传送元件的载物传输带的制作方法

专利名称：传送元件的载物传输带的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明总的涉及用于把元件从元件制造厂传输到将其组装成新产品的不同制造厂的一类载物传输带，更具体地说，本发明涉及用于存储电子表面安装元件并将这些元件逐一地提供给机器的载物传输带。
现有技术通常，采用载物传输带把元件从元件制造厂传输到将其组装成新产品的不同制造厂是人们所熟知的。例如，在电子电路组装领域，电子元件常常要从这些元件的供货处传输到将其附着到电路板上的特定位置处。电子元件会有几种不同的类型，包括表面安装元件。具体的例子有存储器芯片、集成电路芯片、电阻器、接插件、双列处理器、电容器、栅列阵等等。这些元件通常被固定到电路板上，然后将其组装成电子装置。
现在已不再以手工方式将各个电子元件固定到电路板上，电子工业广泛利用机器人插放机(有时称为“夹放”机)，这种机器人从特定位置(供货处)抓起一个元件，将其放置在另一个特定位置(电路板)上。为了保证机器人插放机器持续操作，必须以预定速率和在预定位置上向机器连续提供电子元件，以便通过程序使机在每个循环期间能够重复一系列精密的移动。因此，重要的是，每个这样的元件要像其前一个和后一个一样地处于相同位置(即机器人插放机抓住元件的那一点)。
把电子元件连续地提供到所需位置的一种方法是采用传输带。传统的载物传输带通常包括一条长的传输带，其上沿传输带长度以预定均等间隔形成有一系列相等的料箱。将料箱设计成可接受一个电子元件。在长的传输带上施加一条连续的覆盖条带，使电子元件保留在料箱中。覆盖条带通常还包括一系列在长的传输带的一个边缘或两个边缘上均匀分隔开的通孔。通孔接受驱动链轮的齿，推进传输带向机器人插放机前进。
把每个料箱的形状做成能紧密地接受电子元件。通常，料箱的尺寸是与特定元件相匹配的。事实上，元件与料箱壁之间的容限是相当小的，以致一种给定的载物传输带只能与单一的某种尺寸的元件一起使用。因此，不同尺寸的元件则需要新的料箱设计。在传统的载物传输带中，如果料箱的尺寸对于所存储的元件不合适，元件便会在料箱中旋转，这使自动拾取设备难以或者不能进行下一步取出，因为这些装置需要精确的元件取向才能作适当取出。在货运期间元件甚至可在其料箱中翻转过来，这就需要将存储的元件重新定向。由于元件与料箱壁的碰撞，故元件的过度移动还会导致元件损坏。由于这些给定的变数，为不同的元件设计、制造和储存具有不同料箱设计的许多不同载物传输带是昂贵的。
最后，将载物传输带馈送到机器人插放机，该机器从载物传输带剥去连续的覆盖条带，从料箱中取出元件并将其放置在电路板上。元件的取出通常是用真空拾取装置实现的，真空拾取装置通过吸力吸住元件的顶部。真空拾取可以借助于穿过料箱底部形成的孔的上推探针或探头的将元件上推的动作。被除去的覆盖条带成为废物，必须收集并处理掉。
美国第4778326号专利(Althouse等人)揭示了一种适合于处置半导体芯片和其它表面平滑物件用的运载体。该运载体包括一个其内部有凹槽的基板。凹槽包括多个突起部分，支撑着覆盖在基板上的薄的柔性薄膜盖片。半导体芯片被装载在盖片的上表面。通过将基板连接到一真空装置，可以将盖片拉到基板凹槽中并贴着突起部分。这将盖片从整个表面与半导体芯片接触的平整状态转变为部分表面与半导体芯片接触的波浪或波形接触状态。据报道，接触表面积的减少方便了半导体芯片的取出。
然而，Althouse等人注意到，当他们的发明被多种不同芯片尺寸的应用所采纳时，所选择的基板中所用突起部分的数目和大小与被处置的芯片尺寸有关。结果，就对所应用的某一运载体而言，太小的芯片可能会与盖片一起被拉入凹槽中，不便于从运载体中取出芯片。
美国第4667944号专利(Althouse)公开了一种在盖片与基板之间夹有纹理的织物的有关装置。为了便于从盖片中取出芯片，通过在其上施加真空，使一部分盖片拉入纹理织物上表面中的隙缝中，可减小盖片与芯片之间的表面接触。
尽管该发明显然适合多种不同的芯片尺寸使用，但是Althouse指出，被处置的器件的尺寸列入选择纹理织物时所要考虑的因数之中。
美国第5089314号专利(Masujima等人)揭示了一种供表面安装电子电路元件用的在带体上加有粘合剂的载物传输带。粘合剂是由在常温下不显现任何粘合性但在被加热到约80℃温度时显现粘合性的材料形成的。粘合剂可以是硅酮、丙烯酸类树脂、或是硅酮与丙烯酸类树脂的混合物。当电子电路元件从运载体上取出时，粘合剂会转移到电路元件的底部。然后对电路元件和粘合剂加热，以使粘合剂能够暂时地把电路元件粘到印刷电路板上。
美国第4966281号专利(Kawanishi等人)公开了一种具有一系列包含粘合剂层的电子元件-安装部分的电子元件运载体。粘合剂为具有适当的对压力敏感粘合特性的橡胶型、丙烯酸型或硅酮型材料。采用一个推杆能够从粘合层平滑地取出电子元件。
然而，仍然需要一种能够以合适的取向固定保留所存储的元件以便随后由自动装置将其取出的。载物传输带。如果对于不同的元件尺寸和设计不需要用单独的载物传输带就能实现载物传输，这会是更需要的。如果不用覆盖带能够实现载物传输，这也是更需要的。如果被用于将元件保留在传输带上的粘合剂不显现对压力敏感的粘合特性，这种载物传输带将会提供更进一步的优点，因为增粘的对压力敏感的粘合剂也会留住灰尘和其它潜在污染物。同样，如果在取出元件时粘合剂不会带到所存储的元件上，从而降低污染的风险，这也是有用的。
发明概要在一个实施方案中，本发明设计一种通过推进机制存储和传送元件的柔性载物传输带。该载物传输带包括具有一个上表面和一个与该上表面相对的下表面的传输带部分；多个装载元件的排列成行的料箱，该料箱沿传输带被间隔开来并通过其上表面开孔。料箱包括至少一个与传输带部分邻接并从传输带部分向下延伸的侧壁；和一个与该侧壁邻接的底壁。料箱较佳地包括四个侧壁，相邻各侧壁间通常成直角。通常，每个侧壁是基本相当的并沿传输带部分以相等的间隔被隔开。每个料箱的底壁可以包括一个孔或穿孔，以便容纳一个例如上推机械。传输带部分还有第一和第二纵向的平行边缘表面，较佳地至少有一个边缘表面包括多个以相等的间隔被隔开的孔，用于接受推进机制。
料箱底壁包括一种非压敏的粘合剂，使元件保留在料箱中。粘合剂的固有粘合性在室温下足以使元件保留在料箱中。粘合剂包括一种热塑性弹性体嵌段共聚物，较佳地，在室温下的储能模量大于1×106帕斯卡。热塑性弹性体嵌段共聚物可以包括苯乙烯的嵌段和似橡胶弹性体的嵌段。在本发明中使用的热塑性弹性体嵌段共聚物的具体例子包括苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，及其掺合物。
有利的是，粘合剂对所存储的元件的剥离粘合力约为20至200克/线性英寸宽度(剥离粘合力最好约为50至140克/线性英寸宽度)，即使在环境条件下停留在与元件上与之接触至少7天周期后，仍能够维持这一粘合力。然而，在元件从料箱中取出时，理想地，粘合剂不会带到元件上。
任选地，粘合剂可以包括为使粘合性达到所需水平的粘性改进剂。粘性改进剂可以是增粘树脂(以热塑性弹性体嵌段共聚物和增粘树脂的总重量计，增粘树脂的存在量小于10重量％)、液体橡胶(以热塑性弹性体嵌段共聚物和液体橡胶的总重量计，液体橡胶的存在量小于20重量％)、或者光致交联剂。
任选地，载物传输带包括一个可松脱地固定在传输带的上表面的沿传输带部分延伸并覆盖多个料箱的盖片。然而，有利的是，本发明的载物传输带不需要盖片。
本发明的载物传输带尤其适用于存储表面安装电子元件和将其传送给某一机器如机器人插放机。为了方便起见，载物传输带可以绕轴心缠绕，形成一盘供应卷。
由于粘合剂提供了一种使元件固定保留在料箱中的手段，故可采用一个一般设计的单一料箱以接纳多种不同形状和尺寸的元件。因此，不需要把料箱的形状做成能紧密地接纳元件，也不必使料箱的大小与特定元件相匹配。
附图简述参照下列附图将能更详尽地理解本发明，在整个附图中相似的标号表示类似的元件，其中

图1是本发明载物传输带的一个实施例局部透视图，为了显示载物传输带中所存储的元件已经将其任选的盖片部分地掀开，为了更清楚地显示料箱的内部构造已经略去前头一个料箱中的存储元件。
图2是沿图1中2-2线获取的截面图。
图3是表明本发明在传输带的另一实施例的平面图。
图4是与图3相类似的表明本发明又一实施例的平面图。
图5是制造本发明载物传输带的一种方法的示意图。
图6是说明本发明载物传输带如何装载元件，接着施加任选的盖片的示意图。
图7是说明机器人从本发明载物传输带上取出元件的示意图。
较佳实施例的详细描述现在回到附图，图1和2示出本发明的载物传输带的一个实施例。图所示的载物传输带对于通过推进机制存储和传送元件(尤其是电子元件)是有用的。更具体地说，单元的柔性载物传输带100具有一个由上表面和与上表面相对的下表面限定的传输带部分102。传输带部分102包括纵向的边缘表面104和106，和沿一个边缘表面，较佳地沿两个边缘表面延伸形成的排列为一行的推进孔108和110。推进孔108和110提供了接纳推进机制，如链驱动器的齿轮，推进载物传输带前进到预定位置的手段。
沿传输带部分102间隔地形成一系列料箱112，穿过传输带部分的上表面形成料箱开孔。在特定的载物传输带中，每个料箱与其它料箱通常是基本相等的。典型情况下，它们相互之间是以相等的间隔隔开和排列的。在以图描述的实施例中，每个料箱包括四个侧壁114，每个侧壁与各相邻侧壁通常成直角。侧壁114与传输带部分的上表面邻接并从该上表面向下延伸，与底壁116邻接，形成料箱112。底壁116通常为一平面并与传输带部分102的平面平行。任选地，尽管是需要的，底壁116可以包括一个大小可容纳上推机械(例如，一个上推探针)的孔或穿孔117，以方便存储在料箱112中的元件118(如电子元件)的取出。孔117还可以被光学扫描仪所利用以探测元件在任一特定料箱中的存在与否。此外，孔117可以用于将真空施加在料箱中，以便更有效地把元件装载在料箱中。在头一个料箱中粘合剂环119环绕孔117，以下将作更详尽的讨论。
尽管如下要详尽讨论的，可以将料箱设计成与所要接受的元件的尺寸和形状相一致，本发明所提供的一个优点是，采用一般设计的单一料箱便可容纳多种不同尺寸和形状的元件。尽管未作具体图示，但是，料箱可以有多于或少于在较佳实施例中所示的四个侧壁的侧壁。通常，每个料箱包括至少一个与传输带部分102邻接并向下延伸的侧壁和一个与该侧壁邻接的底壁，形成料箱。因此，料箱可以是圆形、椭圆形、三角形、五角形、或其它外形。为了方便插入元件以及有助于从模具中释放料箱，或在制备载物传输带时便于制成模具，也可以略微的斜度(即向料箱中心倾斜2°至12°)形成每个侧壁。料箱的深度也可以根据料箱所接受的元件而变化。此外，在料箱的内部可以形成横档、肋、支座、条、轨和其它类似结构特征，以更好地接纳或支撑特定元件。尽管图中示出一列料箱，但是，沿着传输带部分的长度，也能形成两列或多列排列着的的料箱，以便于同时传送多个元件。希望各列料箱相互平行地排列，一列中的料箱与相邻列中的料箱按行对齐。
传输带部分102可以由具有足够大小和柔性的以允许可绕存储卷的轴缠绕的任何聚合物材料形成。能够采用的各种聚合物材料有聚酯(例如，乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、和丙烯睛-丁二烯-苯乙烯，但是不限于这些。传输带部分102可以是光学透明的、有颜色的，或是改进为电学耗散性的。在后一种情况下，传输带部分可以包括导电材料，如炭黑或五氧化钒，或是混杂在聚合物材料中，或是接着被涂覆在传输带上。导电材料允许电荷在整个载物传输带上耗散，最好接地。这个特性可以防止包含在载物传输带中的元件由于所积累的静电所致的损害。
尽管如下面将更充分地说明的，本发明所提供的一个优点是不需要盖片带，但是载物传输带100最好包括一个长的盖片120。在载物传输带的料箱上加一层盖片120，给元件保留在其中提供了另一种途径。盖片120还能保护元件，不让灰尘和其它污染物侵入料箱。如图1和2所示的最佳情况，盖片120是柔性的，覆盖料箱112的一部分或全部，设置在沿传输带部分102长度上延伸的两行推进孔108和110之间。盖片120是可松脱地固定在传输带部分102的上表面，因而接着能够被移除，取出所存储的元件。如图所示，盖片120包括分别被连接到传输带部分102的纵向边缘表面104和106上的平行纵向连接部分122和124。例如，可以采用压敏粘合剂，如丙烯酸类材料，或受热活化的粘合剂，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，将盖片粘合到边缘表面104和106。另一方面，可以用机械紧固件，如用爪装有摁扣的紧固件或钩-环紧固件(或是由盖片或是由传输带部分带钩，由其它物件带环)把盖片120固定到传输带部分102上。
如上所述，料箱112的底壁116包括环绕孔117的粘合剂环119。粘合剂119提供了一种使元件118固定保留在料箱中的手段。结果，可以用一般设计的一种料箱接纳不同形状和尺寸的各种元件，因为粘合剂119提供了把元件保留在料箱中的基本手段。因此，料箱的形状不需要与接受元件密切相近，料箱的大小也不需要与特定元件相匹配。元件与料箱壁之间的容限可以是相当宽松的。此外，不需要用盖片使元件保留在料箱中，省略盖片便于处置所存储的元件，因为无需收集和处置由卸下的盖片产生的废料。
图1以环绕孔117的环表示粘合剂119，但粘合剂的形状和位置都是不重要的。因此，如图3所示，可以假设粘合剂119是半圆环或是月牙形，图4中所示的实施例包括一系列粘合剂分布在孔117周围的圆形列阵中以相等的间隔分开的圆点。粘合剂的点可以具有不同形状(如正方形、三角形等)也可以按圆周列阵以外的其它方式排列(如正方形或三角形分布)。图示的实施例表明粘合剂与孔117同心。虽然这是较佳的，但是，只要能够从粘合剂上取出所存储的元件，粘合剂可以位于料箱底壁上的任何位置上。
所用粘合剂的量可以在较宽范围内变化，在很大程度上受到传输带所携带的元件尺寸的影响，元件大，粘合剂的量也大。通常，所用的粘合剂的量应足以能够以可容易地恢复的取向(以平的为佳)把元件稳固地保留在料箱中，而不会产生传统机器人拾取机不能取出元件的如此高的粘合剂水平。尽管实际的粘合性与元件的尺寸有关，较小的元件通常需要的较大的剥离粘合力，但是，所需的粘合水平较佳地约为20至200克/直性英寸宽(gliw)，约为40至150gliw则更好，约为100最好。利用180°剥离角和30厘米/分钟的速率，所需的粘合力值与剥离粘合力有关，而剥离粘合力是在常规的粘合力测试器，如Instruments公司的Slip-PeelTester Model SP-102C-3M90粘力性测试器上测定的。
本发明中使用的粘合剂组合物是对压力不敏感的粘合剂(非-PSA)材料，较佳地主要是由热塑性弹性体嵌段共聚物构成的。用“非-PSA”意味着粘合剂不显示对压力敏感的特性。通常把对压力敏感的粘合剂理解为仅在加上轻压后对即能对多种不同基底显示永久和干粘性的粘合剂。可用Dahlquist判别线给出对压力敏感粘合剂的可接受的定量描述，它指出，储能模量(G’)小于3×105帕斯卡(在约20至22℃室温下以10弧度/秒速率测得)的材料具有对压力敏感的特性，而G’超过此值的材料不具有对压力敏感的特性。因此，更具体地说，这里所用的非-PSA是指储能模量至少高于Dahlquist判别线的材料，储能模量高于1×106帕斯卡更好。
“热塑性弹性体嵌段共聚物”是指有分段的A和B嵌段或片段的共聚物，既显示热塑性又显示弹性(即似橡胶)特性。为简单起见，“热塑性弹性体”和“嵌段共聚物”这里有时被用作指热塑性弹性体嵌段共聚物。因此，热塑性弹性体甚易与天然和合成橡胶以及常规热塑性塑料(例如丙烯酸酯型和乙烯系塑料)区分开来。在本发明中所用的热塑性弹性体包括具有径向、线型A-B双嵌段、和线型A-B-C三嵌段结构的多嵌段共聚物，以及这些材料的掺合物。在这些结构中，A代表非橡胶状的热塑性性段(例如，末嵌段)，B代表橡胶状的弹性体段(例如，中嵌段)。然而，比例较小的其它单体会进入嵌段共聚物中。
热塑性A嵌段包括例如单环和多环芳香烃，尤其是单环和多环芳烃。单环和多环芳烃包括例如具有单环和二环结构的取代和非取代的聚乙烯基芳烃。较好的热塑性弹性体包括热塑性的取代或非取代的单环芳烃链段，链段的分子量要达到足以确保在室温下能发生相分离。热塑性A嵌段可以包含链烯基芳烃的均聚物或共聚物。
热塑性A嵌段中的链烯基芳烃以单链烯基芳烃为宜。“单链烯基芳烃”包括苯系列的例如苯乙烯及其类似物和同系物等，其中包括邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1，3-二甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯和其它环上有烷基取代的苯乙烯，尤其是环-上甲基取代的苯乙烯，以及例如乙烯基萘和乙烯基蒽之类其它单链烯基取代的多环芳香族化合物等。较好的单链烯基芳烃是单乙烯基单环芳烃，例如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，尤其是苯乙烯。
各热塑性A嵌段宜具有至少约6,000的数均分子量以促进形成良好的区域结构，约8,000至30,000的数均分子量更好。热塑性嵌段A通常占嵌段共聚物重量的约5-30％，约8-25％更好。在包含B嵌段作为饱和橡胶状弹性体链段时，最好的热塑性弹性体包含约占嵌段共聚物重量15-25％的A嵌段。
名称A-B-A包括支链和直链的嵌段共聚物，以及末端嵌段互不相同但都衍生自苯乙烯或苯乙烯同系物的结构(此种结构有时被称为A-B-C嵌段共聚物)。
较好的橡胶状弹性体B链段是由单体或共聚物的均聚物构成的聚合物嵌段，所述的共聚物由两种或两种以上脂肪族共轭二烯单体构成。共轭二烯以包含4至8个碳原子的为佳。合适的共轭二烯实例包括1，3-丁二烯(丁二烯)、2-甲基-1，3-丁二烯(异戊二烯)、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯(戊间二烯)、1，3-己二烯等。
在最好的苯乙烯类共聚物中，橡胶状的链段可以是经氢化不饱和前体而饱和的，前体有例如中心嵌段为1，4和1，2异构体混合物的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段寡聚物。后者经氢化后得到苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。同样，可以将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物前体氢化成苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。也可以使用聚异戊二烯、聚丁二烯和丁苯橡胶之类的橡胶材料来形成橡胶状弹性体链段。仍以丁二烯和异戊二烯为佳。也可以使用不同共轭二烯的混合物。线型二嵌段和三嵌段共聚物中B嵌段的数均分子量以在约4,500-180,000之间为宜。
适用于本发明的径向嵌段共聚物是美国专利No.3,281,383中所述的类型，并且符合以下通式(A-B)nX，其中的A是苯乙烯或苯乙烯同系物聚合而成的热塑性嵌段，B是前文所述衍生自共轭二烯的橡胶状弹性体嵌段，X是官能度为2-4的有机或无机连接分子，例如四氯化硅、四氯化锡或二乙烯基苯，但是在美国专利No.3,281,383中还提到了其它的一些。X可以具有更高的官能度，此时的数字n对应于X的官能度。径向嵌段共聚物的数均分子量以约125,000至400,000为佳。
热塑性弹性体还可以是径向或线型三嵌段共聚物和简单二嵌段共聚物的混合物。但是，二嵌段共聚物在三嵌段共聚物和二嵌段共聚物混合物中的比例不能超过约85重量％，通常使用低于30％之类较低的百分比。
本发明中可以使用许多市售热塑性弹性体，其中包括SOLPRENE族材料(Philips Pertroleum Co.)、FINAPRENE族材料(Fina)、TUFPRENE和ASAPRENE族材料(Asahi)、STEREON族材料(Firestone Synthetic Rubber & Latex Co.)、EUROPRENE SOL T族材料(Enichem)、VECTOR族材料(Dexco Polymers)和CARIFLEX TR族材料(Shell Chemical Co.)。另有SEPTON族材料(Kuraray Co.Ltd.)，例如SEPTON2002、2005、2007、2023、2043和2063。另有KRATON族材料(Shell Chemical Co.)，例如D-1101、D-1102、D-1107P、D-1111、D-1112、D-1114PX、D-1116、D-1117P、D-1118X、D-1119、D-1122X、D-1124、D-1125PX、D-1184、D-1300X、D-1320X、4141、4158、4433、RP-6408、RP-6409、RP-6614、RP-6906、RP-6912、G-1650、G-1651、G-1652、G-1654X、G-1657、G-1701X、G-1702X、G-1726X、G-1750X、G-1765X、FG-1901X、FG-1921X、FG-1924和TKG-101。通常，优选KRATON族氢化的热塑性弹性体。
很好的一类材料是包含苯乙烯链段和乙烯/丙烯链段的氢化的嵌段共聚物，尤其是偶合效率据报道为100％，含有约15-25％(约18-23％更好)苯乙烯，拉伸强度约3100psi和断裂变定约9％的那些。这样的材料可表现出下列储能模量情况(10弧度/秒)0℃时约2.5×106至4.0×106帕斯卡，20℃时约2.7×106至4.0×106帕斯卡，40℃时约2.9×106至3.8×106帕斯卡。这类材料中代表性的是KRATON RP-6906和RP-6912，后者，线型、具有四个独立的(苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯-乙烯/丙烯)嵌段的多嵌段共聚物尤其好。也可使用这类材料的混合物。这类材料的优点在于无需加入粘性改性剂就能提供一定程度的粘性以便使用。
本发明使用的某些热塑性弹性体其固有粘合力对于传送带的最大利用度而言可能太低(尤其是某些氢化的热塑性弹性体)或太高(尤其是某些非氢化的热塑性弹性体)。此外，某些热塑性弹性体对待粘合的基底表面润湿不充分，可能形成低质量的涂层、难以涂敷或兼而有之，由此不能最好的用作传送带。所以，胶粘剂组合物还可以可行性地包含一种粘合力改性剂，例如增粘树脂或液体橡胶，以提高其固有粘合力、热塑性弹性体的润湿能力或涂敷能力，或者加入光交联剂以减低热塑性弹性体的固有粘合力。
可在热塑性弹性体中加入增粘树脂以加强其初粘合强度及降低其模量，由此改善胶粘剂组合物迅速润湿所保存的元件表面的能力。
用于本发明的增粘树脂包括C5至C9不饱和烃单体聚合而成的树脂、多萜、合成多萜等。增粘树脂可以包含不饱和烯键；但是以饱和的增粘树脂为佳，尤其对使用于氢化热塑性弹性体而言。烃类增粘树脂可以通过聚合主要为烯烃或二烯烃的单体来制备，其中包括例如异戊二烯生产过程的残留副产物单体。这些烃类增粘树脂通常表现出约80℃至145℃的球环软化温度，约0至2的酸值和低于1的皂化值。本发明使用的增粘树脂通常是低分子量材料；例如约350至2,500的数均分子量。而且，增粘树脂最好可与热塑性弹性体相配伍，即组分在室温下不发生可见的相分离。
适用于本发明、以C5馏份为基础的市售增粘树脂的实例包括购自GoodyearTire and Rubber Co.的WingtackTM95和WingtackTM115(Wingtack Plus)增粘树脂。其它烃类树脂包括购自Hercules Chemical Co.Inc.的RegalrezTM1078、RegalrezTM1094和RegalrezTM1126；购自Arakawa Forest Chemical Industries的Arkon树脂，例如ArkonTMP115；和购自Exxon Chemical Co.的EscorezTM树脂。适用于本发明的松香衍生物，尤其是氢化衍生物之例包括购自Hercules ChemicalCo.Inc.的ForalTM85和ForalTM105。
其它合适的树脂包括萜聚合物，例如脂环族、单环和二环单萜及其混合物之类萜烃聚合和/或共聚而成的聚合树脂材料，其中包括香芹烯、异构化蒎烯、萜品烯、terpentene及各种其它萜类。市售萜类树脂包括购自Arizona Chemical Corp.的ZonarezTM萜B系列和7000系列。ZonarezTM萜树脂的特性包括球环软化温度为约80℃至145℃，皂化值低于1。
增粘树脂的用量为有效量，即通常能使被传送带携带的元件具有合适的粘性，同时保持胶粘剂非PSA特性的量。增粘树脂的实际用量取决于要求的粘性、待粘合元件的组成和热塑性弹性体的模量。增粘树脂不足量将不能充分提高粘性。另一方面，增粘树脂的用量不能使得最终粘性过高，这会使得从传送带上移去被保存的元件过于困难。通常，使用获取要求的粘性所需的最少量增粘树脂，即通常少于增粘树脂和热塑性弹性体总重10重量％。约3至8％更好。
或者，可使用液体树脂来提高胶粘剂组合物的初粘合强度、降低其模量以及提高其润湿被传送带携带的元件的能力。应该选用能够与热塑性弹性体相容的液体橡胶，即在室温下不发生可见的相分离。应选择合适的液体橡胶分子量以抑制其向胶粘剂胶层迁移的趋势，这种迁移会造成边界层薄弱和被保存元件提前脱落。使用的是约25,000至50,000的分子量。虽然可以使用部分氢化的液体橡胶，但较好的是氢化更完全的那些，例如氢化的液体异戊二烯橡胶(例如购自Kurarayco.Ltd.，分子量约25,000的Kuraray LIR290)。
液体橡胶的用量应是有效量，即按照前文就增粘树脂所述的标准选择的用量。在这些参数中，液体橡胶的常用量低于热塑性弹性体和液体橡胶的总重的20％，5至20重量％以下更好。
另一方面，如果热塑性弹性体的粘合力太高而不能方便地移去被保存的元件，就宜加入光交联剂来降低热塑性弹性体的最终粘合力。在本文中，“光交联剂”指在接受紫外光照射(例如波长约250至400纳米的照射)后会引起热塑性弹性体交联的试剂。
适用于本发明的光交联剂包括醛类，例如苯甲醛、乙醛以及它们的取代衍生物；酮，例如乙酰苯、苯酮以及它们的取代衍生物，例如Sandoray1000TM(SandozChemicals Inc.)；醌，例如苯醌、蒽醌以及它们的取代衍生物；噻吨酮，例如2-异丙基噻吨酮和2-十二烷基噻吨酮；和某些生色团取代的卤甲基-对称三嗪，例如2，4-二(三氯甲基)-6-(3’，4’-二甲氧基苯基)-对称三嗪，但是后一类材料因为易造成氯污染而不宜选用。
光交联剂的用量为固化有效量，即该量足以引发胶粘剂的交联从而使被传送带传送的元件具有要求的最终粘合性。光交联剂用量不足会造成胶粘剂组合物固化(即交联)不充分，使得其粘性仍然过高，但是过量的光交联剂会造成胶粘剂组合物整体的不均匀固化。在这些参数中，光交联剂的用量通常为热塑性弹性体重量的约0.05％至2％，约0.2％至1％更好，约0.3％至0.5％最好。
胶粘剂组合物中还可以包含少量的各种添加剂。这些添加剂包括颜料、染料、增塑剂、填料、稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、加工油等。添加剂的用量根据要求的最终性能而不同。
为了改善处理电子元件时的使用性，胶粘剂必需绝对不含会迁移到电子元件上造成污染的离子性杂质。
已经可以容易地制备粘合剂组合物。通常，在室温下利用碾研机或其它低剪切混合装置使热塑性弹性体和任何增粘树脂或液体橡胶在非极性有机溶剂，如甲苯(可在其中掺入少量庚烷和/或环己烷，或等重量份的甲基乙基酮和异丙醇的掺合物)中溶解几个小时(典型地约为2至4小时)，直至看不到未溶解的热塑性弹性体。如果包含光致交联剂，可在此时加入并用碾研机再行掺合，以保证完全溶解。如此产生的经过溶解的热塑性弹性体可再用上述的非极性有机溶剂稀释至固体的含量达到例如，约25％，以提供可涂敷的粘度(例如，约4000至5000cps)。特别好的是用50％/25％/25％(重量)的甲苯/甲基乙基酮/异丙醇的掺合物作为稀释溶剂。
如果已经采用光致交联剂，可以将粘合剂暴露于波长约为250至400nm的紫外辐射。在这个较佳波长范围内使粘合剂交联所需的辐射能量约为100至1500毫焦耳/厘米2，约为200至800毫焦耳/厘米2则更好。
在另一个实施例中，以包含一层永久背材的粘合带的形式提供粘合剂。“永久背材”是指要成为粘合带的不可缺少的组成部分的基片或背衬，而不是可卸除或可松脱的元件，如暂时保护性的防粘衬里。较佳地，永久背材基本上不包含可吸水的化合物或离子组分，以降低永久背材的对水的灵敏度以及降低所存储元件被这些材料污染的可能性。
本发明中用的永久背材是作为单层膜或多层膜提供的。只要能够处置产生的粘合剂带，永久背材的厚度可以在较宽的范围内变化。在这些准则下，永久背材的厚度约为12至50微米是较佳的，厚度约为12至25微米则更好，厚度约为12至15微米则最好。
本发明中使用的永久背材可以由以下的材料制成，这些材料包括聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚甲基戊烯)、乙烯/乙烯基单体共聚物(例如，乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)、聚丁二烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、以及聚酯(尤其聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
本发明中所用的粘合带能方便地加以制备。在这种情况中，运用刮刀涂布法、开槽刮刀涂布法或反向滚涂等各种涂敷方法可以把上述的溶剂化的粘合剂溶液涂到永久背材上，然后经过一定温度(例如约为65至120°)和时间(例如几分钟至约一小时)的干燥，即可得到粘合带。
通常，本发明的载物传输带是在聚合物材料片中形成料箱而制成的，并将载物传输带缠绕在卷轴上形成一卷。更具体地说，参考图5所示的示意图作为一个例子，柔性的热塑性聚合物卷材带200以作为一个预先形成的卷，作为一个预先形成的片的形式供料，通过直接挤压(例如，一个有送料斗、单螺杆、至已有形成片的模头的三区域挤压机)，或用连续注模法在模具204(它可以是一对匹配的凸凹模具)将卷材进行热成形。由模具204将料箱热成形成所需尺寸和形状(允许其在冷却时可有任何收缩)。由形成的载物传输带的尺寸和宽度确定进料的聚合物卷材的尺寸。
“热形成”和“热成形”是指采用加热和加压，使热塑性材料变形的过程。热可以由模具本身、预加热器202或挤压机(未具体示出)来提供。在任一情况中，对聚合物卷材200进行足够的加热以允许进行热成形。根据被热成形材料的尺寸和类型以及制造生产线的速度，必须对聚合物卷材的加热的温度可在较宽范围内(即200-370°F)变化。施加的压力应足以能够高质量地复制模具图案，提供此压力的可以是例如模具靠近时由模具作用在卷材200上的力，或者通过施加真空而迫使卷材在凸形模具上变形或将卷材拉入凹形模具(即真空热成形)。旋转热成形模具是特别有用的。卷材200通常在热成形后进行冷却，这可以通过冷空气，风扇、水浴、冷却炉来实现，直至热塑性共聚物固化。
通常，对于本领域普通专业人员来说，热成形的过程是熟知的，在聚合物科学和工程百科全书(第16卷，第二版，1989年John Wiley& Sons出版)之类各种的参考书中作了描述，书中讨论了不同的热成形过程和卷馈送、板料馈送、在线挤压、和连续卷材馈送系统的运用。所有这些都能用于制造本发明的载物传输带，技术文献中所描述的不同热成形工具，如平板成形和旋转装置，可以提供与各种热成形技术，如匹配模具成形、插塞辅助成形、基本真空成形和压力成形，一起使用。
接着在一独立操作中由穿孔机206穿孔形成推进孔。
一旦制成载物传输带后，可以用不同技术，包括直接涂覆在底壁上、用喷墨印刷技术等将粘合剂加在料箱的底壁上(在图中以站207示意)。如果以上述的粘合带的形式提供粘合剂，粘合带可以用一层粘合剂(如高增粘的丙烯酸粘合剂)或用粘合剂转移带(如3M公司的#927高增粘转移带或3M公司的#9415双层涂覆带)固定到料箱的底壁上。
还能够以预先成形的薄膜提供粘合剂，利用贴标签工业中用于把标签贴在浅的凹陷处的常用设备可将其加在料箱的底壁上。在这种情况中，上述的经溶剂化的粘合剂溶液可以被施加于某一暂时支撑物上而不是永久背材，但是仍然利用上述的技术制备粘合带。暂时支撑物可以是防粘衬里，如聚烯烃(如聚乙烯或聚丙烯)或聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜，或已经用硅酮、石蜡、氟塑料等防粘材料处理过的纸或塑料薄膜。然后通过标签处理设备对涂覆粘合剂的暂时支撑物进行处理，使粘合剂薄膜转移到料箱的底壁上。
然后，载物传输带绕卷轴208的轴心缠绕(或是共心或是水平缠绕)，形成供存储用的进料卷直至载物传输带装上元件为止。另一方面，如图6所示，在形成载物传输带100后立即由元件装载机210给料箱填充元件118，从卷212送出盖片120(如果包含的话)并由机器214(在有热活化的粘接盖片的情况下该机是被加热的)固定到载物传输带的狭条部分的纵向边缘表面上，已经装载的传输带绕卷轴216的轴心缠绕，以供存储和传送之用。用链轮209和211推动载物传输带100前进。
在使用中，载物传输带的卸载如图7所示的例子所示，图中示出载物传输带100与机器人插放机218。由供货卷轴216提供载物传输带100。剥片机组件220经剥片机块体222从载物传输带100上剥离盖片120(如果包含的话)，剥片机块体有助于防止剥片机组件从指定的路径拉起载物传输带。由链轮224推进载物传输带100向机器人插放机218处移动。当各个元件依次到达所需的拾取点时，机器人插放机抓住元件(或是手工或是通过吸力)将其放置在线路板的适当位置上。较佳地，粘合剂119不会转移到从载物传输带中取出的元件118上，这意味着肉眼看不到残留在元件上的粘合剂。
在传输和传送存储器芯片、集成电路芯片、电阻器、接插件、双列处理器、电容器、栅列阵等表面安装电子元件的电子工业中，本发明的载物传输带是尤其有用的。然而，可以用这种载物传输带来传输其它元件，如小的弹簧、夹片等。
迄今已参照几个实施例对本发明作了描述。显然，对于专业人员而言，在不背离本发明范围的条件下能够对所描述的实施例作许多改变。因此，本发明的范围将不限于这里所述的结构，而是仅由权利要求书的语言所叙述的结构和这些结构的等价物来限制。
权利要求
1.一种通过推进机制存储和传送元件的柔性载物传输带，所述的载物传送带包括(a)具有一个上表面和一个与所述上表面相对的下表面的传输带部分；(b)多个装载元件的排列的料箱，所述的料箱沿传输带被间隔开来并通过其上表面开孔，其特征在于每个料箱包括(i)至少一个与传输带部分邻接并从传输带部分向下延伸的侧壁；和(ii)一个与所述至少一个侧壁邻接而形成料箱的底壁；以及(c)在所述料箱底壁上的对压力不敏感的粘合剂，包含使元件保留在料箱中的热塑性弹性体嵌段共聚物。
2.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于每个料箱包括(i)四个侧壁，每个侧壁与各相邻侧壁间一般成直角，所述的各侧壁与传输带部分邻接并从传输带部分向下延伸；以及(ii)一个与各侧壁邻接而形成料箱的底壁。
3.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于每个料箱的所述底壁包括一个穿过所述底壁而形成的孔。
4.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于每个料箱基本是相等的并且沿传输带部分等间隔隔开的。
5.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的多个料箱包括沿传输带部分长度延伸排列的一列一个以上的料箱。
6.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的传输带部分具有第一和第二平行的纵向边缘表面，至少一个边缘表面包括多个等间隔隔开的接受推进机制的孔。
7.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述粘合剂的储能模量大于1×106帕斯卡。
8.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的热塑性弹性体嵌段共聚物包括苯乙烯的重复嵌段和橡胶状弹性体的重复嵌段。
9.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的热塑性弹性体嵌段共聚物是从苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、及其掺合物组成的组中选择的。
10.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂进一步包括增粘树脂。
11.如权利要求10所述的柔性载物传输带，其特征在于以热塑性弹性体嵌段共聚物和增粘树脂的总重量计，所述增粘树脂的存在量小于10重量％。
12.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂进一步包括液体橡胶。
13.如权利要求12所述的柔性载物传输带，其特征在于以热塑性弹性体嵌段共聚物和液体橡胶的总重量计，所述液体橡胶的存在量小于20重量％。
14.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂进一步包括光致交联剂。
15.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于至少一个料箱中含有表面安装电子元件。
16.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于进一步包括一个可松脱地固定在传输带上表面的沿传输带部分延伸并覆盖多个料箱的盖片。
17.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的传输带绕卷轴的轴心缠绕。
18.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂对元件的剥离粘合力约为20至200克/线性英寸宽度。
19.如权利要求18所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的载物传输带对元件的剥离粘合力约为50至140克/线性英寸宽度。
20.如权利要求18所述的柔性载物传输带，其特征在于在环境条件下留下来与元件接触至少7天的一段时间后，所述的载物传输带对元件的剥离粘合力约为20至200克/线性英寸宽度。
21.如权利要求1所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的元件能够从所述的料箱中取出，而粘合剂不会带到元件上。
22.一种通过推进机制存储和传送电子元件的柔性载物传输带，所述的载物传送带包括(a)具有一个上表面、一个与所述上表面相对的下表面、以及第一和第二平行纵向边缘表面的传输带部分，至少一个边缘表面包括多个等间隔隔开的接受推进机制的孔；(b)多个装载电子元件的排列的料箱，所述的料箱沿传输带被间隔开来并通过其上表面开孔，每个料箱包括(i)四个侧壁，每个侧壁与各相邻侧壁间一般成直角，所述的各侧壁与传输带部分邻接并从传输带部分向下延伸；和(ii)一个与所述侧壁邻接而形成料箱的底壁；以及(c)在所述料箱底壁上的对压力不敏感的粘合剂，其特征在于所述的粘合剂的固有粘合性在室温下足以使元件保留在料箱中。
23.如权利要求22所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂包括热塑性弹性体嵌段共聚物。
24.如权利要求23所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的热塑性弹性体嵌段共聚物是从苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、及其掺合物组成的组中选择的。
25.如权利要求22所述的柔性载物传输带，其特征在于所述的粘合剂对元件的剥离粘合力约为20至200克/线性英寸宽度，但是在元件从料箱中取出时粘合剂不会带到元件上。
26.如权利要求22所述的柔性载物传输带，其特征在于在至少一个料箱中含有电子元件。
27.一种通过推进机制使元件保留在存储和传送元件的载物传输带料箱中的方法，所述的方法包括(a)提供一条具有底壁的料箱的载物传输带；(b)将粘合剂加在料箱的底壁，使元件保留在料箱中，其特征在于所述的粘合剂是一种对压力不敏感的粘合剂，包括热塑性弹性体嵌段共聚物；以及(c)使元件粘接在粘合剂上。
全文摘要
一种通过推进机制存储和传送元件的柔性载物传输带,包括:传输带部分(102)、多个装载元件的沿传输带被间隔排列的料箱(112),这里,每个料箱(112)包括:一个底壁、和在料箱底壁上的使元件保留在料箱中的对压力不敏感的粘合剂(119),包含热塑性弹性体嵌段共聚物。
文档编号C09J7/02GK1190524SQ96195431
公开日1998年8月12日 申请日期1996年6月10日 优先权日1995年7月11日
发明者杰拉尔德C·伯德 申请人:美国3M公司