JP2006241332A - 粘着剤および粘着テープ - Google Patents

Abstract

【課題】 加工後の電子部品から粘着剤や粘着テープを剥がす際に、電子部品に損傷を与えずに剥がすことが可能な粘着剤および粘着テープを提供する。
【解決手段】 温度上昇で粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする主剤１に、加熱により体積が膨張する添加剤２を加えて粘着剤２０を構成する。その粘着剤２０を基材フィルムの少なくとも片面に設けて粘着テープ３０を形成する。この粘着剤２０や粘着テープ３０を用いて電子部品を加工することで、粘着剤表面の平滑性に優れるとともに、電子部品４の表面に密着し貼付いて電子部品４を強固に固定したり、表面を保護できる。加工後は、粘着力が十分に低下することで、電子部品４に損傷をあたえずに、容易に垂直剥離ができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品の加工の際に使われる粘着剤および粘着テープに関し、例えば、電子部品の表面を保護したり、ワーク台に電子部品を固定する際に用いる粘着剤や粘着テープに関するものである。

近年電子部品の形態は、複雑化、精密化している。例えば、昨今のＩＣカードにおいても、形態はさらに薄型化、軽量化が望まれており、使用される半導体チップも薄型で幾層にも積層された複雑な形態を持つものが多い。この半導体チップの厚さは、従来、４００μｍ程度であった半導体ウエハを、厚さ５０〜１００μｍあるいは５０μｍ以下まで薄くする必要が生じている。

厚さ１００μｍ未満のウエハは強度が低く、破損しやすい。特に、薄く研削されたウエハは脆いため、ウエハ内に僅かでも欠陥があると、この欠陥に起因してクラックが発生し、このクラックがウエハ全体に大きく広がってしまう等の問題があった。

これらの不具合を解決するため、本出願人はすでに特願２００３−１０５８１１において、５０μ以下のチップの製造方法を提案している。すなわち、ウエハの回路面に保護テープを貼った状態で、バックグラインド、ダイシング、ピックアップ、ダイボンドの一連の工程を完了させることで、極薄チップの製造を可能としたものである。

また、感圧接着剤に発泡剤を配合した粘着テープを電子部品に使用することで、電子部品の加工中は粘着テープが電子部品の表面に貼り付き、電子部品を保護し、加工後は加熱によりテープ粘着剤中の発泡剤を膨張させ、電子部品とテープ粘着剤の接触面積を小さくすることで、電子部品からテープを剥がすものがある（例えば、特許文献１参照。）。

一般的に電子部品へテープを貼付ける際は、電子部品の厚みや剛性が十分なことから、電子部品を傷めることは殆どない。電子部品を加工し、電子部品の厚さや剛性が低下し脆くなった後、粘着テープを剥がす際が最も電子部品に損傷を与え易い状態にあるといえる。また通常、電子部品からテープを剥がす際、剥離の起点となる部分をテープに作成する必要がある。この剥離の起点を作成する際は、加工後の電子部品と粘着テープの粘着剤の界面に外部から力を加えるため、薄く脆くなった電子部品に損傷を与えやすい。

次に、従来の粘着テープを電子部品から剥離する形式を、図４を用いて説明する。電子部品１０の表面に粘着剤８０と基材フィルム９で構成された粘着テープ９０が貼付けられている。粘着テープ９０を電子部品１０から剥離する際は、テープ端部に剥離の起点となるテープの掴み代を作成した後、テープの掴み代を矢印１１の方向（電子部品と接する粘着面に対し１８０°の方向）へ、引っ張り、剥離する。

以上から、従来の粘着テープの剥離には、必ず剥離の起点となるテープの掴み代を作成する必要があるといえる。掴み代を作成する際、薄く脆くなった電子部品１０上のテープ端部に外部から力を加えるため、電子部品１０にクラックなどの損傷を与えやすい。

また、テープの粘着剤８０と電子部品１０の剥離境界は、矢印１２に示す通り、剥離が終了するまで常に線接触が連続する形態となっている。

このような従来の発泡タイプの感圧粘着テープの断面を図５に示す。この粘着テープ９０の粘着力を低下させるためには、電子部品と接触している面積を面全体でまんべんなく小さくする必要があることから、発泡剤８の配合部数は、感圧粘着剤７に対し２０重量％以上と、多量の部数を必要としていた。
特許第２９７０９６３号公報（頁２）

前記特許文献１の接着テープは、テープを剥がす際、発泡剤の発泡により接着剤と被着体の接触面積を減少させることで接着力の低下を図ったテープである。通常、上記効果を発現させるために発泡剤の配合部数は、接着剤に対し２０重量％以上と、多く添加する必要があった。また、この前記接着テープの剥離時には、発泡剤の発泡により接着剤が引きちぎられる現象が発生する。この現象によって接着剤が小片化し、１μｍ以下の大きさの小片が、剥離後の被着体に転写し残存する可能性が高い。この残存する接着剤が被着体を汚染する恐れから、前記接着テープは、微細化、精密化が進む半導体向けの電子部品用途には不適といえる。

また前述の発泡現象は、発泡剤の外壁が軟化し、内包されている炭化ガスが膨張し、発生するものである。この時、外壁成分及び炭化ガスが、環境中に放出される。放出量は微量であるが接着剤中に発泡剤が２０％含まれている場合は、炭酸ガス等による電子部品の汚染も問題となる可能性がある。

さらに、従来の発泡剤添加の感圧接着テープは、発泡剤を多量に配合することから、粘着剤に透明性がなく、基材フィルムをとおして電子部品表面を視認することが不可能であった。したがって、電子部品の表面を粘着テープで保護し加工を行う場合などは、加工中に電子部品表面の状態、特に表面に刻まれた回路パターンや配線、印字、スクラブライン等の状態を管理しながら加工することが出来ない。また、加工後に表面の粘着テープを剥離しないで次工程へ送り、基材フィルムをとおして電子部品表面に刻まれた情報を読み込むことが出来なかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、粘着剤の透明性と表面の平滑性に優れるとともに、電子部品の加工中は電子部品を強固に固定したり、表面を保護でき、加工後は、粘着力が十分に低下することで、電子部品に損傷をあたえず容易に剥離できる粘着剤や粘着テープを提供することを目的とする。さらに、粘着テープの剥離後に、粘着剤小片の被着体への残存や発生するガスによる電子部品の汚染も抑えることが出来る粘着テープを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の粘着剤は、電子部品の加工の際に使われる粘着剤であって、温度上昇で粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする主剤に、加熱により体積が膨張する添加剤を加えたことを特徴とする。

また、本発明の粘着剤は、前記添加剤が、１００℃以上で室温の体積の１．５倍〜４０倍に膨張することを特徴とする。

また、本発明の粘着剤は、前記添加剤が、前記主剤の固形分に対し０．５重量％〜３．０重量％添加されていることを特徴とする。

本発明の粘着剤によれば、電子部品が加工されている間は、粘着剤が電子部品表面に密着し電子部品を保護したり、ワーク台等に強固に固定することが可能で、加工後、剥離する際は、加熱という簡単な手段で剥離が可能であり、電子部品に損傷を与えることがない。

特に、電子部品から粘着テープを剥離する場合は、粘着テープの掴み代を必要としない垂直剥離が可能となった。したがって、容易に垂直剥離ができることで、電子部品に直接触れずにテープの剥離を行うことができ、より一層、電子部品に損傷を与えなくなった。

さらに粘着テープ剥離後に、粘着剤小片の被着体への残存や発生するガスによる電子部品の汚染をも抑えることが可能となることで、電子部品の歩留まりが向上できた。

また、粘着剤の透明性が向上することで電子部品の表面情報を視認することが可能となった。

以下、本発明の実施形態について説明する。

まず、本発明に係る粘着剤の実施形態を、図１を用いて説明する。

本発明の粘着剤２０は、主として主剤１と添加剤２で構成されている。主剤１は、側鎖結晶性ポリマーを主成分とするもので、加熱することで粘着力が低下する粘着剤であって、たとえば特願２００３−１０５８１１の実施例２に記載されるポリマーである。このポリマーは、所定温度以下で粘着性を示し、それ以上の温度では非粘着性を示すという特性を有する。 この主剤１には、必要に応じ、架橋剤や老化防止剤、可塑剤、充填剤等を適宜添加してもよい。

次に、添加剤２について説明する。添加剤２は、加熱することで体積が膨張する剤であり、体積が１００℃以上の環境下で室温の１．５倍〜４０倍、好ましくは４倍〜２０倍になる剤が使用される。１．５倍より膨張率が低いと、後述する垂直剥離における剥離の起点が形成しづらい。また、添加剤２自体の特性上、膨張率の上限は４０倍である。

添加剤２としては、一般的な発泡剤や体積膨張剤をマイクロカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルが有効に使用される。この場合、発泡剤としては、たとえば炭酸アンモニウムや炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。

熱膨張性マイクロカプセルは、主剤１への分散性や取り扱いが容易などの点から、好適に添加剤２として使用される。熱膨張性マイクロカプセルは、一般に液状ガスを内包したポリマー殻で構成され、加熱されると、液状ガスが気化して殻内の内圧が増し、熱可塑性プラステックの殻が軟化することで、体積が劇的に増加するものである。

上記添加剤２の主剤１への配合部数は、主剤１の固形分に対し０．５重量％〜３重量％であり、好ましくは１重量％〜２重量％であって、従来の発泡タイプの感圧粘着テープの配合部数の１／１０程度である。０．５重量％より少ないと、後述する垂直剥離における剥離の起点が形成しづらく、また配合量が３重量％を超えると、室温での粘着剤表面の平滑性や粘着剤の透明性が失なわれる。

添加剤２の配合部数が少ないことで、粘着剤表面は平滑であり電子部品の加工中、粘着剤２０は電子部品表面へ密着し、電子部品を加工する間剥離せず、電子部品の保護やワーク台等への固定が可能である。加えて粘着剤２０の透明性が優れることで、電子部品表面の視認が可能となる。

また、添加剤２が熱膨張性マイクロカプセルの場合、主剤１のみの粘着剤に比べ粘着剤２０に弾力性を与えることができ、電子部品の加工に際し発生する衝撃を粘着剤２０で緩和できることで、加工中も電子部品表面への密着性が維持でき、容易に剥離しない粘着剤となる。

これらの粘着剤２０を、基材フィルムの片面もしくは両面に塗布することで、粘着テープとして使用が可能となる。ここでいう基材フィルムは、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート等の合成樹脂フィルムの単層体またはこれらの複層体が挙げられる。また基材フィルムの表面をエッチング処理、アニール処理等の各種の処理を施してもよい。

次に本発明の粘着剤による垂直剥離形式について説明する。

図２は、その垂直剥離形式を示した図である。図２（ａ）に示すように電子部品４の表面に粘着剤２０と基材フィルム３で構成された粘着テープ３０が貼付けられている。基材フィルム３の上面に例えば吸盤やコレットを吸着させ、基材フィルム３の上面を矢印５の方向（垂直方向）に引き上げることで、電子部品４から粘着テープ３０を剥離する方法である。図２（ｂ）の矢印５に示す通り剥離の境界は、従来のピール剥離形式とは異なり、面である。

したがって、剥離に際し、テープ端部に掴み代を作成する必要がなく、電子部品４に接触しないことから、加工後の脆くなった電子部品４に損傷を与えることはない。

次に、垂直剥離形式における粘着剤２０の主剤１と添加剤２の剥離時における機能について説明する。図３は、本発明の垂直剥離形式の工程を示す図である。

図３（ａ）に示すように、本発明の粘着テープ３０は、図１の粘着剤２０が基材フィルム３の片面に設けられ構成されている。この粘着テープ３０が、電子部品４の表面に貼付けられている。

この図３（ａ）の貼付け状態で電子部品４が加工される。加工終了後、粘着剤２０を加熱することで、粘着剤２０中の添加剤２は、図３（ｂ）のように体積を膨張させる。体積を膨張させると同時に、図３（ｂ）の矢印６に示すような微少な凹凸を粘着剤２０と電子部品４の界面に形成する。また、加熱することで粘着剤２０の主剤１は、その特性から粘着力を低下させる。そして、基材フィルム３の上面をコレットで吸着し、コレットを矢印５の方向（垂直方向）へ引き上げ、粘着テープ３０を電子部品６から剥離する。剥離時には、前記界面にできた凹凸を剥離の起点として、かつ主剤１の粘着力低下の相乗効果で、容易に垂直剥離をすることができる。この時の、剥離力は５０ｇ／ｃｍ²以下（１ｃｍ×１ｃｍ角の大きさを垂直方向に剥離する力）となる。

本発明の添加剤２は、剥離の起点としての凹凸形成であるため、接触面全体に形成する必要はなく、剥離の起点としての作用だけで足りるため、接触面の一部に凹凸が形成できればよい。このことから、添加剤の配合部数は、従来の発泡タイプの感圧粘着剤の約１／１０の添加量で足りる。

本発明の粘着剤２０に使用される添加剤２の粒子は、１層を成しているため、粘着剤表面の平滑性や粘着剤の透明性に優れている。

粘着剤２０が加熱され、添加剤２の体積が膨張する際、粘着剤２０の中で最も電子部品の表面に近い添加剤２の粒子が、前記剥離の起点として作用する最も大きな凹凸を形成する。

本発明の粘着剤２０の厚みは、添加剤２の粒径よりも厚い必要がある。これは、室温で粘着剤２０の厚みが添加剤２の粒径より薄いと、粘着剤２０の表面に添加剤２の粒子による凹凸が発生してしまい、粘着剤２０の表面の平滑性が失われるからである。また、粘着剤２０の厚みの上限は、一般的な粘着剤の厚みの上限が適用できる。例えば、添加剤２として熱膨張性マイクロカプセルを使用した場合、室温でのマイクロカプセルの粒径は５μｍ〜４０μｍであることから、粘着剤２０の厚みはそれ以上とする必要があり、２０μｍ〜１００μｍの厚みが一般的に適用される。この厚みは、添加剤２の種類が変われば適宜変更されることは言うまでもない。

以下、実施例を挙げて、本発明の粘着剤および粘着テープについて説明する。

（粘着剤の作成）
加熱により粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤（ニッタ株式会社製：インテリマー）を主剤とし、主剤に添加剤として熱膨張性マイクロカプセル（日本フィライト製；エクスパンセルDE５５１−２０；粒径約１０μｍ、１２０℃における体積膨張率２０倍〜３０倍）を主剤の固形分に対し、１重量％加え撹拌した。

（粘着テープの作成）
ＰＥＴ基材フィルムに上記で作成した粘着剤を４０μｍの厚みで塗布し、添加剤の体積膨張が発生しない低い温度域で加熱乾燥し、粘着テープを作成した。

添加剤として熱膨張性マイクロカプセル（松本油脂製；マイクロスフェアーＦ８０Ｓ；粒径約２０μｍ、１２０℃における体積膨張率約３０倍）を使用した以外は、すべて実施例１と同様にして粘着テープを作成した。

添加剤の配合部数を３重量％に変更した以外は、すべて実施例１と同様にして、粘着テープを作成した。

添加剤の配合部数を０．５重量％に変更した以外は、すべて実施例２と同様にして、粘着テープを作成した。

［比較例１］
加熱により粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤（ニッタ株式会社製：インテリマー）を使用し、添加剤は配合せずに、実施例１と同様にして、粘着テープを作成した。

［比較例２］
粘着剤の主剤として、一般的なアクリル系感圧粘着剤を使用した以外は、すべて実施例１と同様にして、粘着テープを作成した。

［比較例３］
添加剤の配合量を１０重量％にした以外は、すべて比較例２と同様にして、粘着テープを作成した。

［比較例４］
基材フィルムに塗布する粘着剤の厚みを１０μｍにした以外は、すべて比較例２と同様にして、粘着テープを作成した。

（粘着力の評価）
上記で作成した粘着テープを基材フィルムごと１ｃｍ×１ｃｍ角にカットし、ステンレス板の鏡面へ貼り付けた。ついで、ＰＥＴ基材フィルムの表面に垂直剥離ができるように、逆Ｔ字型の部材を瞬間接着剤を使用して固定した。逆Ｔ字の部材を垂直方向へ引っ張り、粘着テープが剥離する強度を室温と１２０℃で測定した。結果を表１に示す。

（粘着剤表面の平滑性の評価）
上記で作成した粘着テープの室温での表面の平滑性について、目視により評価を行った。結果は、優秀：◎、良：○、悪：×の３段階での評価とし、結果を表１に示した。

（粘着剤の透明性の評価）
上記で作成した粘着剤の室温での透明性について、作成した粘着テープを、文字が印刷された紙面へ貼付け、基材フィルムをとおして見える文字の視認性により評価した。結果は、優秀：◎、良：○、悪：×の３段階での評価とし、結果を表１に示した。

実験の評価結果から、以下の点が判った。

（室温での粘着力について）
実施例１〜４に示す本発明の粘着テープは、すべて室温での粘着力は十分あり、電子部品の保護やワーク台への固定に使用しても、問題のないレベルと判断できた。

（１２０℃における粘着力の低下について）
本発明においては、いずれも容易な垂直剥離が可能な程度まで粘着力が低下している。
比較例１では、側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤のみ（添加剤は配合せず）によって粘着剤を構成したことから、粘着力の低下が少ない。また、比較例２〜４の結果から、一般的な感圧粘着剤に添加剤を配合しても、粘着力の低下効果が少ないことが判る。このことは、本発明が、主剤となる側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤と、添加剤の剥離の起点の作用の相乗効果から容易な垂直剥離が可能になったことを裏付けている。

（粘着剤の平滑性について）
本発明の粘着剤では、いずれも良レベル以上の評価であり問題ないが、添加剤を３重量％配合した実施例３では、他の実施例に比べ平滑性は劣っていた。添加剤の配合量が増えるに従い、平滑性は劣る傾向にあることがわかる。添加剤を１０重量％配合した比較例３では、粘着剤の平滑性は悪く、電子部品表面への密着性に問題が生じるおそれがある。また、粘着剤の厚みを添加剤粒径とほぼ同じ厚みに塗布した比較例４の粘着テープは、粘着剤表面に添加剤の粒が浮き出てきており、平滑性に劣ることが判った。

(粘着剤の透明性について）
本発明の粘着剤では、いずれも良レベル以上の評価であり問題ないが、添加剤を３重量％配合した実施例３では、他の実施例に比べ透明性は劣っていた。添加剤を１０重量％配合した比較例３では、粘着剤の透明性は悪く、電子部品表面情報が視認不可能であることが判った。

本発明にかかる粘着剤の第一の実施形態を示す図である。 本発明の垂直剥離形式を示す図である。 本発明の垂直剥離形式の工程を示す図である。 従来の粘着テープを用いたピール剥離形式を示す図である。 従来の粘着テープを示す図である。

符号の説明

１：主剤、２：添加剤、３：基材フィルム、４：電子部品、５：剥離の方向、６：剥離の境界、７：粘着剤表面の凹凸、２０：粘着剤、３０：粘着テープ

Claims (7)

1. 電子部品の加工の際に使われる粘着剤であって、温度上昇で粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする主剤に、加熱により体積が膨張する添加剤を加えたことを特徴とする粘着剤。
2. 前記添加剤が、１００℃以上で室温の体積の１．５倍〜４０倍に膨張することを特徴とする請求項１に記載の粘着剤。
3. 前記添加剤が、前記主剤の固形分に対し０．５重量％〜３．０重量％添加されている請求項１または請求項２に記載の粘着剤。
4. 前記粘着剤の厚みは、添加剤の室温での粒径以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の粘着剤。
5. 前記添加剤が、マイクロカプセル化されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載の粘着剤。
6. 前記粘着剤を電子部品から剥離する際の垂直剥離力が５０ｇ／ｃｍ²以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の粘着剤。
7. 請求項１に記載の前記粘着剤を少なくとも片面に設けたことを特徴とする粘着テープ。
   

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