JP3807355B2 - 電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子・電気機器部品の圧着接合に用いられ、加熱圧着板の熱を被圧着体に伝達する電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子・電気機器等に多く用いられている半導体チップや半導体のリード部品の接合には、接合部を金属の細線で熱圧着により接合するワイヤボンディング法、キャリヤテープ上に形成した接続用リードの内側に半導体ベアチップを接続するＴＡＢ（テープキャリア）法、フリップチップ法がある。
【０００３】
このうち、自動化、高速化組立が可能なことから、ＴＡＢ法がパソコンやワークステーションの実装に多く用いられている。
【０００４】
液晶ディスプレイ駆動ＬＳＩ用ＴＡＢのアウターリードと液晶パネルの画素電極間の接合には、狭ピッチの接合に対応可能な異方性導電フィルムが用いられている。異方性導電フィルムは、金属めっきした樹脂粒子などの導電性粒子を熱硬化性のエポキシ樹脂等に分散させたもので、圧着されることにより粒子を通じて導通が得られるので、狭ピッチのディスプレイの接続に適している。
【０００５】
そして、フィルムキャリア（電子部品付テープキャリア）と液晶パネルの接合は、例えば、図４に示す方法により行なわれる。すなわち、下板１の上に異方性導電フィルム２を貼り付けた液晶パネル３を載置し、異方性導電フィルム２の上にフィルムキャリア４を載せ、離型用樹脂フィルム５および熱伝導性ゴムシート６を介して、加熱圧着板７を押しつけることにより、加熱圧着板７の熱が熱伝導性ゴムシート６を通してフィルムキャリア４、異方性導電フィルム２に伝わり、異方性導電フィルム２中の導電性粒子を圧着し、異方性導電フィルム２とフィルムキャリア４を接合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す方法では、熱伝導性ゴムシート６と離型用樹脂フィルム５を重ね合わせてセットする必要があるため、熱伝導性ゴムシート６と離型用樹脂フィルム５のそれぞれについて供給用および巻き取り用の装置を必要とし、圧着製造の設備が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、上記離型用樹脂フィルム５は、薄いほど熱伝導性が良好であるが、セット時にシワが生じやすくなるため作業上あまり薄くできないという問題がある。このように離型用樹脂フィルム５を薄くできないことは、熱効率の面からも不利である。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、省スペース化、小型化が図れ、加熱圧着板の熱を、ムラなく、かつ効率的に被圧着体に伝達しうる電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材の提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材は、熱伝導付与剤含有熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化され、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されているという構成をとる。
【００１０】
すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため一連の研究を重ねた結果、本発明の熱伝導性ゴム部材の構成を、充填剤含有熱伝導性ゴムシートの片面（異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接する側の面）に、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなるゴム系離型層であって、その表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲のものを積層一体化した構成とすると、上記積層一体化により、従来のような大がかりな圧着製造の設備が不要となるとともに、離型層を薄く形成しても、セット時のシワが生じるといった不都合もなく、しかも、上記離型層が、充填剤が不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなるために、上記離型層における柔軟性や離型性（剥離性）等の特性が、充填剤による阻害を受けずに発揮されるとともに、その表面粗さ（Ｒｙ）が特定の範囲であるため、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。その結果、被圧着体に対して隙間なく密着させることができ、被圧着体に均等にムラなく熱を伝達し得るようになり、良好な圧着作業がなされるようになることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材（以下、「熱伝導性ゴム部材」と略す）は、専ら電子・電気機器部品圧着接合用に用いられるものであり、熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化されてなるものであり、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されている（図２または図３参照）。
【００１３】
上記熱伝導性ゴムシートは、熱伝導付与剤を含有する熱伝導性ゴムを、従来公知の方法によりシート状に成形したものである。熱伝導性ゴムとは、通常、熱伝導性を付与する充填剤が添加されたゴムをいうが、ゴム自体が熱伝導性を示すものを用いてもよい。そして、熱伝導性ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム等のゴムに、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化ボロン（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、金属粉末等の充填剤（熱伝導付与剤）を適宜の割合で配合したものが用いられる。これらの充填剤は、単独あるいは２種以上併せて用いられる。
【００１４】
上記熱伝導性ゴムシートの厚みは、通常、０．１５〜５ｍｍの範囲に設定される。そして、熱伝導性ゴムシートの熱伝導率は、熱効率の面から、０．４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上に設定されていることが好ましく、特に好ましくは１．００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００１５】
上記熱伝導性ゴムシートの表面は、粗面となるよう形成すると、密着防止剤（打ち粉）無しでもシート間の密着力を低くすることができ、巻きほどきが容易にできるため、使用環境を汚さず、取り扱いの点でも好ましい。その際の上記粗面の表面粗さ（Ｒｙ）は、１０〜３０μｍの範囲に設定されていると好ましく、特に好ましくは１５〜２５μｍの範囲である。ここで、上記表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定されるパラメータであり、粗面を形成する凹凸の山頂線と谷底線との間隔を、粗さ曲線の縦倍率の方向に測定したときの最大高さ（μｍ）を示すものである。なお、上記粗面の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、シートを加硫する場合に用いる加圧成形面に凹凸をつける方法や、シートへのコロナ放電処理、低温プラズマ処理、サンドブラスト処理等の表面処理により行われる。
【００１６】
上記熱伝導性ゴムシートの片面に形成されるゴム系離型層は、その形成材料中に充填剤が含まれていないことが重要である。すなわち、上記充填剤は、その充填剤の効果を発現させるだけの量を配合すると、上記ゴム系離型層における柔軟性や離型性等の特性が阻害されるためである。そして、上記ゴム系離型層の形成材料であるゴム組成物としては、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムを主成分とするものが用いられる。ここで「主成分」とは、組成物の特性に大きな影響を与えるもののことであり、通常は、全体の５０重量％以上を意味し、全体が主成分のみからなる場合も含まれる。
【００１７】
また、上記ゴム系離型層を形成するゴム組成物中に含有される硬化剤は、特に限定されるものではないが、ポリマーの種類、硬化方法により、適宜に選択される。例えば、熱風加硫では、アシル系パーオキサイドが用いられ、それ以外の加硫では、アルキル系パーオキサイドが用いられる。
【００１８】
なお、上記ゴム組成物中には、ゴム系離型層における柔軟性や離型性等の特性を阻害しない範囲であれば、離型剤、染料、顔料、帯電制御剤、安定剤、紫外線吸収剤、補強剤、滑剤、難燃剤、オイル等を必要に応じて適宜に配合してもよい。
【００１９】
そして、本発明の熱伝導性ゴム部材は、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００２０】
すなわち、まず、先に述べたようなゴム系離型層の形成材料を用意し、これを溶剤に溶かし、塗液を調製する。ついで、先に述べた熱伝導性ゴムシートを準備し、このシートの片面に上記塗液を塗布した後、１００〜２００℃にて３０〜６０分程度加熱硬化させることにより、ゴム系離型層を形成する。このようにして、目的とする熱伝導性ゴム部材が得られる（図２参照）。また、上記手法に準じ、図３に示すように、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層を形成してもよい。なお、上記熱伝導性ゴムシートとしては、すでに加硫した状態のものを用いてもよいが、未加硫状態のものを用いてもよい。そして、上記熱伝導性ゴムシートとゴム系離型層とが同系統のものである場合（例えば、両者ともシリコーンゴム系同士である場合）に、上記熱伝導性ゴムシートが未加硫状態であると、両者が共架橋できるため、層間結合力に優れるようになり、好ましい。
【００２１】
このようにして得られた本発明の熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の厚みは、３〜５０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、特に好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。すなわち、ゴム系離型層の厚みが３μｍ未満では離型性の点に劣る傾向がみられ、５０μｍを超えると熱効率の点に劣る傾向がみられるからである。
【００２２】
また、熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）は、４０〜８０°の範囲に設定されていることが好ましく、特に好ましくは５０〜６０°の範囲である。すなわち、ゴム系離型層の硬度が４０°未満では耐久性および離型性能に劣る傾向がみられ、８０°を超えると被圧着体に対して密着しにくくなる傾向がみられるからである。
【００２３】
さらに、熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の反発弾性は、５０％以上に設定されていることが好ましく、特に好ましくは６０％以上である。すなわち、反発弾性が５０％未満であると、所望の耐久性が得られないとともに、圧縮された状態から元の形状に戻るまでの時間がかかるために連続的な圧着作業用途に適さないためである。なお、上記反発弾性は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５に記載される方法によって測定される。
【００２４】
また、上記ゴム系離型層のうち、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層の表面は、表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲の粗面となるよう形成することを要する。これにより、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。上記粗面の表面粗さ（Ｒｙ）は、好ましくは２５〜５０μｍの範囲である。すなわち、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０μｍ未満であると、所望する離型性向上効果が得られず、逆に、上記表面粗さ（Ｒｙ）が６０μｍを超えると、均一な熱伝導性が得難くなるからである。
【００２５】
上記ゴム系離型層表面の粗面化は、この層の形成面である熱伝導性ゴムシート表面が粗面となっている場合であれば、先に述べた製法に従って熱伝導性ゴムシートの粗面に対しゴム系離型層用の塗液を塗布し、上記粗面に沿うようにゴム系離型層を形成することにより行うことができる。この方法以外にも、上記ゴム系離型層表面の粗面化は、例えば、ゴム系離型層形成後に、コロナ放電処理、低温プラズマ処理、サンドブラスト処理等の表面処理を施して行うこともできる。
【００２６】
このようにして得られた本発明の熱伝導性ゴム部材は、専ら、電子・電気機器部品の圧着接合用途に用いられ、ＴＡＢ（テープキャリア）法、フリップチップ法における実装圧着用シートとして用いられる。
【００２７】
本発明の熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートを用いてなされるフィルムキャリアの取付けは、例えばつぎのようにして連続的に行うことができる。すなわち、図１に示すように、下板１の上に、異方性導電フィルム２が貼りつけられた液晶パネル３を載置し、さらに異方性導電フィルム２の上に、フィルムキャリア４を載置する。一方、供給用ロール１１から実装圧着用シート１２を間欠的に繰り出し、この実装圧着用シート１２のゴム系離型層１３が下になるように、フィルムキャリア４と加熱圧着板７との間に位置させた後、加熱圧着板７を上から押しつけることにより、異方性導電フィルム２とフィルムキャリア４とを接合する。つづいて、実装圧着用シート１２を走行させて、巻き取り用ロール１４に巻き取り、実装圧着用シート１２の除去を行う。これら一連の工程を繰り返すことにより、フィルムキャリア４の取付けを連続的に行うことができる。
【００２８】
このように本発明の熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートを用いれば、従来のように、熱伝導性ゴムシートと離型用フィルムのそれぞれについて、供給用および巻き取り用の装置を必要としないため、製造設備の省スペース化、小型化を図ることができる。
【００２９】
なお、上記フィルムキャリアの取付けでは、熱伝導性ゴムシートの片面にゴム系離型層が形成された例を説明したが、これに限定するものではなく、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層が形成された場合であっても、同様に、フィルムキャリアの取付けを行うことができる。この場合は、加熱圧着板にも熱伝導性ゴムシートが直接接触せず、加熱圧着を一層良好に行うことができるという利点を有する。
【００３０】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３１】
【実施例１】
実施例１の熱伝導性ゴム部材は、図２に示すとおり、充填剤を含有してなる熱伝導性ゴムシート２１の片面に、充填剤不含のゴム系離型層（シリコーンゴム塗膜）２２が積層一体化されたものであり、つぎのようにして作製した。
【００３２】
すなわち、まず、シリコーンゴム（ＴＳＥ−２２１−３Ｕ、ＧＥ東芝シリコーン社製）１００重量部（以下「部」と略す）と、酸化アルミニウム（ＡＳ−３０、昭和電工社製）４００部と、硬化剤（ＴＣ−８、ＧＥ東芝シリコーン社製）１部とを加えて、混練し、これをシート状に成形し、片側加圧成形面に凹凸をつけたものにはさみ込み、架橋することにより、厚みが０．５ｍｍで、表面粗さ（Ｒｙ）が２０μｍ、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性ゴムシート２１を作製した。なお、上記表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じて測定された。
【００３３】
つぎに、シリコーンゴム（ＴＳＥ３２１２、ＧＥ東芝シリコーン社製）を、これと同量のトルエンに加え、混合，攪拌することにより塗液を調製し、これを、先に述べた熱伝導性ゴムシート２１の片面（粗面側）に塗布し、その後１００℃×３０分間加熱硬化させることにより、シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２を形成し、目的とする熱伝導性ゴム部材を得た。ここで、上記シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２は、その厚みが１０μｍで、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が５０°で、反発弾性が６０％であった。なお、上記反発弾性は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５により測定された。また、上記シリコーンゴム塗膜２２の表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じて測定したところ、４５μｍであった。
【００３４】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を実装圧着用シートとして、フィルムキャリアの取付けをつぎのようにして連続的に行った。すなわち、まず、下板の上に、異方性導電フィルムが貼りつけられた液晶パネルを載置し、さらに異方性導電フィルムの上にフィルムキャリアを載置した。一方、上記熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートをロール状にして供給用ロールとし、これから実装圧着用シートを間欠的に繰り出し、この実装圧着用シートのゴム系離型層が下になるように、フィルムキャリアと加熱圧着板との間に位置させ、加熱圧着板を上から押しつけることにより、異方性導電フィルムとフィルムキャリアとを接合した。そして、実装圧着用シートを走行させて、巻き取り用ロールに巻き取り、実装圧着用シートの除去を行った。これら一連の工程を繰り返すことにより、フィルムキャリアの取付けを行った（図１参照）。その結果、異方性導電フィルムとフィルムキャリアの接合を良好な作業性で行うことができた。
【００３５】
【実施例２】
実施例２の熱伝導性ゴム部材は、図３に示すとおり、充填剤を含有してなる熱伝導性ゴムシート２１の両面に、充填剤不含のゴム系離型層（シリコーンゴム塗膜）２２，２２′が積層一体化されたものであり、つぎのようにして作製した。すなわち、まず、実施例１と同様にして、シート状に成形し、これを両側加圧成形面に凹凸をつけたものにはさみ込み、架橋することにより、表面粗さ（Ｒｙ）が２０μｍの粗面を両面にもつ熱伝導性ゴムシート２１を作製した。ついで、実施例１と同様にして調製したシリコーンゴム塗膜用塗液を上記熱伝導性ゴムシート２１の両面に塗布し、加熱硬化させることにより、目的とする熱伝導性ゴム部材を得た。なお、各層の厚みは実施例１と同様とした（両面のゴム系離型層２２，２２′は、同じもの）。そして、各層の硬度等の特性およびゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）は、実施例１と同様であった。
【００３６】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を用い、実施例１と同様にして、フィルムキャリアの取付けを行った結果、異方性導電フィルムとフィルムキャリアの接合を、より良好な作業性で行うことができた。
【００３７】
【比較例】
実施例１におけるシリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２の形成材料において、シリコーンゴム１００部に対し、酸化アルミニウム５００部を配合した。そして、そのこと以外は、実施例１と同様（製法や各層の厚みも実施例１と同様）にして、熱伝導性ゴム部材を作製した。このとき、上記シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５°で、反発弾性が４５％であった。
【００３８】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を用い、実施例１と同様にして、フィルムキャリアの取付けを行ったところ、離型性（剥離性）が実施例と比べ劣っているとともに、フィルムキャリアに対して隙間なく密着させることができなかったため、実施例と比べると、圧着作業性に劣っていた。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材は、熱伝導付与剤含有熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化され、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されたものである。そのため、低硬度でへたりが少なく、かつ離型性に優れたシリコーンゴム系離型層が、被圧着体に直接接触し、熱伝導性ゴムシートが被圧着体に直接接触しないようにできるので、被圧着体に対する加熱圧着を良好に行うことができる。また、ゴム系離型層と熱伝導性ゴムシートとの積層一体化により、ゴム系離型層を薄くすることができるため、熱効率の面からも有利である。しかも、上記離型層が、充填剤不含のゴム材からなるものであり、上記離型層における柔軟性や離型性等の特性が、充填剤による阻害を受けずに発揮されるため、被圧着体に対して隙間なく密着させることができ、被圧着体に均等にムラなく熱を伝達し得るようになり、良好な圧着作業を行うことができる。そして、その表面粗さ（Ｒｙ）が特定の範囲であるため、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。なお、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層を積層一体化した場合には、上記効果に加え、加熱圧着板にも熱伝導性ゴムシートが直接接触しないため、被圧着体に対する加熱圧着を一層良好に行うことができる。
【００４０】
そして、本発明の熱伝導性ゴム部材を実装圧着用シートとし、これをフィルムキャリアの取付けに用いた場合には、熱圧着操作に際し、熱伝導性ゴムシートと離型用耐熱フィルムの２枚を必要とせず、１枚で済ますことができるため、製造設備の省スペース化、小型化を実現できる。
【００４１】
また、上記熱伝導性ゴムシートの熱伝導率を特定の範囲に設定すると、熱効率に優れるようになり、好適に圧着作業を行うことができるようになる。
【００４２】
さらに、上記ゴム系離型層の厚みを特定の範囲に設定すると、熱効率が劣ることなく、離型性に優れるようになるため、好適に圧着作業を行うことができるようになる。そして、上記ゴム系離型層の硬度や反発弾性を特定の範囲に設定すると、所望の耐久性等が得られるようになり、好適に圧着作業を行うことができるようになる。
【００４３】
また、上記熱伝導性ゴムシートの表面粗さ（Ｒｙ）を特定の範囲に設定すると、密着防止剤（打ち粉）無しでもシート間の密着力を低くすることができ、巻きほどきが容易にできるため、使用環境を汚さず、取り扱いの点でも優れるようになる。
【００４４】
そして、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）を２５〜５０μｍの範囲に設定すると、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性が一層優れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のフィルムキャリアの取付け方法の一例を説明するための模式的な説明図である。
【図２】 本発明の熱伝導性ゴム部材の一実施例を模式的に示す断面図である。
【図３】 本発明の熱伝導性ゴム部材の他の実施例を模式的に示す断面図である。
【図４】 従来のフィルムキャリアの取付け方法を説明するための模式的な説明図である。
【符号の簡単な説明】
２１ 熱伝導性ゴムシート
２２ ゴム系離型層
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子・電気機器部品の圧着接合に用いられ、加熱圧着板の熱を被圧着体に伝達する電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子・電気機器等に多く用いられている半導体チップや半導体のリード部品の接合には、接合部を金属の細線で熱圧着により接合するワイヤボンディング法、キャリヤテープ上に形成した接続用リードの内側に半導体ベアチップを接続するＴＡＢ（テープキャリア）法、フリップチップ法がある。
【０００３】
このうち、自動化、高速化組立が可能なことから、ＴＡＢ法がパソコンやワークステーションの実装に多く用いられている。
【０００４】
液晶ディスプレイ駆動ＬＳＩ用ＴＡＢのアウターリードと液晶パネルの画素電極間の接合には、狭ピッチの接合に対応可能な異方性導電フィルムが用いられている。異方性導電フィルムは、金属めっきした樹脂粒子などの導電性粒子を熱硬化性のエポキシ樹脂等に分散させたもので、圧着されることにより粒子を通じて導通が得られるので、狭ピッチのディスプレイの接続に適している。
【０００５】
そして、フィルムキャリア（電子部品付テープキャリア）と液晶パネルの接合は、例えば、図４に示す方法により行なわれる。すなわち、下板１の上に異方性導電フィルム２を貼り付けた液晶パネル３を載置し、異方性導電フィルム２の上にフィルムキャリア４を載せ、離型用樹脂フィルム５および熱伝導性ゴムシート６を介して、加熱圧着板７を押しつけることにより、加熱圧着板７の熱が熱伝導性ゴムシート６を通してフィルムキャリア４、異方性導電フィルム２に伝わり、異方性導電フィルム２中の導電性粒子を圧着し、異方性導電フィルム２とフィルムキャリア４を接合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す方法では、熱伝導性ゴムシート６と離型用樹脂フィルム５を重ね合わせてセットする必要があるため、熱伝導性ゴムシート６と離型用樹脂フィルム５のそれぞれについて供給用および巻き取り用の装置を必要とし、圧着製造の設備が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、上記離型用樹脂フィルム５は、薄いほど熱伝導性が良好であるが、セット時にシワが生じやすくなるため作業上あまり薄くできないという問題がある。このように離型用樹脂フィルム５を薄くできないことは、熱効率の面からも不利である。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、省スペース化、小型化が図れ、加熱圧着板の熱を、ムラなく、かつ効率的に被圧着体に伝達しうる電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材の提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材は、熱伝導付与剤含有熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化され、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されているという構成をとる。
【００１０】
すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため一連の研究を重ねた結果、本発明の熱伝導性ゴム部材の構成を、充填剤含有熱伝導性ゴムシートの片面（異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接する側の面）に、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなるゴム系離型層であって、その表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲のものを積層一体化した構成とすると、上記積層一体化により、従来のような大がかりな圧着製造の設備が不要となるとともに、離型層を薄く形成しても、セット時のシワが生じるといった不都合もなく、しかも、上記離型層が、充填剤が不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなるために、上記離型層における柔軟性や離型性（剥離性）等の特性が、充填剤による阻害を受けずに発揮されるとともに、その表面粗さ（Ｒｙ）が特定の範囲であるため、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。その結果、被圧着体に対して隙間なく密着させることができ、被圧着体に均等にムラなく熱を伝達し得るようになり、良好な圧着作業がなされるようになることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材（以下、「熱伝導性ゴム部材」と略す）は、専ら電子・電気機器部品圧着接合用に用いられるものであり、熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化されてなるものであり、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されている（図２または図３参照）。
【００１３】
上記熱伝導性ゴムシートは、熱伝導付与剤を含有する熱伝導性ゴムを、従来公知の方法によりシート状に成形したものである。熱伝導性ゴムとは、通常、熱伝導性を付与する充填剤が添加されたゴムをいうが、ゴム自体が熱伝導性を示すものを用いてもよい。そして、熱伝導性ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム等のゴムに、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化ボロン（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、金属粉末等の充填剤（熱伝導付与剤）を適宜の割合で配合したものが用いられる。これらの充填剤は、単独あるいは２種以上併せて用いられる。
【００１４】
上記熱伝導性ゴムシートの厚みは、通常、０．１５〜５ｍｍの範囲に設定される。そして、熱伝導性ゴムシートの熱伝導率は、熱効率の面から、０．４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上に設定されていることが好ましく、特に好ましくは１．００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００１５】
上記熱伝導性ゴムシートの表面は、粗面となるよう形成すると、密着防止剤（打ち粉）無しでもシート間の密着力を低くすることができ、巻きほどきが容易にできるため、使用環境を汚さず、取り扱いの点でも好ましい。その際の上記粗面の表面粗さ（Ｒｙ）は、１０〜３０μｍの範囲に設定されていると好ましく、特に好ましくは１５〜２５μｍの範囲である。ここで、上記表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定されるパラメータであり、粗面を形成する凹凸の山頂線と谷底線との間隔を、粗さ曲線の縦倍率の方向に測定したときの最大高さ（μｍ）を示すものである。なお、上記粗面の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、シートを加硫する場合に用いる加圧成形面に凹凸をつける方法や、シートへのコロナ放電処理、低温プラズマ処理、サンドブラスト処理等の表面処理により行われる。
【００１６】
上記熱伝導性ゴムシートの片面に形成されるゴム系離型層は、その形成材料中に充填剤が含まれていないことが重要である。すなわち、上記充填剤は、その充填剤の効果を発現させるだけの量を配合すると、上記ゴム系離型層における柔軟性や離型性等の特性が阻害されるためである。そして、上記ゴム系離型層の形成材料であるゴム組成物としては、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムを主成分とするものが用いられる。ここで「主成分」とは、組成物の特性に大きな影響を与えるもののことであり、通常は、全体の５０重量％以上を意味し、全体が主成分のみからなる場合も含まれる。
【００１７】
また、上記ゴム系離型層を形成するゴム組成物中に含有される硬化剤は、特に限定されるものではないが、ポリマーの種類、硬化方法により、適宜に選択される。例えば、熱風加硫では、アシル系パーオキサイドが用いられ、それ以外の加硫では、アルキル系パーオキサイドが用いられる。
【００１８】
なお、上記ゴム組成物中には、ゴム系離型層における柔軟性や離型性等の特性を阻害しない範囲であれば、離型剤、染料、顔料、帯電制御剤、安定剤、紫外線吸収剤、補強剤、滑剤、難燃剤、オイル等を必要に応じて適宜に配合してもよい。
【００１９】
そして、本発明の熱伝導性ゴム部材は、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００２０】
すなわち、まず、先に述べたようなゴム系離型層の形成材料を用意し、これを溶剤に溶かし、塗液を調製する。ついで、先に述べた熱伝導性ゴムシートを準備し、このシートの片面に上記塗液を塗布した後、１００〜２００℃にて３０〜６０分程度加熱硬化させることにより、ゴム系離型層を形成する。このようにして、目的とする熱伝導性ゴム部材が得られる（図２参照）。また、上記手法に準じ、図３に示すように、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層を形成してもよい。なお、上記熱伝導性ゴムシートとしては、すでに加硫した状態のものを用いてもよいが、未加硫状態のものを用いてもよい。そして、上記熱伝導性ゴムシートとゴム系離型層とが同系統のものである場合（例えば、両者ともシリコーンゴム系同士である場合）に、上記熱伝導性ゴムシートが未加硫状態であると、両者が共架橋できるため、層間結合力に優れるようになり、好ましい。
【００２１】
このようにして得られた本発明の熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の厚みは、３〜５０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、特に好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。すなわち、ゴム系離型層の厚みが３μｍ未満では離型性の点に劣る傾向がみられ、５０μｍを超えると熱効率の点に劣る傾向がみられるからである。
【００２２】
また、熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）は、４０〜８０°の範囲に設定されていることが好ましく、特に好ましくは５０〜６０°の範囲である。すなわち、ゴム系離型層の硬度が４０°未満では耐久性および離型性能に劣る傾向がみられ、８０°を超えると被圧着体に対して密着しにくくなる傾向がみられるからである。
【００２３】
さらに、熱伝導性ゴム部材におけるゴム系離型層の反発弾性は、５０％以上に設定されていることが好ましく、特に好ましくは６０％以上である。すなわち、反発弾性が５０％未満であると、所望の耐久性が得られないとともに、圧縮された状態から元の形状に戻るまでの時間がかかるために連続的な圧着作業用途に適さないためである。なお、上記反発弾性は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５に記載される方法によって測定される。
【００２４】
また、上記ゴム系離型層のうち、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層の表面は、表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲の粗面となるよう形成することを要する。これにより、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。上記粗面の表面粗さ（Ｒｙ）は、好ましくは２５〜５０μｍの範囲である。すなわち、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０μｍ未満であると、所望する離型性向上効果が得られず、逆に、上記表面粗さ（Ｒｙ）が６０μｍを超えると、均一な熱伝導性が得難くなるからである。
【００２５】
上記ゴム系離型層表面の粗面化は、この層の形成面である熱伝導性ゴムシート表面が粗面となっている場合であれば、先に述べた製法に従って熱伝導性ゴムシートの粗面に対しゴム系離型層用の塗液を塗布し、上記粗面に沿うようにゴム系離型層を形成することにより行うことができる。この方法以外にも、上記ゴム系離型層表面の粗面化は、例えば、ゴム系離型層形成後に、コロナ放電処理、低温プラズマ処理、サンドブラスト処理等の表面処理を施して行うこともできる。
【００２６】
このようにして得られた本発明の熱伝導性ゴム部材は、専ら、電子・電気機器部品の圧着接合用途に用いられ、ＴＡＢ（テープキャリア）法、フリップチップ法における実装圧着用シートとして用いられる。
【００２７】
本発明の熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートを用いてなされるフィルムキャリアの取付けは、例えばつぎのようにして連続的に行うことができる。すなわち、図１に示すように、下板１の上に、異方性導電フィルム２が貼りつけられた液晶パネル３を載置し、さらに異方性導電フィルム２の上に、フィルムキャリア４を載置する。一方、供給用ロール１１から実装圧着用シート１２を間欠的に繰り出し、この実装圧着用シート１２のゴム系離型層１３が下になるように、フィルムキャリア４と加熱圧着板７との間に位置させた後、加熱圧着板７を上から押しつけることにより、異方性導電フィルム２とフィルムキャリア４とを接合する。つづいて、実装圧着用シート１２を走行させて、巻き取り用ロール１４に巻き取り、実装圧着用シート１２の除去を行う。これら一連の工程を繰り返すことにより、フィルムキャリア４の取付けを連続的に行うことができる。
【００２８】
このように本発明の熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートを用いれば、従来のように、熱伝導性ゴムシートと離型用フィルムのそれぞれについて、供給用および巻き取り用の装置を必要としないため、製造設備の省スペース化、小型化を図ることができる。
【００２９】
なお、上記フィルムキャリアの取付けでは、熱伝導性ゴムシートの片面にゴム系離型層が形成された例を説明したが、これに限定するものではなく、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層が形成された場合であっても、同様に、フィルムキャリアの取付けを行うことができる。この場合は、加熱圧着板にも熱伝導性ゴムシートが直接接触せず、加熱圧着を一層良好に行うことができるという利点を有する。
【００３０】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３１】
【実施例１】
実施例１の熱伝導性ゴム部材は、図２に示すとおり、充填剤を含有してなる熱伝導性ゴムシート２１の片面に、充填剤不含のゴム系離型層（シリコーンゴム塗膜）２２が積層一体化されたものであり、つぎのようにして作製した。
【００３２】
すなわち、まず、シリコーンゴム（ＴＳＥ−２２１−３Ｕ、ＧＥ東芝シリコーン社製）１００重量部（以下「部」と略す）と、酸化アルミニウム（ＡＳ−３０、昭和電工社製）４００部と、硬化剤（ＴＣ−８、ＧＥ東芝シリコーン社製）１部とを加えて、混練し、これをシート状に成形し、片側加圧成形面に凹凸をつけたものにはさみ込み、架橋することにより、厚みが０．５ｍｍで、表面粗さ（Ｒｙ）が２０μｍ、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性ゴムシート２１を作製した。なお、上記表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じて測定された。
【００３３】
つぎに、シリコーンゴム（ＴＳＥ３２１２、ＧＥ東芝シリコーン社製）を、これと同量のトルエンに加え、混合，攪拌することにより塗液を調製し、これを、先に述べた熱伝導性ゴムシート２１の片面（粗面側）に塗布し、その後１００℃×３０分間加熱硬化させることにより、シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２を形成し、目的とする熱伝導性ゴム部材を得た。ここで、上記シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２は、その厚みが１０μｍで、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が５０°で、反発弾性が６０％であった。なお、上記反発弾性は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５により測定された。また、上記シリコーンゴム塗膜２２の表面粗さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じて測定したところ、４５μｍであった。
【００３４】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を実装圧着用シートとして、フィルムキャリアの取付けをつぎのようにして連続的に行った。すなわち、まず、下板の上に、異方性導電フィルムが貼りつけられた液晶パネルを載置し、さらに異方性導電フィルムの上にフィルムキャリアを載置した。一方、上記熱伝導性ゴム部材からなる実装圧着用シートをロール状にして供給用ロールとし、これから実装圧着用シートを間欠的に繰り出し、この実装圧着用シートのゴム系離型層が下になるように、フィルムキャリアと加熱圧着板との間に位置させ、加熱圧着板を上から押しつけることにより、異方性導電フィルムとフィルムキャリアとを接合した。そして、実装圧着用シートを走行させて、巻き取り用ロールに巻き取り、実装圧着用シートの除去を行った。これら一連の工程を繰り返すことにより、フィルムキャリアの取付けを行った（図１参照）。その結果、異方性導電フィルムとフィルムキャリアの接合を良好な作業性で行うことができた。
【００３５】
【実施例２】
実施例２の熱伝導性ゴム部材は、図３に示すとおり、充填剤を含有してなる熱伝導性ゴムシート２１の両面に、充填剤不含のゴム系離型層（シリコーンゴム塗膜）２２，２２′が積層一体化されたものであり、つぎのようにして作製した。すなわち、まず、実施例１と同様にして、シート状に成形し、これを両側加圧成形面に凹凸をつけたものにはさみ込み、架橋することにより、表面粗さ（Ｒｙ）が２０μｍの粗面を両面にもつ熱伝導性ゴムシート２１を作製した。ついで、実施例１と同様にして調製したシリコーンゴム塗膜用塗液を上記熱伝導性ゴムシート２１の両面に塗布し、加熱硬化させることにより、目的とする熱伝導性ゴム部材を得た。なお、各層の厚みは実施例１と同様とした（両面のゴム系離型層２２，２２′は、同じもの）。そして、各層の硬度等の特性およびゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）は、実施例１と同様であった。
【００３６】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を用い、実施例１と同様にして、フィルムキャリアの取付けを行った結果、異方性導電フィルムとフィルムキャリアの接合を、より良好な作業性で行うことができた。
【００３７】
【比較例】
実施例１におけるシリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２の形成材料において、シリコーンゴム１００部に対し、酸化アルミニウム５００部を配合した。そして、そのこと以外は、実施例１と同様（製法や各層の厚みも実施例１と同様）にして、熱伝導性ゴム部材を作製した。このとき、上記シリコーンゴム塗膜（ゴム系離型層）２２の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５°で、反発弾性が４５％であった。
【００３８】
このようにして得られた熱伝導性ゴム部材を用い、実施例１と同様にして、フィルムキャリアの取付けを行ったところ、離型性（剥離性）が実施例と比べ劣っているとともに、フィルムキャリアに対して隙間なく密着させることができなかったため、実施例と比べると、圧着作業性に劣っていた。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材は、熱伝導付与剤含有熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化され、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されたものである。そのため、低硬度でへたりが少なく、かつ離型性に優れたシリコーンゴム系離型層が、被圧着体に直接接触し、熱伝導性ゴムシートが被圧着体に直接接触しないようにできるので、被圧着体に対する加熱圧着を良好に行うことができる。また、ゴム系離型層と熱伝導性ゴムシートとの積層一体化により、ゴム系離型層を薄くすることができるため、熱効率の面からも有利である。しかも、上記離型層が、充填剤不含のゴム材からなるものであり、上記離型層における柔軟性や離型性等の特性が、充填剤による阻害を受けずに発揮されるため、被圧着体に対して隙間なく密着させることができ、被圧着体に均等にムラなく熱を伝達し得るようになり、良好な圧着作業を行うことができる。そして、その表面粗さ（Ｒｙ）が特定の範囲であるため、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性および熱伝導性に適したものとなる。なお、熱伝導性ゴムシートの両面にゴム系離型層を積層一体化した場合には、上記効果に加え、加熱圧着板にも熱伝導性ゴムシートが直接接触しないため、被圧着体に対する加熱圧着を一層良好に行うことができる。
【００４０】
そして、本発明の熱伝導性ゴム部材を実装圧着用シートとし、これをフィルムキャリアの取付けに用いた場合には、熱圧着操作に際し、熱伝導性ゴムシートと離型用耐熱フィルムの２枚を必要とせず、１枚で済ますことができるため、製造設備の省スペース化、小型化を実現できる。
【００４１】
また、上記熱伝導性ゴムシートの熱伝導率を特定の範囲に設定すると、熱効率に優れるようになり、好適に圧着作業を行うことができるようになる。
【００４２】
さらに、上記ゴム系離型層の厚みを特定の範囲に設定すると、熱効率が劣ることなく、離型性に優れるようになるため、好適に圧着作業を行うことができるようになる。そして、上記ゴム系離型層の硬度や反発弾性を特定の範囲に設定すると、所望の耐久性等が得られるようになり、好適に圧着作業を行うことができるようになる。
【００４３】
また、上記熱伝導性ゴムシートの表面粗さ（Ｒｙ）を特定の範囲に設定すると、密着防止剤（打ち粉）無しでもシート間の密着力を低くすることができ、巻きほどきが容易にできるため、使用環境を汚さず、取り扱いの点でも優れるようになる。
【００４４】
そして、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）を２５〜５０μｍの範囲に設定すると、半導体チップ等の実装圧着に使用する際の離型性が一層優れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のフィルムキャリアの取付け方法の一例を説明するための模式的な説明図である。
【図２】 本発明の熱伝導性ゴム部材の一実施例を模式的に示す断面図である。
【図３】 本発明の熱伝導性ゴム部材の他の実施例を模式的に示す断面図である。
【図４】 従来のフィルムキャリアの取付け方法を説明するための模式的な説明図である。
【符号の簡単な説明】
２１ 熱伝導性ゴムシート
２２ ゴム系離型層
Claims (7)
- 熱伝導付与剤含有熱伝導性ゴムシートの片面に、異方性導電フィルムおよびこれに所定間隔で載置された複数のフィルムキャリアと接するゴム系離型層が積層一体化され、このゴム系離型層が、充填剤不含の、シリコーンゴムを主成分とするゴム組成物からなり、上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜６０μｍの範囲に設定されていることを特徴とする電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記熱伝導性ゴムシートの熱伝導率が０．４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上に設定されている請求項１記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記ゴム系離型層の厚みが３〜５０μｍの範囲に設定されている請求項１または２記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記ゴム系離型層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が４０〜８０°の範囲に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記ゴム系離型層の反発弾性が５０％以上に設定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記熱伝導性ゴムシートの表面粗さ（Ｒｙ）が１０〜３０μｍの範囲に設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
- 上記ゴム系離型層の表面粗さ（Ｒｙ）が２５〜５０μｍの範囲に設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子・電気機器部品圧着接合用熱伝導性ゴム部材。
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