JP4507419B2 - 通気性接着シートの製造方法および通気性接着シート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質基材をコア材とし、その両面に接着剤層を形成した通気性接着シートの製造方法および当該製造方法により得られる通気性接着シートに関する。通気性接着シートは、特にＩＣ等の電子部品の接着に有利に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質基材をコア材とし、その両面に接着剤層を形成した通気性接着シートは古くから知られている。例えば、日本粘着テープ工業会、１９９５年１０月１２日発行の「粘着ハンドブック第二版」の７２頁にはレーヨン、アラミド、ポリエステル、ガラスなどの不織布類による多孔質基材をコア材としたものが紹介されている。また、接着剤自体の強度向上の為、アラミド樹脂、ガラスクロス等の多孔質基材にエポキシ樹脂もしくはポリエステル樹脂等を含浸させた通気性接着シートも古くから検討されている。
【０００３】
近年では、このような多孔質基材をコア材とした通気性接着シートを半導体装置内で使用されるＩＣチップ接着用シートとして用いることが提案されている。これらの通気性接着シートは、多孔質基材をコア材とするため、温度サイクル試験時におけるチップと基板の線膨張係数の相違によるソリ等を緩和する効果がある。また通気性接着シートは、半導体装置実装時のリフロー処理時には、吸湿した水分の気化蒸発により発生する蒸気圧を多孔質基材の通気性により低減する効果があり、リフロー処理時に問題とされていたボイド、剥離の発生を抑制することができる。すなわち、通気性接着シートをＩＣチップ接着用シートとして用いることにより信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０００４】
このような、温度サイクル性に優れ、リフロー信頼性に優れた多孔質基材を使用した通気性接着シートは、例えば、特開平１０−２２３２５号公報、特開２０００−１０６３７２号公報に述べられている。前記公報に記載されている通気性接着シートは、詳しくは、多孔質基材としてフッ素樹脂または耐熱性樹脂を使用し、接着剤層にエポキシ樹脂、エポキシ／ゴム混合物を使用したものである。当該通気性接着シートは、その実施例からも明らかなように、多孔質基材を接着剤ワニスにディップする方法、多孔質基材上に接着剤ワニスを塗布し乾燥する方法、それぞれ別途作成した多孔質基材と接着層を熱ラミネートにより貼り合わせる方法により製造されている。
【０００５】
また、近年の半導体装置の軽薄短小という動きの中で前記ＩＣチップ接着用シート（通気性接着シート）にも薄膜化の要求がある。接着剤層と多孔質基材の積層構造体である通気性接着シートの薄膜化を達成するためには、接着剤層とコア材となる多孔質基材の双方の薄膜化が必要となってくる。
【０００６】
しかし、接着剤層の薄膜化は、被着体に対する接着性能を確保するために限界がある。たとえば、ＩＣチップと基板との接着の場合には、その配線段差吸収のために２０μｍ以上の接着層が必要となってくる。
【０００７】
一方、多孔質基材の薄膜化については、前記製造方法にて通気性接着シートを製造する場合に、多孔質基材に、接着剤ワニスを塗布する際または接着剤層を熱ラミネートする際に掛かってくるテンションに耐えうる、ある一定以上の強度が必要となってくるため、多孔質基材の薄膜化は約５０μｍが下限であった。前記製造方法にて通気性接着シートを製造する場合に、多孔質基材の厚みがこれ以下であると、接着剤層形成時のテンションにより、多孔質基材の伸びによる積層構造体のカール発生や、多孔質基材の切れ等の不具合が発生し良好な積層構造体を得ることが難しい。このように、従来の通気性接着シートの製造方法では、コア材となる多孔質基材に一定以上の強度が必要なため、当該多孔質基材の気孔率を大きくしたり、薄膜化することが困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、コア材となる多孔質基材の厚さを５０μｍ以下の薄膜とした場合にも、不具合を生じることなく、当該多孔質基材の両面に接着剤層を形成した通気性接着シートを製造する方法を提供することを目的とする。さらには当該製造方法により製造された通気性接着シートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、以下に示す通気性接着シートの製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シートの製造方法であって、工程フィルム上に設けられた前記コア基材となる多孔質基材上に接着剤層１を形成する工程、次いで工程フィルムを多孔質基材より剥離した後に、多孔質基材のもう一方の面に接着剤層２を形成する工程を有することを特徴とする通気性接着シートの製造方法、に関する。
【００１１】
上記製造方法によれば、工程フィルム上に設けられた多孔質基材上に接着剤層を形成するため、多孔質基材の強度が小さい場合にも工程フィルムによって多孔質基材の強度が補強され、多孔質基材を薄膜化した場合にも、カール、シワ、気泡混入等の外観異常の不具合がない積層構造体の通気性接着シートを作成することができる。
【００１２】
前記通気性接着シートの製造方法において、工程フィルムと多孔質基材との剥離力が、０．０２〜１Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００１３】
多孔質基材と工程フィルムの密着性が低くなると、接着剤層１を形成する際にシワ、気泡混入等の外観異常を起こしやすくなる傾向があるため、前記剥離力を０．０２Ｎ／５０ｍｍ以上とするのが好ましい。一方、密着性が高くなると、工程フィルム剥離時に接着剤層１の伸び、ウキ等が発生しやすくなり、最悪、多孔質基材のチギレ、ヤブレ等を引き起こすおそれがあるため前記剥離力を１Ｎ／５０ｍｍ以下とするのが好ましい。多孔質基材と工程フィルムの離型力は、さらに０．１〜０．５Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
前記通気性接着シートの製造方法において、接着剤層１及び接着剤層２の弾性率が、１５０〜２５０℃の温度領域で１×１０4 Ｐａ以上であることが好ましい。
【００１５】
接着剤層の弾性率を１×１０4 Ｐａ以上とすることにより、通気性接着シートを被着体に貼り付ける際の熱プレス時やハンダリフロー時の熱履歴によっても、多孔質基材中への接着剤層の含浸が抑止されて、多孔質基材の空隙を保持することでき、通気性接着シートの通気性を良好に保持することができる。接着剤層の弾性率は２×１０4 Ｐａ以上が好ましい。特に、５×１０4 〜１×１０9 Ｐａであるのが好ましい。
【００１６】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材は、たとえば、ポリマーを非プロトン性極性溶剤に溶解した溶液から相転換法にて製造されたものを用いることができる。
【００１７】
また、前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種のポリマーからなり、相転換法にて製造されたものを用いることができる。
【００１８】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の厚みが、１〜５０μｍであることが好ましい態様である。本発明の通気性接着シートの製造方法によれば、多孔質基材の厚みが５０μｍ以下の薄膜の場合にも不具合なく通気性接着シートを製造できる。
【００１９】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の構造が、連続気泡多孔構造であることが好ましい一態様である。また前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の構造が、スポンジ構造であることが好ましい一態様である。
【００２０】
多孔質基材の孔の形状は特に限定されるものでないが、発生した蒸気圧をスムーズに系外へ放出するためには面方向への通気性能が必要であり、連続気泡構造が好ましい。また被着体へ接着する際のプレスを考慮すると強度が必要なためスポンジ構造のものが好適である。
【００２１】
さらには、本発明は、前記製造方法により製造された、多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シート、に関する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の通気性接着シートの製造方法を、図１を参照しながら説明する。図１（１）は、工程フィルムＢ上に設けられた多孔質基材Ａの断面図である。
【００２３】
工程フィルムＢは、多孔質基材Ａを担架するために用いられるものであり、たとえば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックフィルムが用いられる。これらのなかでも取り扱い性、価格等の点でポリエステルフィルムが好ましい。また、工程フィルムＢとして用いるプラスチックフィルムは、多孔質基材Ａとの離型性を考慮に入れるとシリコーン等で離型処理したものが好適に用いられる。工程フィルムＢの厚さは特に制限されないが２５〜７５μｍ程度が好ましい。前述の通り、多孔質基材Ａと工程フィルムＢの離型性はそれらの剥離力が０．０２〜１Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００２４】
多孔質基材Ａを形成する材料としては、各種のポリマーを使用できるが、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエ−テルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンまたはこれらにスルホン酸基、カルボキシル基、４級アミノ基などを導入した誘導体が好ましく用いられる。これらポリマーは単独でまたは混合して用いるられる。これらポリマーのなかでも、ハンダリフロー等のより高耐熱が必要とされる用途においては、ポリイミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂が好適に用いられる。
【００２５】
多孔質基材Ａを工程フィルムＢ上に形成する方法は、特に制限されず、相転換法、延伸法、溶融法、焼結法等の各種の方法を採用できるが、これらのなかでも、ポリマー溶液（ドープ）を一定厚みで工程フィルムＢ上に流延塗布した後に、水やメタノールなどのポリマーの非溶解性液（凝固溶剤）中に浸漬して凝固させたり、水蒸気等雰囲気下に放置して凝固した後、水中に浸漬する相転換法を好ましく採用することができる。得られた多孔質基材は凝固溶剤から取り出して乾燥させる。
【００２６】
ポリマーを溶解する溶剤としては、ポリマーを溶解し、凝固溶剤に溶解するものであれば特に制限はないが、ポリマーの溶解性、凝固溶剤との溶剤置換スピードの点から非プロトン性極性溶剤を好適に使用できる。非プロトン性極性溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を例示することができる。非プロトン性極性溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。また非プロトン性極性溶剤には、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチリングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，2 −ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタン等の溶剤を混合して、溶剤置換の速度を調整してもよい。
【００２７】
前記ドープは、好ましくは−２０〜８０℃の温度範囲で塗布される。また、凝固溶剤としては用いる樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を有するものであれば限定されないが、たとえば水やメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類及びこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用いられる。浸漬時の凝固溶剤の温度は特に限定されないが、好ましくは０〜８０℃の温度である。
【００２８】
ドープのポリマー濃度は５〜２５重量％の範囲が好ましく、７〜２０重量％がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると多孔質膜が形成できないからである。ドープには、孔径形状や孔径コントロールのために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は溶液中に１〜１０重量％まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると溶剤と凝固溶剤との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造（指状にボイドを有する構造）を形成できる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質基材を得ることができる。
【００２９】
多孔質基材Ａの孔径、気孔率は特に制限されないが、通気性と強度のバランスから平均孔径０．１μｍ以上が好ましい。より好ましくは０．２〜４μｍである。また気孔率については２０〜９５％が好ましい。より好ましくは３０〜８０％である。
【００３０】
工程フィルムＢ上に設けられた多孔質基材Ａの厚さは１〜２００μｍが好ましく、特に薄膜化が要求される場合は１〜５０μｍ、さらに薄膜化が必要な場合は１〜２０μｍが好適である。１μｍより薄い場合は、通気性能が十分でなく、発生した蒸気圧をスムーズに系外へ放出することが困難となり、ウキ、剥離等の異常を発生しやすくなる。
【００３１】
上記図１（１）の多孔質基材Ａには、図１（２）に示すように接着剤層１を形成する。次いで、図１（３）に示すように工程フィルムＢを剥離した後に、図１（４）に示すように多孔質基材Ａのもう一方の面に接着剤層２を設ける。
【００３２】
前記接着剤層１及び接着剤層２を形成する接着剤としては、エポキシ樹脂、エポキシ／ゴム混合物、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂（エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体等）、ジエン系ブロック共重合体（ＳＢＳ、ＮＢＲ、ＳＥＢＳ等）、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性接着剤または熱可塑性接着剤を用途に合わせて適宜に選択することができる。接着剤には、接着シートの諸特性を劣化させない範囲で前記接着剤の硬化剤、無機充填剤、有機充填剤、顔料、老化防止剤、シランカップリング剤、粘着付与剤などの公知の各種の添加剤を、必要により添加することができる。
【００３３】
接着剤層１及び接着剤層２を多孔質基材Ａ上に設ける方法は、特に限定されず、別途キャリアフィルム上に作成した接着剤層１または接着剤層２を多孔質基材Ａ上に熱ラミネーター等により貼り合わせる転写方式や多孔質基材Ａ上に直接塗布し形成する直写方式を採用できる。多孔質基材Ａの通気性を保持させるには、直写方式が多孔質基材Ａと接着剤層１、２との密着性が良好で好ましい。直写方式としては、溶剤に溶解したワニスを塗布乾燥する溶液法、ホットメルト塗工法、無溶剤でモノマー成分またはモノマーの部分重合物を塗布した後に電子線等により重合させる電子線重合法等の従来公知の方法があげられる。
【００３４】
このようにしてコア材となる多孔質基材Ａの両面に形成された接着剤層１および接着剤層２の弾性率は前述の通り、１５０〜２５０℃の温度領域で１×１０4 Ｐａ以上であることが好ましい。また接着剤層１及び接着剤層２の厚さはそれぞれ５〜１００μｍが好ましく、特に２０〜５０μｍが好ましい。
【００３５】
また、このようにして製造される通気性接着シートのトータルの厚みは、２０〜３００μｍが好ましく、さらには５０〜１００μｍが好ましい。通気性接着シートのトータルの厚みの好ましい下限値２０μｍは接着性能と通気性能を実質的に両立させうることを、上限値３００μｍは接合物が厚くなるとことを考慮したものである。
【００３６】
なお、接着剤層１を形成した後には接着剤層１にキャリアフィルムを設けた状態で、接着剤層２を形成するのが好ましい。接着剤層１の形成に転写方式を採用した場合には転写方式に用いたキャリアフィルムをそのまま使用でき、接着剤層１の形成に直写方式を採用した場合には別途キャリアフィルムを設ける。キャリアフィルムとしては、たとえば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックフィルムが用いられる。これらのなかでも取り扱い性、価格等の点でポリエステルフィルムが好ましい。また、キャリアフィルムはシリコーン等で離型処理したものが好適に用いられる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の通気性接着シートの製造方法では、工程フィルム上に設けられた多孔質基材上に接着剤層を形成するため、コア材となる多孔質基材として強度の小さいものの使用も可能であり、多孔質基材の気孔率、孔径、厚みを任意に設定することができ、通気性接着シートの薄膜化も可能である。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３９】
（接着剤ワニス１の調製）
ジエン系ブロック共重合体（タフテックＭ１９４３，旭化成工業株式会社製）１００重量部、ロジン樹脂（ＫＥ６０４，荒川化学工業株式会社製）１０重量部、エポキシ樹脂（ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ，三菱瓦斯化学工業株式会社製）０．２重量部、シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３，信越化学工業株式会社製）２重量部およびトルエン４００重量部を混合して樹脂固形分２１．９重量％の接着剤ワニス１を調製した。
【００４０】
（接着剤ワニス２の調製）
アクリロニトリルブタジエンゴム（ＰＮＲ−１Ｈ，ＪＳＲ株式会社製）２０重量部、エポキシ樹脂（ＹＸ−４０００Ｈ，油化シェルエポキシ株式会社製）４４重量部、フェノール樹脂（タマノルＰ−１８０，荒川化学工業株式会社製）３５重量部、イミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ，四国化成工業株式会社製）１重量部およびメチルエチルケトン１００重量部を混合して樹脂固形分５０重量％の接着剤ワニス２を調製した。
【００４１】
（接着剤ワニス３の調製）
接着剤ワニス１の調製において、エポキシ樹脂を加えなかったこと以外は接着剤ワニス１と同様組成を有する同様の樹脂固形分の接着剤ワニス３を調製した。
【００４２】
（ポリマー溶液１の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１６重量部、ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，アイエスピージャパン株式会社製）７重量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン７１重量部および水６重量部を混合してポリマー溶液１を調製した。
【００４３】
（ポリマー溶液２の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１８重量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４１重量部およびジグライム４１重量部を混合してポリマー溶液２を調製した。
【００４４】
（ポリマー溶液３の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１００重量部、ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，アイエスピージャパン株式会社製）４０重量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン９００重量部および水４０重量部を混合してポリマー溶液３を調製した。
【００４５】
実施例１〜３および参考例１
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥して相転換法によりコア材となる多孔質基材を厚み２０μｍにて形成した。次いで、表１に示す接着剤ワニスを、多孔質基材上に塗布し、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍの接着剤層１を形成し、その上にキャリアフィルムとしてシリコーンにより離型処理した３８μｍのポリエステルフィルムを貼り合わせた。次いで、工程フィルムを剥離した後、その多孔質基材面（接着剤層１の反対面）上に接着剤層１と同様にして接着剤層２を厚み２０μｍとなるように形成することにより、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４６】
実施例４
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥して相転換法によりコア材となる多孔質基材を厚み２０μｍにて形成した。また、接着剤ワニス１を離型処理した３８μｍのポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状の接着剤層１を形成した接着シートを得た。次いで、先程形成した多孔質基材の多孔質面に接着シートの接着剤層１を、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートし、次いで、工程フィルムを剥離し除去した後、もう一方の多孔質面にも前述の条件にて接着シートを熱ラミネートして、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４７】
比較例１
接着剤ワニス１を、離型処理したポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状の接着剤層１を形成した。そして、このシート状接着剤層を、厚み１５０μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質基材の両面に、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートすることにより、通気性基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４８】
比較例２〜３
表１に示す接着剤ワニスを、離型処理したポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状接着剤層を形成した。そして、このシート状接着剤層を表１に示す厚み２５μｍのポリイミドフィルム基材（ユーピレックス２５Ｓ、宇部興産株式会社製）の両面に、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートすることにより、耐熱性フィルム基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４９】
比較例４
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥してから工程フィルムを除去することにより、コア材となる多孔質基材のみの層を厚み２０μｍにて形成した。次いで、実施例１と同様の手法にて厚み２０μｍの接着剤層１を形成し、もう一方の多孔質基材面にも同様に厚み２０μｍの接着剤層２を形成することにより、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００５０】
このようにして得られた各実施例、比較例の両面接着シートについて引張弾性率、剥離力、温度サイクル性、耐リフロー性を下記に示す方法に従って評価した。これらの評価結果を表１に示す。なお、多孔質基材の気孔率、孔径は以下の方法により測定した。
【００５１】
（気孔率）
気孔率（％）＝｛（重量／密度）／容積｝×１００
多孔質膜の容積と重量を測定し、多孔質膜素材の密度を用いて上式により、空孔率を求めた。
【００５２】
（孔径）
多孔質膜について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、写真撮影を行い、その写真のコンピュターによる画像解析から平均孔径を求めた。
【００５３】
＜引張弾性率の測定＞
多孔質基材に積層前の接着シート（または接着剤層を直接塗布した場合には同様の接着剤ワニスから接着剤層を別途形成したもの）を１５０℃で６０分間過熱し、その後、レオメトリックス社製の粘弾性スペクトルメータ（ＡＲＥＳ）を用いて、サンプルサイズ〔５ｍｍ幅×１００μｍ厚〕、昇温速度５℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚ、引張モードにて測定を行い、２５０℃における引張弾性率を測定した。
【００５４】
＜剥離力の測定＞
幅５０ｍｍに切断した試験片（工程フィルム上に形成した多孔質基材）から１８０°方向に工程フィルムを３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き剥がし、そのときの最大値を剥離力（Ｎ／５０ｍｍ）とした。
【００５５】
＜温度サイクル性＞
４０ｍｍ角のＳＵＳ３０４に両面接着シートを８０℃のラミネーターにて貼り合せ、ポリイミドフィルム基材（ユーピレックス７５Ｓ、宇部興産株式会社製）を用いたフレキシブルプリント基板をプレス機にて１５０℃、１Ｍｐａ、１０ｓｅｃにて貼り合せ、熱風オ−プン中にて１５０℃で１時間硬化させた。このサンプルを−５５℃で３０分放置し、その後、１２５℃に３０分放置する工程を１サイクルとし１０００サイクル試験を行い、外観異常の有無を観察した。外観異常なきものを○、剥離・ボイド等外観異常発生しているものを×とした。
【００５６】
＜耐リフロー性＞
４０ｍｍ角のＳＵＳ３０４に接着シートを８０℃のラミネーターにて貼り合せ、ポリイミドフィルム基材（ユーピレックス７５Ｓ、宇部興産株式会社製）を用いたフレキシブルプリント基板をプレス機にて１５０℃、１ＭＰａ、１０ｓｅｃにて貼り合せ、熱風オーブン中にて１５０℃で１時間硬化させた。次いで、３５℃／８５％ＲＨの加湿条件中に１６８時間放置後、直ちにＭＡＸ温度２６０℃のハンダリフロー炉に投入し、外観異常の有無を観察した。外観異常なきものを○、剥離・ボイド等外観異常発生しているものを×とした。
【００５７】
【表１】
表１からも明らかなように実施例１〜４は比較例１と比べて多孔質基材が薄いにもかかわらず、接着剤層に熱硬化性材料または熱可塑性材料を使用しているいずれの場合にも温度サイクル試験および耐リフロー性ともに優れていた。また、実施例では、多孔質基材の伸びによる積層構造体のカール発生や、多孔質基材の切れ等の不具合が発生していない。なお、参考例１は、接着剤層の弾性率が低い場合の例であり、高温領域で流動する温度サイクル性には優れていたが、対リフロー性で剥離・ボイドの発生があった。
【００５８】
コア材に多孔質基材ではないフィルム基材を用いた比較例２および比較例３については、比較例２の場合には、接着剤層に低弾性材料を使用しているため、温度サイクル性には優れるが、耐リフロー性にて剥離・ボイドの発生が認められ、比較例３の場合には、接着剤層に弾性率の高いエポキシ系の接着剤を使用しており、対リフロー性には優れるものの、温度サイクル性との両立は困難であった。比較例４は、工程フィルムを用いていないため、多孔質基材の伸びによる積層構造体のカール発生や、多孔質基材の切れ等の不具合が発生している。
【００５９】
以上のように、本発明における通気性基材をコア材とした接着シートの製造方法を用いることにより、温度サイクル性、対リフロー性等の必要機能を保持したまま、通気性接着シートの薄膜化が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通気性接着シートの製造方法の概略図である。
【符号の説明】
Ａ 多孔質基材
Ｂ 工程フィルム
１ 接着剤層
２ 接着剤層
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質基材をコア材とし、その両面に接着剤層を形成した通気性接着シートの製造方法および当該製造方法により得られる通気性接着シートに関する。通気性接着シートは、特にＩＣ等の電子部品の接着に有利に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質基材をコア材とし、その両面に接着剤層を形成した通気性接着シートは古くから知られている。例えば、日本粘着テープ工業会、１９９５年１０月１２日発行の「粘着ハンドブック第二版」の７２頁にはレーヨン、アラミド、ポリエステル、ガラスなどの不織布類による多孔質基材をコア材としたものが紹介されている。また、接着剤自体の強度向上の為、アラミド樹脂、ガラスクロス等の多孔質基材にエポキシ樹脂もしくはポリエステル樹脂等を含浸させた通気性接着シートも古くから検討されている。
【０００３】
近年では、このような多孔質基材をコア材とした通気性接着シートを半導体装置内で使用されるＩＣチップ接着用シートとして用いることが提案されている。これらの通気性接着シートは、多孔質基材をコア材とするため、温度サイクル試験時におけるチップと基板の線膨張係数の相違によるソリ等を緩和する効果がある。また通気性接着シートは、半導体装置実装時のリフロー処理時には、吸湿した水分の気化蒸発により発生する蒸気圧を多孔質基材の通気性により低減する効果があり、リフロー処理時に問題とされていたボイド、剥離の発生を抑制することができる。すなわち、通気性接着シートをＩＣチップ接着用シートとして用いることにより信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０００４】
このような、温度サイクル性に優れ、リフロー信頼性に優れた多孔質基材を使用した通気性接着シートは、例えば、特開平１０−２２３２５号公報、特開２０００−１０６３７２号公報に述べられている。前記公報に記載されている通気性接着シートは、詳しくは、多孔質基材としてフッ素樹脂または耐熱性樹脂を使用し、接着剤層にエポキシ樹脂、エポキシ／ゴム混合物を使用したものである。当該通気性接着シートは、その実施例からも明らかなように、多孔質基材を接着剤ワニスにディップする方法、多孔質基材上に接着剤ワニスを塗布し乾燥する方法、それぞれ別途作成した多孔質基材と接着層を熱ラミネートにより貼り合わせる方法により製造されている。
【０００５】
また、近年の半導体装置の軽薄短小という動きの中で前記ＩＣチップ接着用シート（通気性接着シート）にも薄膜化の要求がある。接着剤層と多孔質基材の積層構造体である通気性接着シートの薄膜化を達成するためには、接着剤層とコア材となる多孔質基材の双方の薄膜化が必要となってくる。
【０００６】
しかし、接着剤層の薄膜化は、被着体に対する接着性能を確保するために限界がある。たとえば、ＩＣチップと基板との接着の場合には、その配線段差吸収のために２０μｍ以上の接着層が必要となってくる。
【０００７】
一方、多孔質基材の薄膜化については、前記製造方法にて通気性接着シートを製造する場合に、多孔質基材に、接着剤ワニスを塗布する際または接着剤層を熱ラミネートする際に掛かってくるテンションに耐えうる、ある一定以上の強度が必要となってくるため、多孔質基材の薄膜化は約５０μｍが下限であった。前記製造方法にて通気性接着シートを製造する場合に、多孔質基材の厚みがこれ以下であると、接着剤層形成時のテンションにより、多孔質基材の伸びによる積層構造体のカール発生や、多孔質基材の切れ等の不具合が発生し良好な積層構造体を得ることが難しい。このように、従来の通気性接着シートの製造方法では、コア材となる多孔質基材に一定以上の強度が必要なため、当該多孔質基材の気孔率を大きくしたり、薄膜化することが困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、コア材となる多孔質基材の厚さを５０μｍ以下の薄膜とした場合にも、不具合を生じることなく、当該多孔質基材の両面に接着剤層を形成した通気性接着シートを製造する方法を提供することを目的とする。さらには当該製造方法により製造された通気性接着シートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、以下に示す通気性接着シートの製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シートの製造方法であって、工程フィルム上に設けられた前記コア基材となる多孔質基材上に接着剤層１を形成する工程、次いで工程フィルムを多孔質基材より剥離した後に、多孔質基材のもう一方の面に接着剤層２を形成する工程を有することを特徴とする通気性接着シートの製造方法、に関する。
【００１１】
上記製造方法によれば、工程フィルム上に設けられた多孔質基材上に接着剤層を形成するため、多孔質基材の強度が小さい場合にも工程フィルムによって多孔質基材の強度が補強され、多孔質基材を薄膜化した場合にも、カール、シワ、気泡混入等の外観異常の不具合がない積層構造体の通気性接着シートを作成することができる。
【００１２】
前記通気性接着シートの製造方法において、工程フィルムと多孔質基材との剥離力が、０．０２〜１Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００１３】
多孔質基材と工程フィルムの密着性が低くなると、接着剤層１を形成する際にシワ、気泡混入等の外観異常を起こしやすくなる傾向があるため、前記剥離力を０．０２Ｎ／５０ｍｍ以上とするのが好ましい。一方、密着性が高くなると、工程フィルム剥離時に接着剤層１の伸び、ウキ等が発生しやすくなり、最悪、多孔質基材のチギレ、ヤブレ等を引き起こすおそれがあるため前記剥離力を１Ｎ／５０ｍｍ以下とするのが好ましい。多孔質基材と工程フィルムの離型力は、さらに０．１〜０．５Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
前記通気性接着シートの製造方法において、接着剤層１及び接着剤層２の弾性率が、１５０〜２５０℃の温度領域で１×１０4 Ｐａ以上であることが好ましい。
【００１５】
接着剤層の弾性率を１×１０4 Ｐａ以上とすることにより、通気性接着シートを被着体に貼り付ける際の熱プレス時やハンダリフロー時の熱履歴によっても、多孔質基材中への接着剤層の含浸が抑止されて、多孔質基材の空隙を保持することでき、通気性接着シートの通気性を良好に保持することができる。接着剤層の弾性率は２×１０4 Ｐａ以上が好ましい。特に、５×１０4 〜１×１０9 Ｐａであるのが好ましい。
【００１６】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材は、たとえば、ポリマーを非プロトン性極性溶剤に溶解した溶液から相転換法にて製造されたものを用いることができる。
【００１７】
また、前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種のポリマーからなり、相転換法にて製造されたものを用いることができる。
【００１８】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の厚みが、１〜５０μｍであることが好ましい態様である。本発明の通気性接着シートの製造方法によれば、多孔質基材の厚みが５０μｍ以下の薄膜の場合にも不具合なく通気性接着シートを製造できる。
【００１９】
前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の構造が、連続気泡多孔構造であることが好ましい一態様である。また前記通気性接着シートの製造方法において、多孔質基材の構造が、スポンジ構造であることが好ましい一態様である。
【００２０】
多孔質基材の孔の形状は特に限定されるものでないが、発生した蒸気圧をスムーズに系外へ放出するためには面方向への通気性能が必要であり、連続気泡構造が好ましい。また被着体へ接着する際のプレスを考慮すると強度が必要なためスポンジ構造のものが好適である。
【００２１】
さらには、本発明は、前記製造方法により製造された、多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シート、に関する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の通気性接着シートの製造方法を、図１を参照しながら説明する。図１（１）は、工程フィルムＢ上に設けられた多孔質基材Ａの断面図である。
【００２３】
工程フィルムＢは、多孔質基材Ａを担架するために用いられるものであり、たとえば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックフィルムが用いられる。これらのなかでも取り扱い性、価格等の点でポリエステルフィルムが好ましい。また、工程フィルムＢとして用いるプラスチックフィルムは、多孔質基材Ａとの離型性を考慮に入れるとシリコーン等で離型処理したものが好適に用いられる。工程フィルムＢの厚さは特に制限されないが２５〜７５μｍ程度が好ましい。前述の通り、多孔質基材Ａと工程フィルムＢの離型性はそれらの剥離力が０．０２〜１Ｎ／５０ｍｍであることが好ましい。
【００２４】
多孔質基材Ａを形成する材料としては、各種のポリマーを使用できるが、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエ−テルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンまたはこれらにスルホン酸基、カルボキシル基、４級アミノ基などを導入した誘導体が好ましく用いられる。これらポリマーは単独でまたは混合して用いるられる。これらポリマーのなかでも、ハンダリフロー等のより高耐熱が必要とされる用途においては、ポリイミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂が好適に用いられる。
【００２５】
多孔質基材Ａを工程フィルムＢ上に形成する方法は、特に制限されず、相転換法、延伸法、溶融法、焼結法等の各種の方法を採用できるが、これらのなかでも、ポリマー溶液（ドープ）を一定厚みで工程フィルムＢ上に流延塗布した後に、水やメタノールなどのポリマーの非溶解性液（凝固溶剤）中に浸漬して凝固させたり、水蒸気等雰囲気下に放置して凝固した後、水中に浸漬する相転換法を好ましく採用することができる。得られた多孔質基材は凝固溶剤から取り出して乾燥させる。
【００２６】
ポリマーを溶解する溶剤としては、ポリマーを溶解し、凝固溶剤に溶解するものであれば特に制限はないが、ポリマーの溶解性、凝固溶剤との溶剤置換スピードの点から非プロトン性極性溶剤を好適に使用できる。非プロトン性極性溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を例示することができる。非プロトン性極性溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。また非プロトン性極性溶剤には、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチリングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，2 −ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタン等の溶剤を混合して、溶剤置換の速度を調整してもよい。
【００２７】
前記ドープは、好ましくは−２０〜８０℃の温度範囲で塗布される。また、凝固溶剤としては用いる樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を有するものであれば限定されないが、たとえば水やメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類及びこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用いられる。浸漬時の凝固溶剤の温度は特に限定されないが、好ましくは０〜８０℃の温度である。
【００２８】
ドープのポリマー濃度は５〜２５重量％の範囲が好ましく、７〜２０重量％がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると多孔質膜が形成できないからである。ドープには、孔径形状や孔径コントロールのために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は溶液中に１〜１０重量％まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると溶剤と凝固溶剤との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造（指状にボイドを有する構造）を形成できる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質基材を得ることができる。
【００２９】
多孔質基材Ａの孔径、気孔率は特に制限されないが、通気性と強度のバランスから平均孔径０．１μｍ以上が好ましい。より好ましくは０．２〜４μｍである。また気孔率については２０〜９５％が好ましい。より好ましくは３０〜８０％である。
【００３０】
工程フィルムＢ上に設けられた多孔質基材Ａの厚さは１〜２００μｍが好ましく、特に薄膜化が要求される場合は１〜５０μｍ、さらに薄膜化が必要な場合は１〜２０μｍが好適である。１μｍより薄い場合は、通気性能が十分でなく、発生した蒸気圧をスムーズに系外へ放出することが困難となり、ウキ、剥離等の異常を発生しやすくなる。
【００３１】
上記図１（１）の多孔質基材Ａには、図１（２）に示すように接着剤層１を形成する。次いで、図１（３）に示すように工程フィルムＢを剥離した後に、図１（４）に示すように多孔質基材Ａのもう一方の面に接着剤層２を設ける。
【００３２】
前記接着剤層１及び接着剤層２を形成する接着剤としては、エポキシ樹脂、エポキシ／ゴム混合物、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂（エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体等）、ジエン系ブロック共重合体（ＳＢＳ、ＮＢＲ、ＳＥＢＳ等）、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性接着剤または熱可塑性接着剤を用途に合わせて適宜に選択することができる。接着剤には、接着シートの諸特性を劣化させない範囲で前記接着剤の硬化剤、無機充填剤、有機充填剤、顔料、老化防止剤、シランカップリング剤、粘着付与剤などの公知の各種の添加剤を、必要により添加することができる。
【００３３】
接着剤層１及び接着剤層２を多孔質基材Ａ上に設ける方法は、特に限定されず、別途キャリアフィルム上に作成した接着剤層１または接着剤層２を多孔質基材Ａ上に熱ラミネーター等により貼り合わせる転写方式や多孔質基材Ａ上に直接塗布し形成する直写方式を採用できる。多孔質基材Ａの通気性を保持させるには、直写方式が多孔質基材Ａと接着剤層１、２との密着性が良好で好ましい。直写方式としては、溶剤に溶解したワニスを塗布乾燥する溶液法、ホットメルト塗工法、無溶剤でモノマー成分またはモノマーの部分重合物を塗布した後に電子線等により重合させる電子線重合法等の従来公知の方法があげられる。
【００３４】
このようにしてコア材となる多孔質基材Ａの両面に形成された接着剤層１および接着剤層２の弾性率は前述の通り、１５０〜２５０℃の温度領域で１×１０4 Ｐａ以上であることが好ましい。また接着剤層１及び接着剤層２の厚さはそれぞれ５〜１００μｍが好ましく、特に２０〜５０μｍが好ましい。
【００３５】
また、このようにして製造される通気性接着シートのトータルの厚みは、２０〜３００μｍが好ましく、さらには５０〜１００μｍが好ましい。通気性接着シートのトータルの厚みの好ましい下限値２０μｍは接着性能と通気性能を実質的に両立させうることを、上限値３００μｍは接合物が厚くなるとことを考慮したものである。
【００３６】
なお、接着剤層１を形成した後には接着剤層１にキャリアフィルムを設けた状態で、接着剤層２を形成するのが好ましい。接着剤層１の形成に転写方式を採用した場合には転写方式に用いたキャリアフィルムをそのまま使用でき、接着剤層１の形成に直写方式を採用した場合には別途キャリアフィルムを設ける。キャリアフィルムとしては、たとえば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックフィルムが用いられる。これらのなかでも取り扱い性、価格等の点でポリエステルフィルムが好ましい。また、キャリアフィルムはシリコーン等で離型処理したものが好適に用いられる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の通気性接着シートの製造方法では、工程フィルム上に設けられた多孔質基材上に接着剤層を形成するため、コア材となる多孔質基材として強度の小さいものの使用も可能であり、多孔質基材の気孔率、孔径、厚みを任意に設定することができ、通気性接着シートの薄膜化も可能である。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３９】
（接着剤ワニス１の調製）
ジエン系ブロック共重合体（タフテックＭ１９４３，旭化成工業株式会社製）１００重量部、ロジン樹脂（ＫＥ６０４，荒川化学工業株式会社製）１０重量部、エポキシ樹脂（ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ，三菱瓦斯化学工業株式会社製）０．２重量部、シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３，信越化学工業株式会社製）２重量部およびトルエン４００重量部を混合して樹脂固形分２１．９重量％の接着剤ワニス１を調製した。
【００４０】
（接着剤ワニス２の調製）
アクリロニトリルブタジエンゴム（ＰＮＲ−１Ｈ，ＪＳＲ株式会社製）２０重量部、エポキシ樹脂（ＹＸ−４０００Ｈ，油化シェルエポキシ株式会社製）４４重量部、フェノール樹脂（タマノルＰ−１８０，荒川化学工業株式会社製）３５重量部、イミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ，四国化成工業株式会社製）１重量部およびメチルエチルケトン１００重量部を混合して樹脂固形分５０重量％の接着剤ワニス２を調製した。
【００４１】
（接着剤ワニス３の調製）
接着剤ワニス１の調製において、エポキシ樹脂を加えなかったこと以外は接着剤ワニス１と同様組成を有する同様の樹脂固形分の接着剤ワニス３を調製した。
【００４２】
（ポリマー溶液１の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１６重量部、ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，アイエスピージャパン株式会社製）７重量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン７１重量部および水６重量部を混合してポリマー溶液１を調製した。
【００４３】
（ポリマー溶液２の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１８重量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４１重量部およびジグライム４１重量部を混合してポリマー溶液２を調製した。
【００４４】
（ポリマー溶液３の調製）
ＢＴＣ系ポリイミド（ブタンテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルを熱イミド化したポリマー，日東電工株式会社製）１００重量部、ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，アイエスピージャパン株式会社製）４０重量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン９００重量部および水４０重量部を混合してポリマー溶液３を調製した。
【００４５】
実施例１〜３および参考例１
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥して相転換法によりコア材となる多孔質基材を厚み２０μｍにて形成した。次いで、表１に示す接着剤ワニスを、多孔質基材上に塗布し、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍの接着剤層１を形成し、その上にキャリアフィルムとしてシリコーンにより離型処理した３８μｍのポリエステルフィルムを貼り合わせた。次いで、工程フィルムを剥離した後、その多孔質基材面（接着剤層１の反対面）上に接着剤層１と同様にして接着剤層２を厚み２０μｍとなるように形成することにより、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４６】
実施例４
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥して相転換法によりコア材となる多孔質基材を厚み２０μｍにて形成した。また、接着剤ワニス１を離型処理した３８μｍのポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状の接着剤層１を形成した接着シートを得た。次いで、先程形成した多孔質基材の多孔質面に接着シートの接着剤層１を、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートし、次いで、工程フィルムを剥離し除去した後、もう一方の多孔質面にも前述の条件にて接着シートを熱ラミネートして、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４７】
比較例１
接着剤ワニス１を、離型処理したポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状の接着剤層１を形成した。そして、このシート状接着剤層を、厚み１５０μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質基材の両面に、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートすることにより、通気性基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４８】
比較例２〜３
表１に示す接着剤ワニスを、離型処理したポリエステルフィルム上に塗布した後、１５０℃に加熱して溶剤を除去することにより厚み２０μｍのシート状接着剤層を形成した。そして、このシート状接着剤層を表１に示す厚み２５μｍのポリイミドフィルム基材（ユーピレックス２５Ｓ、宇部興産株式会社製）の両面に、温度９０℃、圧力５×１０5 Ｐａの条件にて熱ラミネートすることにより、耐熱性フィルム基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００４９】
比較例４
工程フィルムとして用いる３８μｍのポリエステルフィルム上に、表１に示すポリマー溶液を塗布、流延した後、水中に浸漬して凝固させ、次いで洗浄、乾燥してから工程フィルムを除去することにより、コア材となる多孔質基材のみの層を厚み２０μｍにて形成した。次いで、実施例１と同様の手法にて厚み２０μｍの接着剤層１を形成し、もう一方の多孔質基材面にも同様に厚み２０μｍの接着剤層２を形成することにより、通気性の多孔質基材をコア材とする両面接着シートを製造した。
【００５０】
このようにして得られた各実施例、比較例の両面接着シートについて引張弾性率、剥離力、温度サイクル性、耐リフロー性を下記に示す方法に従って評価した。これらの評価結果を表１に示す。なお、多孔質基材の気孔率、孔径は以下の方法により測定した。
【００５１】
（気孔率）
気孔率（％）＝｛（重量／密度）／容積｝×１００
多孔質膜の容積と重量を測定し、多孔質膜素材の密度を用いて上式により、空孔率を求めた。
【００５２】
（孔径）
多孔質膜について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、写真撮影を行い、その写真のコンピュターによる画像解析から平均孔径を求めた。
【００５３】
＜引張弾性率の測定＞
多孔質基材に積層前の接着シート（または接着剤層を直接塗布した場合には同様の接着剤ワニスから接着剤層を別途形成したもの）を１５０℃で６０分間過熱し、その後、レオメトリックス社製の粘弾性スペクトルメータ（ＡＲＥＳ）を用いて、サンプルサイズ〔５ｍｍ幅×１００μｍ厚〕、昇温速度５℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚ、引張モードにて測定を行い、２５０℃における引張弾性率を測定した。
【００５４】
＜剥離力の測定＞
幅５０ｍｍに切断した試験片（工程フィルム上に形成した多孔質基材）から１８０°方向に工程フィルムを３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き剥がし、そのときの最大値を剥離力（Ｎ／５０ｍｍ）とした。
【００５５】
＜温度サイクル性＞
４０ｍｍ角のＳＵＳ３０４に両面接着シートを８０℃のラミネーターにて貼り合せ、ポリイミドフィルム基材（ユーピレックス７５Ｓ、宇部興産株式会社製）を用いたフレキシブルプリント基板をプレス機にて１５０℃、１Ｍｐａ、１０ｓｅｃにて貼り合せ、熱風オ−プン中にて１５０℃で１時間硬化させた。このサンプルを−５５℃で３０分放置し、その後、１２５℃に３０分放置する工程を１サイクルとし１０００サイクル試験を行い、外観異常の有無を観察した。外観異常なきものを○、剥離・ボイド等外観異常発生しているものを×とした。
【００５６】
＜耐リフロー性＞
４０ｍｍ角のＳＵＳ３０４に接着シートを８０℃のラミネーターにて貼り合せ、ポリイミドフィルム基材（ユーピレックス７５Ｓ、宇部興産株式会社製）を用いたフレキシブルプリント基板をプレス機にて１５０℃、１ＭＰａ、１０ｓｅｃにて貼り合せ、熱風オーブン中にて１５０℃で１時間硬化させた。次いで、３５℃／８５％ＲＨの加湿条件中に１６８時間放置後、直ちにＭＡＸ温度２６０℃のハンダリフロー炉に投入し、外観異常の有無を観察した。外観異常なきものを○、剥離・ボイド等外観異常発生しているものを×とした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
コア材に多孔質基材ではないフィルム基材を用いた比較例２および比較例３については、比較例２の場合には、接着剤層に低弾性材料を使用しているため、温度サイクル性には優れるが、耐リフロー性にて剥離・ボイドの発生が認められ、比較例３の場合には、接着剤層に弾性率の高いエポキシ系の接着剤を使用しており、対リフロー性には優れるものの、温度サイクル性との両立は困難であった。比較例４は、工程フィルムを用いていないため、多孔質基材の伸びによる積層構造体のカール発生や、多孔質基材の切れ等の不具合が発生している。
【００５９】
以上のように、本発明における通気性基材をコア材とした接着シートの製造方法を用いることにより、温度サイクル性、対リフロー性等の必要機能を保持したまま、通気性接着シートの薄膜化が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通気性接着シートの製造方法の概略図である。
【符号の説明】
Ａ 多孔質基材
Ｂ 工程フィルム
１ 接着剤層
２ 接着剤層
Claims (9)
- 多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シートの製造方法であって、工程フィルム上に設けられた多孔質基材上に接着剤層１を形成する工程、次いで工程フィルムを多孔質体より剥離した後に、多孔質基材のもう一方の面に接着剤層２を形成する工程を有することを特徴とする通気性接着シートの製造方法。
- 工程フィルムと多孔質基材との剥離力が、０．０２〜１Ｎ／５０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の通気性接着シートの製造方法。
- 接着剤層１及び接着剤層２の弾性率が、１５０〜２５０℃の温度領域で１×１０4 Ｐａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の通気性接着シートの製造方法。
- 多孔質基材が、ポリマーを非プロトン性極性溶剤に溶解した溶液から相転換法にて製造されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通気性凝着シートの製造方法。
- 多孔質基材が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種のポリマーからなり、、相転換法にて製造されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通気性接着シートの製造方法。
- 多孔質基材の厚みが、１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の通気性接着シートの製造方法。
- 多孔質基材の構造が、連続気泡多孔構造であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の通気性接着シートの製造方法。
- 多孔質基材の構造が、スポンジ構造であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の通気性接着シートの製造方法。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法により製造された、多孔質基材の両面に接着剤層１および接着剤層２を有する通気性接着シート。
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