JP5158932B2 - 基板搬送治具用粘着シートおよび基板搬送治具 - Google Patents
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Description
また、形成された耐熱接着層の粘着性・接着性を保持させるために、当該耐熱接着層の表面を離型シートなどにより被覆しなければならない。
例えば、耐熱接着層を形成するアクリル系粘着剤は、250℃の環境下に5分間程放置すると、当該粘着剤が劣化して、接着力が極端に低下する。また、シリコーン系粘着剤であっても、250℃の環境下に30〜60分間放置すると、当該粘着剤が劣化して、接着力が極端に低下する。
この結果、搬送パレット(搬送パレット用シートとパレット基板との積層体)の使用中に、搬送パレット用シートとパレット基板とが剥離してしまうことがある。そして、一度剥離された後における耐熱接着層は、粘着性・接着性を発現することはできない。
しかし、実際には、搬送パレットの一定期間の使用により、搬送パレット用シートを構成する耐熱接着層がパレット基板(支持体)に強固に接着していることが多く、この場合には、劣化した搬送パレット用シートを新品に交換しようとしても、パレット基板から搬送パレット用シートを剥離することができないために、支持体(パレット基板)の再使用が不可能になる。
本発明の第1の目的は、支持ボード上に粘着固定されることにより基板搬送治具を構成し、基板に対する好適な粘着性を有するとともに、粘着固定されている基板を脱着するときに支持ボードから剥離されることのない基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第2の目的は、さらに、煩雑な工程によらないで簡単に製造することができる生産性に優れた基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第3の目的は、さらに、200〜300℃の温度条件下に長時間にわたり使用した場合であっても、基板に対する粘着力および支持ボードに対する粘着力(接着力)を安定的に維持することができる基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第4の目的は、さらに、支持ボードに対する適度な粘着力(接着力)により、基板搬送治具の使用時(基板を脱着するとき)には、支持ボードから剥離されることはなく、しかも、基板を脱着するときよりも大きな一定以上の力を与えることによって、支持ボードから確実に剥離することができる基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第5の目的は、さらに、基板を構成する電子部品に接点不良などの問題を生じさせない基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第6の目的は、さらに、帯電されにくい表面を備えた基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
本発明の第7の目的は、さらに、積層シートとして一体性に優れ、熱膨張係数の差などに起因する層間剥離などを生じることのない基板搬送治具用粘着シートを提供することにある。
これにより、本発明の粘着シートを支持ボード上に固定して構成される基板搬送治具において、第2のゴム層により発現される粘着力によって基板が確実に固定保持されるとともに、粘着固定されている基板を脱着するときには、第1のゴム層により発現される粘着力が抵抗力となって、本発明の粘着シートが支持ボードから剥離されることを確実に防止することができる。
このため、本発明の粘着シートを支持ボード上に固定して構成される基板搬送治具を、200〜300℃の温度条件下に長時間にわたり使用した場合であっても、基板に対する粘着力(第2のゴム層による粘着力)および支持ボードに対する粘着力(第1のゴム層による接着力)を安定的に維持することができる。
しかも、第1のゴム層による支持ボードに対する粘着力(接着力)は、基板搬送治具の高温環境下での使用によっても変化することなく維持され、第1のゴム層が支持ボードに強固に接着されるようなこともないため、基板を脱着するときよりも大きな一定以上の力を与えれば、支持ボードから確実に剥離することができる。
従って、本発明の粘着シートが劣化した際に、これを支持ボードから確実に剥離し、新品に交換することができ、支持ボードを再利用することができる。
図2(A)は、本発明の粘着シートが固定される支持ボードの一実施形態を示す平面図、図2(B)は、同図(A)のX−X断面図、
図3(A)は、本発明の基板搬送治具の一実施形態を示す平面図、図3(B)は、同図(A)のY−Y断面図、
図4は、図3に示した基板搬送治具の使用状態を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の粘着シート10は、第1のゴム層11と、第2のゴム層12とが積層されてなる。
第2のゴム層12は、自己の有する粘着性(相対的に弱い粘着力)により、搬送すべき基板を固定する。
粘着力(a1)が粘着力(a2)より大きくない場合には、粘着シートにより構成される基板搬送治具の使用時(基板の脱着時)に、当該粘着シートが支持ボードから剥離されやすい(比較例9〜16参照)。
表面抵抗が1010Ω未満のゴム層は、支持ボードに対して十分な粘着力を発現することができない。
本発明において「表面抵抗」は、JIS K 6271に準拠した二重リング電極法によって測定される表面抵抗である。
また、第1のゴム層11の表面抵抗は、第1のゴム層11中に配合する導電性粒子の種類および配合量を調整することによって制御することができる。
粒径が35nm以上のカーボンブラックを配合することにより、好適な粘着力(5.0〜15.0gf/mm2 )を有するゴム層を形成することができ、また、そのような粒径のカーボンブラックを使用することにより、良好な加工性(特に混練加工性)を発揮することができる。
比表面積(N2 吸着量)が70m2 /g以下のカーボンブラックを配合することにより、好適な粘着力(5.0〜15.0gf/mm2 )を有するゴム層を形成することができ、また、そのような粒径のカーボンブラックは分散性に優れているので、良好な加工性(特に混練加工性)を発揮することができる。
カーボンブラックの配合量が0.5質量部未満では、混練加工性および成形加工性が悪い。一方、カーボンブラックの配合量が10質量部を超える場合には、得られるゴム層の表面におけるポリマー比率が低くなり、支持ボードに対して十分な粘着力を発現することができない。
表面粗さ(Rz)が1.9μmを超えるゴム層は、かなりの粗面状態となって、支持ボードに対して十分な粘着力を発現することができない。
本発明において「表面粗さ(Rz)」は、JIS B 0601に準拠し、触針式表面粗さ計を用いて測定された十点平均粗さである。
ここに、金型の型面を表面処理する方法としては、ブラスト処理、鏡面を形成するための研磨処理やメッキ処理を挙げることができる。
第1のゴム層11の硬さは、JIS−A硬度計で50〜65であることが好ましい。
これにより、第2のゴム層12は、基板に対する適度な粘着力と、十分な導電性(帯電防止効果)をバランスよく兼ね備えたものとなる。
また、第2のゴム層12の表面抵抗は、第2のゴム層12中に配合する導電性粒子の種類および配合量を調整することによって制御することができる。
第2のゴム層12中に配合されるカーボンブラックの粒径が20nm未満である場合には、加工性が悪くなり、得られるゴム層の粘着力も低下する傾向がある。一方、この粒径が50nmを超える場合には、カーボンブラック粒子がゴム(層)より脱落する可能性がある。また、電気抵抗が高くなるため配合量を増加させなければならず、配合量の増加に伴って、加工性の低下、得られるゴム層の基板に対する粘着力の低下を招く。
第2のゴム層12中に配合されるカーボンブラックの比表面積(N2 吸着量)が40m2 /g未満であるカーボンブラック粒子は、粒径が過大となって、ゴム(層)より脱落する可能性がある。また、電気抵抗が高くなるため配合量を増加させなければならず、配合量の増加に伴って、加工性の低下、得られるゴム層の基板に対する粘着力の低下を招く。一方、比表面積が2000m2 /gを超えるカーボンブラック粒子は、粒径が過小となり、加工性が低下し、得られるゴム層の粘着力も低下する。
カーボンブラックの配合量が1質量部未満では、得られるゴム層の表面に十分な導電性(帯電防止効果)を付与することができない。
一方、カーボンブラックの配合量が15質量部を超える場合には、得られるゴム層が基板に対して十分な粘着力を発現することができない。また、過剰量の導電性粒子の配合は、加工性の低下や導電性粒子の脱落を招くので、好ましくない。
ここに、第2のゴム層中に配合されるハイストラクチャーファーネスブラック、アセチレンブラックの比表面積(N2 吸着量)は、40〜125m2 /gであることが好ましく、更に好ましくは45〜70m2 /gとされる。
また、第2のゴム層中に配合されるケッチェンブラックの比表面積(N2 吸着量)は、700〜1300m2 /gであることが好ましい。
第2のゴム層12の表面粗さ(Rz)が0.9μm未満である場合には、粘着力が過大となって基板の脱着が困難となることがある。
一方、第2のゴム層12の表面粗さ(Rz)が1.4μmを超えるゴム層は、かなりの粗面状態となり、基板に対して十分な粘着力を発現することができないことがある(比較例1〜8および比較例17〜24参照)。
第2のゴム層12の硬さは、JIS−A硬度計で55〜85であることが好ましい。
このため、粘着シート10を支持ボード上に固定して構成される基板搬送治具を、200〜300℃の温度条件下に長時間にわたり使用した場合であっても、基板に対する粘着力(第2のゴム層12による粘着力)および支持ボードに対する粘着力(第1のゴム層11による接着力)を安定的に維持することができる。
粘着シート10は、第1のゴム層11と、第2のゴム層12とが積層されてなるものであり、煩雑な工程によらないで簡単に製造することができ、生産性に優れている。
(2)第1のPETフィルム上に液状のゴム組成物をコーティングして第1のゴム層形成用シートを形成し、第2のPETフィルム上に液状のゴム組成物をコーティングして第2のゴム層形成用シートを形成し、両者を、各々のゴム層形成用シート同士が重なるように貼り合わせて積層体(第1のPETフィルム・第1のゴム層形成用シート・第2のゴム層形成用シート・第2のPETフィルム)を形成し、これを加硫処理する方法。
(3)PETフィルム上に液状のゴム組成物をコーティングして第1のゴム層形成用シートを形成し、その上に、液状のゴム組成物をコーティングして第2のゴム層形成用シートを形成し、これを加硫処理する方法。
上記(1)〜(3)の製造方法において、加硫方式としては、加硫缶による加硫、加熱ドラムプレス加硫(ロートキュア)などの連続加硫、金型による加硫などを挙げることができる。
粘着シート10は、ロールまたは枚葉の状態で製品化され、支持ボードの形状に応じて適宜裁断して使用することができる。
粘着シート10は、支持ボード20上に粘着固定(積層)されることにより基板搬送治具を構成する。
図2に示すように、支持ボード20には、粘着シート10を積層する際に、支持ボード20と粘着シート10との間の空気を吸引して両者の密着性を向上させるための吸引用の貫通孔25(5箇所)と、基板搬送治具を、実装装置の所定位置に載置するための位置合わせ用の貫通孔22(4箇所)とが形成されている。
粘着シート10を貼り合わせる方法としては、支持ボード20と第1のゴム層11とが当接するように、支持ボード20上に粘着シート10を載置した後、ローラなどにより圧着する方法、吸引用の貫通孔25から空気を吸引しながらプレス圧着する方法などを挙げることができる。
図4に示すように、基板搬送治具50を構成する粘着シート10(第2のゴム層12)の表面には、搬送されるFPC基板70が粘着固定されている。
FPC基板70の固定は次のようにして行われる。すなわち、FPC基板70に形成された貫通孔73と、基板搬送治具50に形成された貫通孔24とを一致させてピン42を挿入することにより、FPC基板70の位置合わせを行い、この位置において、粘着シート10(第2のゴム層12)の粘着力によりFPC基板70を固定する。
基板搬送治具50固定は次のようにして行われる。すなわち、基板搬送治具50を構成する支持ボード20に形成された貫通孔22と、実装装置60の載置部61に形成された孔62とが一致するよう、基板搬送治具50を載置部61に載置し、貫通孔22と孔62にピン41を挿入することにより固定する。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してローストラクチャーファーネスブラック(平均粒径=280nm)5質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第1のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(1)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してアセチレンブラック(平均粒径=35nm)5質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(2)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してアセチレンブラック(平均粒径=35nm)10質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(3)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してアセチレンブラック(平均粒径=35nm)15質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(4)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してハイストラクチャーファーネスブラック(平均粒径=38nm)5質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第1のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(5)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してハイストラクチャーファーネスブラック(平均粒径=38nm)10質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(6)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してケッチェンブラック(平均粒径=34nm)5質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(7)」とする。
フッ素ゴム(原料ゴム)100質量部に対してケッチェンブラック(平均粒径=34nm)10質量部を配合してなるゴム組成物を調製し、これをカレンダによりシーティングして、厚さ0.25mmのゴムシート(第2のゴム層形成用シート)を作製した。これを「シート(8)」とする。
作製例1で得られたシート(1)と、作製例2で得られたシート(2)とをカレンダを用いて貼り合わせ、得られた積層シートを、金型(第1のゴム層を形成する型面および第2のゴム層を形成する型面がともに鏡面状態の金型)を用いて加硫する(1次加硫:170℃×10分間、2次加硫:230℃×12時間)ことにより、第1のゴム層1A(厚さ0.25mm)と第2のゴム層2A(厚さ0.25mm)とが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例1と同様にして、下記表3に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
作製例1で得られたシート(1)と、作製例2で得られたシート(2)とをカレンダを用いて貼り合わせ、得られた積層シートを、金型(第1のゴム層を形成する型面が鏡面状態であり、第2のゴム層を形成する型面が粗面状態である金型)を用いて加硫することにより、第1のゴム層1Aと第2のゴム層2Bとが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例13と同様にして、下記表4に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例13と同様にして、下記表4に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる比較用の粘着シートを製造した。
作製例1で得られたシート(1)と、作製例4で得られたシート(4)とをカレンダを用いて貼り合わせ、得られた積層シートを、金型(第1のゴム層を形成する型面が粗面状態であり、第2のゴム層を形成する型面が鏡面状態である金型)を用いて加硫することにより、第1のゴム層1Bと第2のゴム層4Aとが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例17と同様にして、下記表5に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例17と同様にして、下記表5に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる比較用の粘着シートを製造した。
作製例1で得られたシート(1)と、作製例2で得られたシート(2)とをカレンダを用いて貼り合わせ、得られた積層シートを、金型(第1のゴム層を形成する型面および第2のゴム層を形成する型面がともに粗面状態の金型)を用いて加硫することにより、第1のゴム層1Bと第2のゴム層2Bとが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例21と同様にして、下記表6に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる本発明の粘着シートを製造した。
第1のゴム層形成用シートおよび/または第2のゴム層形成用シートの種類を変更したこと以外は実施例21と同様にして、下記表6に示す組合せによる、第1のゴム層と、第2のゴム層とが積層されてなる比較用の粘着シートを製造した。
基板搬送治具を構成する粘着シート(第2のゴム層)の表面において、FPC基板(粘着シートの面積の約75%のサイズ)の粘着固定・脱着操作を繰り返し、FPC基板に対する粘着性を下記の基準に基いて評価した。
◎:十分な粘着性を有し、FPC基板を確実に固定することができる。また、粘着固定・脱着操作を繰り返しても粘着力の低下は認められない。
○:粘着力はやや低いものの、搬送中にFPC基板が脱着するようなことはない。また、粘着固定・脱着操作を繰り返しても粘着力の低下は認められず、基板搬送治具の粘着シートとして使用することができる。
×:粘着力がきわめて低く、容易に脱着してしまい、基板搬送治具の粘着シートとして使用することができない。
上記(1)と同様にして、FPC基板の粘着固定・脱着操作を繰り返し、支持ボードに対する粘着性を下記の基準に基いて評価した。
◎:十分な粘着性を有し、支持ボード上に確実に固定され、FPC基板の脱着時に、支持ボードから剥離されることはない。
○:粘着力はやや低いものの、FPC基板の脱着時に、支持ボードから剥離されることはない。
△:粘着力が低く、剥離には至らないものの、基板搬送治具の粘着シートとして使用が制限される(大面積のFPC基板の固定・脱着に問題がある)。
×:FPC基板の脱着時に、FPC基板とともに、支持ボードから剥離される。
上記(1)と同様にして、FPC基板の粘着固定・脱着操作を繰り返した後、FPC基板を観察してカール発生の有無を確認した。
FPC基板のカールは発生しないことが好ましいことは勿論であるが、カールの発生の有無は、FPC基板のサイズなどによっても影響を受けるため、この評価方法でカールが発生したとしても、基板搬送治具の粘着シートとして使用することは可能である。
基板搬送治具を250℃の恒温槽内に48時間放置した後、上記(1)と同様にして、FPC基板に対する粘着性を評価した。
基板搬送治具を250℃の恒温槽内に48時間放置した後、上記(2)と同様にして、FPC基板に対する粘着性を評価した。
また、粘着力(a2)が5.5〜6.5gf/mm2 の範囲にある第2のゴム層を備えた粘着シートによれば、FPC基板に対して十分な粘着性(◎)を有するとともに、脱着後のFPC基板にカールを発生させることもない。
実施例1〜24で得られた粘着シートは、粘着固定されているFPC基板を脱着するときに支持ボードから剥離されることがない。特に、粘着力(a1)が8.0〜11.0gf/mm2 で、粘着力の差〔(a1)−(a2)〕が3.5gf/mm2 以上である粘着シートは、支持ボードに対して十分な粘着性(◎)を有している。
11 第1のゴム層
12 第2のゴム層
20 支持ボード
22 位置合わせ用の貫通孔
25 吸引用の貫通孔
24 位置合わせ用の貫通孔
41 ピン
42 ピン
50 基板搬送治具
60 実装装置
61 載置部
62 孔
70 FPC基板
73 貫通孔
Claims (11)
- 支持ボード上に粘着固定されて基板搬送治具を構成する粘着シートであって、
フッ素ゴムを原料ゴムとして構成され、相対的に強い粘着力により支持ボード上に固定される第1のゴム層と、
フッ素ゴムを原料ゴムとして構成され、相対的に弱い粘着力により基板を固定する第2のゴム層とが積層されてなり、
第1のゴム層中には、粒径35nm以上のカーボンブラックが、原料ゴム100質量部に対して0.5〜10質量部の割合で配合され、
第2のゴム層中には、粒径20〜50nmのカーボンブラックが、原料ゴム100質量部に対して1〜15質量部の割合で配合され、
第1のゴム層のステンレスに対する粘着力(a1)が5.0〜15.0gf/mm2 であり、
第2のゴム層のステンレスに対する粘着力(a2)が4.0〜7.0gf/mm2 であり、
両ゴム層間の粘着力の差〔(a1)−(a2)〕が0.1gf/mm2 以上である基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層のステンレスに対する粘着力(a1)が8.0〜11.0gf/mm2 であり、
第2のゴム層のステンレスに対する粘着力(a2)が4.0〜7.0gf/mm2 であり、
両ゴム層間の粘着力の差〔(a1)−(a2)〕が1.0gf/mm2 以上である請求項1に記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層のステンレスに対する粘着力(a1)が8.0〜11.0gf/mm2 であり、
第2のゴム層のステンレスに対する粘着力(a2)が5.5〜7.0gf/mm2 であり、
両ゴム層間の粘着力の差〔(a1)−(a2)〕が3.5gf/mm2 以上である請求項1に記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層のステンレスに対する粘着力(a1)が8.0〜11.0gf/mm2 であり、
第2のゴム層のステンレスに対する粘着力(a2)が5.5〜6.5gf/mm2 であり、
両ゴム層間の粘着力の差〔(a1)−(a2)〕が3.5gf/mm2 以上である請求項1に記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 支持ボード上に固定される表面における第1のゴム層の表面粗さ(Rz)が1.9μm以下であり、
基板を固定する表面における第2のゴム層の表面粗さ(Rz)が0.9〜1.4μmである請求項1乃至請求項4の何れかに記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 支持ボード上に固定される表面における第1のゴム層の表面粗さ(Rz)が1.1μm以下であり、
基板を固定する表面における第2のゴム層の表面粗さ(Rz)が0.9〜1.2μmである請求項1乃至請求項4の何れかに記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層の表面抵抗が1010〜1016Ωであり、
第2のゴム層の表面抵抗が10〜1010Ωである請求項1乃至請求項6の何れかに記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層中に配合されるカーボンブラックの比表面積(N2 吸着量)が70m2 /g以下であり、
第2のゴム層中に配合されるカーボンブラックの比表面積(N2 吸着量)が40〜2000m2 /gである請求項1に記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 第1のゴム層中に配合されているカーボンブラックが、ローストラクチャーファーネスブラックであり、
第2のゴム層中に配合されるカーボンブラックが、ハイストラクチャーファーネスブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックから選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載の基板搬送治具用粘着シート。 - 耐熱性のある支持ボードと、請求項1乃至請求項9の何れかに記載の粘着シートとを積層してなる基板搬送治具。
- フレキシブルプリント回路基板を搬送するための請求項10に記載の基板搬送治具。」
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