JP2014040095A - 接着材積層体及びその巻回体 - Google Patents

Abstract

【課題】巻芯に巻き取って巻回体を形成した場合であっても、巻き崩れが防止されるとともに、生産中の取り替えを頻繁に行う必要がなく、接合後の製品の性能安定性も向上した、接着材積層体を提供すること。
【解決手段】対向する第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムの間に、接着材層を備え、前記第１の基材フィルム及び／又は前記第２の基材フィルムは、前記接着材層に対向する面と反対の面に粘着剤層を有する、接着材積層体。
【選択図】図１

Description

本発明は、接着材積層体及びその巻回体に関する。

相対峙する電極間に挟んで加熱加圧することにより、電極間の導通と、基板の接合とを可能とする異方導電材テープが知られている。このような異方導電材テープは、リール状に巻き重ねてリール製品として提供される場合があるが、異方導電材テープの使用量の増加に伴って、リール取り替え迄の時間が短くなり生産効率に問題が生じることがあった。また、狭幅の異方導電材テープにおいてはリール形状にした場合の巻崩れが生じる場合もあった。

そこで、リールの取り換え時間の間隔を長くし、巻き崩れによる作業性の低下を防止することを目的として、フィルム状の接着剤の片面又は両面に基材フィルムを設けた２層又は３層構造の異方導電材を、芯材の長手方向に多数回巻積層した、異方導電材テープが提案されている（特許文献１）。

特開２００４−５９７７６号公報

上記のような工夫により確かに生産効率の向上は図られるが、異方導電材で接合した製品の性能において若干のばらつきが生じることがあり、従来これは生産効率向上に伴う不可避的な現象であると捉えられていた。

そこで、本発明の目的は、巻芯に巻き取って巻回体を形成した場合であっても、巻き崩れが防止されるとともに、生産中の取り替えを頻繁に行う必要がなく、接合後の製品の性能安定性も向上した、接着材積層体を提供することにある。本発明の目的はまた、そのような接着材積層体の巻回体を提供することにある。

本発明は、対向する第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムの間に、接着材層を備え、第１の基材フィルム及び／又は第２の基材フィルムは、接着材層に対向する面と反対の面に粘着剤層を有する、接着材積層体を提供するものである。

接着材で接合した製品の若干の性能のばらつきを詳しく検討したところ、接着材中の成分（異方導電材の場合は、特に導電粒子）の局在が部分的に生じていることが判明した。そしてその局在が生じる理由を精査したところ、２層構造の接着材テープにおいては、巻き取るときに、接着材層の表面に巻き取られた基材フィルムの裏面が接触するが、巻芯に位置をずらしながら巻き取るため、基材フィルムが接着材層を一部だけを覆う形状となり、基材フィルムで覆われた部分と覆われていない部分とで押圧の度合いが異なり、その結果、接着材中の成分の移動が生じていることが見出された。

また、３層構造の接着材テープにおいては、２つの基材フィルムで接着材が挟持されているものの、積層すると基材フィルムの上に基材フィルムが配置されることになるため、保管又は製造中の基材フィルム相互の滑りにより、接着材テープが横滑りして接着材に不均一な圧力がかかり、接着材の成分が移動してしまうことが見出された。本発明の接着材積層体によれば、２つの基材フィルム間に接着材層を配置させ、更に基材フィルムの接着材層に対向する面と反対の面に粘着剤層を形成させているため、巻芯に巻回した状態で滑りが生じ難く、接着材が不均一な圧力、又は経時的に変化するような圧力を受けづらいため、接着材中の成分の局在化が防止される。そして、これにより接合後の製品の性能安定性も格段に向上する。

粘着剤層を有する面以外の、第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムの主面の少なくとも一つは、離型処理されていることが好ましい。基材フィルムに離型処理することで、基材フィルムと接着材層との剥離性又は重なり合う接着材積層体との剥離性を制御できるようになることから、使用目的及び使用条件に適合した巻回体を製造することが可能になる。なお、第１又は第２の基材フィルムの一方だけに粘着剤層を設けた場合、粘着剤層を設けていない基材フィルムは両面離型処理することが好ましい。また、第１及び第２の基材フィルムの双方に粘着剤層を設けた場合、粘着剤層側の面の双方に離型処理することが好ましい。

第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムは、破断強度が８０〜４００ＭＰａ、且つ、破断伸度が３０〜２００％の基材フィルムであるのが好適である（いずれも２５μｍ厚のフィルムで２５℃測定した時の値）。このような破断強度及び破断伸度の基材フィルムを用いることで、接着材層が基材フィルムと共に伸びてしまうことが防止される。これにより、接合後の製品の性能安定性をより向上させることができるようになる。なお、破断強度は８０〜３００ＭＰａがより好ましく、本発明の構成では８０〜１１５ＭＰａの破断強度のものであっても上記特性を発揮する。破断伸度は、５０〜２００％がより好ましく、５０〜１５０％が更に好ましい。なお、基材フィルムの厚さは１００μｍ以下（好ましくは７５μｍ以下、更には５０μｍ以下）が好ましい。基材フィルムの厚さをこの範囲にすることで、接着材積層体の全体としての厚さを小さくすることができ、巻芯に巻回できる長さを増やすことができることから、生産性向上に貢献する。

第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムの一方の厚さは、他方の厚さ以下にすることも可能である。接着材積層体の製造は、接着材層を一方の基材フィルム上に形成させ、その後に他方の基材フィルムで被覆して、この状態で粘着剤層を形成するのが効率的である。被覆する基材フィルムが厚すぎると全体としての厚さが大きくなり、巻芯に巻回できる長さが短くなる。そこで一方の基材フィルムの厚さを他方の基材フィルムの厚さ以下（例えば５０％以下）にすることで、全体として厚さが増大するのを防止することができる。また、粘着剤層を形成する際には、２つの基材フィルムと接着材層との最低３層が存在することから、基材フィルムの一方が薄くても粘着剤層の形成に困難性が伴うことはない。基材フィルムの一方が他方の厚さ以下であっても粘着剤層の存在により、接着材層の成分の偏在は防止され、接合後の性能安定性は問題なく発揮される。これに対して、２つの基材フィルムを有する構成であっても粘着剤層を有していないものは、各基材フィルムの厚さが異なっていると、フィルムの滑りが生じたときに、接着材層に不均一な圧力がかかりやすく、成分の偏在がより多くなる。

接着材層の幅は、０．５〜５ｍｍであることが好ましい。幅がこの範囲内であれば、多くの用途に適用できるだけでなく、接着材積層体を巻芯に巻回するときにねじれや曲りが生じ難く、接合後の性能安定性がより高まる。以上の接着材層は、異方導電材層としてもよい。

本発明は、上述した接着材積層体が、一方向に伸びる巻芯の上記方向に巻き位置がずれるように巻回された、巻回体を提供する。この巻回体は、巻き崩れが防止されるとともに、生産中の取り替えを頻繁に行う必要がなく、接合後の製品の性能安定性も向上させることが可能である。

巻回体においては、粘着剤層が巻芯側に配置されていることが好ましい。これにより、巻芯に接着材積層体がしっかりと固定され、巻芯の周りで、接着材積層体の空回りや滑りが発生することが防止される。

本発明によれば、巻芯に巻き取って巻回体を形成した場合であっても、巻き崩れが防止されるとともに、生産中の取り替えを頻繁に行う必要がなく、接合後の製品の性能安定性も向上した接着材積層体、並びに、この接着材積層体の巻回体が提供される。

（ａ）は第１実施形態に係る異方導電材積層体の断面図、（ｂ）は第２実施形態に係る異方導電材積層体の断面図である。 （ａ）は第１実施形態に係る巻回体の側面図、（ｂ）は第２実施形態に係る巻回体の側面図である。 （ａ）は第３実施形態に係る巻回体の側面図、（ｂ）は第４実施形態に係る巻回体の側面図である。 巻芯に異方導電材積層体巻き取っている様子を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、実施形態に係る異方導電材積層体の断面図である。図１（ａ）に示す第１実施形態に係る異方導電材積層体１００は、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の間に、異方導電材層６を備え、第２の基材フィルム４は、異方導電材層６に対向する面と反対の面に粘着剤層８を有するものである。

図１（ｂ）に示す第２実施形態に係る異方導電材積層体１０１は、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の間に、異方導電材層６を備え、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４は、異方導電材層６に対向する面と反対の面に粘着剤層８を有するものである。

第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４は、同一又は異なる素材の基材フィルムであってよい。これらに用いることのできる素材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。その厚さは上述のとおりであり、幅は異方導電材層６の幅と同じか、この幅より大きいものが好ましい。具体的には、異方導電材層６の幅は、０．５〜５ｍｍが好ましいため、これと同等か５０％程広い幅、すなわち、０．５〜７．５ｍｍ程度の幅が好ましい。第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４は、幅が異なっていてもよいが、巻回体の巻き安定性のためには、幅が同一であることが好ましい。更に第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の幅が、異方導電材層６より広いときは、異方導電材層６は、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の中央の位置に配置させるのがよい。

第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の、破断強度及び破断伸度については上述の範囲内にあることが好ましい。なお、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４は素材が異なってもよいことから、これらの破断強度及び破断伸度の値は異なっていてもよい。なお、破断強度及び破断伸度は、ＪＩＳ Ｃ２３１８又はこれに準じる方法で測定したものである。

第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４はその表面が離型処理されたものであってもよい。ここで「離型処理」とは、基材フィルムの表面を低表面エネルギーにして、材料の密着性を低下させる処理をいう。離型処理としては、シリコーン又はフッ素化合物で表面処理する方法が典型的である。異方導電材積層体１００においては、第１の基材フィルム２の両面が離型処理されていることが好ましい。異方導電材層６側の面が離型処理されていることにより、異方導電材層６を電子基板等に接着させるときに容易に第１の基材フィルム２から剥離できるようになる。なお、異方導電材積層体１００を巻芯に巻きつけるときには、粘着剤層８は、第１の基材フィルム２の背面（異方導電材層６の対向面とは逆の面）に接触するが、当該背面が離型処理されていることにより、巻回体から異方導電材積層体１００を容易に巻き出すことができようになる。異方導電材積層体１００においては、第２の基材フィルム４は離型処理を施すことは必須でないが、離型処理を行う場合、異方導電材層６に対向する面のみを対象とすることが好ましい。

異方導電材積層体１０１においては、第１の基材フィルム２及び第２の基材フィルム４の異方導電材層６に対向する面のみに離型処理を施すことが好ましい。これにより異方導電材層６の剥離が容易になる。

異方導電材積層体１００，１０１を構成する異方導電材層６としては、電極間の導通を得るための導電粒子が樹脂に混合されたものが典型的である。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の混合系、光硬化性樹脂を用いることができる（例えば、特開昭５５−１０４００７号公報参照）。なお導電粒子を含まず、樹脂のみからなるものであってもよい（例えば、特開昭６０−２６２４３０号公報参照）。

熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂がある。また熱硬化性樹脂としてはエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂が知られている。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂共に接続するために、通常、加熱加圧を必要とする。加熱加圧は、熱可塑性樹脂では樹脂を流動させ被着体との密着力を得るためであり、また熱硬化性樹脂では更に樹脂の硬化反応を行うためである。また、光硬化樹脂は低温度で接続が求められる用途に有用である。

異方導電材層６の厚さは特に制限はなく、適用する用途に合わせて適宜決定できる。異方導電材層６の厚さは、例えば、１〜１００μｍ（好ましくは５〜１００μｍ、更には１０〜４０μｍ）とすることができる。

粘着剤層８は、異方導電材積層体を巻回体にしたときに、それが保管及び使用される温度で粘着性を示すものであればよい。その成分としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等多くの種類が適用できる。アクリル系粘着剤としてはエマルジョンでもよく、紫外線等で硬化して粘着性を発現するようなものであってもよい。一方、ゴム系粘着剤としては天然ゴム、ＳＢＲ等に粘着付与剤を添加したタイプのもの、スチレン系熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体等）に粘着付与剤を添加したタイプのものであってもよい。

粘着剤層８の厚さは任意であるが、長期保管時のフロー又は糊移りを防止するために、薄層であることが好ましい。粘着剤層８の厚さとしては、例えば、１〜５０μｍ（好ましくは１〜３０μｍ、更には１〜２０μｍ）とすることができる。

異方導電材積層体１０１においては、巻芯に巻きつけたときに、粘着剤層８の上に、他の粘着剤層８が位置することになるため、粘着剤層８の架橋度を上昇させるなどして、巻回体として保管している間に、粘着剤層８同士が一体化しないようにすることが好ましい。なお、２つの粘着剤層８の粘着力を異なるようにすることで、巻回体から異方導電材積層体１０１の巻き出しを容易にする等の設計が可能である。

図２は、実施形態に係る巻回体の側面図である。図２（ａ）に示す第１実施形態に係る巻回体１０２は、第１実施形態に係る異方導電材積層体１００を、円筒状の芯材１０ａ及び側板１０ｂからなり、一方向に伸びる巻芯１０の軸線方向に沿ってらせん状に巻回したものである。図２（ｂ）に示す第２実施形態に係る巻回体１０３は、第１実施形態に係る異方導電材積層体１００を、一方向に伸びる巻芯１０の軸線方向に沿ってらせん状に巻回したものである（側板を有していない。）。

円筒状の芯材１０ａの外径は、６０〜１２０ｍｍ、好ましくは７５〜１０５ｍｍとすることができる。また、円筒状の芯材１０ａの軸線方向の長さは、５０〜１５０ｍｍ、好ましくは７５〜１２５ｍｍとすることができる。

図２（ａ）及び（ｂ）に示す巻回体１０２，１０３は、異方導電材積層体１００の巻き量が巻芯１０の軸線方向で等しくなるように巻き取られたものであるが、図３（ａ）及び（ｂ）に示す巻回体１０４，１０５のように、異方導電材積層体１００の巻き量が巻芯１０の軸線方向で異なるようになるようにしてもよい。図３（ａ）に示す第３実施形態の巻回体１０４は、異方導電材積層体１００の巻き量が巻芯１０の中央付近で大きくなるようにした他は、第１実施形態に係る巻回体１０２と同様の構成を有している。一方、図３（ｂ）に示す第４実施形態の巻回体１０５は、異方導電材積層体１００の巻き量が巻芯１０の両端付近で大きくなるようにした他は、第１実施形態に係る巻回体１０２と同様の構成を有している。

図４は、第１実施形態に係る巻回体１０２において、巻芯１０に異方導電材積層体１００を巻き取っている様子を示す側面図であるが、図４に示すように、異方導電材積層体１００は、一方向に螺旋状に巻き取って巻芯１０の端部に到達したら、折り返して逆の方向の螺旋状に巻き取られるのが通常である。

以下に実施例を説明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではない。
（実施例１）
（１）基材フィルムと異方導電材層の積層体の作製
フィルム形成材としてフェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）５０ｇとエポキシ樹脂２０ｇ、イミダゾールを５ｇ添加し、酢酸エチルの３０重量％溶液を作製し、これに平均粒径２．５μｍのＮｉ粉を５体積％添加した。薄く青色に着色した透明な厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（破断強度２５ｋｇ／ｍｍ^２、破断伸度１３０％）の両面にシリコーン処理した基材フィルムを用いた。この基材フィルムの片面にロールコータを用いて上記の溶液を塗布し、１１０℃、５分間乾燥し、厚み５０μｍの基材フィルムと異方導電材層との積層体を得た。

（２）異方導電材積層体及び巻回体の作製
上記の積層体の異方導電材層上に、さらにもう１種類の厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレート基材フィルム（破断強度２５ｋｇ／ｍｍ^２、破断伸度１３０％）をラミネートし、３層構造とし、さらに厚み２５μｍの基材フィルムの、異方導電材層側とは反対側の面に粘着剤層を塗布した。この異方導電材フィルムの巻物を幅１．５ｍｍにスリットしながら、異方導電材テープとし、側板のついた直径４８ｍｍ、幅１００ｍｍの巻芯に糸巻き状に巻くことにより巻回体を得た。異方導電材積層体の長さは３００ｍであった。
粘着剤層により異方導電材積層体同士がずれることなく密着することから、巻き取り速度が向上し、生産性が向上した。また、異方導電材積層体の巻崩れに起因した異方導電材層の変形が観測されず、Ｎｉ粉の分散状態は実用上問題のない状態に保持されていた。しかも、この巻回体を異方導電材テープ圧着自動機に取付け、供給したところ、異方導電材層の転写性及び伸び試験において良好な結果が得られた。

（比較例１）
粘着剤層を形成しない以外は、実施例１と同様にして３層構造の異方導電材積層体を得て、さらに実施例１と同様に幅１．５ｍｍにスリットしながら、側板のついた直径４８ｍｍ、幅１００ｍｍの巻芯の長手方向に多数回積層し糸巻き状に巻くことにより、巻回体を得た。３層構造の異方導電材積層体の長さは３００ｍであった。
しかし、異方導電材積層体の表面同士が横滑りするため、巻き崩れが発生し、歩留まりが低下した。このため、生産速度が向上できなかった。また、異方導電材層の変形によるＮｉ粉の粒子密度が局在化の可能性があることが分かった。

（比較例２）
実施例１と同様に２層構造の異方導電材積層体を作製し、幅１．５ｍｍにスリットしながら、側板のついた直径４８ｍｍ、幅１００ｍｍの巻芯の長手方向に多数回巻いて積層し糸巻き状に巻くことにより、巻回体を得た。２層構造の異方導電材積層体の長さは３００ｍであった。２層構造の異方導電材積層体では、異方導電材層に変形（段差）が生じた。
また、異方導電材層の変形によるＮｉ粉の粒子密度が局在化する可能性があることが分かった。

２…第１の基材フィルム、４…第２の基材フィルム、６…異方導電材層、８…粘着剤層、１０ａ…芯材、１０ｂ…側板、１０…巻芯、１００，１０１…異方導電材積層体、１０２，１０３，１０４，１０５…巻回体。

Claims (8)

1. 対向する第１の基材フィルム及び第２の基材フィルムの間に、接着材層を備え、
   前記第１の基材フィルム及び／又は前記第２の基材フィルムは、前記接着材層に対向する面と反対の面に粘着剤層を有する、接着材積層体。
2. 前記粘着剤層を有する面以外の、前記第１の基材フィルム及び前記第２の基材フィルムの主面の少なくとも一つは、離型処理されている、請求項１記載の接着材積層体。
3. 前記第１の基材フィルム及び前記第２の基材フィルムは、破断強度が８０〜４００ＭＰａ、且つ、破断伸度が３０〜２００％の基材フィルムである、請求項１又は２記載の接着材積層体。
4. 前記第１の基材フィルム及び前記第２の基材フィルムの一方の厚さは、他方の厚さ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の接着材積層体。
5. 前記接着材層の幅は、０．５〜５ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接着材積層体。
6. 前記接着材層は、異方導電材層である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着材積層体。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の接着材積層体を、一方向に伸びる巻芯の前記方向に巻き位置がずれるように巻回された、巻回体。
8. 前記粘着剤層が、前記巻芯側に配置されている、請求項７記載の巻回体。

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