電子部品トレー – metoree本番管理

監修:MAPPREND.株式会社

電子部品トレーとは

真空成型トレー

電子部品トレーとは、電子部品向けに使用されるトレーです。

トレーには、主に2種類の成型法があります。

1種類目は加熱して軟化させたプラスチックシートを金型に密着させて真空に近い状態にし、冷却硬化することで作り出す真空成型トレーです。

もう1種類はプラスチックなどの材料を加熱して溶かし、金型に送り込んだ後、冷却硬化することで作り出す射出成型トレーです。

電子部品トレーの特徴

真空成型トレーと射出成型トレーはそれぞれ以下のような特徴があります。　

真空成型トレーの特徴

射出成型に比べて、金型費が安い
金型生産までのスピードが早い
少量生産から大量生産まで対応可
試作費用が安い

射出成型トレー特徴

細かい成形も可能
肉厚の変動がない
後加工 (抜き) が不要

電子部品トレーの使用用途

電子部品トレーは、主に搬送用、工程用、梱包用等の用途で使用されています。また、電子部品トレーを使用する目的は、製品保護、ごみの付着防止、静電破壊防止等です。

電子部品トレーを使用する部品の例は下記になります。

液晶ディスプレイ、カメラレンズ、FPC、センサ、コンデンサ、コネクタ、レゾルバ、スイッチ、リレー、コイル、モーター、ヒューズ、ダイオード、トランジスタ、ギア、ペアリング、バルブ、トランス、ワイヤーハーネス、バッテリー、基板、バックル、樹脂製品、金属部品等

電子部品は小型化が進み、非常に小さく軽量の部品が増えています。そのため、トレイから飛び出したり、回転しやすい形状となっております。

それを防ぐために、製品の規制箇所や抑え箇所の役割が非常に重要となっています。

また、工場の自動化も進んでいることで、トレイにも、寸法や反りなどの精度が求められます。お客様の設備のハンドリングや、製品のピッキング方法に合わせたトレイ企画も必要になっています。

電子部品トレーの種類

電子部品の種類は多数あり、電子部品トレーも非常に多種・多岐にわたります。スマートフォンを例にとると、基板、バッテリー、液晶パネル、カメラモジュールは必ず使われる電子部品です。そして、それぞれの部品の特性に合わせたトレーが存在します。

1. 基板用トレー

基板用トレーはプリント基板の保存と搬送に使用されます。プリント基板に部品を装着する作業は、特に自動化が進んだ工程です。組み立て機械がミスなく確実に基盤をピックアップできるように、トレーには変形が少なく十分な強度を持つことが要求されます。

2. バッテリー

バッテリーはスマートフォン構成部品の中で一番重い部品と言えます。その一方で、輸送、保管、製造時のコストを考えると、バッテリー用トレイには一定の容積の中により多くの数のバッテリーを収納することが望まれます。

3. 液晶パネル

液晶パネルはスマートフォンで一番大きな面積を持つ部品です。ガラスパネルの上にカラーフィルター、偏光膜、液晶層、透明電極、バックライト等の薄膜状の部品を重ねてできています。液晶パネルは衝撃の他に、特に帯電による静電気破壊に注意を要する部品であるため、高い帯電防止性能が要求されます。

4. カメラモジュール

カメラモジュールは、レンズと撮像センサーの周辺に画像信号を処理する電気回路が組み込まれた精密部品です。高性能化が進む最近のスマートフォンでは、複数のレンズを持つものや、光学的に手振れを補正したり倍率を変えるなど、メカニカルな可動部を組み込んだ製品も出ています。カメラモジュール用のトレーには、高い成形精度とマニピュレータに対するピッキング性能が要求されます。

以上のようにスマートフォンの製造に関わる主要部品のトレーだけを見ても、様々に違った性能が要求されます。

真空成型トレーの製造方法

真空成型トレーの製造方法は、下記の通りです。

ロール状になっているシートを成型機へ流していきます。
シートを加熱して軟化させます。
金型に押し付けてシートと金型の間の空気を吸うことで真空に近い状態にした後に、冷却硬化します。その際に、成型性や強度の向上、シワ防止のためにプラグを使用することもあります。
抜き刃にてトレーのカット形状を加工します。
真空成型トレーの完成です。

真空成型トレーの材料

真空成型の材料は主にPET、PS、PP、PVCが使用されます。それぞれの特徴は下記の通りです。

PETシート: 透明性、剛性が優れている
PSシート: 成形性に優れている
PPシート: 柔軟性があり、割れ、削れに強い
※さらに、添加物を加えることで剛性を上げることが可能
PVCシート: 透明性、成形性に優れている。

また、グレードは下記の通りです。表面抵抗値が低いほど、電気が流れやすくなり帯電しにくくなります。つまり、適切な材料を選定することで、ゴミや静電気から製品を守ることができます。

導電: 10⁸Ω以下
静電帯電防止: 10⁷Ω～10⁹Ω
帯電防止:10¹⁰Ω～10¹²Ω

真空成型トレーの金型

真空成型に用いる金型は、凹型、凸型があり、製品仕様、トレー形状に合わせ選定します。

凹型のメリットは、凸型に比べ製品納入数が増えることや、トレーの全体強度が強いことなどが挙げられます。一方で凸型のメリットは、寸法精度が高いです。

また、真空成型用金型は、アルミ、樹脂、木材で製造されます。アルミ＞樹脂＞木材の順で、寸法精度、形状難易度、耐久性、表面精度 (凹凸、傷) が高いですが、その分価格も高くなります。

真空成型トレーのその他情報

1. プラグ

プラグは、成型性や強度の向上、シワ防止のために使用することがあり、金型と同様にアルミ、樹脂、木材で製造されます。金型と同様にアルミ＞樹脂＞木材の順で、寸法精度、形状難易度が高いですが、その分価格も高くなります。

2. 抜き工程

真空成型トレーの抜き工程は、トレーのカット形状を加工するために行います。抜型とプレス機にて、真空成型トレーを挟むことで、カットすることができます。抜型は、トムソン刃と木材にて作られます。

本記事は真空成型トレーを製造・販売するMAPPREND.株式会社様に監修を頂きました。

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