DE60320470T2

DE60320470T2 - Abdeckband zur Verpackung elektronische Elemente

Info

Publication number: DE60320470T2
Application number: DE60320470T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Shinagawa-ku Marumo; Hisao Shinagawa-ku Nakanishi
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2003-01-02
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2023-01-03
Also published as: EP1328018A1; DE60320470D1; MY122946A; US20030127726A1; JP2003200990A; US6639307B2; CN1432514A; SG120909A1; CN1231394C; EP1328018B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Abdeckband, das dazu geeignet ist, an einem Polycarbonatträgerband versiegelt zu werden, das Taschen aufweist, um elektronische Elemente zu enthalten bzw. aufzunehmen, und zwar mit Verpackungsmaterialien, die die Funktionen haben, elektronische Elemente vor Verunreinigungen zu schützen, diese für ein Anbringen auf der Oberfläche von Substraten elektronischer Schaltkreise anzuordnen und diese beim Lager, Transportieren und Montieren der elektronischen Elemente herauszunehmen.
STAND DER TECHNIK
Elektronische Elemente, die auf Oberflächen montiert (surface mounted) werden sollen, wie beispielsweise IC, Transistoren, Dioden, Kondensatoren, piezoelektrische Widerstände, und dergleichen, sind mit Verpackungsmaterialien verpackt worden, die ein Kunststoffträgerband mit Taschen umfassen, die gleichmäßig ausgebildet sind, indem entsprechend der Form der elektronischen Elemente diese gestanzt sind bzw. ausgebaucht sind, sowie ein Abdeckband, das dazu geeignet ist, mit bzw. an dem Trägerband versiegelt zu werden, und die resultierenden Verpackungen sind eingesetzt worden. Die darin enthaltenen bzw. aufgenommenen elektronischen Elemente können automatisch entnommen werden, nachdem das Abdeckband der Verpackung abgezogen worden ist, und können auf der Oberfläche eines Substrats eines elektronischen Schaltkreises montiert werden (surface mounted).
Die Montierverfahren sind über viele Jahre entwickelt worden und müssen eine hohe Präzision des Montierens aufweisen, wobei versucht worden ist, die Produktionseffizienz zu steigern. Daher gab es eine rasche Entwicklung bei der Miniaturisierung der zu montierenden Elemente und beim Beschleunigen des Montierens und hinsichtlich der Trägerbänder sind eine Verkleinerung der Breite und eine Zunahme der Länge davon vorgenommen worden. Als Materialien für Trägerbänder, die der kommerziellen Nachfrage entsprechen, sind insbesondere Polycarbonate eingesetzt worden. Dies liegt daran, dass diese eine große Festigkeit und eine starke Wärmewiderstandsfähigkeit aufweisen, die einem Heißsiegeln (heat sealing) widerstehen kann.
Mit der Abnahme der Breite der Trägerbänder ist die Breite des Versiegelungsspatels schmaler gemacht worden und ferner mit der Beschleunigung des Montierens ist die Zeitdauer für das Versiegeln an Abdeckbändern schrittweise auf weniger als eine Sekunde verkürzt worden. Um daher die gewünschte Abziehstärke (peel strength) zu erhalten, muss die Versiegelungstemperatur erhöht werden. Insbesondere muss die Versiegelungstemperatur für Polycarbonatträgerbänder größer als die Versiegelungstemperatur für andere Kunststoffträgerbänder sein, und das Heißsiegeln (heat sealing) wird bei ungefähr 200°C durchgeführt. Mit anderen Worten: die Versiegelungstemperatur muss je nach dem Material der Trägerbänder verändert werden, was ein Grund für die Verminderung der Produktionseffizienz ist. Es ist ferner schwierig, die Versiegelungstemperatur weiter zu erhöhen, und dieses stellt ein Problem dar, was die Beschleunigung des Montierungsvorgangs behindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisch leitfähiges Abdeckband bereitzustellen, das eine hervorragende Transparenz aufweist und das heiß versiegelt werden kann, und zwar bei einer Versiegelungstemperatur, die wenigstens 30°C niedriger als die zur Zeit eingesetzte Versiegelungstemperatur ist, und zwar sogar mit einer schmalen Spatelbreite und einer verkürzten Versiegelungszeit, und zwar auf ein Polycarbonatträgerband, wobei eine Heißsiegeltemperatur von ungefähr 200°C erforderlich gewesen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft die folgenden Abdeckbänder.

(1) Ein Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente, das dafür geeignet ist, an ein Polycarbonatträgerband heißgesiegelt (heat sealed) zu werden, das regulär bzw. gleichförmig ausgebildete Taschen aufweist, um elektronische Elemente zu enthalten aufzunehmen, wobei das Abdeckband umfasst (A) eine Substratschicht, die ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine Lastverformungstemperatur (load deflection temperature; ASTM D-648) unter einer Last von 1,82 MPa von nicht weniger als 60°C aufweist, und (B) eine Heißsiegelschicht (heat seal layer), die wenigstens ein Harz umfasst, das ausgewählt ist aus Polyvinylchloridharz, Polyester harz, Polyurethanharz, Acrylharz, das eine funktionale Gruppe enthält, und Ethylen-Copolymer, die eine Tg von 30–60°C aufweisen, sowie ein elektrisch leitfähiges Feinpulver (fine powder), das in dem Harz verteilt ist.
(2) Ein Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente, wie dies in (1) beschrieben ist, wobei die Schicht A eine Dicke von 6–100 μm aufweist und Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyimid, Nylon, Polyester oder Polypropylen umfasst.
(3) Ein Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente wie dies in (1) oder (2) erwähnt ist, wobei wenigstens eine Schicht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einer Polyesterschicht, einer Nylonschicht, einer Polypropylenschicht, einer Polyethylenschicht und einer Ethylen-Copolymerschicht, zwischen der Schicht A und der Schicht B laminiert ist.
(4) Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente wie dies in (1), (2) oder (3) erwähnt ist, wobei das Comonomer des Ethylen-Copolymers ein Element aus der Gruppe ist, die aus Vinylacetat, Acrylsäure, Acrylatester, Methacrylsäure, Methacrylestern und Ionomeren besteht.
(5) Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente, wie dies in (1), (2), (3) oder (4) erwähnt ist, wobei das elektrisch leitfähige Feinpulver, das in der Schicht B enthalten ist, aus wenigstens einem Element besteht, das aus Zinnoxyd, Zinkoxyd, Titanoxyd und Kohlenstoffschwarz ausgewählt ist, und die Oberfläche der Siegelschicht bzw. Abdichtungsschicht B eine Resistivität (resistivity) von nicht mehr als 1 × 10¹³ Ω/☐ aufweist.
(6) Abdeckband zum Verpacken elektronischer Elemente wie dies in (1), (2), (3), (4) oder (5) erwähnt ist, wobei das Abdeckband eine Gesamtlichtdurchlässigkeit (total light transmittance) von nicht weniger als 70% und einem Schimmer (haze) von nicht mehr als 60% aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Schichtenausgestaltung des Abdeckbands gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Schichtausgestaltung der Abdeckbänder zeigt, die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
3 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine weitere Schichtenausgestaltung der Abdeckbänder zeigt, die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
4 zeigt eine Querschnittsansicht, die den Zustand des Abdeckbands gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wie dieses an einem Trägerband anhaftet, und zwar den Zustand, in dem das Abdeckband verwendet wird.
Die in den 1–4 verwendeten Bezugsziffern weisen die folgenden Bedeutungen auf.

1: Abdeckband
2: Substratschicht (Schicht A)
3: Heißsiegelschicht (Schicht B)
4: Zwischenschicht
5: Isocyanathaftmittelschicht
6: Abschnitt, der heißversiegelt werden soll
7: Trägerband

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Beispiel der Ausgestaltung des Abdeckbands gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Schicht A ist ein transparenter Film mit hoher Festigkeit, der ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine Lastverformungstemperatur (load deflection temperature; ASTM D-648) unter einer Last von 1,82 MPa von nicht weniger als 60°C aufweist, insbesondere Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyimid, Nylon, Polyester oder Polypropylen, und die eine Dicke von 6–100 μm aufweist. Wenn die Lastverformungstemperatur kleiner als 60°C ist, dann schmilzt das Abdeckband manchmal zum Zeitpunkt des Versiegelns mit einer hohen Temperatur, was zu Problemen führen kann, wie beispielsweise ein fehlerhaftes Versiegeln. Wenn die Dicke der Schicht A weniger als 6 μm beträgt, dann geht Festigkeit bzw. Stabilität verloren, und wenn diese 100 μm übersteigt, dann wird die Schicht zu hart bzw. fest und das Versiegeln wird instabil. Ein Film mit einer Dicke von 10–60 μm wird bevorzugt. Eine antistatische Behand lungsschicht oder eine elektrisch leitfähige Schicht kann auf der Oberfläche der Schicht A aufgebracht sein, um den antistatischen Effekt zu verstärken.
Um die mechanische Festigkeit bzw. Stärke des Abdeckbands zu steigern, kann wenigstens eine Lage aus Material zwischen der Schicht A und der Schicht B bereitgestellt sein, wobei das Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Polyesterschicht, einer Nylonschicht, einer Polypropylenschicht, einer Polyethylenschicht und einer Ethylen-Copolymerschicht besteht. Das in dem Ethylen-Copolymer enthaltene Comonomer ist vorzugsweise ausgewählt aus Vinylacetat, Acrylsäure, Acrylatestern, Methacrylsäure, Methacrylatestern und Ionomeren.
Falls es keine strengen Kostenbeschränkungen gibt, können die Schicht A oder die vorstehende Polyesterschicht, Nylonschicht, Polypropylenschicht, Polyethylenschicht und Ethylen-Copolymerschicht gestreckt bzw. gestretcht werden, um die Wärmewiderstandsfähigkeit und die mechanische Festigkeit weiter zu steigern.
Um die Verbindungsstärke zwischen den jeweiligen Schichten zu stärken, kann ferner ein Polyethylen-, Ethylen-Copolymer-, Polyurethan- oder ein Epoxyhaftmittel bereitgestellt werden, und, falls erforderlich, kann die Verbindungsstärke gesteigert werden, indem eine Koronabehandlung, Plasmabehandlung oder Sandstrahlbehandlung vorgenommen wird.
Bei der Schicht B handelt es sich um eine Heißsiegelschicht (heat seal layer), die wenigstens ein Harz umfasst, das aus Polyvinylchloridharz, Polyesterharz, Polyurethanharz, Acrylharz mit einer funktionalen Gruppe und Ethylen-Copolymer ausgewählt ist, die eine Tg von 30–60°C aufweisen, sowie ein elektrisch leitfähiges Feinpulver, das in dem Harz verteilt bzw. dispergiert ist. Wenn Tg des Basisharzes kleiner als 30°C ist, dann erfolgt ein Blockieren während der Lagerung bei Raumtemperatur, was zu Problemen führt. Wenn Tg größer als 60°C ist, dann wird die Heißsiegelfähigkeit bei niedrigen Temperaturen an das Polycarbonatträgerband beeinträchtigt und keine hinreichende Abziehstärke kann erreicht werden. In dem Fall des Acrylharzes, wenn dies keine funktionelle Gruppe aufweist, können die Heißsiegeleigenschaften bei niedrigen Temperaturen nicht erfüllt werden, und zwar sogar dann, wenn Tg in dem Bereich von 30–60°C liegt.
Das elektrisch leitfähige Feinpulver ist gleichförmig in der Heißsiegelschicht verteilt und die Oberflächenresistivität (surface resistivity) beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10¹³ Ω/☐. Die Oberflächenresistivität beträgt vorzugsweise 10⁶–10⁹ Ω/☐. Wenn die Oberflächenresistivität größer als 10¹³ Ω/☐ ist, dann kann kein effektiver antistatischer Effekt erhalten werden, was zu den Problemen führt, dass die verpackten elektronischen Elemente beschädigt werden oder die elektronischen Elemente aufgrund einer Erzeugung statischer Elektrizität zu dem Zeitpunkt des Montierens an dem Abdeckband anhaften. Das elektrisch leitfähige Feinpulver umfasst beispielsweise Zinnoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Kohlenstoffschwarz, und dergleichen. Der erwünschte Effekt kann sogar erhalten werden, wenn diese alleine verwendet werden, wobei diese jedoch in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden können.
Es wird bevorzugt, das Abdeckband durch Laminierung auszubilden, so dass die Gesamtlichtdurchlässigkeit (total light transmittance) nicht weniger als 70% beträgt und der Schimmer (haze) nicht mehr als 60% beträgt. Wenn die Gesamtlichtdurchlässigkeit weniger als 70% beträgt und der Schimmer mehr als 60% beträgt, dann ist es schwierig, visuell oder mittels Maschinen zu inspizieren oder zu bestätigen, ob die elektronischen Elemente korrekt eingebracht sind, nachdem die elektronischen Elemente mit dem Abdeckband verpackt worden sind, weshalb Probleme leicht auftreten können.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Polycarbonatträgerband enthält vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material, das darin enthalten und darin eingearbeitet ist, oder mit einem elektroleitfähigen Mittel (elektroleitfähiges Feinpulver, antistatisches Mittel oder dergleichen) auf der Oberfläche beschichtet ist, um elektrostatische Beschädigungen der elektronischen Elemente zu verhindern.
Überdies können für die Modifizierung des Polycarbonats andere Harze, Gummikomponenten, Pigmente, Stabilisatoren und dergleichen darin enthalten und darin eingearbeitet sein, und zwar in solch einer Menge, dass die Taschen ausgebildet werden können.
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben, wobei diese jedoch nicht so ausgelegt werden sollten, dass diese die vorliegende Erfindung auf irgendeine Art und Weise beschränken.
Beispiele 1–8 und Vergleichsbeispiele 1–6
Die Substratschicht (die erste Schicht, die der Schicht A gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht), die in den Tabellen 1 und 2 erwähnt ist, und die zweite Schicht, die fünfte Schicht, die in den Tabellen 1 und 2 erwähnt wird, sind, falls erforderlich, einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden, wie beispielsweise Koronabehandlung, Plasmabehandlung oder Sandstrahlbehandlung, und sind mittels eines Verfahrens laminiert worden, wie beispielsweise Extrusionslaminierung, Trockenlaminierung oder Co-Extrusion. Die Heißsiegelschicht (die der Schicht B gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht) ist mittels einer Lösung mit einer Filmdicke von 2 μm mittels einer Rollenbeschichtungseinrichtung ausgebildet worden, um ein Abdeckband zu erhalten. Die Zahl zur rechten Hand des Namens jeder Schicht in den Tabellen 1 und 2 entspricht der Dicke der Schicht (Einheit: μm).
Das resultierende Abdeckband wurde in einer Breite von 5,5 mm geschnitten und dann an ein Polycarbonatträgerband mit einer Breite von 8 mm bei einer Versiegelungstemperatur von 160°C versiegelt, wonach die Abziehstärke und elektrische Eigenschaften gemessen worden sind, ein Blockiertest und eine visuelle Untersuchung der darin enthaltenen elektronischen Elemente und des Oberflächenzustands der Substratschicht und dergleichen vorgenommen worden sind. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
Abzieheigenschaften
Abziehwinkel (peeling angle): 180°C; Abziehgeschwindigkeit: 300 mm/Min.; Anzahl der Proben: n = 3.
Blockiertest
Die Proben sind bei 23°C und 50% RH, 40°C und 90% RH und 50°C und 10% RH oder weniger gelagert worden und eine Inspektion ist durchgeführt worden, ob ein Blockieren stattgefunden hat oder nicht.

O: Die Probe konnte praktisch als ein Produkt verwendet werden.
x: Die Probe konnte praktisch nicht als ein Produkt verwendet werden.

Untersuchung des Oberflächenzustands der Substratschicht
Das Versiegeln wurde unter den vorstehend erwähnten Heißsiegelbedingungen durchgeführt und anschließend wurde der Zustand der versiegelten Substratoberfläche untersucht.

O: Probleme, wie beispielsweise ein Schmelzen der Substratoberfläche, waren nicht sichtbar.
x: Probleme, wie beispielsweise ein Schmelzen der Substratoberfläche, waren sichtbar.

Visuelle Untersuchung der enthaltenen elektronischen Elemente
Nachdem das Versiegeln unter den vorstehend erwähnten Heißsiegelbedingungen durchgeführt worden ist, ist eine Untersuchung durchgeführt worden, ob die auf den enthaltenen elektronischen Elementen angegebene Zahl visuell bestätigt werden konnte oder nicht.

O: Die Zahl auf den enthaltenen elektronischen Elementen konnte visuell bestätigt werden.
x: Die Anzahl auf den enthaltenen elektronischen Elementen konnte nicht visuell bestätigt werden.

Die in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Symbole weisen die folgenden Bedeutungen auf.

PC:: Polycarbonat
PET:: Polyethylenterephthalat
PBT:: Polybutylenterephthalat
PP:: Polypropylen
Ny:: Nylon
PES:: Polyethersulfon
PEI:: Polyetherimid
PE:: Polyethylen niedriger Dichte
EVA:: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
DL:: Trockenlaminierungshaftschicht (Isocyanathaftmittelschicht)
Ester:: Polyesterharz
Urethan:: Polyurethanharz
X-PMMA:: Polymethylmethacrylat, das mit einer funktionellen Gruppe modifiziert ist
SBS:: Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer
PMMA-BMA:: Methylmethacrylat-Butylmethacrylat-Copolymer
PVC-VA:: Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer
SnO₂:: Zinnoxid
TiO₂:: Titanoxid
ZnO:: Zinkoxid

Wie sich dies Tabelle 1 entnehmen lässt, kann gemäß der vorliegenden Erfindung sogar mit einer schmalen Spatelbreite das Abdeckband an ein Polycarbonatträgerband bei einer Versiegelungstemperatur versiegelt werden, die wenigstens 30°C kleiner als die momentan angesetzte Versiegelungstemperatur ist, obgleich bisher für das Polycarbonatträgerband eine Temperatur zum Heißsiegeln von ungefähr 200°C erforderlich gewesen ist. Somit kann das vorliegende Abdeckband zufrieden stellende Ergebnisse liefern.

Claims

Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente, das dafür geeignet ist, an ein Polycarbonatträgerband (7) heißgesiegelt zu werden, das regulär ausgebildete Taschen aufweist, um elektronische Elemente zu enthalten, wobei das Abdeckband umfasst (A) eine Substratschicht (2), die ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine Lastverformungstemperatur (ASTM D-648) unter einer Last von 1,82 MPa von nicht weniger als 60°C aufweist, und (B) eine Heißsiegelschicht (3), die wenigstens ein Harz umfasst, das ausgewählt ist aus Polyvinylchloridharz, Polyesterharz, Polyurethanharz, Acrylharz, das eine funktionale Gruppe enthält, und Ethylen-Copolymer, die eine Tg von 30–60°C aufweisen, sowie ein elektrisch leitfähiges Feinpulver, das in dem Harz verteilt ist.
Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente gemäß Anspruch 1, wobei die Schicht A (2) eine Dicke von 6–100 μm aufweist und Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyimid, Nylon, Polyester oder Polypropylen umfasst.
Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine Schicht (4), die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einer Polyesterschicht, einer Nylonschicht, einer Polypropylenschicht, einer Polyethylenschicht und einer Ethylen-Copolymerschicht, zwischen der Schicht A (2) und der Schicht B (3) laminiert ist.
Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei das Comonomer des Ethylen-Copolymers ein Element aus der Gruppe ist, die aus Vinylacetat, Acrylsäure, Acrylatestern, Methacrylsäure, Methacrylatestern und Ionomeren besteht.
Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, wobei das elektrisch leitfähige Feinpulver, das in der Schicht B (3) enthalten ist, aus wenigstens einem Element besteht, das aus Zinnoxid, Zinkoxid, Titanoxid und Kohlenstoffschwarz ausgewählt ist, und die Oberfläche der Versiegelungsschicht B eine Resistivität von nicht mehr als 1 × 10¹³ Ω/☐ aufweist.
Abdeckband (1) zum Verpacken elektronischer Elemente gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, das eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 70% und einen Schimmer von nicht mehr als 60% aufweist.