CN102762683B - 粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明为在基材上具有粘合层的粘合片,将粘合层的蠕变率设为2.5%以下、弹性变化率为73%以上。进而,将粘合层的马氏硬度设为80N/mm2以下。该粘合片在被粘物上具有凹凸的情形时,即使反复与凸部进行压接,也可抑制由凸部所产生的变形,防止因变形所引起的光透过率的降低即白化。因此,适合作为对于使用具有通孔等的凹凸的基板来制造印刷配线板等时所使用的光掩模用的表面保护膜来使用。
Description
技术领域
本发明涉及粘合片,特别是即使反复施加较强压力,也能防止粘合层的光透过率降低的粘合片。
背景技术
通常,印刷配线板或树脂凸版是使光掩模(曝光用原稿)密合曝光于液状光致抗蚀剂等的具有粘合性的光致抗蚀剂上而制作的。因此,如果事先没有对光掩模表面施以任何处理的话,当曝光结束后要从光致抗蚀剂剥离光掩模时,就会造成光致抗蚀剂的一部分附着于光掩模表面,即使擦拭也会残留于光掩模上,因而产生导致曝光精度下降的问题。鉴于这种情况,一直以来会在光掩模上的与光致抗蚀剂相对置的面上,设置具有脱模性的表面保护膜,以防止光致抗蚀剂附着于光掩模。
作为这样的光掩模用的表面保护膜,提出了如下方案:在塑料膜的一个面上具有脱模性的表面保护膜,而另一个面具有粘合层(参照专利文献1)。
然而,这样的表面保护膜,在与光致抗蚀剂相对置的面,虽是隔着粘合层而贴合,但当在光掩模等具有高度差部时,有气泡残留在由粘合层所覆盖的高度差部分(也被称为卷入气泡)的问题,因此正谋求一种不会卷入气泡的粘合层(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-7121号公报(段落【0002】)
专利文献2:日本特开2003-322958号公报(现有技术)
发明内容
发明所要解决的问题
通过使粘合层变软而易于追随高度差,可防止气泡的卷入,但此情况通过反复进行密合曝光,会使粘合层的一部分白化,而产生光透过率降低的问题。
因此,在本发明中,目的在于提供一种即使反复进行密合曝光,粘合层也不会白化,而可以防止光透过率降低的粘合膜。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题而进行深入研究后,其结果可知:作为印刷配线板等的基础的基板由于其通孔等的凹凸,在进行密合曝光时凸部会比平滑部被施加更强的压力。并且发现该凸部由于在每一次反复曝光,就会对粘合层强力按压,而引起粘合层的强烈变形,由于在产生变形的部分会造成光的散射,因而降低粘合层的光透过率,从而解决该问题。
即,本发明发现粘合层所产生的不可逆的变形是上述光透过率降低的原因,并且发现通过将有关粘合层变形的物理特性设定在规定的范围,可以解决光透过率降低即白化的问题。
本发明的粘合片,其特征在于,在基材上具有粘合层,上述粘合层的蠕变率为2.5%以下,和/或其弹性变形率为73%以上。
另外,其特征在于,上述粘合片的粘合层的马氏硬度为80N/mm2以下。
另外,其特征在于,上述粘合片的粘合层的厚度为0.5~20μm。
另外,本发明的粘合片,其特征在于,在粘合片的上述基材的、与设有粘合层的面相反的面上设置有功能层。
发明效果
本发明的粘合片,即使在粘合片表面与具有凹凸的部件反复接触的情况下,也可以防止粘合层的光透过率降低。
进而,本发明的粘合片,在贴合到被粘体时,可以防止气泡混入。
附图说明
图1是显示本发明的粘合片的一个实施方式以及其使用例的图。
具体实施方式
以下说明有关本发明的粘合片的实施方式。
作为基材所使用的合成树脂膜,可举出聚酯、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸、聚烯烃、纤维素树脂、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、氯乙烯系树脂、氟树脂等的合成树脂膜等。其中更以具有优异的平面性的树脂更适合使用,特别是施以拉伸加工、或双轴拉伸加工后的聚酯膜,由于其在机械强度上、及尺寸稳定性上均优异,加上韧性也强,所以较为理想。另外,厚度优选为1~100μm左右。
尤其是,对于将粘合片作为光掩模保护用的粘合片时,优选曝光时所使用的紫外线的光透过率较高的树脂,可采用:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、三醋酸纤维素、丙烯酸、聚氯乙烯等的透明性优异的高分子膜。特别是施以双轴拉伸加工后的聚对苯二甲酸乙二酯膜,由于其在机械强度上、及尺寸稳定性上均优异所以适合于使用,也适合使用在设置有易粘接层等。透明高分子膜的厚度,由于会影响分辨率,所以优选较薄,但也须考虑操作性,作为厚度的下限,为1μm以上,优选为2μm以上,进一步更优选为4μm以上,而作为上限,为50μm以下,优选为25μm以下,进一步更优选为12μm以下的范围。
其次,作为粘合层,虽可使用一般所使用的丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、硅酮系粘合剂等的透明粘合剂,但在成为粘合层时,必须按照具有后述的规定的物理特性进行调整。另外,也可以使用具有防止带电等的功能的粘合剂。作为粘合剂所使用的树脂的分子量(重均分子量)优选为1万~100万,特别优选为30万~80万。
本发明的粘合片,若是用在以保护图像等为目的的情形时,期望粘合剂也为透明且其本身要具有较高的耐光性。作为这样的粘合剂,以氨基甲酸酯交联性或环氧交联性的高分子量丙烯酸系粘合剂较合适。尤其是,为了使粘合力不会降低,并可维持所需要的蠕变率时,优选为环氧交联性的高分子量丙烯酸系粘合剂。另外,也可以是并用环氧交联剂与氨基甲酸酯交联剂的交联性(高分子量丙烯酸系)粘合剂。
另外,为了调整粘合性与其他特性,粘合层可以含有固化剂。作为固化剂,可举出环氧系固化剂、异氰酸酯系固化剂等,但其中以环氧系固化剂因其特性的调整较为容易,所以较为合适。
其次说明粘合层的特性。一般而言,粘合层所要求的特性有粘合力、硬度、弹性等。
首先,关于粘合力,其为依照JIS Z0237的方法对被粘体所测量的粘合力,优选0.5~5.0N/25mm宽;更优选为:1.0N/25mm宽以上、4.0N/25mm宽以下,更优选为3.5N/25mm宽以下。通过制成0.5N/25mm宽以上,可以防止在曝光作业中易于从光掩模剥离,通过制成5.0N/25mm宽以下,可利于进行保护膜的贴换。
关于硬度,其依照ISO-14577-1的方法所测量的马氏硬度(Martenshardness)优选为80N/mm2以下,进一步优选为60N/mm2以下,尤其优选为50N/mm2以下。通过制成马氏硬度80N/mm2以下,可以防止贴合时的气泡卷入。
所谓马氏硬度,是表示由利用维氏(Vickers)压头压入到粘接层表面时的测试荷重以及压入表面积所求得的粘接层的硬度(凹陷难度),来作为粘接层的硬度指标。
这样一来,为了防止贴合时的气泡卷入,而将粘合层制成马氏硬度较小且较为柔软虽是有效手段,但仅仅是制成柔软的粘合层,会使粘合层容易产生变形。因此,在本发明中,为了使粘合层不会产生变形,因而将蠕变率设定在2.5%以下、或弹性变形率设定在73%以上。
本发明中,所谓蠕变率,是依照ISO-14577-1的方法所测量的,具体来说,是由达到负荷荷重(1mN)时的压入深度,以及在一定的保持时间(5秒钟)后的压入深度,并通过下式所求得的。
[蠕变率]={(h2-h1)/h1}×100(%)
其中,
h1:达到负荷荷重(1mN)时(从负荷开始20秒钟后)的压入深度,
h2:保持时间(5秒钟)后的压入深度
本发明中,所谓弹性变形率,是依照ISO-14577-1的方法所测量的,具体来说,可以由对于测量对象施加规定的荷重(1mN)时的作功量(总作功量Wt),以及一定的保持时间(5秒钟)后,使压头的荷重回到0mN时的作功量(塑性变形作功量Wp),来求得弹性变形率。
We=Wt-Wp(We:弹性变形作功量)
[弹性变形率]=We/Wt
蠕变率为2.5%以下,优选为2.0%以下。另外,粘合层的弹性变形率为73%以上,优选为77%以上。依据本发明者的研究,蠕变率与弹性变形率之间有相关关系,弹性变形率愈高,则蠕变率愈低。通过使蠕变率为2.5%以下,以及弹性变形率为73%以上,可使具有凹凸的部件的凸部,以较强的压力按压于粘合层,即使粘合层产生变形也可以回复到原来的状态。其结果,可以防止在粘合层的变形部分引起光的散射而使光透过率降低的现象,即,可防止粘合层的白化。
上述粘合层的特性(蠕变率、弹性变形率、以及马氏硬度)可以通过粘合层所采用的粘合剂的分子量或支链率、粘合剂与固化剂的混配比或固化剂的种类等来调整。例如,蠕变率是分子量愈大则变小,另外粘合层的全部固态成分中的固化剂的含量愈多则变小。弹性变形率是分子量愈大则愈大,另外粘合层的全部固态成分中的固化剂的含量愈多,则弹性变形率愈变大。其中,由于马氏硬度也是分子量愈大则愈大,并且粘合层的全部固态成分中的固化剂的含量愈多,则马氏硬度愈变大,所以必须进行调整使马氏硬度不至于过大。在使用支链率较高的粘合剂的情形时,可以使马氏硬度不会变大,而减少蠕变率,并增大弹性变形率。
具体来说,作为粘合剂的分子量(重均分子量),优选为1万~100万,特别优选为30万~80万。粘合层的全部固态成分中的固化剂优选为0.01~5重量%的范围。尤其是在使用环氧系固化剂的情形时,优选为0.01~2重量%。若要维持弹性变形率较大且蠕变率较小的条件,而要减少马氏硬度时,可使用支链较长的粘合剂。
为了不妨碍透明性(分辨率),并取得适当的粘合性,粘合层的厚度的下限为0.5μm以上,优选为1μm以上,更优选为2μm以上的范围,上限为20μm以下,优选为12μm以下,更优选为6μm以下的范围。
另外,对于粘合层,为了使粘合片的操作性不会因其具有粘合性而降低,也可以适当地在表面贴合上已施有脱模处理的脱模膜。
在本发明的粘合片的没有设置粘合层的面,也可设置脱模层、硬涂层、防雾层、光催化层、记录层,防粘连层等的功能层。
脱模层是用来使光致抗蚀剂等不易附着于粘合片表面的层,而在粘结剂树脂含有脱模剂的层。通过具有脱模层,可以防止光致抗蚀剂对被粘体的附着。
硬涂层是用来防止粘合片表面损伤的层,为通过固化型树脂所形成的层。通过具有硬涂层,可以使被粘体不易受到损伤。在硬涂层中,可以添加用来防止映入反射(日文:写り込み)的消光剂。另外,也可以兼具有上述脱模层的功能。
防雾层是用来防止因水蒸气所造成的雾滴的层,为利用亲水化树脂或表面活性剂使表面亲水化的层。光催化层是由二氧化钛等的光催化剂构成,并通过光来显现出亲水性的层,具有可以用水冲洗掉附着于表面的尘埃或脏污的功能。
记录层是用来对粘合片赋予具有可供喷墨记录、激光印刷等的记录等的油墨接受性的层,可形成相应于记录方式的公知的记录层。防粘连层是粘合片彼此间或重叠其他膜时用来防止粘连的层,也可以使硬涂层等其他的功能层兼具有防粘连功能。在这些功能层中,也可以添加流平剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等的添加剂。
功能层可以根据其功能适当地组合设置。例如,也可在防粘连层上设置记录层。
功能层与粘合层相同,可以将含有构成功能层的材料的涂布液,通过辊涂布法、棒涂布法、喷雾涂布法、气刀涂布法等的公知的方法涂布于塑料膜上,根据需要可通过加热或电离放射线照射而形成。
依据如以上所述的本实施方式,通过具有规定范围的特性的层来作为粘合层,即使在粘合片表面与具有凹凸的部件反复接触的情形下,也可以防止粘合层的光透过率降低。另外,本发明的粘合片,在对被粘体进行贴合时,可以防止气泡混入。
图1显示本发明的粘合片的一个实施方式。在图1所示的例子中,粘合片10是由基材11、在基材的一个面形成的粘合层12、覆盖粘合层12的脱模膜13、以及在基材11的另一个面形成的功能层14所构成。
如此构成的粘合片,通过剥离脱模膜13,将粘合层12压接于所欲施加的被粘接部件15,可以作为部件15的表面保护膜来使用。根据需要,可以从部件15剥离,然后再粘接。本发明的粘合片,除了适合使用作为光掩模的表面保护膜之外,也可以作为用来对被粘接部件15的表面赋予特定功能的粘合片。
〔实施例〕
以下,通过实施例更进一步说明本发明。另外,“份”或“%”只要没有特别表示,则是以重量为基准。
〔实施例1〕
利用棒涂布将下述组成的脱模层用涂布液涂布于厚度6μm的透明高分子膜(Lumirror:TORAY公司)的一个表面后,在120℃加热5分钟使其固化,形成厚度约0.5μm的脱模层。然后在另一个面涂布下述配方的粘合层用涂布液,通过使其干燥,形成厚度约2μm的粘合层,制作成可以作为表面保护膜来使用的粘合片。在粘合层上贴合为了操作而使用的厚度25μm的聚对苯二甲酸乙二酯脱模膜(MRB:三菱树脂公司)。
<脱模层用涂布液>
·电离放射线固化型树脂 33份
(DeSolite 7501:固体成分50%,JSR公司)
·硅酮丙烯酸酯脱模剂 0.2份
(硅酮含有率70%,固体成分100%)
·多价不饱和有机化合物 4份
(KAYARAD R167:固体成分100%,日本化药公司)
·硅烷偶联剂 0.1份
(KBM 5103:固体成分100%,信越silicone公司)
·稀释溶剂 65份
<粘合层用涂布液>
·丙烯酸系粘合剂 (表1记载的份)
(SK-1442:固体成分45%,综研化学公司)
·表1记载的固化剂 (表1记载的份)
·稀释溶剂 (表1记载的份)
〔表1〕
丙烯酸系粘合剂 | 固化剂A | 固化剂B | 稀释溶剂 | |
实验例1 | 8.89 | 0.24 | - | 31.11 |
实验例2 | 8.89 | 0.16 | - | 31.11 |
实验例3 | 8.89 | 0.08 | - | 31.11 |
实验例4 | 8.89 | 0.06 | - | 31.11 |
实验例5 | 8.89 | 0.04 | - | 31.11 |
实验例6 | 8.89 | - | 0.30 | 31.11 |
实验例7 | 8.89 | - | 0.06 | 31.11 |
实验例8 | 8.89 | 0.45 | - | 31.11 |
另外,表1中的固化剂A表示环氧系固化剂(E-5XM:固体成分5%,线研化学公司)。固化剂B表示异氰酸酯系固化剂(L-45:固体成分45%,综研化学公司)。
针对于所得的粘合片(实验例1~8)与市售的表面保护膜(TACKWELL#157SD-N4,积水化学工业公司)(参考例1、2),进行了后述的评价。将结果显示于第2表。
〔蠕变率与弹性变形率〕
从实验例1~8及参考例1、2的粘合片剥离脱模膜,将粘合片层压于光掩模的表面,并从透明高分子膜(脱模层)面侧,在温度20℃、相对湿度60%的气氛环境下,通过超微小硬度测试装置(商品名:FISCHER SCOPEHM2000,Fischer Instruments公司),以依照ISO-14577-1的方法,测定蠕变率与弹性变形率。
测定条件
使用压头:金刚石维氏压头
负荷条件
负荷荷重:1mN
压入负荷时间:20秒
保持时间:5秒
除荷条件:20秒
〔马氏硬度〕
从实验例1~8及参考例1、2的粘合片剥离脱模膜,将粘合片层压于光掩模的表面,并从透明高分子膜(脱模层)面侧,在温度20℃、相对湿度60%的气氛环境下,通过超微小硬度测试装置(商品名:FISCHER SCOPEHM2000,Fischer Instruments公司),以依照ISO-14577-1的方法,测定了马氏硬度。其中,最大测试荷重:是以1mN所测定的值。
〔打点测试〕
使用打点前端部是在肖氏硬度60的橡胶材料前端装有铜线的打点耐久测试装置,以荷重20g、打点周期1万次/小时,将实验例1~8与参考例1、2的粘合片的透明高分子膜(脱模层)侧,打点100次之后,观察粘合层,确认对粘合层有无压痕。将用显微镜无法确认到粘合层有压痕的评价为“◎”;将用显微镜可确认到压痕,而用目视无法确认的评价为“○”;将用目视可以确认压痕的评价为“×”。
〔粘合力〕
将实验例1~8及参考例1、2的粘合片切成100mm×25mm(宽),然后剥离脱模膜,贴合于被粘体(Lumirror T60-100μm),经过20分钟后,进行180°剥离,以依照JIS Z0237的方法,测定了粘合力。另外,将实验例1~8及参考例1、2的粘合片,使用作为光掩模的表面保护膜,进行曝光作业及其后的贴换作业,确认了剥离性。
〔气泡混入〕
在将实验例1~8及参考例1、2的粘合片的脱模膜剥离,贴合于光掩模的状态下,以显微镜观察在光掩模高度差部中粘合层所包含的气泡。以目视无法确认气泡的评价为“○”,以目视可以确认气泡的评价为“×”。
〔表2〕
实验例1~4的粘合片,由于其蠕变率为2.5%以下,故即使被以较强的压力所按压的粘合层产生变形时,粘合层也易于回复到原来的状态,而观察不到粘合层的变形。实验例1~4的粘合片的弹性变形率为73%以上。而且,粘合层打点测试的结果也良好。
尤其是,实验例1~3的粘合片,由于蠕变率为2.0以下,弹性变形率为77%以上,因此在打点测试中,观察不到粘合层的变形,为良好。
另外,实验例1~4的粘合片,由于粘合力为1~3.5N/25mm,实际上用来作为光掩模的表面保护膜,在曝光作业中贴合于光掩模时,并不容易从光掩模剥离,而在表面保护膜进行贴换要从光掩模剥离时,则可以容易地剥离。
实验例5~7的粘合片的蠕变率大于2.5%、弹性变形率小于73%,因而在打点测试中,可观察到在粘合层有变形。
另外,实验例6、7的粘合片,由于其粘合力为3.5~5N/25mm,实际上用来作为光掩模的表面保护膜,在曝光作业中贴合于光掩模时,虽然不会容易地从光掩模剥离,但在贴换表面保护膜要从光掩模剥离时,相较于实验例1~4、8较难以剥离。
实验例1~7的粘合片,由于马氏硬度为80N/mm2以下,所以不会有气泡混入,而可以对被粘体进行良好的贴合,然而实验例8的粘合片,由于马氏硬度大于80N/mm2,所以可观察到气泡混入。
参考例1、2的粘合片,由于马氏硬度为80N/mm2以下,所以不会有气泡混入,而可以对被粘体进行良好的贴合,但由于蠕变率大于2.5%,另外弹性变形率小于73%,所以在打点测试中,可观察到在粘合层有变形情形。
符号说明
10:粘合片
11:基材
12:粘合层
13:脱模膜
14:功能层
Claims (3)
1.一种光掩模用粘合片,其特征在于,在厚度6μm以下的基材的一个面上具有厚度6μm以下的粘合层,且在另一个面具有脱模层,
所述粘合层包含丙烯酸系粘合剂、及0.01重量%以上且0.012/4.0125×100重量%以下的环氧系固化剂,
所述丙烯酸系粘合剂是重均分子量为30万~80万的高分子量丙烯酸系粘合剂,
所述粘合层的蠕变率为2.5%以下,且弹性变形率为73%以上,马氏硬度为80N/mm2以下。
2.根据权利要求1所述的光掩模用粘合片,其特征在于,所述粘合片的粘合层的厚度为0.5μm~2.0μm。
3.根据权利要求1所述的光掩模用粘合片,其特征在于,所述粘合片的粘合层对被粘体的粘合力为0.5~5.0N/25mm宽。
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