JP3848651B2 - キャリアテープ原紙及びキャリアテープ - Google Patents

Description

本発明は、キャリアテープ原紙及びキャリアテープに関するものである。例えば、電子回路を製造する際に使用するチップ状の表面実装部品を、表面実装機に搬送する際に使用するキャリアテープ及びその原紙に関するものである。

回路基板表面に対して表面実装部品（電子部品）を直接実装する表面実装においては、いわゆるキャリアテープが使用されている。キャリアテープには、従来から、キャリアテープ原紙を幅８ｍｍにスリットし、貫通孔状のマージナル部を形成するとともに、貫通孔状のキャビティ部を形成して得た「パンチキャリアテープ」、エンボス状のキャビティ部を形成して得た「エンボスキャリアテープ」等がある。

この種のキャリアテープに表面実装部品を収納するにあたっては、例えば、パンチキャリアテープの場合であれば、図１に示すような工程を経る。
すなわち、まず、キャリアテープ２が巻き付けられたリール１から、キャリアテープ２が引き出され、例えば、熱で溶融するラミネート面を有する薄葉紙等からなるボトムテープ３が、キャリアテープ２の裏面に、熱板等の加熱手段５等によってヒートシールされる。これにより、キャリアテープ２のキャビティ部８，８…底面が封じられる。次に、このボトムテープ３がヒートシールされたキャリアテープ２は、部品収納装置（いわゆるテーピングマシン）１１の間隙部に挿通され、この間隙部内において、キャビティ部８，８…内に表面実装部品が収納される。そして、この収納後、直ちにトップテープ４が、キャリアテープ２の表面にヒートシールされ、キャビティ部８，８…の天面が封じられる。表面実装部品が封入（収納）されたキャリアテープ２は、部品収納装置１１の間隙部を通り抜けた後、カセットリール７や紙管などに巻き取られ、出荷に備えられる。

ところで、近年、表面実装部品封入の高速化にともなって、加熱手段５等によるボトムテープ３のヒートシールが、２００℃以上の高温で行われるようになっている（従来のヒートシール温度は、１６０〜１８０℃程度であった。）。従来のヒートシール温度では、熱量が不足して部分的な接着不良が生じ、表面実装部品の脱落が生じるおそれがあったためである。しかしながら、ボトムテープ３のヒートシールを高温で行うと、キャリアテープ２から蒸発する水分の量が多くなり、この水分が、キャリアテープ２を支持する支持部材６の受け溝１０内やその付近に結露として付着するようになる。そして、この結露は、ある程度の量となると、今度は、キャリアテープ２に付着し、浸透してしまい、キャリアテープ２の紙厚が膨潤により厚くなる。一方、部品収納装置１１の間隙部は、キャリアテープ２の厚さの１．２倍程度と、極めて狭く形成されている。表面実装部品が確実にキャビティ部８，８…に収納されるように、あるいはキャビティ部８，８…に収納した表面実装部品が飛び出さないようにするためである。したがって、キャリアテープ２が厚くなると、この厚くなった部分が、部品収納装置１１の間隙部で引っ掛かり、操業の停止を余儀なくされる。また、現在は定期的に操業を停止し、結露を除去することでキャリアテープ２が間隙部で引っ掛かるのを防止しているが、これによっても、結局、操業効率は悪くなってしまう。特に、キャリアテープの柔軟性を保持するために、水分率を通常より高く、例えば、８．５〜１０．５質量％程度に設定している場合（例えば、特許文献１参照。）は、大きな問題となる。
特開平３−２４９３００号公報

本発明が解決しようとする課題は、紙厚の変化が少なく操業効率を悪化させることのないキャリアテープ原紙及びキャリアテープを提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
表層、裏層及び中層を有する多層抄きとされたパルプを原料とする紙製のキャリアテープ原紙であって、
酸性多層抄紙され、かつ中層にロジン系サイズ剤が、又は、中性多層抄紙され、かつ中層にアルキルケテンダイマーサイズ剤が、絶乾パルプ１００質量部に対し、０．１５〜０．７５質量部内添され、
表層及び裏層に、ロジン系サイズ剤又はアルキルケテンダイマーサイズ剤が、絶乾パルプ１００質量部に対し、０．０３〜０．０５質量部内添されており、
サイズ剤が前記表層及び前記裏層に前記中層よりも低配合で含有されていることによって、下記（ａ）式で定義される質量変化率ＣＶが２０質量％未満とされている、ことを特徴とするキャリアテープ原紙。
（ａ）ＣＶ〔質量％〕＝（ＳＰＡ〔ｇ〕−ＳＰＢ〔ｇ〕）／ＳＢ〔ｇ〕×１００
ここに、ＳＰＡは、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁して得た試験片の両表面全体に厚さ２０μｍのポリエステルフィルムを貼付し、湿度５０％ＲＨの条件下で２３℃の蒸留水に２時間浸漬した後の質量であり、ＳＰＢは、蒸留水に浸漬する前の質量、ＳＢは、試験片の質量である。

〔請求項２記載の発明〕
紙厚が、０．３０ｍｍ以上である、請求項１記載のキャリアテープ原紙。

〔請求項３記載の発明〕
試験片のＪＩＳ Ｐ ８１２５（ただし、試験片は、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁したものとする。）に基づくこわさが、４０ｍＮ・ｍ以下である、請求項１又は請求項２記載のキャリアテープ原紙。

〔請求項４記載の発明〕
請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャリアテープ原紙に、貫通孔状のキャビティ部が形成された、ことを特徴とするキャリアテープ。

本発明によれば、紙厚の変化が少なく操業効率を悪化させることのないキャリアテープ原紙及びキャリアテープとなる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
〔キャリアテープ原紙〕
本実施の形態のキャリアテープ原紙は、表層、裏層及び中層を有する多層抄きとされ、サイズ剤が前記表層及び前記裏層に前記中層よりも低配合で含有されていることによって、下記（ａ）式で定義される質量変化率ＣＶが２０質量％未満とされている。
（ａ）ＣＶ〔質量％〕＝（ＳＰＡ〔ｇ〕−ＳＰＢ〔ｇ〕）／ＳＢ〔ｇ〕×１００
ここに、ＳＰＡは、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁して得た試験片の両表面全体に厚さ２０μｍのポリエステルフィルムを貼付し、湿度５０％ＲＨの条件下で２３℃の蒸留水に２時間浸漬した後の質量であり、ＳＰＢは、蒸留水に浸漬する前の質量、ＳＢは、試験片の質量である。

前記したように、結露がキャリアテープに付着し、浸透すると、キャリアテープが厚くなり、部品収納装置の間隙部において、引っ掛かるおそれがある。そこで、かかる引っ掛かりを防止するために、蒸留水に浸漬させた際のＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づく厚さの変化が、所定範囲内とされたキャリアテープ原紙を用いることも考えられる。しかしながら、ＪＩＳ Ｐ ８１１８に規定される試験方法は、５０ｋＰａ又は１００ｋＰａの圧力をかけて試験するものであるところ、キャリアテープ原紙は、水分が浸透すると膨潤し、柔軟性が増し、圧力によりつぶれが生じるため、誤差が生じてしまう。したがって、キャリアテープ原紙のＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づく厚さの変化が所定範囲内であるとしても、かかるキャリアテープ原紙から製造されたキャリアテープは、部品収納装置の間隙部において、引っ掛かるおそれがある。そこで、いかなるキャリアテープ原紙であれば、キャリアテープが部品収納装置の間隙部において、確実に引っ掛からなくなるかを研究した結果、得られたのが、本発明のキャリアテープ原紙である。

まず、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁して試験片を得る。断裁サイズを、８．０×１５０ｍｍとするのは、結露発生領域と同サイズとするのがより正確にキャリアテープ原紙を特定することができると考えられるところ、キャリアテープの幅が８．０ｍｍであること、結露は１５０ｍｍ程度にわたって発生すると知見されたこと、からである。

また、本発明者らが、研究を重ねたところ、結露の浸透は、主に断面から、特にマージナル部やキャビティ部の断面から生じることが知見された。そこで、試験片の両表面全体に２０μｍのポリエステルフィルムを貼付し、主に試験片の断面から浸透が生じるようにする。

ポリエステルフィルムを貼付した試験片は、湿度５０％ＲＨの条件下で２３℃の蒸留水に２時間浸漬する。蒸留水を使用するのは、キャリアテープに浸透する結露が蒸留水であるからであり、蒸留水としては、市販のものを使用することができる。

以上を基に、本発明者らが、この浸漬による前記（ａ）式で定義される質量変化率ＣＶを変えて、試験を重ねた結果、質量変化率ＣＶが２０％未満であると、キャリアテープの部品収納装置の間隙部における引っ掛かりが生じないことがわかった。これは、質量変化率ＣＶが２０％未満であると、結露の浸透によりキャリアテープが厚くなったとしても、部品収納装置の間隙距離未満、つまり当初の厚さの１．２倍未満にとどまることによると考えられる。

ところで、本発明のキャリアテープは、特に、紙厚が０．３０ｍｍ以上であると、従来のキャリアテープに比した引っ掛かり回避効果の差異が大きくなる。これは、紙厚が０．３０ｍｍ以上であると、マージナル部やキャビティ部の断面積が広くなり、より結露が浸透し易くなることによると、考えられる。

また、本発明において、試験片は、ＪＩＳ Ｐ ８１２５（ただし、試験片は、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁したものとする。）に基づくこわさが、４０ｍＮ・ｍ以下であるのが好ましく、３０ｍＮ・ｍ以下であるのがより好ましい。こわさが４０ｍＮ・ｍを超えると、表面実装部品が封入された後、カセットリール７や紙管などに巻き取られる際に、いわゆるシワが発生し、トップテープ４が浮き上がるおそれがある。トップテープ４の浮き上がりは、表面実装部品脱落の原因となる。なお、８．０×１５０ｍｍの試験片に断裁する前のキャリアテープ原紙であれば、ＪＩＳ Ｐ ８１２５（試験片のサイズも、ＪＩＳ Ｐ ８１２５による。）に基づくこわさを、１１５ｍＮ・ｍ以下とする。

次に、以上で説明したキャリアテープ原紙の製造方法について、説明する。
まず、キャリアテープ原紙の原料としては、例えば、木材パルプ、古紙パルプ、非木材パルプなどを、より具体的には、ダグラスファー、ラジアータパイン、杉、松等の針葉樹、ユーカリ、オーク等の広葉樹を主原料としたクラフトパルプ（ＫＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ディインキングパルプ（ＤＩＰ）、ウエストパルプ（ＷＰ）などを使用することができる。ただし、表面実装部品への影響という観点からは、填料が少ない方がよく、したがって、ディインキングパルプ（ＤＩＰ）、ウエストパルプ（ＷＰ）などの古紙パルプよりもバージンパルプを使用する方が好ましい。

また、キャリアテープ原紙は、１層であっても、２層、３層、４層又はそれ以上の多層であってもよい。ただし、断面部の水分（結露）浸透性をコントロールするという観点からは、多層（抄き）であるのが好ましい。多層抄きであれば、水分浸透抑制効果のある薬品を、中層に内添しつつも、表層及び裏層には中層よりも低配合で内添し、あるいは無添加とするなどのコントロールが可能となる。

水分浸透抑制効果のある製紙用薬品としては、例えば、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、スチレンマレイン酸、アルケニル無水コハク酸等のサイズ剤、ポリアクリルアミド系、酸化澱粉、カチオン化澱粉等の紙力増強剤、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン等の耐水化剤などから、１種又は２種以上を適宜選択して使用することができる。ただし、酸性抄紙の場合は、少量でも水分浸透抑制効果の高いロジン系サイズ剤を使用するのが好ましく、中性抄紙の場合は、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）サイズ剤を使用するのが好ましい。

サイズ剤は、原料に内添することも、抄紙した後、塗布又は含浸（外添）することもできるが、内添するのが好ましい。キャリアテープ原紙は、幅８ｍｍにスリットされて使用されることを考慮すると、キャリアテープ原紙は、どの平面位置においても、断面部の水分浸透性が均一でなければならないところ、外添では薬品が内部まで均一に浸透せず、断面部の水分浸透性が不均一になるおそれがあるからである。

酸性多層抄紙で、かつ、中層にロジン系サイズ剤を内添する場合、又は、中性多層抄紙で、かつ、中層にアルキルケテンダイマーサイズ剤を内添する場合、内添量は、絶乾パルプ１００質量部（表層及び裏層をも含む質量）に対し、０．１５〜０．７５質量部とするのが好ましい。０．１５質量部未満であると、十分な水分浸透抑制効果が得られない。０．７５質量部以上であっても水分浸透抑制効果は頭打ちとなるため、経済性に劣ることになり、しかも製紙系内の汚れの原因となる。また、表層や裏層に、サイズ剤を内添する場合は、ロジン系サイズ剤又はアルキルケテンダイマーサイズ剤を使用し、かつ内添量を絶乾パルプ１００質量部（表層及び裏層をも含む質量）に対し、０．０３〜０．０５質量部とするのが好ましい。表層及び裏層も、断面を有するため、水分浸透抑制効果をもたせるのが好ましいためである。

〔キャリアテープ〕
本実施の形態のキャリアテープは、以上で説明したキャリアテープ原紙を、幅８ｍｍの帯状にスリットし、長手方向に所定の間隔をおいて複数の貫通孔状のキャビディ部８，８…及び貫通孔状のマージナル部９，９…をパンチ加工により形成したものである。

キャビティ部８，８…及びマージナル部９，９…の形状、間隔、形成方法などは、特に限定されず、公知の方法と同様とすることができる。

キャリアテープが、本発明のキャリアテープ原紙、つまり、質量変化率ＣＶが２０質量％未満のキャリアテープ原紙から製造されたものであるか否かは、下記（ｂ）式で定義される質量変化率ＣＶ２が、２０質量％未満であるか否かによる。
（ｂ）ＣＶ２〔質量％〕＝（（ＳＰＡ２〔ｇ〕−ＳＰＢ２〔ｇ〕）／ＳＧ〔ｇ〕×（８〔ｍｍ〕×１５０〔ｍｍ〕／（８〔ｍｍ〕×１５０〔ｍｍ〕−ＣＡ〔ｍｍ²〕）））×１００
ここに、ＳＰＡ２は、キャリアテープを長さ１５０ｍｍ（幅８．０ｍｍ）に断裁して得た試験片の両表面全体に厚さ２０μｍのポリエステルフィルムを貼付し、湿度５０％ＲＨの条件下で２３℃の蒸留水に２時間浸漬した後の質量であり、ＳＰＢ２は、蒸留水に浸漬する前の質量、ＳＧは、試験片の質量、ＣＡは、キャリアテープに形成されている貫通孔（キャビティ部、マージナル部など）の総面積である。

次に、試験例を説明することにより本発明の効果を明らかにする。なお、当然、本発明を以下の試験例のものに限定する趣旨ではない。また、以下の試験例においては、特に説明ない限り、「部」及び「％」とは、それぞれ「質量部」及び「質量％」を意味し、「ｋｇ／ｔ」とは、パルプトンあたりの量（ｋｇ）を意味する。

〔試験例１〜７〕
表面層及び裏面層については、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）２５％、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）７５％からなるスラリーを、カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）４２０ｍｌに調節したものに、硫酸バンド２０ｋｇ／ｔ（有姿）及びアルキルケテンダイマーサイズ剤を添加したものを原料として使用した。一方、中間層としては、ＮＢＫＰ２５％、ＬＢＫＰ２５％、上物古紙パルプ５０％からなるパルプスラリーを、ＣＳＦ４２０ｍｌに調節したものに、硫酸バンド３０ｋｇ／ｔ（有姿）及びアルキルケテンダイマーサイズ剤を添加したものを原料として使用した。これらを円網多層抄紙機にて５層構造で抄き合わせることによりキャリアテープ原紙を得た。

サイズ剤の添加量を変化させて、得られた各キャリアテープ原紙について、質量変化率（本発明の方法による）、紙厚（ＪＩＳ Ｐ ８１１８による）及びこわさ（ＪＩＳ Ｐ ８１２５による）の試験を行った。その結果を表１に示した。

また、得られた各キャリアテープ原紙について、下記（１）〜（４）の工程を経てパンチキャリアテープを得た。
（１）キャリアテープ原紙を８ｍｍ巾にスリット、（２）貫通孔状のマージナル部（直径１．５ｍｍ）及びキャビティ部（０．６５×１．１５ｍｍ）を形成、（３）ボトムテープを貼付（２００℃でヒートシール）、（４）部品収納（１７５０個／分）。

得られたパンチキャリアテープの部品収納装置での操業性を評価した。操業性は、キャリアテープ３２００ｍｍ巻き２本を連続運転し、部品収納装置の間隙部で、キャリアテープが引っかかり、運転を停止することになった回数により下記基準で評価した。結果は、表１に示した。

運転停止が全く無かった場合を◎、多少の引っ掛かり傾向はあったが、運転に支障は無かった場合を○、運転停止が３〜９回発生した場合を△、運転停止が１０回以上発生した場合を×とした。

〔試験例８〕
紙の厚みを０．２８ｍｍとした以外は、試験例１〜７と同様とした。

〔試験例９〕
中間層の原料パルプをＮＢＫＰ１００％（ＣＳＦ４００ｍｌ）とした以外は、試験例１〜７と同様とした。

表１から、本発明の質量変化率と操業性とには相関関係があるのに対し、ＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づく紙厚と操業性とには相関関係がないことが分かる。また、質量変化率が２０％未満であると操業効率が悪化せず、特に質量変化率が１５％以下であるこの効果が確実に発揮されることも分かる。

キャリアテープに表面実装部品を収納する工程の説明図である。

符号の説明

１…リール、２…キャリアテープ、３…ボトムテープ、４…トップテープ、５…加熱手段、６…支持部材、７…カセットリール、８…キャビティ部、９…マージナル部、１１…部品収納装置。

Claims (4)

1. 表層、裏層及び中層を有する多層抄きとされたパルプを原料とする紙製のキャリアテープ原紙であって、
   酸性多層抄紙され、かつ中層にロジン系サイズ剤が、又は、中性多層抄紙され、かつ中層にアルキルケテンダイマーサイズ剤が、絶乾パルプ１００質量部に対し、０．１５〜０．７５質量部内添され、
   表層及び裏層に、ロジン系サイズ剤又はアルキルケテンダイマーサイズ剤が、絶乾パルプ１００質量部に対し、０．０３〜０．０５質量部内添されており、
   サイズ剤が前記表層及び前記裏層に前記中層よりも低配合で含有されていることによって、下記（ａ）式で定義される質量変化率ＣＶが２０質量％未満とされている、ことを特徴とするキャリアテープ原紙。
   （ａ）ＣＶ〔質量％〕＝（ＳＰＡ〔ｇ〕−ＳＰＢ〔ｇ〕）／ＳＢ〔ｇ〕×１００
   ここに、ＳＰＡは、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁して得た試験片の両表面全体に厚さ２０μｍのポリエステルフィルムを貼付し、湿度５０％ＲＨの条件下で２３℃の蒸留水に２時間浸漬した後の質量であり、ＳＰＢは、蒸留水に浸漬する前の質量、ＳＢは、試験片の質量である。
2. 紙厚が、０．３０ｍｍ以上である、請求項１記載のキャリアテープ原紙。
3. 試験片のＪＩＳ Ｐ ８１２５（ただし、試験片は、キャリアテープ原紙を８．０×１５０ｍｍに断裁したものとする。）に基づくこわさが、４０ｍＮ・ｍ以下である、請求項１又は請求項２記載のキャリアテープ原紙。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャリアテープ原紙に、貫通孔状のキャビティ部が形成された、ことを特徴とするキャリアテープ。
   
   

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