JP2005330406A - 再剥離性粘着剤組成物及びそれを用いた再剥離性粘着シート - Google Patents

再剥離性粘着剤組成物及びそれを用いた再剥離性粘着シート Download PDF

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Abstract

【課題】所定の基材表面に配設した場合に、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能な再剥離性粘着剤組成物を提供する。
【解決手段】弾性を有する殻内に気化物質を内包させてなる熱膨張性微小球と、粘着剤と、粘着付与樹脂とを含んでなり、25℃における弾性率が1.0×107〜7.0×108Pa、60℃における弾性率が5.0×104〜9.5×105Paである再剥離性粘着剤組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、再剥離性粘着剤組成物、再剥離性粘着シート、及びこの再剥離性粘着シートを用いた被着体加工方法に関し、更に詳しくは、所定の基材表面に配設した場合に、位置あわせや貼り直しが容易であるとともに圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱により容易に剥離することが可能な再剥離性粘着剤組成物、これを用いた再剥離性粘着シート、及びこの再剥離性粘着シートを用いた被着体加工方法に関する。
適度な粘着力で被着体に貼り付けることができるとともに、使用目的を終え不要となった後には簡単に剥離することのできる再剥離性粘着シートは、フレキシブルプリント基板(FPC)製造工程における裏打用シートや、半導体ウェハの切断工程、及び積層セラミックコンデンサーの小片化加工工程における仮止めシート等として、電気・電子業界において広く用いられている。このような再剥離性シートとしては、基材上に紫外線硬化型のオリゴマーを含有した粘着剤層を設けたもの(例えば、特許文献1参照)や、微粘着性粘着剤を基材上に塗布したもの(例えば、特許文献2参照)、更には、基材上に熱膨張性微小球を含有する粘着剤層を設けた粘着シート(例えば、特許文献3〜6参照)等が提案され用いられている。
近年、電気・電子業界における製品の高性能化、高機能化、多品種化の傾向に伴い、これらの製品に使用される電子部品の更なる小型化、薄膜化が進展している。このような電子部品の小型化、薄膜化の進展に伴い、例えば、FPC製造工程においては、その厚みが20μm以下である銅張積層板(CCL)やカバーレイフィルム等も使用されるようになっている。このため、ハンドリング性の向上や製品保護を図るため、裏打用シートとして用いられる再剥離性粘着シートに対する要求が高まりつつある。
しかし、従来用いられてきた、特許文献1等において開示された紫外線硬化型再剥離性粘着シートや、特許文献2等において開示された微粘着型再剥離性粘着シートは、剥離時に被着体に負荷がかかることは避けられず、薄膜状であるとともに高精度に配線のなされたFPCの、剥離時における平面性の維持、及び寸法安定性に問題を生ずる場合があった。また、特許文献3〜6等において開示された熱発泡シートは、加熱後には剥離力が消失するため、被着体に負担をかけることなく剥離することができるが、常温での貼り付け性や密着力等に問題を生ずる場合があった。
例えば、常温での動的粘弾性が低いベースポリマーを用いた加熱発泡型再剥離性粘着シートが提案されている(例えば、特許文献7参照)。但し、かかる粘着シートは初期密着力が良好であるという利点があるものの、被着体との貼り直し時に被着体にダメージを与える場合がある。更には、加熱後の剥離性が良好ではないという問題もある。
例えば、常温〜150℃において、動的粘弾性が高く、動的粘弾性の変化率が小さいベースポリマーを用いた加熱発泡型再剥離性粘着シート(例えば、特許文献8参照)が提案されている。更には、常温では弾力性が小さく粘性の高いベースポリマーを用いて、初期剥離力を抑えることにより被着体との貼り直し性を発現し、高温の発泡剤発泡温度においては架橋剤と反応することにより高弾性率へと変化させ、剥離性を向上させた加熱発泡型再剥離性粘着シート(例えば、特許文献9参照)が提案されている。しかし、これらの再剥離性粘着シートは、貼り直し性を重視するために被着体との密着力が不十分な場合があった。
特開平9−291258号公報 特開2001−106998号公報 特開平11−302614号公報 特開2000−351947号公報 特開2002−69422号公報 特開2003−160765号公報 特開昭63−33487号公報 特開平5−43851号公報 特開2002−309222号公報
本発明は、所定の基材表面に配設した場合に、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能な再剥離性粘着剤組成物を提供することをその課題とする。
また、本発明は、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能な再剥離性粘着シート、及びこの再剥離性粘着シートを使用した被着体加工方法を提供することをその課題とする。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、所定の熱膨張性微小球と、粘着剤と、粘着付与樹脂とを含み、室温(25℃)及び所定の温度(60℃)条件下における弾性率がそれぞれ所定の数値範囲内である粘着剤組成物、これを用いた再剥離性粘着シート、及びこれを用いた被着体加工方法により、上記課題を解決する本発明をなすに至った。即ち、本発明によれば以下に示す再剥離性粘着剤組成物、再剥離性粘着シート、及び被着体加工方法が提供される。
[1]弾性を有する殻内に気化物質を内包させてなる熱膨張性微小球と、粘着剤と、粘着付与樹脂とを含んでなり、25℃における弾性率が1.0×107〜7.0×108Pa、60℃における弾性率が5.0×104〜9.5×105Paである再剥離性粘着剤組成物。
[2]前記粘着剤が、架橋剤と反応し得る活性基をその分子構造中に有するアクリル系粘着剤である前記[1]に記載の再剥離性粘着剤組成物。
[3]前記粘着付与樹脂の軟化点が、100〜200℃である前記[1]又は[2]に記載の再剥離性粘着剤組成物。
[4]フィルム状又はシート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上に配設される前記[1]〜[3]のいずれかに記載の再剥離性粘着剤組成物からなる粘着層とを備えた再剥離性粘着シート。
[5]前記基材が、前記粘着層から剥離可能である前記[4]に記載の再剥離性粘着シート。
[6]シート状又は板状の被着体の少なくとも一方の面に、粘着性及び剥離性を有する裏打用シートを貼着した状態で前記被着体について所定の加工を行った後に、前記裏打用シートを剥離して、前記所定の加工がなされた加工済み被着体を得ることを含む被着体加工方法において、前記裏打用シートとして、前記[4]又は[5]に記載の再剥離性粘着シートを用いる被着体加工方法。
[7]前記所定の加工が、少なくとも所定の導電体層をパターン化する工程を含む、フレキシブルプリント基板(FPC)を製造するための加工である前記[6]に記載の被着体加工方法。
[8]前記所定の加工が、切断加工である前記[6]に記載の被着体加工方法。
[9]前記所定の加工が、導電体層形成加工である前記[6]に記載の被着体加工方法。
本発明の再剥離性粘着剤組成物は、所定の基材表面に配設した場合に、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能であるといった効果を奏するものである。
また、本発明の再剥離性粘着シートは、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能であるといった効果を奏するものである。
更に、本発明の被着体加工方法によれば、室温では被着体との位置あわせや貼り直しが容易であるとともに、60℃〜加熱発泡温度より5℃以上低い温度での被着体との圧着により十分な密着性を発現し、かつ、加熱発泡温度以上の温度では被着体に糊残り等の汚染を生じさせることなく剥離することが可能な再剥離性粘着シートを用いるため、被着体加工の高精度化と加工効率の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
本発明の再剥離性粘着剤組成物は、弾性を有する殻内に気化物質を内包させてなる熱膨張性微小球と、粘着剤と、粘着付与樹脂とを含んでなり、25℃における弾性率が1.0×107〜7.0×108Pa、60℃における弾性率が5.0×104〜9.5×105Paであるものである。以下、その詳細について説明する。
本発明の実施形態である再剥離性粘着剤組成物に含まれる熱膨張性微小球は、弾性を有する殻内に、所定の温度まで加熱することにより容易にガス化して膨張する物質(気化物質)を内包させたものである。殻に内包される気化物質の好適例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の物質、又はこれらの物質の混合物を挙げることができる。なお、気化物質は、熱膨張性微小球を膨張させようとする所望の温度に応じて適宜選択することができる。
上述の気化物質を内包する殻としては、例えば、熱溶融性物質、熱膨張により破壊する物質で形成されたものを挙げることができる。殻を形成する物質としては、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等を挙げることができる。なお、熱膨張性微小球の具体例としては、マイクロスフェア(商品名(松本油脂製薬社製))等の市販品を挙げることができる。また、熱膨張性微小球は、これに内包される気化物質の体積膨張率が5倍以上、好ましくは7倍以上、特に好ましくは10倍以上となるまで破裂しない適度な強度を有するものであることが、加熱処理により粘着層の粘着力を効率よく低下させることができるために好ましい。更に、熱膨張性微小球の大きさは、平均粒径で10〜90μmの範囲から適宜選択することが好ましい。
本発明の実施形態である再剥離性粘着剤組成物に含まれる粘着剤は、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤のいずれでもよいが、熱膨張性微小球の膨張前における温度条件下での保持力、強粘着力を発揮する点でアクリル系粘着剤が好ましい。アクリル系粘着剤には、アクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルの単量体成分と架橋剤と反応し得る官能基を有する単量体との共重合体が包含される。即ち、アクリル系粘着剤は、その分子構造中に架橋剤と反応し得る活性基を有するものであることが好ましい。この活性基としては、例えばカルボキシル基、水酸基、アミド基等を挙げることができる。
アクリル酸アルキルエステルやメタクリル酸アルキルエステルを構成するアルキルエステルとしては、例えばメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、s−ブチルエステル、t−ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、イソオクチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、イソデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、ペンタデシルエステル、オクタデシルエステル、ノナデシルエステル、エイコシルエステル等を挙げることができる。
架橋剤と反応し得る官能基を有する単量体としては、その官能基がカルボキシル基であるアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、等の他、官能基がヒドロキシル基であるアクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、アクリル酸ヒドロキシヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシヘキシル、アクリル酸ヒドロキシオクチル、メタクリル酸ヒドロキシオクチル、アクリル酸ヒドロキシデシル、メタクリル酸ヒドロキシデシル、アクリル酸ヒドロキシラウリル、メタクリル酸ヒドロキシラウリル等、更には官能基がアミド基であるアクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、官能基が反応性アミノ基であるメタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノメチル、メタクリル酸ターシャリーブチルアミノエチル等を挙げることができる。これらの単量体は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
更に、所望により上述してきた単量体以外の単量体を併用してもよい。具体的にはスチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、ポリエチレングリコールアクリレート、N−ビニルピロリドン、及びテトラフルフリルアクリレート等を挙げることができる。
粘着剤は、前述のアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルの単量体と、架橋剤と反応し得る官能基を有する単量体とをラジカル共重合させることによって得ることができる。この場合の共重合法はよく知られており、乳化重合法、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、及び光重合法等を挙げることができる。また、粘着剤は、架橋剤で架橋されていてもよい。架橋剤は粘着剤に合せて適宜選択すればよく、特に制約はない。具体的には、イソシアネート系架橋剤、金属キレート架橋剤及びエポキシ系架橋剤等が用いられる。
本発明の実施形態である再剥離性粘着剤組成物には、粘着付与樹脂が含有される。この粘着付与樹脂は、その軟化点が100〜200℃であることが、再剥離性粘着剤組成物を所定の基材表面に配設した場合に被着体との密着性をコントロールすることが可能となるために好ましい。
粘着付与樹脂としては、例えば、α−ピネン系、β−ピネン系、ジペンテン系、若しくはテルペンフェノール系等のテルペン系樹脂や、ガム系、ウッド系、若しくはトール油系等の天然系ロジン、又はこれらに水素化、不均化、重合、マレイン化、エステル化等の処理をしたロジン系誘導体等のロジン系樹脂、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられ、その軟化点が120〜190℃であるものが更に好ましい。これらの粘着付与樹脂は軟化点が高いものであるため、粘着層のタックを常温においては消失させ、加熱下における被着体との貼り合わせ、及び作業環境では被着体との密着性に優れる。しかも熱膨張性微小球膨張後は、被着体から容易に剥離可能となるために好ましい。
本発明の実施形態である再剥離性粘着剤組成物の25℃における弾性率は、1.0×107〜7.0×108Paであり、60℃における弾性率は、5.0×104〜9.5×105Paである。25℃における弾性率が1.0×107Pa未満であると常温(25℃)でのタックが上昇し、貼り直し性が低下するため好ましくない。また、25℃における弾性率が7.0×108Pa超であると常温(25℃)での被着体との追従性が低下するために好ましくない。なお、常温において十分な貼り直し性、及び被着体との追従性を十分に確保するといった観点から、本実施形態の再剥離性粘着剤組成物の25℃における弾性率は、1.6×107〜6.5×108Paであることが好ましく、2.0×107〜6.0×108Paであることが更に好ましい。
一方、再剥離性粘着剤組成物の60℃における弾性率が1.0×105Pa未満であると、加熱による再剥離性の発現が不十分であり、9.5×105Pa超であると基材との密着力が低下するために好ましくない。なお、加熱条件下において十分な再剥離性を発現させ、基材との密着性の低下を防止するといった観点から、本実施形態の再剥離性粘着剤組成物の60℃における弾性率は、7.5×104〜9.0×105Paであることが好ましく、1.0×105〜8.5×105Paであることが更に好ましい。
なお、本発明にいう「弾性率」とは、試料となる再剥離性粘着剤組成物を剥離性を有する基材上に塗工・乾燥後に剥離させることにより得られる、厚さ0.1mm×幅3mm×長さ15mmの試料シートを使用し、TMA引張モード法により、荷重−0.2〜−0.5gの条件で測定した値(Pa)をいう。なお、弾性率の測定方法の詳細については後述する。
次に、本発明の再剥離性粘着シートについて説明する。本発明の再剥離性粘着シートは、フィルム状又はシート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上に配設される上述してきたいずれかの再剥離性粘着剤組成物からなる粘着層とを備えたものである。以下、その詳細について説明する。
本発明の実施形態である再剥離性粘着シートを構成する基材の材質については特に制約されず、再剥離性粘着シートの利用分野に応じて適宜選択すればよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、セロハン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリアミド、若しくはポリスルホン等の合成樹脂、又はガラス、金属、セラミック等の材質を挙げることができる。なお、基材は透明であっても、これを構成する材質に各種顔料や染料を配合して着色したものであってもよく、更にはその表面がマット状に加工されていてもよい。基材の厚さは、再剥離性粘着シートの利用分野に応じて適宜選択すればよいが、通常3〜250μmの範囲である。被着体への追従性や搬送性の面から、7〜125μmの範囲が好ましい。
また、本実施形態の再剥離性粘着シートを構成する基材には、公知の添加剤、具体的には耐熱安定剤、耐酸化安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を含有させことができる。また、基材と粘着層との密着性を向上させるために、基材に表面処理を施すこと、及び/又は基材と粘着層との間に接着性を有する中間層を設けることが好ましい。基材に施す表面処理としては、例えばコロナ放電処理・グロー放電処理等の放電処理、プラズマ処理、火炎処理、オゾン処理、紫外線処理・電子線処理・放射線処理等の電離活性線処理、サンドマット処理・ヘアライン処理等の粗面化処理、化学薬品処理、易接着層塗布処理等を挙げることができる。基材と粘着層との間に設ける中間層としては、例えば、熱膨張性微小球を含有しない粘着層等の基材との密着性が、熱膨張性微小球含有粘着層よりも高いものを用いることができる。この中間層の厚さは1〜100μmであることが好ましく、基材との密着性、生産性の点から10〜50μmであることが更に好ましい。
また、基材が、粘着層から剥離可能であること、即ち、粘着層から容易に剥離可能な基材を用いることもでき、これにより、被着体に貼り付けた後に基材を剥離させ、粘着層単独で用いることもできる。粘着層から容易に剥離可能な基材の材質としては特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリアリレート等の各種樹脂、ポリエチレンラミネート紙、ポリブチレンラミネート紙、クリーコート紙、樹脂コート紙、又はグラシン紙等の各種紙材等を挙げることができる。また、接着層との接合面に、離型処理が施された基材を用いることができる。基材に施される離型処理の代表例としては、シリコーン系樹脂、長鎖アルキル系樹脂、フッ素系樹脂等の離型剤の塗布による離型剤層の形成が挙げられる。
本実施形態の再剥離性粘着シートを、被着体に貼り付けた後に基材を剥離させて粘着層単独とすることにより、例えばFPC等をはじめとする基板の製造工程において、基板(被着体)の薄膜化に好適に対応することができる。また、基材を剥離させて粘着層単独にした後は、高温条件下で作業した場合であっても、基材の寸法変化の影響がなくなるため、高精度な配線基板等の製造工程用の裏打用シートとして好適に用いることができる。
次に、本発明の実施形態である再剥離性粘着シートを作製する方法について概説する。まず、フィルム状又はシート状の基材の面上に粘着層を形成するには、上述してきたいずれかの再剥離性粘着剤組成物を適当な溶剤に溶解又は分散させて、固形分濃度が20〜60質量%程度の粘着層形成塗工液を調製する。次いで、この粘着剤層形成塗工液を、基材の面上に直接、又は適当な中間層を介して、常法に従って塗布した後、乾燥することにより粘着層を形成して、再剥離性粘着シートを作製することができる。なお、粘着層形成塗工液を塗布する基材の面には、所定の表面処理が施されていてもよい。形成する粘着層の厚さは、15〜100μmとすればよい。粘着層の厚さが100μmよりも厚いと、加熱処理後の剥離時に凝集破壊が起こり易くなるため、良好な剥離性が得られなくなる場合があり、15μmよりも薄いと、被着体との十分な粘着力が得られなくなる場合がある。
なお、粘着層中に残存する揮発分の量(以下、「残存揮発分量」と記す)によっては、粘着層と基材との粘着性や熱膨張性微小球が膨張する温度以上に加熱した後における、被着体からの剥離性、糊残り性に悪影響を及ぼす場合がある。従って、粘着層中の残存揮発分量は、4質量%以下とすることが好ましく、2質量%以下とすることが更に好ましい。なお、所望とする残存揮発分量とするためには、粘着層形成塗工液を調製するための溶剤の量や、塗工後の乾燥時間等を調整すればよい。粘着層形成塗工液には、従来慣用されている各種添加剤、例えば界面活性剤、潤滑剤、安定剤、粘度調整剤、染料等を添加することができる。
本実施形態の再剥離性粘着シートは、加工対象となる被着体に貼着して積層体(積層体A)を構成すれば、その被着体を加工するための裏打用シートとして使用することができる。また、粘着層から剥離可能な基材を用いて、粘着層の両面に被着体を貼り合わせた積層体(積層体B)や、同じく粘着層から剥離可能な基材を用いて、粘着層の一方の面に被着体、他方の面に支持体、又は適当な治具等を貼り合わせた積層体(積層体C)を構成し、被着体の加工に使用することができる。
次に、本発明の被着体加工方法について説明する。本発明の被着体加工方法は、シート状又は板状の被着体の少なくとも一方の面に、粘着性及び剥離性を有する裏打用シートを貼着した状態で被着体について所定の加工を行った後に裏打用シートを剥離して、所定の加工がなされた加工済み被着体を得ることを含む被着体加工方法において、裏打用シートとして、上述してきたいずれかの再剥離性粘着シートを用いる被着体加工方法である。以下、その詳細について説明する。
本発明の実施形態である被着体加工方法において、加工の対象となる被着体としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、セロハン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、液晶ポリマー等の耐熱性を有する合成樹脂製のフィルムやシート、ガラス、金属、又はセラミックからなるシート等が挙げられる。また、これらの被着体を構成する材料のうちの数種類を積層した積層複合体を被着体として使用することもできる。
本実施形態の被着体加工方法によれば、これまで述べてきたいずれかの再剥離性粘着シートを用いるため、特に薄膜状の被着体を、常温〜熱膨張性微小球の膨張温度よりも5℃以上低い温度条件下において、裏打ちして適度な定形性を維持しつつ高い精度で加工可能である。また、加工完了後には、熱膨張性微小球の膨張温度以上に加熱して被着体から容易に剥離可能である。従って、例えば、FPCの製造、半導体ウェハの切断、積層セラミックコンデンサーの小片化、メッキ、スパッタリング等による被着体表面上への導電層の形成等を行うことができる。
また、本実施形態の被着体加工方法においては、被着体が、銅張り積層板(CCL)をはじめとする、その表面上に導電体層が形成されてなるものであり、かつ、再剥離性粘着シートに貼着された状態の被着体に対して行う所定の加工が、少なくとも導電体層をパターン化する工程を含む、FPCを製造するための加工であることが好ましい。即ち、本実施形態の被着体加工方法では、これまで述べてきたいずれかの再剥離性粘着シートを用いるため、被着体上に高精度なパターン配線を効率よく形成することができる。
次に、被着体表面の導電体層をパターン化する工程を含む、FPCを製造するための加工の一例について概説する。まず、FPCを製造するための加工を実施するに先立ち、裏打用シートとして本発明の再剥離性粘着シートを用い、前述の積層体A、B、又はCを構成する。加工対象となる基板(被着体)は、例えば銅張り積層板(CCL)等であり、その樹脂面を、再剥離性粘着シートに貼付することにより、積層体A、B、又はCを構成することができる。なお、再剥離粘着シートの粘着層と基材との間に、各種フィルム、シート、樹脂板等を挟みこんで積層体Dを構成してもよい。
その後、被着体の表面上に配設された導電体層をパターン化する。パターン化は、従来公知の片面構造のFPCを製造するための各種の方法により実施すればよく、具体例としては以下に示す写真法、又は印刷法等を挙げることができる。パターン化完了後は、熱膨張性微小球の膨張温度以上の温度に加熱することにより再剥離性粘着シートを剥離させれば、加工が施された被着体に過剰の負荷をかけることなく加工済み被着体であるFPCを得ることができる。
[写真法]:まず、導電体層の表面全体に、液状の感光剤を塗布・乾燥する、又は感光性のドライフィルムを貼着する。次いで、導体パターン部分のみを露光させるとともに現像して、露光した箇所に耐エッチング性皮膜を残す。次に、エッチング液により、露出した導体の不要部分(導体パターン部分以外の部分)を溶解・除去する。その後、エッチングレジスト層を剥離・除去し、導体パターン部分を形成・露出させ、露出した導体パターン部分の表面にカバーレイフィルムを貼り合わせるとともに、150℃前後で加熱プレスしてカバーレイフィルムを硬化させることにより、導電体層をパターン化する。
[印刷法]:まず、導電体層の表面に、耐エッチング性インキをスクリーン印刷により印刷(塗布)・乾燥する。次に、エッチング液により、露出した導体の不要部分(導体パターン部分以外の部分)を溶解・除去する。その後、エッチングレジスト層を剥離・除去し、導体パターン部分を形成・露出させ、露出した導体パターン部分の表面にカバーレイフィルムを貼り合わせるとともに、150℃前後で加熱プレスしてカバーレイフィルムを硬化させることにより、導電体層をパターン化する。
なお、再剥離性粘着シートの粘着層から基材を剥離させ、粘着層の両面に加工対象となる被着体を貼り合わせた積層体Bを使用すれば、二つの被着体の加工を一度に行うことが可能であり、加工コスト削減の面で有利である。また、基材を剥離させているため、加工時における薄膜化が可能になるとともに、高温作業時に基材の熱収縮を考慮する必要がなくなるために好ましい。
また、本実施形態の被着体加工方法においては、再剥離性粘着シートに貼着された状態の被着体に対して行う所定の加工が、切断加工であることが好ましい。即ち、本実施形態の被着体加工方法では、これまで述べてきたいずれかの再剥離性粘着シートを用いるため、切断加工がなされた被着体に過剰の負荷をかけることなく裏打用シートとして用いた再剥離性粘着シートを剥離することができ、切断加工された加工済み被着体を得ることができる。
切断加工を実施するに先立ち、裏打用シートとして本発明の実施形態である再剥離性粘着シートを用い、前述の積層体A、B、又はCを構成する。加工対象となる被着体は、例えばセラミックシート、半導体ウェハ等である。なお、再剥離粘着シートの粘着層と基材との間に、各種フィルム、シート、樹脂板等を挟みこんで積層体Dを構成してもよい。次に、積層体A、B、C、又はDの被着体について、これらを小片化する等の切断加工をする。切断加工完了後は、熱膨張性微小球の膨張温度以上の温度に加熱することにより再剥離性粘着シートを剥離させれば、加工が施された被着体に過剰の負荷をかけることなく加工済み被着体を得ることができる。
また、本実施形態の被着体加工方法においては、再剥離性粘着シートに貼着された状態の被着体に対して行う所定の加工が、導電体層形成加工であることが好ましい。即ち、本実施形態の被着体加工方法では、これまで述べてきたいずれかの再剥離性粘着シートを用いるため、導電体層形成加工がなされた被着体に過剰の負荷をかけることなく裏打用シートとして用いた再剥離性粘着シートを剥離することができ、導電体層形成加工された加工済み被着体を得ることができる。なお、導電体層形成加工の具体例としては、メッキ加工、ラミネート加工、スパッタリング加工等を挙げることができる。
導電体層形成加工を実施するに先立ち、裏打用シートとして本発明の実施形態である再剥離性粘着シートを用い、前述の積層体A、B、又はCを構成する。加工対象となる被着体は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、セロハン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、液晶ポリマー等の耐熱性を有する合成樹脂製のフィルム若しくはシート、又は合成樹脂と金属との積層体であるCCL等である。なお、再剥離粘着シートの粘着層と基材との間に、各種フィルム、シート、樹脂板等を挟みこんで積層体Dを構成してもよい。次に、積層体A、B、C、又はDの被着体について、定法に従って導電体層形成加工をする。導電体層形成加工完了後は、熱膨張性微小球の膨張温度以上の温度に加熱することにより再剥離性粘着シートを剥離させれば、加工が施された被着体に過剰の負荷をかけることなく加工済み被着体を得ることができる。
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
(実施例1)
熱膨張性微小球(F−50D(松本油脂製薬社製))9.5質量部、アクリル系粘着剤(固形分=35質量%、Mw=50万、ガラス転移点=−31℃(日本カーバイド社製))100質量部、キシレン系粘着付与樹脂(軟化点170℃(三菱瓦斯化学社製))21質量部、エポキシ系架橋剤(N,N,N’N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン)0.24質量部、及びトルエン21質量部を均一に混合、溶解し、粘着層形成塗工液を調製した。この粘着層形成塗工液を、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートシート上にベーカー式アプリケーターにて塗布し、100℃にて十分乾燥することにより、厚さ50μmの粘着層が形成された再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。なお、各種物性値の測定方法、及び評価方法を以下に示す。
[弾性率]:再剥離性粘着シートを構成する粘着層(粘着剤組成物)の常温(25℃)、及び60℃における弾性率(Pa)を測定した。具体的には、試料となる粘着剤組成物を所定のシリコーンシート上に塗工・乾燥後に剥離させることにより、厚さ0.1mm×幅3mm×長さ15mmの試料シートを作製し、この試料シートの長手方向の一方の端部を固定式チャックにより、他方の端部を可動式チャックによりそれぞれ担持し、TMA4000S(MAC SCIENCE社製)を用いてTMA引張モード法により、各設定温度条件下、−0.2〜−0.5gの荷重を負荷して測定した。
[初期剥離力]:被着体として、SUS304板をJIS Z 0237に従って処理したものを使用し、その表面に、60℃のホットプレート上で20mm幅の粘着シートを貼り付けてサンプルを用意した。このサンプルを放冷後、23℃及び60℃にて180°剥離力を測定し、得られた値を25mm幅の再剥離性粘着シートを用いた場合の値(N/25mm)に換算した。
[タック性]:粘着層表面にSUS製のプローブを密着させ、このプローブを引き剥がす際に要する荷重(N)を測定した。なお、粘着層表面にプローブを密着させるに際しての保持条件は1s、荷重4.9Nであり、引き剥がし速度は10mm/minである。
[加熱剥離性(SUS)]:被着体として、SUS304板をJIS Z 0237に従って処理したものを使用し、その表面に、60℃のホットプレート上で100×100mmの粘着シートを貼り付けた後、120℃(実施例6についてのみ160℃)のホットプレート上で10分間加熱した。放冷後、室温(25℃)にて粘着シートが被着体から剥離しているか否かを以下の基準で評価した。
◎:何も力を加えずに被着体から剥離する。
○:粘着シートに指を触れた後、被着体から剥離する。
△:粘着シートに力を加えると、糊残りなく剥離する。
×:粘着シートに力を加えても容易に剥離せず、剥離の際に糊残りが見られる。
[貼り直し性(CCL)]:被着体として銅張り積層板(CCL)(1F1 TM50(東レ社製))を使用し、そのポリイミドフィルム(PI)側の面が粘着層に接するように粘着シート上に圧力を負荷しないように置いた。この状態で30秒静置後、粘着シートを手で剥離させて位置修正する場合の貼り直し性を、被着体の状態を観察することにより、以下の基準で評価した。
○:被着体に損傷がない。
△:被着体に5mm以下の損傷がある。
×:被着体に5mm以上の損傷がある。
[貼り直し性(グリーンシート)]:被着体として積層セラミックグリーンシート(フィラー:TiO2、バインダー:PVB)を使用したこと以外は、前述の「貼り直し性(CCL)」の場合と同様にして評価した。
[貼り直し性(ポリイミド)]:被着体としてポリイミドフィルム(25μm厚)を使用したこと以外は、前述の「貼り直し性(CCL)」の場合と同様にして評価した。
(実施例2)
熱膨張性微小球(F−50D(松本油脂製薬社製))9.5質量部、アクリル系粘着剤(固形分=35%、Mw=43万、ガラス転移点=−36℃(ハリマ化成社製))100質量部、キシレン系粘着付与樹脂(軟化点170℃(三菱瓦斯化学社製))17.5質量部、エポキシ系架橋剤(N,N,N’N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン)0.53質量部、及びトルエン21質量部を均一に混合、溶解し、粘着層形成塗工液を調製した。この粘着層形成塗工液を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(実施例3)
熱膨張性微小球(F−50D(松本油脂製薬社製))8.2質量部、アクリル系粘着剤(固形分35%、Mw=57万、ガラス転移点=−7℃(リキダイン社製))100質量部、キシレン系粘着付与樹脂(軟化点170℃(三菱瓦斯化学社製))10.5質量部、エポキシ系架橋剤(N,N,N’N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン)0.24質量部、及びトルエン21質量部を均一に混合、溶解し、粘着層形成塗工液を調製した。この粘着層形成塗工液を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(実施例4)
粘着付与樹脂としてテルペンフェノール系粘着付与樹脂(軟化点125℃(ヤスハラケミカル社製))25部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(実施例5)
架橋剤としてイソシアネート系コロネートL(日本ポリウレタン工業社製)0.36質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(実施例6)
熱膨張性微小球としてF−100D(松本油脂製薬社製)9.2質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(比較例1)
アクリル系粘着剤(固形分=35%、Mw=30万、ガラス転移温度−7℃(総研化学社製))100質量部、オリゴマーEX−0205(共栄社化学社製)9.8質量部、オリゴマービスコート#540(大阪有機化学社製)6.8質量部、光重合開始剤Irgacure651(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.8質量部、イソシアネ−ト系架橋剤コロネートL(日本ポリウレタン工業社製)1.6質量部、トルエン10質量部、及びメチルエチルケトン6質量部を均一に混合、溶解し、粘着層形成塗工液を調製した。この粘着層形成塗工液を、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートシート上にベーカー式アプリケーターにて塗布し、100℃にて十分乾燥することにより、厚さ17μmの粘着層が形成された紫外線硬化型再剥離性粘着シートを作製した。この紫外線硬化型再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(比較例2)
アクリル系粘着剤(固形分=30%、Mw=39万、ガラス転移温度−42℃(一方社製))100質量部、イソシアネ−ト系架橋剤(武田薬品社製)1.35質量部、トルエン20質量部、及びメチルイソブチルケトン20質量部を均一に混合、溶解し、粘着層形成塗工液を調製した。この粘着層形成塗工液を、厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートシート上にベーカー式アプリケーターにて塗布し、140℃にて十分乾燥することにより、厚さ7μmの粘着層が形成された微粘着型再剥離性粘着シートを作製した。この微粘着型再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(比較例3)
粘着剤としてアクリル系粘着剤(固形分47%、、Mw=48万、ガラス転移温度−34℃(一方社製))を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
(比較例4)
粘着付与剤としてロジン系粘着付与樹脂(軟化点85℃(ハリマ化成社製))を用いたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性粘着シートを作製した。この再剥離性粘着シートの物性値の測定結果、及び各種特性の評価結果を表1に示す。
Figure 2005330406
(実施例7)
実施例1で得られた再剥離性粘着シートと、銅張り積層板(CCL)(1F1 TM50(東レ社製))のPI面とを、80℃加熱条件下でラミネートした。次に、この銅張り積層板の銅箔面にドライフィルムをラミネートし、その後、露光、現像(1%炭酸ナトリウム溶液、30℃×60秒)、エッチングにより所定の回路を加工形成(塩化第二鉄溶液、45℃)、レジスト剥離(2%NaOH溶液、45℃×60秒)を行うことにより積層体(加工済み被着体)を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。なお、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価方法を以下に示す。
[加熱剥離性(CCL)]:積層体(加工済み被着体)を、120℃のホットプレート上で10分間加熱した。放冷後、室温(25℃)にて粘着シートが被着体から剥離しているか否かを以下の基準で評価した。
◎:何も力を加えずに被着体から剥離する。
○:粘着シートに指を触れた後、被着体から剥離する。
△:粘着シートに力を加えると、糊残りなく剥離する。
×:粘着シートに力を加えても容易に剥離せず、剥離の際に糊残りが見られる。
[平面性(CCL)]:前述の「加熱剥離性(CCL)」の評価において、粘着シートを剥離した被着体の平面性を以下の基準で評価した。
○:波打ち、カールのいずれも発生しない。
×:波打ち又はカール発生。
[汚染性(CCL)]:前述の「加熱剥離性(CCL)」の評価において、粘着シートを剥離した被着体の表面の汚染性を以下の基準で評価した。
○:被着体に変色、糊残りが見られない。
×:被着体に変色又は糊残りが見られる。
(実施例8)
実施例2で得られた再剥離性粘着シートを用いたこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例9)
実施例3で得られた再剥離性粘着シートを用いたこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例10)
実施例4で得られた再剥離性粘着シートを用いたこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例6)
比較例1で得られた紫外線硬化型再剥離性粘着シートを用い、剥離前にUV照射(600mJ/cm2)したこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例7)
比較例2で得られた微粘着型再剥離性粘着シートを用いたこと、及び剥離前に加熱しなかったこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例8)
比較例3で得られた再剥離性粘着シートを用いたこと以外は実施例7と同様にして積層体を得た。得られた積層体について、加熱剥離性、平面性、及び汚染性の評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 2005330406
(実施例11)
実施例1で得られた再剥離性粘着シートと、積層セラミックグリーンシート(フィラー:TiO2、バインダー:PVB)とを、80℃加熱条件下でラミネートした。次に、積層セラミックグリーンシートのバインダー軟化点以上(50〜90℃)に加熱した状態で積層セラミックグリーンシートを昇降ブレードにて切断して小片化し、加工済み被着体を得た。その後、120℃のホットプレート上で10分加熱し、室温まで放冷後、再剥離性粘着シートを剥離させて、小片化されたセラミックコンデンサーを得た。なお、得られた加工済み被着体について、加熱剥離性、及び汚染性の評価を行った。結果を表3に示す。また、加熱剥離性、及び汚染性の評価方法を以下に示す。
[加熱剥離性(グリーンシート)]:被着体(加工済み被着体)を、120℃のホットプレート上で10分間加熱した。放冷後、室温(25℃)にて粘着シートが被着体から剥離しているか否かを以下の基準で評価した。
◎:何も力を加えずに被着体から剥離する。
○:粘着シートに指を触れた後、被着体から剥離する。
△:粘着シートに力を加えると、糊残りなく剥離する。
×:粘着シートに力を加えても容易に剥離せず、剥離の際に糊残りが見られる。
[汚染性(グリーンシート)]:前述の「加熱剥離性(グリーンシート)」の評価において、粘着シートを剥離した被着体の表面の汚染性を以下の基準で評価した。
○:被着体に変色、糊残りが見られない。
×:被着体に変色又は糊残りが見られる。
(実施例12)
実施例2で得られた再剥離性粘着シートを用いたこと以外は実施例11と同様にして、小片化されたセラミックコンデンサーを得た。また、得られた加工済み被着体について、加熱剥離性、及び汚染性の評価を行った。結果を表3に示す。
(比較例9)
比較例1で得られた紫外線硬化型再剥離性粘着シートを用い、剥離前にUV照射(600mJ/cm2)したこと以外は実施例11と同様にして、小片化されたセラミックコンデンサーを得た。また、得られた加工済み被着体について、加熱剥離性、及び汚染性の評価を行った。結果を表3に示す。
Figure 2005330406
(実施例13)
実施例1で得られた再剥離性粘着シートにポリイミドフィルム(25μm)を80℃加熱条件下でラミネートした。次に、無電解銅メッキ浴(硫酸銅(10g/l)、還元剤、水酸化ナトリウム、キレート剤、添加剤)を行い、ポリイミドフィルム上に18μm厚みの導体を形成して加工済み被着体を得た。その後、120℃のホットプレート上で10分加熱し、室温まで放冷後、再剥離性粘着シートを剥離させて銅張り積層板を得た。なお、得られた加工済み被着体について、加熱剥離性、及び薬液しみこみ性の評価を行った。結果を表4に示す。また、加熱剥離性、及び薬液しみこみ性の評価方法を以下に示す。
[加熱剥離性(ポリイミド)]:加工済み被着体を、120℃のホットプレート上で10分間加熱した。放冷後、室温(25℃)にて粘着シートが加工済み被着体から剥離しているか否かを以下の基準で評価した。
◎:何も力を加えずに加工済み被着体から剥離する。
○:粘着シートに指を触れた後、加工済み被着体から剥離する。
△:粘着シートに力を加えると、糊残りなく剥離する。
×:粘着シートに力を加えても容易に剥離せず、剥離の際に糊残りが見られる。
[薬液しみこみ性(ポリイミド)]:前述の「加熱剥離性(ポリイミド)」の評価において、粘着シートを剥離した加工済み被着体の表面の薬液しみこみ性を以下の基準で評価した。
○:加工済み被着体と粘着層の界面に薬液のしみこみが見られない。
×:加工済み被着体と粘着層の界面に薬液のしみこみが見られる。
(比較例10)
比較例1で得られた再剥離性粘着シートを用い、剥離前にUV照射(600mJ/cm2)したこと以外は実施例11と同様にして銅張り積層板を得た。また、得られた加工済み被着体について、加熱剥離性、及び薬液しみこみ性の評価を行った。結果を表4に示す。
Figure 2005330406
表1に示すように、実施例1〜6の再剥離性粘着シートは、比較例1〜4の再剥離性粘着シートに比べて、室温条件下におけるタック性が低く、貼り直し性に優れていることが明らかである。また、加熱条件下で圧着によって被着体と十分な密着性を示すとともに、所定温度まで加熱することによって容易に剥離可能であることも明らかとなった。
また、表2〜表4に示すように、実施例の再剥離性粘着フィルムを用いれば、被着体として銅張り積層板、積層セラミックグリーンシート、ポリイミドフィルムのいずれを使用して所定の加工を行った場合であっても、優れた加熱剥離性、平面性、及び汚染性を示すことが判明した。
本発明の再剥離性粘着シートは、フレキシブルプリント基板(FPC)製造工程における裏打用シートや、半導体ウェハの切断工程、及び積層セラミックコンデンサーの小片化加工工程における仮止めシート等として好適である。

Claims (9)

  1. 弾性を有する殻内に気化物質を内包させてなる熱膨張性微小球と、粘着剤と、粘着付与樹脂とを含んでなり、
    25℃における弾性率が1.0×107〜7.0×108Pa、60℃における弾性率が5.0×104〜9.5×105Paである再剥離性粘着剤組成物。
  2. 前記粘着剤が、架橋剤と反応し得る活性基をその分子構造中に有するアクリル系粘着剤である請求項1に記載の再剥離性粘着剤組成物。
  3. 前記粘着付与樹脂の軟化点が、100〜200℃である請求項1又は2に記載の再剥離性粘着剤組成物。
  4. フィルム状又はシート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上に配設される請求項1〜3のいずれか一項に記載の再剥離性粘着剤組成物からなる粘着層とを備えた再剥離性粘着シート。
  5. 前記基材が、前記粘着層から剥離可能である請求項4に記載の再剥離性粘着シート。
  6. シート状又は板状の被着体の少なくとも一方の面に、粘着性及び剥離性を有する裏打用シートを貼着した状態で前記被着体について所定の加工を行った後に、前記裏打用シートを剥離して、前記所定の加工がなされた加工済み被着体を得ることを含む被着体加工方法において、
    前記裏打用シートとして、請求項4又は5に記載の再剥離性粘着シートを用いる被着体加工方法。
  7. 前記所定の加工が、少なくとも所定の導電体層をパターン化する工程を含む、フレキシブルプリント基板(FPC)を製造するための加工である請求項6に記載の被着体加工方法。
  8. 前記所定の加工が、切断加工である請求項6に記載の被着体加工方法。
  9. 前記所定の加工が、導電体層形成加工である請求項6に記載の被着体加工方法。
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