JP2016021033A - カメラモジュール用接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すカメラモジュール10は、被写体からの光を集光するレンズ12と、レンズ12を光軸方向に駆動するためのボイスコイルモータ14と、レンズ12及びボイスコイルモータ14からなるレンズユニット16を支持する支持体18と、レンズ12を透過した光に含まれる赤外線をカットするIRカットフィルタ20と、レンズ12によって集光された光を受光して電気信号に変換するCCDやCMOSセンサ等からなる撮像素子22と、撮像素子22がフリップチップ実装されるプリント配線基板24と、を備えている。このようなカメラモジュール10は、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、スマートフォン等の各種電子機器に内蔵されている。
特許文献2には、接着剤の例として、(A)エポキシ基を有するビスフェノール−ポリシロキサン共重合体、(B)熱潜在性硬化剤、(C)難燃剤及び/または難燃助剤、を必須成分とする一液加熱硬化型難燃性組成物が開示されている。
特許文献3には、IRカットフィルタとプリント配線基板の間を接着剤によって封止した部分に、熱膨張した空気を逃がすためのエアパス構造が設けられたカメラモジュールが開示されている。
また、カメラモジュール用の接着剤には、封止部に空気を通すためのエアパス構造が設けられる場合があるため、このエアパス構造がつぶれてしまわないように、形状保持性が高いことが要求される。
また、カメラモジュール用接着剤には、粘性がある程度低く、塗布性が良好であることが要求される。
さらに、カメラモジュール用接着剤には、ジェットディスペンサーによって撮像素子22とプリント配線基板24との間に接着剤32を注入した際に、接着剤32が撮像素子22の受光面に流れ出さないこと(ブリード距離が小さいこと)が要求される。
しかし、従来のカメラモジュール用接着剤は、これらの要求を十分に満足させることが困難であった。
以下、これら(A)〜(E)成分について説明する。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、シロキサン変性エポキシ樹脂を含有する。シロキサン変性エポキシ樹脂とは、シロキサン結合(Si−O−Si)を有し、かつ、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂である。接着剤がシロキサン変性エポキシ樹脂を含有することによって、エポキシ基の反応性を利用して接着剤にシロキサン結合を導入することが可能となり、接着剤の弾性率を低減する効果が得られる。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、フェノール樹脂を含有する。フェノール樹脂の例として、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトール変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、p−キシレン変性フェノール樹脂等が挙げられるが、特に限定されない。フェノールノボラック樹脂は、アリル基等の置換基で置換されたものであってもよい。(A)シロキサン変性エポキシ樹脂と(B)フェノール樹脂の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1個あたり、フェノール樹脂中のOH基が0.3〜1.5個となるような割合であることが好ましく、OH基が0.5〜1.2個となるような割合がさらに好ましい。フェノール樹脂は、単独でも、2種以上を併用してもよい。接着剤にフェノール樹脂を含有させることによって、接着剤を硬化させて得られる硬化物の耐クラック性及び耐湿性を向上させることができる。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、潜在性硬化剤を含有する。潜在性硬化剤とは、室温では不溶の固体で、加熱することにより可溶化し硬化促進剤として機能する化合物であり、その例として、常温で固体のイミダゾール化合物や、固体分散型アミンアダクト系潜在性硬化促進剤、例えば、アミン化合物とエポキシ化合物との反応生成物(アミン−エポキシアダクト系)、アミン化合物とイソシアネート化合物または尿素化合物との反応生成物(尿素型アダクト系)等が挙げられる。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、平均粒径0.01〜1μmのゴムフィラーを含有する。接着剤がゴムフィラーを含有することによって、接着剤を硬化させて得られる硬化物の弾性率が低くなる。また、接着剤を硬化させて得られる硬化物の耐衝撃性が向上する。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、平均粒径4〜6μmのゴムフィラーを含有する。接着剤がゴムフィラーを含有することによって、接着剤を硬化させて得られる硬化物の弾性率が低くなる。また、接着剤を硬化させて得られる硬化物の耐衝撃性が向上する。
本発明のカメラモジュール用接着剤は、無機フィラーを含有する。
無機フィラーは、無機材料によって形成された粒状体からなる。無機材料としては、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸石灰、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等を用いることができる。無機フィラーは、1種類を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。無機フィラーとしては、シリカフィラーを用いることが好ましい。シリカは、非晶質シリカが好ましい。
フェノール樹脂の含有量が上記の範囲から外れている場合、接着剤を硬化させて得られる硬化物の弾性率を十分に低くすることができないのみならず、接着剤の耐湿性を十分に向上させることができない。フェノール樹脂の含有量が上記の範囲よりも少ない場合、接着剤が十分に硬化しないために、本発明の接着剤をカメラモジュール用部品に用いることが困難になる。
潜在性硬化剤の含有量が上記の範囲から外れている場合、接着剤を十分に硬化させることが困難となり、本発明の接着剤をカメラモジュール用部品に用いることが困難になる。
本発明によれば、被接着物に塗布したときの形状保持性が良好なカメラモジュール用接着剤を得ることができる。
本発明によれば、粘性がある程度低く、塗布性が良好であるカメラモジュール用接着剤を得ることができる。
本発明によれば、ブリード距離が極力小さいカメラモジュール用接着剤を得ることができる。
ホウ酸化合物は、保存安定性をより向上させる作用をし、その機構は潜在性硬化促進剤の表面と反応してこれを修飾してカプセル化すると考えられる。ホウ酸化合物の例としては、トリメチルボレート、トリエチルボレート、トリ−n−プロピルボレート、トリイソプロピルボレート、トリ−n−ブチルボレート、トリペンチルボレート、トリアリルボレート、トリヘキシルボレート、トリシクロヘキシルボレート、トリオクチルボレート、トリノニルボレート、トリデシルボレート、トリドデシルボレート、トリヘキサデシルボレート、トリオクタデシルボレート、トリス(2−エチルヘキシロキシ)ボラン、ビス(1,4,7,10−テトラオキサウンデシル)(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)(1,4,7−トリオキサウンデシル)ボラン、トリベンジルボレート、トリフェニルボレート、トリ−o−トリルボレート、トリ−m−トリルボレート、トリエタノールアミンボレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中では、トリエチルボレート、トリイソプロピルボレートが好ましい。
カップリング剤の例として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられるが、これらに制限されない。シランカップリング剤は、単独でも、2種以上併用してもよい。
液状エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂であって、25℃で流動性を有するものをいい、25℃での粘度が0.1〜10Pa・sのものを使用することができる。本明細書における粘度は、5000mPa・s未満の範囲の場合、TV型回転粘度計を使用して、25℃、回転数10rpmで測定した値であり、5000mPa・s以上の範囲の場合、ローター回転粘度計を使用して、25℃、回転数50rpmで測定した値である。液状エポキシ樹脂は、単独でも、2種以上を併用してもよい。
(A)エポキシ樹脂:シロキサン変性エポキシ樹脂、1,3−ビス(3−グリシドキシプロピル)テトラメチルジシロキサン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社、エポキシ当量181)
(B)フェノール樹脂:アリルアクリルフェノール樹脂(明和化成工業株式会社、水酸基当量135)
(C)潜在性硬化剤:味の素ファインテクノ社製「PN50」、エポキシ樹脂アミンアダクト
(D1)ゴムフィラー1:XER81P、ニトリルブタジエンゴム、平均粒径70nm(JSR株式会社)
(D2)ゴムフィラー2:KMP600T、球状シリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した球状粉末、平均粒径5μm(信越シリコーン株式会社)
(E)無機フィラー1:平均粒径1.5μm、真球状シリカ粒子、株式会社アドマテックス製、商品名「SO−E5」
無機フィラー2:平均粒径0.5μm、真球状シリカ粒子、株式会社アドマテックス製、商品名「SO−E2」
無機フィラー3:平均粒径25μm、真球状シリカ粒子、株式会社龍森製、商品名「MSV−25」
無機フィラー4:平均粒径0.01μm、日本エアロジル株式会社製、ヒュームドシリカ
(F)ホウ酸化合物: ホウ酸トリプロピル(東京化成工業株式会社)
(G)カップリング剤:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学株式会社)
ローター回転粘度計(ブルックフィールド社製、モデル「HBT」、ローター記号「SC」)を使用して、25℃、回転数50rpmで粘度を測定した。
ローター回転粘度計(ブルックフィールド社製、モデル「HBT」、ローター記号「SC」)を使用して、25℃で、回転数50rpmで測定したときの接着剤の粘度V50rpmを測定した後、25℃で、回転数5rpmで測定したときの接着剤の粘度V5rpmを測定し、これらの比V5rpm/V50rpmを算出した。このV5rpm/V50rpmを、チキソトロピー性の指標とした。
接着剤を2時間放置した後、加熱して硬化させた。接着剤が硬化する前の面積と、接着剤が硬化した後の面積を測定した。接着剤が硬化する前後での面積の縮小率(%)が、本発明の「樹脂が硬化する前の形状保持率(%)」を意味する。
具体的には、接着剤をセラミック基板の上に10mgポッティングし、2時間放置する。その後接着剤を加熱して硬化させる。接着剤が硬化する前後での面積の縮小率(%)を、下記の式によって算出した。
面積縮小率(%)= {(硬化後の接着剤の面積)/(硬化前の接着剤の面積)}× 100
形状保持率(%)=面積縮小率(%)
接着剤を25℃で24時間放置したときの粘度の増加率を測定した。
接着剤を硬化させて得られた硬化物について、貯蔵弾性率[GPa]を測定した。貯蔵弾性率は、JIS C6481に従い、セイコーインスツル社製、動的熱機械測定(DMA)を用いて、−40℃〜100Cの条件で測定した。貯蔵弾性率の測定は、20mmL×4mmW×厚さ100〜200μmの試験片を作成し、周波数1Hz、3℃/minの昇温速度で行った。
接着剤を硬化させて得られた硬化物について、ガラス転移点Tg[℃]を測定した。Tgは、JIS C6481に従い、セイコーインスツル社製、動的熱機械測定(DMA)を用いて測定した。
接着剤を100℃で60分間加熱しつつ、接着剤の発熱量をDSC(示差走査熱量測定)にて測定した。60分以内に発熱終了(D99以上)であれば、接着剤が完全に硬化しており、硬化性が良好である(○)と評価した。60分以内に発熱が終了していない(D99未満)であれば、接着剤が完全に硬化しておらず、硬化性が良好ではない(×)と評価した。ここでいう「D99」とは、全発熱量の99%を意味する。
セラミック基板に接着剤を5mg滴下した後、このセラミック基板を100℃で60分間加熱した。接着剤を滴下した直後から加熱が終了するまでのブリード距離(流れ出し距離)の最大値を測定した。
12 レンズ
14 ボイスコイルモータ
16 レンズユニット
18 支持体
20 カットフィルタ
22 撮像素子
24 プリント配線基板
30、32、34 接着剤
Claims (7)
- (A)シロキサン変性エポキシ樹脂100質量部に対して、(B)フェノール樹脂40〜70質量部、(C)潜在性硬化剤5〜20質量部、(D1)平均粒径0.01〜1μmのゴムフィラー5〜30質量部、(D2)平均粒径4〜6μmのゴムフィラー30〜55質量部、及び、(E)平均粒径0.01〜10μmの無機フィラー5〜100質量部を含む、カメラモジュール用接着剤。
- 硬化物の貯蔵弾性率が0.01〜0.70GPaである、請求項1に記載のカメラモジュール接着剤。
- 硬化前の形状保持率が70%以上である、請求項1又は請求項2に記載のカメラモジュール用接着剤。
- ブリード試験でのブリード距離が0.1mm〜2.5mmである、請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載のカメラモジュール用接着剤。
- 前記(A)シロキサン変性エポキシ樹脂100質量部に対して、(F)ホウ酸化合物を0.05〜1質量部含む、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載のカメラモジュール用接着剤。
- 前記(A)シロキサン変性エポキシ樹脂100質量部に対して、(G)カップリング剤を0.1〜5質量部含む、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のカメラモジュール用接着剤。
- 請求項1から請求項6のいずれかのカメラモジュール用接着剤を用いて製造されたカメラモジュール。
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