JP2018095818A - 硬化性組成物、接着シート、硬化物、積層物、接着シートの製造方法、及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、本発明の他の目的は、耐クラック性に優れた硬化物を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、前記硬化性組成物を用いて形成された接着剤層を有する接着シートを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、硬化後は耐クラック性(若しくは耐冷熱衝撃性)に優れる接着シート及びその製造方法を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、前記接着シートを用いて被接着体を接着して得られる積層物、及び該積層物を有する装置を提供することにある。
で表される化合物(A)、並びに、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有することを特徴とする硬化性組成物を提供する。
で表される化合物及び下記式(X2)
で表される化合物からなる群より選択される1以上のエポキシ基含有シラン化合物であることが好ましい。
で表される化合物(A)を含有するアンカーコート層、並びに、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有する硬化性組成物により形成された接着剤層を有し、前記接着剤層が前記アンカーコート層の表面上に設けられていることを特徴とする接着シートを提供する。
で表される化合物(A)を含有する組成物を用いてアンカーコート層を形成する工程、並びに、前記アンカーコート層の表面上に、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有する硬化性組成物を用いて接着剤層を形成する工程を含むことを特徴とする接着シートの製造方法を提供する。
上記化合物(A)は、上記式(X)で表される化合物である。上記化合物(A)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記シルセスキオキサン(ポリオルガノシルセスキオキサン)(B)は、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上のシルセスキオキサンである。すなわち、シルセスキオキサン(B)として、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)の一方のみを使用してもよいし、両方を使用してもよい。なお、本明細書において「シルセスキオキサン(B)」と称する場合は、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)の両方についていうものとする。また、「ランダム型シルセスキオキサン(B1)」を単に「シルセスキオキサン(B1)」と称する場合があり、「ラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)」を単に「シルセスキオキサン(B2)」と称する場合がある。シルセスキオキサン(B)は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
[R1SiO3/2] (1)
[R2SiO3/2] (2)
[HSiO3/2] (3)
[RaSiO3/2] (I)
[RbSiO2/2(ORc)] (II)
[R1SiO2/2(ORc)] (4)
[R2SiO2/2(ORc)] (5)
[HSiO2/2(ORc)] (6)
シルセスキオキサン(B1)を構成する全てのシロキサン構成単位(100モル%)中の上記式(1)で表される構成単位の割合は、特に限定されないが、50モル%以上(例えば、50〜100モル%)が好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。上記割合が50モル%以上であると、硬化物の耐クラック性に優れる傾向がある。さらに、被接着体に対する接着性、耐熱性に優れる傾向がある。
測定装置:商品名「FT−720」((株)堀場製作所製)
測定方法:透過法
分解能:4cm-1
測定波数域:400〜4000cm-1
積算回数:16回
測定装置:商品名「JNM−ECA500NMR」(日本電子(株)製)
溶媒:重クロロホルム
積算回数:1800回
測定温度:25℃
測定装置:商品名「LC−20AD」((株)島津製作所製)
カラム:Shodex KF−801×2本、KF−802、及びKF−803(昭和電工(株)製)
測定温度:40℃
溶離液:THF、試料濃度0.1〜0.2重量%
流量:1mL/分
検出器:UV−VIS検出器(商品名「SPD−20A」、(株)島津製作所製)
分子量:標準ポリスチレン換算
シルセスキオキサン(B2)中のラダー骨格は、特に限定されないが、末端に下記式(7)で表される構成単位を有することが好ましい。
[RaR3SiO2/2] (7)
R1Si(X1)3 (a)
R2Si(X2)3 (b)
HSi(X3)3 (c)
本発明の硬化性組成物は、化合物(A)及びシルセスキオキサン(B)を必須成分として含む硬化性組成物(硬化性樹脂組成物)である。本発明の硬化性組成物は、このような特定のシルセスキオキサン(B)と特定の構成を有する化合物(A)とを組み合わせて用いることにより、耐クラック性に優れた硬化物を形成することができる。さらに、上記硬化物は、耐熱性、被接着体に対する接着性及び密着性にも優れる。
上記重合開始剤にはカチオン重合開始剤とアニオン重合開始剤が含まれる。上記カチオン重合開始剤は加熱することによってカチオン種を発生して、重合性化合物の硬化反応を開始させる化合物であり、上記アニオン重合開始剤は加熱することによってアニオン種を発生して、重合性化合物の硬化反応を開始させる化合物である。本発明の硬化性組成物が重合開始剤を含有すると、タックフリーとなるまでの硬化時間を短縮することができる。なお、重合開始剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の硬化性組成物は、さらに、重合安定剤を含むことが好ましい。上記重合安定剤は、カチオンをトラップすることによりカチオン重合の進行を抑制し、重合安定剤によるカチオンのトラップ能が飽和し、失活した段階で重合を進行させる作用を有する化合物である。本発明の硬化性組成物がカチオン重合開始剤と共に重合安定剤を含有する場合、塗布・乾燥して硬化性組成物の層(例えば、接着剤層)を形成した後、長期に亘って重合の進行を抑制することができ、接着性が求められるタイミングで加熱することで優れた接着性を発現する、保存安定性に優れた硬化性組成物の層(例えば、接着剤層)を形成することができる。また、硬化物の被接着体に対する接着性及び密着性により優れる傾向がある。
本発明の硬化性組成物には、好ましくは溶剤がさらに含有されていてもよい。溶剤としては、例えば、水、有機溶剤等が挙げられ、化合物(A)、シルセスキオキサン(B)、及び必要に応じて使用される添加物を溶解することができ、且つ重合を阻害しないものであれば特に制限されることはない。
本発明の硬化性組成物におけるカチオン硬化性化合物(シルセスキオキサン(B)等)の重合反応を進行させることにより、該硬化性組成物を硬化させることができ、硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)を得ることができる。本発明の硬化物は、例えば、後述の本発明の接着シート1を被接着体に接着した後、硬化性組成物を硬化させることによって、基材上に形成された硬化物として得ることができる。硬化の方法は、周知の方法より適宜選択でき、特に限定されないが、例えば、活性エネルギー線の照射、及び/又は、加熱する方法が挙げられる。上記活性エネルギー線としては、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線等のいずれを使用することもできる。中でも、取り扱い性に優れる点で、紫外線が好ましい。
本発明の硬化性組成物(接着剤組成物)を用いることにより、基材の少なくとも一方の面に、本発明の硬化性組成物から形成された接着剤層(「本発明の接着剤層」と称する場合がある)を有する接着シート(「本発明の接着シート1」と称する場合がある)を得ることができる。本発明の接着シート1は、特に限定されないが、例えば、基材に本発明の硬化性組成物を塗布し、さらに、必要に応じて乾燥させることによって得ることができる。塗布の方法は特に限定されず、周知慣用の手段を利用することができる。また、乾燥の手段や条件も特に限定されず、溶媒等の揮発分をできるだけ除去できる条件を設定することができ、周知慣用の手段を用いることができる。特に、本発明の硬化性組成物が、セロキサイド2021P((株)ダイセル製)100重量部に対して1重量部添加して得られる組成物の130℃における熱硬化時間が3.5分以上である重合開始剤を含有する場合は、加熱乾燥することにより、硬化反応の進行を抑制しつつ、速やかに溶媒等の揮発分を除去して接着剤層を形成することができる。そのようにして得られた接着剤層は50℃未満では接着性を有さず、半導体チップ等の電子部品へのダメージを抑制可能な温度で加熱することにより接着性を発現し、その後、速やかに硬化する特性を有する。
本発明の接着シートを用いることにより、本発明の接着シートの接着剤層(又は接着剤層の硬化物(接着層))に被接着層(被接着体)が貼付された積層物(「本発明の積層物」と称する場合がある)を得ることができる。上記積層物は、3層以上(少なくとも3層)で構成される積層物(積層体)であって、2層の被接着層(基材及び被接着層)と、これらの被接着層の間に位置する接着剤層(上記被接着層同士を接着する層)とを少なくとも有する積層物である。本発明の積層物は、例えば、本発明の接着シートが片面接着シートである場合には、本発明の接着シートを被接着層に貼り合わせて得ることができる。また、次いで、得られた積層物を加熱処理を施すことによって上記接着シート中の接着剤層を硬化させることによって、接着剤層が硬化した積層物を得ることができる。この場合、得られる積層物において、本発明の接着シートにおける基材は被接着層に該当する。さらに、本発明の積層物は、例えば、本発明の接着シートが両面接着シートであって、接着剤層の両面に基材としての剥離ライナーが貼着されているものである場合には、本発明の接着シートの一方の剥離ライナーを剥離して露出させた接着剤層に対して被接着層に貼り合わせ、次いで、もう一方の剥離ライナーを剥離して露出させた接着剤層に対して他の被接着層を貼り合わせて得ることができる。また、その後、得られた積層物を加熱処理を施すことによって接着剤層を硬化させることによって、接着剤層が硬化した積層物を得ることができる。但し、本発明の積層物の製造方法は、これらの方法に限定されない。なお、本発明の積層物において、本発明の接着シートが本発明の接着シート1である場合、2層の被接着層間に存在する接着剤層は本発明の接着剤層である。一方、本発明の積層物において、本発明の接着シートが本発明の接着シート2である場合、被接着層は、上記アンカーコート層、及びシルセスキオキサン(B)を含有する硬化性組成物(接着剤組成物)により形成された接着剤層が設けられている側に貼り合わせられる。
(シクロヘキセニルエチル基含有ポリオルガノシルセスキオキサンの調製)
温度計、攪拌装置、還流冷却器、ディーンスターク、及び窒素導入管を取り付けた200ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で2−(3,4−シクロヘキセニル)エチルトリメトキシシラン(以下、「CHMS」と称する)219ミリモル(50.34g)、フェニルトリメトキシシラン(以下、「PMS」と称する)11.5ミリモル(2.28g)、及びトルエン17.35gを仕込み、35℃に加熱した。このようにして得られた混合物に、ギ酸3.5ミリモル(0.88g)を投入した後、水759ミリモル(13.66g)を60分かけて滴下した。滴下の間、水を滴下することで、発熱が確認され、縮合が開始した。その後、35℃のまま、重縮合反応を窒素気流下で30分間行った。
この時の重縮合反応後の反応溶液中の生成物を分析したところ、数平均分子量は390であり、分子量分散度は1.13であった。30分かけて反応温度を70℃まで上げた。70℃では副生するメタノールの留出が確認された。70℃で1時間重縮合反応を継続し、ディーンスタークには約30gのメタノールが留出した。この時の反応溶液中の生成物を分析したところ、数平均分子量は673であり、分子量分散度は1.15であった。そこに、トルエンを105.24g、5%炭酸ナトリウム水溶液21.13g(炭酸ナトリウムで7.64ミリモル)を添加し、室温まで冷却した。下層液が中性になるまで水洗を行い、有機層を1mmHg、50℃の条件で濃縮して溶媒を留去して、流動性のある透明な液体のシクロヘキセニルエチル基含有シルセスキオキサンを41.1g得た。数平均分子量は1500であり、分子量の分散度は1.50で、上記生成物の29Si−NMRスペクトルから算出されるT2体とT3体のモル比[T3体/T2体]は1.78であった。
温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた1000ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で上記透明な液体36.0gと酢酸エチル200gを入れて20℃で攪拌混合を行った。別途、三角フラスコにて、メタクロロ過安息香酸(mCPBA)328ミリモル(56.56g)と酢酸エチル165gを入れて、攪拌混合を行った。反応温度20℃にて、mCPBA酢酸エチル溶液を45分かけて滴下した。この時、少しの発熱を確認した。
滴下後、20℃のまま3時間熟成を行った。この時、過酸化物チェッカーにてmCPBAが消失しているのを確認した。
反応液に、ノルマルヘプタン20.0gと10%チオ硫酸ナトリウム水溶液157.8gを入れて10分間攪拌しクエンチを行った。その後は分液ロートに移し、下層水を払い出し、5%NaOH水溶液156.8gで2回、水156.8gで2回抽出洗浄し中性であることを確認した。
エポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサンを含む酢酸エチル溶液を1mmHg、50℃で溶媒を濃縮留去し、エポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサン30.4gを得た。得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサンのエポキシ当量は195g/eq、数平均分子量は1213、分散度は1.28であった。1H−NMRより、エポキシ化前のシクロヘキセニルエチル基からエポキシシクロヘキシルエチル基への転化率は94%であった。また、FT−IR分析結果より、ラダー型でもカゴ型でもないピーク形状であることが確認されたことと、29Si−NMR結果のモル比[T3体/T2体]が約1.8であることより、得られたシルセスキオキサンが、ラダー型、カゴ型のいずれの構造とも異なるため、ランダム型シルセスキオキサンであると確認した。
(アンカーコート剤の調製)
8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(商品名「KBM−4803」、信越化学工業(株)製)30重量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70重量部を混合し、アンカーコート剤(1)を得た。
調製例1で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサン100重量部、アンチモン系スルホニウム塩(商品名「サンエイド SI−150L」、三新化学工業(株)製、セロキサイド2021P((株)ダイセル製)100重量部に対して1重量部添加して得られる組成物の130℃における熱硬化時間:5.4分)0.09重量部(固形分換算)、(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウムメチルサルファイト(商品名「サンエイドSI助剤」、三新化学工業(株)製)0.01重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100重量部を混合し接着剤組成物(1)を得た。
シリコンウエハ(4インチ、(株)SUMCO製)の片面に上記アンカーコート剤(1)をスピンコートで塗布し、120℃で5分加熱してアンカーコート層を形成した。続いて、上記アンカーコート層の表面に、上記接着剤組成物(1)をスピンコートで塗布し、80℃で4分加熱し、次いで、100℃で2分加熱することによって溶媒を除去して接着剤層(厚み5μm)を形成し、接着シート(1)[シリコンウエハ/アンカーコート層/接着剤層]を得た。
ガラス板(4インチ、SCHOTT日本(株)製)の片面に上記アンカーコート剤(1)をスピンコートで塗布し、120℃で5分加熱してアンカーコート層を形成した。続いて、上記アンカーコート層の表面に、上記接着剤組成物(1)をスピンコートで塗布し、80℃で4分加熱し、次いで、100℃で2分加熱することによって溶媒を除去して接着剤層(厚み5μm)を形成し、接着剤層付きガラス板[ガラス板/アンカーコート層/接着剤層]を得た。
別のガラス板(4インチ、SCHOTT日本(株)製)の片面に上記アンカーコート剤(1)をスピンコートで塗布し、120℃で5分加熱してアンカーコート層を形成し、アンカーコート層付きガラス板[ガラス板/アンカーコート層]を得た。
減圧下で、上記アンカーコート層付きガラス板のアンカーコート層面を、上記接着剤層付きガラス板の接着剤層面と合わせ、40℃に加熱しながら200g/cm2の圧力をかけて貼り合わせた後、150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱することにより、積層物(1)[ガラス板/アンカーコート層/接着剤層/アンカーコート層/ガラス板]を得た。
(接着剤組成物の調製)
調製例1で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサン100重量部、8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(商品名「KBM−4803」、信越化学工業(株)製)2.25重量部、アンチモン系スルホニウム塩(商品名「サンエイド SI−150L」、三新化学工業(株)製、セロキサイド2021P((株)ダイセル製)100重量部に対して1重量部添加して得られる組成物の130℃における熱硬化時間:5.4分)0.09重量部(固形分換算)、(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウムメチルサルファイト(商品名「サンエイドSI助剤」、三新化学工業(株)製)0.01重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100重量部を混合し、接着剤組成物(2)を得た。
シリコンウエハ(4インチ、(株)SUMCO製)の片面に上記接着剤組成物(2)をスピンコートで塗布し、80℃で4分加熱し、次いで、100℃で2分加熱することによって溶媒を除去して接着剤層を形成し、接着シート(2)[シリコンウエハ/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層]を得た。
ガラス板(4インチ、SCHOTT日本(株)製)の片面に上記接着剤組成物(2)をスピンコートで塗布し、80℃で4分加熱し、次いで、100℃で2分加熱することによって溶媒を除去して接着剤層(厚み5μm)を形成し、接着剤層付きガラス板[ガラス板/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層]を得た。
別のガラス板(4インチ、SCHOTT日本(株)製)の片面に上記アンカーコート剤(1)をスピンコートで塗布し、150℃で5分加熱してアンカーコート層を形成し、アンカーコート層付きガラス板[ガラス板/アンカーコート層]を得た。
減圧下で、上記アンカーコート層付きガラス板のアンカーコート層面を、上記エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層付きガラス板のエポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層面と合わせ、40℃に加熱しながら200g/cm2の圧力をかけて貼り合わせた後、150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱することにより、積層物(2)[ガラス板/アンカーコート層/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層/ガラス板]を得た。
(シクロヘキセニルエチル基含有ポリオルガノシルセスキオキサンの調製)
温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた1000ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で2−(3,4−シクロヘキセニル)エチルトリメトキシシラン(以下、「CHMS」と称する)950ミリモル(218.91g)、フェニルトリメトキシシラン(以下、「PMS」と称する)50ミリモル(9.92g)、及びメチルイソブチルケトン114.39gを仕込み、10℃に冷却した。このようにして得られた混合物に、5N−HCL水溶液2.0g(塩酸として10ミリモル)を投入した後、水3000ミリモル(54.0g)を60分かけて滴下した。滴下の間、水を滴下することで、発熱が確認され、縮合が開始した。その後、10℃のまま、重縮合反応を窒素気流下で1時間行った。
この時の重縮合反応後の反応溶液中の生成物を分析したところ、数平均分子量は613であり、分子量分散度は1.12であった。その後、メチルイソブチルケトン343.2gを追加し、30分かけて反応温度を70℃まで上げた。70℃で5N−HCL100ミリモル(20.02g)を添加し、そのまま3時間重縮合反応を行った。この時の重縮合反応後の反応溶液中の生成物を分析したところ、数平均分子量は942であり、分子量分散度は1.14であった。また、上記生成物の29Si−NMRスペクトルから算出されるT2体とT3体のモル比[T3体/T2体]は1.0であった。次に上記70℃での重縮合反応液に、ヘキサメチルジシロキサン500ミリモル(81.2g)を添加し、70℃で3時間末端エンドキャップ反応を行った。上記生成物の1H−NMR分析により、末端のヒドロキシ基からトリメチルシリルオキシ基への転化率(TMS化率)は75%であった。
その後、反応溶液を冷却し、下層液が中性になるまで水洗を行い、上層液を分取した後、1mmHg、50℃の条件で上層液から溶媒を留去し、微黄色透明の液状の生成物(シクロヘキセニル基含有ポリオルガノシルセスキオキサン)169.5gを得た。
この濃縮液の数平均分子量は1033であった。
温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた1000ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で上記濃縮液60.5gと酢酸エチル240gを入れて20℃で攪拌混合を行った。別途、三角フラスコにて、mCPBA465ミリモルと酢酸エチル240gを入れて、攪拌混合を行った。反応温度20℃にて、mCPBAの酢酸エチル溶液を45分かけて滴下した。この時、少しの発熱を確認した。
滴下後、20℃のまま3時間熟成を行った。この時、過酸化物チェッカーにてmCPBAが消失しているのを確認した。
反応液に、ノルマルヘプタン57.8gと10%チオ硫酸ナトリウム水溶液231.8gを入れて10分間攪拌しクエンチを行った。その後は分液ロートに移し、下層水を払い出し、5%NaOH水溶液231.8gで2回、水231.8gで2回抽出洗浄し中性であることを確認した。
エポキシシクロヘキシルエチル基含有ラダー型シルセスキオキサンを含む酢酸エチル溶液を1mmHg、50℃で溶媒を濃縮留去し、エポキシシクロヘキシルエチル基含有ラダー型シルセスキオキサン61.3gを得た。得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ラダー型シルセスキオキサンのエポキシ当量は260g/eq、数平均分子量は1062、分散度は1.12であった。1H−NMRより、エポキシ化前のシクロヘキセニルエチル基からエポキシシクロヘキシルエチル基への転化率は95%であった。また、FT−IR分析結果より、1100cm-1、1200cm-1付近にラダー特有のピークが2つあることと、29Si−NMR結果のモル比[T3体/T2体]より、この化合物はラダー骨格をメインとして含むことを確認した。
(アンカーコート剤の調製)
8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(商品名「KBM−4803」、信越化学工業(株)製)30重量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70重量部を混合し、アンカーコート剤(2)を得た。
調製例2で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ラダー型シルセスキオキサン100重量部、アンチモン系スルホニウム塩(商品名「サンエイド SI−150L」、三新化学工業(株)製、セロキサイド2021P((株)ダイセル製)100重量部に対して1重量部添加して得られる組成物の130℃における熱硬化時間:5.4分)0.09重量部(固形分換算)、(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウムメチルサルファイト(商品名「サンエイドSI助剤」、三新化学工業(株)製)0.01重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100重量部を混合し接着剤組成物(3)を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(2)を、接着剤組成物(1)の代わりに接着剤組成物(3)を用いたこと以外は、接着シート(1)と同様にして、接着シート(3)[シリコンウエハ/アンカーコート層/接着剤層]を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(2)を、接着剤組成物(1)の代わりに接着剤組成物(3)を用いたこと以外は、積層物(1)と同様にして、積層物(3)[ガラス板/アンカーコート層/接着剤層/アンカーコート層/ガラス板]を得た。
(接着剤組成物の調製)
調製例1で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ランダム型シルセスキオキサンの代わりに、調製例2で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ラダー型シルセスキオキサンを用いたこと以外は、接着剤組成物(2)と同様にして、接着剤組成物(4)を得た。
接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(4)を用いたこと以外は、接着シート(2)と同様にして、接着シート(4)[シリコンウエハ/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層]を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(2)を、接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(4)を用いたこと以外は、積層物(2)と同様にして、積層物(4)[ガラス板/アンカーコート層/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層/ガラス板]を得た。
(エポキシシクロヘキシルエチル基含有ポリオルガノシルセスキオキサンの調製)
温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた300ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(以下、「EMS」と称する)161.5ミリモル(39.79g)、フェニルトリメトキシシラン(以下、「PMS」と称する)9ミリモル(1.69g)、及びアセトン165.9gを仕込み、50℃に昇温した。このようにして得られた混合物に、5%炭酸カリウム水溶液4.70g(炭酸カリウムとして1.7ミリモル)を5分で滴下した後、水1700ミリモル(30.60g)を20分かけて滴下した。なお、滴下の間、著しい温度上昇は起こらなかった。その後、50℃のまま、重縮合反応を窒素気流下で4時間行った。
重縮合反応後の反応溶液中の生成物を分析したところ、エポキシ当量は195g/eq、数平均分子量は1900であり、分子量分散度は1.5であった。上記生成物の29Si−NMRスペクトルから算出されるT2体とT3体のモル比[T3体/T2体]は10.3であった。
その後、反応溶液を冷却し、下層液が中性になるまで水洗を行い、上層液を分取した後、1mmHg、40℃の条件で溶剤量が25重量%になるまで上層液から溶媒を留去し、無色透明の液状の生成物(エポキシシクロヘキシルエチル基含有ポリオルガノシルセスキオキサン)を得た。
なお、得られたポリオルガノシルセスキオキサンのFT−IRスペクトルを上述の方法で測定したところ、1100cm-1付近に一つの固有吸収ピークを有することが確認された。
(アンカーコート剤の調製)
3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(商品名「KBE−403」、信越化学工業(株)製)30重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70重量部を混合し、アンカーコート剤(3)を得た。
調製例3で得られたエポキシシクロヘキシルエチル基含有ポリオルガノシルセスキオキサンの75重量%溶液100重量部、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(商品名「KBE−403」、信越化学工業(株)製)2.25重量部、アンチモン系スルホニウム塩(商品名「サンエイド SI−150L」、三新化学工業(株)製、セロキサイド2021P((株)ダイセル製)100重量部に対して1重量部添加して得られる組成物の130℃における熱硬化時間:5.4分)0.0675重量部(固形分換算)、(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウムメチルサルファイト(商品名「サンエイドSI助剤」、三新化学工業(株)製)0.0075重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50重量部を混合し、接着剤組成物(5)を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(3)を、接着剤組成物(1)の代わりに接着剤組成物(5)を用いたこと以外は、接着シート(1)と同様にして、接着シート(5)[シリコンウエハ/アンカーコート層/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層]を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(3)を、接着剤組成物(1)の代わりに接着剤組成物(5)を用いたこと以外は、積層物(1)と同様にして、積層物(5)[ガラス板/アンカーコート層/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層/アンカーコート層/ガラス板]を得た。
(接着シートの作製)
接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(5)を用いたこと以外は、接着シート(2)と同様にして、接着シート(6)[シリコンウエハ/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層]を得た。
アンカーコート剤(1)の代わりにアンカーコート剤(3)を、接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(5)を用いたこと以外は、積層物(2)と同様にして、積層物(6)[ガラス板/アンカーコート層/エポキシ基含有シラン化合物含有接着剤層/ガラス板]を得た。
(接着シートの作製)
接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(1)を用いたこと以外は、接着シート(2)と同様にして、接着シート(7)[シリコンウエハ/接着剤層]を得た。
アンカーコート層を設けなかったこと、及び接着剤組成物(2)の代わりに接着剤組成物(1)を用いたこと以外は、積層物(2)と同様にして、積層物(7)[ガラス板/接着剤層/ガラス板]を得た。
実施例及び比較例で得られた接着剤組成物を150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱して得られた接着剤層の硬化物について、熱分析装置(商品名「TG−DTA6300」、セイコーインスツル(株)製)を用いて熱重量分析し、熱分解温度を測定した。なお、熱分解温度とは、図1に示すように、初期の重量減少のない、或いは漸減しているところ(図中のAで示される範囲)の接線と、急激に重量減少が起こっているところ(図中のBで示される範囲)の変曲点の接線が交叉するところの温度である。そして、耐熱性を下記基準で評価した。結果を表1の「耐熱性」の欄に示す。
〇(良好):熱分解温度が260℃以上
×(不良):熱分解温度が260℃未満
実施例及び比較例で得られた接着シートを150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱して接着剤層を硬化させた。得られた接着剤層の硬化物について、碁盤目テープ試験(JIS K5400−8.5準拠)によってガラス板への密着性を評価した。そして、以下の基準で評価した。結果を表1の「密着性」の欄に示す。
○(良好):シリコンウエハからの接着剤層の剥離は見られない
×(不良):シリコンウエハからの接着剤層の剥離があった
実施例及び比較例で得られた積層物の接着界面にカミソリ刃(商品名「片刃トリミング用カミソリ」、日新EM(株)製)を挿入し、積層物の接着界面を観察し、以下の基準で評価した。結果を表1の「接着性」の欄に示す。なお、実施例2、4、及び比較例2については、アンカーコート層を有する側の接着界面を観察した。
○(良好):界面での剥離は生じなかった
×(不良):界面で剥離が発生した
実施例1、2、及び比較例1〜3で得られた接着シートを150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱して接着剤層を硬化させて冷却した後、250℃で30分加熱し、続いて室温まで冷却した。そのときに発生したクラック数を評価するために、ガラス板の中心を頂点とする20mm角の範囲を計100マスの2mm角に分割し、クラックが発生していない2mm角の数を数えた。そして、以下の基準で評価した。結果を表1の「耐クラック性」の欄に示す。
◎(極めて良好):クラックが発生していない2mm角マスの数が65以上
○(良好):クラックが発生していない2mm角マスの数が50以上65未満
△(不可):クラックが発生していない2mm角マスの数が1以上50未満
×(不良):全ての2mm角マスにクラックが発生
実施例3、4、及び比較例1〜3で得られた接着シートを150℃で30分加熱し、次いで、170℃で30分加熱して接着剤層を硬化させて冷却した後、250℃で30分加熱し、続いて室温まで冷却した後のクラックの発生の有無を確認した。さらに、次いで280℃で30分加熱し、続いて室温まで冷却した後のクラックの発生の有無を確認した。さらに、次いで280℃で30分加熱し、続いて室温まで冷却した後のクラックの発生の有無を確認した。そして、耐クラック性を以下の基準で評価した。結果を表1の「耐クラック性(過酷)」の欄に示す。
◎(極めて良好):280℃で30分加熱し、室温まで冷却した後、次いで280℃で30分加熱し、室温まで冷却した後にクラックの発生は見られなかった
○(良好):280℃で30分加熱し、室温まで冷却した後にクラックの発生は見られなかったが、次いで280℃で30分加熱し、室温まで冷却した後にクラックが発生した
×(不良):250℃で30分加熱し、室温まで冷却した後にクラックが発生した
Claims (11)
- 下記式(X)
で表される化合物(A)、並びに、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有することを特徴とする硬化性組成物。 - 化合物(A)が、下記式(X1)
で表される化合物及び下記式(X2)
で表される化合物からなる群より選択される1以上のエポキシ基含有シラン化合物である、請求項1に記載の硬化性組成物。 - さらに、重合開始剤を含有する請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
- さらに、重合安定剤を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 接着剤組成物である請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 基材の少なくとも一方の面に、請求項5に記載の硬化性組成物から形成された接着剤層を有する接着シート。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
- 基材の少なくとも一方の面に、下記式(X)
で表される化合物(A)を含有するアンカーコート層、並びに、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有する硬化性組成物により形成された接着剤層を有し、前記接着剤層が前記アンカーコート層の表面上に設けられていることを特徴とする接着シート。 - 請求項6又は8に記載の接着シートの接着剤層に被接着層が貼付された積層物。
- 基材の少なくとも一方の面に、下記式(X)
で表される化合物(A)を含有する組成物を用いてアンカーコート層を形成する工程、並びに、前記アンカーコート層の表面上に、ランダム型シルセスキオキサン(B1)及びラダー骨格を有するシルセスキオキサン(B2)からなる群より選択される1以上であり、下記式(1)
[R1SiO3/2] (1)
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
で表される構成単位を有するシルセスキオキサン(B)を含有する硬化性組成物を用いて接着剤層を形成する工程を含むことを特徴とする接着シートの製造方法。 - 請求項9に記載の積層物を有する装置。
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