(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が設置される基板設置部と、前記基板設置部から延出して周縁を囲む補強材とを含み、前記基板設置部および補強材は、２００メッシュ以下の黒鉛粉を含有する荷重たわみ温度３００℃以上でガラス含有フェノール樹脂により一体成形され、前記黒鉛粉の９８質量％が３２５メッシュ以下であることを特徴とするフローパレット。
【請求項２】
１×１０4Ω以上１×１０11Ω以下の抵抗値を有することを特徴とする請求項１に記載のフローパレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フローパレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板の製造においては、基板の表面および裏面に実装部品がはんだ付けされる。基板の表面には、スルーホールを通してリードが裏面に達する挿入部品もまた実装される。裏面に達したリードのはんだ付けは、一般的にフローはんだ付けによって行なわれている。この際、基板裏面の実装部品をマスクしつつ基板を支持して搬送するために、フローパレットが用いられる。
【０００３】
フローパレットは、基板の設計（フローはんだ付け部）に応じた開口部が設けられる矩形の板状部材からなる基板設置部と、反りやはんだ被りを防止するために基板設置部の周縁に設けられた補強材とを含む。一般的に、基板設置部はガラス繊維強化樹脂を含む積層板を所定のサイズに切削して製造され、補強材は、ネジ等の部品を用いて基板設置部の周縁に取り付けられる。
【０００４】
はんだ付け工程において使用されるので、フローパレットは、高い耐熱性を有することが必要であり、高温環境下においても生じる反りは極力小さいことが求められる。基板の設計に応じた開口部を形成するために、フローパレットは切削加工が容易であることも要求される。現在、プリント配線板の製造費用のうちフローパレットに要する費用は比較的大きな割合を占めている。耐熱性や切削加工性を損なわずにフローパレットの部品の点数や製造の工程数を減少できれば、フローパレットはより低コストなものとなる。これは、プリント配線板の製造費用の削減にもつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６２６８６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３６９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、高い耐熱性を有するとともに切削加工性に優れたフローパレットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のフローパレットは、基板が設置される基板設置部と、前記基板設置部から延出して周縁を囲む補強材とを含む。前記基板設置部および補強材は、２００メッシュ以下の黒鉛粉を含有する荷重たわみ温度３００℃以上でガラス含有フェノール樹脂により一体成形され、前記黒鉛粉の９８質量％が３２５メッシュ以下であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態にかかるフローパレットの基材の斜視図。
【図２】一実施形態にかかるフローパレットの基材の上面図。
【図３】図１におけるＡ方向からの側面図。
【図４】図１におけるＢ方向からの側面図。
【図５】パレットサンプルの寸法を説明する図。
【図６】パレットサンプルの反りの測定箇所を説明する図。
【図７】パレットサンプルの表面抵抗値の測定箇所を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態を具体的に説明する。
【００１０】
図１の斜視図に示されるように、一実施形態にかかるフローパレット１０は、矩形の板状部材からなる基板設置部１１と、この基板設置部の周縁を囲む補強材１２とが一体成形されたものである。はんだ工程で用いられる際、基板設置部１１には、基板の設計に応じた開口部が設けられ、基板固定用の部品が取り付けられる。
【００１１】
補強材１２は、基板設置部１１における対向する長辺および対向する短辺の全てにわたって周縁に存在し、パレットの反りやはんだ被りを防止する。対向する２つの長辺における補強材１２の側面からは、搬送部１３が延びている。搬送部１３は、はんだ付け装置のコンベア爪に係合し、それによってパレットがコンベアに保持される。なお、短辺の一部に付された参照符号１４は、パレットを加工する際のＸ方向の位置決め用基準面を指している。
【００１２】
図２は、図１に示したフローパレットの上面図である。図２に示されるように、実施形態のフローパレットの外形は、長辺Ｌ１、短辺Ｗ１の矩形状である。図１に示したように基板設置部１１の長辺および短辺の全ての周縁に補強材１２が存在することによって、フローパレットには矩形状の凹部が形成される。凹部の上面は、長辺Ｌ２、短辺Ｗ２の矩形であり、底面は、長辺Ｌ３（＜Ｌ２）、短辺Ｗ３（＜Ｗ２）の矩形である。
【００１３】
図３および図４は、それぞれＡ方向およびＢ方向からの側面図である。図３，４に示されるように、フローパレットは高さＤ１を有し、上面からＤ３、底面からＤ２の位置が搬送部の上面に相当する。フローパレット１０における各寸法は、設置される基板のサイズ、用いられるはんだ付け装置の仕様などに応じて、次のように適宜決定すればよい。
【００１４】
外側の長辺Ｌ１は、基板サイズに応じて決められ、一般的には、外側の長辺Ｌ１は１００〜５００ｍｍ程度である。補強部１２の肉厚（（Ｌ１−Ｌ２）／２）は５〜１０ｍｍが一般的である。したがって、凹部上面（裏面）の長辺Ｌ２は、（Ｌ１−１０）ｍｍ≦Ｌ２≦（Ｌ１−２０）ｍｍの範囲内で設定することができる。また、凹部底面の長辺Ｌ３は、上面の長辺Ｌ２より１〜２ｍｍ程度小さく設計する。こうしたテーパを設けることによって、パレット成形後の離型性が向上する。
【００１５】
外側の短辺Ｗ１は、はんだ付け装置の仕様範囲内の寸法で、基板サイズに応じて決められる。一般的には、外側の短辺Ｗ１は１００〜４００ｍｍ程度である。補強部１２の肉厚は５〜１０ｍｍが一般的であり、搬送部の幅は片側５ｍｍが一般的である。凹部底面の短辺Ｗ３は、上面の短辺Ｗ２より１〜２ｍｍ程度小さいことが好ましい。こうしたテーパを設けることによって、パレット成形後の離型性が向上する。位置決め部が大きすぎると、成形後のパレットが型から抜け難くなる。位置決め部のサイズＷ４は、一般的には２０〜１００ｍｍである。
【００１６】
高さＤ１は、一般的には１１〜２２ｍｍである。下面から搬送部までの距離Ｄ２は、一般的には６，８，１０，１２ｍｍから選択され、上面から搬送部までの距離（補強部の高さ）Ｄ３は、一般的には５〜１０ｍｍである。
【００１７】
本実施形態のフローパレットは、ガラス含有フェノール樹脂の成形体であり、３００℃以上の荷重たわみ温度を有する。荷重たわみ温度は、ＪＩＳ［７１９１］に準じて得られる。はんだフロー温度（２５０〜３００℃）に耐える超耐熱性を有するので、本実施形態にかかるフローパレットは、高温に曝されても強度が低下せずフローはんだ工程での連続使用が可能である。高温（２５０℃）での長期熱安定性も優れることから、連続使用後においても反りの発生は抑制される。
【００１８】
かかるフローパレットは、成形材料を金型内に投入し、加熱硬化させることによって製造することができる。成形材料としてはガラス含有フェノール樹脂が用いられ、自己反応性の官能基を有する固形タイプ（粒子状）のものが好ましい。自己反応性の官能基が存在するので、金型内で加熱することによりそのまま硬化させることができる。こうしたフェノール樹脂としては、例えばレゾール樹脂が挙げられる。
【００１９】
ガラス含有フェノール樹脂には、金型を用いた成形に適切な状態のガラス成分が、全体の４０±５質量％程度の量で含有されている。ガラス成分の含有量が少なすぎる場合には、得られる成形体の耐熱性が十分となり、反りも発生しやすい。一方、ガラス成分の含有量が多すぎる場合には、得られる成形体は、切削性が低下するのに加えて脆いものとなる。例えば、全体の８０質量％程度のガラス成分が含有された樹脂を硬化させてなる成形体は、容易に切削することができない。
【００２０】
フローパレットがある程度の導電性を有する場合には、フローはんだ付け工程における静電気の影響を低減することができ、プリント配線板の製造歩留まりが高められる。フローパレットの抵抗値が１×１０4〜１×１０11Ω程度であれば、静電気の影響は十分に低減される。例えば、基板の設計に応じた開口部を基板設置部に加工した後、表面に導電性コーティングを施すことによって、フローパレットに導電性を付与することができる。導電性粉末が配合された成形材料を用いた場合には、より簡便に所望の導電性を有するフローパレットを得ることができる。
【００２１】
導電性粉体としては、例えば黒鉛粉を用いることができる。黒鉛粉は、乾燥前後の重量測定によって求められる水分含有量が、０．３質量％以下であることが好ましい。また、黒鉛粉の粒子の大きさ（タイラー式メッシュ）は２８メッシュ以下であることが好ましく、代表粒度は適宜選択することができる。なお、代表粒度とは、主に存在している粒子の大きさをさす。例えば、代表粒度が１００〜２００メッシュの黒鉛粉、代表粒度が１００〜３２５メッシュの黒鉛粉、代表粒度が３２５メッシュ以下の黒鉛粉などを用いることができる。
【００２２】
導電性粉体の含有量は、その種類や粒子径等に応じて適宜選択することができる。ここで、導電性粉体の含有量とは、ガラス含有フェノール樹脂と導電性粉体との合計に対する導電性粉体の割合（質量％）をさす。１×１０4〜１×１０11Ωの範囲の抵抗値を有するパレットを得るために必要な含有量は、例えば代表粒度が１００〜２００メッシュの黒鉛粉の場合には１６質量％を超えるが、１００〜３２５メッシュの黒鉛粉では、１１．５〜１１．８質量％である。粒子径が小さい黒鉛粉ほど、より少ない含有量で前述の範囲の抵抗値を達成することができる。２００メッシュ以下の黒鉛粉であって、その９８質量％が３２５メッシュ以下の黒鉛粉の場合には、５．８〜６．５質量％程度の含有量で前述の範囲の抵抗値を達成できる。
【００２３】
本実施形態のフローパレットを成形するにあたっては、まず、所定の金型に成形材料を投入する。金型は、プリント配線板の形状や寸法等に応じて適宜選択すればよい。成形材料であるガラス含有フェノール樹脂は、上述のとおり好ましくは粒子状であり、粒子径が１４０μｍ以上のものが存在することがある。なお、ここでの粒子径は、顕微鏡等により求められた粒子径をさす。粒子径が１４０μｍ以下程度の成形材料を用いた場合には、場所により特性にバラつきのない成形体が得られる。例えばふるい等を行なって、粒径が１４０μｍ以上の粒子を除去してもよいが、粉砕機の選定等により微粉砕することによって、成形材料の粒子径を１４０μｍ以下にすることが好ましい。特に、黒鉛粉のような導電性粉体を配合する場合には、均一に混合された成形材料が得られる点で有利である。
【００２４】
成形機は特に限定されず、金型サイズ等に応じて適宜選択することができる。加熱硬化条件は、例えば１７０〜２００℃で２００〜４００秒間とし、初期圧力は８０〜１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２、硬化時圧力は１５０〜２００Ｋｇｆ／ｃｍ2とすることができる。
【００２５】
加熱硬化後、金型から取り出したパレットは、基板設置面に金属プレートを載置して定盤上で放置することが好ましい。こうして放置することによって、形状の安定性が高められる。
【００２６】
本実施形態のフローパレットをはんだ工程で用いる際には、基板の設計（フローはんだ付け部）に応じた開口部が基板設置部に設けられる。４０±５質量％程度のガラス成分を含有するガラス含有フェノール樹脂を硬化させてなる成形体であるので、本実施形態のパレットは容易に切削加工を行なうことができる。
【００２７】
また、補強材が基板設置部と一体成形された本実施形態のパレットにおいては、従来のようにネジ止めによって補強材を基板設置部に固定する必要がない。成形材料を所定の金型に投入し、加熱硬化させてなる成形体であるので、本実施形態のパレットは簡便に製造することができる。
【００２８】
開口部を設けた後には、基板を固定するための部品が基板設置部に取り付けられて、本実施形態のフローパレットはフローはんだで使用される。はんだフロー温度（２５０〜３００℃）に耐える超耐熱性を有するので、本実施形態のフローパレットは、はんだ工程において良好に用いられ、連続使用後にも許容範囲を超える反りは発生しない。しかも、成形体であることに起因して、本実施形態のパレットは比較的滑らかな表面を有している。本実施形態のフローパレットは、はんだ付け工程で用いられた際、はんだ材料が付着しにくく溶剤での洗浄頻度を低減できるという利点もある。
【実施例】
【００２９】
以下に、フローパレットの具体例を示す。
【００３０】
成形材料として、粒子状のガラス含有フェノール樹脂を用意した。ガラス含有フェノール樹脂中におけるガラス成分の含有量は、４０質量％である。ここで用いたガラス含有フェノール樹脂は、ＫＭ−２０００（京セラケミカル製）である。
【００３１】
２００ｔｏｎ成形機を用意し、１５２０ｇの成形材料を金型内に収容して１８０℃の設定温度で加熱硬化を行なった。初期圧力は１００Ｋｇｆ／ｃｍ2に設定し、硬化時圧力１７０Ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した。３１０秒後、金型から取り出して実施例のパレットサンプルが得られた。作製されたサンプルの上面図を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＷ１１に沿った断面を説明する図である。図中の各寸法は、それぞれ以下の通りである。図示するように、パレットサンプルにおいては、基板設置部２１の周縁は、一体成形された補強材２２によって囲まれている。
【００３２】
Ｌ11：３８０ｍｍ，  Ｌ12：２００ｍｍ，  Ｗ11：３００ｍｍ
Ｗ12：２５０ｍｍ，  Ｄ11：１６ｍｍ，  Ｄ12：６ｍｍ
ＪＩＳ［７１９１］に準じてパレットサンプルの荷重たわみ温度を測定したところ、３００℃以上であることが確認された。
【００３３】
得られたサンプルについて、初期（加速試験前）の反りを調べた。測定にはミツトヨ画像測定器ＱＶ４０４を用い、図６に示した１０箇所（ａ１〜ａ１０）を測定して、それぞれ３箇所の基準点（ｓｔｄ）と比較した。各測定箇所における基準点との差（ｍｍ）を、下記表１にまとめる。範囲１は、測定箇所ａ１〜ａ５の５箇所のうちの最大値と最小値との差であり、範囲２は、測定箇所ａ６〜ａ１０の５箇所のうちの最大値と最小値との差である。
【００３４】
また、市販のパレットを用意し、同様に反りを調べて比較例１〜７とした。その結果を下記表２にまとめる。比較例のパレットにおいては、基板設置部に補強材がネジ止めされたている。比較例１〜６のパレットにおける基板設置部は、ガラス繊維強化樹脂と、ガラスマットまたはガラスクロスと、エポキシ樹脂との積層体を削り出して加工したものである。比較例７における基板設置部は、エポキシ樹脂製である。
【表１】
0005538352.tif 000002
【００３５】
【表２】
0005538352.tif 000003
【００３６】
本実施例のパレットサンプルの加速試験前の反りは、市販品と同程度であることがわかる。フローはんだ工程において使用するにあたって、本実施例のパレットサンプルは何等支障がない。
【００３７】
次に、パレットサンプルを恒温槽に収容し、２６０℃で１時間の耐久加速試験を行なった後、同様に反りを調べた。前述と同様の市販のパレットについても、同様に耐久加速試験を行なって試験後の反りを調べた。その結果を、下記表３および表４に示す。
【表３】
0005538352.tif 000004
【００３８】
【表４】
0005538352.tif 000005
【００３９】
実施例のパレットサンプルは、２６０℃で１時間の加速試験後においても、反りが増大することはなく、十分な耐久性を有することが確認された。市販品と比較しても何等遜色なく、むしろ良好な特性を有している。同様のサンプルを２６０℃で３０時間放置した後の反りは、３ｍｍ以下であった。
【００４０】
次に、前述と同様のガラス含有フェノール樹脂に黒鉛粉を配合して、成形材料を調製した。用いた黒鉛粉の物性は、次のとおりである。
【００４１】
水分含有量：０．３質量％以下
固定炭素：９９．０質量％以上
灰分：０．３質量％
最大粒子径：７４μｍ
代表粒度：９８％以上が３２５メッシュ以下
ガラス含有フェノール樹脂の粒子を粉砕機により微粉砕し、ふるい分けを行なって１４０μｍ以上の粒子径を有する粒子を分離した。ここに黒鉛粉を加えて、攪拌機により均一に混合した。黒鉛粉の含有量は、ガラス含有フェノール樹脂と黒鉛粉との合計の６質量％とした。
【００４２】
黒鉛粉を含有する成形材料を用いた以外は前述と同様にして、パレットサンプルを形成した。パレットサンプルの寸法は前述と同様である。
【００４３】
得られたパレットサンプルについて、数箇所の表面抵抗値を測定した。測定箇所は、図７に示した１３箇所（ｂ１〜ｂ１３）であり、三菱化学（株）高抵抗率計Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰを用いて、２点間の抵抗値を測定した。その結果を下記表５に示す。
【表５】
0005538352.tif 000006
【００４４】
上記表５に示されるように、実施例のパレットサンプルにおける表面抵抗値は、最小で１．１１×１０5Ω、最大では１．７０×１０９Ωであり、平均値は１．３５×１０8Ωとなる。
【００４５】
前述と同様の市販のパレットを用意して、同様に１３箇所の表面抵抗値を測定し、比較例１〜７とした。その結果を、下記表６にまとめる。
【表６】
0005538352.tif 000007
【００４６】
黒鉛粉が含有された成形材料を用いて成形されたパレットサンプルは、市販品と同様に１×１０4〜１×１０11Ωの抵抗値を有するので、静電気の影響を十分に低減することができる。かかるパレットを用いた場合には、高い歩留まりでプリント配線基板を製造することが可能となる。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…フローパレット；  １１…基板設置部；  １２…補強材；  １３…搬送部
１４…加工時のＸ方向基準面，  ２１…基板設置部；  ２２…補強材。
【図１】
0005538352.tif 000008
【図２】
0005538352.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005538352.tif 000013
【図７】
0005538352.tif 000014