TWI715590B

TWI715590B - 組件載帶及其製造方法

Info

Publication number: TWI715590B
Application number: TW105118194A
Authority: TW
Inventors: 劉錚; 沈時駿; 周恒園; 齊雪靜; 王鷹宇
Original assignee: 美商3M新設資產公司
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2021-01-11
Also published as: WO2016197342A1; TW201712815A

Abstract

本發明係關於一種組件載帶，其包含一縱向撓性條，以及複數個凹穴，該複數個凹穴縱向配置在該縱向撓性條上且經構形以接收一組件於其內，該等凹穴之各者係藉由一橫板與一相鄰凹穴分隔；其中至少一個橫板包含至少一個縱向肋。

Description

組件載帶及其製造方法

本揭露大致上係關於一電子組件載帶及其製造方法。該電子組件載帶包含複數個用於接收一組件且係於該帶之一長度方向上間隔開之凹穴，且該電子組件載帶在該等凹穴之間包含橫板。更具體而言，本揭露係關於一種在長期儲存後仍保留良好平坦性之載帶及其製造方法。

一般而言，電子產品的封裝有兩種類型：載帶封裝及托盤封裝。最大尺寸較小之電子產品採用載帶封裝；其他則使用托盤封裝。載帶封裝之優點在於低成本、高效率、且適合連續操作。

通常，用於固持及運送組件之載帶係習知者。例如：在電子電路組裝之技術領域中，常用於連續供應電子組件給機器人放置儀器(robotic placement equipment)之方式即為使用載帶。習知載帶通常包含具有一系列類似凹穴之長條，該等凹穴係沿著載帶之長度以預定、均勻隔開之間隔形成，其中各凹穴係設計用於接收一電子組件。組件製造廠一般將組件裝載至凹穴系列中。當組件置入凹穴中後，再於該長條上施加覆蓋帶，以將組件保留在其各別凹穴內。裝載後之載帶係捲繞成卷或捲繞在捲盤(reel)上，然後從組件製造廠運送到另一個製造廠或組裝廠，在該製造廠或組裝廠中即可將載帶卷安裝於一些類型的組裝儀器中。載帶一般自卷展開，並自動前進至機器人撿選(pick-up)位置。載帶之前進通常利用沿著形成載帶之長條的一或兩個邊緣均勻間隔的一系列穿孔來實現。該等穿孔接收鏈齒驅動器之鏈齒，以使載帶前進至機器人放置機器。最後，自載帶撕開覆蓋帶，從凹穴移出組件，然後放置於電路板上。

圖1A及圖1B分別說明先前技藝之一載帶，其具有一縱向撓性條及複數個凹穴，該複數個凹穴縱向配置在該撓性條上且經構形用於接收一組件於其內，各凹穴係藉由一橫板與一相鄰凹穴分隔。在圖1A中，橫板係高於凹穴之頂部表面，且橫板不包含縱向肋。在圖1B中，橫板係低於凹穴之頂部表面，且橫板不包含縱向肋。

通常使用旋轉鼓輪(drum)形成載帶。所形成之載帶係捲繞於塑膠盤中以供儲存及運送。然而，經過長期運送與儲存後，載帶在展開及攤平之後會產生彎度，例如：形成如圖2所示之正彎度或負彎度，亦即展開載帶的平坦性不佳。

因此，極需要發展一種可顯著降低彎度的組件載帶。

為了解決問題，本申請案提供一種組件載帶，其採用縱向肋來顯著降低彎度。

因此，本揭露之一態樣提供一種組件載帶，該組件載帶包含：一縱向撓性條；複數個凹穴，該複數個凹穴縱向配置在該縱向撓性條上且經構形以接收一組件於其內，該等凹穴之各者係藉由一橫板與一相鄰凹穴分隔；其中至少一個橫板包含至少一個縱向肋。

本揭露之另一態樣提供一種用於生產一壓紋載帶之方法，該方法包含：提供一具有一外圓周表面之可轉動工具，該外圓周表面包含一系列凸起，供形成複數個縱向間隔之組件接收凹穴；及在相鄰凸起之間之至少一個圖案化凹陷，供在相鄰組件接收凹穴之間形成具有至少一個縱向肋之至少一個橫板；引入一聚合物帶材至工具上；使該聚合物帶材適形該工具，以透過在該工具之該外圓周表面上的該等凸起及凹陷來壓紋該帶材；以及從該工具移除該壓紋帶材。

100:撓性載帶

101:條部分

102:頂部表面

103:底部表面

104,106:邊緣表面

108,110:前進孔

112:凹穴

114:側壁

116:底壁

117:橫板

118:例示性組件

119:縱向肋

120:覆蓋帶

122,124:縱向接合部分

200:可轉動工具

202:外圓周表面/外表面

204:凸起

210:夾輥

212:適形性外表面

220:擠出機

222:縫模裝置

230:帶材

240:夾隙

250:壓紋帶材

260:捲盤

圖1A係先前技藝之載帶的實施例之立體視圖，其中其橫板係高於凹穴之頂部表面，且不包含縱向肋。

圖1B係先前技藝之載帶的實施例之立體視圖，其中其橫板係低於凹穴之頂部表面，且不包含縱向肋。

圖2係繪示先前技藝之載帶的不良平坦性之圖式，其中正彎度係繪示於上圖，及負彎度係繪示於下圖。

圖3係根據本揭露實施例之載帶之視圖。

圖4A係根據本揭露實施例之立體視圖，其中橫板包含凹陷縱向肋。

圖4B係根據本揭露實施例之立體視圖，其中橫板包含凸起縱向肋。

圖5係生產根據本揭露實施例之載帶之例示性程序之示意圖。

圖6係根據本揭露實施例之載帶的影像。

圖7係比較圖4A所示之實施例載帶的平坦性與圖1A所示之比較性載帶的平坦性之直觀影像。

在以下較佳實施例的實施方式中參考隨附之圖式(其等形成本說明書之一部分)，且實施方式中所述之可實行本發明之具體實施例係以舉例方式說明。應瞭解可運用其他實施例，且可有構造性或邏輯性的變更而不背離本發明之範疇。因此，下列詳細說明並不應被用以限制，且本發明之範疇係由隨附申請專利範圍所界定。

在本文中用語「縱向肋(longitudinal rib)」係指具有與載帶之長度方向相同的長度方向且通常垂直於載帶之寬度方向的肋。

用語「橫板(crossbar)」係指用於分隔用來接收組件之凹穴的結構。

本揭露之一態樣提供一種縱向組件載帶，其具有複數個凹穴，該複數個凹穴用於儲存、運送、或拿握電子或其他組件，該等凹穴係由橫板分隔；一或多個縱向肋係配置在至少一個橫板上，較佳地在複數個橫板上，且更佳地在所有橫板上。雖然組件載帶之說明性實施例已於下文中參考用於電子組件之載帶說明，但應了解，組件載帶可調適用於任何類型的材料或物質。

組件載帶可在單一橫板上具有複數個縱向肋。該複數個縱向肋可在大小、形狀、高度、寬度、深度、及間隔之一或複數個態樣上相異。縱向肋可係獨立地凹谷(trough)且亦可為隆起(ridge)。縱向肋的最上部分可處於、高於、或低於縱向撓性條的平面。

在本揭露的一些實施例中，橫板中之縱向肋可低於或高於載帶中之凹穴的頂部表面。在本文中凹穴的「頂部表面(top surface)」係指凹穴的上邊緣表面。在其中縱向肋係低於凹穴之頂部表面的實施例中，凹穴的頂部表面之平面係橫板的上表面，且縱向肋沿著凹穴頂部表面向下延伸的深度至多係凹穴深度的50%、較佳係5至30%、更佳係5至20%、及最佳係8至15%。在其中縱向肋係高於載帶之表面的實施例中，縱向肋高於凹穴之頂部表面的高度不超過凹穴深度的30%、較佳係5至20%、及更佳係8至15%。

縱向肋與載帶長度方向垂直之方向的寬度沒有特別限制，且例如：寬度可係0.05mm至2.00mm，及較佳係0.10mm至1.00mm。縱向肋數量可係例如：1至20，較佳係2至10，及更佳係2至5。縱向肋的長度沒有特別限制，且可等於或小於橫板之縱向長度。橫板上之縱向肋的分佈亦無特別限制，且可在不同橫板上採用不同數量之縱向肋，且單一橫板上之縱向肋可呈均勻或不均勻分佈。

本揭露參考圖式更詳細地說明。

根據本揭露之載帶的一實施例係示於圖3。撓性載帶100具有界定頂部表面102及相對於頂部表面102之底部表面103之條部分101。條部分101包含縱向邊緣表面104與106(如圖4A與4B所示，僅可採用一個縱向邊緣表面)，及一列對齊的前進孔108與110(如圖4A與4B所示，當僅採用一個縱向邊緣表面時，僅可據此採用前進孔108與110中之一者)，前進孔108與110較佳地沿著邊緣表面延伸。前進孔108與110提供一種用於接收前進機構的方式，如：用於使載帶100前進到預定位置之鏈齒驅動器之鏈齒(未圖示)。

一系列凹穴112係沿著條部分101間隔形成，且該等凹穴經由該條部分的頂部表面102開口。在一指定載帶中，各凹穴112實際上通常與其他凹穴相同。一般而言，凹穴112彼此對齊且等距間隔開。在說明性實施例中，各凹穴112包含四個側壁114，各側壁相對於各相鄰側壁通常呈直角。在某些情況下，側壁114鄰接撓性條部分之頂部表面102並向下延伸，然後鄰接底壁116以形成凹穴112。雖然沒有明確繪示，但凹穴可能具有多於或少於四個側壁，其等將示於較佳實施例中。凹穴112可以是圓形、橢圓形、三角形、五角形，或其他形狀的輪廓。底壁116通常為平面，並與條部分101的平面平行。與縱向配置的凹穴112相鄰的橫向側壁114界定分隔相鄰凹穴112的橫板117。縱向肋119係配置在橫板117上。縱向肋119係由凹谷分隔的隆起。圖4A與4B繪示替代實施例，其中縱向肋119分別係凸起及凹陷。凸起及凹陷的最上部分係在條部分101的平面或低於該平面，且凸起與凹陷分別係凹穴高度之5至30%。

儘管僅於圖式中繪示單行凹穴112，但也可沿條部分101之長度形成二或更多行對齊之凹穴，以促進複數個組件之同時遞送。

形成帶材之條部分101可具有任何厚度，只要帶材具有足夠撓性以允許其可捲繞於儲存捲盤(storage reel)的轂(hub)。條部分101可以係光學透明的、著色的、或經改質以具有散電性(electrically dissipative)或傳導性。導電材料容許電荷通過載帶消散，且最佳地是消散至接地。此特徵可防止載帶中所包含的組件因累積的靜電荷而損壞。

載帶100可選地可包含伸長之覆蓋帶120。覆蓋帶120係施加在載帶100之凹穴112上，以將組件保留在凹穴中。例示性組件118係示意地繪示於圖3中。覆蓋帶120亦可保護組件免於髒汙及其他可能入侵凹穴的污染物。如圖3所示，覆蓋帶120具有撓性且覆蓋部分或全部的凹穴112，且可釋離地固定在條部分101之頂部表面，使得之後可經移除以便取得該儲存組件。如圖示，覆蓋帶120包含縱向接合部分122與124。例如，壓敏性黏著劑(如丙烯酸酯材料)或熱活化黏著劑(如乙烯乙酸乙烯酯共聚物)可用以將覆蓋帶黏附至邊緣表面104與106。或者，覆蓋帶120可採用其他方式固定在條部分101。覆蓋帶120亦可省略，且組件仍可藉由例如：黏著劑保留在凹穴112內。

本揭露可參考說明先前技藝之圖1A及圖1B及說明本揭露之例示性圖4A及圖4B更直觀地了解。如前述，分別於圖1A與圖1B所繪示之先前技藝的載帶之橫板不包含縱向肋。圖4A係根據本揭露實施例之立體視圖，其中其橫板包含凹陷縱向肋。橫板上的縱向肋係橫跨橫板之寬度實現，且呈現向凹穴底部凹陷的形式。圖4A所繪示之載帶寬度係8mm；載帶凹穴沿著載帶凹穴之長度方向的寬度係2mm；且縱向肋的寬度係2mm。凹穴深度係0.91mm，且橫板上的縱向肋之凹陷深度係0.23mm。圖4B繪示根據本揭露之載帶的另一實施例，其中其橫板包含凸起縱向肋。橫板上的縱向肋係橫跨橫板之寬度實現，且呈現從凹穴之頂部向上凸起的形式。

在一例示性實施例中，根據本揭露之載帶係藉由在一片聚合材料上成形(shaping)凹穴112，以及將該載帶捲繞於一捲盤上以形成一卷而製成。圖5示意地顯示用於生產根據本揭露之實施例的組件載帶之裝置與製造程序。可轉動工具200具有結構化外圓周表面202。表面202包含從該表面延伸的凸起204及凹陷(未圖示)，該等凸起及凹陷對應組件載帶100中待形成之各種不同特徵(如：組件凹穴112、橫板117、縱向肋119、凹穴內的對齊特徵、用於鏈齒或對齊孔的凸轂(boss)、等等)。為了說明目的，在圖5之示意圖中，凸起204已放大數倍。

在圖5所繪示之程序中，可熔融加工聚合物係從擠出機220遞送至縫模裝置222。可熔融加工聚合物係在其熔點下(亦即該可熔融加工聚合物可經形成或模塑時之溫度)或高於其熔點下遞送至縫模裝置222。從模裝置222排出聚合物帶材230至可轉動工具200與夾輥(nip roll)210之間之夾隙240中，或在以夾輥210形成夾隙240之前才滴注(drop-cast)至可轉動工具200上。夾輥210之適形性外表面212隨著聚合物帶材230在可轉動工具200與夾輥210之間壓製時變形，並由可轉動工具200的特徵產生壓紋。夾輥210的外圓周表面212較佳係以彈性材料覆蓋。合適之彈性材料包括(但不限於)：橡膠、聚矽氧、乙烯丙烯二烯單體(EPDM)、胺甲酸酯、鐵弗龍(TEFLON)、亞硝酸鹽、氯丁二烯橡膠(neoprene)、及含氟彈性體。在一些實施例中，夾輥210之適形性外表面212的A級蕭氏硬度(Shore A hardness)係在30至100之範圍內，較佳係50至90之範圍內，依所欲形成之材料而定。由適形性夾輥210施加在帶材230上之壓力足以迫使帶材230的熔融樹脂進入可轉動工具200之凸起204之間的小夾縫中(形成載帶100的特徵，如：凹穴橫板117與縱向肋119)，並提供帶材230的背側特徵界定(亦即在條部分101之底部表面103上界定的特徵)。

作為使用夾輥之替代方案，帶材可抵靠模具真空抽吸以促使該帶材進入相鄰模具之間的空間。在載帶之真空形成法 (vacuum formation)中所使用之旋轉模具通常由複數個鼓輪部分堆疊構成，如美國專利第5,800,772號所說明。當複數個鼓輪部分組裝在一起時，即形成一個合適之可轉動工具。鼓輪部分之間的空間使得利用真空來下拉帶材以形成凹穴特徵變得可行。

此外，作為將可熔融加工聚合物擠出至模裝置上之替代方案，可將已經過加熱並軟化之預先形成的聚合物片材置於可轉動工具上。該預先形成的聚合物片材可呈連續卷形式，其係經遞增加熱並饋送至可轉動工具上。

聚合物帶材之溫度較佳係在聚合物帶材適形於該可轉動工具200的形狀後的某一時間點，降至熔融加工溫度以下，以便保留聚合物帶材230所形成之結構並提供該帶材之機械穩定性。為了有利帶材230溫度之控制，若必要時，可轉動工具200及/或夾輥210(若使用)可經加熱或冷卻。圖5所示之加工結果係壓紋帶材250，該壓紋帶材可用於形成根據本揭露之載帶100。

任何合適之冷卻方式均可經採用以冷卻帶材並足夠地硬化該材料，以便從可轉動工具200移出。可採用例如：對流式空氣冷卻法、高壓送風機之直接空氣噴射衝擊法、水浴或噴灑、或冷卻槽(cooling oven)實現冷卻，直到熱塑性聚合物充份固體化(solidify)為止。

用於本揭露之組件載帶的合適樹脂組成物係尺寸上穩定、持久、且容易形成所需組態。適合的材料包括，但不限於，聚酯(例如乙二醇改質之聚對苯二甲酸乙二酯、或聚對苯二甲酸丁二酯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、非晶質聚對苯二甲酸乙二酯、聚醯胺、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丁烯、或聚異丁烯)、改質聚苯基醚、聚胺甲酸酯、聚二甲基矽氧烷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、及聚烯烴共聚物。在一些實施例中，材料之熔點在400至630℉之範圍內。材料可經改質以具有散電性或導電性。以後者為例，材料可包含導電材料(如：碳黑、或五氧化二釩)，其散布於聚合材料之中或是之後塗覆至帶材上。此等材料亦可包含染料、著色劑、顏料、UV穩定劑、或其他添加劑。

雖然可轉動工具200在本文中係以一卷(roll)之形式繪示及說明，但可轉動工具200亦可替代地提供為任何其他適用於連續帶材形成之處理程序之可轉動結構，如：連續帶(continuous belt)。通常，可轉動工具200可包含任何適用於直接機械加工形成法之基材。合適之基材係乾淨地經機械加工而少有或沒有毛邊形成，展現低延展性及低顆粒性，並在機械加工後維持尺寸精確性。有許多種可機械加工的金屬或塑膠可以利用。合適之金屬包含鋁、鋼、黃銅、無電鎳銅、及其合金。合適之塑膠包含熱塑性或熱固性材料，如：丙烯酸類或其他材料。在一些實施例中，形成可轉動工具200之材料可包含多孔性材料，使得真空可通過可轉動工具200之材料與夾輥210組合施加或取代該夾輥施加。

可轉動工具200較佳係形成為具有凸起204及可選地凹陷(未圖示)之一體式套筒(sleeve)，其在一體式套筒上具有所有所需之載帶100特徵。套筒可包含用於形成凹穴、對齊特徵、及縱向肋，及用於削除(skiving)以形成鏈齒孔的突起物(protuberance)。套筒亦可包含用於形成橫板與縱向肋之凸起或凹陷。縱向肋係由凸起或凹陷形成端賴所需縱向肋之屬性而定。

可轉動工具200之外表面202上的凸起及凹陷較佳係利用可以精確成形(shaping)各凸起之碳化物或鑽石工具機(tooling machine)，在套筒上直接切割形成。

套筒可使用已知技術及方法經機械加工，以便在其上形成所需之凸起204與凹陷。例如：對應如圖3所繪示之組件凹穴112及縱向肋119之突起表面可藉由一般車床操作轉動套筒形成，其中套筒係經轉動，而切刀(cutter)係在固定位置。對應如圖3所繪示之組件凹穴橫板117及縱向肋119之凹陷表面可藉由固持套筒不動，並在套筒上切割出狹縫或其他特徵而形成。其他凸起，如：該些用於形成供削除之柱體(post)，可依類似形成用以成形凹穴的凸起之方式形成。套筒上之凸起204可有利地形成為可同時生產複數個載帶。具體而言，複數個載帶之凹穴及其他特徵可在單一個套筒上生產，且在形成後，由壓紋帶材250之狹縫分隔個別載帶。

一旦製成載帶100的凹穴112，前進孔108、110係接著於另一操作中形成，如：衝孔(punching)條部分101，或如美國專利第5,738,816號所述削除在縱向邊緣表面104及106之一或二者上所形成之突起。然後將載帶100繞著捲盤260捲繞(以同心圓式或均勻地捲繞)，以形成在載帶經組件填充之前用於儲存的供應。

圖6係橫板上具有縱向肋之載帶的數位影像。所例示之橫板具有複數個均勻分佈的縱向肋。

為了判定載帶在長期存放或老化後的平坦性，進行下列測試：在製備載帶後，習知地捲繞所製成之載帶；將整卷載帶放置入溫度52℃及濕度95%之老化烘箱中；七天後移出載帶；以及將其放置於室溫下4小時、將其展開及鋪平。如圖所示，分別在整卷載帶的9個位置，亦即外層、中層、及內層的左邊、中間、及右邊取得2m載帶，其係用來作為測試樣本。使用10x顯微鏡量測各位置的最大彎度數據。根據該測試，圖4A及4B二者中所示之載帶的彎度數值均低於1.8mm/250mm。

圖7係根據本揭露之圖4A所示之實施例載帶的平坦性與圖1A所示之比較性載帶的平坦性(在測試後)之直觀比較影像。該影像顯示根據本揭露之圖4A的載帶具有縱向肋，比圖1A所示之比較性載帶更直。

雖在本文中為了敘述較佳實施例之目的以具體實施例進行說明及敘述，但所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解可以廣泛的各種用於達成相同目的之替代及/或均等實施來替換所示及所描述的具體實施例，而不偏離本揭露的範疇。所屬技術領域中具有通常知識者將輕易理解可將本揭露實施於廣泛的各種實施例中。本申請案意欲涵括本文所討論之較佳實施例的任何調適形式或變化形式。因此，本揭露意圖僅受限於申請專利範圍及其均等者。

100‧‧‧撓性載帶

101‧‧‧條部分

102‧‧‧頂部表面

103‧‧‧底部表面

104,106‧‧‧邊緣表面

108,110‧‧‧前進孔

112‧‧‧凹穴

114‧‧‧側壁

116‧‧‧底壁

117‧‧‧橫板

118‧‧‧例示性組件

119‧‧‧縱向肋

120‧‧‧覆蓋帶

122,124‧‧‧縱向接合部分

Claims

一種組件載帶，其包含：一縱向撓性條；複數個凹穴，該複數個凹穴縱向配置在該縱向撓性條上且經構形以接收一組件於其內，該等凹穴之各者係藉由一橫板與一相鄰凹穴分隔；其中至少一個橫板包含至少一個縱向肋，該等縱向肋係獨立地凸起，且該等凸起為該等凹穴高度之5至30%。
如請求項1之組件載帶，其中該至少一個橫板之各橫板獨立地包含1至20個縱向肋。
如請求項1之組件載帶，其中該至少一個橫板之各橫板獨立地包含2至10個縱向肋。
如請求項1之組件載帶，其中該至少一個橫板之各橫板獨立地包含2至5個縱向肋。
如請求項1至4中任一項之組件載帶，其中該等縱向肋在垂直於該載帶之一長度方向的一方向上之寬度係0.05mm至2.00mm。
如請求項1至4中任一項之組件載帶，其中該等縱向肋在垂直於該載帶之一長度方向的一方向上之寬度係0.10mm至1.00mm。
如請求項1至4中任一項之組件載帶，其中該等縱向肋的最上部分係在該縱向撓性條之平面該縱向撓性條之平面。
如請求項1至4中任一項之組件載帶，其中該組件載帶之彎度係小於或等於2mm/250mm。
如請求項1至4中任一項之組件載帶，其中該組件載帶之彎度係小於或等於1.8mm/250mm。
一種用於生產一壓紋載帶之方法，該方法包含：提供一具有一外圓周表面之可轉動工具，該外圓周表面包含一系列凸起，供形成複數個縱向間隔之組件接收凹穴；及在相鄰凸起之間之至少一個圖案化凹陷，供在相鄰組件接收凹穴之間形成具有至少一個縱向肋之至少一個橫板，其中該等縱向肋係獨立地凸起，且該等凸起為該等凹穴高度之5至30%；引入一聚合物帶材至工具上；使該聚合物帶材適形該工具，以透過在該工具之該外圓周表面上的該等凸起及凹陷來壓紋該帶材；以及從該工具移除該壓紋帶材。