JP6656450B1 - 電子部品搬送トレイ・キャリアテープ用のシートとそれを用いた電子部品搬送トレイ・キャリアテープ - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品搬送トレイ・キャリアテープに要求される諸特性を満足しつつ、透明性に優れたシートとそれを用いた電子部品搬送トレイ・キャリアテープを提供する。【解決手段】本発明のシートは、電子部品搬送トレイ・キャリアテープ用のシートであって、次の（Ａ１）層、（Ａ２）層、（Ｂ）層を有し、（Ｂ）層の片面もしくは両面に、（Ａ１）層、（Ａ２）層がこの順に設けられ、（Ａ２）層が最表面を形成している。（Ａ１）カーボンナノチューブと、その分散剤として機能する高分子酸を含むカーボンナノチューブ分散液のコーティング層（Ａ２）バインダー樹脂のコーティング層（Ｂ）基材層【選択図】なし

Description

本発明は、電子部品搬送トレイ・キャリアテープ用のシートとそれを用いた電子部品搬送トレイ・キャリアテープに関する。

電子部品を組み込んだ電子機器に小型化、軽量化、高機能化が要望される中で、電子機器を製造する際に、電子部品をトレイ、キャリアテープで搬送して電子機器製品に組み込むことが行われている。

電子部品搬送トレイは、半導体チップ、液晶モジュール、ハードディスク部品等の半導体素子を要素とする電子部品を収納する多数の収納部を、その形状に合わせて真空成型等により設けた合成樹脂製のトレイであり、キャリアテープも電子部品の搬送や実装に使用されるものである。電子部品搬送トレイは収納部の中に電子部品を挿入した状態でトレイを多数積み重ね、またキャリアテープでは電子部品と共に巻き取り、搬送や保管に供される。

このような電子部品を搬送する電子部品搬送トレイ・キャリアテープでは、搬送や保管その他の取扱いの際に、トレイ・キャリアテープと電子部品との摩擦、トレイ・キャリアテープ同士の摩擦等によって静電気が発生することがあり、この静電気によって障害を引き起こすという問題があるため、電子部品搬送トレイ・キャリアテープに導電性を付与して静電気の発生を抑える必要がある。

この静電気の発生を抑えるために、従来、電子部品搬送トレイ・キャリアテープの基材である合成樹脂シートに導電性材料を練り込み、あるいは剛性、成型性、形状保持性等を持つ合成樹脂シートの表面にカーボンブラックや有機導電剤を含むインキをコーティングする方法等が検討されている。

しかし、カーボンブラックを用いたインキは、静電気を抑えるのに必要な量を用いると色調は黒で透明性が低下する傾向がある。電子部品搬送トレイ・キャリアテープにおいては、カメラ、センサーによる部品の有無判別、不良品検査の点から高い透明性があることが望まれている。有機導電剤を用いたインキは、透明性は高いが有機物のため経時的な安定性に欠ける傾向がある。

導電性材料としてはカーボンナノチューブが知られているが、一般的な分散方法で作製したインキをコーティングしたシートは色調がグレーとなり、透明性が低下する傾向がある。

導電性と透明性に優れた膜を形成可能なカーボンナノチューブ分散液として、特許文献１に記載の技術が提案されている。

国際公開第２０１８／２２５８６３号

特許文献１の技術で作製した膜は、高い導電性と透明性を有する。しかしながら、電子部品搬送トレイのコーティングへの適用を考慮した場合においては、基材への密着性が弱くインキの脱落が起き、また電子部品搬送トレイに求められる程度の耐摩擦性、耐溶剤性（トレイに付着した異物を取り除く際に、ＩＰＡを含む布で軽く拭き取ることが行われている。）、耐水性、耐スクラッチ性を得ることは困難であった。そして電子部品搬送トレイは、多数積み重ねて搬送や保管に供されるためトレイ同士の離型性が求められるが、離型性が悪く、トレイ同士を重ねると滑らないため、電子部品の搬送用に適したものは得られない。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、電子部品搬送トレイ・キャリアテープに要求される諸特性を満足しつつ、透明性に優れたシートとそれを用いた電子部品搬送トレイ・キャリアテープを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明のシートは、電子部品搬送トレイもしくはキャリアテープ用のシートであって、次の（Ａ１）層、（Ａ２）層、（Ｂ）層を有し、（Ｂ）層の片面もしくは両面に、（Ａ１）層、（Ａ２）層がこの順に設けられ、（Ａ２）層が最表面を形成していることを特徴とする。
（Ａ１）カーボンナノチューブと、その分散剤として機能する高分子酸を含むカーボンナノチューブ分散液のコーティング層
（Ａ２）バインダー樹脂のコーティング層
（Ｂ）基材層
本発明の電子部品搬送トレイもしくはキャリアテープは、前記シートを用いたものである。

本発明のシートとそれを用いた電子部品搬送トレイ・キャリアテープによれば、電子部品搬送トレイ・キャリアテープに要求される諸特性、特に導電性、層間の密着性、耐摩擦性、耐溶剤性、耐水性、耐スクラッチ性、離型性を満足しつつ、透明性に優れている。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明のシートにおいて（Ａ１）層は、カーボンナノチューブと、その分散剤として機能する高分子酸を含むカーボンナノチューブ分散液のコーティング層である（以下の記述においては、「カーボンナノチューブ」を「ＣＮＴ」ともいう。）。（Ａ１）層は、透明性に優れつつ、良好な導電性を付与する。

ＣＮＴの種類は特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、単層ＣＮＴ（ＳＷＮＴ）、二層ＣＮＴ（ＤＷＮＴ）、多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ）、ロープ状ＣＮＴ、リボン状ＣＮＴのいずれも用いることができる。また、金属性のＣＮＴ、半導体性のＣＮＴの分離工程を経た金属性のＣＮＴまたは半導体性のＣＮＴを単独で用いることも可能である。

高分子酸としては、カルボン酸基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー、リン酸基を有するモノマー等の酸性基を有するモノマーを含む原料モノマーを（共）重合させて得られる（共）重合体等が挙げられる。酸性基を有するモノマーは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

カルボン酸基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

スルホン酸基を有するモノマーとしては、例えば、ｐ−スチレンスルホン酸等のスチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−アリロキシ−１−プロパンスルホン酸、イソプレンスルホン酸等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

高分子酸としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等の高分子カルボン酸、ポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）等の高分子スルホン酸が好ましい。

高分子酸とＣＮＴを分散させる溶媒としては、特に限定されないが、水、有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としては、例えば、アルコール系有機溶剤（例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール等）、ケトン系有機溶剤（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エーテル系有機溶剤（例えば、ジエチルエーテル、ＴＨＦ等）、エステル系有機溶剤（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル等）、炭化水素系有機溶剤（トルエン、メチルシクロヘキサン等）等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。その中でも、分散性、環境問題への対応や、インキの印刷適性や乾燥性等を考慮すると、水、アルコール系有機溶剤もしくはこれらの混合溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、２−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール、水とエタノールの混合夜、エタノールと２−プロパノールの混合液等が挙げられる。

ＣＮＴ分散液は、上記したＣＮＴ、高分子酸、溶媒以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、他の成分を配合することができる。

（Ａ１）層に用いられるＣＮＴ分散液の具体的な詳細は、上記に加え、特許文献１の記載が参照される。例えば、ＣＮＴ分散液におけるＣＮＴと高分子酸の詳細、濃度、重量比等や、ＣＮＴ分散液の製造工程であるプレドーピング工程、プレ分散工程、本分散工程等は、特許文献１の記載を参照して適宜に選択することで、ＣＮＴネットワークにおける電気的な接続が良好で膜厚を小さくしても導電性に優れ、透明性にも優れる（Ａ１）層を得ることができる。

本発明のシートにおいて（Ａ２）層は、バインダー樹脂のコーティング層である。（Ａ２）層は、ＣＮＴ分散液のコーティング層である（Ａ１）層の単独では困難な密着性、耐摩擦性、耐溶剤性、耐水性、耐スクラッチ性、離型性を向上する。更に、膜厚の調整によりシート表面の導電性の低下もなく、透明性にも優れたシートとすることができる。

バインダー樹脂は、水や溶剤等を溶媒に用いたインキとしてコーティングされ、乾燥により（Ａ１）層と結着する。バインダー樹脂としては、特に限定されないが、例えば、水系または溶剤系の、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂等が挙げられる。

バインダー樹脂として、より具体的には、例えば、溶剤系ポリアクリル樹脂、水系アクリル変性ポリエステル樹脂、水系ポリエステル樹脂等が挙げられる。

上記のバインダー樹脂の中でも、水系または溶剤系のポリアクリル樹脂、水系または溶剤系のポリエステル樹脂が好ましい。

バインダー樹脂の溶媒としては、特に限定されないが、水、有機溶剤を用いることができる。これらは主に、印刷に適正な粘度となるような希釈量で使用される。水系バインダー樹脂の溶媒は、水を必須とし、その他、アルコール系有機溶剤（例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール等）等の水と相溶する有機溶剤との混合溶媒であってもよい。溶剤系バインダー樹脂の溶媒は、特に限定されないが、例えば、アルコール系有機溶剤（例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール等）、ケトン系有機溶剤（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エーテル系有機溶剤（例えば、ジエチルエーテル、ＴＨＦ等）、エステル系有機溶剤（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル等）、炭化水素系有機溶剤（トルエン、メチルシクロヘキサン等）等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

バインダー樹脂のインキには、本発明の効果を損なわない範囲内において、他の成分を配合することができる。他の成分としては、例えば、架橋剤、ワックス、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤等の添加剤が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤の量は、特に限定されないが、その種類等に応じて例えば１〜１０質量％程度である。

本発明のシートにおいて（Ｂ）層である基材層は、剛性、成型性、形状保持性等を付与する。基材層には、成型加工性のある樹脂材料を用いることができる。樹脂材料としては、合成樹脂、中でも熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。基材層には、本発明の効果を損なわない範囲内において、樹脂材料に通常配合される公知の添加剤等、他の成分を配合することができる。また基材層は複層であってもよく、つまり（Ｂ）層は複数の樹脂層からなる積層体であってもよい。

（Ｂ）層の厚みは特に限定されないが、電子部品搬送用トレイやキャリアテープとしての剛性、トレイ成型性等を考慮すると、０．１〜１．５ｍｍが好ましく、０．３〜１．０ｍｍがより好ましい。

本発明のシートは、（Ｂ）層の片面もしくは両面に、（Ａ１）層となるＣＮＴ分散液を塗布、乾燥してコーティング層を形成し、その表面に（Ａ２）層となるバインダー樹脂を塗布、乾燥してコーティング層を形成して製造される。

（Ａ１）層となるＣＮＴ分散液、（Ａ２）層となるバインダー樹脂を塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、グラビア印刷、スクリーン印刷、キャスト法、ディップコート法、スピンコート法、バーコート法、ブレードコート法、ダイコーティング法、スプレーコート法、インクジェット法等が挙げられる。これらの中でも、グラビア印刷が好ましい。グラビア印刷を用いた場合、高速での印刷が可能であり、またグラビア印刷では膜厚が通常は小さくなるが、（Ａ１）層となるＣＮＴ分散液は、ＣＮＴネットワークにおける電気的な接続が良好で導電性に優れ、膜厚を小さくしても必要な導電性を確保できるため、高い透明性も得られる。

本発明のシートにおいて、（Ａ１）層の膜厚は、特に限定されないが、導電性や透明性の付与、グラビア印刷の適用等を考慮すると、乾燥後の膜厚として０．０１〜１μｍが好ましく、０．０１〜０．３μｍがより好ましい。

本発明のシートにおいて、（Ａ２）層の膜厚は、ＣＮＴ分散液のコーティング層である（Ａ１）層の単独では困難な密着性、耐摩擦性、耐溶剤性、耐水性、耐スクラッチ性、離型性を向上し、かつシート表面の導電性を確保し、透明性にも優れたシートとする点や、グラビア印刷の適用等を考慮すると、グラビア印刷の適用等を考慮すると、乾燥後の膜厚として０．１〜１０μｍが好ましく、０．５〜５μｍがより好ましい。

本発明のシートは、成型することにより、電子部品搬送トレイとして用いることができる。成型方法は、特に限定されないが、例えば、真空成型、プレス成型、圧空成型、真空圧空成型等の公知の方法を適用することができる。載置する電子部品の大きさや形状に合わせて、ポケットとなる多数の収納部を形成するように、シートを成型する。この電子部品搬送トレイは、例えば、収納部に半導体素子を要素とする電子部品を挿入し、トレイを多数段積み重ねて必要な場所に搬送し、保管し、その後の工程でこのトレイからピックアップして使用される。また本発明のシートは、必要に応じて加工や成型を行いキャリアテープとして用いることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（ＣＮＴ分散液の作製）
２−プロパノールとエタノールの９対１混合溶液１５０ｍｌにＰＡＡ（ポリアクリル酸 重量平均分子量５０００ 富士フィルム和光純薬）を１７．５ｇ秤量して溶解し、次いでＳＷＣＮＴ（オクサイアルＴＵＢＡＬＬ ＣＮＴ９３％）を１１．７ｇ添加し混合した。この混合溶液をスターラーにて３０ｍｉｎプレ分散（撹拌）した。その後に、処理温度が５℃前後に保つようにしながら、超音波分散３００ｍｉｎを行い、均一なＣＮＴ分散液を作製した。

（評価）
テープ剥離試験
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートおよび真空成型したトレイに粘着剤テープを貼り付け、垂直に引張る試験を行った。試験前後の抵抗値を測定し、目視にて薄膜に損傷、剥離があるか否かを観察し、塗膜の密着性能を判断した。
使用テープ：ＪＩＳ Ｚ１５２２対応ニチバン製セロテープ（登録商標）ＣＴ−１５
表面抵抗値測定装置：ハイレスターＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０ 抵抗計（三菱ケミカルアナリテック（株））

磨耗堅牢度試験（耐摩擦性）
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートおよび真空成型したトレイについて、下記の条件で磨耗堅牢度試験を行った。試験前後の抵抗値と磨耗子の汚染状況を観察し、塗膜の密着性能を判断した。
試験条件
測定器：学振型磨耗堅牢度試験機
磨耗子：カナキン３号
速度：３０回往復／分
荷重：２００ｇ
回数：１０００回（往復）
また、試験後のサンプルについて、前記の条件にてテープ剥離試験も行った。

耐アルコール性
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートおよび真空成型したトレイについて、下記の条件で耐アルコール性試験を行った。試験前後の抵抗値と磨耗子の汚染状況を観察し、塗膜の密着性能を判断した。
試験条件
測定器：学振型磨耗堅牢度試験機
磨耗子：ＩＰＡでぬれたガーゼ
速度：３０回往復／分
荷重：２００ｇ
回数：５０回（往復）
また、試験後のサンプルについて、前記の条件にてテープ剥離試験も行った。

耐水性
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートおよび真空成型したトレイについて、下記の条件で耐水性試験を行った。試験前後の抵抗値と磨耗子の汚染状況を観察し、塗膜の密着性能を判断した。
測定器：学振型磨耗堅牢度試験機
磨耗子：水で濡れたガーゼ
速度：３０回往復／分
荷重：２００ｇ
回数：１００回（往復）
また、試験後のサンプルについて、前記の条件にてテープ剥離試験も行った。

耐スクラッチ性
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートおよび真空成型したトレイについて、爪でコートサンプルを引っかき、塗装の剥離あり・なしを目視にて確認を行った。

真空成型後の離型性
下記の実施例および比較例において作製した各塗布シートをトレイに真空成型後、トレイとトレイを重ねて離型性の確認を行った。

比較例１
上記の方法で作製した均一なＣＮＴ分散液をグラビア印刷にてＡ−ＰＥＴ（厚み０．５ｍｍ）の上に４ｇ／ｍ^２・ｗｅｔコーティングし、製膜した。

比較例２
ＣＮＴ分散液のＡ−ＰＥＴへの密着性の向上を図り、上記の方法で作製した均一なＣＮＴ分散液に表１に示す各種水系・溶剤系のバインダー樹脂を添加・混合し、インキを作製した。作製したインキをＡ−ＰＥＴ（厚み０．５ｍｍ）の上に４ｇ／ｍ^２・ｗｅｔコーティングし、製膜した。
塗布したサンプルについてテープ剥離試験を行い、Ａ−ＰＥＴへの密着性を確認した。

添加量を１％以下にすると、Ａ−ＰＥＴへの密着性向上に効果がなかった。１％以上にすると、作製したインキに凝集・ゲル化が起きてしまい、インキとしての使用ができなかった。

比較例３
ＣＮＴ分散液の耐摩擦性の向上を図り、上記の方法で作製した均一なＣＮＴ分散液に表２に示すワックスを添加・混合し、インキを作製した。作製したインキをＡ−ＰＥＴ（厚み０．５ｍｍ）の上に４ｇ／ｍ^２・ｗｅｔコーティングし、製膜した。
塗布したサンプルについて、上記磨耗堅牢度試験後のテープ剥離試験を行い、耐摩擦性を確認した。

添加量を１％以下にすると、耐摩擦性の向上に効果がなかった。１％以上にすると、作製したインキに凝集・ゲル化が起きてしまい、インキとして使用できなかった。

実施例１
ＣＮＴ分散液のＡ−ＰＥＴへの密着性と耐摩耗性の向上を図り、上記の方法で作製した均一なＣＮＴ分散液をグラビア印刷にてＡ−ＰＥＴ（厚み０．５ｍｍ）の上に４ｇ／ｍ^２・ｗｅｔコーティングし、製膜した後、オーバーコートインキをグラビア印刷機で４ｇ／ｍ^２・ｗｅｔコーティングした。このようにして塗布シートを作製し、また真空成型してトレイを作製した。
オーバーコートインキは、溶剤系ポリアクリル樹脂に添加剤を加え撹拌した後、酢酸エチルと酢酸プロピルの６対４混合溶液で印刷適正（ザーンカップＮｏ.３（離合社）１５〜２０ｓ）に希釈し、作製した。

実施例２
オーバーコートインキの種類を変更し、それ以外は実施例１と同様の条件で塗布シートを作製し、また真空成型してトレイを作製した。オーバーコートインキは、水系アクリル変性ポリエステル樹脂に添加剤を加え撹拌した後、ＩＰＡと水の１対１混合溶液で希釈し、作製した。

実施例３
オーバーコートインキの種類を変更し、それ以外は実施例１と同様の条件で塗布シートを作製し、また真空成型してトレイを作製した。オーバーコートインキは、水系ポリエステル樹脂に添加剤を加え撹拌した後、ＩＰＡと水の１対１混合溶液で希釈し、作製した。

各実施例および比較例について上記の評価を行った結果を表３に纏めて示す。

次に、表４に示す各サンプルのシートについて、透過率（装置：ＵＶ−１８００（島津型））を測定した。その結果を表４に示す。

Claims (2)

1. 電子部品搬送トレイもしくはキャリアテープ用の導電性シートであって、次の（Ａ１）層、（Ａ２）層、（Ｂ）層を有し、（Ｂ）層の片面もしくは両面に、（Ａ１）層、（Ａ２）層がこの順に設けられ、（Ａ２）層が最表面を形成している、シート。
   （Ａ１）カーボンナノチューブと、その分散剤として機能する高分子カルボン酸を含むカーボンナノチューブ分散液のコーティング層
   （Ａ２）バインダー樹脂のコーティング層
   （Ｂ）基材層
2. 請求項１に記載のシートを用いた電子部品搬送トレイもしくはキャリアテープ。