(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に接触する粘着層と、
前記粘着層を固定する基材層と、を備え、
前記粘着層は、
シリケート化合物と、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンと、を有する混合物を、加水分解反応および縮合反応することによって得られた組成物と、
シリケート化合物と、
シリカと窒化ホウ素及びマイカの少なくとも１種とを含む充填材と、
からなる混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形した基板搬送用部材。
【請求項２】
前記充填材は、シリカと、窒化ホウ素と、を含む請求項１に記載の基板搬送用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置および小型部品が実装されるプリント配線基板等の基板に対して、電子部品の実装、薬品洗浄、プラズマ処理、リフロー処理等の処理を行うために、基板搬送用部材（基板搬送用キャリア）という治具が用いられている。特に、フレキシブルプリント配線基板は、フィルム状の配線基板であるため、単体では、ねじれや反りが生じ易いことから、基板搬送用部材（基板搬送用キャリア）という治具を用いることが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「基板の搬送に用いられ、該基板の下面と密着する樹脂層と該樹脂層を固定したベースとを備えた基板の搬送用キャリアであって、前記樹脂層は、シリケート化合物と、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンとを有する混合物を、加水分解反応および縮合反応することによって得られた組成物を主成分とする材料を乾燥焼成処理してシート状に成形した基板の搬送用キャリア」について開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、「シリケート化合物と、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンとを有する混合物を、加水分解反応および縮合反応することによって得られた組成物を主成分とする材料を加熱してシートを成形した後、該シートを２６０℃以上３００℃以下の温度で、２時間以上８時間以下の時間、加熱し、ベースに固定する搬送キャリアの製造方法」について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４３８８９１号公報
【特許文献２】特許第４４３８８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、粘着層に充填材を含まない場合に比べ、粘着層の粘着力を調整し易い基板搬送用部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。
即ち、請求項１に係る発明は、
基板に接触する粘着層と、
前記粘着層を固定する基材層と、を備え、
前記粘着層は、
シリケート化合物と、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンと、を有する混合物を、加水分解反応および縮合反応することによって得られた組成物と、
シリケート化合物と、
シリカと窒化ホウ素及びマイカの少なくとも１種とを含む充填材と、
からなる混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形した基板搬送用部材である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記充填材は、シリカと、窒化ホウ素と、を含む請求項１に記載の基板搬送用部材である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、粘着層に充填材を含まない場合に比べ、粘着層の粘着力を調整し易い基板搬送用部材が提供できる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、充填材がシリカと窒化ホウ素およびマイカの少なくとも１種とを含まない場合に比べ、粘着層の粘着力を調整し易い基板搬送用部材が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る基板搬送用部材を示す概略斜視図である。
【図２】本実施形態に係る基板搬送用部材を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る基板搬送用部材を示す概略斜視図である。図２は、本実施形態に係る基板搬送用部材を示す概略断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る基板搬送用部材１０（以下、「基板搬送用キャリア１０」と称する）は、図１及び図２に示すように、例えば、搬送する基板１６（例えば、フレキシブルプリント配線基板等）と接触（密着）する粘着層１２と、粘着層１２を固定する基材層１４（以下、「ベース１４」と称する）と、を備える。そして、粘着層１２は、粘着材と充填材とを含んで構成されている。
具体的には、粘着層１２は、シリケート化合物、及び末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンを有する混合物を加水分解反応および縮合反応することによって得られた組成物と、シリケート化合物と、充填材と、からなる混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形したものである。
但し、充填材としては、シリカと窒化ホウ素及びマイカの少なくとも１種とを含む充填材を適用する。
【００１４】
基板搬送用キャリア１０は、粘着層１２に充填材を含ませることで、粘着層１２の粘着力を調整し易くすることができる。
これは、以下に示す理由によるものと考えられる。
まず、粘着層１２に充填材を含ませると、粘着層１２の表面に充填材の一部が存在することとなる。充填材が粘着層１２の表面に存在すると、充填材により粘着層１２の表面に多数の孔（言い換えれば凹凸）が形成されるものと考えられる。この多数の孔が吸盤の働きをして、粘着層１２の粘着力、つまり剥離強度が上昇するものと考えられる。この粘着層１２の粘着力（剥離強度）は、粘着層１２の表面に存在する孔の数が増加するのに応じて上昇し、孔の数の減少するのに応じて低下するものと考えられる。そして、粘着層１２の表面に存在する孔の数は、充填材の含有量が増加するのに応じて多くなり、充填材の含有量が減少するのに応じて少なくなるものと考えられる。
【００１５】
このため、基板搬送用キャリア１０は、粘着層１２に含ませる充填材量に応じて、粘着層１２の粘着力（剥離強度）が増減することから、粘着層１２の粘着力を調整し易くなると考えられる。
【００１６】
また、基板搬送用キャリア１０は、粘着層１２に充填材を含ませることで、粘着層１２の膜強度（引張り耐性）が向上するものと考えられる。これは、粘着層１２中で充填材同士が層状に積層し互いに保持力を持つと考えられるためである。
【００１７】
なお、基板搬送用キャリア１０は、弱粘着性を有する粘着層１２の表面に、搬送対象となる基板１６を密着して位置を保持し、基板１６の反りやねじれを抑制しつつ、基板１６を搬送し、基板１６に対して各種処理が施される。そして、搬送終了後（各種処理終了後）に、粘着層１２から基板１６が剥がされる。
以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
〔粘着層〕
まず、粘着層１２について説明する。
粘着層１２は、粘着材と充填材とを含んで構成される。
また、粘着層１２には、必要に応じて、粘着材及び充填材以外にその他の添加剤を含んで構成させてもよい。
【００１９】
（充填剤）
まず、充填材について説明する。
充填材としては、例えば、窒化ホウ素、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、ガラスフレーク、カーボン等のフィラーが挙げられる。
これらの中でも、充填材としては、シリカと、窒化ホウ素及びマイカの少なくとも１種と、からなることが望ましく、特に、シリカ、窒化ホウ素、及びマイカを使用することが望ましい。窒化ホウ素及びマイカは、その量に応じた粘着層１２の粘着力の上昇度合いが大きいことから、特に、粘着層１２の粘着力を調整し易くすることができる。
【００２０】
また、マイカは、窒化ホウ素に比べ、その量に応じた粘着層１２の粘着力の上昇度合いが大きいが、粘着層１２が黄土色に呈色し易くなる。一方、窒化ホウ素は、マイカに比べ、その量に応じた粘着層１２の粘着力の上昇度合いが小さいものの、粘着層を白色に呈色し易くなる。このため、粘着層１２の粘着力を調整すると共に、粘着層１２が呈する色を白色系とするには、窒化ホウ素、及びマイカの双方を併用することが望ましい。これにより、粘着層１２に付着した異物を視認し易くなる。
なお、充填材は、粘着層１２の膜強度（引張り耐性）の観点から、膜強度が高くなり易い燐片状の形状をしているマイカを使用することが望ましい。
【００２１】
充填材の大きさは、例えば、平均一次粒径で０．００１μｍ以上１００μｍ以下がよく、望ましくは０．０１μｍ以上５０μｍ以下である。なお、平均一次粒径は、ＢＥＴ法比表面積から算出された値である。
充填材の含有量は、目的とする粘着力（剥離強度）に応じて選択されるが、例えば、粘着層固形分に対して、０．１質量％以上５０質量％の範囲がよく、望ましくは１．０質量％以上２０質量％の範囲である。
充填材の含有量は、少なすぎれば粘着層１２の上昇が実現され難く、多すぎれば粘着層１２の膜強度が低減し易くなることから、上記範囲が望ましい。
【００２２】
（粘着材）
次に、粘着材について説明する。
粘着材としては、例えば、シリコーンゴム等のシリコーン系樹脂、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
そして、本実施形態では、粘着材として、例えば、シリケート化合物と、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンと、を有する混合物を、加水分解反応および縮合反応することによって得られる組成物としてのシリコーン系樹脂（以下、「特定のシリコーン系樹脂」と称する）が適用される。
但し、粘着層１２を形成する際、上記組成物（特定のシリコーン系樹脂）に、充填材と共に、さらにシリケート化合物（望ましくは上記組成物で用いた同種のシリケート化合物がよい）を混合し、この混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形し、これを粘着層１２とする。
【００２３】
特定のシリコーン系樹脂は、低分子のシロキサンが含まれていない又はシロキサン単体として存在する量が少ない（例えばシロキサンの価数が１５まで）ことから、柔軟性および粘着性が損なわれず、柔軟性および粘着性が経年劣化し難い。このため、例えば、リフロー炉への搬入前後を通して、つまり、加熱冷却という急激な温度変化があっても、粘着層１２の粘着性が損なわれ難くなる。
また、特定のシリコーン系樹脂は、無色透明であるので、粘着層１２に付着した異物を視認し易くなる。
【００２４】
ここで、ポリジメチルシロキサンを「ＰＤＭＳ」と略し、末端をシリケート変性されたポリジメチルシロキサンを「変性ＰＤＭＳ」と略して、特定のシリコーン系樹脂を説明する。
【００２５】
シリケート化合物とは、シリコン（Ｓｉ）でできた金属アルコキシドのオリゴマーであり、主鎖にシロキサン（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）骨格を持ち、外鎖にアルコキシ基（ＲＯ）を導入した化合物のことである。ここで、アルコキシ基（ＲＯ）のアルキル部分である（Ｒ）は、メチル基、エチル基、プロピル基等が例示される。このシリケート化合物は、水と容易に反応する特性を持っている。
【００２６】
シリケート化合物は、金属アルコキシドのオリゴマーであるので、金属アルコキシドよりも分子量が大きいので、揮発しにくい。このため、シリケート化合物が加水分解した時に、変性ＰＤＭＳに含まれる揮発性の高い低分子のシロキサンの揮発を、より一層、抑制することができる。また、シリケート化合物は、高い化学反応性を有しており、縮合反応を円滑に進めることができる。
【００２７】
シリケート化合物の種類として、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、メチルシリケート、エチルシリケート、プロピルシリケート等が挙げられる。品質の安定性および安全性の点からエチルシリケートが好ましい。反応性を上げることを目的にメチルシリケートの使用の場合、揮発されるメタノールの処理を確実に実施する必要がある。
【００２８】
一方、変性ＰＤＭＳとは、シリケート化合物にてＰＤＭＳの末端を変性処理したものであり、両末端にシラノール基を有するＰＤＭＳと、主鎖の片側または両側に加水分解可能な官能基であるアルコキシ基を有するアルコキシシラン部分縮合物とを反応させて得られるものをいう。
【００２９】
変性ＰＤＭＳは、通常のＰＤＭＳと比べると、格段に高い官能基濃度を有している。また、変性ＰＤＭＳは、シリケート化合物との縮合反応性が高いため、変性ＰＤＭＳに含まれるアルコキシシラン部分縮合物は、円滑に縮合反応が行われ、硬化してポリマー化することができる。
【００３０】
変性ＰＤＭＳは、質量平均分子量が５０００以上で１０００００以下の範囲にあるものが使用される。
【００３１】
ここで、特定のシリコーン系樹脂において、シリケート化合物は、〔化学式１〕ＳｉｎＯ（ｎ−１）(ＲＯ)２（ｎ＋１） （Ｒ＝アルキル基、ｎ＝４以上１６以下）で表されるものであり、また、変性ＰＤＭＳは、〔化学式２〕ＳｉｎＯ（ｎ−１）（ＲＯ）２（ｎ＋１）（ＯＳｉ（ＣＨ３）２）ｍ（ＲＯ）２（ｎ＋１）ＳｉｎＯ（ｎ−１）（Ｒ＝アルキル基、ｎ＝４以上１６以下、ｍ＞５０）で表されるものであってもよい。
【００３２】
また、シリケート化合物（Ａ）と、前記変性ＰＤＭＳ（Ｂ）の配合の割合が、Ａ／Ｂのモル比にて、０．１以上１０以下の範囲であることが望ましい。最適な配合の割合は、Ａ／Ｂのモル比にて１前後である。
特定のシリコーン系樹脂は、この最適な配合の割合を基準にし、柔軟性を要求する場合は変性ＰＤＭＳ（Ｂ）を増加し、反対に高硬度を要求する場合はシリケート化合物（Ａ）を増加させるのがよい。
【００３３】
ただし、特定のシリコーン系樹脂は、シリケート化合物（Ａ）を増加させる場合、モル比１０を越えると、低分子のシロキサンの揮発成分が増加する。つまり、低分子のシロキサンが単体として存在する量が増加するため、硬化時の収縮や薄膜化、場合によってはクラックの発生などの問題が生じ易くなる。
また、モル比０．１より小さい場合は、シリケート化合物（Ａ）と変性ＰＤＭＳ（Ｂ）との加水分解反応および縮合反応が円滑に行われず、結果として未硬化の状態となり、低分子のシロキサンが残留し易くなる。
【００３４】
特定のシリコーン系樹脂において、シリケート化合物は、３量体以上１２量体以下であることが望ましい。これは、３量体未満ではシリケートが持つ特性の効果が少なく、また１２量体より上のものシリケート化合物の粘度が高くなることから合成時に扱いにくいからである。
【００３５】
特定のシリコーン系樹脂は、上記シリケート化合物と、上記変性ＰＤＭＳとを有する混合物を加水分解および縮合反応させることで得られる。
シリケート化合物は、水の存在下にて容易に加水分解するため、シリケート化合物の分子内のアルコキシ基が、反応性の高いシラノール基（−ＯＨ基）となる。
一方、前記変性ＰＤＭＳも同様に、加水分解をすることにより、水の存在によってシラノール基（「シラノール変性」とも呼ぶ。）となる。
【００３６】
これら双方のシラノール基は、高い反応性を有していると同時に、似通った反応性を有しているため、シリケート化合物と変性ＰＤＭＳとを有する混成物を加水分解することによって、シラノールの凝集が加速されることなく、変性ＰＤＭＳとの縮合反応が順調に進行する。これにより、変性ＰＤＭＳに含まれる低分子のシロキサンも、反応生成物（組成物）中に取り込まれる。
【００３７】
つまり、加水分解反応および縮合反応により、低分子のシロキサンは、組成物を構成する物質の一部となり、単体として存在しなくなる、または単体として存在する量が極めて微量（シロキサンの価数が１５まで）となる。このため、低分子のシロキサンが揮発することがないか、揮発量が極めて微量となる。
【００３８】
〔ベース〕
次に、ベース１４について説明する。
ベース１４は、例えば、シート状若しくは板状のアルミニウム、ＳＵＳ等の金属、ポリイミド等のエンプラフィルム、ガラス板、ガラスエポキシ板、またはシリコーン基板等により構成される。
【００３９】
〔基板搬送キャリアの製造方法〕
次に、基板搬送キャリア１０の製造方法の一例について説明する。
まず、粘着層形成用塗料として、粘着材（その原料の単量体やオリゴマー、コポリマー等）と、充填材と、必要に応じてその他の添加剤との混合溶液を準備する。
次に、この粘着層形成用塗料を金型に塗布し、粘着材種に応じて加熱処理、紫外線照射等によって、硬化（固体または半固体「ゲル」とも呼ぶ。）させて粘着層１２となる成形体を形成する。成形体の形状は、搬送する基板１６を表面に置いて搬送できるものであれば任意でよいが、一般的にはシート状、板状に成形する。
そして、シート状等に成形した成形体を粘着層１２とし、これをシート状等のベース１４の表面に、密着または接着させて固定（保持）する。
以上により、基板搬送キャリア１０が得られる。
【００４０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【実施例】
【００４１】
［比較例１、実施例１−１〜１−４、実施例２−１〜２−３］
（組成物の製造）
まず、組成物の製造について説明する。
攪拌装置、温度計、滴下ライン、加熱装置を取り付けた反応容器に、エチルシリケート（エチルシリケートの約３２量体のオリゴマー、多摩化学工業株式会社製、シリケート４５  ｎ＝６〜８）２．６質量％と、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン（質量平均分子量；３８，０００相当）（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製ＹＦ３０５７）９７．３質量％と、水０．１質量％を入れ、約３０分間、加熱攪拌混合した。その後、攪拌しながら約３０分かけて室温まで自然冷却し、組成物であるゾルＩを得た。
【００４２】
また、前記したゾルＩの製造で用いたものと同じ攪拌装置、温度計、滴下ライン、加熱装置を取り付けた反応容器に、エチルシリケート（エチルシリケートの約３２量体のオリゴマー、多摩化学工業株式会社製、シリケート４５  ｎ＝６〜８）６．２質量％と、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン（質量平均分子量；３８，０００相当）（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製ＹＦ３０５７）９３．６質量％と、水０．２質量％を入れ、約３０分間、加熱攪拌混合した。その後、攪拌しながら約３０分かけて室温まで自然冷却し、組成物であるゾルIIを得た。
【００４３】
（粘着層形成用塗料を調製）
次に、表１、表２に従った組成を混合した混合物を用いて、粘着層形成用塗料を調製した。尚、用いた充填剤は、窒化ホウ素（電気化学工業（株）製「ＳＰ−２」平均一次粒径４μｍ）、マイカ（山口雲母工業（株）製「Ａ２１−Ｓ」平均一次粒径２２μｍ）、シリカ（日本アエロジル（株）製「Ｒ９７２」平均一次粒径０．０１６μｍ）である。
【００４４】
（シートの作製）
調製した粘着層形成用塗料をシャーレ（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ）に仕上がりで１ｍｍの厚みになるように注入し、高温炉（アドバンテック東洋株式会社製のＤＲＣ４３３ＦＡ）を用いて、２７０℃で１時間、加熱焼成処理を行ない、その後、シャーレから脱型して、粘着層１２となる引張り強度測定試験片シート（厚さ１ｍｍ）を得た。
【００４５】
（基板搬送用キャリアの製造）
そして、基板搬送用キャリア１０のベース１４となる縦７５ｍｍ、横７５ｍｍ、１．５ｍｍのアルミニウムの表面に粘着層１２（引張り強度測定試験片シート）を設けた試験用の基板搬送用キャリア１０を作製した。
そして、基板搬送用キャリア１０の粘着層１２について、剥離強度、引張り強度および呈する色について調べた。
【００４６】
（剥離強度の測定方法）
剥離強度の測定は、粘着層１２に貼り付けたフレキシブル基板（材質：ポリイミド、大きさ：縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ７５μｍ）の中央部を、剥離試験機のピックによってつまみ上げ、フレキシブル基板が完全に剥離した時の強度（最大値：Ｐｅａｋ Ｈｏｌｄ）を測定した。剥離試験機は、島津製作所社製  小型卓上型材料強度試験機  ＥＺＴｅｓｔ（型式 ＥＺ−Ｓ）を用いた。
なお、剥離強度の単位は、「ｍＮ／５０ｍｍ」とした。かかる単位を用いた理由は、剥離強度を測定するフレキシブル基板の大きさが５０ｍｍであるからであり、５０ｍｍ当たりに加わる力（ｍＮ）を表現したものである。
【００４７】
（引張り応力の測定方法）
引張り応力は、次のようにして調べた。
すなわち、引張り強度測定試験片シートを、ＪＩＳ  Ｋ６２５１  ダンベル状７号型にて打ち抜き、厚み１ｍｍの試験片を得た。これを島津製作所社製  小型卓上型材料強度試験機  ＥＺＴｅｓｔ（型式 ＥＺ−Ｓ）を用いて所定の速度で引張り試験を行い、その最大点応力を引張り応力とした。
【００４８】
（呈する色の観察方法）
試験片の呈する色を目視にて観察した。
【００４９】
【表１】
0005636821.tif 000002
【００５０】
【表２】
0005636821.tif 000003
【００５１】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、剥離強度が上昇しており、粘着層１２の粘着力の調整が容易にできることがわかる。
窒化ホウ素粉、マイカ粉を用いた実施例１−２〜１−４および２−１〜２−３は、窒化ホウ素粉、マイカ粉の充填量に応じて（比例して）粘着層１２の粘着力（剥離強度）が上昇し、調整が容易にできることがわかる。つまり、顧客が要求する粘着力（剥離強度）を備えた基板搬送用部材は、充填材の量を調整すれば、容易に製造することができる。
窒化ホウ素粉とマイカ粉とを併用した実施例２−２は、窒化ホウ素粉を用いていない実施例２−３に比べ、呈する色が白色に近いので、粘着層に付着した埃等が発見し易くなる。
【００５２】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００５３】
例えば、前記した実施例においては、シリケート化合物として、ＥＳ４５（エチルシリケートの約３２量体のオリゴマー  多摩化学工業（株）製シリケート４５）を用いたものを示したが、多摩化学工業（株）製シリケート４０  ｎ＝４〜６を用いても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１０   基板搬送用キャリア（基板搬送用部材）
１２   粘着層
１４   ベース（基材層）
１６   搬送する基板
【図１】
0005636821.tif 000004
【図２】
0005636821.tif 000005