JP4331047B2 - 電子部品保持具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルプリント基板、シリコンウェーハ、セラミックグリーンシート、ガラス等からなる電子部品を固定したり、加工後の部品を搬送するために使用される電子部品保持具の製造方法に関するものである。

近年、エレクトロニクスの分野においては、ポリイミドフィルムに回路用の導体を積層したフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板ともいう）が使用され、この可撓性に優れるフレキシブルプリント基板に、ＬＳＩ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルター等からなる電子部品が実装される。このフレキシブルプリント基板に対する電子部品の実装は、クリームハンダ印刷工程、電子部品マウント工程、リフローハンダ工程、カッティング工程を通じて行われる。

ところで、上記工程の作業の際、フレキシブルプリント基板は、電子部品保持具に貼り付けられ、平坦にして固定されたり、各工程の間や各工程内を搬送される（特許文献１参照）。
この種の電子部品保持具は、図示しないが、平板上に耐熱性に優れるシリコーン樹脂からなるエラストマーの弱粘着層が積層されることにより形成される。弱粘着層には、補強性フィラーとして化学的に安定なシリカ（ＳｉＯ₂）、特に安価な珪酸ソーダ水溶液の酸、アルカリ金属塩による中和、分解反応による析出で得られる湿式シリカが使用される。
特開２００２‐３１４２４０号公報

従来の電子部品保持具は以上のように弱粘着層に湿式シリカが添加されるが、この湿式シリカを配合したエラストマーは、吸湿性が０．１５％以上と非常に高く、フレキシブルプリント基板の固定に使用される場合、一旦吸湿した水分がリフロー炉で気化する際、フレキシブルプリント基板が剥離してしまうこととなる。したがって、使用する前に一度ベーキングしなければならないという煩雑な問題がある。
また、湿式シリカには、アルカリ成分が残留しているので、長期間使用すると、ベースポリマーが解重合し、粘着力の変化するおそれが少なくない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、フレキシブルプリント基板を含む電子部品の剥離を抑制防止し、長期間使用しても電子部品の保持力が変化するのを防ぐことのできる電子部品保持具の製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、耐熱性を有する支持体に、電子部品を着脱自在に保持する粘着層を備えてリフローハンダ工程で使用される電子部品保持具の製造方法であって、
支持体の表面に、シランにより表面処理された微粉末シリカ１０〜１５０質量部含有したエラストマーを塗布し、このエラストマーを硬化処理することにより吸水率が０．１％以下の粘着層を５〜１，０００μｍの厚さに積層することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における支持体は、電子部品の形状等を考慮し、長方形、正方形、多角形、円形、楕円形等に形成される。電子部品には、少なくとも単数複数のフレキシブルプリント基板、ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板等からなる薄型基板、シリコンウェーハ、セラミックグリーンシート、ガラス等が含まれる。この電子部品の形状は特に問うものではない。

また、粘着層は、長方形、正方形、円形等に形成され、支持体に単数複数設けられる。粘着層をエラストマー保持層とする場合、このエラストマー保持層を、（Ａ）分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に２価パーフルオロアルキレン又は２価パーフルオロポリエーテル構造を有するパーフルオロ化合物、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のシドロシリル基を有し、アルケニル基と付加反応可能な化合物、（Ｃ）付加反応触媒、（Ｄ）付加反応制御剤を含有する硬化物とすることができる。さらに、粘着層の吸水率は、ＪＩＳ Ｋ７２０９（プラスチック−吸水率の求め方） Ｄ法に基づいて求められる。

本発明によれば、支持体の表面に、シランにより表面処理された微粉末シリカ１０〜１５０質量部含有したエラストマーを塗布し、このエラストマーを硬化処理することにより吸水率が０．１％以下の粘着層を５〜１，０００μｍの厚さに積層するので、フレキシブルプリント基板に代表される薄型基板を含む電子部品のリフロー等、加熱時における剥離を抑制防止することができるという効果がある。
また、例え電子部品保持具を長期間使用しても、電子部品の保持力が変化するのを有効に防ぐことができるという効果がある。また、粘着層の厚さが５μｍ未満ではないので、密着力が極端に低下して電子部品を固定できなくなるおそれを払拭することができる。さらに、粘着層の厚さが１，０００μｍを越えることがないので、粘着層の厚さ精度を保つことができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電子部品保持具は、図１に示すように、基材である支持基板１と、この支持基板１の表面に積層される弱粘着層であるエラストマー保持層２とを備え、このエラストマー保持層２の吸水率を０．１％以下とするようにしている。

支持基板１は、図１に示すように、０．５〜１０ｍｍの厚さを有する耐熱性の金属平板、プラスチック平板、セラミック平板等を使用して表裏面がそれぞれ平坦な板形に形成される。金属平板としては、例えばＳＵＳ、アルミニウム、鉄、銅製の平板があげられる。

プラスチック平板としては、耐熱性のガラスエポキシ、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド製の平板があげられる。また、セラミック平板としては、例えばアルミナ、サイアロン、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、窒化チタン製造の平板があげられる。

支持基板１は、主に長方形に形成されるが、必要に応じ、多角形、円形、楕円形、円の一部を切り欠いた形等に形成される。また、支持基板１には、既に実装された電子部品や補強板の位置、形状に応じたザグリ、穴、フレキシブルプリント基板３用の位置決め穴、電子部品保持具自体を作業テーブルに位置合わせするための穴等が必要に応じて加工される。

エラストマー保持層２は、所定のエラストマーを使用して所定の厚さを有する板形や帯形に形成され、高温気相反応法で生成された乾式の微粉末シリカ１０〜１５０質量部を補強性フィラーとして含有するか、あるいはシラン又はシラザンにより表面処理された微粉末シリカ１０〜１５０質量部を補強性フィラーとして含有しており、平坦な表面にフレキシブルプリント基板３を着脱自在に密着固定するよう機能する。

エラストマー保持層２の材料としては、例えば反発弾性の低いシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン系のエラストマー、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合エラストマー等があげられる。これらの中でも、フレキシブルプリント基板３の実装に使用される場合、ハンダリフロー温度に耐えることが要求されるので、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂、硬化性官能基を有するフッ素化ポリエーテル骨格を有するフッ素系エラストマーが好ましい。

エラストマー保持層２は、５〜１，０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍの厚さに形成される。エラストマー保持層２の厚さが５〜１，０００μｍの範囲なのは、５μｍ未満の場合には、密着力が極端に低下してフレキシブルプリント基板３等の電子部品を固定できなくなるからである。逆に、１，０００μｍを越える場合には、厚さ精度を保つことが困難になるからである。

このようなエラストマー保持層２は、原料となる硬化性の組成物を公知のスクリーン印刷法、ディップ法、ドクターブレード法、ナイフコート法、バーコート法、スピンコート法等で支持基板１上に塗布し、硬化させるか、あるいはカレンダー、押出、プレス等の装置で一旦フィルムを成形して貼り合わせることにより形成される。

なお、エラストマー保持層２のフレキシブルプリント基板３に対する密着力は、同じ組成であれば、エラストマー保持層２の表面が鏡面であるほど強くなり、粗面であるほど弱くなる。また、エラストマー保持層２は、厚くなるほど強くなり、薄くなると弱くなる。このため、密着力を意図的・部分的に調整する場合には、面粗度や厚さを調整すれば良く、それ以外では均一に形成することが好ましい。具体的な密着強度としては、固定しようとするフレキシブルプリント基板３等の電子部品により適宜設定すれば良く、固定時には確実に密着し、取り外す際には電子部品が破損変形しないような強度に設定される。

上記構成によれば、エラストマー保持層２に湿式シリカではなく、乾式シリカ又は表面処理シリカを含有してその吸水率を０．１％以下とするので、フレキシブルプリント基板３がリフロー時等の加熱時において剥離するのを有効に抑制防止することができる。さらに、アルカリ成分を含有しないので、例え長期間使用しても粘着力の変化するおそれが実に少ない。

以下、本発明に係る電子部品保持具の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
厚さ０．８ｍｍのアルミ板を支持基板として用意し、この支持基板の表面に乾式シリカを含有したエラストマー保持層を未硬化の状態で貼り合せ、その後、支持基板とエラストマー保持層とを加熱加圧プレスして一体成形し、電子部品保持具を製造した。エラストマー保持層としては、シリコーンゴムコンパウンド〔信越化学工業製 商品名ＫＥ−１５３Ｕ〕を用いた。

電子部品保持具を製造したら、この電子部品保持具の乾燥時の重量を求めるとともに、ＪＩＳ Ｋ７２０９ Ｄ法に基づく２３℃／５０％、ＲＨ／２４Ｈの環境下に放置し、放置後の重量を求め、吸水率を測定した。吸水率は０．０７８％であった。

実施例２
エラストマー保持層として信越化学工業製の商品ＳＩＦＥＬ６１２（表面改質シリカ）を♯８のワイヤーコータを使用して厚さ０．８ｍｍのアルミ板に塗布し、１５０℃、３０分の温度条件で硬化処理し、硬度３０（ＪＩＳ Ａ）、膜厚７０μｍのエラストマー保持層を有する電子部品保持具を製造した。

電子部品保持具を製造したら、この電子部品保持具の乾燥時の重量を求めるとともに、ＪＩＳ Ｋ７２０９ Ｄ法に基づく２３℃／５０％、ＲＨ／２４Ｈの環境下に放置し、放置後の重量を求め、吸水率を測定した。吸水率は０．００８％であった。

比較例
実施例１と同様の支持基板の表面に湿式シリカを含有したエラストマー保持層を未硬化の状態で貼り合せ、その後、支持基板とエラストマー保持層とを加熱加圧プレスして一体成形し、電子部品保持具を製造した。エラストマー保持層としては、シリコーンゴムコンパウンド〔信越化学工業製 商品名ＫＥ−９５１Ｕ〕を用いた。

電子部品保持具を製造したら、実施例１と同様に電子部品保持具の乾燥時の重量を求めるとともに、ＪＩＳ Ｋ７２０９ Ｄ法に基づく２３℃／５０％、ＲＨ／２４Ｈの環境下に放置し、放置後の重量を求め、吸水率を測定したところ０．１５％であった。

比較試験１
実施例１、２と比較例の電子部品保持具を２３℃／５０％、ＲＨ／２４Ｈの環境下にそれぞれ放置し、２５ｍｍ×２５ｍｍの大きさを有する厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り合わせ、擬似的なリフロー条件として２５０℃−３ｍｉｎオーブンで加熱した際のポリイミドフィルムとの密着状態を確認した。

確認したところ、実施例１、２の電子部品保持具の場合には、ポリイミドフィルムは剥離していなかった。これに対し、比較例の電子部品保持具の場合には、ポリイミドフィルムの密着面から約５０％剥離していた。

比較試験２
実施例１、２と比較例の電子部品保持具に関し、２５０℃−５ｈｒの放置試験を繰り返し実施し、粘着力の強度を測定して図２にまとめた。

実施例１、２の電子部品保持具の場合には、粘着力に大きな変化は確認されなかった。これに対し、比較例の電子部品保持具の場合には、３サイクル、４サイクルで粘着力の上昇が確認された。

本発明に係る電子部品保持具の製造方法の実施形態を示す断面説明図である。 本発明に係る電子部品保持具の実施例における比較試験２の結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 支持基板（支持体）
２ エラストマー保持層（粘着層）
３ フレキシブルプリント基板（電子部品）

Claims (1)

1. 耐熱性を有する支持体に、電子部品を着脱自在に保持する粘着層を備えてリフローハンダ工程で使用される電子部品保持具の製造方法であって、
   支持体の表面に、シランにより表面処理された微粉末シリカ１０〜１５０質量部含有したエラストマーを塗布し、このエラストマーを硬化処理することにより吸水率が０．１％以下の粘着層を５〜１，０００μｍの厚さに積層することを特徴とする電子部品保持具の製造方法。

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