JPH0689220B2

JPH0689220B2 - 集積回路用トレー

Info

Publication number: JPH0689220B2
Application number: JP3651188A
Authority: JP
Inventors: 重則浜岡; 健二郎出森
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp; Asahi Yukizai Corp
Priority date: 1988-02-20
Filing date: 1988-02-20
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH01212452A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は集積回路（IC）もしくは大規模集積回路（LS
I）−以下、まとめて集積回路又はICと表記する−用ト
レーに係り、より詳しくは表面抵抗及び比重が小さく、
しかも加熱後の変形の少ない耐熱性のIC用トレーに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、IC製造の最終工程で行なわれるエポキシ樹脂成形
材料等の封止材の焼成（加熱硬化）工程、及び該工程に
続く梱包工程において、ICを保持および搬送する為に、
例えば凹溝部からなる製品収容部を多数形成した板状の
トレーが使用されている。

このようなトレーにはステンレスやアルミニウム等の金
属製のものと導電性を付与したポリスチレンやポリプロ
ピレン等のプラスチック製のものとの二種類があり、前
者は前記封止材の加熱硬化工程において、また後者は製
品梱包工程で使用されている。金属製及び導電性を付与
したプラスチック製のものが使用されるのは、ICが静電
気によって損傷し易い性質があるため、静電気の帯電を
防止するためである。ところで、上記のように２種類の
トレーが区別して使用されている理由は封止材の加熱硬
化工程では130〜150℃、４〜24時間の熱処理が行なわれ
るので、このような条件に繰り返しさらされるトレーは
優れた耐熱性も寸法安定性が要求され、また製品梱包工
程ではICを保持したトレーを重ねて梱包する為、軽量性
とコンパクト性が要求され、更には安価であることが要
求されるからである。

また、IC製造工場では、前記封止材加熱硬化工程から梱
包工程に移行するときにロボットでICを金属製トレーか
らプラスチック製トレーに移し替える作業が行なわれて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如き従来技術では、ロボットによ
るICの移し替え作業の際にICを落下させるなどの操作ミ
スが発生しやすく、また移し替え作業工程が付加されて
いることによる製造コストの増加等の問題がある。

これらの問題を解決する為、例えば特開昭58−214210号
公報に記載される汎用熱可塑性導電材料を使用した例が
あった。しかしながら、この熱可塑性樹脂は基本的特徴
が熱可塑性である為、ガラス転移温度はせいぜい150℃
であり、封止材の加熱硬化工程の熱処理温度を高くする
ことができないので処理時間が長くかかるという欠点が
あるほか、封止材の加熱硬化工程での高温、長時間かつ
ICをセットした後の重量負荷状況下では変形および寸法
変化が激しく、繰り返し使用には耐えられないものであ
った。

そこで、耐熱性を向上させる為、例えば特開昭61−2852
41号公報に開示されているごとく、フェノール樹脂を主
成分とする材料を用いて改質が行なわれた例もある。し
かしながら、この場合にはフェノール樹脂が熱硬化性で
ある為、150℃以上のガラス転移温度を維持するが、フ
ェノール樹脂の欠点である耐衝撃性の低さが未解決であ
り、根本的な問題を残したままであった。

そこで、耐衝撃性を向上させる為、特開昭61−287951号
公報に開示されているごとく、フェノール樹脂を繊維で
強化した材料を検討した例もあるが、耐衝撃性向上の為
には、繊維分30％以上の高充填配合にする必要があり、
繊維を高充填するとその分導電性が低くなり、その為比
重が1.8以上のカーボンブラックを大量に充填せざるを
えなかった。その結果、樹脂分が少なくなり、成形性の
悪し、曲げたわみ量の小さい、大変重いものになってし
まうという欠点を有していた。

本発明者等は、上記の如き従来技術の問題点に鑑み、耐
熱性の良好なフェノール樹脂成形材料に着目し、更に優
れたIC用トレーを製造するために検討を重ね、フェノー
ル樹脂にブタジエン系ゴム、導電性カーボンブラック、
無機充填剤、繊維状物質、流動性付与剤を配合してなる
フェノール樹脂成形材料を開発し、これを使用した体積
固有抵抗値が10⁵Ω・cm以下であるIC用トレーについて
先に特許出願を行なった（特願昭62−193174号）。しか
しながら、この材料からなるIC用トレーはガラス転移温
度は150℃以上ではあるが、比重が1.65以上で重く、ま
たトレーの加熱後の変形すなわち反りについても必ずし
も満足のいくものではなかった。

そこで、本発明は、特に本発明者等が先に開示したフェ
ノール樹脂成形材料によるIC用トレーにおいて低比重化
及び反りの低減を図り、従来技術の問題点を解決し、封
止材の加熱硬化工程及び製品梱包工程で一貫して使用で
きかつ導電性、耐熱性、機械的強度（耐衝撃性、反りの
防止）等に優れたIC用トレー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〕

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ね
た結果、レゾール型フェノール樹脂にアクリロニトリル
ブタジエン（以下「NBR」と略記）系ゴムを併用し、天
然又は再生繊維質充填材、および導電性カーボンブラッ
クを添加することにより、目的とするトレーが得られる
ことを見い出し、本発明を成すに至った。

すなわち、本発明は、レゾール型フェノール樹脂85〜95
重量％とアクリロニトリルブタジエン系ゴム15〜５重量
％とからなるマトリックス100重量部に、天然又は再生
繊維質充填材30〜45重量部及び導電性カーボンブラック
30〜45重量部を添加してなるフェノール樹脂成形材料よ
りなり、かつ表面抵抗値が10²〜10⁵Ω、比重が1.45以
下、ガラス転移温度が150℃以上である集積回路用トレ
ーにある。

フェノール樹脂は、熱硬化性樹脂の一つであり、耐熱
性、寸法安定性、品質安定性に優れるものであるが、三
次元架橋樹脂のため本質的に耐衝撃性に劣るので、IC用
トレーのように耐衝撃性の要求される用途では補強素材
を配合して強度の維持を図る必要がある。しかしなが
ら、補強素材としては軽量化のためにセルロースの様な
天然又は再生繊維からなる充填材を使用しなければなら
ないが、IC用トレーでは前記の如く帯電防止を図る必要
があり、軽量化のためにカーボンブラックを大量に配合
すると、大量のカーボンブラックと一緒に補強素材を大
量に配合することはできず、カーボンブラック自体はフ
ェノール樹脂に対する補強性が乏しいために加熱時の剛
性が極端に低下する。従って、薄肉複雑形状からなる本
発明のようなトレーにあっては、製品成形後の脱型時あ
るいはロボットによるトレーからのIC取り出し時の衝撃
により、トレーに割れ、欠け等が発生し、通常の配合処
方では使用不可能となる。そこで、本発明は導電性と熱
時剛性とのバランスを、カーボンブラックと繊維質充填
材のバランスの問題としてのみとらえていては本発明の
目的であるトレーを得ることができないと考え、マトリ
ックスであるフェノール樹脂自体に柔軟性を付与し、か
つトレーの諸特性を検討することによって本発明をなし
たのである。即ち、本発明ではフェノール樹脂85〜95重
量％に対してNBR系ゴム15〜５重量％を加えて有機マト
リックスとすることによって、カーボンブラックの配合
量を最適化しながら、なおかつIC用トレーの高温時剛
性、耐衝撃性をはじめとする諸特性の最適化を可能とし
た。上記の有機マトリックスを配合してなる本発明のト
レーは、IC製造時の高温下で変形や欠け等を生じないば
かりでなく、トレー自体の成形時にも割れ等を生じるこ
となく容易に成形できる。しかも、耐熱性（ガラス転移
温度150℃以上）、軽量（比重1.45以下）、かつ低表面
抵抗（10²〜10⁵Ω）のトレーを提供するので、ICの製造
工程及びその後の梱包工程の両方で併用することが可能
になる。

また、本発明に使用されるフェノール樹脂成形材料は、
比較的流動性が良好なため、IC用トレー成形時には、比
較的低い成形圧力時点で該材料がす早く、溶融し、成形
金型の端々まで均一に分散充填され、その後設定圧力で
さらに加熱硬化される。したがって、成形されたIC用ト
レーの各部分の密度が比較的均一になっており、内部応
力が小さいため変形（反り）が小さく押えられる。

本発明に使用されるレゾール型フェノール樹脂は、一般
的に公知のものが使用されるが、特にベンジリックエー
テルタイプ、アンモニアレゾールタイプ、あるいはアル
カリレゾールタイプ等の液状や固形状のものが好適なも
のとして挙げられ、単独又は混合して使用することがで
きる。これらのレゾール型フェノール樹脂が特に好まし
いのは、加熱硬化時に金属を腐食するハロゲンイオンあ
るいはアミン系ガスの発生が少なく、かつ自硬性を有し
ているからである。

本発明に使用されるNBR系ゴムとしては、一般的に公知
のものが使用されるが、特に部分架橋型NBR、カルボキ
シ化NBR等のベール状のもの、パウダー状のものあるい
はラテックス状のものが好適なものとして挙げられ、単
独又は混合して使用することができる。これらのNBR系
ゴムが特に好ましいのは、高温時において弾性率の保持
率が高いからである。NBR系ゴムはレゾール型フェノー
ル樹脂85〜95重量部に対して15〜５重量部使用される。
５重量部より少ないとゴム成分とてしての補強効果が得
られず、15重量部を超えるとフェノール樹脂−NBR系ゴ
ムマトリックスがゴム状物質となり、曲げ強度、引張強
度が低下し、ガラス転移温度が150℃以下となり、耐熱
性が低下するため好ましくない。

本発明に使用される天然又は再生繊維質充填剤として
は、一般的に公知のものが使用されるが、特にセルロー
ス、綿、レーヨン、キュプラ等のパウダー状、繊維状又
は布状のものが好適なものとして挙げられ、単独又は混
合して使用することができる。該充填剤はフェノール樹
脂−NBR系ゴムマトリックス100重量部に対して30〜45重
量部使用される。30重量部より少ないと成形時に気泡を
生じやすくなり、従ってもろくになり、また、45重量部
より多いと成形加工性に劣る為、得られる成形品の強度
が極端に低下するという問題がある。

充填材の比重は小さいものほど良いが、通常得られる天
然又は再生繊維質充填材のほとんどの比重が1.60以下で
ある。比重1.60以上の無機繊維および無機充填材は得ら
れる成形品の比重が1.45以上と重くなり、また曲げたわ
み量も小さくなるので、好ましくない。

また、本発明に使用される導電性カーボンブラックとし
ては、一般的に公知のものが使用されるが、特にアセチ
レンブラック、ファーネスブラックECF等が好適なもの
として挙げられ、単独又は混合して使用することができ
る。導電性カーボンブラックはフェノール樹脂−NBR系
ゴムマトリックス100重量部に対して30〜45重量部使用
される。30重量部より少ないと表面抵抗が10⁵Ω以上と
なり帯電防止性能が劣り、また45重量部を越えると表面
抵抗は10²Ω以下となり逆に低すぎて通電しやすくな
り、また成形加工性に劣る為、得られる成形品の強度が
低下するという問題がある。

フェノール樹脂成形材料は上記原材料を主成分として構
成されているが、該原材料以外に適宜、硬化促進剤、離
型剤、流動性付与剤、難燃剤あるいは染顔料等を添加し
て使用することができる。フェノール樹脂成形材料は常
法に従い、加熱混練後シート化を行ない、冷却の後、粉
砕することにより得られる。

本発明のIC用トレーはフェノール樹脂成形材料を使用し
てコンプレッション成形、トランスファー成形、又はイ
ンジェクション成形を行なうことにより得られ、その表
面抵抗値は10²〜10⁵Ωであり、比重は1.45以下、ガラス
転移温度は150℃以上のものである。

本発明のIC用トレーの表面抵抗値は10²〜10⁵Ωの範囲内
とする。IC用トレーの表面抵抗値が10⁵Ωより大きいとI
C用トレーが静電気を帯びることによりIC等に損傷を与
え易くなり、一方、10²Ωより小さいと、IC用トレーが
通電し易くなり、IC等に種々の悪影響を及ぼす。

また、本発明のIC用トレーの比重は1.45以下とする。IC
用トレーの比重が1.45より大きくなるとIC用トレーの重
量が増し、特に運搬作業等において作業者に支障を来
し、また、特に飛行機輸送が多いため、製品輸送におけ
るコストが高くなる。

また、本発明のIC用トレーのガラス転移温度は150℃以
上とする。IC用トレーのガラス転移温度が150℃より低
くなるとIC等の封止材の加熱硬化工程において、変形が
生じトレーとしての価値がなくなる。また、IC用トレー
は数回くり返して該工程で使用されるが、変形が生じる
ことにより、それが不可能となる。

本発明のIC用トレーの表面抵抗値、比重、ガラス転移温
度は前記のフェノール樹脂成形材料において基本的に実
現可能であるが、これらの値が上記の範囲から外れるも
のは本発明の範囲外である。

また、成形して得られたトレーを例えば180〜200℃下２
〜６時間のアフターキュア（後硬化）を行なうと耐熱性
を更に向上させることができる。

例えば、300×200×5mmの板状トレーは金型温度180〜20
0℃、成形圧力200〜400kg/cm²、硬化時間120〜180秒の
条件でコンプレッション成形を行なうことにより得るこ
とができる。該板状トレーは表面抵抗値が10⁴Ωであ
り、比重1.35、ガラス転移温度162℃であり、また常態
および150℃、１時間の加熱後の反りは0.5mm（10％）以
下と小さいものになっている。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明を説明する。

なお、フェノール樹脂成形材料の物性及び板状トレーの
反りは次に示す方法に従って測定した。

（１）曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、比重 JIS K-6911に準ずる。

（２）表面抵抗 HIOKI.E.E株式会社製テスターにて、JISK-6911にもとづ
く収縮片で測定した。

（測定方法）収縮片の環状隆起部の外周側面の直径方向２点に上記テ
スターのコード端子を接触させて測定する。

（３）ガラス転移温度熱分析装置（島津製作所製）を使用して伸び率（％）−
温度（℃）の相関図を作成し、グラフ上からガラス転移
温度（℃）を求めた。

（測定条件）試験片５φ×10mmの丸棒昇温速度５℃/min 測定温度室温〜200℃ （４）反り（常態および150℃、１時間後）金型温度190℃、成形圧力300kg/cm²、硬化時間150秒で
コンプレッション成形により300×200×5mmの板状トレ
ーを成形し、常態および150℃、１時間の加熱後の反り
をハイトゲージ（ミツトヨ製）にて測定する。

実施例１ベンジリックエーテル型フェノール樹脂（固形状）90重
量部部分架橋型NBR（日本合成ゴム製） 10 セルロース（興人製） 35 アセチレンブラック（電気化学製） 35 上記原材料を適量の硬化促進剤、離型剤および溶剤とと
もにヘンシェルミキサーにて均一分散混合し、熱ロール
上（80/60℃）で５〜７分間混練を行ないシート状にし
て取り出した。このシート状材料を適当な大きさに粉砕
し、成形可能なフェノール樹脂成形材料を得た。

この成形材料を使用して、金型温度180〜200℃、成形圧
力200〜400kg/cm²、硬化時間120〜180秒の条件でコンプ
レッション成形を行ない、試験用のテストピースを作成
し、曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、表面抵抗、比重の
各物性を測定した。また、ガラス転移温度および板状ト
レーの反り（常態および150℃、１時間加熱後）につい
ても前記条件で測定した。その結果を第１表に示す。

実施例２〜12 第１表に示す配合割合で実施例１と同様にして成形材料
を作成し、テストピース成形後、同様の物性等の測定を
行なった。その結果を第１表に示す。

比較例１第２表に示す配合割合でインジェクション成形を行ない
試験用のテストピースを作成し、曲げ強さ、シャルピー
衝撃強さ、表面抵抗、比重、ガラス転移温度、反り（常
態および150℃、１時間加熱後）について測定した。そ
の結果を第２表に示す。

比較例２〜７第２表に示す配合割合で実施例１と同様にして成形材料
を作成し、テストピース成形後、同様の物性等の測定を
行なった。その結果を第２表に示す。

〔発明の効果〕以上説明したように、本発明のIC（LSIを含む）用トレ
ーは耐熱性、耐衝撃性および導電性に優れ、かつ比重お
よび反りの小さいものとなっている。

したがって、本発明のIC用トレーを使用すると、ICもし
くはLSIの製造工場における加熱硬化工程の時間を1/2以
下に短縮することができ、また、該トレーの反りが小さ
いことから、該加熱硬化工程で数回くり返して使用する
ことが可能となり、さらに、製品の搬送、梱包を容易に
行うことができる。

また、本発明のIC用トレーを使用することにより、IC等
の加熱硬化工程および製品梱包工程を一貫作業にするこ
とができ、工程の単純化の実現および製品移し替え時の
作業ミスの削除等がはかられため、作業能率が向上し、
製品価値が大巾に低減できるという大きな効果が得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 //(Ｃ０８Ｌ 61/10 9:02） (Ｃ０８Ｋ 13/04 7:02 3:04） (56)参考文献特開昭59−223746（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−287951（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−285241（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−193174（ＪＰ，Ａ) 特公昭56−48923（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レゾール型フェノール樹脂85〜95重量％と
アクリロニトリルブタジエン系ゴム15〜５重量％とから
なるマトリックス100重量部に、天然又は再生繊維質充
填材30〜45重量部及び導電性カーボンブラック30〜45重
量部を添加してなるフェノール樹脂成形材料よりなり、
かつ表面抵抗値が10²〜10⁵Ω、比重が1.45以下、ガラス
転移温度が150℃以上である集積回路用トレー。