JP2020059273A - 耐熱離型シート及び熱圧着方法 - Google Patents
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Abstract
Description
熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐための耐熱離型シートであって、
300℃における表面硬さが、式:A300(%)=(d300/t0)×100により与えられる押込み度A300により表示して、15%以下である耐熱離型シート、
を提供する。
ただし、t0は、常温(20℃)における前記耐熱離型シートの厚さである。d300は、以下の測定条件に基づく熱機械分析(以下、「TMA」と記載)により評価した、前記耐熱離型シートに対する300℃での針入プローブの押込み量である。
[測定条件]
・測定モード:針入モード、昇温測定
・針入プローブの形状及び先端径:円柱状及び1mmφ
・印加圧力:1MPa
・昇温開始温度及び昇温速度:20℃及び10℃/分
熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着方法であって、
前記熱加圧ヘッドと前記圧着対象物との間に耐熱離型シートを配置した状態で、前記熱加圧ヘッドにより前記圧着対象物を熱圧着し、
前記耐熱離型シートが、上記本発明の耐熱離型シートである熱圧着方法、
を提供する。
本発明の耐熱離型シートの一例を図1に示す。図1に示す耐熱離型シート1は、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」と記載)シート2から構成される。図1の耐熱離型シート1は、PTFEシート2の単層構造を有している。耐熱離型シート1は、シート2に含まれるPTFEに由来する高い耐熱性及び離型性を有している。
[測定条件]
・測定モード:針入モード、昇温測定
・針入プローブの形状及び先端径:円柱状及び1mmφ
・印加圧力:1MPa
・昇温開始温度及び昇温速度:20℃及び10℃/分
耐熱離型シート1の製造方法の一例を、PTFEシート2又は変性PTFEシートから構成される耐熱離型シート1を例として、以下に説明する。ただし、耐熱離型シート1の製造方法は、以下に示す例に限定されない。
図2に示すように、耐熱離型シート1は、熱加圧ヘッド21による圧着対象物22の熱圧着時に熱加圧ヘッド21と圧着対象物22との間に配置して両者の固着を防ぐ耐熱離型シートとして使用できる。耐熱離型シート1は離型性に優れている。耐熱離型シート1によれば、熱圧着時の熱による、熱加圧ヘッド21及び/又は圧着対象物22に対する当該シート1の固着(熱固着)を防ぐことができる。
本発明の耐熱離型シート1を用いて圧着対象物22を熱圧着できる。当該熱圧着方法は、熱加圧ヘッド21による圧着対象物22の熱圧着方法であって、熱加圧ヘッド21と圧着対象物22との間に耐熱離型シート1を配置した状態で、熱加圧ヘッド21により圧着対象物22を熱圧着する。耐熱離型シート1は、例えば搬送により、熱加圧ヘッド21と圧着対象物22との間に供給及び配置できる。
本発明の耐熱離型シート1を用いて熱圧着物を製造できる。当該熱圧着物の製造方法は、熱加圧ヘッド21と圧着対象物22との間に耐熱離型シート1を配置した状態で熱加圧ヘッド21を用いた圧着対象物22の熱圧着を実施して、圧着対象物22の熱圧着体である熱圧着物を得る工程、を含む。熱圧着物の例は、PCB及び電子部品である。
300℃における表面硬さとして、押込み度A300を上述の方法により評価した。具体的には、次のとおりである。最初に、評価対象である耐熱離型シートを7mm×7mmの正方形に切り出して試験片を得た。次に、厚さt0として、試験片の厚さをマイクロメーター(ミツトヨ製)により測定した。次に、TMA測定装置(BRUKER製、TMA4000S)の評価台上に試験片を戴置し、径1mmの円柱状の針入プローブを使用して、試験片に対する300℃での針入プローブの押込み量d300を測定した。測定モードは、針入モード及び昇温測定とした。なお、試験片に加える印加圧力は1MPaの一定圧力とし、昇温開始温度を20℃、昇温速度を10℃/分とした。測定された厚さt0及び押込み量d300から、式:A300(%)=(d300/t0)×100により押込み度A300を求めた。
熱圧着時の離型性(熱加圧ヘッドに対する離型性)を以下のように評価した。
引張強度(引張破断強度)及び最大引張伸びは、引張試験機(島津製作所製、AG−I)を用いた引張試験により求めた。引張方向は、耐熱離型シートの長手方向(MD方向)とした。試験片の形状は、JIS K6251:1993に定められたダンベル1号形とした。測定条件は、測定温度25℃、試験片の標線間距離40mm、チャック間距離70mm及び引張速度200mm/分とした。最大引張伸びは、試験前の上記標線間距離と、破断時の標線間距離とから算出した。
PTFE粉末(ダイキン工業製、ポリフロン PTFE M−18)を円筒状の金型に導入し、温度23℃、圧力8.5MPa及び圧力印加時間1時間の条件で予備成形した。次に、形成された予備成形品を金型から取り出し、370℃で24時間焼成して、高さ300mm、外径470mmの円柱状であるPTFEブロックを得た。次に、得られたPTFEブロックを切削旋盤により切削して、厚さ50μmのPTFE切削フィルムを得た。次に、得られた切削フィルムを、170℃に保持した一対の金属ロールを備えるロール圧延装置により圧延して、厚さ30μmのPTFEシートである実施例1の耐熱離型シートを得た。実施例1の耐熱離型シートの押込み度A300は0.3%、引張強度は66.2MPa、最大引張伸びは120%、離型性の評価結果は良(○)であった。なお、実施例1の耐熱離型シートを構成するPTFEの融点は327℃以上であった。
実施例1で作製した耐熱離型シートを金属ナトリウムを含む処理液(テクノス製フロロボンダー(登録商標))に浸漬した後に引き上げ、アセトンにより洗浄した。次に、純水に浸漬して洗浄した後、100℃で1分間乾燥させることで、双方の主面を金属ナトリウム処理した実施例2の耐熱離型シートを得た。処理液への浸漬時間は30秒とした。実施例2の耐熱離型シートの押込み度A300は0.1%、引張強度は59.9MPa、最大引張伸びは118%、離型性の評価結果は良(○)であった。なお、実施例2の耐熱離型シートを構成するPTFEの融点は327℃以上であった。
実施例1で作製したPTFEブロックを切削旋盤により切削して、厚さ30μmのPTFE切削フィルムを得た。これを、実施例3の耐熱離型シートとした。実施例3の耐熱離型シートの押込み度A300は11%、引張強度は34.6MPa、最大引張伸びは177%、離型性の評価結果は良(〇)であった。なお、実施例3の耐熱離型シートを構成するPTFEの融点は327℃以上であった。
実施例3で作製した耐熱離型シートに対して、実施例2と同様の金属ナトリウム処理を実施した。処理後のシートを実施例4の耐熱離型シートとした。実施例4の耐熱離型シートの押込み度A300は0.1%、引張強度は33.1MPa、最大引張伸びは180%、離型性の評価結果は良(○)であった。なお、実施例4の耐熱離型シートを構成するPTFEの融点は327℃以上であった。
PTFE粉末の代わりに変性PTFE粉末(3M製、ダイニオンTFM 変性PTFE TFM1700、TFE単位の含有率99質量%以上)を使用した以外は実施例1と同様にして、変性PTFEブロックを得た。得られた変性PTFEブロックを切削旋盤により切削して、厚さ30μmの変性PTFE切削フィルムを得た。これを、実施例5の耐熱離型シートとした。実施例5の耐熱離型シートの押込み度A300は10%、引張強度は42.1MPa、最大引張伸びは278%、離型性の評価結果は良(〇)であった。なお、実施例5の耐熱離型シートを構成する変性PTFEの融点は327℃以上であった。
実施例5で作製した耐熱離型シートに対して、実施例2と同様の金属ナトリウム処理を実施した。処理後のシートを実施例6の耐熱離型シートとした。実施例6の耐熱離型シートの押込み度A300は0.2%、引張強度は43.1MPa、最大引張伸びは270%、離型性の評価結果は良(○)であった。なお、実施例6の耐熱離型シートを構成するPTFEの融点は327℃以上であった。
2 PTFEシート
3A,3B 主面
21 熱加圧ヘッド
22 圧着対象物
Claims (5)
- 熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐための耐熱離型シートであって、
300℃における表面硬さが、式:A300(%)=(d300/t0)×100により与えられる押込み度A300により表示して、15%以下である耐熱離型シート。
ただし、t0は、常温(20℃)における前記耐熱離型シートの厚さである。d300は、以下の測定条件に基づく熱機械分析(TMA)により評価した、前記耐熱離型シートに対する300℃での針入プローブの押込み量である。
[測定条件]
・測定モード:針入モード、昇温測定
・針入プローブの形状及び先端径:円柱状及び1mmφ
・印加圧力:1MPa
・昇温開始温度及び昇温速度:20℃及び10℃/分 - 前記耐熱離型シートが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)又は変性PTFEのシートを含み、
前記変性PTFEにおけるテトラフルオロエチレン(TFE)単位の含有率が99質量%以上である請求項1に記載の耐熱離型シート。 - 前記耐熱離型シートにおける少なくとも一方の主面に対して、前記表面硬さを高める改質処理が施されている請求項1又は2に記載の耐熱離型シート。
- 前記耐熱離型シートに含まれる樹脂が、310℃以上の融点及び/又は210℃以上のガラス転移温度を有する請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱離型シート。
- 熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着方法であって、
前記熱加圧ヘッドと前記圧着対象物との間に耐熱離型シートを配置した状態で、前記熱加圧ヘッドにより前記圧着対象物を熱圧着し、
前記耐熱離型シートが、請求項1〜4のいずれかに記載の耐熱離型シートである熱圧着方法。
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