JP2023157777A - 熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ずり粘度の経時的上昇が十分に抑制されており、これにより、調製後、比較的長期にわたって使用が可能であるとともに、85℃以下の低温条件での熱硬化処理を実現するのに有用な熱硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、上記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む熱硬化性接着剤組成物。【選択図】図3
Description
本開示は、熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法に関する。
従来、半導体装置は以下の工程を経て製造される。まず、ダイシング用粘着シートに半導体ウエハを貼り付けた状態でダイシング工程を実施することによって、半導体ウエハを半導体チップに個片化する。その後、ピックアップ工程、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程及びモールディング工程等が実施される。特許文献1は、ダイシング工程において半導体ウエハを固定する機能と、ダイボンディング工程において半導体チップを基板と接着させる機能とを併せ持つ粘接着シート(ダイボンドダイシングシート)を開示している。特許文献2は、ダイシング工程ではダイシングテープとして作用し、半導体素子と支持部材との接合工程では接続信頼性に優れ、ワイヤボンディングの熱履歴後の充分な流動性を保持する粘接着シートを開示している。
ところで、近年、スマートフォンに代表される小型デバイス向け半導体モジュールの進化に伴い、半導体モジュールの製造プロセスも従来のものから著しく変化している。例えば、ダイシング工程及びダイボンディング工程を実施しないプロセスの実用化が進められている。これに伴い、半導体モジュールの製造プロセスで使用される接着剤組成物も従来と異なる性能が求められている。かかる状況に加え、本発明者らは、半導体モジュールに耐熱性が比較的低い材料が使用されることを想定し、85℃以下の低温条件で硬化反応が十分に進行する接着剤組成物の開発を進めた。従来の熱硬化性接着剤組成物であって低温硬化性に優れる組成物をベースにして改良を進めたところ、低温硬化性についての開発目標を達成できたものの、ずり粘度が経時的に上昇しやすく、調製後、使用可能な期間が3週間程度であり、使用可能期間の長期化という新たな課題が生じた。
本開示の一側面は、ずり粘度の経時的上昇が十分に抑制されており、これにより、調製後、比較的長期にわたって使用が可能であるとともに、85℃以下の低温条件での熱硬化処理を実現するのに有用な熱硬化性樹脂組成物を提供する。本開示の一側面は、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法を提供する。
本開示の一側面は熱硬化性接着剤組成物に関する。この組成物は、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、上記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む。なお、放射線として、例えば、紫外線、電子線、赤外線等が挙げられる。
上記組成物は、放射線の照射によって熱硬化性が発現する。このため、調製後、すぐには使用されず、保管された期間を経ても、その期間に硬化反応が進行することが十分に抑制される。このため、ずり粘度の経時的上昇が十分に抑制され、調製後、比較的長期(例えば、四週間以上)にわたって使用可能な状態を維持できる。つまり、十分に長いワークライフを実現可能である。これに加え、上記組成物は85℃以下の低温条件での熱硬化処理を実現するのにも有用である。すなわち、低温硬化性に優れる熱硬化性樹脂は、硬化促進剤と混合された状態で保管される硬化反応が進行しやすい傾向にある。しかし、上記光開裂性化合物は、使用時に放射線照射されることで機能を発現するものであるため、保管時においては上記熱硬化性樹脂の硬化反応が抑制される。上記組成物によれば、長いワークライフと低温硬化性の両方を十分高度に両立することが可能である。
本開示の一側面は積層フィルムに関する。この積層フィルムは、基材フィルムと、基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層とを備え、接着剤層が上記熱硬化性接着剤組成物によって構成されている。
本開示の一側面は接続体の製造方法に関する。この製造方法は、(A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、(B)上記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、(C)第一の回路部材と第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程とをこの順序で含み、接着剤層が上記熱硬化性接着剤組成物によって構成されており、上記(B)工程よりも前に、接着剤層に対して放射線を照射する工程を含む。
熱硬化性樹脂組成物に対して放射線を照射することによって熱硬化性を発現させた後、これを接続体の製造に使用してもよい。放射線照射後の当該組成物は、光開裂性化合物の開裂によって発生したアミン化合物と、アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む。この組成物を使用して接続体を製造する場合、(A)工程、(B)工程及び(C)工程を順次実施すればよい。
本開示の一側面は、接続体に関する。この接続体は、第一の回路部材と、第二の回路部材と、第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備え、接着剤層が上記熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている。本開示において、例えば、第一の回路部材は、プリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、第二の回路部材はフレキシブルプリント回路基板である。
本開示の一側面によれば、ずり粘度の経時的上昇が十分に抑制されており、これにより、調製後、比較的長期にわたって使用が可能であるとともに、85℃以下の低温条件での熱硬化処理を実現するのに有用な熱硬化性樹脂組成物が提供される。本開示の一側面によれば、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法が提供される。
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。以下の説明では、同一又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。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
本明細書における数値及びその範囲も本開示を制限するものではない。本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書における「(メタ)アクリル」の記載は、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
<積層フィルム>
図1は本実施形態に係る積層フィルムを模式的に示す断面図である。この図に示す積層フィルム10は、基材フィルム1と、接着剤層3と、カバーフィルム5とをこの順序で備える。積層フィルム10は、例えば、幅が300mm~500mmであり、全長が10m~400mであり、例えば、ロール状に巻き取られて作製される。以下、積層フィルム10の構成について説明する。
図1は本実施形態に係る積層フィルムを模式的に示す断面図である。この図に示す積層フィルム10は、基材フィルム1と、接着剤層3と、カバーフィルム5とをこの順序で備える。積層フィルム10は、例えば、幅が300mm~500mmであり、全長が10m~400mであり、例えば、ロール状に巻き取られて作製される。以下、積層フィルム10の構成について説明する。
[基材フィルム]
基材フィルム1は、接着剤層3の製造プロセス及び半導体モジュールの製造プロセスにおいて加わる張力に十分に耐え得るものであれば、特に制限はない。基材フィルム1は、その上に配置される接着剤層3の視認性の観点から、透明であることが好ましい。基材フィルム1としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを用いることができる。基材フィルム1は単層構造であっても、多層構造であってもよい。
基材フィルム1は、接着剤層3の製造プロセス及び半導体モジュールの製造プロセスにおいて加わる張力に十分に耐え得るものであれば、特に制限はない。基材フィルム1は、その上に配置される接着剤層3の視認性の観点から、透明であることが好ましい。基材フィルム1としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを用いることができる。基材フィルム1は単層構造であっても、多層構造であってもよい。
基材フィルム1の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、20~100μm又は25~80μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力を高めるために、基材フィルム1の表面に、コロナ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。基材フィルム1として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-63(離型処理剤:変性シリコーン系)、及び、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-31(離型処理剤:Pt系シリコーン系)等がある。
基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力が過度に高くなることを防止するために、基材フィルム1の表面に、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層を形成してもよい。
基材フィルム1と接着剤層3との間の密着力は、例えば、0.5N/m以上である。この密着力が0.5N/m以上であることで、積層フィルム10を製造する過程において基材フィルム1から接着剤層3が不用意に剥離することを防止しやすい。なお、基材フィルム1対する接着剤層3との密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、基材フィルム1上に接着剤層3とが形成された幅20mmの試料を準備し、この接着剤層を90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で基材フィルムから剥離したときに測定されるピール強度を意味する。
[接着剤層]
接着剤層3は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、例えば、プリント回路基板とFPC基板の先端部との接着、あるいは、半導体チップとFPC基板の先端部との接着に好適に用いられるものである。図2に示すモジュール50A(接続体)は、半導体チップCと、プリント回路基板12(第一の回路部材)と、接着剤片3cと、FPC基板15(第二の回路部材)とを含む。接着剤片3cがプリント回路基板12とFPC基板15の先端部15aを接着している。接着剤片3cは接着剤片3p(図4参照)の硬化物によって構成されている。接着剤片3pは図1に示す接着剤層3を型抜きによって所定の形状に加工したものである。なお、接着剤層16は、プリント回路基板12と半導体チップCを接着している。接着剤層16は、接着剤片3cと同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
接着剤層3は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、例えば、プリント回路基板とFPC基板の先端部との接着、あるいは、半導体チップとFPC基板の先端部との接着に好適に用いられるものである。図2に示すモジュール50A(接続体)は、半導体チップCと、プリント回路基板12(第一の回路部材)と、接着剤片3cと、FPC基板15(第二の回路部材)とを含む。接着剤片3cがプリント回路基板12とFPC基板15の先端部15aを接着している。接着剤片3cは接着剤片3p(図4参照)の硬化物によって構成されている。接着剤片3pは図1に示す接着剤層3を型抜きによって所定の形状に加工したものである。なお、接着剤層16は、プリント回路基板12と半導体チップCを接着している。接着剤層16は、接着剤片3cと同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
図3に示すモジュール50Bは、図2に示すモジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施して得られるものである。ワイヤW1が半導体チップCとプリント回路基板12を電気的に接続し、ワイヤW2がプリント回路基板12とFPC基板15を電気的に接続している。半導体チップCは、例えば、センサーチップである。プリント回路基板12は半導体チップCからの信号を処理するためのものである。プリント回路基板12からの信号がFPC基板15の先端部15aに伝達される。
接着剤片3p(接着剤層)は、放射線の照射によって熱硬化性が発現する熱硬化性接着剤組成物で構成されている。すなわち、この組成物は、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、上記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む。
光開裂性化合物の一例として、α-アミノアセトフェノン骨格を有する化合物が挙げられる。例えば、以下の化合物は、α-アミノアセトフェノン骨格を有し、紫外線が照射されると、脱ブロックし、ラジカルを有するアミン化合物が生じる。かかる観点から、光開裂性化合物は、紫外線の照射によりラジカルを発生させるものであってもよい。
熱硬化性接着剤組成物は、例えば、以下の条件1を満たす。
・条件1
照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、75℃における貯蔵弾性率が3MPa以上であること。
・条件1
照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、75℃における貯蔵弾性率が3MPa以上であること。
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物は低温硬化性に優れるということができる。これにより、モジュール50Bを構成する部材として、耐熱性が比較的耐熱性が低いものを採用できるという利点がある。条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、例えば、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂とともに、フェノール樹脂を使用することが考えられる。フェノール樹脂が低温硬化性の向上に寄与する理由は、エポキシ樹脂同士の反応性よりも、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の反応性の方が高く、フェノール樹脂を使用することで反応が進行しやすくなるためである。
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、ワイヤボンディング工程における接着剤片3cの揺れを低減することができ、ワイヤボンディングの実施が容易となる。条件1に係る貯蔵弾性率は、上記のとおり、3MPa以上であり、10MPa以上、15MPa以上、又は30MPa以上あってもよい。条件1に係る貯蔵弾性率の上限値は、例えば、200MPaである。条件1に係る貯蔵弾性率が高いほど、ワイヤボンディングの実施を容易としやすくなる傾向にある。
熱硬化性接着剤組成物は、以下の条件2を更に満たしてもよい。
・条件2
照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であること。
・条件2
照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であること。
条件2を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、接着剤片3cの内部応力が緩和されやすく、モジュール50Bの反りを抑制することができる。条件2に係る貯蔵弾性率は、上記のとおり、700MPa以下であり、50~700MPaであってもよいし、100~500MPa、又は150~300MPaであってもよい。
条件2を満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、例えば、以下の手法が考えられる。
・手法1:熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂(例えば、アクリルゴム)の量を比較的多くする。
・手法2:ガラス転移温度(Tg)が比較的低い熱可塑性樹脂を使用する。
・手法3:柔軟骨格を有する熱硬化性樹脂を使用する。
本発明者らの検討によると、手法1,2が手法3よりも効果的である。手法1に関し、熱硬化性接着剤組成物が、熱可塑性樹脂を更に含む場合、当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、熱可塑性樹脂の含有量は、例えば、15~35質量部であり、15~30質量部であってもよい。手法2に関し、熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃である。
・手法1:熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂(例えば、アクリルゴム)の量を比較的多くする。
・手法2:ガラス転移温度(Tg)が比較的低い熱可塑性樹脂を使用する。
・手法3:柔軟骨格を有する熱硬化性樹脂を使用する。
本発明者らの検討によると、手法1,2が手法3よりも効果的である。手法1に関し、熱硬化性接着剤組成物が、熱可塑性樹脂を更に含む場合、当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、熱可塑性樹脂の含有量は、例えば、15~35質量部であり、15~30質量部であってもよい。手法2に関し、熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃である。
熱硬化性接着剤組成物は、75℃で3時間の加熱処理によって硬化反応がある程度進行していることが好ましい。反応が進行している程度は、示差走査熱量測定によって定量化することができる。すなわち、昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる発熱量C1と発熱量C2から下記式で算出される反応率は、例えば、50%以上であり、60%以上又は70%以上であってもよい。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
発熱量C1は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後の樹脂組成物の発熱量である。発熱量C2は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後、75℃で3時間にわたって加熱した後の樹脂組成物の発熱量である。なお、示差走査熱量測定の温度範囲は、例えば、30℃~300℃である。測定によって得られたDSC曲線から発熱量C1,C2を求める温度範囲は50℃~200℃である。反応率が50%以上であることで、製造工程後の経時劣化を抑制することができ、信頼性に優れる。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
発熱量C1は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後の樹脂組成物の発熱量である。発熱量C2は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後、75℃で3時間にわたって加熱した後の樹脂組成物の発熱量である。なお、示差走査熱量測定の温度範囲は、例えば、30℃~300℃である。測定によって得られたDSC曲線から発熱量C1,C2を求める温度範囲は50℃~200℃である。反応率が50%以上であることで、製造工程後の経時劣化を抑制することができ、信頼性に優れる。
熱硬化性接着剤組成物の75℃における溶融粘度は、例えば、3000~12000Pa・sであり、3500~10000Pa・s又は4000~8000Pa・sであってもよい。75℃における溶融粘度が上記範囲であることで、FPC基板15の先端部15aが凹凸を有していても、先端部15aと接着対象の部材(プリント回路基板12)との間に隙間なく熱硬化性接着剤組成物を配置することができる。熱硬化性接着剤組成物に対して放射線を照射し、当該組成物の熱硬化性を発現させた後においても、溶融粘度は上記範囲であればよい。これにより、先端部15aとプリント回路基板12を高い強度で接着することができる。熱硬化性接着剤組成物の調製後、温度25℃及び湿度55%の条件下で4週間保存した後において、75℃における溶融粘度は、例えば、20000Pa・s以下であり、3000~16000Pa・s又は4000~16000Pa・sであってもよい。
積層フィルム10は、例えば、以下のようにして作製される。まず、接着剤層3の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化した塗工液を準備する。この塗工液を基材フィルム1上に塗工した後、溶媒を除去することで接着剤層3を形成する。塗工方法としては、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法及びカーテンコート法等が挙げられる。次いで、接着剤層3の表面にカバーフィルム5を常温~60℃の条件で貼り合わせる。これにより、積層フィルム10を得ることができる。なお、幅の広い基材フィルムに接着剤層3を形成した後、これを覆うようにカバーフィルム5を貼り合わせることによって積層フィルムを作製し、これを所定の幅に切断(スリット)することによって積層フィルム10を得てもよい。
<打ち抜き加工品>
図4は積層フィルム10から製造された打ち抜き加工品を模式的に示す斜視図である。図5は図4に示すV-V線における断面図である。これらの図に示す打ち抜き加工品20は、幅100mm以下の帯状の基材フィルム1と、基材フィルム1上に、その長手方向(図4に示す矢印Xの方向)に並ぶように配置されている複数の接着剤片3pと、接着剤片3pの上面3fを覆っており且つ接着剤片3pと同じ形状を有するカバーフィルム5pとを備える。
図4は積層フィルム10から製造された打ち抜き加工品を模式的に示す斜視図である。図5は図4に示すV-V線における断面図である。これらの図に示す打ち抜き加工品20は、幅100mm以下の帯状の基材フィルム1と、基材フィルム1上に、その長手方向(図4に示す矢印Xの方向)に並ぶように配置されている複数の接着剤片3pと、接着剤片3pの上面3fを覆っており且つ接着剤片3pと同じ形状を有するカバーフィルム5pとを備える。
接着剤片3pは、回路部材(半導体チップ又はプリント回路基板)とFPC基板の先端部との接着に好適に適用される。接着剤片3pの平面視における面積は、例えば、1~100mm2であり、3~50mm2又は5~40mm2であってもよい。打ち抜き加工品20によれば、基材フィルム1上に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを順次ピックアップし(図6参照)、その後、各接着剤片3pを回路部材の所定の領域に配置することができ、回路部材とFPC部材との接着を効率的に実施できる。
打ち抜き加工品20は、例えば、以下の工程を経て得ることができる。
(a)積層フィルム10を準備する工程。
(b)積層フィルム10における接着剤層3及びカバーフィルム5を型抜きすることによって、基材フィルム1上に基材フィルム1の長手方向に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを得る工程。
(a)積層フィルム10を準備する工程。
(b)積層フィルム10における接着剤層3及びカバーフィルム5を型抜きすることによって、基材フィルム1上に基材フィルム1の長手方向に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを得る工程。
<熱硬化性樹脂組成物>
接着剤層3及び接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物について説明する。熱硬化性接着剤組成物は、上述のとおり、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、上記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む。この組成物は、これらの成分の他に、例えば、熱可塑性樹脂と、フィラーとを含んでもよい。
接着剤層3及び接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物について説明する。熱硬化性接着剤組成物は、上述のとおり、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、上記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂とを含む。この組成物は、これらの成分の他に、例えば、熱可塑性樹脂と、フィラーとを含んでもよい。
(光開裂性化合物)
光開裂性化合物は、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させるものである。光開裂性化合物として、上述のとおり、例えば、α-アミノアセトフェノン骨格を有する化合物が挙げられる。かかる化合物として、例えば、Omnirad907及びOmnirad379EG(いずれもIGM Resins B.V.製)が挙げられる。Omnirad379EGは、塩基性度の高い脂肪族アミンを有しており、フェノール樹脂からのプロトン脱離が起こりやすく、硬化反応が進行しやすいと考えられる。なお、Omniradは登録商標である。光開裂性化合物として、放射線の照射により、ラジカルを発生させる光ラジカル発生剤、あるいは、塩基を発生させる光塩基発生剤を使用してもよい。光塩基発生剤として、例えば、富士フィルム株式会社製のWPBGシリーズが挙げられ、より具体的にはWPBG-027、WPBG-140、WPBG-165が挙げられる。
光開裂性化合物は、放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させるものである。光開裂性化合物として、上述のとおり、例えば、α-アミノアセトフェノン骨格を有する化合物が挙げられる。かかる化合物として、例えば、Omnirad907及びOmnirad379EG(いずれもIGM Resins B.V.製)が挙げられる。Omnirad379EGは、塩基性度の高い脂肪族アミンを有しており、フェノール樹脂からのプロトン脱離が起こりやすく、硬化反応が進行しやすいと考えられる。なお、Omniradは登録商標である。光開裂性化合物として、放射線の照射により、ラジカルを発生させる光ラジカル発生剤、あるいは、塩基を発生させる光塩基発生剤を使用してもよい。光塩基発生剤として、例えば、富士フィルム株式会社製のWPBGシリーズが挙げられ、より具体的にはWPBG-027、WPBG-140、WPBG-165が挙げられる。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、熱により硬化する樹脂であれば特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、熱により硬化する樹脂であれば特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
エポキシ樹脂は、硬化して耐熱作用を有するものであれば特に限定されない。エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ等の二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂などを用いることができる。エポキシ樹脂は、また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等、従来公知のものを用いることができる。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、エピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、エピコート1007、エピコート1009(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、DER-330、DER-301、DER-361(いずれもダウケミカル社製)、YD8125、YDF8170(いずれも東都化成株式会社製)等が挙げられる。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、エピコート152、エピコート154(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、EPPN-201(日本化薬株式会社製)、DEN-438(ダウケミカル社製)等が挙げられる。
o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、YDCN-700-10(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027(いずれも日本化薬株式会社製)、YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704(いずれも東都化成株式会社製)、N―500P―10(DIC株式会社製)等が挙げられる。
多官能エポキシ樹脂としては、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、アラルダイト0163(BASFジャパン社製)、デナコールEX-611、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-421、EX-411、EX-321(いずれもナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
アミン型エポキシ樹脂としては、エピコート604(三菱ケミカル株式会社製)、YH-434(東都化成株式会社製)、TETRAD-X、TETRAD-C(いずれも三菱ガス化学株式会社製)、ELM-120(住友化学株式会社製)等が挙げられる。
複素環含有エポキシ樹脂としては、アラルダイトPT810(BASFジャパン社製)、ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(いずれもユニオンカーバイド社製)等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、エピコート152、エピコート154(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、EPPN-201(日本化薬株式会社製)、DEN-438(ダウケミカル社製)等が挙げられる。
o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、YDCN-700-10(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027(いずれも日本化薬株式会社製)、YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704(いずれも東都化成株式会社製)、N―500P―10(DIC株式会社製)等が挙げられる。
多官能エポキシ樹脂としては、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、アラルダイト0163(BASFジャパン社製)、デナコールEX-611、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-421、EX-411、EX-321(いずれもナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
アミン型エポキシ樹脂としては、エピコート604(三菱ケミカル株式会社製)、YH-434(東都化成株式会社製)、TETRAD-X、TETRAD-C(いずれも三菱ガス化学株式会社製)、ELM-120(住友化学株式会社製)等が挙げられる。
複素環含有エポキシ樹脂としては、アラルダイトPT810(BASFジャパン社製)、ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(いずれもユニオンカーバイド社製)等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
エポキシ樹脂として、官能基当量が小さく且つ多官能なエポキシ樹脂を適用するのが好ましい。エポキシ樹脂を適用することにより、接着フィルムの加熱処理後の130℃での貯蔵弾性率が向上し、ワイヤボンディング性に優れる。具体的にはHP-4710(DIC株式会社製)、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)が挙げられる。
熱硬化樹脂成分の一部であるエポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の樹脂を使用することができる。具体的には、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSのようなフェノール性水酸基を1分子中に二個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂硬化剤としては、特に、吸湿時の耐電食性に優れるという観点から、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂が好ましい。
なお、エポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂と組み合わせて用いてもよいし、単独で用いてもよい。
なお、エポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂と組み合わせて用いてもよいし、単独で用いてもよい。
上記フェノール樹脂硬化剤の中でも、フェノライトLF2882、フェノライトLF2822、フェノライトTD-2090、フェノライトTD-2149、フェノライトVH-4150、フェノライトVH4170(いずれもDIC株式会社製、商品名)、H-1(明和化成株式会社製、商品名)、エピキュアMP402FPY、エピキュアYL6065、エピキュアYLH129B65、ミレックスXL、ミレックスXLC、ミレックスXLC-LL、ミレックスRN、ミレックスRS、ミレックスVR(いずれも三菱ケミカル株式会社製、商品名)を用いることが好ましい。
熱硬化性接着剤組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、20~60質量部であり、20~50質量部であってもよい。熱硬化性樹脂の含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、熱硬化後の優れた密着性を達成しやすい。
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂としては、熱可塑性を有する樹脂、又は少なくとも未硬化状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、収縮性、耐熱性及び剥離性に優れる観点から、反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体(以下、「反応性基含有(メタ)アクリル共重合体」という場合もある)が好ましい。
熱可塑性樹脂としては、熱可塑性を有する樹脂、又は少なくとも未硬化状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、収縮性、耐熱性及び剥離性に優れる観点から、反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体(以下、「反応性基含有(メタ)アクリル共重合体」という場合もある)が好ましい。
熱可塑性樹脂として、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体を含む場合、熱硬化性接着剤組成物は熱硬化性樹脂を含まない態様でもよい。すなわち、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体と、硬化促進剤と、フィラーとを含む態様でもよい。熱可塑性樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリル共重合体としては、アクリルガラス、アクリルゴム等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられ、アクリルゴムが好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、(メタ)アクリル酸エステル及びアクリロニトリルから選択されるモノマーの共重合により形成されるものが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、共重合成分としてブチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体、共重合成分としてエチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体が好ましい。
反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含む反応性基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。このような反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーと、上記のモノマーとが含まれる単量体組成物を共重合することにより得ることができる。
反応性基としては、耐熱性向上の観点から、エポキシ基、カルボキシル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、エピスルフィド基が好ましく、中でも架橋性の点から、エポキシ基及びカルボキシル基がより好ましい。
本実施形態において、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含むエポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。この場合、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、グリシジルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等が挙げられる。反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーは、耐熱性の観点から、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートが好ましい。
熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃であり、-40℃~10℃又は-40℃~0℃であってもよい。熱可塑性樹脂のTgが-50℃以上であると、接着剤層3が過度に軟らかくなることを抑制しやすく、優れた取扱性及び接着性を達成できる。他方、熱可塑性樹脂のTgが0℃以下であると、接着剤層3の柔軟性を確保しやすく、優れた接着強度を達成できる。これに加え、被着体面に凹凸が存在しても、凹凸に接着剤層3が追随しやすく、優れた接着性を発現できる。
熱可塑性樹脂のTgは、示差走査熱量測定(DSC)によって得られる中間点ガラス転移温度値である。熱可塑性樹脂のTgは、具体的には、昇温速度10℃/分、測定温度:-80~80℃の条件で熱量変化を測定し、JIS K7121:1987に準拠した方法によって算出した中間点ガラス転移温度である。なお、熱可塑性樹脂が市販品である場合、カタログ等に記載の値を採用してもよい。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、10万以上200万以下であることが好ましい。重量平均分子量が10万以上であると、耐熱性を確保しやすくなる。一方、重量平均分子量が200万以下であると、フローの低下及び貼付性の低下を抑制しやすい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、40万以上200万以下又は50万以上200万以下であってもよい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。
反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体がグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを共重合成分として含む場合、接着フィルム全体の質量を100質量部としたときに、熱可塑性樹脂の含有量が20~40質量部であることが好ましい。含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の柔軟性、接着性がより高水準に達成しやすい。上述のような反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体としては、パール重合、溶液重合等の重合方法によって得られるものを用いてもよい。あるいは、SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等の市販品を用いてもよい。
(無機フィラー)
熱硬化性接着剤組成物は、無機フィラーを含有してもよい。無機フィラーとしては、銀粉、金粉、銅粉等の金属フィラー、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の非金属無機フィラーなどが挙げられる。無機フィラーは所望する機能に応じて選択することができる。
熱硬化性接着剤組成物は、無機フィラーを含有してもよい。無機フィラーとしては、銀粉、金粉、銅粉等の金属フィラー、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の非金属無機フィラーなどが挙げられる。無機フィラーは所望する機能に応じて選択することができる。
上記無機フィラーは表面に有機基を有してもよい。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されていることにより、接着剤層3を形成するためのワニスを調製するときの有機溶剤への分散性を向上できる。これに加え、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い弾性率及び優れた剥離性を両立しやすい。表面に有機基を有する無機フィラーは、例えば、下記式(B-1)で表されるシランカップリング剤と無機フィラーとを混合し、30℃以上の温度で攪拌することにより得ることができる。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されたことは、UV測定、IR測定、XPS測定等で確認することが可能である。
式(B-1)中、Xは、フェニル基、グリシドキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基、ビニル基、イソシアネート基及びメタクリロキシ基からなる群より選択される有機基を示し、sは0又は1~10の整数を示し、R11、R12及びR13は各々独立に、炭素数1~10のアルキル基を示す。
炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
炭素数1~10のアルキル基は、入手が容易であるという観点から、メチル基、エチル基及びペンチル基が好ましい。Xは、耐熱性の観点から、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基及びイソシアネート基が好ましく、グリシドキシ基及びメルカプト基がより好ましい。式(B-1)中のsは、高熱時のフィルム流動性を抑制し、耐熱性を向上させる観点から、0~5が好ましく、0~4がより好ましい。
シランカップリング剤としては、トリメトキシフェニルシラン、ジメチルジメトキシフェニルシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-(1,3―ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N,N’―ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン、ポリオキシエチレンプロピルトリアルコキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサン等が挙げられる。
これらの中でも、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、トリメトキシフェニルシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。シランカップリング剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、トリメトキシフェニルシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。シランカップリング剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記カップリング剤の含有量は、耐熱性と保存安定性とのバランスを図る観点から、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、0~10質量部であり、0.1~5質量部であってもよく、保存安定性の観点から、上限値は3質量部であってもよい。
無機フィラーの含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、20~35質量部であり、25~35質量部であってもよい。熱硬化性接着剤組成物における無機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、300質量部以下であり、200質量部以下又は150質量部以下であってもよい。無機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上であり、50質量部以上であってもよい。無機フィラーの含有量を上記範囲とすることにより、熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い溶融粘度及び優れた剥離性を両立しやすい。
(有機フィラー)
熱硬化性接着剤組成物は、有機フィラーを含有してもよい。有機フィラーとしては、カーボン、ゴム系フィラー、シリコーン系微粒子、ポリアミド微粒子、ポリイミド微粒子等が挙げられる。有機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。有機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上である。
熱硬化性接着剤組成物は、有機フィラーを含有してもよい。有機フィラーとしては、カーボン、ゴム系フィラー、シリコーン系微粒子、ポリアミド微粒子、ポリイミド微粒子等が挙げられる。有機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。有機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上である。
(有機溶剤)
熱硬化性接着剤組成物は、必要に応じて、有機溶剤を用いて希釈してもよい。有機溶剤は特に限定されないが、製膜時の揮発性等を沸点から考慮して決めることができる。具体的には、メタノール、エタノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶剤が、製膜時にフィルムの硬化が進みにくいという観点から好ましい。また、製膜性を向上させる等の目的では、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン等の比較的高沸点の溶剤を使用することが好ましい。これらの溶剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性接着剤組成物は、必要に応じて、有機溶剤を用いて希釈してもよい。有機溶剤は特に限定されないが、製膜時の揮発性等を沸点から考慮して決めることができる。具体的には、メタノール、エタノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶剤が、製膜時にフィルムの硬化が進みにくいという観点から好ましい。また、製膜性を向上させる等の目的では、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン等の比較的高沸点の溶剤を使用することが好ましい。これらの溶剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
接着剤層3の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、1~200μmであり、5~150μm又は10~150μmであってもよい。接着剤層3の厚さが1μm以上であることで十分な接着性を確保しやすく、他方、200μm以下であることで接着剤層3を構成する熱硬化性接着剤組成物が基材フィルム1又はカバーフィルム5からはみ出ることを抑制しやすい。
[カバーフィルム]
カバーフィルム5は接着剤層3から容易に剥離し得るものであればよい。カバーフィルム5としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムなどを用いることができる。カバーフィルム5は単層構造であっても、多層構造であってもよい。多層構造である場合には、粘着フィルムであってもよく、具体的にはダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)が好ましい。粘着フィルムは、粘着層と、基材層とを有していてもよい。この場合、粘着層が接着剤層3と接するように構成されていてもよい。粘着層としては、光硬化型の粘着層又は感圧接着層を用いることができ、基材層としては前記プラスチックフィルムなどを用いることができる。
カバーフィルム5は接着剤層3から容易に剥離し得るものであればよい。カバーフィルム5としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムなどを用いることができる。カバーフィルム5は単層構造であっても、多層構造であってもよい。多層構造である場合には、粘着フィルムであってもよく、具体的にはダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)が好ましい。粘着フィルムは、粘着層と、基材層とを有していてもよい。この場合、粘着層が接着剤層3と接するように構成されていてもよい。粘着層としては、光硬化型の粘着層又は感圧接着層を用いることができ、基材層としては前記プラスチックフィルムなどを用いることができる。
接着剤層3とカバーフィルム5との間の密着力は、例えば、70N/m以下であり、50N/m以下であってもよく、20N/m以下であってもよい。特に、接着剤層3が熱硬化性を有する樹脂組成物からなる場合、75℃で1秒の熱処理後において、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力が上記範囲であることが好ましい。この密着力が70N/m以下であることで、カバーフィルム5で覆われた状態の接着剤層3を75℃で0.5秒の条件で被着体(例えば、基板)に仮圧着させた後、半硬化した接着剤層3からカバーフィルム5を粘着テープ等で容易に剥離することができる。なお、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、接着剤層3と同じ組成からなる幅20mmの接着剤層上に同じ幅のカバーフィルムが配置された試料を準備し、このカバーフィルムを90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で接着剤層から剥離したときに測定されるピール強度を意味する。密着力は、カバーフィルム5が光硬化型の粘着層を有する粘着フィルムの場合、光照射後の値であってもよい。
カバーフィルム5の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、10~180μm又は15~140μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
<半導体モジュールの製造方法>
打ち抜き加工品20を使用し、図3に示すモジュール50B(接続体)を作製する方法について説明する。図6は基材フィルム1から接着剤片3p及びこれを覆うカバーフィルム5pがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。打ち抜き加工品20に一定の張力を付与した状態で、くさび状部材60に打ち抜き加工品20の基材フィルム1側の面を当接させながら、図6に示す矢印の方向に打ち抜き加工品20を移動させる。これにより、同図に示すように、接着剤片3p及びカバーフィルム5pの前方が基材フィルム1から浮いた状態となる。この状態のときに、例えば、吸引力を有するピックアップ装置65で接着剤片3p及びカバーフィルム5pをピックアップする。
打ち抜き加工品20を使用し、図3に示すモジュール50B(接続体)を作製する方法について説明する。図6は基材フィルム1から接着剤片3p及びこれを覆うカバーフィルム5pがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。打ち抜き加工品20に一定の張力を付与した状態で、くさび状部材60に打ち抜き加工品20の基材フィルム1側の面を当接させながら、図6に示す矢印の方向に打ち抜き加工品20を移動させる。これにより、同図に示すように、接着剤片3p及びカバーフィルム5pの前方が基材フィルム1から浮いた状態となる。この状態のときに、例えば、吸引力を有するピックアップ装置65で接着剤片3p及びカバーフィルム5pをピックアップする。
次いで、カバーフィルム5pで覆われた状態の接着剤片3pをプリント回路基板12の表面12aに配置する(図7参照)。例えば、この状態で、接着剤片3pに対して紫外線を照射する。紫外線の照度は、例えば、10~200mW/cm2とすればよい。紫外線の積算光量は、例えば、300~900mJ/cm2とすればよい。その後、プリント回路基板12に対する接着剤片3pの仮圧着を行う。仮圧着は、例えば、温度60~85℃、押圧力0.1~2MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。仮圧着によって、接着剤片3pが半硬化することで表面12aに対する接着力が向上する。その後、粘着テープ等を使用してカバーフィルム5pを接着剤片3pから剥離する。これにより、接着剤片3pの表面F1が露出した状態となる。
プリント回路基板12に対するFPC基板15の先端部15aの接着は、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着するステップと、その後、接着剤片3pを加熱により硬化させるステップとを含む。すなわち、まず、接着剤片3pの上面3fにFPC基板15の先端部15aを配置した後、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着する。これにより、プリント回路基板12と、FPC基板15と、接着剤片3pとを含む積層体が得られる((A)工程)。圧着は、例えば、温度60~85℃、押圧力0.1~3MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。
次に、接着剤片3pの硬化処理を実施する。硬化処理は、例えば、温度65~85℃で30~240分にわたって行えばよい。これにより、図2に示すモジュール50Aが得られる((B)工程)。なお、モジュール50Aを構成する部材の耐熱性の観点から、上記条件1,2における加熱条件が75℃で3時間と設定されている。モジュール50Aが加熱される温度を比較的低くすることで、材料の選択肢が広がるという利点がある。
モジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施する((C)工程)。これにより、図3に示すモジュール50Bが得られる。その後、モジュール50BのワイヤW1,W2を樹脂材料で保護する加工、接着剤片3cの硬化反応が進行する加熱処理などを経て半導体モジュールが完成する。なお、放射線が既に照射された接着剤片を接続体の製造に使用してもよい。この接着剤片を使用して接続体を製造する場合、(A)工程、(B)工程及び(C)工程を順次実施すればよい。
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、型抜きによって接着剤組成物からなる接着剤片3pを予め準備する場合を例示したが、接着剤組成物を含む塗液を準備し、これをプリント回路基板12の表面上に塗工することにより、接着剤層を形成してもよい。
本開示は以下の事項に関する。
[1]放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、
前記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂と、
を含む熱硬化性接着剤組成物。
[2]前記光開裂性化合物はα-アミノアセトフェノン骨格を有する、[1]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[3]照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、75℃における貯蔵弾性率が3MPa以上である、[1]又は[2]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[4]照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、[1]~[3]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[5]昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる温度範囲50~200℃の発熱量C1,C2を下記式に代入して算出される反応率が50%以上である、[1]~[4]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
[式中、C1は当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後の樹脂組成物の発熱量を示し、
C2は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後、75℃で3時間にわたって加熱した後の樹脂組成物を測定対象とする発熱量を示す。]
[6]75℃における溶融粘度が3000~12000Pa・sである、[1]~[5]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[7]温度25℃及び湿度55%の条件下で4週間保存した後において、75℃における溶融粘度が20000Pa・s以下である、[1]~[6]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[8]熱可塑性樹脂を更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記熱可塑性樹脂の含有量が15~35質量部である、[1]~[7]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[9]前記熱可塑性樹脂は-50℃~20℃の範囲にガラス転移温度を有する、[8]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[10]無機フィラーを更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記無機フィラーの含有量が20~35質量部である、[1]~[9]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[11][1]~[10]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物に対して放射線が照射された熱硬化性接着剤組成物であって、前記アミン化合物と、前記熱硬化性樹脂とを含む、熱硬化性接着剤組成物。
[12]基材フィルムと、
前記基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が[1]~[11]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。
[13](A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が[1]~[10]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されており、
(B)工程よりも前に、前記接着剤層に対して放射線を照射する工程を含む、接続体の製造方法。
[14](A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が[11]に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、接続体の製造方法。
[15]前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板である、[13]又は[14]に記載の接続体の製造方法。
[16]第一の回路部材と、
第二の回路部材と、
前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が[1]~[12]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている、接続体。
[1]放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、
前記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂と、
を含む熱硬化性接着剤組成物。
[2]前記光開裂性化合物はα-アミノアセトフェノン骨格を有する、[1]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[3]照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、75℃における貯蔵弾性率が3MPa以上である、[1]又は[2]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[4]照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、[1]~[3]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[5]昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる温度範囲50~200℃の発熱量C1,C2を下記式に代入して算出される反応率が50%以上である、[1]~[4]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
[式中、C1は当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後の樹脂組成物の発熱量を示し、
C2は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後、75℃で3時間にわたって加熱した後の樹脂組成物を測定対象とする発熱量を示す。]
[6]75℃における溶融粘度が3000~12000Pa・sである、[1]~[5]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[7]温度25℃及び湿度55%の条件下で4週間保存した後において、75℃における溶融粘度が20000Pa・s以下である、[1]~[6]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[8]熱可塑性樹脂を更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記熱可塑性樹脂の含有量が15~35質量部である、[1]~[7]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[9]前記熱可塑性樹脂は-50℃~20℃の範囲にガラス転移温度を有する、[8]に記載の熱硬化性接着剤組成物。
[10]無機フィラーを更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記無機フィラーの含有量が20~35質量部である、[1]~[9]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物。
[11][1]~[10]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物に対して放射線が照射された熱硬化性接着剤組成物であって、前記アミン化合物と、前記熱硬化性樹脂とを含む、熱硬化性接着剤組成物。
[12]基材フィルムと、
前記基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が[1]~[11]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。
[13](A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が[1]~[10]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されており、
(B)工程よりも前に、前記接着剤層に対して放射線を照射する工程を含む、接続体の製造方法。
[14](A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が[11]に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、接続体の製造方法。
[15]前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板である、[13]又は[14]に記載の接続体の製造方法。
[16]第一の回路部材と、
第二の回路部材と、
前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が[1]~[12]のいずれか一つに記載の熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている、接続体。
以下、本開示について実施例に基づいて説明する。本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例の接着剤ワニスを調製するため、以下の材料を準備した。
<エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)>
・EXA-830CRP(商品名、DIC株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160g/eq、液状)
<フェノール樹脂(熱硬化性樹脂)>
・MEH-7800-4S(商品名、明和化学株式会社製、キシリレン型フェノール樹脂、水酸基当量:170g/eq)
<熱可塑性樹脂>
・HTR-860P-3CSP(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、アクリル樹脂、重量平均分子量:80万、Tg:12℃)
<光開裂性化合物>
・Omnirad379EG(商品名、IGM Resins B.V.製)
<硬化促進剤>
・キュアゾール2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、「キュアゾール」は登録商標)
<フィラー>
・SC-2050-HLG(商品名、株式会社アドマテックス製、表面処理フィラー)
<溶剤>
・シクロヘキサノン
<エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)>
・EXA-830CRP(商品名、DIC株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160g/eq、液状)
<フェノール樹脂(熱硬化性樹脂)>
・MEH-7800-4S(商品名、明和化学株式会社製、キシリレン型フェノール樹脂、水酸基当量:170g/eq)
<熱可塑性樹脂>
・HTR-860P-3CSP(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、アクリル樹脂、重量平均分子量:80万、Tg:12℃)
<光開裂性化合物>
・Omnirad379EG(商品名、IGM Resins B.V.製)
<硬化促進剤>
・キュアゾール2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、「キュアゾール」は登録商標)
<フィラー>
・SC-2050-HLG(商品名、株式会社アドマテックス製、表面処理フィラー)
<溶剤>
・シクロヘキサノン
(実施例1)
表1の実施例1に示す材料と溶剤とを混合するとともに真空脱気することによって接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを、厚さ38μmの表面離型処理PETフィルム(基材フィルム)上に塗工した。乾燥工程を経て、上記PETフィルムの一方の面に、厚さ25μmのフィルム状接着剤(接着剤層)を形成した。フィルム状接着剤の表面にダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)を貼り付けることによって積層フィルムを得た。
表1の実施例1に示す材料と溶剤とを混合するとともに真空脱気することによって接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを、厚さ38μmの表面離型処理PETフィルム(基材フィルム)上に塗工した。乾燥工程を経て、上記PETフィルムの一方の面に、厚さ25μmのフィルム状接着剤(接着剤層)を形成した。フィルム状接着剤の表面にダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)を貼り付けることによって積層フィルムを得た。
(実施例2~5及び比較例1~4)
表1~3の実施例2~13及び比較例1~4に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
表1~3の実施例2~13及び比較例1~4に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤について以下の項目の評価を行った。
(ピール強度の測定)
フィルム状接着剤のピール強度を次の方法で測定した。まず、積層フィルムを3.2mm×3.2mmのサイズに打ち抜いた。積層フィルムから基材フィルムを剥がした後、フィルム状接着剤を有機基板に貼り付け、75℃のステージ上にて1.0Nの圧力で0.5秒間仮圧着した。次に、フィルム状接着剤からカバーフィルムを剥離し、サイズ5mm×100mmのポリイミドフィルム(ユーピレックス50S(商品名)、宇部興産株式会社製)をフィルム状接着剤に貼り付け、75℃のステージ上にて15Nの力で1秒間にわたって本圧着した。その後、75℃3時間の加熱によってフィルム状接着剤を硬化させ、測定試料を得た。90度剥離試験機(テスター産業株式会社製)にて試験速度50mm/分でピール強度を測定した。表1,2に結果を示す。
フィルム状接着剤のピール強度を次の方法で測定した。まず、積層フィルムを3.2mm×3.2mmのサイズに打ち抜いた。積層フィルムから基材フィルムを剥がした後、フィルム状接着剤を有機基板に貼り付け、75℃のステージ上にて1.0Nの圧力で0.5秒間仮圧着した。次に、フィルム状接着剤からカバーフィルムを剥離し、サイズ5mm×100mmのポリイミドフィルム(ユーピレックス50S(商品名)、宇部興産株式会社製)をフィルム状接着剤に貼り付け、75℃のステージ上にて15Nの力で1秒間にわたって本圧着した。その後、75℃3時間の加熱によってフィルム状接着剤を硬化させ、測定試料を得た。90度剥離試験機(テスター産業株式会社製)にて試験速度50mm/分でピール強度を測定した。表1,2に結果を示す。
(発熱量の測定)
フィルム状接着剤の反応率を次の方法で測定した。すなわち、フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。アルミパン(株式会社エポリードサービス製)に紫外線照射後のフィルム状接着剤を10mg秤量し、アルミ蓋を被せ、クリンパを用いて評価サンプルをサンプルパン内に密閉した。示差走査熱量計(Thermo plus DSC8235E、株式会社リガク製)を使用し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃でDSCを測定した。発熱量の解析手段としては、部分面積の解析方法を用いた。DSC曲線の50℃~200℃の温度範囲で解析指示することにより、解析温度範囲のベースライン指定、及び、ピーク面積の積分を行うことで総発熱量(単位:J/g)を算出した。これを初期発熱量C1とした。
フィルム状接着剤の反応率を次の方法で測定した。すなわち、フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。アルミパン(株式会社エポリードサービス製)に紫外線照射後のフィルム状接着剤を10mg秤量し、アルミ蓋を被せ、クリンパを用いて評価サンプルをサンプルパン内に密閉した。示差走査熱量計(Thermo plus DSC8235E、株式会社リガク製)を使用し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃でDSCを測定した。発熱量の解析手段としては、部分面積の解析方法を用いた。DSC曲線の50℃~200℃の温度範囲で解析指示することにより、解析温度範囲のベースライン指定、及び、ピーク面積の積分を行うことで総発熱量(単位:J/g)を算出した。これを初期発熱量C1とした。
実施例及び比較例で得られたフィルム状接着剤(初期サンプル)を75℃に設定したオーブンに入れ、3時間加熱処理した。加熱処理後のサンプルを用い、加熱処理前と同じ手順で50℃~200℃の発熱量(単位:J/g)を算出した。これを加熱処理した後の発熱量C2とした。得られた2つの発熱量C1,C2の値を用いて反応率を下記の式で算出した。表1,2に結果を示す。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
(溶融粘度の測定)
フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。紫外線照射後のフィルム状接着剤(75℃3時間加熱前のBステージ状態)の75℃における溶融粘度は次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、この積層体をφ9mmのパンチで打ち抜いて、試料を作製した。動的粘弾性装置ARES(TA instruments社製)に直径8mmの円形アルミプレート治具を設置し、更にここに上記試料をセットした。その後、35℃で5%の歪みを与えながら5℃/分の昇温速度で100℃まで昇温させながら測定した。周波数は1Hzで一定とし、初期荷重は300gに保持し、軸力は100gに保持した。75℃における溶融粘度の値を表1,2に記載した。
フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。紫外線照射後のフィルム状接着剤(75℃3時間加熱前のBステージ状態)の75℃における溶融粘度は次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、この積層体をφ9mmのパンチで打ち抜いて、試料を作製した。動的粘弾性装置ARES(TA instruments社製)に直径8mmの円形アルミプレート治具を設置し、更にここに上記試料をセットした。その後、35℃で5%の歪みを与えながら5℃/分の昇温速度で100℃まで昇温させながら測定した。周波数は1Hzで一定とし、初期荷重は300gに保持し、軸力は100gに保持した。75℃における溶融粘度の値を表1,2に記載した。
(貯蔵弾性率の測定)
フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。紫外線照射後のフィルム状接着剤を75℃で3時間にわたって加熱した後、フィルム状接着剤の貯蔵弾性率を次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを幅4mm×33mmのサイズにし、75℃3時間硬化処理することによって測定用の試料を得た。試料を動的粘弾性装置(製品名:Rheogel E-4000、株式会社ユービーエム製)にチャック間距離20mmでセットし、引張荷重をかけて、周波数10Hz、昇温速度3℃/分で測定し、35℃及び75℃における貯蔵弾性率を測定した。表1,2に結果を示す。
フィルム状接着剤に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。紫外線照射後のフィルム状接着剤を75℃で3時間にわたって加熱した後、フィルム状接着剤の貯蔵弾性率を次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを幅4mm×33mmのサイズにし、75℃3時間硬化処理することによって測定用の試料を得た。試料を動的粘弾性装置(製品名:Rheogel E-4000、株式会社ユービーエム製)にチャック間距離20mmでセットし、引張荷重をかけて、周波数10Hz、昇温速度3℃/分で測定し、35℃及び75℃における貯蔵弾性率を測定した。表1,2に結果を示す。
(ずり粘度の経時変化の評価)
実施例1,2,4及び比較例1,2,4に係るフィルム状接着剤について、75℃におけるずり粘度を一週間経過する毎に測定した。すなわち、フィルム接着剤から切り出された所定のサイズを有する8枚の試験片を準備した。それらを70℃のホットプレート上でゴムロールを用いて積層して、厚さ300μmの積層体を用意した。この積層体をφ9mmのパンチで打ち抜いて、試料を作製した。試料を、回転式粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、商品名:ARES-RDA)の測定治具に装着した。この時点で試料にかかる荷重が10~15gとなるように測定治具のギャップを調節した。続いて試料の粘弾性を以下の条件で測定した。
測定条件:
ディスクプレート:アルミ製、円形(8mmφ)
測定周波数:1Hz
昇温速度:5℃/分
ひずみ:5%
測定温度:35~100℃
初期荷重:300g
測定は6週間経過するまでとし、また、ずり粘度が20000Pa・sに到達した時点で測定を終了した。図8に結果を示す。なお、実施例に係るフィルム状接着剤は、測定を実施するまで紫外線未照射の状態で保管し、測定直前のフィルム状接着に対して紫外線を照射した。紫外線は、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で照射した。
実施例1,2,4及び比較例1,2,4に係るフィルム状接着剤について、75℃におけるずり粘度を一週間経過する毎に測定した。すなわち、フィルム接着剤から切り出された所定のサイズを有する8枚の試験片を準備した。それらを70℃のホットプレート上でゴムロールを用いて積層して、厚さ300μmの積層体を用意した。この積層体をφ9mmのパンチで打ち抜いて、試料を作製した。試料を、回転式粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、商品名:ARES-RDA)の測定治具に装着した。この時点で試料にかかる荷重が10~15gとなるように測定治具のギャップを調節した。続いて試料の粘弾性を以下の条件で測定した。
測定条件:
ディスクプレート:アルミ製、円形(8mmφ)
測定周波数:1Hz
昇温速度:5℃/分
ひずみ:5%
測定温度:35~100℃
初期荷重:300g
測定は6週間経過するまでとし、また、ずり粘度が20000Pa・sに到達した時点で測定を終了した。図8に結果を示す。なお、実施例に係るフィルム状接着剤は、測定を実施するまで紫外線未照射の状態で保管し、測定直前のフィルム状接着に対して紫外線を照射した。紫外線は、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で照射した。
1…基材フィルム、3…接着剤層、3c,3p…接着剤片、5,5p…カバーフィルム、10…積層フィルム、12…プリント回路基板、15…フレキシブルプリント回路基板、15a…先端部、20…打抜き加工品、50A,50B…モジュール(接続体)、C…半導体チップ、W1,W2…ワイヤ。
上記組成物は、放射線の照射によって熱硬化性が発現する。このため、調製後、すぐには使用されず、保管された期間を経ても、その期間に硬化反応が進行することが十分に抑制される。このため、ずり粘度の経時的上昇が十分に抑制され、調製後、比較的長期(例えば、四週間以上)にわたって使用可能な状態を維持できる。つまり、十分に長いワークライフを実現可能である。これに加え、上記組成物は85℃以下の低温条件での熱硬化処理を実現するのにも有用である。すなわち、低温硬化性に優れる熱硬化性樹脂は、硬化促進剤と混合された状態で保管されると硬化反応が進行しやすい傾向にある。しかし、上記光開裂性化合物は、使用時に放射線照射されることで機能を発現するものであるため、保管時においては上記熱硬化性樹脂の硬化反応が抑制される。上記組成物によれば、長いワークライフと低温硬化性の両方を十分高度に両立することが可能である。
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物は低温硬化性に優れるということができる。これにより、モジュール50Bを構成する部材として、耐熱性が比較的低いものを採用できるという利点がある。条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、例えば、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂とともに、フェノール樹脂を使用することが考えられる。フェノール樹脂が低温硬化性の向上に寄与する理由は、エポキシ樹脂同士の反応性よりも、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の反応性の方が高く、フェノール樹脂を使用することで反応が進行しやすくなるためである。
次いで、カバーフィルム5pで覆われた状態の接着剤片3pをプリント回路基板12の表面に配置する(図7参照)。例えば、この状態で、接着剤片3pに対して紫外線を照射する。紫外線の照度は、例えば、10~200mW/cm2とすればよい。紫外線の積算光量は、例えば、300~900mJ/cm2とすればよい。その後、プリント回路基板12に対する接着剤片3pの仮圧着を行う。仮圧着は、例えば、温度60~85℃、押圧力0.1~2MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。仮圧着によって、接着剤片3pが半硬化することでプリント回路基板12の表面に対する接着力が向上する。その後、粘着テープ等を使用してカバーフィルム5pを接着剤片3pから剥離する。これにより、接着剤片3pの表面が露出した状態となる。
(実施例2~5及び比較例1~4)
表1及び表2の実施例2~5及び比較例1~4に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
表1及び表2の実施例2~5及び比較例1~4に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
Claims (16)
- 放射線の照射によって開裂し、アミン化合物を発生させる光開裂性化合物と、
前記アミン化合物の存在下、加熱されることによって硬化する熱硬化性樹脂と、
を含む熱硬化性接着剤組成物。 - 前記光開裂性化合物はα-アミノアセトフェノン骨格を有する、請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、75℃における貯蔵弾性率が3MPa以上である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線が照射された後、75℃で3時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる温度範囲50~200℃の発熱量C1,C2を下記式に代入して算出される反応率が50%以上である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
[式中、C1は当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後の樹脂組成物の発熱量を示し、
C2は、当該熱硬化性接着剤組成物に対し、照度が80mW/cm2であり且つ積算光量が600mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後、75℃で3時間にわたって加熱した後の樹脂組成物を測定対象とする発熱量を示す。] - 75℃における溶融粘度が3000~12000Pa・sである、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 温度25℃及び湿度55%の条件下で4週間保存した後において、75℃における溶融粘度が20000Pa・s以下である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 熱可塑性樹脂を更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記熱可塑性樹脂の含有量が15~35質量部である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。 - 前記熱可塑性樹脂は-50℃~20℃の範囲にガラス転移温度を有する、請求項8に記載の熱硬化性接着剤組成物。
- 無機フィラーを更に含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記無機フィラーの含有量が20~35質量部である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。 - 請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物に対して放射線が照射された熱硬化性接着剤組成物であって、前記アミン化合物と、前記熱硬化性樹脂とを含む、熱硬化性接着剤組成物。
- 基材フィルムと、
前記基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。 - (A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されており、
(B)工程よりも前に、前記接着剤層に対して放射線を照射する工程を含む、接続体の製造方法。 - (A)第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
(B)前記積層体を65~85℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
(C)前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記接着剤層が請求項11に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、接続体の製造方法。 - 前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板である、請求項13又は14に記載の接続体の製造方法。
- 第一の回路部材と、
第二の回路部材と、
前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が請求項1又は11に記載の熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている、接続体。
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