JP2006332477A - プリント配線基板保持搬送用の治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線基板の保持搬送する際に用いられる粘着性シリコーン樹脂を粘着剤層に有する治具は、粘着剤層に接触した導通部は汚染される。そのために、非導通領域でプリン配線基板を保持しなければならない。この際、保持する領域が局在化し、均一にプリント配線基板を保持できない。更に、保持領域が限定されいいるために、プリント配線基板の種類や製造品種により粘着剤を変更して、最適粘着力を確保しなければならない。
【解決手段】 保持搬送治具の表面にウレタン（メタ）アクリル樹脂及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂を含有する粘着剤層を設けてなる。又、レーザー光の照射により粘着力を低下せしめた領域をドット状に設けることにより、粘着力のコントロールを行う。
【選択図】
なし

Description

本発明は、プリント配線基板の製造において、例えば電子部品の実装、はんだ付け等の作業を行う場合に、プリント配線基板を保持、搬送する際に用いられるプリント配線基板保持搬送用の治具に関する。

プリント配線基板、特にフレキシブルプリント配線基板等を製造する場合、該基板の所定の位置に電子部品を実装、はんだ付け等の作業を行う。この際プリント配線基板を保持して電子部品の実装及びはんだ付け等の作業が行われる。そして該作業が終了すれば、プリント配線基板は該保持から外される。このように保持は一時な保持であり、確りと保持し易く、且つ外し易く、又、はんだ付けの際の熱にも耐え、繰返して使用できる保持搬送用の治具が望まれ、種々の保持方法が提案されている。

例えば、耐熱性硬質樹脂（支持体）の表面にシリコーンゴム系の耐熱性粘着剤層を設けてなるフレキシブルプリント配線基板用の保持治具が提案されている。しかし、シリコーンゴムは加熱した際に接触した基板の導通部表面を汚染し、はんだが付き難くなると言う問題点を有する。
特開昭６３−２０４６９５号公報

前記した問題点を解決するために、プリント配線基板を洗浄して汚染を除去する方法が広く実用に供されている。又、洗浄を行わない方法として、基板の非導通部に対応する領域に耐熱性粘着剤層を設けた保持搬送治具が提案されている。しかし、該方法では、耐熱性粘着位剤層が設けられる位置が局在化するため搬送等の作業の過程でプリント配線基板が浮いたり、脱落したりする不具合を生じ、得られるプリント配線基板の品質の低下を招いた。又、最適な保持性はプリント配線基板の硬さ、重量等によって異なるために、プリント配線基板の種類や製造品種に対応して種々の粘着性を有する耐熱性粘着剤層を備えた保持搬送治具を準備しなければならない。
特許第３３２８２４８号

本発明は前記したような従来のプリント配線基板保持搬送用の治具の問題点を改良するものであり、プリント配線基板の導通部を保持しても導通部の表面を汚染することなく、プリント配線基板を確りと保持でき、且つ外し易く、更にプリント配線基板の種類や製造品種の変更にも容易に対応可能な保持搬送用の治具を提供するものである。

本発明者らは、耐熱性粘着剤層の材質を検討し、加熱してもプリント配線基板の導通部を汚染せず、且つプリント配線基板の種類や製造品種の変更にも容易に対応できる方法を見つけ、本発明を完成した。

即ち、本発明は、
表面に粘着性耐熱（メタ）アクリル系樹脂からなる粘着剤層を設けてなるプリント配線基板保持搬送用の治具であって、粘着性耐熱（メタ）アクリル系樹脂が、ウレタン（メタ）アクリル樹脂及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂からなるプリント配線基板保持搬送用の治具、及び
前記した粘着剤層にレーザー光を照射することにより粘着力が弱められた領域が設けられている前記記載のプリント配線基板保持搬送用の治具、及び
粘着力が弱められた領域がドット状に配置されている前記記載のプリント配線基板保持搬送用の治具、及び
前記記載のいずれかのプリント配線基板保持搬送用の治具にプリント配線基板を保持した状態で搬送するプリント配線基板の保持搬送用方法、である。

本発明のプリント配線基板保持搬送用の治具は、はんだ耐熱性に優れ、導通部を保持しても導通部を汚染せず、従ってプリント配線基板のどの領域も保持できるため、プリント配線基板を確りと保持でき、且つ外し易く、更に、プリント配線基板の種類や製造機種の変更に容易に対応できる。

本発明のプリント配線基板保持搬送用の治具は、支持体にウレタン（メタ）アクリル樹脂及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂を含有する耐熱性の粘着剤層を設けてなる。
支持体としては、はんだ耐熱性を有する硬質な板であれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属板、ガラス繊維強化エポキシ樹脂板、マイカ板等が挙げられる。

本発明の粘着剤層に用いられるウレタン（メタ）アクリル樹脂、及びエポキシ（メタ）アクリル樹脂に関して具体的に説明する。尚、本発明において、（メタ）アクリルとは、アクリルとメタアクリルの両者を意味するものとする。

本発明のウレタン（メタ）アクリル樹脂とは、分子中にウレタン結合を及び（メタ）アクリロイル基を有する樹脂前駆体を重合した樹脂で、該樹脂前駆体は、多価イソシアナート化合物と水酸基と（メタ）アクリロイル基を有する化合物を反応して得られる。

多価イソシアナート化合物の具体例としては、トリレンジイソシアナート、キシリレンジイソシアナート、ナフタレンジイソシアナート、メチレンジフェニレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、１、３−ビス（イソシアナートメチル）シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアナート、メチレンジシクロヘキシレンジイソシアナート、ノルボルナンジイソシアナート等やこれら多価イソシアナート化合物とトリメチロールプロパン、グリセリン等の３官能以上のポリオール化合物とのアダクトが挙げられる。

一方、水酸基と（メタ）アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、ヒトロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸付加物等が挙げられる。前記したように（メタ）アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの両方を意味し、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとは、ヒドロキシエチルアクリレートとヒドロキシエチルメタアクリレートの両者を意味する。

本発明の粘着剤層に用いられるウレタン（メタ）アクリル樹脂の前駆体は、前記した多価イソシアナートと前記した水酸基と（メタ）アクリロイル基を有する化合物を反応することにより得られるが、この際分子中に水酸基を１個又は２個以上有するヒドロキシ化合物を添加してもよい。
ヒドロキシ化合物の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリカプロラクトン、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール等、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の一価アルコールが挙げられる。又、アミン類を添加し、一部のイソシアナート基と反応させ尿素結合にしてもよい。

前記した方法で作られたウレタン（メタ）アクリル樹脂の前駆体は、分子中に（メタ）アクリロイル基を有するが、はんだ耐熱性の観点からは、分子中に（メタ）アクリロイル基を２個以上有する前駆体を含有するのが好ましい。勿論前駆体には未反応の水酸基、イソシアナート基が残存していても差し支えない。

一方、本発明のエポキシ（メタ）アクリル樹脂とは、グリシジル基（エポキシ基）を有する所謂エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸を反応させて得られる、分子中に（メタ）アクリロイル基を有する樹脂前駆体を重合した樹脂である。

エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレートを共重合した樹脂等が挙げられる。

本発明の粘着剤層の形成方法としては、前記したウレタン（メタ）アクリル樹脂の前駆体及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂の前駆体を含有する組成物を支持体に塗布した後、所望の方法で重合する。粘着剤層の膜厚は５〜２００μｍ程度である。塗布する際に、塗布液の粘度を調節したり、粘着剤層の性質を最適化するために、前駆体を含有する組成物に種々の（メタ）アクリル化合物、及び粘着性付与剤、レべリング剤等を加えてもよい。用いられる（メタ）アクリル化合物の具体例としては、前記したヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸とのエステル化合物等が挙げられる。又粘着性付与剤としては、例えば、ロジン、ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂、低分子量アクリル樹脂等が挙げられる。更に、公知の軟化剤、充填剤を添加したり、塗布作業性を改良するために溶剤を使用したりしても差し支えない。

本発明のにおいては、はんだ耐熱性及び導通部への汚染性の点から、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有するウレタン（メタ）アクリル樹脂前駆体及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂前駆体を３０重量％以上含有するのが好ましく、４０重量％以上が更に好ましい。

前記したウレタン（メタ）アクリル樹脂及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂樹脂前駆体の重合方法としては、紫外線を照射するＵＶ重合法、電子線を照射するＥＢ重合法、加熱する熱重合法等がある。各重合方法により前記した前駆体を含有する組成物に公知の紫外線増感剤（ＵＶ重合法）、熱重合開始剤（熱重合法）を添加する。重合のし易さ、前駆体の安定性等からＵＶ重合法が好ましい。ＵＶ重合法の場合、大気中で重合を行えば、粘着剤層の表面が大気中の酸素により重合阻害を受け、粘着性をコントロールすることも可能である。

本発明のプリント配線基板保持搬送用治具は、プリント配線基板の加工時に基板を保持搬送する際に、基板が反ったり、曲がったり、位置がズレたりしないように確りと固定し、加工の終了後には治具から剥離が容易に行える必要がある。そのためには該治具の粘着性をプリント配線基板の種類や製造品種によって適正にコントロールする必要かある。従来の粘着剤層は導通部を汚染するため、保持する領域が限定されているために、最適な粘着性を得るためにはその都度粘着剤層の種類を変える必要があった。しかし、本発明に用いられている粘着剤層は導通部を汚染しないために、プリント配線基板の任意の領域で保持することができる。従って、粘着剤層の種類を変えずに、粘着剤層が形成される面積を制御することで粘着力をコントロールすることができる。

粘着剤層の形成面積をコントロールする方法としては、塗布する際に必要な領域に塗布する方法が最も一般的であるが、本発明においては、支持体の略全面に粘着剤層を形成し、粘着剤層が不要な領域にレーザー光を照射して、粘着剤層の粘着力を低下させる方法が、粘着力のコントロールのし易さの点から好ましい。この際用いられるレーザー光としては、炭酸ガスレーザー等が好ましい。粘着剤層にレーザー光を照射すると粘着剤層の表面は粗面化し、且つ粘着力が低下する。

本発明の治具においては、プリント配線基板を確りと保持し、且つ外し易くするには、前記したレーザー光を照射して粘着力を低下させた領域はドット状に形成するのが好ましい。ドットの形状は特に限定はなく、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形などの多角形等が挙げられ、該ドットの形状、大きさ及び密度等で粘着力をコントロールする。

尚、本発明の保持搬送治具で保持搬送が行えるプリント配線基板としては、ガラス繊維強化エポキシ基板、ポリイミド基板、メタルコア基板、セラミック基板等の耐熱性基板に限定されるものではなく、紙−フェノール樹脂基板、ポリエステル基板等の保持搬送にも用いることができる。

以下に本発明を実施例により更に詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。

下記に示された組成でウレタン（メタ）アクリル樹脂前駆体を含有する紫外線硬化樹脂配合物をガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる２ｍｍ厚の支持体に塗布し、メタルハライドランプを光源とする紫外線照射装置を用いてＵＶ重合し、５０μｍの粘着剤層を形成し、プリント配線基板保持搬送用の治具を作った。

紫外線硬化樹脂配合物の組成
・ウレタン（メタ）アクリル樹脂前駆体 ４５重量％
（トリメチロールプロパン１モル、イソホロンジイソシアナート３モル、ヒドロキシエチルアクリレート３モルからなる付加化合物）
・ネオペンチルグリコールジアクリレート ３５重量％
・トリメチロールプロパントリアクリレート １０重量％
・ＡＲＵＦＯＮ ＵＰ−１０４１ １０重量％
（東亞合成（株）製のアクリル系粘着付与剤）
・２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン ５重量％

前記して作られたプリント配線基板保持搬送用の治具に、両面に銅泊で配線パターンが形成された０．１ｍｍのガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる両面プリント配線基板を保持し、孔版印刷によりクリームはんだを印刷し、電子部品を載置した後、はんだリフロー炉で加熱して、電子部品を固定した。前記した工程中にプリント配線基板の浮きは発生せず、電子部品は所定の位置に確りと搭載され、且つ粘着剤層に接触した導通部も汚染されず、その後の作業には全く支障は生じなかった。又、該治具は同じ作業を５００回繰り返しても、その特性は殆ど変化しなかった。

実施例１の治具に炭酸ガスレーザー光を照射して粘着力を低下させた領域をドット状に設け、本発明の保持搬送治具を作った。ドットは直径２ｍｍの大きさで、ピッチ１．５ｍｍでちどり状に設けた。
次に、両面に銅泊で配線パターンが形成された０．１ｍｍ厚のポリイミド樹脂フィルムからなる両面プリント配線基板を、実施例１及び実施例２の治具に保持して、クリームはんだを印刷し、電子部品を搭載した後、はんだリフロー炉で加熱して、電子部品を固定した。実施例２の治具を用いた場合は、全工程において全く問題はかく、且つ５００回繰返し使用しても特性は殆ど変化しなかった。しかし、実施例１の治具を用いた場合は、治具からプリント配線基板を外す際に、粘着力が強すぎて、非常に剥がし難かった。但し、導通部の汚染は生じなかった。

粘着剤層として、下記の組成でエポキシ（メタ）アクリル樹脂前駆体を含有する紫外線硬化樹脂配合物を用いる以外は実施例１と同様にして、粘着剤層を形成し、実施例２と同様にして炭酸ガスレーザー光を照射してドット状に粘着力を低下させた領域を設け、本発明の保持搬送治具をつくった。該治具を用いて０，０５ｍｍの厚さのポリイミド樹脂フィルムからなる両面プリント配線基板に電子部品の搭載をおこなった。結果は全工程において全く問題は生じなかった。又同じ治具を５００回繰返し使用しても特性は殆ど変化しなかった。

紫外線硬化樹脂配合の組成
・エポキシ（メタ）アクリレート ５０重量％
（ビスフェノールＡジグリシジルエーテルにアクリル酸２モルの付加生成物）
・ネオペンチルグリコールジアクリレート ４０重量％
・石油樹脂 １０重量％
・２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン ５重量％

ＡＲＵＦＯＮ ＵＨ−２１３０（東亞合成(株)のアクリルポリオール、分子量５，０００、ＯＨ基数２．９個／分子）１７００ｇ、コスモネートＮＢＤＩ(三井武田ケミカル(株)のノルボルナンジイソシアナート)２０６ｇ、ヒドロキシエチルアクリレー１１６ｇ、酢酸エチル８６７ｇにジブチル錫ジラウレート０．５ｇを加え、６０℃で４時間反応し、ウレタン（メタ）アクリル樹脂前駆体の７０％酢酸エチル溶液を合成した。該ウレタン（メタ）アクリル樹脂前駆体の７０％酢酸エチル溶液９０ｇ、トリメチルールプロパントリアクリレート１０ｇ、及び２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン４ｇからなる紫外線硬化樹脂を実施例１で用いた支持体に塗布し、６０℃で３０分乾燥した後、紫外線照射装置を用いてＵＶ重合し、３０μｍ粘着剤層を形成し、本発明のプリント配線基板保持搬送用の治具（４−１）を作った。

該保持搬送用の治具の粘着剤層面に実施例２と同じようにして、炭酸ガスレーザー光を照射してドット状に粘着性を低下させた領域を設け、本発明のプリント配線基板保持搬送用の治具（４−２）を作った。但し、ドットは、１×１ｍｍの大きさの正方形で、ピッチ１．５ｍｍでちどり状に設けた。これらの本発明の保持搬送治具を用いて、０．５ｍｍ厚のガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる両面プリント配線基板、及び０．１ｍｍ厚のポリイミド樹脂フィルムからなる両面プリント配線基板に実施例１と同じようにして電子部品の搭載を行った。

結果は、４−１の治具を用いた場合、０．５ｍｍ厚のガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる両面プリント配線基板は全工程において全く問題はなく、且つ５００回繰返し使用しても特性は殆ど変化しなかった。しかし、０．１ｍｍ厚のポリイミド樹脂フィルムからなる両面プリント配線基板は、導通部の汚染は生じなかったが、治具から取り外し難かった。一方、４−２の治具を用いた場合は、０．１ｍｍ厚のポリイミド樹脂フィルムからなる両面プリント配線基板は全工程において全く問題はなく、且つ５００回繰返し使用しても特性は殆ど変化しなかった。しかし、０．５ｍｍ厚のガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる両面プリント配線基板は、導通部の汚染は生じなかったが、工程中に基板の位置ずれを起こした。

本発明のプリント配線基板保持搬送用の治具はプリント配線基板、特にフレキシブル基板に電子部品を実装する際に、クリームはんだの塗布工程、電子部品の搭載工程、はんだリフロー工程等においてプリント配線基板を保持及び搬送する際に利用できる。

Claims (4)

1. 表面に粘着性耐熱（メタ）アクリル系樹脂からなる粘着剤層を設けてなるプリント配線基板保持搬送用の治具であって、粘着性耐熱（メタ）アクリル系樹脂が、ウレタン（メタ）アクリル樹脂及び／又はエポキシ（メタ）アクリル樹脂からなるプリント配線基板保持搬送用の治具。
2. 粘着剤層にレーザー光を照射することにより粘着力が弱められた領域が設けられている請求項１記載のプリント配線基板保持搬送用の治具。
3. 粘着力が弱められた領域がドット状に配置されている請求項２記載のプリント配線基板保持搬送用の治具。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線基板保持搬送用の治具にプリント配線基板を保持した状態で搬送するプリント配線基板の保持搬送方法。