JP2009244003A - Method for detecting degree of hardening of adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明基材上に塗布した接着剤の硬化度を検出する方法に関し、さらに詳しくは、搬送中の連続シート(透明基材)上に、等間隔かつ多数箇所に接着剤を塗布し、この接着剤を順次硬化させる際、連続シート上に塗布した全ての接着剤の硬化度を非接触で検出することが可能な接着剤の硬化度検出方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting the degree of cure of an adhesive applied on a transparent substrate, and more specifically, an adhesive is applied to a continuous sheet (transparent substrate) being conveyed at regular intervals and at many locations. The present invention relates to a method for detecting the degree of cure of an adhesive that can detect the degree of cure of all adhesives applied on a continuous sheet in a non-contact manner when the adhesive is sequentially cured.
基板などに塗布した接着剤などの硬化性樹脂の硬化度を測定する方法としては、塗布した樹脂を予備硬化させ、その状態における基板の重量を計測した後、予備硬化状態の樹脂を所定条件下で摩耗させ、摩耗終了後における基板の重量差を計測することにより、摩耗前後における基板の重量差を算出し、その算出された重量差に基づいて前記樹脂の硬化度を判定する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for measuring the degree of cure of a curable resin such as an adhesive applied to a substrate, etc., after pre-curing the applied resin and measuring the weight of the substrate in that state, the pre-cured resin is subjected to a predetermined condition. The method of calculating the weight difference of the substrate before and after wear by measuring the weight difference of the substrate after the wear is completed and determining the degree of cure of the resin based on the calculated weight difference is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
また、硬化性樹脂の硬化度を測定する他の方法としては、(1)硬化条件を満たすことにより硬化する硬化性樹脂の硬化が飽和した試料を含む硬化進行状態に対応した参照用試料を作製する工程と、(2)マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線、またはX線の何れかを含む電磁波または電子線またはイオン粒子を参照用試料に照射し、参照用試料からの応答測定を行う工程と、(3)応答測定で得られた測定結果から、参照用試料の硬化進行状況と強い相関性を有する参照用硬化信号と、参照用硬化信号と比べ、参照用試料の硬化の進行状況と相関性が弱い基準用硬化信号を抽出する工程と、(4)参照用硬化信号を基準用硬化信号で規格化し、参照用規格化信号を抽出する工程と、(5)(2)、(3)、(4)に記載した測定を、参照用試料に代えて測定用試料に対して行うことで測定用規格化硬化信号を抽出する工程と、(6)(4)の工程で抽出された硬化の進行状況に対応した参照用規格化硬化信号と、(5)で抽出された測定用規格化信号を比較して測定用試料の硬化状況を抽出する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上述の方法では、測定用サンプルの硬化度測定を個別に行うことしかできない上に、硬化性樹脂を用いた製造工程において、その製造工程とは別に硬化度測定を行わなければならないため、製造中に全ての硬化性樹脂の硬化度を測定することができなかった。
したがって、上述の方法では、搬送中の連続シート上に、等間隔かつ多数箇所に接着剤を塗布し、この接着剤を順次硬化させる際、連続シート上に塗布した全ての接着剤の硬化度を非接触で検出することはできなかった。
However, in the above method, the degree of cure of the measurement sample can only be measured individually, and in the production process using the curable resin, the degree of cure must be measured separately from the production process. The degree of cure of all curable resins could not be measured during production.
Therefore, in the above-described method, when the adhesive is applied to the continuous sheet being conveyed at regular intervals and in many places, and this adhesive is sequentially cured, the curing degree of all the adhesives applied on the continuous sheet is set. It was not possible to detect without contact.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、搬送中の連続シート上に、等間隔かつ多数箇所に接着剤を塗布し、この接着剤を順次硬化させる際、連続シート上に塗布した全ての接着剤の硬化度を非接触で検出することが可能な接着剤の硬化度検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is applied on a continuous sheet when the adhesive is applied on a continuous sheet being conveyed at equal intervals and in many places, and the adhesive is sequentially cured. It is an object of the present invention to provide a method for detecting the degree of cure of an adhesive that can detect the degree of cure of all the adhesives in a non-contact manner.
本発明の接着剤の硬化度検出方法は、透明基材上に塗布した接着剤の硬化度を検出する方法であって、前記透明基材の前記接着剤を塗布した面とは反対の面から、前記透明基材に対してレーザー光を入射し、前記透明基材と前記接着剤の界面にて反射した、前記レーザー光の反射光の反射角および光強度を測定することにより、前記接着剤の硬化度を検出することを特徴とする。 The method for detecting the degree of cure of the adhesive of the present invention is a method for detecting the degree of cure of an adhesive applied on a transparent substrate, from the surface opposite to the surface of the transparent substrate to which the adhesive is applied. The adhesive is obtained by measuring the reflection angle and light intensity of the reflected light of the laser light that is incident on the transparent substrate and reflected at the interface between the transparent substrate and the adhesive. It is characterized by detecting the degree of curing.
本発明の接着剤の硬化度検出方法によれば、透明基材上に塗布した接着剤の硬化度を検出する方法であって、前記透明基材の前記接着剤を塗布した面とは反対の面から、前記透明基材に対してレーザー光を入射し、前記透明基材と前記接着剤の界面にて反射した、前記レーザー光の反射光の反射角および光強度を測定することにより、前記接着剤の硬化度を検出するので、接着剤を直接サンプリングすることなく、非接触で、接着剤の硬化度を検出することができる。また、透明基材が長尺の連続シートからなり、このような透明基材に、接着剤を介して、ICチップを等間隔に、多数実装する場合、透明基材を搬送しながらも、全ての接着剤の硬化度を検出することができる。さらに、全ての接着剤の硬化度を検出し、硬化が不十分な接着剤の箇所には、目印を付けておき、搬送終了後、透明基材を個片化してから、不良品を除去するという方法も採用できる。 According to the method for detecting the degree of cure of an adhesive of the present invention, the method is for detecting the degree of cure of an adhesive applied on a transparent substrate, which is opposite to the surface of the transparent substrate on which the adhesive is applied. By measuring the reflection angle and the light intensity of the reflected light of the laser light, which is incident on the transparent base material from the surface and reflected at the interface between the transparent base material and the adhesive, Since the degree of cure of the adhesive is detected, the degree of cure of the adhesive can be detected in a non-contact manner without directly sampling the adhesive. In addition, when the transparent base material is composed of a long continuous sheet and a large number of IC chips are mounted on such a transparent base material at an equal interval via an adhesive, The degree of cure of the adhesive can be detected. Furthermore, the degree of cure of all adhesives is detected, and a mark is attached to the location of the adhesive that is not sufficiently cured. After the conveyance is finished, the transparent substrate is separated into individual pieces, and then the defective product is removed. You can also adopt this method.
本発明の接着剤の硬化度検出方法の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The best mode of the method for detecting the degree of cure of the adhesive of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
本発明の接着剤の硬化度検出方法によれば、透明基材上に塗布した接着剤の硬化度を検出する方法であって、前記透明基材の前記接着剤を塗布した面とは反対の面から、前記透明基材に対してレーザー光を入射し、前記透明基材と前記接着剤の界面にて反射した、前記レーザー光の反射光の反射角および光強度を測定することにより、前記接着剤の硬化度を検出する方法である。 According to the method for detecting the degree of cure of an adhesive of the present invention, the method is for detecting the degree of cure of an adhesive applied on a transparent substrate, which is opposite to the surface of the transparent substrate on which the adhesive is applied. By measuring the reflection angle and the light intensity of the reflected light of the laser light, which is incident on the transparent base material from the surface and reflected at the interface between the transparent base material and the adhesive, This is a method for detecting the degree of cure of the adhesive.
図1は、本発明の接着剤の硬化度検出方法の一実施形態を示す概略図である。
図1中、符号11は透明基材、12はアンテナ、13はICチップ、14は接着剤、20はレーザー光発振機、21はレーザー光、30は光強度測定装置、31は第1の反射光、32は第2の反射光をそれぞれ示す。
透明基材11の一方面11aには、RFID(Radio Frequency IDentification)用のアンテナ12が設けられている。
また、アンテナ12には、接点13aを介してICチップ13が接合される。
そして、このICチップ13が、透明基材11の一方面11aに、接着剤14を介して固定される。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a method for detecting the degree of cure of an adhesive according to the present invention.
In FIG. 1, 11 is a transparent substrate, 12 is an antenna, 13 is an IC chip, 14 is an adhesive, 20 is a laser beam oscillator, 21 is a laser beam, 30 is a light intensity measuring device, and 31 is a first reflection.
On one
The
Then, the
この実施形態の接着剤の硬化度検出方法では、まず、透明基材11の一方面11aにおいて、アンテナ12に、接点13aを介してICチップ13が接合するともに、透明基材11の一方面11aとICチップ13との間に所定量の接着剤14を塗布する。なお、この時点では、接着剤14は未硬化である。
In the adhesive curing degree detection method of this embodiment, first, the
接着剤14を塗布した直後、透明基材11の接着剤14を塗布した面(一方の面11a)とは反対の面(他方の面11b)から、レーザー光発振機20より発振した、光強度Iのレーザー光21を、透明基材11に対して所定の入射角度αにて入射し、透明基材11と接着剤14の界面にて反射した、レーザー光21の第1の反射光31の反射角βおよび光強度I´を測定する。
Immediately after applying the
次いで、加熱、あるいは、紫外線や電子線の照射などの所定の方法により、接着剤14を硬化させる。
次いで、接着剤14を硬化させた直後、透明基材11の他方の面11bから、所定の距離を隔てて配置されたレーザー光発振機20より発振した、光強度Iのレーザー光21を、透明基材11に対して所定の入射角度αにて入射し、透明基材11と接着剤14の界面にて反射した、レーザー光21の第2の反射光32の反射角β−δおよび光強度Iδ´を測定する。
Next, the
Next, immediately after the
接着剤14は、硬化前と硬化後において、その屈折率が変化する。その結果、上述のように、第1の反射光31の反射角βと、第2の反射光32の反射角β−δが変化するとともに、第1の反射光31の光強度I´と、第2の反射光32の光強度Iδ´が変化する。
このとき、反射角β>反射角β−δ、かつ、光強度I´>光強度Iδ´である。
The refractive index of the
At this time, the reflection angle β> the reflection angle β−δ and the light intensity I ′> the light intensity I δ ′.
このように、第1の反射光31の反射角βに対する第2の反射光32の反射角β−δの変化量と、第1の反射光31の光強度I´に対する第2の反射光32の光強度Iδ´の変化量とを測定することにより、接着剤14の硬化度を検出することができる。
As described above, the amount of change in the reflection angle β-δ of the second reflected
レーザー光発振機20の発振部(レーザー光の出射端)と透明基材11の他方の面11bとの距離は、0.5m以上、2m以下が好ましい。
レーザー光発振機20より発振するレーザー光21の透明基材11の他方の面11bに対する入射角αは、40°以上、85°以下であることが好ましい。
レーザー光発振機20より発振するレーザー光21の波長は、700nm以上、1500nm以下であることが好ましい。
レーザー光発振機20より発振するレーザー光21の光強度は、1000mW/cm2以上、10000mW/cm2以下であることが好ましい。
The distance between the oscillation part (laser light emission end) of the
The incident angle α of the
The wavelength of the
Light intensity of the
透明基材13としては、光透過性のものが用いられる。このような透明基材13としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体およびこれらの金属架橋物などからなるフィルム、シート、板などが挙げられる。
As the
接着剤14としては、硬化前と硬化後において、その屈折率が変化するものであれば特に限定されないが、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤などが用いられる。
熱硬化型接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル系反応樹脂などが挙げられる。具体的には、ビスフェノールF型エポキシドが挙げられる。
紫外線硬化型接着剤としては、紫外線硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリウレタン樹脂、紫外線硬化性エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化性イミドアクリレート樹脂などが挙げられる。
電子線硬化型接着剤としては、電子線硬化性アクリル樹脂、電子線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリウレタン樹脂、電子線硬化性エポキシアクリレート樹脂、カチオン硬化型樹脂などが挙げられる。
The
Examples of the thermosetting adhesive include phenol resin, epoxy resin, polyurethane curable resin, urea resin, melamine resin, and acrylic reaction resin. Specifically, bisphenol F-type epoxide is mentioned.
Examples of the UV curable adhesive include UV curable acrylic resin, UV curable urethane acrylate resin, UV curable polyester acrylate resin, UV curable polyurethane resin, UV curable epoxy acrylate resin, and UV curable imide acrylate resin. It is done.
Electron beam curable adhesives include electron beam curable acrylic resins, electron beam curable urethane acrylate resins, electron beam curable polyester acrylate resins, electron beam curable polyurethane resins, electron beam curable epoxy acrylate resins, and cationic curable resins. Resin etc. are mentioned.
例えば、熱硬化型接着剤として、硬化前の分子構造が、下記の化学式(1)で表されるビスフェノールF型エポキシドは、硬化すると、下記の化学式(2)で表される分子構造をなす。このような分子構造の変化により、接着剤14の屈折率が変化する。 For example, as a thermosetting adhesive, a bisphenol F-type epoxide having a molecular structure before curing represented by the following chemical formula (1), when cured, has a molecular structure represented by the following chemical formula (2). Due to such a change in the molecular structure, the refractive index of the adhesive 14 changes.
この実施形態の接着剤の硬化度検出方法によれば、透明基材11の他方の面11bから、所定の距離を隔てて配置されたレーザー光発振機20より発振した、光強度Iのレーザー光21を、透明基材11に対して所定の入射角度αにて入射し、透明基材11と接着剤14の界面にて反射した、第1の反射光31の反射角βに対する第2の反射光32の反射角β−δの変化量と、第1の反射光31の光強度I´に対する第2の反射光32の光強度Iδ´の変化量とを測定することにより、接着剤14の硬化度を検出するので、接着剤14を直接サンプリングすることなく、非接触で、接着剤14の硬化度を検出することができる。
According to the method for detecting the degree of cure of the adhesive of this embodiment, the laser beam having the light intensity I oscillated from the
また、透明基材11が長尺の連続シートからなり、このような透明基材11に、上述のように接着剤14を介して、ICチップ13を等間隔に、多数実装する場合、透明基材11を搬送しながらも、全ての接着剤14の硬化度を検出することができる。なお、この場合、透明基材11は、間欠的に搬送されるため、接着剤14の硬化度の検出(反射角および光強度の測定)は、搬送が停止(中断)している間に、瞬時に行われる。さらに、全ての接着剤14の硬化度を検出し、不良品(硬化が不十分)な接着剤14の箇所には、目印を付けておき、搬送終了後(全てのICチップ13の実装終了後)、透明基材11、アンテナ12およびICチップ13からなるインレットを個片化してから、不良品を除去するという方法も採用できる。
Further, when the
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with experimental examples, but the present invention is not limited to the following experimental examples.
まず、ポリスチレンフィルム41の一方面41aに、スピンコート法により、厚みが20μmとなるように接着剤44を塗布した。
接着剤44としては、モノマーに対して、硬化剤としてビフェニルヨードニウム塩を0.5質量%含むビスフェノールF型エポキシドを用いた。
接着剤44を塗布した後、ポリスチレンフィルム41の他方の面41bから、レーザー光発振機50より発振した、光強度Iのレーザー光51を、ポリスチレンフィルム41に対して所定の入射角度α0にて入射し、ポリスチレンフィルム41と接着剤44の界面にて反射した、レーザー光51の第1の反射光61の反射角α1および光強度I´を測定した。
ここで、光強度Iを1000mW/cm2とした。
第1の反射光61の反射角α1は40.0°、光強度I´は118±10mW/cm2であった。
First, the adhesive 44 was applied to the one
As the adhesive 44, a bisphenol F-type epoxide containing 0.5% by mass of a biphenyl iodonium salt as a curing agent was used with respect to the monomer.
After the adhesive 44 is applied, from the
Here, the light intensity I was set to 1000 mW / cm 2 .
The reflection angle α 1 of the first reflected
次いで、100℃にて1時間加熱して、接着剤14を硬化させた。
ポリスチレンフィルム41の他方の面41bから、レーザー光発振機50より発振した、光強度Iのレーザー光51を、ポリスチレンフィルム41に対して所定の入射角度α0にて入射し、ポリスチレンフィルム41と接着剤44の界面にて反射した、レーザー光51の第2の反射光62の反射角α2および光強度Iδ´を測定した。
第2の反射光62の反射角α2は39.5°、光強度Iδ´は40±5mW/cm2であった。
Next, the adhesive 14 was cured by heating at 100 ° C. for 1 hour.
From the
The reflection angle α 2 of the second reflected
このように、接着剤44の硬化前後において、レーザー光51の反射角が40.0°から39.5°に変化するともに、レーザー光51の反射光の光強度が118±10mW/cm2から40±5mW/cm2に変化することが確認された。また、反射光の到達する位置が1.9cm変化することが確認された。
この結果から、ポリスチレンフィルム41の他方の面41bから、レーザー光発振機50より発振した、光強度Iのレーザー光51を、ポリスチレンフィルム41に対して所定の入射角度α0にて入射し、ポリスチレンフィルム41と接着剤44の界面にて反射した、レーザー光51の反射光の反射角度および光強度を測定することにより、レーザー光51接着剤44の硬化度を検出できることが確認された。
Thus, before and after curing of the adhesive 44, the reflection angle of the
From this result, from the
11・・・透明基材、12・・・アンテナ、13・・・ICチップ、14・・・接着剤、20・・・レーザー発振機、21・・・レーザー光、30・・・光強度測定装置、31・・・第1の反射光、32・・・第2の反射光。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記透明基材の前記接着剤を塗布した面とは反対の面から、前記透明基材に対してレーザー光を入射し、前記透明基材と前記接着剤の界面にて反射した、前記レーザー光の反射光の反射角および光強度を測定することにより、前記接着剤の硬化度を検出することを特徴とする接着剤の硬化度検出方法。
A method for detecting the degree of cure of an adhesive applied on a transparent substrate,
The laser beam that is incident on the transparent substrate from a surface opposite to the surface of the transparent substrate on which the adhesive is applied, and is reflected at the interface between the transparent substrate and the adhesive. A method for detecting the degree of cure of an adhesive, wherein the degree of cure of the adhesive is detected by measuring a reflection angle and light intensity of the reflected light.
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