JP5210160B2 - 導電性シート - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の包装および実装の高速化に対応可能な機械的強度を有し、打ち抜き及びスリット加工時のバリ、ヒゲ等の発生を著しく減少させた導電性シートに関する。

ＩＣをはじめとした電子部品やＩＣを用いた電子部品の包装形態としてインジェクショントレー、真空成形トレー、マガジン、キャリアテープ（エンボスキャリアテープともいう）などが使用されている。これらの包装容器には静電気によるＩＣ等の電子部品の破壊を防止するために表面に導電性フィラーを分散させたものが使用されており、導電性フィラーとして安価で均一に安定した表面固有抵抗値を得ることができるカーボンブラックが広く使用されている。

カーボンブラックを分散させた熱可塑性樹脂からなる導電性シートは、機械的強度や成形性が低下するといった問題点があった。これを改善する方法として、特許文献１及び特許文献２等が提案されている。更に機械的強度が高く、カーボン脱離性に優れるキャリアテープ用シートとして、特許文献３及び特許文献４が提案されている。また、圧空成形、真空成形、プレス成形など各種成形方式での易成形性を付与した方法として特許文献５、スリット加工性を向上させた方法として特許文献６が提案されている。しかしながら、電子部品の複雑化、精密化、及び小型化に伴い、包装材料もシートの幅が狭くなり、小型化し、かつ電子部品の包装及び実装の高速化も急速に進んでいる。そこで、これらに対応可能な機械的強度を有し、かつ各種成形方式において低温側の広い温度領域での成形が可能な、加工性の高いシートが求められている。更に、これまでのキャリアテープは送り穴やポケットのセンターホールの打ち抜き部、及びスリット端部にバリ、ヒゲなどが発生し易く、部品の小型化が進む中で、これらが電子部品の保護に対して悪影響を及ぼすという問題が顕在化している。
特開昭５７−２０５１４５号公報 特開昭６２−１８２６１号公報 特表２００３−５１２２０７号公報 特開２００２−６７２５８号公報 特開２００５−２９７５０４号公報 特開２００４−１８５９２８号公報

本発明は、電子部品の包装および実装の高速化に対応可能な機械的強度を有し、各種の成形方法においてより低温側の広い温度領域で成形でき、打ち抜き及びスリット加工時のバリ、ヒゲ等の発生を著しく減少させた成形品が得られる導電性シートを提供するものである。

即ち本発明は、以下の要旨を有するものである。
（１）ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、ポリカーボネート系樹脂３５〜８２質量％とポリアルキレンテレフタレート系樹脂１５〜４９質量％とカーボンブラック３〜３０質量％とを含む基材層と、その片側または両側に押出、共押出、又は押出コーティングにより積層した、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、ポリカーボネート系樹脂３２〜８１％とポリアルキレンテレフタレート系樹脂１０〜４８質量％とカーボンブラック５〜３５質量％とを含む表面層を有し、引張弾性率が２２２３ＭＰａ以上であり、降伏点強度が５７．０ＭＰａ以上であり、かつ抜きバリ発生率が３％以下であること特徴とする導電性シート。
（２）ポリアルキレンテレフタレート系樹脂が、ポリブチレンテレフタレートである前記（１）に記載の導電性シート。
（３）ＪＩＳ−Ｋ−６７３４（２０００）における引張破断伸度が１０〜１５０％である前記（１）又は（２）に記載の導電性シート。
（４）表面層の表面固有抵抗値が１０^２〜１０^１０Ωである前記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の導電性シート。
（５）マルチマニホールドダイ又はフィードブロックを用いた共押出法により製造した前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の導電性シート。
（６）前記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の導電性シートを用いたキャリアテープ。

本発明のシートは、優れた機械的強度を有しているため高速包装、高速実装に適しており、また成形体を得る際には、各種の成形方法においてより低温側の広い温度領域で成形できる。更に打ち抜き加工時等の発塵性を著しく減少させることにより、内容物である電子部品を加工時の屑等で汚染することがないので、高精度の電子部品包装体に適している。

基材層のポリカーボネート系樹脂は、ジヒドロキシ化合物から誘導されたものであり、芳香族ジヒドロキシ化合物が好ましく、特には２つの芳香族ジヒドロキシ化合物がある種の結合基を介して結合した芳香族ジヒドロキシ化合物（ビスフェノール）が好ましい。これらは公知の製法により製造されたものを使用でき、その製法に限定されるものではなく、市販の樹脂を使用することができる。

基材層のポリカーボネート系樹脂の含有量は、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、３５〜８２質量％である。３５質量％未満では衝撃強度および機械的強度が低下し、また８２質量％を超えると成形温度が高くなる。

基材層のポリアルキレンテレフタレート系樹脂としては、主としてグリコール成分としてエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸やそのジメチルエステルから得られるものが使用できるが、この他、共重合体モノマーとしてグリコール成分ならばジエチレングリコール、１，４−テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ヘプタンメチレングリコールを、ジカルボン酸成分ならば、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸等を一部置き換えて使用することもできる。好ましくは、グリコール成分として１，４−シクロヘキサンジメタノール成分が０．１〜１０モル％以下共重合されたポリアルキレンテレフタレート系樹脂、あるいは酸成分としてイソフタル酸成分が１モル％以上１０モル％以下共重合されたポリアルキレンテレフタレート系樹脂が成形性の点で好適に使用できる。例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などである。

基材層のポリアルキレンテレフタレート系樹脂の含有量は、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、１５〜４９質量％である。１５質量％未満では成形温度が高くなり、また４９質量％を超えると衝撃強度、機械的強度が低下する。

基材層に用いるカーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等であり、粒径が小さく方向性の小さなものが好ましい。例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましい。

基材層のカーボンブラックの含有量は、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに３〜３０質量％であり、好ましくは１０〜２５質量％である。３質量％未満では、打ち抜き加工時のバリ、ヒゲ等の発生を少なくすることが難しく、３０質量％を超えると衝撃強度、機械的強度が低下する。

基材層には、本発明の課題で要求される特性を阻害しない範囲で、必要に応じて滑剤、可塑剤、熱安定剤、加工助剤、無機フィラー、艶消し剤等の各種添加剤を使用することが可能である。

表面層のポリカーボネート系樹脂には、基材層と同様のポリカーボネート系樹脂を用いることができる。

表面層のポリカーボネート系樹脂の含有量は、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、３２〜８１質量％である。３２質量％未満では衝撃強度および機械的強度が低下し、また８１質量％を超えると成形温度が高くなる。

表面層のポリアルキレンテレフタレート系樹脂には、基材層と同様のポリアルキレンテレフタレート系樹脂を用いることができる。

表面層のポリアルキレンテレフタレート系樹脂の含有量は、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、１０〜４８質量％である。１０質量％未満では成形温度が高くなり、また、４８質量％を超えると衝撃強度、機械的強度が低下する。

表面層に用いるカーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等であり、比表面積が大きく、樹脂への添加量が少量で高度の導電性が得られるものが好ましい。例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましい。

表面層のカーボンブラックの含有量は、表面抵抗率を１０^２〜１０^１０Ω、好ましくは１０^２〜１０^６Ωとすることのできる添加量であり、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときにカーボンブラック５〜３５質量％が好ましく、１０〜２５質量％がより好ましい。添加量が５質量％未満では十分な導電性が得られず表面抵抗率が上昇し、３５質量％を越えると樹脂との均一分散性の悪化、成形加工性の低下、及び機械的強度等の特性値の低下等の現象が発生する。また、表面抵抗率が１０^１０Ωを越えると十分な帯電防止効果が得られず、１０^２Ω未満では外部から静電気等による電気の流入を容易にし、電子部品が破壊してしまう可能性がある。

表面層には、本発明の課題で要求される特性を阻害しない範囲で、必要に応じて滑剤、可塑剤、熱安定剤、加工助剤、無機フィラー、艶消し剤等の各種添加剤を使用することが可能である。

ＪＩＳ−Ｋ−６７３４（２０００）に示されている測定方法を用いたシート試験片の引張破断伸度が１０〜１５０％以下である事により、送り穴やセンターホールに発生したバリ、ヒゲの発生を抑える事ができる。１０％以下では硬くなりすぎるため打ち抜き時に該部からシートに亀裂が入りやすくなり、１５０％以上ではバリ、ヒゲの発生頻度が増すため、電子部品への汚染が著しくなる。

抜きバリ発生率とは、成形したエンボスキャリアテープの個々の送り穴やセンターホールに発生したバリ、ヒゲの発生頻度を画像処理にて数値化した値である。バリ、ヒゲが全く発生していない真円を発生率０％とし、打ち抜き穴部を覆ったバリ、ヒゲが真円を何％覆い隠しているかを画像処理で求め、数値として発生頻度を示した指標である。抜きバリ発生率は３%以下である。発生率が３％を越えると、打ち抜き穴部を覆うバリ、ヒゲの量が多くなり、電子部品への汚染が著しくなる。

シートの全体厚さは、０．１〜３．０ｍｍ、好ましくは０．１〜１．５ｍｍが一般的であり、かつ全体厚さに占める表面層の厚さは２％〜８０％であることが好ましく、５〜６０％が特に好ましい。全体厚みが０．１ｍｍ未満では、キャリアテープとしての強度が不足し、また３．０ｍｍを超えると圧空成形、真空成形、熱板成形等の成形が困難となる。また、表面層の厚さが２％未満では、キャリアテープの表面固有抵抗率が著しく高くなる場合があり、十分な静電気抑制効果が得られず、８０％を超えると圧空成形、真空成形、熱板成形等の成形性が低下する場合がある。

シートは、基材層に用いる樹脂とカーボンブラック（以下、樹脂組成物という）、及び表面層に用いる樹脂とカーボンブラック（以下、樹脂組成物という）を原料として、押出機、カレンダー成形機等を用いた公知の製造方法によって製造することができる。例えば基材層と表面層の樹脂組成物を、それぞれを別々の押出機によりシートもしくはフィルム状に成形した後、熱ラミネート法、ドライラミネート法および押出ラミネート法等により段階的に積層する方法や、あるいは予め成形した基材層シートの片側または両側に、表面層を押出コーティング等の方法により積層する事ができる。また、マルチマニホールドダイやフィードブロックを用いた多層共押出法により積層シートを得る方法でも導電性シートを得ることができ、この方法は一工程で積層シートが得られる点で好ましい。

本発明のシートは、真空成形法、圧空成形法、プレス成形法等といった公知の熱成形方法によって、用途に応じた形状に成形することが出来る。

本発明のシートは、ＩＣ等の半導体、ＩＣを用いた電子部品の包装容器として好適に使用することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるべきではない。

（実施例１〜１３）
（基材層と表面層の作製）
ポリカーボネート樹脂（パンライトＬ−１２２５、帝人化成社製）とポリブチレンテレフタレート樹脂（ノバデュラン５０１０Ｒ８Ｍ、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）とケッチェンブラックＥＣ（ライオンＡＫＺＯ社製）または、アセチレンブラック（デンカブラック粒状、電気化学工業社製）を表１及び表２に示す配合に従い、二軸押出機（ＰＣＭ−４０、池貝鉄鋼所社製）により溶融混練し、樹脂ペレットを得た。更に、基材層用の６５ｍｍ単軸押出機１台と、表面層用の４０ｍｍ単軸押出機２台を要した多層シート製膜装置を用い、６５ｍｍ押出機で基材層の樹脂組成物を溶融混練し、また４０ｍｍ単軸押出機で表面層の樹脂組成物を溶融混練し、マルチマニホールドダイ内で合流させて３層シートを作製した。得られたシートの厚さは２００μｍであり、表面層の比率は両側で２０％（片側で１０％）であった。

（比較例１〜７）
実施例に用いたポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の他に、ＡＢＳ樹脂（ＳＥ−１０、電気化学工業社製）、ＡＢＳ樹脂（サンタックＥＴ−７０、日本エイアンドエル社製）、ＨＩＰＳ樹脂（Ｈ７００、東洋スチレン社製）、ＨＩＰＳ樹脂（ＨＴ５１６、Ａ＆Ｍスチレン社製）、ＳＢＲ（タフプレン１２５、旭化成工業社製）を表３に示す配合とした以外は実施例１〜１３と同様の操作を行い、３層シートを作製した。

（評価方法）
各実施例および比較例で作製したシートの各種物性を、下記の方法で評価し、その結果を表１、表２及び表３に示した。
（降伏点強度、破断点強度、引張弾性率、破断伸度）
ＪＩＳ−Ｋ−７１２７（１９９９）に準拠して、４号試験片（ＭＤ方向）を使用し、インストロン型引張試験機により５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を行った。
（デュポン衝撃強度）
東洋精機社製デュポン式衝撃試験機にて１／２インチ半球状撃芯、荷重５００ｇおよび１ｋｇを用いて、環境温度２３℃において測定した。結果はＪＩＳ−Ｋ−７２１１の５０％衝撃破壊エネルギー値（単位：Ｊ）で表示した。
（成形温度評価）
真空ロータリー式エンボスキャリアテープ成形機（ＣＴＦ−２００、ＣＫＤ社製）にて各種シートを成形した。この時サーモラベルを用いてポケット成形が可能なシート表面温度を測定した。
（打ち抜き性評価）
真空ロータリー式エンボスキャリアテープ成形機（ＣＴＦ−２００、ＣＫＤ社製）にて成形したエンボスキャリアテープの個々の送り穴とセンターホールを光学顕微鏡（Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ社製）にて拡大撮影し、その写真を画像処理してバリ、ヒゲの発生頻度を数値化した。数値化の方法は、撮影した写真を画像編集ソフトで２値化し、打ち抜き穴部のピクセル数をカウントする。バリ、ヒゲが全く発生していない真円のピクセル数と、各サンプルの打ち抜き穴部のピクセル数との比率計算から、バリ、ヒゲが打ち抜き穴を覆っている割合を計算し、発生頻度とした。
（スリット性評価）
真空ロータリー式エンボスキャリアテープ成形機（ＣＴＦ−２００、ＣＫＤ社製）のリング状組み合わせ刃でスリットを行い、スリット端面を顕微鏡にて拡大観察し、バリ、ヒゲの有無を比較した。バリ、ヒゲがほとんどない状態を優、０．５ｍｍ長未満の発生があるものを良、０．５ｍｍ長以上の発生があるものを不可とした。
（成形体の表面抵抗値）
真空ロータリー式エンボスキャリアテープ成形機（ＣＴＦ−２００、ＣＫＤ社製）にて各種シートを成形した。表面抵抗計（三菱油化社製）を用いて、電極間を１０ｍｍとし、成形品の底面部の表面抵抗値を測定した。

本発明により提供されるシートは、電子部品の包装および実装の高速化に対応可能な機械的強度を有し、各種の成形方法においてより低温側の広い温度領域で成形でき、打ち抜き及びスリット加工時のバリ、ヒゲ等の発生を著しく減少させることができる。

本発明の導電性シートは、優れた機械的強度を有しているため高速包装、高速実装に適しており、低温側の広い温度領域で成形できる。更に打ち抜き加工時等の発塵性を著しく減少させることができ、内容物である電子部品を屑等で汚染することがないので、高精度の電子部品包装体として利用可能である。

なお、２００６年８月１０日に出願された日本特許出願２００６−２１８４１８号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (6)

1. ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、ポリカーボネート系樹脂３５〜８２質量％とポリアルキレンテレフタレート系樹脂１５〜４９質量％とカーボンブラック３〜３０質量％とを含む基材層と、その片側または両側に押出、共押出、又は押出コーティングにより積層した、ポリカーボネート系樹脂とポリアルキレンテレフタレート系樹脂とカーボンブラックの合計を１００質量％としたときに、ポリカーボネート系樹脂３２〜８１％とポリアルキレンテレフタレート系樹脂１０〜４８質量％とカーボンブラック５〜３５質量％とを含む表面層を有し、引張弾性率が２２２３ＭＰａ以上であり、降伏点強度が５７．０ＭＰａ以上であり、かつ抜きバリ発生率が３％以下であること特徴とする導電性シート。
2. ポリアルキレンテレフタレート系樹脂が、ポリブチレンテレフタレートである請求項１に記載の導電性シート。
3. ＪＩＳ−Ｋ−６７３４（２０００）における引張破断伸度が１０〜１５０％である請求項１又は請求項２に記載の導電性シート。
4. 表面層の表面固有抵抗値が１０^２〜１０^１０Ωである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導電性シート。
5. マルチマニホールドダイ又はフィードブロックを用いた共押出法により製造した請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の導電性シート。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の導電性シートを用いたキャリアテープ。