(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．少なくとも１つの超小型部品を部品ベース板上に形成する工程と；
ｂ．前記部品ベース板の露出面及び前記超小型部品の少なくとも露出側面を、硬化成形材料により被覆する工程と；
ｃ．前記成形材料と前記部品ベース板と前記超小型部品を一緒に金型支持体から取外す工程と、
ｄ．前記部品ベース板、又は、前記部品ベース板及び前記成形材料の過剰分
0004272709.tif 000005
を、機械加工により除去することによりマガジンを得る工程と；
からなり、
且つ、前記超小型部品と部品ベース板が同一材料で生産される、
ことを特徴とする超小型部品を製造および収納する方法。
【請求項２】
前記超小型部品と部品ベース板が同時に生産されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記超小型部品が完成部品ベース板上に生産されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記超小型部品および／または部品ベース板が射出成形、反応成形、熱押もしくは電鋳加工により生産されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記超小型部品と部品ベース板が機械加工、電気放電機械加工、レーザーアブレーション加工もしくはエッチング加工により生産されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記部品ベース板がコンパクトディスクもしくは５インチのシリコンディスクの外側輪郭に合せて生産されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
プラスチック、パラフィンもしくはワックスが硬化成形材料として用いられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記被覆が射出もしくは真空成形工程であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記部品ベース板および／または超小型部品を覆う成形材料が研磨、ラップ仕上、ミリングもしくは磨きにより取除かれることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記超小型部品の硬化成形材料による被覆に先立ち、前記超小型部品の露出面がコーティングされることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティングがＰＶＤ、ＣＶＤ、プラズマ処理によるか、あるいは浸漬により生産されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記コーティングが、耐摩耗コーティングであることを特徴とする請求項１０もしくは１１記載の方法。
【請求項１３】
超小型部品（１、１８）を少なくともその外側表面上で押込式嵌込みを用いて取り囲んだ硬化形成材料が、円板形板（５ａ）であることを特徴とする少なくとも１つの超小型部品用の請求項１に記載の製造方法によって製造されたマガジン。
【請求項１４】
前記板（５ａ）が前記超小型部品（１、１８）をこの超小型部品（１、１８）の対称軸（１６）が前記板の平面（１７）に垂直になるよう取囲むことを特徴とする請求項１３記載のマガジン。
【請求項１５】
前記板（５ａ）が超小型部品（１、１８）をそれが前記マガジン（５）から押出される方向にテーパーを付けていないことを特徴とする請求項１３または１４記載のマガジン。
【請求項１６】
前記板（５ａ）がコンパクトディスクもしくは５インチのシリコンディスクの外側輪郭に一致する外側輪郭を備えることを特徴とする請求項１３記載のマガジン。
【請求項１７】
前記板（５ａ）がプラスチック、パラフィンまたはワックスからなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項記載のマガジン。
【請求項１８】
前記板（５ａ）が任意に透明材料からなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項記載のマガジン。
【請求項１９】
前記板（５ａ）がＰＭＭＡからなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項記載のマガジン。
【請求項２０】
マガジンは請求項１に記載の製造方法によって製造され、さらに、円板形板（５ａ）として構成され、少なくとも１つの超小型部品（１、１８）を押込式嵌込みで取囲むマガジンがマガジン支持体により保持され、組み立てられる超小型部品（１、１８）は前記マガジンから押出されると同時にその特定の場所に位置されることを特徴とする超小型部品（１、１８）の組立方法。
【請求項２１】
前記マガジン（５）は加圧下で保持されることを特徴とする請求項２０に記載の組立方法。
【請求項２２】
前記超小型部品（１、１８）が前記マガジン（５）から押出される前に前記超小型部品（１、１８）の内部（１ｄ）に位置する成形材料を除去することを特徴とする請求項２０または２１に記載の組立方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は複数の超小型部品の製造と収納方法および少なくとも１つの超小型部品のためのマガジンならびに複数の超小型部品の組立方法に関するものである。
超小型部品の収納のために今までに用いられた従来の手順は、部品のキャリヤー上での搬送と、特別のつかみ工具により組立工程のキャリヤーから超小型部品の受入れができるような移送装置からなる。個々の部品の構造によっては、前記つかみ工具は規定の間隔をとって接着テープ（青色テープ）に取付けられるか、あるいは、いわゆるゲルパック（Ｆ＆Ｍ（１９９３年刊Ｆ＆Ｍ（ファインヴェルケテクニーク．ミクロテクニーク．ミクロエレクトロニーク）第１０５巻第４３乃至４５ページ）の正しい位置に固定される。他の方法は超小型部品を複数の長方形トレーのチェッカー盤状のくぼみに配置するか、あるいはつかみのために接近できる正しい位置にあるモジュール・マガジンに配置することからなる（１９９６年９月２５日開催の第４１回インターナショナル．サイエンティフィック．コロクワイアム．オブ．ザ．テクニカル．ユニバーシィティ．オブ．イルメナウ（４１ｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｌｌｏｑｕｉｕｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｌｕｍｅｎａｕ）。この配列の機構はこれらの部品を前記キャリヤーから規定のつかみ取りあるいは受入れさせるのである。
しかしながら、この方法の欠点は製造工程の配列機構がこれら部品の相対的配置および配列には用いられないことがしばしばで、むしろ前記部品がばら材料として当初搬送され、その後時間経過して、つかみに接近できる正しい位置に上述の移送手段の上に設定される。したがって、この製造工程ではマガジンの中間工程が必要であるが、この中間工程の複雑さは相当なもので、費用の点では結果として起る微細組立工程に匹敵する。
本発明の目的は超小型部品の取扱いを単純にする方法とマガジンを提供することである。
超小型部品の組立の処理を改善することも本発明の目的でもある。
超小型部品の製造ならびに収納方法は次の工程：
ａ．少なくとも１つの超小型部品を部品ベース板上に形成する工程と；
ｂ．前記部品ベース板の露出面及び前記超小型部品の少なくとも露出側面を、硬化成形材料により被覆する工程と；
ｃ．前記成形材料と前記部品ベース板と前記超小型部品を一緒に金型支持体から取外す工程と、
ｄ．前記部品ベース板、又は、前記部品ベース板及び前記成形材料の過剰分
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を、機械加工により除去することによりマガジンを得る工程と；
を特徴とする。
前記マガジンは請求項１３の要旨であり、一方組立の方法は請求項２１の要旨である。
本発明による方法の第１の工程は１つもしくはいくつかの超小型部品の形成に関し、それによって部品ベース板面上になるべくならいくつかの部品を同時に生産することが好ましい。
単数または複数の超小型部品と、部品ベース板とは別々に生産できる。しかしながら、超小型部品と部品ベース板の同時生産が好ましい。それは１つの製造工程がそのため省略でき、また部品ベース板上の超小型部品の位置が生産工程中に既に確立され、そのため位置決め工程も省略される。
前記部品ベース板と超小型部品の共同生産のさらなる利点は、例として、比較的大量の材料（いわゆる装入材料）を射出成形に用いることができる。そのうえ、射出ノズルが部品ベース板に取付けが可能で、それは、遥かに小さい超小型部品への適応が必要でないため射出成形ノズルの必要な大きさにすることに関しては有利である。
射出成形の他に、他の形成方法、例えば熱押し、反応成形あるいは電鋳などを用いることができ、それは比較的技術上単純、かつ同時に原価効率のよい大量の超小型部品の製造を可能にする。そのうえ超小型部品と部品ベース板は機械加工、電気浸食機械加工、エッチング加工もしくはレーザーアブレーション加工により生産可能である。
プラスチック、セラミック、金属、珪素およびガラスが超小型部品および／または部品ベース板の材料として適している。
そのうえ、いくつかの超小型部品を共通の部品ベース板に配置することは、各々の個別超小型部品は輸送の必要がないので取扱いを単純にできる。
部品ベース板になるべくなら、マガジンの外側輪郭と一致する輪郭をつけることが好ましい。この外側輪郭はコンパクトディスク、もしくは５インチのシリコンディスクの外側輪郭に有利に一致する。これは結果として、チップの製造で周知の従来のつかみ装置が使用できるからである。超小型部品の成形に適応できる特別のつかみシステムは従って不必要となるからである。
超小型部品の被覆に係る第２の加工工程に対しては、硬化成形材料、なるべくならプラスチック、パラフィンもしくはワックスが使用されることが好ましい。被覆はなるべくなら射出成形もしくは真空成形法が好ましい。被覆は部品ベース板上に置かれた超小型部品の側面だけが被覆されて、超小型部品が表面側で接近できるように行うことができる。
しかしながら、超小型部品の形状によっては全露出面の被覆が有利であることもある。この手順では、部品ベース板は少なくとも部分的に同様に被覆され、そのため単数もしくは複数の超小型部品が全側面を部品ベース板と成形材料により取囲まれるようになる。
第３の加工工程では、超小型部品の実際の収納が行われる。成形材料の硬化の後、小型部品を覆う部品ベース板および／または成形材料が除去される。これは研磨、ラップ仕上げ、ミリング、もしくは磨きにより達成できる。なるべくなら、部品ベース板と成形材料の覆いの両方を取外して、超小型部品の２つの対向側面が露出されるようにすることが好ましい。超小型部品の他方の表面を押込式嵌込みにして成形材料に埋設させる。その結果、円板型板が生成され、２つ以上の部品を押込式嵌込みで外側方向に取囲むが、超小型部品はそのまま表側面に接近できる。
この収納の成形の利点は次の通りである：
・順序づけ条件すなわち生産の後の個々の超小型部品の規定位置が、移送後も保持され、これらの部品は引続き同様組立体に順序方法で供することができることと；
・適応させた円板の外形例えばコンパクトディスクの外形もしくは５インチのシリコンディスクの外形のため、最新式の取扱装置がさらなる加工に供することができることと；
・規定通りに感受性のある超小型部品の側面が円板の成形材料により保護されていることである。
超小型部品の用途如何で超小型部品の露出面を被覆に先立ってコートすることも有利であり得る。共通の部品ベース板の使用によって、コーティングも、いくつかの超小型部品を同時にコーティング工程にかけることができるので、さらに原価効率的に実施できる。コーティングはＰＶＤもしくはＣＶＤ法により行える。プラズマ処理もしくは浸漬法も利用できる。
なるべくなら、耐摩耗層が適用されることが好ましい。これは詳述すれば歯車の製造に有利である。この耐摩耗層は加工されるべき表面領域で第３の加工工程中に除去されることが可能であるか、あるいは第３の加工工程が、前記耐摩耗層が完全に保持されるように制御されるかのいずれかである。いずれにしても、前記耐摩耗層が超小型部品の埋設領域に残される。
マガジンは超小型部品素子を押込式嵌込みで少なくともその外側面上で取囲む円板形の板を特徴とする。なるべくなら単数もしくは複数の超小型部品がマガジンに、超小型部品の対称軸が前記板の平面に垂直であるように配置されることが好ましい。結果として、超小型部品が前記マガジンから容易に取外しできる。超小型部品が対称軸をもっていない場合、前記マガジン内での配列は、超小型部品が押出され得るよう、換言すれば部品が押出される方向にテーパーがつけられないようまた僅かなアンダーカットもつけられないようにする選択が必要である。
前記マガジンはなるべくなら丸形が好ましく、また外側輪郭がなるべくならコンパクトディスクもしくは５インチのシリコンディスクの外側輪郭に対応して周知の取扱装置が使用できるようにすることが好ましい。前記マガジンの寸法を適用可能な標準に対応させ、それに対応する組立と位置決め技術が得られることが有利である。これらの間にマガジン（いわゆる平坦面）と孔をＣＤにあるように整合させるフェンスが設けられている。
プラスチック、パラフィンもしくはワックスが前記マガジンのための材料として好ましい。超小型材料のさらなる取扱にマガジンが用いられる方法次第で、前記マガジンの材料に任意に透明材料を備えさせることも有利であり得る。なるべくなら前記マガジンが、ＰＭＭＡで構成されることが好ましい。安定性を増大させるには、安定素子が成形材料に対応するマガジンの材料に挿入できることである。
このマガジンの利点は超小型部品の後続組立工程に利用できることである。本発明によれば、円板型の板として構成され、少なくとも１つの超小型部品を押込式嵌込みで外側方向に取囲むマガジンがこのマガジンの支持体で把持されかつ保持されている。組立てられるべき超小型部品はその後マガジンから押出されると同時にその特定の個所に位置される。
なるべくなら前記円板型マガジンが前記組立てられるべき超小型部品がその取付場所のすぐ上方もしくは下方に位置するように位置決めされることが好ましい。
前記マガジンはなるべくなら前記マガジン支持体による加圧下で下方圧によって保持されることが好ましい。型により、前記超小型部品が前記マガジンから単純な方法で押出され得る。この方法で、多数の超小型部品が同時に扱える。そのうえ小型で、そのため特に感応的部品を前記マガジンから拾上げるため、あるいは組立場所に位置決めさせるための複雑な超小型つかみ具の必要はない。そのうえ現存するカメラ装置が、光学的に透明な材料が成形材料として選ばれる場合、超小型組立体内での位置をモニターすることもできる。
前記超小型部品の構成により、いかんで、超小型部品がマガジンから押出される前に、前記超小型部品の内部に位置する成形材料を除去する超小型部品がマガジンから押出される必要がある。成形材料は好ましくは吹き飛ばされる。
本発明の代表的実施例は図面を用いてさらに詳細に説明される。
図面は以下を示す：図１は超小型歯車の斜視図である。
図２ａは共通の部品ベース板上にあるいくつかの超小型歯車の平面図である。
図２ｂは図２ａに示された配置のII−II線上の断面図である。
図３は型とそれが挿入された部品ベース板と、その上に配列された超小型歯車の断面図である。
図４ａおよび４ｂは超小型歯車を埋設したマガジンの平面ならびに断面図である。
図５ａおよび５ｂはマガジンを用いる２つの組立工程を示す図である。
図６は段つき超小型歯車の斜視図である。
図７ａおよび７ｂは段付き超小型歯車を埋設したマガジンの平面ならびに断面図である。
図１は超小型部品１８を、いくつかの歯１ｅのついた超小型歯車の形にし、その中心孔１ｄ、その上面１ａそして外面を１ｃで示す。この超小型歯車１の下面は参照番号１ｂがついている。
図２ａは全部品ベース板２の平面図で丸い形をしている。図１に示された超小型歯車１を４つ前記部品ベース板の上側面２ａ上に配列した。
図２ｂは図２ａに示された配置のII−II線上の断面を示す。それに加えて詳細に示された左側の超小型歯車１はこの歯車１の露出面全体に亘って拡がるコーティング１５を備える。このコーティング１５は外側表面すなわち歯１ｅとその間の間隙ばかりでなく上面１ａと中心孔１ｄにより形成される表面も覆っている。
前記部品ベース板２と超小型歯車１は同時に、しかも同一材料で生産できる。
しかしながら、前記部品ベース板２と超小型歯車１を別々に組立てて、その後、この２つを部品ベース板上に配列することも可能である。生産の典型的な方法は成形加工例えば射出成形、反応成形、熱押し、あるいは電気成形であるが、直接組織化する方法例えばミリング、電気放電機械加工あるいはレーザーアブレーションも可能である。超小型歯車１の典型的寸法は直接と高さにして０．２ｍｍ乃至１ｍｍの範囲内である。
前記部品ベース板２はその上に位置する超小型歯車１と共に図３によれば必然的にトラフの形をした金型支持体３に挿入される。被覆はなるべくならプラスチックが好ましい成形材料４を用いて行われる。ここで示された図では十分な量の成形材料が前記金型支持体に注入され、それにより部品ベース板２の露出面と超小型歯車１が完全に成形材料の中に埋設されるようになっている。超小型歯車１の上面１ａは成形材料４により完全に覆われる。ここに示された図での過剰分
0004272709.tif 000003
は超小型歯車１のほぼ暑さの寸法といったところでる。成形材料４の硬化後、成形材料と超小型歯車１は押込式嵌込みにより互いに接合される。この後、超小型歯車１と成形材料４と部品ベース板を一緒に金型支持体３から取外す。
次に過剰
0004272709.tif 000004
と部品ベース板２が適当な加工方法なるべくなら機械加工により取外されることが好ましいが、それにより超小型歯車１の上面１ａと下面１ｂとが露出される。これは図４ａに平面図として、また図４ｂには断面図として示されている。その結果、円板形の板５ａが生成される。マガジン５は超小型歯車１を押込式嵌込みで横方向に取囲みはしても前記歯車を表面側で環境への接近を維持させ、それによって超小型歯車１がこのマガジン５に対称軸１５が板の平面１７に垂直になるような方法で配置される。
図５ａと５ｂは超小型歯車１の組立体の例証的実施例を示す。先ず、超小型歯車１の中心孔１ｄの領域の成形材料が取除かれる（超小型部品の製造と収納方法および超小型部品のためのマガジンならびにその組立方法ａ参照）。これはマガジン５を開口板１１上に、超小型歯車１の中心孔１ｄの領域が前記開口板１１にある開口部１２のすぐ上方にくるような方法で置くことによって達成できる。その後、超小型歯車１の中心孔１ｄの領域に位置する成形材料を超小型歯車の上面に垂直の開口板１１の開口部１２を通って流れる圧縮空気によって吹き飛ばされる。
図５は適当な回転軸支持体７に嵌まった回転軸６に予備処理したこの種の超小型歯車１の組立体を示す。前記マガジンはこのマガジン支持体８の上に配置され、そこでなるべくなら吸込流路１０を通して下方への圧力によって（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）しっかりと保持されることが好ましい。歯車１の上方に移動できるダイ９が前記マガジン支持体８の中にある。超小型歯車１が回転軸６の上方に配置された後、リング形ダイ９が下方に移動させられて、超小型歯車１が回転軸６の上に押圧される。
図６に段つき歯車１４の形になり、その中心孔１４ｃとギヤステップ（ｇｅａｒｓｔｅｐ）１４ａと１４ｂのついた超小型部品の基本構造が示されている。これらのギヤステップは異なる輪郭と異なる直径を備える。
図７ａと７ｂでは、このような段つき歯車１４のマガジン５を平面図と、断面図に示す。マガジン５の生産は上述の生産に相当する。同じことが歯車の組立体にも言える。前記段つき歯車１４は前記マガジン５内に配列されるので、対称軸１６が前記マガジン５の円板面１７に垂直となる。この２つ以上の段つき歯車１４が前記マガジンから押出される方向はその構造を基準として予め決めることができる。ここで示される図７ｂでは、歯車１４は前記マガジンから下方に取外しが可能である。
符号の説明
１ 超小型歯車
１ａ 超小型歯車の上面
１ｂ 超小型歯車の下面
１ｃ 超小型歯車の外被
１ｅ 超小型歯車の中心孔
２ 部品ベース板
２ａ 部品ベース板の上側面
３ 金型支持体
４ 成形材料
５ マガジン
５ａ 円板形板
６ 回転軸
７ 回転軸支持体
８ マガジンの支持体
９ ダイ
１０ 吸込流路
１１ 開口板
１２ 開口板の開口部
１３ 圧縮空気
１４ 段つき歯車
１４ａ ギヤステップ
１４ｂ ギヤステップ
１５ コーティング
１６ 対称軸
１７ 板の平面
１８ 超小型部品
【図１】
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【図２ａ】
0004272709.tif 000007
【図２ｂ】
0004272709.tif 000008
【図３】
0004272709.tif 000009
【図４ａ】
0004272709.tif 000010
【図４ｂ】
0004272709.tif 000011
【図５ａ】
0004272709.tif 000012
【図５ｂ】
0004272709.tif 000013
【図６】
0004272709.tif 000014
【図７ａ】
0004272709.tif 000015
【図７ｂ】
0004272709.tif 000016