JPH01212452A - 集積回路用トレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は集積回路（Ｉ　Ｃ）もしくは大規模集積回路（
ＬＳＩ）−以下、まとめて集積回路又はＩＣと表記する
ｍｍトレーに係り、より詳しくは表面抵抗及び比重が小
さく、しかも加熱後の変形の少ない耐熱性のＩＣ用トレ
ーに関する。

〔従来の技術〕

従来、ＩＣ製造の最終工程で行なわれるエポキシ樹脂成
形材料等の封止材の焼成（加熱硬化）工程、及び該工程
に続く梱包工程において、ＩＣを保持および搬送する為
□に、例えば凹講部からなる製品収容部を多数形成した
板状のトレーが使用されている。

このようなトレーにはステンレスやアルミニウム等の金
属製のものと導電性を付与したポリスチレンやポリプロ
ピレン等のプラスチック製のものどの二種類があり、前
者は前記封止材の加熱硬化工程において、また後者は製
品梱包工程で使用されている。金属製及び導電性を付与
したプラスチック製のものが使用されるのは、ＩＣが静
電気によって損傷し易い性質があるため、静電気の帯電
を防止するためである。ところで、上記のように２種類
のトレーが区別して使用されている理由は封止材の加熱
硬化工程では１３０〜１５０℃、４〜２４時間の熱処理
が行なわれるので、このような条件に繰り返しさらされ
るトレーは優れた耐熱性と寸法安定性が要求され、また
製品梱包工程ではＩＣを保持したトレーを重ねて梱包す
る為、軽量性とコンパクト性が要事され、更には安価で
あることが要求されるからである。

また、ＩＣ製造工場では、前記封止材加熱硬化゛工程か
ら梱包工程に移行するときにロボットでＩＣを金属製ト
レーからプラスチック製トレーに移し替える作業が行な
われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如き従来技術では、ロボットによ
るＩＣの移し替え作業の際にＩＣを落下させるなどの操
作ミスが発生しやすく、また移し替え作業工程が付加さ
れていることによる製品コストの増加等の問題がある。

これらの問題を解決する為、例えば特開昭５８−２１４
２１０号公報に記載される汎用熱可塑性導電材料を使用
した例があった。しかしながら、この熱可塑性樹脂は基
本的特徴が熱可塑性である為、ガラス転移温度はせいぜ
い１５０℃であり、封止材の加熱硬化工程の熱処理温度
を高くすることができな　　　　□いので処理時間が長
くかかるという欠点があるほか、封止材の加熱硬化工程
での高温、長時間かつＩＣをセットした後の重量負荷状
況下では変形および寸法変化が激しく、繰り返し使用に
は耐えられないものであった。

そこで、耐熱性を向上させる為□、例えば特開昭６１−
２８５２４１号公報に開示されているごとく、フェノー
ル樹脂を主成分とする材料を用いて改質が行なわれた例
もある。しかしながら、この場合にはフェノール樹脂が
熱硬化性である為、１５０℃以上のガラス転移温度を維
持するが、フェノール樹脂の欠点である耐衝撃性の低さ
が未解決であり、根本的な問題を残したままであった。

そこで、耐衝撃性を向上させる為、特開昭６１−２８７
９５１号公報に開示されているごとく、フェノール樹脂
を繊維で強化した材料を検討した例もあるが、耐衝撃性
向上の為には、繊維分３０％以上の高充填配合にする必
要があり、繊維を高充填するとその骨導電性が低くなり
、その為比重が１．８以上のカーボンブラックを大量に
充填せざるをえなかった。その結果、樹脂分が少なくな
り、成形性の悪い、曲げたわみ量の小さい、大変重いも
のになってしまうという欠点を有していた。

本発明者等は、上記の如き従来技術の問題点に鑑み、耐
熱性の良好なフェノール樹脂成形材料に着目し、更に優
れたＩＣ用トレーを製造するために検討を重ね、フェノ
ール樹脂にブタジェン系ゴム、導電性カーボンブラック
、無機充填剤、繊維状物質、流動性付与剤を配合してな
るフェノール樹脂成形材料を開発し、これを使用した体
積固有抵抗値が１０５Ω・ｃＩＩｌ以下であるＩＣ用ト
レーについて先に特許出願を行なった（特願昭６２−１
９３１７４号）、シかしながら、この材料からなるＩＣ
用トレーはガラス転移温度は１５０℃以上ではあるが、
比重が１．６５以上で重く、またトレーの加熱後の変形
すなわち反りについても必ずしも満足のいくものではな
かった。

そこで、本発明は、特に本発明者等が先に開示したフェ
ノール樹脂成形材料によるＩＣ用トレーにおいて低比重
化及び反りの低減を図り、従来技術の問題点を解決し、
封止材の加熱硬化工程及び、製品梱包工程で一貫して使
用できか２導電性、耐熱性、機械的強度（耐衝撃性、反
りの防止）等に優れたＩＣ用トレーを提供することを目
的とする。

〔課題を解決する、ための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ね
た結果、レゾール型フェノール樹脂にアクリロニトリル
ブタジェン（以下ｒＮＢＲＪと略記）系ゴムを併用し、
天然又は再生繊維質充填材、および導電性カーボンブラ
ックを添加することにより、目的とするトレーが得られ
ることを見い出し、本発明を成すに至った。

すなわち、本西明は、レゾール早フェノール樹脂８５〜
９５重量％とアクリロニトリルブタジェン系ゴム１５〜
５重量％とからなるマトリックス１００重量部に、天然
又は再生繊維質充填材３０〜４５重量部及び導電性カー
ボンブラック３０〜４５重量部を添加してなるフェノー
ル樹脂成形材料よりなり、かつ表面抵抗値が１０２〜ｔ
ＯＳΩ、比重が１．４５以下、ガラス転移温度が１５０
℃以上である集積回路用トレーにある。　　′ フェノール樹脂は、熱硬化性樹脂の一つであり、耐熱性
、寸法安定性、品質安定性に優れるものであるが、三次
元架橋樹脂のため本質的に耐衝撃性に劣るので、ＩＣ用
トレーのように耐衝撃性の要求される用途では補強素材
を配合して強度の維持を図る必要がある。しかしながら
、補強素材とし−ては軽量化のためにセルロースの様な
天然又は再生繊維からなる充填材を使用しなければなら
ないが、ＩＣ用トレーでは前記の如く帯電防止を図る必
要があり、軽量化のためにカーボンブラックを大量に配
合すると、大量のカーボンブラックと一緒に補強素材を
大量に配合することはできず、カーボンブラック自体は
フェノール樹脂に対する補強性が乏しいために加熱時の
剛性が極端に低下する。従って、薄肉複雑形状からなる
本発明のようなトレーにあっては、製品成形後の脱型時
あるいはロボットによるトレーからのＩＣ取り出し時の
衝撃により、トレーに割れ、欠は等が発生し、通常の配
合処方では使用不可能となる。そこで、本発明は導電性
と熱時剛性とのバランスを、カーボンブラックと繊維質
充填材のバランスの問題としてのみとらえていては本発
明の目的であるトレーを得ることができないと考え、マ
トリックスであるフェノール樹脂自体に柔軟性を付与し
、かつトレーの諸特性を検討することによって本発明を
なしたのである。即ち、本発明ではフェノール樹脂８５
〜９５重量％に対してＮＢＲ系ゴム１５〜５重量％を加
えて有機マトリックスとすることによって、カーボンブ
ラックの配合量を最適化しながら、なおかつＩＣ用トレ
ーの高温時剛性、耐衝撃性を特徴とする特性の最適化を
可能とした。上記の有機マトリックスを配合してなる本
発明のトレーは、ＩＣ製造時の高温下で変形や欠は等を
生じないばかりでなく、トレー自体の成形時にも割れ等
を生じることなく容易に成形できる。しかも、耐熱性（
ガラス転容温度１５０℃以上）、軽量（比重１．４５以
下）、□かつ低表面抵抗（１０２〜ｔｏｓΩ）のトレー
を提供するので、ＩＣの製造工程及びその後の梱包工程
の両方で併用することが可能になる。

また、本発明に使用されるフェノール樹脂成形材料は、
比較的流動性が良好なためンＩＣ用トレー成形時には、
比較的低い成形圧力時点で該材料がす早く、溶融し、成
形金型の端々まで均一に分散充填され、その後設定圧力
でさら番ｆ加熱硬化される。したがって、成形されたＩ
Ｃ用トレーの各部分の密度が比較的均一になっており、
内部応力が小さ□いため変形（反り）が小さく押えられ
る。

本発明に使用されるレゾール型フェノール樹脂は、一般
的に公知のものが使用されるが、特にベンジリックエー
テルタイプ、アンモニアレゾール、タイプ、あるいはア
ルカリレゾールタイプ等の液状や固形状のものが好適な
ものとして挙げられ、単独又は混合して使用することが
できる。これらのレゾール型フェノール樹脂が特に好ま
しいのは、加熱硬化時に金属を腐食するハロゲンイオン
あるいはアミン系ガスの発生が少なく、かつ自硬性を有
しているからである。

本発明に使用されるＮＢＲ系ゴムとしては、−般的に公
知のものが使用されるが、特に部分架橋型ＮＢＲ、カル
ボキシル化ＮＢＲ等のベール上のもの、パウダー状のも
のあるいはラテックス状のものが好適なものとして挙げ
られ、単独又は混合して使用することができる。これら
のＮＢＲ系ゴムが特に好ましいのは、高温時において弾
性率の保持率が高いからである。ＮＢＲ系ゴムはレゾー
ル型フェノール樹脂８５〜９５重量部に対して１５〜５
電量部使用される。５重量部より少ないとゴム成分とし
ての補強効果が得られず、１５重量部を越えるとフェノ
ール樹脂−ＮＢＲ系ゴムマトリッ　　゛クスがゴム状物
質となり、曲げ強度、引張強度が低下し、ガラス転移温
度が１５０℃以下となり、耐熱性が低下するため好まし
くない。

本発明に使用される天然又は再生繊維質充填剤としては
、一般的に公知のものが使用されるが、特にセルロース
、綿、レーヨン、キュプラ等のパウダー状、繊維状又は
布状のものが好適なものとして挙げられ、単独又は混合
して使用することができる、該充填剤はフェノール樹脂
−ＮＢＲ系ゴムマトリックス１００重量部に対して３０
〜４５重量部使用される。３０重量部より少ないと成形
時に気泡を生じやすくなり、従ってもろくなり、また、
４５重量部より多いと成形加工性に劣る為、得ら゛れる
成形品の強度が極端に低下するという問題がある。

充填材の比重は小さいものほど良いが、通常得られる天
然又は再生繊維質充填材のほとんどの比重が１．６０以
下である。比重１．６０以上の無機繊維および無機充填
材は得られる成形品の比重が１．４５以上と重くなり、
また曲げたわみ量も小さくなるので、好ましくない。

また、本発明に使用される導電性カーボンブラックとし
ては、−ｉ的に公知のものが使用されるが、特にアセチ
レンブラック、ファーネスブラックＥＣＦ等が好適なも
のとして挙げられ、単独又は混合して使用することがで
きる。導電性カーボンブラックはフェノール樹脂−ＮＢ
Ｒ系ゴムマトリックス１００重量部に対して３０〜４５
重量部使用される。３０重量部より少ないと表面抵抗が
１０５Ω以上となり帯電防止性能が劣り、また４５重量
部を越えると表面抵抗は１０２Ω以下となり逆に低すぎ
て通電しやすくなり、また成形加工性に劣る為、得られ
る成形品の強度が低下するという問題がある。

フェノール樹脂成形材料は上記原材料を主成分として構
成されているが、該原材料以外に適宜、硬化促進剤、離
型剤、流動性付与剤、難燃剤あるいは染顔料等を添加し
て使用することができる。

フェノール樹脂成形材料は常法に従い、加熱混練後シー
ト化を行ない、冷却の後、粉砕することにより得られる
。

本発明のＩＣ用トレーはフェノール樹脂成形材料を使用
してコンプレッション成形、トランスファー成形、又は
インジェクション成形を行なうことにより得られ、その
表面抵抗値は１０２〜１０５Ωであり、比重は１．４５
以下、ガラス転移温度は１５０℃以上のものである。

本発明のＩＣ用トレーの表面抵抗値は１０２〜１０５Ω
の範囲内とする。ＩＣ用トレーの表面抵抗値が１０ＳΩ
より大きいとＩＣ用トレーが静電気を帯びることにより
ＩＣ等に損傷を与え易くなり、−方、１０２Ωより小さ
いと、ＩＣ用トレーが通電し易くなり、ＩＣ等に種、々
の悪影響を及ぼす。

また、本発明のＩＣ用トレーの比重は１．４５以下とす
る。ＩＣ用トレーの比重が１．４５より大きくなるとＩ
Ｃ用トレーの重量が増し、特に運搬作業等において作業
者に支障を来し、また、特に飛行機輸送が多いため、製
品輸送におけるコストが高くなる。

また、本発明のＩＣ用トレーのガラス転移温度は１５０
℃以上とする。ＩＣ用トレーのガラス転移温度が１５０
℃より低くなるとＩＣ等の封止材の加熱硬化工程におい
て、変形が生じトレーとしての価値がなくなる。また、
ＩＣ用トレーは数回くり返して該工程で使用されるが、
変形が生じることにより、それが不可能となる。

本発明のＩＣ用トレーの表面抵抗値、比重１．ガラス転
移温度は前記のフェノール樹脂成形材料において基本的
に実現可能であるが、これらの値が上記の範囲から、外
れるものは本発明の範囲外である。

−また、成形して得られたトレーを例えば１８０〜２０
０℃下２〜６時間のアフターキュア（後硬化）を行なう
と５．耐熱性を更に向上させることができる。

例えば、３００　Ｘ　２００　Ｘ　５−鋤の板状トレー
は金型温度１８０〜２００℃、成形圧力２００〜４００
ｋｇ／　ｃｎ＋２、硬化時・間１２０７−１８０秒の条
件でコンプレッション成形を行なうことにより得ること
ができる。該板状トレーは表面抵抗値が１０４Ωであり
、比重１．３５、ガラス転移温度１６２℃であり、また
常態および１５０℃、１時間の加熱後の反りは０．５＋
ａｎ＋＜　１０％）以下と小さいものになっている。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明を説明する。。

なお、フェノール樹脂成形材料の物性及び板状トレーの
反りは次に示す方法に従って測定した。

（１）曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、表面抵抗、比重 ＪＩＳ　Ｋ−６９１１に準する。

（２）ガラス転移温度 熱分析装置（島津製作所製）を使用して伸び率（％）−
温度（’Ｃ）の相−図を作成し、グラフ上からガラス転
移温度（’Ｃ）を求めた。

（測定条件）　試験片　　５φ×１０Ｉの丸棒昇温速度
　５℃／ｌｌ１ｉｎ 測定温度　室温〜２００℃ （３）反り（常態および１５０℃、１時間ｆ＆）金型温
度１９０℃、成形圧力３００ｋｇ／ｃ論２、硬化時間１
５０秒でコンプレッション成形により３００ｘ　２００
　ｘ　５１１１１＠の板状トレーを成形し、常態および
１５０℃、１時間の加熱後の反りをハイドゲージ（ミツ
トヨ製）にて測定する。

夾厳匠１ ダブヅ鮎【盃盃（［ｉｌ！ｉｉ”ＪＩｊ’４５　　　　
９０重量部部分外Ｐ型ＮＢＲ 本合成ゴム　製）１０ セルロース　（輿入　製）３５ アセチレンｌう・１ （気化　　製）３５ 上記原材料を適量の硬化促進剤、離型剤および溶剤とと
もにヘンシェルミキサーにて均一分散混合し、熱ロール
上（８０／６０℃）で５〜７分間混線を行ないシート状
にして邪り出した。このシニト状材料を適当な大きさｔ
こ粉砕し、成形可能なフェノール樹脂成形材料を得た。

この成形材料を使用して、金型温度１８０〜２００℃、
成形圧力２００〜４００ｋｇ／ａｓ２、硬化時間１２０
〜１８０秒の条件でコンブレッレヨン成形を行ない、試
験用のテストピースを作惑し、曲げ強さ、シャルピー衝
撃強さ、表面抵抗、比重の各物性を測定した。

また、ガラス転移温度および板状トレーの反り（常態お
よび１５０℃、１時−加熱後）についても前記条件で測
定した。その結果を第１表に示す。

Ｘ１匠ｌヱ１２ 第１表に示す配合割合で実施例１と同様にして□成形材
料を作成し、テストピース成形後、同様の物性等の測定
を行なった。その結果を第１表に示す。

比重１０− 第２表に示す配合割合でインジェクション成形を行ない
試験用のテストピースを作成し、曲げ強さ、シャルピー
衝撃強さ、表面抵抗、比重、ガラス転移温度、反り（常
態および１５０℃、１時間加熱後）について測定した。

その結果を第２表に示す。

Ｌ１匠１ヱＬ 第２表に示す配合割合で実施例１と同様にして成形材料
を作成し、テストピース成形後、同様の物性等の測定を
行なった。その結果を第２表に示す。

以下余白 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のＩＣ（ＬＳＩを含む）用
トレーは耐熱性、耐衝撃性および導電性に優れ、かつ比
重および反りの小さいものとなっている。

したがって、本発明のＩＣ用トレーを使用すると、ＩＣ
もしくはＬＳＩの製造工場における加熱硬化工程の時間
を１／２以下に短縮することができ、また、該トレーの
反りが小さいことから、該加熱硬化工程で数回くり返し
て使用することが可能となり、さらに、製品の搬送、梱
包を容易に行うことができる。

また、本発明のＩＣ用トレーを使用することにより、Ｉ
Ｃ等の加熱硬化工程および製品梱包工程を一貫作業にす
ることができ、工程の単純化の実現および製品移し替え
時の作業ミスの削除等がはかられるため、作業能率が向
上し、製品価格が大巾に低減できるという大きな効果が
得られる。

手続補正書（自発） 平成１年５月７８日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第３６５１１号 ２、発明の名称 集積回路用トレー ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　井上エムチーピー株式会社 名称　旭有機材工業株式会社 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 １）明細書第１０頁第３行目の「ベール上」を「ベール
状」に補正する。

２）同第１４真下から第１行目の「表面抵抗、」を削除
する。

３）同第１５頁第２行目と第３行目の間に下記を加入す
る。

ｒ（２）表面抵抗 ＨｌｏＫｌ、Ｅ、Ｅ株式会社製委スターにて、ＪＩＳＫ
−６９１１にもとづく収縮片で測定した。

（測定方法） 収縮片の環状隆起部の外周側面の直径方向２点に上記テ
スターのコード端子を接触させて測定する。１ ４）同第１５Ｍ第３行目（Ｄ　ｒ（２）」ヲｒ（３）Ａ
に補正する。

５）同第１５頁第１０行目のｒ（３）Ｊを”（４）Ｊに
補正する。

６）同第１８頁第１表および第１９頁第２表の各下カラ
１行目ノ「１３５°Ｃ下４時間＋　を’　１５０℃下１
時間１に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．レゾール型フェノール樹脂８５〜９５重量％とアク
   リロニトリルブタジエン系ゴム１５〜５重量％とからな
   るマトリックス１００重量部に、天然又は再生繊維質充
   填材３０〜４５重量部及び導電性カーボンブラック３０
   〜４５重量部を添加してなるフェノール樹脂成形材料よ
   りなり、かつ表面抵抗値が１０＾２〜１０＾５Ω、比重
   が１．４５以下、ガラス転移温度が１５０℃以上である
   集積回路用トレー。