JP2015021082A - 電子部品切断用熱剥離型粘着テープおよび電子部品の切断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子部品切断加工時に十分な保持性を有し、加熱剥離工程後の電子部品に電極汚染がないことを特徴とする電子部品切断用熱剥離型粘着テープ、及び該熱剥離型粘着テープを用いた電子部品の切断加工方法を提供する。
【解決手段】熱膨張性粘着剤層が形成された熱剥離型粘着テープであって、前記熱膨張性粘着剤層のプローブタック値(Immersion speed: 30mm/min、test speed: 30mm/min、 preload: 100gf、press time:1.0sec.)が60N/5mmφ以上である熱剥離型粘着テープ。
【選択図】 図1
Description
これらの電子部品を小片化する工程では、熱剥離型粘着テープを利用する方法が広く普及しており、熱剥離型粘着テープを利用することで、切断工程時は、しっかりと固定できる。また、切断工程後は、加熱により粘着力が低下するため、切断済み電子部品を簡単に熱剥離型粘着テープから剥離させることができる。(例えば、特許文献1〜特許文献6参照)
粘着付与樹脂は粘着剤中に添加することにより、粘着剤の粘着力をコントロールする目的で一般的に使用される。本発明において、「電極汚染」を防ぐために粘着付与樹脂を添加しない手法が考えられるが、粘着付与樹脂を添加しない配合系では粘着力が著しく低く、電子部品切断加工(例えば、ダイシング工程)において電子部品の保持性が不足するために電子部品を保持できず、チップ飛びが発生し歩留まりの低下のみならず、装置の停止や破損に繋がる可能性がある。
2.熱膨張性粘着剤層のゲル分率が50%以上である1に記載の熱剥離型粘着テープ。
3.熱膨張性粘着剤層が粘着付与樹脂を含有する1又は2に記載の熱剥離型粘着テープ。
4.粘着付与樹脂の水酸基価が40KOHmg/g以上であることを特徴とする3に記載の熱剥離型粘着テープ。
5.23℃でポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:25μm)に貼着させた後に23℃の雰囲気下で30分間放置した際の23℃における熱膨張性粘着剤層の粘着力(剥離角度:180°、引張速度:300mm/min)が0.2N/20mm幅〜20N/20mm幅であることを特徴とする1〜4のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
6.熱膨張性粘着剤層が熱膨張性微小球を含有する1〜5のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
7.熱膨張性粘着剤層を構成する粘着剤が、アクリル系粘着剤である1〜6のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
8.熱膨張性粘着剤層が架橋剤を含有する1〜7のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
9.熱膨張性粘着剤層の厚さが5〜300μmである1〜8のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
10.基材の少なくとも片側に直接熱剥離型粘着剤層が形成されてなる1〜9のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
11.基材の少なくとも片側にゴム状有機弾性層を介して熱剥離型粘着剤層が形成されてなる1〜9のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
12.ゴム状有機弾性層の厚みが3〜200μmである11に記載の熱剥離型粘着テープ。
13.電子部品の切断時に用いられる、1〜12のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
14.セラミックコンデンサ用部材切断に用いられる12に記載の熱剥離型粘着テープ。
15.1〜13のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープに電子部品を貼り合わせる工程、その電子部品に切断加工処理を施す工程を具備することを特徴とする電子部品の切断加工方法。
このような2つの課題に関して鋭意検討した結果、熱剥離型粘着テープにおけるプローブタックの値を特定の値にすることで、「チップ飛び」を起こすことなく電子部品の切断加工を行え、かつ加熱剥離工程後の「電極汚染」なく小片化した電子部品を回収できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
さらに、熱膨張性粘着剤層のゲル分率を特定の範囲とし、又は熱膨張性粘着剤層に粘着付与樹脂を含有させること、さらに該粘着付与樹脂の水酸基価を特定の範囲とし、熱剥離型粘着テープの粘着力を特定の値にすること、さらには、熱膨張性粘着剤層がアクリル系粘着剤からなり、熱膨張性微小球、架橋剤を含有するものとし、熱膨張性粘着剤層の厚さを特定の範囲とすることによって、より確実に電子部品を切断することができるものである。
このため、本発明においては、粘着付与樹脂のブリードをさらに抑制することによって、粘着剤表面への粘着付与樹脂の偏在を防ぎ、電極面への接触割合を減らすことができ、これにより、「電極汚染」を低減させることができるものである。
粘着付与樹脂の粘着剤表面へのブリードすなわち、粘着剤への相分離を防止するためには、粘着剤への相溶性のよい粘着付与樹脂を選定し採用することで、粘着付与樹脂の表面への偏在を防ぎ、電極への粘着付与樹脂の接触を抑制することによって「電極汚染」を防止する。
このため、本発明の熱剥離型粘着テープは熱膨張性粘着剤層のプローブタック値(Immersion speed: 30mm/min、test speed: 30mm/min、 preload: 100gf、press time:1.0sec.)が60N/5mmφ以上であることを特徴としている。
この例において、1が支持基材、2がゴム状有機弾性層、3が熱膨張性粘着剤層、4が平滑な剥離可能なフィルム(セパレータ)である。ここで、本発明では3が必須であり、1、2、4は任意選択して設置されるため、あってもなくてもよい。なお、1、2、4が設置される場合には、3の少なくとも片面が接着面として利用可能なように設置される限りにおいて、どのような順序で設置されてもよい。以下に本発明の熱剥離型粘着テープについて説明する。
基材は、熱剥離型両面粘着テープ又はシートの支持母体として用いられている。基材としては、例えば、プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材、不織布、金属箔、紙、布、ゴムシートなどのゴム系基材、発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体(特に、プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など)等の適宜な薄葉体を用いることができる。
基材としては、特にプラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材を好適に用いることができる。特に限定されないが、一般にはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステルフィルム、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂、ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂、ポリイミド(PI)フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)フィルム、ポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム、フッ素フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルムなどが挙げられる。これらの素材は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
不織布としては、耐熱性を有する天然繊維による不織布を好適に用いることができ、中でもマニラ麻を含む不織布が好適である。また合成樹脂不織布としては、例えば、ポリプロピレン樹脂不織布、ポリエチレン樹脂不織布、エステル系樹脂不織布などが挙げられる。
金属箔としては、特に限定されず、銅箔、ステンレス箔、アルミニウム箔などの一般的な金属箔の他、前記厚みを有する銀、鉄、ニッケルとクロムとの合金等、各種材質からなるものを用いることができる。
紙としては、特に限定されないが、一般に、和紙、クラフト紙、グラシン紙、上質紙、合成紙、トップコート紙などを用いることができる。
熱膨張性粘着剤層3は、粘着性を付与するための粘着剤、及び熱膨張性を付与するための熱膨張性微小球を含んでいる。そのため、粘着テープを被着体に貼着した後、任意なときに熱膨張性粘着剤層3を加熱して、熱膨張性微小球を発泡及び/又は膨張処理することにより、熱膨張性粘着剤層3と被着体との接着面積を減少させて、粘着テープを容易に剥離することができる。
その熱膨張性粘着剤層3の厚みは、一般的には3〜300μm、好ましくは5〜150μm、さらに好ましくは10〜100μm程度である。
なお、加熱処理前の適度な接着力と加熱処理後の接着力の低下性のバランスの点から、より好ましい粘着剤は、動的弾性率が25〜150℃において5kPa〜1MPaの範囲にあるポリマーをベースとした感圧粘着剤である。
熱膨張性粘着剤層のゲル分率は、50重量%以上であり、好ましくは60重量%以上(更に好ましくは65重量%以上)である。熱膨張性粘着剤層のゲル分率が50重量%以上であると、被着体より剥離させる際に、熱剥離型粘着テープ上に被着体が残存せず、加熱のみによる剥離(自然剥離)を有効に行うことができる。
具体的には、熱膨張性粘着剤層のゲル分率が50重量%以上であると、熱膨張性粘着剤層に加熱処理を施した後、熱剥離型粘着テープを、空中で上下が反対になるように裏返しにする(熱膨張性粘着剤層上の切断加工されたチップが下方向に向くようにする)だけで、切断加工されたチップを剥離させることができる。しかも、被着体(又は切断加工されたチップ)の表面への糊残りも抑制又は防止することができる。
前記アクリル系粘着剤における(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどのアルキル基の炭素数が1〜20の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル等を挙げることができる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」を意味する。前記の中でも、アルキル基の炭素数が4〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリル系粘着剤を構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、50〜100重量%が好ましく、より好ましくは70〜100重量%である。
このような単量体成分として、例えば、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、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチルメタクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミドなどの(N−置換)アミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系モノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマー;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクルロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドなどのスクシンイミド系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、N−ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N−ビニルカルボン酸アミド類、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニルカプロラクタムなどのビニル系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノアクリレートモノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有アクリル樹脂系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどのグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートなどの複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子などを有するアクリル酸エステル系モノマー;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなどの多官能モノマー;イソプレン、ブタジエン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマー;ビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これらの単量体成分は1種又は2種以上使用できる。上記単量体成分の中でも、凝集力や架橋性を向上させる観点からヒドロキシル基含有モノマー又はカルボキシル基含有モノマーが好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル又はアクリル酸である。上記のヒドロキシル基含有モノマーの含有量は、アクリル系重合体を構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、10重量%未満が好ましく、より好ましくは8重量%以下であり、特に好ましくは5重量部以下である。カルボキシル基含有モノマーの含有量は、アクリル系粘着剤を構成するモノマー成分全量(100重量%)に対して、20重量%未満が好ましく、より好ましくは5重量%以下である。
架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤の他、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などが挙げられ、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤を好適に用いることができる。
前記イソシアネート系架橋剤としては、具体的には、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロン ジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート類、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(商品名コロネートL、日本ポリウレタン工業株式会社製)、トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(商品名コロネートHL、日本ポリウレタン工業株式会社製)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(商品名コロネートHX、日本ポリウレタン工業株式会社製)などのイソシアネート付加物などを例示することができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を 混合して使用してもよい。
イソシアネート系架橋剤の配合量は、粘着力をコントロールするのに応じて適宜に決定してよい。一般には、ベースポリマー100重量部あたり0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜10重量部配合される。
前記エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(製品名「テトラッドC」三菱ガス化学(株)製)、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(製品名「エポライト1600」共栄社化学(株)製)、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(製品名「エポライト1500NP」共栄社化学(株)製)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(製品名「エポライト40E」共栄社化学(株)製)、プロピレングリコールジグリシジルエーテル(製品名「エポライト70P」共栄社化学(株)製)、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(製品名「エピオールE-400」日本油脂(株)製)、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(製品名「エピオールP-200」日本油脂(株)製)、ソルビトールポリグリシジルエーテル(製品名「デナコールEX-611」ナガセケムテックス(株)製)、グリセロールポリグリシジルエーテル(製品名「デナコール EX-314」ナガセケムテックス(株)製)、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(製品名「デナコール EX-512」ナガセケムテックス(株)製)、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテルの他、分子内にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ系樹脂などが挙げられる。これらの架橋剤は単独で使用してもよく、また2種以上を 混合して使用してもよい。
エポキシ系架橋剤の配合量は、粘着力をコントロールするのに応じて適宜に決定してよい。一般には、ベースポリマー100重量部あたり0.01〜10重量部、好ましくは0.03〜5重量部配合される。
粘着剤への相溶性のよい粘着付与樹脂を選ぶ目安として、粘着付与樹脂の水酸基価に着目し、具体的には40KOHmg/g以上、好ましくは50〜500KOHmg/g以上、さらに好ましくは70〜400KOHmg/g以上の粘着付与樹脂を採用することが必要である。なお、前記水酸基価の数値範囲は、JIS K 0070−1992に基づくアセチル化法により測定した値である。
水酸基価の値を40KOHmg/g以上とすることにより、アクリルポリマー含有のエステル基との親和性が確保され、粘着剤中で分散した状態を維持でき、結果として相分離が良い状態となる。一方で水酸基価が小さな値であると、ポリマーに対し親和性が低下し粘着付与樹脂同士でドメインを形成した方が安定状態となり、そのドメインは一般的に粘着剤の表面に形成されるために、結果として粘着付与樹脂が粘着剤表面に偏在することになるため、「電極汚染」を引き起こす要因となる。
本発明において、上記の条件を満たして使用できる粘着付与樹脂として特に制限はされないが、テルペンフェノールやアルキルフェノール、ロジンフェノールなどのフェノール基を共重合した粘着付与樹脂が好ましい。テルペンフェノールやアルキルフェノール、ロジンフェノールの分子構造は、立体的に込み合っておらず、フェノール基のもつ水酸基とアクリル粘着剤中のエステル基が相互作用しやすいため相溶性が向上するためである。
具体的には、テルペンフェノール樹脂としてはヤスハラケミカル(株)製YSポリスターS145や、荒川化学(株)製タマノル901があげられ、アルキルフェノール系樹脂としては、荒川化学(株)製「タマノル1010R」、「タマノル200N」などが使用可能である。
粘着付与樹脂の配合量は、一般的には熱膨張性粘着剤層を形成するベースポリマー100重量部に対して、5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部である。
本発明において使用する可塑剤は特に限定されないが、例えば、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、アジピン酸系可塑剤などを用いることができ、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸エステル系可塑剤を好適に用いることができる。可塑剤は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
具体的には、トリメリット酸エステル系可塑剤としては、例えば、トリメリット酸トリ(n−オクチル)、トリメリット酸トリ(2−エチルヘキシル)、トリメリット酸トリイソオクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル等のトリメリット酸トリアルキルエステルなどが挙げられる。また、ピロメリット酸エステル系可塑剤としては、例えば、ピロメリット酸テトラ(n−オクチル)、ピロメリット酸テトラ(2−エチルヘキシル)等のピロメリット酸テトラアルキルエステルなどが挙げられる。
可塑剤の配合量は、目的の応じて適宜に決定されるが、ベースポリマー100重量部あたり1〜30重量部、好ましくは1〜20重量部配合される。
熱膨張性微小球は特に制限されず、公知の熱膨張性微小球から適宜選択することができ、単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。熱膨張性微小球としては、例えば、プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル、メタンのハロゲン化物、テトラアルキルシランの如き低沸点液体、加熱により熱分解してガス状になるアゾジカルボンアミドなど加熱により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球であればよい。
熱膨張性微小球は、慣用の方法、例えば、コアセルベーション法、界面重合法などにより製造できる。
熱膨張性微小球の配合量は、粘着層の膨張倍率や接着力の低下性などに応じて適宜設定しうるが、一般には熱膨張性粘着剤層2を形成するベースポリマー100重量部に対して、例えば1〜150重量部、好ましくは10〜130重量部、さらに好ましくは25〜100重量部である。
熱剥離型粘着テープの変形性の付与や加熱後の剥離性を向上させるため、基材と熱膨張性粘着剤層3との間にゴム状有機弾性層2が設けられているが、ゴム状有機弾性層2は必要に応じて設けられる層であり、必ずしも設けられていなくてもよい。このように、ゴム状有機弾性層2を設けることにより、熱剥離型粘着テープを熱膨張性粘着剤層3を利用して被着体(被加工品など)に接着させる際に、前記熱剥離型粘着テープにおける熱膨張性粘着剤層3の表面を被着体の表面形状に良好に追従させて、接着面積を大きくすることができる。
また、前記熱剥離型粘着テープを被着体から加熱剥離させる際に、熱膨張性粘着剤層3の加熱膨張を高度に(精度よく)コントロールし、熱膨張性粘着剤層3を厚さ方向へ優先的に且つ均一に膨張させることができる。
すなわち、ゴム状有機弾性層2は、熱剥離型粘着テープを被着体に接着させる際にその表面が被着体の表面形状に追従して大きい接着面積を提供する働きを備えている。加えて、熱剥離型粘着テープより被着体を剥離するために、熱膨張性粘着剤層3を加熱して発泡及び/又は膨張させる際に、熱剥離型粘着テープの面方向における発泡及び/又は膨張の拘束を少なくして熱膨張性粘着剤層3が三次元的構造変化することによるウネリ構造形成を助長する働きも備えている。
熱膨張性粘着剤層3などの表面(粘着面)の保護材として、セパレータが用いられているが、セパレータは、必要に応じて用いることができ、必ずしも用いられていなくてもよい。セパレータとしては、両面が離型面となっているものであってもよく、一方の面(片面)のみが離型面となっているものであってもよい。なお、セパレータは、該セパレータにより保護されている粘着剤層を利用する際に、剥がされる。
なお、セパレータは公知乃至慣用の方法により形成することができる。また、セパレータの厚さ等も特に制限されない。
このプローブタック値は、粘着剤表面への粘着付与樹脂の偏在を確認する手法として採用したものである。粘着力測定は、界面物性だけでなく基材の剛性などの多因子の複合力で表されるが、一方でプローブタック測定は基材剛性の影響を無視でき、より粘着剤表面の物性が検出可能である。
粘着付与樹脂が粘着剤表面に偏在している場合にはプローブタック値は低下する。通常粘着付与樹脂のガラス転移温度(Tg)は25℃以上であり、このことから粘着付与樹脂が偏在することによって、粘着剤表面の見かけの弾性率が高くなるためである。すなわち、粘着剤のプローブタック値を測定することにより、粘着付与樹脂の偏在を確認することが可能である。
プローブタック値は具体的には、60N/5mmφ以上、好ましくは80〜700N/5mmφ以上、さらに好ましくは100N〜500/5mmφ以上が良い。プローブタック値を上記に規定することにより、粘着付与樹脂の偏在を防ぎ、結果として「電極汚染」を防止できる。
RC1≦60+RC2 関係式(1)
[関係式(1)において、RC2は、貼付される前の、XPSによるシリコンウエハの表面における炭素元素比率(%)を示す。]
具体的には、XPSによる炭素元素比率RC1(%)は、例えば、熱剥離型粘着テープを熱膨張性粘着剤層の面がシリコンウエハの表面に接触するように、シリコンウエハの表面に貼付させた後、各所定温度(熱剥離型粘着テープが自然剥離する任意の温度)の熱風乾燥器中で3分間加熱処理を行い、シリコンウエハから剥離させた後、X線光電子分光分析装置(アルバックファイ社製のモデル名「5400」)を用いて、X線源:MgKα15KV(300W)、取りだし角:45°、測定面積:1×3.5mmの条件で、シリコンウエハにおける粘着テープの剥離面のX線光電子分光分析を行うことにより、炭素元素比率RC1(%)を測定することができる。
一方、XPSによる炭素元素比率RC2(%)は、例えば、X線光電子分光分析装置(アルバックファイ社製のモデル名「5400」)を用いて、X線源:MgKα15KV(300W)、取りだし角:45°、測定面積:1×3.5mmの条件で[炭素元素比率RC1(%)の測定と同一装置及び同条件で]、熱剥離型粘着テープを貼付する前のシリコンウエハの表面のX線光電子分光分析を行うことにより、炭素元素比率RC2(%)を測定することができる。
本発明の熱剥離型粘着テープにおいて、基材の一方の面に熱膨張性微小球を含有する熱剥離粘着剤層を設けた場合には、基材の他方の面には、例えば、少なくとも被切断物の切断等の固定すべき対象物を固定させる間、被切断物を固定させるために、別途用意した基台に熱剥離型粘着テープを固定させるための接着剤層を設けることができる。
このときの接着剤層も、例えば切断等の加工において発生する熱や振動等の刺激に対して安定であることが必要である。
その接着剤層としては、例えば、上記粘着剤に使用した樹脂をベースとしたものを使用することができる。
本発明の熱剥離型粘着テープは、専ら電子部品を切断する際に、該電子部品を基板上に固定させるための粘着テープとして使用される。
切断される該電子部品としては、コンデンサ、またはインダクタ、またはコイル、または抵抗、または圧電素子、または振動子、またはLED、または半導体、または表示装置等の電子部品であり、任意の手段によって切断される電子部品である。
このような電子部品を基板上に対して本発明の熱剥離型粘着テープを介して粘着力によって固定する。その後、押し切り刃による押し切り手段、あるいは回転刃による切断方法等の任意の手段によって該電子部品を切断し、その後本発明の熱剥離型粘着テープを加熱し、熱膨張性粘着剤層を発泡させることにより、熱膨張性粘着剤層に対する切断された電子部品の粘着力を低下させて、切断された電子部品をピックアップする。
(切断加工性)
各熱剥離型粘着テープの熱膨張性粘着剤層上に、金属メッキされた電極面を有する電子部品基板(サイズ:100mm×100mm×厚さ1mm;電極面は10μmの凹凸が形成されている)を貼着させ(仮固定)、それをダイシングリングに装着固定してダイサーを介し、1mm×1mmのサイズのチップにフルカットし(ダイシングによる切断加工処理を施し)、このカットの際に、チップ飛びの発生の個数を算出した。この時ダイシングブレードにはDISCO(株)社製ZH05−SD2000−N1−110−DDを用いた。ダイシングブレードの送り速度は70mm/S、ダイシングブレードの回転数を50000/sとした。
従って、チップが剥がれている割合(チップ飛び率)が小さいほど、チップ飛び防止性が良好であることを意味している。該チップ切断加工性の評価結果は、表1の「切断加工性(%)」の欄に示した。
前記カット後、恒温器(熱風乾燥器)(エスペック(株)製、「SPH−201」)を用いて、130℃で10分間加熱処理を施した。加熱処理後、熱剥離型粘着テープを空中で上下が反対になるように裏返しにし(チップが下になる様に)、熱剥離型粘着テープからチップを自然落下により剥離させ、加熱剥離性としてチップが剥離した割合(加熱剥離率)(%)を求める。なお、すべてのチップが剥離して熱剥離型粘着テープに残存していない場合は、加熱剥離率は100%となる。従って、チップが剥離により残量していない割合(加熱剥離率)が大きいほど、加熱剥離性が良好であることを意味している。該加熱剥離性の評価結果は、表1の「加熱剥離性(%)」の欄に示した。剥離する前のチップ数をB0、自然落下したチップの数をBとし、加熱剥離性Xは式(2)に従い求めた。
前記自然落下により熱剥離型粘着テープを剥離させたチップについて、その表面(熱剥離型粘着テープが貼着されていた面)を目視で観察して、電極表面の汚染の度合いを目視で、電極汚染がある割合(汚染率)(%)を求める。なお、すべての電極面が汚染していない場合は、汚染率は0%となる。従って、電極汚染のある割合(汚染率)が小さいほど、電極汚染性が良好であることを意味している。該汚染率の評価結果は、表1の「電極汚染性」の欄に示した。自然剥離したチップ数をC0、電極を汚染していたチップの数をCとし、電極汚染性Xは式(3)に従い求めた。
各熱剥離型粘着テープを幅:20mm、長さ:50mmのサイズに切断し、松浪ガラス工業(株)製スライドガラス(76mm×26mm)に日東電工(株)製両面接着テープNo.531を貼り合わせ、その上から切断したサンプルをハンドローラーを用いて貼り合わせた。熱膨張性粘着剤層を上にした状態でプローブタック測定機(商品名「TACKINESS TESTER Model TAC-II」RHESCA社製)にセットし、Immersion speed: 30mm/min, test speed: 30mm/min, preload: 100gf, press time: 1.0sec., Probe area : 5mmφcircle(SUS)の条件下で測定した値をプローブタック値(N/5mmφ)とする。なお、該粘着力の測定結果は、表1の「プローブタック(N/5mmφ)」の欄に示した。
各熱剥離型粘着テープを幅:20mm、長さ:140mmのサイズに切断し、熱膨張性粘着剤層上に、被着体としてのポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名「ルミラーS−10」東レ株式会社製;厚さ:25μm、幅:20mm)を、JIS Z 0237(2000年)に準じて貼り合わせた後(具体的には、温度:23±2℃および湿度:65±5%RHの雰囲気下で、2kgのローラーを1往復させて圧着して貼り合わせる)、23℃に設定された恒温槽付き引張試験機(商品名「島津オートグラフAG−120kN」株式会社島津製作所製)にセットし、30分間放置する。放置後、23℃の温度下で、被着体を、剥離角度:180°、剥離速度(引張速度):300mm/minの条件で、熱剥離型粘着テープから引き剥がした時の荷重を測定し、その際の最大荷重(測定初期のピークトップを除いた荷重の最大値)を求め、この最大荷重を熱膨張性粘着剤層の粘着力(N/20mm幅)とする。なお、該粘着力の測定結果は、表1の「粘着力(N/20mm)」の欄に示した。
熱膨張性粘着剤層(熱膨張のための加熱処理は行っていない)から約0.1gをサンプリングして精秤し(試料の重量)、該サンプルをメッシュ状シート(商品名「NTF−1122」日東電工株式会社製)で包んだ後、約50mlのトルエン中に室温で1週間浸漬させた。その後、溶剤不溶分(メッシュ状シートの内容物)をトルエンから取り出し、70℃で約2時間乾燥させ、乾燥後の溶剤不溶分を秤量し(浸漬・乾燥後の重量)、下記式(a)よりゲル分率(重量%)を算出する。
ゲル分率(重量%)=[(浸漬・乾燥後の重量)/(試料の重量)]×100 (a)
なお、熱膨張性粘着剤層のゲル分率は、熱膨張性粘着剤層を形成するための粘着剤のベースポリマーの組成、粘着剤に添加する架橋剤の種類や含有量、粘着付与樹脂の種類や含有量などを調節することによりコントロールすることができる。
サンプルの水酸基価は、JIS K 0070−1992(アセチル化法)に準じて評価した。無水酢酸約25gを取り、ピリジンを加え、全量を100 mLにして、充分に撹拌しアセチル化試薬を作製した。平底フラスコに試料約2gを精秤採取し、アセチル化試薬5mL及びピリジン10mLを加え、空気冷却管を装着した。100℃で70分間加熱後、放冷し、冷却管上部から溶剤としてトルエン35mLを加え撹拌後、水1mLを加え撹拌し、無水酢酸を分解する。分解を完全にするため再度10分間加熱し放冷した。エタノール5mLで冷却管を洗い取り外し、溶剤としてピリジン50mLを加え撹拌した。この溶液に0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液をホールピペットを用いて25mL加え、0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で電位差滴定を行い以下の式より水酸基価を算出した。
B:空試験に用いた0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液の量(mL)
C:試料に用いた0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液の量(mL)
f:0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:試料の採取量(g)
D:酸価
サンプルの酸価はJIS K 0070-1992電位差滴定方法に準じて評価した。ジエチルエーテルとエタノールを体積比で4:1に混合した溶剤にフェノールフタレイン溶液を指示薬として加え、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で中和した。ビーカーに試料約5gを精秤採取し、溶剤50mLを加え、パネルヒーター(80℃)上で完全に撹拌溶解し、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で、電位差滴定を行った。酸価は下記式より求めた。
B:試料に用いた0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液の量(mL)
F:0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:試料の採取量(g)
アクリル系共重合体(アクリル酸エチル:アクリル酸2エチルヘキシル:ヒドロキシエチルアクリレート:メタクリル酸メチル=70重量部:30重量部:5重量部:6重量部)100重量部に、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)2重量部を配合し、トルエンを加えて均一に混合した溶液を作製し、厚さ100μmのPET基材上に乾燥後の厚さが10μmとなるように塗布した(ゴム状有機弾性層塗布)。
さらに、上記の共重合体100重量部に、水酸基価100KOHmg/gであるテルペンフェノール系粘着付与樹脂(商品名「YSポリスターS145」ヤスハラケミカル株式会社製)30重量部、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)1.7部、発泡剤(熱膨張性微小球;商品名「マツモトマイクロスフェアーF−50」松本油脂製薬株式会社製;120℃発泡膨張タイプ):30部、およびトルエンを均一に混合し、溶解した塗工液を、PET基材セパレータ(38μm)上に乾燥後の厚みが35μmとなるように塗布し、乾燥後ゴム状有機弾性層を塗布したポリエステルフィルムのゴム状有機弾性層側に貼り合わせ、熱剥離型粘着テープ(熱剥離型粘着テープ1)を得た。
アクリル系共重合体(アクリル酸エチル:アクリル酸2エチルヘキシル:ヒドロキシエチルアクリレート:メタクリル酸メチル=70重量部:30重量部:5重量部:6重量部)100重量部に、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)2重量部を配合し、トルエンを加えて均一に混合した溶液を作製し、厚さ100μmのPET基材上に乾燥後の厚さが10μmとなるように塗布した(ゴム状有機弾性層塗布)。
さらに、上記の共重合体100重量部に、水酸基価45KOHmg/gであるテルペンフェノール系粘着付与樹脂(商品名「タマノル901」荒川化学工業株式会社製)50重量部イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)1.7部、発泡剤(熱膨張性微小球;商品名「マツモトマイクロスフェアーF−50」松本油脂製薬株式会社製;120℃発泡膨張タイプ):30部、およびトルエンを均一に混合し、溶解した塗工液を、PET基材セパレータ(38μm)上に乾燥後の厚みが35μmとなるように塗布し、乾燥後ゴム状有機弾性層を塗布したポリエステルフィルムのゴム状有機弾性層側に貼り合わせ、熱剥離型粘着テープ(熱剥離型粘着テープ2)を得た。
アクリル系共重合体(アクリル酸エチル:アクリル酸ブチル:ヒドロキシエチルアクリレート:アクリル酸:トリメチロールプロパントリアクリレート=50重量部:50部重量部:0.1重量部:5部重量部:0.3重量部)100重量部に、エポキシ系架橋剤(三菱ガス化学(株)製テトラッドC)1重量部、水酸基価100mgKOH/g、酸価2mgKOH/gであるテルペンフェノール系粘着付与樹脂(商品名「YSポリスターS145」ヤスハラケミカル株式会社製)20重量部、熱膨張性微小球(松本油脂製薬株式会社製マツモトマイクロスフェアーF50)30重量部、およびトルエンを均一に混合した混合液を作製し、厚さ100μmのPET基材上に乾燥後の厚さが38μmとなるように塗布して熱剥離型粘着テープ(熱剥離型粘着テープ3)を得た。
アクリル系共重合体(アクリル酸エチル:アクリル酸2エチルヘキシル:ヒドロキシエチルアクリレート:メタクリル酸メチル=70重量部:30重量部:5重量部:6重量部)100重量部に、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)2重量部を配合し、トルエンを加えて均一に混合した溶液を作製し、厚さ100μmのPET基材上に乾燥後の厚さが10μmとなるように塗布した(ゴム状有機弾性層塗布)。
さらに、上記の共重合体100重量部に、水酸基価30KOHmg/gであるテルペンフェノール系粘着付与樹脂(商品名「YSポリスターU115」ヤスハラケミカル株式会社製)20重量部イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン社製)1.7部、発泡剤(熱膨張性微小球;商品名「マツモトマイクロスフェアーF−50」松本油脂製薬株式会社製;120℃発泡膨張タイプ):30部、およびトルエンを均一に混合し、溶解した塗工液を、PET基材セパレータ(38μm)上に乾燥後の厚みが35μmとなるように塗布し、乾燥後ゴム状有機弾性層を塗布したポリエステルフィルムのゴム状有機弾性層側に貼り合わせ、熱剥離型粘着テープ(熱剥離型粘着テープ4)を得た。
一方、比較例1に係る熱剥離型粘着テープ4では、添加した粘着付与樹脂の水酸基価が小さいため、粘着剤の主成分であるアクリルポリマーとの相分離を起こしてしまい、粘着付与樹脂成分が粘着剤表面に偏在し易くなったと考えられる。すなわち、通常粘着付与樹脂のガラス転移温度(Tg)は25℃以上であり、粘着剤表面に粘着付与樹脂成分が偏在することによって、粘着剤表面の見かけ上の弾性率が上昇し、プローブタック値が低下したものと推測される。また、粘着付与樹脂が粘着剤表面に偏在するために電極が密に接するために電極汚染を生じる結果となった。
2・・・ゴム状有機弾性層
3・・・熱膨張性粘着剤層
4・・・平滑な剥離可能なフィルム
Claims (15)
- 熱膨張性粘着剤層が形成された熱剥離型粘着テープであって、前記熱膨張性粘着剤層のプローブタック値(Immersion speed: 30mm/min、test speed: 30mm/min、 preload: 100gf、press time:1.0sec.)が60N/5mmφ以上である熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層のゲル分率が50%以上である請求項1に記載の熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層が粘着付与樹脂を含有する請求項1又は2に記載の熱剥離型粘着テープ。
- 粘着付与樹脂の水酸基価が40KOHmg/g以上であることを特徴とする請求項3に記載の熱剥離型粘着テープ。
- 23℃でポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:25μm)に貼着させた後に23℃の雰囲気下で30分間放置した際の23℃における熱膨張性粘着剤層の粘着力(剥離角度:180°、引張速度:300mm/min)が0.2N/20mm幅〜20N/20mm幅であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層が熱膨張性微小球を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層を構成する粘着剤が、アクリル系粘着剤である請求項1〜6のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層が架橋剤を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 熱膨張性粘着剤層の厚さが5〜300μmである請求項1〜8のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 基材の少なくとも片側に直接熱剥離型粘着剤層が形成されてなる請求項1〜9のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- 基材の少なくとも片側にゴム状有機弾性層を介して熱剥離型粘着剤層が形成されてなる請求項1〜9のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- ゴム状有機弾性層の厚みが3〜200μmである請求項11に記載の熱剥離型粘着テープ。
- 電子部品の切断時に用いられる、請求項1〜12のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープ。
- セラミックコンデンサ用部材切断に用いられる請求項12に記載の熱剥離型粘着テープ。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の熱剥離型粘着テープに電子部品を貼り合わせる工程、その電子部品に切断加工処理を施す工程を具備することを特徴とする電子部品の切断加工方法。
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