(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品実装用フィルムキャリアテープが巻き付けられるコアと、前記コアから放射状に延びるように前記コアの幅方向両端部に夫々複数個固定された２組のスポークと、前記コアと同心に配置されるように各組の前記スポークの先端に固定された１対のリングとがアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールにおいて、前記スポークが、耐力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が１００Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム又はアルミニウム合金により製造されていることを特徴とするスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項２】
前記リングが、耐力が８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２、伸びが１０％以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム又はアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする請求項１に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項３】
前記コアが、ＪＩＳＨ４０００に記載されている３０００系、６０００系又は７０００系アルミニウム合金であって、耐力が８０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム又はアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項４】
前記スポークが、Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項５】
前記スポークが、Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％を含有し、更に、Ｆｅ：０．１乃至１．０質量％、Ｍｎ：０．２乃至１．０質量％、Ｔｉ：０．００１乃至０．０５質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３質量％及びＺｒ：０．０５乃至０．２５質量％からなる群より選択された１種又は２種以上の元素を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項６】
前記スポークが、温度が２５℃のときの線膨張係数が２．３×１０−５／ｄｅｇ以下であるアルミニウム又はアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項７】
前記スポークが押出し法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項８】
前記コアが押出し法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項９】
前記リングが押出し法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【請求項１０】
各組の前記スポークにおける他の組の前記スポークの方向を向いている面及び前記１対のリングにおける互いに対向する面に耐摩耗性皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ、Ｔ−ＢＧＡ（Tape-Ball Grid Array）テープ、ＣＳＰ（Chip Size Package）テープ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）テープ等の電子部品実装用フィルムキャリアテープ上に電子部品を実装する工程及びこれに付随する工程等において前記電子部品実装用フィルムキャリアテープを巻き取るスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールに関し、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、総称してアルミニウム材という）からなるスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、電子手帳、ワードプロセッサ等の電子機器の小型化、軽量化、高機能化が要望されている。このため、ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子部品を実装する方法として、ＴＡＢテープ等の電子部品実装用フィルムキャリアテープを使用する実装方法が多く採用されている。
【０００３】
この電子部品実装用フィルムキャリアテープ（以下、テープという）においては、樹脂からなるフィルムキャリアテープ上に銅からなる配線が形成されている。電子部品の実装は、この電子部品の電極を前記配線に圧着して接続することにより行われる。
【０００４】
このテープは専用のリール、即ち電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール（以下、リールという）に巻装されており、前記電子部品の実装工程及びこれに付随する工程においては、テープが複数のリール間を搬送され、この搬送に伴いリールによるテープの巻取り及び巻きほどきが繰り返される。
【０００５】
従来、このリール（電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール）には、合成樹脂製のリールが使用されてきた。しかしながら、合成樹脂製のリールには以下に示す問題点がある。近時、電子部品の実装工程の生産性を向上させるため、リールの大型化が進んでいる。リールが大型化すると、合成樹脂製のリールは剛性が保てなくなるという問題点がある。電子部品の実装は、例えば０．５乃至５μｍといった極めて高い精度が要求されるため、リールの形状にも高い精度が要求される。このため、リールが剛性を保てずに変形すると、電子部品の実装が不可能になる。また、リールの剛性を向上させるために樹脂を厚肉化すると、リールの質量が増加する。これにより、リールを回転させるステッピングモータのトルクが不足しがちになるため、ステッピングモータの大型化が必要になり、設備コスト及びランニングコストが増加する。更に、リールの大型化に伴い射出成形が困難になると共に、歪みが発生しやすくなり、リールの加工精度が低下するという問題点がある。
【０００６】
また、電子部品の実装工程においては、レジストの焼付け及びテープの乾燥に伴い、リールが１３０乃至１８０℃程度の温度に加熱される。しかしながら、合成樹脂製のリールは耐熱性が低く、温度の上昇に伴いリールの強度が低下してリールが変形するという問題点がある。これにより、テープがリールの軸方向にずれ、精密な位置決めが困難になる。その結果、電子部品の実装に際してリード線と電極の位置がずれると共に、テープの巻取り及び巻き戻しが困難になる。また電子部品がテープから剥離することもある。
【０００７】
更に、合成樹脂製のリールは耐摩耗性が低いため、使用に伴ってリールが摩耗するという問題点がある。これにより、リールの形状が狂い、電子部品の実装の精度が低下すると共に、テープ及びテープ間に挿入される緩衝材に巻き擦れが発生し製品（電子部品及びテープ）を傷つける。また、リールが摩耗すると摩耗粉が発生し、この摩耗粉が電子部品及びテープを傷つける。電子部品の実装工程においては塵及び埃による害が極めて大きいため、作業はクリーンルーム内で行われる。従って、リールからの摩耗粉の発生は極めて深刻な問題となる。
【０００８】
上述のような合成樹脂製のリールの問題点を解決するために、近時、ステンレス製のリールが使用されている。ステンレス製のリールは合成樹脂製のリールと比較して、剛性、加工精度及び耐摩耗性が優れている。しかしながら、ステンレス製のリールは合成樹脂製のリールよりも重いという問題点がある。このため、リールを回転させるステッピングモータのトルクが不足しがちになり、ステッピングモータ及びその周辺設備の大型化が必要となる。特に、リールを大型化するとこの問題点が顕著になる。
【０００９】
このようなステンレス製のリールの問題点を解決するために、特開平１１−２４５９８８号公報にはチタン製のリールが開示されている。特開平１１−２４５９８８号公報に記載されたリールは、１対のフランジ部、軸心ハブ部及び巻取りハブ部からなるフランジ型ＴＡＢ用リールであり、少なくともフランジ部がチタン又はチタン合金により構成されている。これにより、ステンレス製のリールと比較して、リールの質量をある程度軽減することができる。
【００１０】
チタン製のリールは、ステンレス製のリールと比較するとある程度軽量化されているが、軽量化の程度はまだ不十分である。また、チタン及びチタン合金は機械加工が難しく、加工コストが高く、加工精度が低く、且つ耐摩耗性が劣るという問題点がある。更に、チタン及びチタン合金は材料コストが高いという問題点がある。
【００１１】
そこで、コア、リング及びスポークの全てをアルミニウム又はアルミニウム合金（アルミニウム材）製とすることにより、ステンレス製リール、チタン又はチタン合製リールと比較して、リールを軽量化することができると共に、合成樹脂製リールと比較して、リールの剛性、耐熱性及び耐摩耗性を向上させることができる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。アルミニウム材は軽量であり機械加工性が優れるが、反面、ステンレスと比較すると強度及び耐摩耗性が劣る。特に、スポークは前記スポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールを構成する部品の中でも特に大きな力が印加される部品であり、また棒状の形状を持つため変形しやすく、テープが直接接触するため摩耗しやすい。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、軽量であり、剛性、耐熱性及び耐摩耗性が優れたスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールは、電子部品実装用フィルムキャリアテープが巻き付けられるコアと、前記コアから放射状に延びるように前記コアの幅方向両端部に夫々複数個固定された２組のスポークと、前記コアと同心に配置されるように各組の前記スポークの先端に固定された１対のリングとがアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールにおいて、前記スポークが、耐力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が１００Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム又はアルミニウム合金により製造されていることを特徴とする
【００１５】
本発明においては、スポークを構成するアルミニウム材の耐力を２５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、スポークの剛性を向上させ、リールの製造工程及び電子部品の実装工程におけるスポークの変形を防止することができる。また、アルミニウム材の高温耐力を１００Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、スポークの耐熱性が良好になり、電子部品の実装工程においてレジストの焼付け及びテープの乾燥に伴う加熱によるスポークの変形を防止できる。
【００１６】
更に、クリープ強さを１００Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、長期間の使用に伴うスポークの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。このため、スポークを構成するアルミニウム材のクリープ強さを１００Ｎ／ｍｍ２以上とすることが好ましい。なお、本発明において、クリープ強さとは温度が１５０℃のときクリープ速度が１．０％／１０００時間になる応力値をいう。
【００１７】
また、前記リングは、耐力が８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２、伸びが１０％以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム材により製造されていることが好ましい。
【００１８】
リングを構成するアルミニウム材の耐力を８０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、リングの剛性を向上させてリールの回転中にリングが撓むことを防止できる。また、耐力を３５０Ｎ／ｍｍ２以下、伸びを１０％以上とすることにより、リールの製造工程においてリングを曲げ加工により成形することができる。更に、高温耐力を５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、電子部品の実装工程においてレジストの焼付け及びテープの乾燥に伴う加熱によるリングの変形を防止できる。更にまた、クリープ強さを５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、長期間の使用に伴うリングの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。
【００１９】
更に、前記コアは、ＪＩＳＨ４０００に記載されている３０００系、６０００系又は７０００系アルミニウム合金であって、耐力が８０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるアルミニウム材により製造されていることが好ましい。
【００２０】
コアを構成するアルミニウム材の耐力を８０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、コアの剛性が向上し、リールの製造工程及び電子部品の実装工程におけるコアの変形を防止することができる。また、高温耐力を５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、電子部品の実装工程においてレジストの焼付け及びテープの乾燥に伴う加熱によるコアの変形を防止できる。更に、クリープ強さを５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、長期間の使用に伴うコアの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。更にまた、前記コアの素材としてＪＩＳＨ４０００に記載されている３０００系、６０００系又は７０００系アルミニウム合金を使用することにより、前記各特性が得られると共に、ポートホール押出し性が良好になる。
【００２１】
前記スポークは、Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金により製造することができる。
【００２２】
このアルミニウム合金は、強度、耐力及び切削性が優れているため、スポークの剛性、耐摩耗性及び加工精度が向上する。また、スポーク表面の摩擦係数が低下すると共に、焼付きを防止することができる。なお、このアルミニウム合金は、不可避的不純物として、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ及びＺｒからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を、夫々０．１質量％以下含有していてもよい。
【００２３】
また、前記スポークは、Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％を含有し、更に、Ｆｅ：０．１乃至１．０質量％、Ｍｎ：０．２乃至１．０質量％、Ｔｉ：０．００１乃至０．０５質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３質量％及びＺｒ：０．０５乃至０．２５質量％からなる群より選択された１種又は２種以上の元素を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金により製造することができる。
【００２４】
このアルミニウム合金の強度、耐力及び切削性が優れていると共に、耐熱性が高いため、スポークの剛性、耐摩耗性、加工精度及び耐熱性が向上する。また、スポーク表面の摩擦係数が低下すると共に、焼付きを防止することができる。
【００２５】
前記スポークは、温度が２５℃のときの線膨張係数が２．３×１０−５／ｄｅｇ以下であるアルミニウム材により製造されていることが好ましい。これにより、スポークの熱変形を抑制し、リングの形状が狂うことを抑制することができる。
【００２６】
また、前記スポーク、コア、リングのうち少なくとも１つは、押出し法により形成されていることが好ましい。
【００２７】
これにより、鋳造法により形成する場合と比較して、コアを薄肉化することができ、より軽量化することができる。また、鋳造法により形成する場合と比較して、リールを低コストで精度よく製造することができる。更に、スポーク、コア、リングの全てを押出し法により形成すれば、製造設備を１ヶ所にまとめることができ、設備コスト及び製造設備間のリールの輸送コストを削減することができる。
【００２８】
また、各組の前記スポークにおける他の組の前記スポークの方向を向いている面及び前記１対のリングにおける互いに対向する面に耐摩耗性皮膜を形成してもよい。これにより、スポーク及びリングにおけるテープが接触する面に耐摩耗性皮膜が形成されることになるため、リールの耐摩耗性をより向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールの構成を示す側面図及び正面断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、夫々図１（ａ）及び（ｂ）に示すＡ断面及びＢ断面の構成を示す断面図である。
【００３０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例に係るスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リール１は、コア２、スポーク３及びリング４から構成されている。コア２、スポーク３及びリング４はアルミニウム又はアルミニウム合金（アルミニウム材）により構成されている。コア２は二重円筒構造を有し、リール１の中心に配置されている。スポーク３は棒状の形状を有し、８本設けられ２本ずつ対になりコア２を挟むようにコア２に連結されている。この４対のスポーク３は夫々の一端がコア２に連結されコア２を中心に放射状に延びるように配置されている。換言すれば、スポーク３は４本を１組として２組に分けられ、この２組が夫々コア２の幅方向両端部において同一平面を形成するように配置されている。スポーク３の他端には１対のリング４が連結されている。リング４は円環状の形状を有し、コア２と同軸に配置され、リール１の外縁部を構成している。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、リング４の形状は断面形状が曲げ加工が容易な平板形状である。また、図２（ｂ）に示すように、スポーク３の形状は押出性が優れる丸形である。
【００３２】
本実施例において、コア２を二重円筒構造とする理由を以下に説明する。コア２の外面にはＴＡＢテープ等のテープ（電子部品実装用フィルムキャリアテープ）が巻き付けられるが、このテープにはある程度剛性があるため、例えばコア２の外径が１００ｍｍ未満ではテープが破損する可能性がある。一方、テープの製造設備におけるシャフト径は通常２５乃至７０ｍｍ程度である。従って、コア２の内径はシャフトと嵌合するようにシャフト径と同程度にする必要がある。このため、コア２を一重円筒構造にしようとすると、肉厚が厚くなり質量が増加してしまう。従って、コア２は二重円筒構造とする。コア２の外径は、巻き取るテープの種類により異なるが、例えば約１２０ｍｍである。コア２の幅はテープの幅により決定され、例えば４０乃至６０ｍｍ程度が一般的である。
【００３３】
また、本実施例において、コア２はポートホール押出し法により製造されている。この理由を以下に説明する。コア２を鋳造法により製造しようとすると、湯流れを確保するため、各部の肉厚を１０ｍｍ以上にする必要がある。このため、コア２の質量が増加する。また、鋳造法は生産性が低く、品質が安定しない。更に、鋳造材は表面処理が困難であるという問題点がある。一方、コア２は二重円筒構造を持つため、マンドレル押出し法により製造することができない。これに対して、ポートホール押出し法によれば、薄肉の二重円筒構造を持つコア２を生産性良く製造することができる。更に、コア２をポートホール押出し法により製造することにより、コア２を押出し管の形態で保管し、注文に応じて所定の幅に切断して出荷することができる。これにより、製品の納期を短縮化できると共に、在庫管理が効率的になる。従って、コア２はポートホール押出し法により製造する。
【００３４】
従って、コア２には、ポートホール押出し性、剛性、機械加工性（切削性）及び耐熱性が要求される。このため、コア２を構成するアルミニウム材は、耐力が８０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。この理由を以下に詳しく説明する。
【００３５】
コアを構成するアルミニウム材の耐力：８０Ｎ／ｍｍ２以上
耐力を８０Ｎ／ｍｍ２以上とすると、コアの切削加工工程、リール組み立て工程及びテープ製造工程におけるリールハンドリング作業時にコアが変形することを確実に防止することができる。従って、コアを構成するアルミニウム材の耐力は８０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。より好ましくは、１００Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００３６】
コアを構成するアルミニウム材の高温耐力：５０Ｎ／ｍｍ２以上
電子部品の実装工程において、レジストの焼付け及びテープの乾燥に伴いリールが加熱される。一般に、高温になるとアルミニウム材は焼きなまされ強度が低下する。強度低下に伴い、リールに印加される外力によりリールの各部品が変形する。この変形によりテープの傷付き及び電子部品の実装精度の低下が起こるため、テープの巻取りが困難又は不可能になる。リールが加熱される温度は、電子部品の実装に使用するレジストの種類、焼付炉とリールとの間の距離及び気温等により異なるが、およそ１３０乃至１８０℃程度である。このため、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、前記変形を防止できる。従って、高温耐力は５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００３７】
なお、リールには形状凍結性が必要であるが、前述の如く長時間に渡り高温雰囲気中で外力が印加され続けることにより、リールの各部にクリープ変形が発生する。クリープ強さを５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、加熱によるコアの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。従って、クリープ強さは５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００３８】
上述の性能を満たすアルミニウム材として、ＪＩＳＨ４０００に記載されている３０００系合金、６０００系合金、７Ｎ０１合金及び７００３合金等が好適である。これに対して、ＪＩＳＨ４０００に記載されている２０００系合金、４０００系合金及び５０００系合金はポートホール押出しが困難であるため、本実施例におけるコアの材料としては好ましくない。
【００３９】
スポーク３には、押出し性、剛性、機械加工性（切削性）、耐熱性及び耐摩耗性が要求される。特に、スポーク３の形状は棒状であり他の部品と比較して変形しやすいため、高い剛性が要求される。また、リール１によるテープの巻取り及び巻きほぐしに伴い、スポーク３にはテープの端縁が直接接触するため、スポーク３には特に高い耐摩耗性が要求される。スポーク３が摩耗すると、対向するスポーク３間の間隔が広くなり、テープが蛇行するようになって、実装精度が低下すると共に巻き擦れが発生する。このため、スポーク３を構成するアルミニウム材は、耐力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が１００Ｎ／ｍｍ２以上であることが必要である。また、２５℃における線膨張係数が２．３×１０−５／ｄｅｇ以下であることが更に好ましい。上述の数値限定理由を以下に説明する。
【００４０】
スポークを構成するアルミニウム材の耐力：２５０Ｎ／ｍｍ２以上
耐力を２５０Ｎ／ｍｍ２以上とすると、スポークの切削加工工程、リール組み立て工程及びテープ製造工程におけるリールハンドリング作業時におけるスポークの変形を防止することができる。従って、スポークを構成するアルミニウム材の耐力は２５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが必要である。
【００４１】
スポークを構成するアルミニウム材の高温耐力：１００Ｎ／ｍｍ２以上
電子部品の実装工程において、レジストの焼付け及びテープの乾燥に伴いり−−ルが加熱される。１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が１００Ｎ／ｍｍ２以上であれば、この加熱による変形を防止できる。従って、高温耐力は１００Ｎ／ｍｍ２以上であることが必要である。好ましくは、２００Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００４２】
なお、クリープ強さを１００Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、長時間の高温加熱によるスポークの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。従って、クリープ強さは１００Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。より好ましくは、２００Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００４３】
スポークを構成するアルミニウム材の２５℃における線膨張係数：２．３×１０−５／ｄｅｇ以下
リールが加熱されることにより、リールが熱膨張し形状精度が低下する場合がある。また、リール内の各部が相互に異なる温度に加熱されると、熱膨張の違いからリールが変形する。特にスポークの形状は棒状であるため、長手方向の膨張が他の部品と比較して顕著である。２５℃における線膨張係数が２．３×１０−５／ｄｅｇ以下であればこのような変形を確実に防止できる。従って、２５℃における線膨張係数は２．３×１０−５／ｄｅｇ以下であることが好ましい。
【００４４】
上述の性能を満たすアルミニウム材として、例えば、ＪＩＳＨ４０００に記載されている２０００系合金、４０００系合金及び７０００系合金等が好適である。特に、Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金が適している。また、このアルミニウム合金は更に、Ｆｅ：０．１乃至１．０質量％、Ｍｎ：０．２乃至１．０質量％、Ｔｉ：０．００１乃至０．０５質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３質量％及びＺｒ：０．０５乃至０．２５質量％からなる群より選択された１種又は２種以上の元素を含有していてもよい。このような合金の例として、４０００系の開発合金であるＡｌ−１０質量％Ｓｉ−２．７質量％Ｃｕ−０．７質量％Ｍｇ系合金が挙げられる。以下、前述の数値限定理由を説明する。
【００４５】
Ｓｉ：４．６乃至１３．５質量％
Ｓｉはアルミニウム材に添加することにより、耐摩耗性を向上させると共に、Ｍｇ２Ｓｉを析出させて表面の摩擦係数を低下させる効果がある。これにより、テープの接触による摩耗を軽減することができる。Ｓｉを４．６質量％以上添加することにより前記効果が十分に発揮される。一方、１３．５質量％を超えて添加すると切削性が低下すると共に、初晶Ｓｉが析出して押出し性が低下する。また、靭性及び疲労強度が低下する。従って、Ｓｉ含有量は４．６乃至１３．５質量％であることが好ましい。
【００４６】
Ｃｕ：２．０乃至５．０質量％
ＣｕはＡｌ２Ｃｕ及びＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系析出物を生成してアルミニウム材を析出強化すると共に、Ｍｇ２Ｓｉを微細化して強度、切削性、焼付き防止性及び耐摩耗性を向上させる効果がある。Ｃｕを２．０質量％以上添加することにより前記効果が十分に発揮される。一方、５．０質量％を超えて添加すると、加工性及び押出し性が低下する。従って、Ｃｕ含有量は２．０乃至５．０質量％であることが好ましい。
【００４７】
Ｍｇ：０．２乃至１．５質量％
Ｍｇはアルミニウム材の強度を向上させる効果がある。また、Ｓｉと共にＭｇ２Ｓｉを析出させ、アルミニウム材の摩擦係数を低下させる効果がある。Ｍｇを０．２質量％以上添加することにより前記効果が十分に発揮される。一方、１．５質量％を超えて添加すると、耐摩耗性が低下すると共に、加工性及び押出し性が低下する。従って、Ｍｇ含有量は０．２乃至１．５質量％であることが好ましい。
【００４８】
また、前記スポーク用のアルミニウム合金に、Ｆｅ：０．１乃至１．０質量％及びＭｎ：０．２乃至１．０質量％のうち少なくとも一方を添加することにより、耐摩耗性及び耐熱性をより向上させることができる。また、Ｍｎにはアルミニウム合金の金属組織を繊維状にして機械的性質を向上させる効果もある。この効果を得るための好適添加範囲は０．３乃至０．７質量％である。更に、Ｔｉを０．００１乃至０．０５質量％添加することにより、アルミニウム合金の鋳塊組織を微細化して機械的性質を安定化させることができる。更にまた、Ｃｒ：０．０５乃至０．３質量％及びＺｒ：０．０５乃至０．２５質量％の少なくとも一方を添加することにより、アルミニウム合金の金属組織を繊維状にして機械的性質を向上させることができる。
【００４９】
更にまた、前記アルミニウム材の鋳塊の溶製に際し、Ｎａ、Ｓｒ及びＰのうち少なくとも１種の元素を添加することにより、Ｓｉを微細化し球状化することができる。
【００５０】
リング４は押出し法により平板形状の部材を形成し、これを長手方向に沿って円環状に湾曲させ長手方向両端部を突き合せて溶接することにより製造されている。従って、リング４には、押出し性、剛性、曲げ加工性、耐熱性及び溶接性が要求される。このため、リング４を構成するアルミニウム材は、耐力が８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２、伸びが１０％以上、１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。この理由を以下に詳しく説明する。
【００５１】
リングを構成するアルミニウム材の耐力：８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２
耐力を８０Ｎ／ｍｍ２以上とすると、強度不足により回転中にリングが撓むことを確実に防止することができる。一方、耐力を３５０Ｎ／ｍｍ２以下とすることにより、良好な曲げ加工性を確保し、曲げ加工時の材料の破断を防止すると共に加工精度を向上させることができる。従って、リングを構成するアルミニウム材の耐力は８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
【００５２】
リングを構成するアルミニウム材の伸び：１０％以上
伸びを１０％以上とすると、より良好な曲げ加工性を実現することができる。従って、このアルミニウム材の伸びを１０％以上とすることが好ましい。
【００５３】
リングを構成するアルミニウム材の高温耐力：５０Ｎ／ｍｍ２以上
電子部品の実装工程において、レジストの焼付け及びテープの乾燥に伴いリールが加熱される。１８０℃の温度に１００時間保持したときの高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、前記加熱に起因するリングの変形を確実に防止できる。従って、高温耐力は５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００５４】
なお、クリープ強さを５０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、長時間の高温加熱によるリングの変形をより確実に防止でき、リールの寿命を延ばすことができる。従って、クリープ強さは５０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００５５】
上述の性能を満たすアルミニウム材として、例えば、ＪＩＳＨ４０００に記載されている５０００系合金、６０００系合金及び７０００系合金の一部等が好適である。これに対して、ＪＩＳＨ４０００に記載されている１０００系合金及び３０００系合金は強度が低い。また、４０００系合金は強度が高すぎて曲げ加工性が劣る。更に、２０００系合金及び７０００系合金の一部は溶接割れが発生する。更にまた、１０００系合金及び４０００系合金は薄肉のアングル部材の押出し加工が困難である。従って、これらのアルミニウム合金は、本実施例におけるリングの材料としては好ましくない。
【００５６】
また、本実施例においては、少なくともスポーク３における互いに対向する面及びリング４における互いに対向する面に、耐摩耗性皮膜を形成してもよい。耐摩耗性皮膜としては、例えば、陽極酸化法、溶射法、アークプレーティング法、電気めっき法、無電解めっき法等の湿式及び乾式のめっき方法により形成された硬質アルマイト皮膜、ＴｉＮ皮膜、ＣｒＮ皮膜、Ｃｒ皮膜及びＮｉ−Ｐ皮膜等がある。これにより、スポーク３及びリング４におけるテープが接触する面に耐摩耗性皮膜が形成されるため、リール１の耐摩耗性をより向上させることができる。
【００５７】
本実施例においては、コア２、スポーク３及びリング４の全てをアルミニウム材により構成しているため、リール１はステンレス製リール、チタン又はチタン合製リールと比較して軽量である。また、アルミニウム材は機械加工性が優れるため、リール１の加工精度が良好である。更に、コア２、スポーク３及びリング４の素材となるアルミニウム材の性質を夫々前述のように規定しているため、リング１全体の剛性、耐熱性及び耐摩耗性が良好であり寿命が長い。更に、コア２、スポーク３及びリング４を押出し法により形成しているため、生産性が優れると共に薄肉化が可能である。
【００５８】
【実施例】
以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。先ず、共通の評価方法について説明する。押出し性の評価は、ビレットから所定の形状へ押出し加工を行い、このとき、押出し速度が３ｍ／分以上で押出し可能であったものを◎、押出し速度が２ｍ／分以上３ｍ／分未満で押出し可能であったものを○、押出し速度が１ｍ／分以上２ｍ／分未満で押出し可能であったものを△、押出し加工が不可能であったものを×とした。押出し形状を表１に示す。
【００５９】
【表１】
0003644539.tif 000002
【００６０】
耐摩耗性の評価は、大越式摩耗試験機を使用し、相手材が鋳鉄、線速度が０．２ｍ／秒、荷重が３．２ｋｇｆの条件で摩耗試験を行い、比摩耗量を測定して行った。また、溶接性の評価は、溶接試験を行い溶接性が良好であったものを○、溶接性がやや劣るものを△、溶接性が劣るものを×とした。
【００６１】
曲げ加工性の評価は、幅が３０ｍｍ、厚さが３ｍｍの平板形状の試験片を使用し、曲げ半径が２５０ｍｍの１８０°曲げを行い、試験片の外観を観察した。試験片に割れが認められた場合を×、割れが認められなかった場合を○とした。
【００６２】
耐テープ摩耗性の評価は、外径が３０ｍｍ、幅が５０ｍｍの円筒形状の試験片を使用し、この試験片を円筒形の軸を回転軸として回転速度が５０ｒｐｍになるように回転させた。この回転している円筒形状の試験片の外周面に、銅ポリエステルラミネートテープを接触させた。この銅ポリエステルラミネートテープは、銅層の厚さが５０μｍ、ポリエステル層の厚さが１００μｍである。所定の時間接触させた後、試験片の接触面（外周面）の表面粗さを測定した。耐テープ摩耗性をＷＳとし、接触試験前の試験片の外周面の平均粗さをＲ０（μｍ）とし、接触試験後の試験片の外周面の平均粗さをＲ（μｍ）とするとき、下記数式１により耐テープ摩耗性が与えられる。
【００６３】
【数１】
ＷＳ＝１−Ｒ／Ｒ０
【００６４】
切削性の評価は、外径が３０ｍｍ、長さが３００ｍｍの丸棒形状の試験片を使用し、この試験片を削り速度０．１ｍｍ／分で１０分間切削し、切削後のバイトの後退距離を測定して評価した。
【００６５】
剛性及び耐熱性の評価は、リールの変形を評価する方法によって行った。評価対象となるアルミニウム材を使用してスポーク、リング又はコアを加工し、このスポーク、リング又はコアを使用してリールを作製した。次いで、このリールにＴＡＢを満巻し、この満巻した状態で２４時間放置した後、ＴＡＢを巻きほぐして空リールとし、スポーク、リング又はコアの変形の有無を観察した。
【００６６】
第１試験例
本試験例はスポークについての試験例である。表２に本試験例において使用するアルミニウム材の組成及び調質条件を示す。表２に示す組成のアルミニウム材を溶製し、所定の寸法に加工して各試験片を作製した。その後、この試験片について引張強度、耐力（常温耐力）、伸び、高温耐力、線膨張係数及びビッカース硬さを測定した。その後、耐摩耗性の評価を行った。更に、前記アルミニウム材を使用してスポークを作製し、このスポークを使用してリールを組み立て、このリールの変形を観察した。評価結果を表３に示す。
【００６７】
【表２】
0003644539.tif 000003
【００６８】
【表３】
0003644539.tif 000004
【００６９】
表２及び３に示すＮｏ．１乃至６は請求項１に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１乃至６は、いずれも耐力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上であり、高温耐力が１００Ｎ／ｍｍ２以上であるため、リールの変形が認められず、剛性及び耐熱性が優れていた。更に、比摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であった。
【００７０】
これに対して、表２及び３に示すＮｏ．７及び８は比較例である。比較例Ｎｏ．７は耐力が１４５Ｎ／ｍｍ２と低く剛性が劣っており、リールが変形した。また、比摩耗量が多く耐摩耗性が劣っていた。また、比較例Ｎｏ．８は耐力が７０Ｎ／ｍｍ２と低く剛性が劣っており、リールが変形した。また、比摩耗量が多く耐摩耗性が劣っていた。
【００７１】
第２試験例
本試験例はリングについての試験例である。表４に本試験例において使用するアルミニウム材の組成及び調質条件を示す。表４に示す組成のアルミニウム材を溶製し、押出し法により所定の寸法に加工して各試験片を作製した。このとき、各アルミニウム材の押出し性を評価した。但し、表４に示すＮｏ．１６のアルミニウム材は押出し法による加工が不可能であったため、鋳造法により試験片を加工した。その後、この試験片について引張強度、耐力（常温耐力）、伸び、高温耐力及び線膨張係数を測定した。その後、溶接性及び曲げ加工性を測定した。また、前記アルミニウム材を使用してリングを作製し、このリングを使用してリールを組み立て、このリールの変形を観察した。評価結果を表５に示す。
【００７２】
【表４】
0003644539.tif 000005
【００７３】
【表５】
0003644539.tif 000006
【００７４】
表４及び５に示すＮｏ．９乃至１２は請求項２に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．９乃至１２は、いずれも耐力が８０乃至３５０Ｎ／ｍｍ２であり、伸びが１０％以上であり、高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるため、剛性、耐熱性及び曲げ加工性が優れていた。また、溶接性及び押出し性が良好であった。
【００７５】
これに対して、表４及び５に示すＮｏ．１３乃至１６は比較例である。比較例Ｎｏ．１３は伸びが８％と低いため、曲げ加工性が劣っていた。また、溶接性も劣っていた。比較例Ｎｏ．１４は耐力が４１５Ｎ／ｍｍ２と高く、曲げ加工性が劣っており、曲げ加工自体が困難であった。また、溶接性が劣っていた。比較例Ｎｏ．１５は耐力が４３Ｎ／ｍｍ２と低いため、リールに変形が認められ、剛性が劣っていた。また、押出し性がやや劣っていた。比較例Ｎｏ．１６は、伸びが５％未満と低いため、曲げ加工性が劣っていた。また、押出し性及び剛性も劣っていた。
【００７６】
第３試験例
本試験例はコアについての試験例である。表６に本試験例において使用するアルミニウム材の組成及び調質条件を示す。表６に示す組成のアルミニウム材を溶製し、押出し法により所定の寸法に加工して各試験片を作製した。このとき、各アルミニウム材の押出し性を評価した。但し、表６に示すＮｏ．２４のアルミニウム材は、鋳造法により試験片を加工した鋳造材である。その後、これらの試験片について引張強度、耐力（常温耐力）、高温耐力及び線膨張係数を測定した。また、前記アルミニウム材を使用してコアを作製し、このコアを使用してリールを組み立て、このリールの変形を観察した。評価結果を表７に示す。
【００７７】
【表６】
0003644539.tif 000007
【００７８】
【表７】
0003644539.tif 000008
【００７９】
表６及び７に示すＮｏ．１７乃至１９は請求項３に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１７乃至１９は、いずれも耐力が８０Ｎ／ｍｍ２以上であり、高温耐力が５０Ｎ／ｍｍ２以上であるため、剛性及び耐熱性が優れていた。また、押出し性が良好であった。
【００８０】
これに対して、表６及び７に示すＮｏ．２０乃至２４は比較例である。比較例Ｎｏ．２０は耐力が７０Ｎ／ｍｍ２と低いため、剛性が劣っていた。また、比較例Ｎｏ．２１は耐力が４３Ｎ／ｍｍ２と低く、高温耐力が２６Ｎ／ｍｍ２と低いため、剛性及び耐熱性が劣っていた。比較例Ｎｏ．２２はＪＩＳＨ４０００に記載の２０００系合金であり、ポートホール押出し加工ができなかった。比較例Ｎｏ．２３はＪＩＳＨ４０００に記載の５０００系合金であり、ポートホール押出し加工ができなかった。比較例Ｎｏ．２４は、高温耐力が４１Ｎ／ｍｍ２と低く、耐熱性が劣っていた。
【００８１】
第４試験例
本試験例においては、スポークを構成するアルミニウム材の組成がスポークの性能に及ぼす影響を示す。表８乃至１０に本試験例におけるアルミニウム材の組成を示す。表８乃至１０に示す組成のアルミニウム材を溶製し、所定の寸法に加工して各試験片を作製した。その後、この試験片について摩擦係数、耐摩耗性、耐テープ摩耗性、切削性（工具摩耗性）、押出し性、引張強度及び耐力を測定した。評価結果を表８乃至１０に示す。
【００８２】
【表８】
0003644539.tif 000009
【００８３】
表８はＳｉの影響についての評価結果を示す。表８に示すＮｏ．２７乃至２９は請求項４に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．２７乃至２９は、いずれもアルミニウム合金中のＳｉ含有量が４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ含有量が２．０乃至５．０質量％、Ｍｇが０．２乃至１．５質量％の範囲内にあり、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるため、比摩耗量が１×１０−６ｍｍ２／ｋｇ以下、耐テープ摩耗性が０．２０以下と耐摩耗性が良好であった。また、摩擦係数が０．２０以下と良好であった。更に、切削性が３０μｍ以下であり良好であった。更にまた、押出し性も良好であった。
【００８４】
これに対して、表８に示すＮｏ．２５、２６及び３０は比較例である。比較例Ｎｏ．２５及び２６は、Ｓｉ含有量が４．６質量％未満であるため、比摩耗量が１×１０−６ｍｍ２／ｋｇを超え、耐テープ摩耗性が０．２０を超え耐摩耗性が劣っていた。また、摩擦係数が０．２０を超え大きかった。比較例Ｎｏ．３０はＳｉ含有量が１３．５質量％を超えているため、切削性が３０μｍを超え劣っていた。また、押出し性が劣っていた。
【００８５】
【表９】
0003644539.tif 000010
【００８６】
表９はＣｕの影響についての評価結果を示す。表９に示すＮｏ．３２は請求項５に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．３２はアルミニウム合金中のＳｉ含有量が４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ含有量が２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ含有量が０．２乃至１．５質量％、Ｆｅ含有量が０．１乃至１．０質量％の範囲内にあり、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるため、耐テープ摩耗性が０．２０以下と耐摩耗性が良好であった。また、切削性も３０μｍ以下であり良好であった。また、Ｎｏ．３３は請求項４に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．３３はアルミニウム合金中のＳｉ含有量が４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ含有量が２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ含有量が０．２乃至１．５質量％の範囲内にあり、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるため、耐テープ摩耗性が０．２０以下と耐摩耗性が良好であった。また、切削性も３０μｍ以下であり良好であった。
【００８７】
これに対して、表９に示すＮｏ．３１及び３４は比較例である。比較例Ｎｏ．３１は、Ｃｕ含有量が１．００質量％と少ないため、耐テープ摩耗性が０．２０を超え劣っていた。また、比較例Ｎｏ．３４はＣｕ含有量が７．００質量％と多いため、切削性が劣っていた。
【００８８】
【表１０】
0003644539.tif 000011
【００８９】
表１０はＭｇの影響についての評価結果を示す。表１０に示すＮｏ．３６は請求項５に記載の発明の実施例である。実施例Ｎｏ．３６はアルミニウム合金中のＳｉ含有量が４．６乃至１３．５質量％、Ｃｕ含有量が２．０乃至５．０質量％、Ｍｇ含有量が０．２乃至１．５質量％、Ｆｅ含有量が０．１乃至１．０質量％の範囲内にあり、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるため、摩擦係数が０．２０以下と低く、耐テープ摩耗性が０．２０以下と良好であった。また、耐力も２５０Ｎ／ｍｍ２以上であり良好であった。
【００９０】
これに対して、表１０に示すＮｏ．３５及び３７は比較例である。比較例Ｎｏ．３５は、Ｍｇ含有量が０．１０質量％と少ないため、耐力が２４０Ｎ／ｍｍ２と低かった。また、摩擦係数が０．２０を超えると共に耐テープ摩耗性が０．２０を超え劣っていた。比較例Ｎｏ．３７はＭｇ含有量が２．００質量％と多いため、耐テープ摩耗性が０．２０を超え劣っていた。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金から構成されるため軽量で、更に、剛性、耐熱性及び耐磨耗性が優れたスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るスポーク型電子部品実装用フィルムキャリアテープ用リールの構成を示す側面図及び正面断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、夫々図１（ａ）及び（ｂ）に示すＡ断面及びＢ断面の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；リール
２；コア
３；スポーク
４；リング
【図１】
0003644539.tif 000012
【図２】
0003644539.tif 000013