(57)【要約】【課題】本発明は、耐傷性および粘着性に優れる粘着層を備えた基板搬送用部材を提供することを目的とする。【解決手段】被搬送物である基板に接触する粘着層と、粘着層を固定する基材層と、を備え、粘着層は、シリコーン樹脂とカーボンブラックとを少なくとも有する混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形して得られる層であり、粘着層中におけるカーボンブラックの含有量が、粘着層全質量に対して、０．１〜２０質量％である、基板搬送用部材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物である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、シリコーン樹脂とカーボンブラックとを少なくとも有する混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形して得られる層であり、
前記粘着層中における前記カーボンブラックの含有量が、前記粘着層全質量に対して、０．１〜２０質量％である、基板搬送用部材。
【請求項２】
前記シリコーン樹脂が、シリケート化合物、および、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンを、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である、請求項１に記載の基板搬送用部材。
【請求項３】
前記カーボンブラックの算術平均一次粒径が１５〜１５０ｎｍである、請求項１または２に記載の基板搬送用部材。
【請求項４】
前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が１０〜１８０ｍ2／ｇである、請求項１〜３のいずれか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、基板搬送用部材に係り、特に所定量のカーボンブラックが含有される粘着層を有する基板搬送用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、小型部品が実装されるプリント配線基板などの基板に対して、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４３８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電子機器の高機能化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化が進んでおり、より高い精度で電子部品を基板上の所定の位置に実装することが求められている。
一方、通常、基板搬送用部材は繰り返し使用されるため、被搬送物である基板と密着する粘着層の粘着力は繰り返し使用した後も維持されることが望ましい。
本発明者らが、特許文献１に記載される所定の化合物で製造される粘着層を有する基板搬送用キャリアを用いて基板の搬送を複数回行ったところ、粘着層に基板を貼り付ける際または基板を剥がす際に、粘着層表面に傷がつきやすいという問題があった。粘着層表面に傷があると、被搬送物である基板に対する粘着力が低下し、結果として搬送中に基板に位置づれが生じやすくなり、生産歩留りの低下を招くことになる。
【０００６】
粘着層表面での傷の発生を抑制する方法としては、粘着層自体の架橋密度を増やして、より硬い粘着層を製造する方法もある。
しかし、粘着層自体を硬くすると粘着力の低下を引き起こし、基板の位置づれの発生や、基板搬送用部材のリユース性が低下を招くことになる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、耐傷性および粘着性に優れる粘着層を備えた基板搬送用部材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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、カーボンブラックを粘着層に所定量添加することにより、上記課題が解決できることを見出した。
つまり、本発明者らは、以下に示す手段により上記目的を達成しうることを見出した。
【０００９】
（１）  被搬送物である基板に接触する粘着層と、
粘着層を固定する基材層と、を備え、
粘着層は、シリコーン樹脂とカーボンブラックとを少なくとも有する混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形して得られる層であり、
粘着層中におけるカーボンブラックの含有量が、粘着層全質量に対して、０．１〜２０質量％である、基板搬送用部材。
（２）  シリコーン樹脂が、シリケート化合物、および、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンを、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である、（１）に記載の基板搬送用部材。
（３）  カーボンブラックの算術平均一次粒径が１５〜１５０ｎｍである、（１）または（２）に記載の基板搬送用部材。
（４）  カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が１０〜１８０ｍ2／ｇである、（１）〜（３）のいずれかに記載の基板搬送用部材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐傷性および粘着性に優れる粘着層を備えた基板搬送用部材を提供することができる。
【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、本発明の基板搬送用部材の好適態様について説明する。
まず、従来技術と比較した本発明の特徴点としては、粘着層中に所定量のカーボンブラックが含まれる点が挙げられる。通常、フィラーを添加すると粘着層の表面硬度は上昇するものの、粘着層自体が硬くなり粘着力は低下する場合が多い。しかしながら、所定量のカーボンブラックをシリコーン樹脂が含まれる粘着層中に混合させた場合、粘着力の低下を引き起こすことなく、耐傷性が向上することを見出した。
【００１３】
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。
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および図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、粘着材とカーボンブラックとを含んで構成されている。
具体的には、粘着層１２は、シリコーン樹脂と所定量のカーボンブラックとを少なくとも有す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。
【００１４】
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。
【００１５】
〔粘着層〕
まず、粘着層１２について説明する。
粘着層１２は、充填材であるカーボンブラックと後述するシリコーン樹脂とを含む混合物を乾燥焼成処理してシート状に成形して得られる層である。
以下では、まず、粘着層を構成するカーボンブラックについて詳述する。
【００１６】
（カーボンブラック）
まず、カーボンブラックについて詳述する。
粘着層中におけるカーボンブラックの含有量が、粘着層全質量に対して、０．１〜２０質量％である。なかでも、粘着層の耐傷性および粘着性のバランスがより優れる点で、０．５〜２０質量％が好ましく、１．０〜１５質量％がより好ましく、引っ掻き強度がより優れる点で、１０〜１５質量％がさらに好ましい。
カーボンブラックの含有量が０．１質量％未満または２０質量％超の場合、粘着層の耐傷性または粘着性の少なくとも一方が劣る。
【００１７】
カーボンブラックの算術平均一次粒径は特に制限されないが、粘着層の耐傷性がより優れる点で、１０ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、また、１５０ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下がさらに好ましい。
なお、算術平均一次粒径はいわゆる一次粒子の平均粒径で、カーボンブラックの集合体（ストラクチャー）を構成する小さな球状（微結晶による輪郭を有し、分離できない）成分（少なくとも１０個以上）を電子顕微鏡写真で測定して、それらの直径を算術平均した値である。なお、測定対象が球状でない場合、長径を用いて計算する。
【００１８】
カーボンブラックのＢＥＴ比表面積は特に制限されないが、粘着層の耐傷性がより優れる点で、１０ｍ2／ｇ以上が好ましく、２５ｍ2／ｇ以上がより好ましく、１８０ｍ2／ｇ以下が好ましく、１４０ｍ2／ｇ以下がより好ましい。
なお、該ＢＥＴ比表面積の値はＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８８に準拠して測定した値である。
【００１９】
粘着層１２には、２種以上のカーボンブラックが含まれていてもよい。
使用されるカーボンブラックとしては、公知のカーボンブラック（例えば、東海カーボン社製シーストＴＡ、東海カーボン社製シーストＶ、東海カーボン社製シースト９）などを適宜使用できる。
【００２０】
（シリコーン樹脂）
次に、粘着層１２の形成に使用されるシリコーン樹脂について説明する。
シリコーン樹脂の種類は特に制限されず、公知のシリコーン樹脂を使用することができる。例えば、熱硬化型のシリコーン樹脂（樹脂および樹脂組成物を包含していう）が用いられる。熱硬化型シリコーン樹脂としては、例えば、縮合反応型または付加反応型のシリコーン樹脂を用いることができる。
例えば、上記縮合反応型のシリコーン樹脂としては、例えば、末端にＯＨ基を持つポリジメチルシロキサンと末端が水素であるポリジメチルシロキサン（ハイドロジェンシラン）を有機錫触媒（例えば、有機錫アシレート触媒）を用いて縮合反応させることにより、三次元架橋構造を形成し得る組成物が挙げられる。
また、付加反応型のシリコーン樹脂としては、例えば、末端にビニル基を導入したポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシランとを白金触媒を用いて反応さることにより、三次元架橋構造を形成し得る組成物が挙げられる。
【００２１】
シリコーン樹脂の好適態様としては、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る組成物（シリコーン樹脂）が挙げられる。
【００２２】
組成物中には、低分子のシロキサンが含まれていない、または、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、組成物は、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。
【００２３】
以下では、使用されるシリケート化合物、末端をシリケート変性したポリジメチルシロキサンに関して詳述する。
なお、ここで、ポリジメチルシロキサンを「ＰＤＭＳ」と略し、両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。
【００２４】
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またはそのオリゴマーである。オリゴマーとは、主鎖にシロキサン（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）骨格を持ち、側鎖にアルコキシ基（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。
【００２５】
シリケート化合物が金属アルコキシドのオリゴマーであれば、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。
【００２６】
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。
【００２７】
一方、変性ＰＤＭＳとは、シリケート化合物にてＰＤＭＳの両末端を変性処理したものであり、より具体的には、両末端にヒドロキシ基（シラノール基にも該当）を有するＰＤＭＳと、シリケート化合物（特に、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が好ましい）とを反応（加水分解・縮合反応）させて得られるものをいう。
【００２８】
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。
変性ＰＤＭＳは、質量平均分子量が５０００以上で１５００００以下の範囲にあるものが使用されることが好ましい。
【００２９】
ここで、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＝４〜１６）で表されるシリケート化合物であることが好ましく、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＝４〜１６、ｍ＞５０）で表される変性ＰＤＭＳであることが好ましい。
なお、化学式１で表されるシリケート化合物の好適態様としては、以下の式（Ｘ）で表される化合物が挙げられる。
【００３０】
【化１】
2014070118.tif 000003
【００３１】
上記式中、Ｒ１は炭素数４以下のアルキル基、ｎは４〜１６の整数である。
上記シリケート化合物は公知の方法に従って合成してもよく、市販品（例えば、エチルシリケート４５（多摩化学工業製））を使用してもよい。
変性ＰＤＭＳは、公知の合成方法（例えば、特許４２５５０８８号）などを参照して合成してもよいし、市販品を使用してもよい。
【００３２】
また、シリケート化合物（Ａ）と変性ＰＤＭＳ（Ｂ）との配合の割合が、Ａ／Ｂのモル比にて、０．０５以上１０以下の範囲であることが好ましい。最適な配合の割合は、Ａ／Ｂのモル比にて０．５前後である。
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】
（組成物の生成）
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により、組成物を製造する。
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、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。
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。
【００３４】
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。
【００３５】
〔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。
【００３６】
〔基板搬送用キャリアの製造方法〕
次に、基板搬送用キャリア１０の製造方法の一例について説明する。
まず、粘着層形成用組成物として、上記組成物と、カーボンブラックと、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、この粘着層形成用組成物を金型に塗布し、乾燥焼成処理によって、硬化（固体または半固体「ゲル」とも呼ぶ。）させて成形する。成形形状は、基板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、基板搬送用キャリア１０が得られる。
【００３７】
なお、基板搬送用キャリア１０の製造方法は、上記態様に限定されず、例えば、粘着層形成用組成物を直接ベース１４表面上に塗布し、乾燥焼成処理によって、硬化（固体または半固体「ゲル」とも呼ぶ。）させて粘着層１２を製造してもよい。
【００３８】
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】
【００３９】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００４０】
［実施例１〜５、比較例１〜２］
（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９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＝８〜１０）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。両末端にヒドロキシ基を含有。）（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、組成物であるゾルを得た。
【００４１】
（粘着層形成用塗料の調製）
次に、表１に従って各種成分を混合した混合物を用いて、粘着層形成用組成物を調製した。なお、カーボンブラックは、粘着層中における含有量が表１に記載の「カーボンブラックの含有量（質量％）」欄の数値となるように混合した。また、用いたカーボンブラックは、表２に示す。
【００４２】
（シートの作製）
調製した粘着層形成用組成物をシャーレ（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ）に仕上がりで０．５ｍｍ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、粘着層となる引張り強度測定試験片シート（厚さ０．５ｍｍ）を得た。
【００４３】
（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、引掻き強度および呈する色について調べた。
【００４４】
（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Ｌ：１００ｍｍ×Ｗ：５０ｍｍに切り出した基板（カプトン３００Ｈ（東レ・デュポン社製））の長手方向の端部を１０ｍｍ程度残して、残りの部分をローラー圧着した。次に、粘着層１２と接触していない該端部を鉛直方向に１００ｍｍ/ｍｉｎの速度で引き上げて、基板の剥離を行い、その際の剥離力を測定した。評価は、９０°剥離試験機（IMADA社製）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。
【００４５】
（引掻き強度試験）
引掻き強度試験では、新東科学社製、連続加重式引掻強度試験機を用いた。引掻く針として、先端が０．２ｍｍφのサファイア針を用い、引掻き速度３００ｍｍ/ｍｉｎで試験を実施し、粘着層１２が破壊されるまでの荷重を引掻き強度の指標として用いた。以下の基準に従って、評価した。
「Ａ」：引っ掻き強度が１５０ｇ以上
「Ｂ」：引っ掻き強度が１２０ｇ以上１５０ｇ未満
「Ｃ」：引っ掻き強度が９０ｇ以上１２０ｇ未満
「Ｄ」：引っ掻き強度が９０ｇ未満
【００４６】
（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。
【００４７】
表１中の「ゾル」「ＥＳ４５」欄に記載の数値は、質量部を表す。
表１中の「カーボンブラックの含有量（質量％）」は、粘着層全質量に対するカーボンブラックの含有量を表す。
「ＥＳ４５」は、ＥＳ４５（エチルシリケートの約９量体のオリゴマー  多摩化学工業（株）製シリケート４５）である。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
【表２】
2014070118.tif 000005
【００５０】
表１より、本発明の基板搬送用部材中の粘着層は引っ掻き強度に優れると共に、剥離強度も高く粘着性に優れることが確認された。特に、カーボンブラックの算術平均一次粒径が小さいほど、引っ掻き強度に優れることが確認された。また、実施例３〜５から分かるように、カーボンブラックの含有量が１０質量％以上の場合、引っ掻き強度が優れることが確認された。
一方、比較例１に示すように、粘着層中におけるカーボンブラックの含有量が少なすぎる場合、剥離強度および引っ掻き強度が劣ることが確認された。また、比較例２に示すように、粘着層中におけるカーボンブラックの含有量が多すぎる場合、各種評価を実施できる程度の粘着層を作製することができなかった。
【００５１】
上述した実施例は、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。
【００５２】
例えば、上述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９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を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
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】
2014070118.tif 000006
【図２】
2014070118.tif 000007