部4c突出的形狀，藉此可將如沙漏的中空部般的保持孔4成形。

＜作用效果＞ 根據以上說明的本發明的電子零件保持治具的製造方法，不使用昂貴的模具而使用相對廉價的遮罩圖案即可形成保持孔。因此，製造成本降低，並且可迅速地進行保持孔的尺寸變更。另外，由於以不同步驟進行彈性片的成形與保持孔的形成，因此不擔心於彈性片的成形時保持孔收縮，從而能高精度且容易地形成保持孔。

本發明的電子零件保持治具的製造方法中，亦可進而進行如下表面處理。即，較佳為對彈性片3的第一面3a及第二面3b中的至少一者進行使相對於電子零件P的黏著性降低的表面處理。所述黏著性為構成彈性片3的彈性體原本所具有的黏性。

所述表面處理的具體的方法並無特別限定，例如可列舉：於彈性體3的表面形成非黏著性的樹脂層的方法、於彈性片3的表面形成微細的凹凸的方法等。於所述樹脂層中亦可包含除樹脂以外的成分，例如亦可包含填料（填充劑）。所述樹脂層既可如氟系樹脂般樹脂自身具有非黏著性，亦可藉由包含填料等除樹脂以外的成分而呈現非黏著性。可於包含填料的樹脂層的表面形成源於填料的凹凸。另外，亦可例示如下方法：對彈性片3的表面進行噴附微粒子的噴射加工，從而於其表面形成微細的凹凸。 所述表面處理既可於對彈性片3形成保持孔4之前進行，亦可於形成保持孔4之後進行。

《電子零件保持治具》 本發明的第三態樣為一種電子零件保持治具，其具有彈性片，所述彈性片形成有用以保持電子零件的貫通的保持孔，且所述保持孔的內徑自其第一開口邊緣朝內部縮小，並且自其第二開口邊緣朝內部縮小。第三態樣的電子零件保持治具可藉由第一態樣及第二態樣的製造方法來製造。作為一例，可列舉圖4（a）～圖4（c）所示的電子零件保持治具20。

電子零件保持治具20如圖4（a）所示，具有：20 cm×30 cm的矩形的支持板1、以及於內部具備支持板1且體積較支持板1大一圈的彈性片3。於支持板1上設置有以約2 mm間距且以7行×13列排列的多個貫通孔2（未圖示）。於彈性片3將支持板1的各貫通孔2覆蓋的部位，於貫通孔2的內側形成有具有較貫通孔2的直徑小一圈的直徑的保持孔4。

圖4（b）的剖面圖為圖4（a）的以G-G線切斷的剖面的一部分。相鄰的保持孔4彼此的間距（間隔距離）β為約2 mm。保持孔4的第一開口邊緣的內徑α1最寬，並朝內部（彈性片3的厚度方向）縮小。同樣地，第二開口邊緣的內徑α2最寬，並朝內部縮小。藉此，保持孔4的中央部4c的內徑α3變得最小，且保持孔4的內側面具有相對於彈性片3的第一面3a及第二面3b而傾斜的錐角θ。

藉由保持孔4具有所述形狀而如圖4（c）的剖面圖所示，保持孔4的開口部相對變寬，因此可容易地將電子零件P插入，且可於相對變窄的中央部4c將電子零件P確實地保持。保持於保持孔4中的電子零件P的上端及下端自彈性片3分別突出，另外安裝有端子等。之後，將電子零件P自保持孔4拔出而使用。

如圖5所示，自上方觀察一個保持孔4時的保持孔4的開口的形狀根據電子零件P的形狀而適宜設定，例如可列舉：圓形、橢圓形、矩形、六邊形、其他多邊形等形狀。圖5中例示了四邊形的情況。 圖5的例子中，貫通孔2的開口的形狀與保持孔4的開口的形狀為相同的四邊形，但貫通孔2的開口的形狀與保持孔4的開口的形狀無需相同，亦可相互不同。

保持孔4的內徑依電子零件P的大小而適宜調整，例如可列舉：第一開口邊緣的內徑α1及第二開口邊緣的內徑α2為10 μm～1000 μm、中央部4c的內徑α3為5 μm～250 μm的尺寸。此處，保持孔4的各部位的內徑為包含與彈性片3的厚度方向正交的保持孔4的剖面的形狀在內的最小圓的直徑。

保持孔4的長度（深度）與彈性片3的厚度相同，例如自第一開口邊緣至第二開口邊緣可列舉500 μm～5000 μm的尺寸。 設置於彈性片3上的保持孔4的個數、配置並無特別限定，例如可列舉2×2=4個～100×100=1萬個的網格排列。另外，各保持孔4的尺寸或形狀既可相同，亦可不同。 保持孔4彼此的間距並無特別限定，例如可列舉2 mm～5 mm左右。電子零件保持治具20的尺寸並無特別限定，例如可列舉一邊為10 cm～30 cm的矩形。

支持板1的尺寸較佳為能埋設於彈性片3的內部的尺寸。於支持板1上，於與保持孔4對於的部位設置有貫通孔2，因此以包圍保持孔4的方式配置貫通孔2。若為所述配置，則貫通孔2可對保持孔4的外周進行支持，因此使保持孔4的形狀穩定化，且相對於保持孔4的電子零件P的插拔變容易。

於對彈性片3進行所述表面處理（表面的非黏著化處理）的情況下，當對電子零件P進行插拔時，即使電子零件P或電子零件的操縱器（manipulator）（操作工具）與彈性片3接觸，電子零件P或操縱器亦難以黏著於彈性片3的表面，因此電子零件P的插拔變得更加容易，故較佳。

1‧‧‧支持板

1a‧‧‧第一面

1b‧‧‧第二面

2‧‧‧貫通孔

3‧‧‧彈性片

3a‧‧‧第一面

3b‧‧‧第二面

4‧‧‧保持孔

4a‧‧‧第一孔（保持孔的上部）

4b‧‧‧第二孔（保持孔的下部）

4c‧‧‧保持孔的中央部

P‧‧‧電子零件

L‧‧‧雷射光（雷射光束）

10‧‧‧雷射加工裝置

11‧‧‧雷射振盪器

12‧‧‧直角稜鏡反射鏡

13A、13B‧‧‧第一反射鏡

14A、14B‧‧‧遮罩圖案

15A、15B‧‧‧第二反射鏡

16A、16B‧‧‧透鏡

17‧‧‧X-Y載台

20‧‧‧電子零件保持治具

α1‧‧‧第一開口邊緣的內徑

α2‧‧‧第二開口邊緣的內徑

α3‧‧‧中央部的內徑

β‧‧‧間距（間隔距離）

θ‧‧‧錐角

圖1（a）～圖1（c）是表示本發明的電子零件保持治具的製造方法的一例的剖面圖。 圖2（a）、圖2（b）是表示本發明的電子零件保持治具的製造方法的另一例的剖面圖。 圖3是表示雷射加工裝置10的構成的示意圖。 圖4（a）是電子零件保持治具20的立體圖。圖4（b）是表示電子零件保持治具20的剖面的一部分的剖面圖。圖4（c）表示與圖4（b）相同的剖面，且是表示將電子零件P保持於保持孔4中的狀態的剖面圖。 圖5是表示自上方觀察到的電子零件保持治具20的一個保持孔4的情況的俯視圖。

Claims (5)

1. 一種電子零件保持治具的製造方法，其藉由對彈性片照射雷射光而於所述彈性片上形成用以保持電子零件的多個保持孔，且所述電子零件保持治具的製造方法包括：於所述彈性片的內部具備支持板，且於所述支持板上，於與各個所述保持孔對應的位置預先設置有較所述保持孔大一圈的貫通孔，使自雷射振盪器出射的雷射光穿過具有與所形成的所述保持孔的形狀對應的透射孔的遮罩圖案，進而藉由透鏡聚光之後照射於所述彈性片。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，自所述彈性片的第一面側朝所述支持板的各個所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第一面進行掘削而形成第一孔，自所述彈性片的第二面側朝所述支持板的各個所述貫通孔照射所述雷射光，對所述彈性片的第二面進行掘削而形成第二孔，於所述彈性片的內部藉由將所述第一孔與所述第二孔連結而形成貫通的所述保持孔。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，所述第一孔及所述第二孔的內徑分別朝內部縮小。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，所述雷射光為CO₂雷射，所述透鏡為遠心透鏡，且所述遮罩圖案所具有的所述透射孔為兩個以上。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的電子零件保持治具的製造方法，其中，對所述彈性片的第一面及第二面中的至少一者進行使相對於所述電子零件的黏著性降低的表面處理。