JP5647450B2 - フレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の両面粘着シートにおける粘着体は、前述のように、基材の両面側に粘着剤層を有する積層構造を有している。即ち、上記粘着体は両側の表面が粘着面(粘着剤層表面)となっている両面粘着体である。なお、上記粘着体は、基材及び粘着剤層以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、他の層(例えば、中間層、下塗り層など)を有していてもよい。また、基材と粘着剤層は、直接積層されていてもよいし、中間層などの他の層を介して積層されていてもよい。
本発明の両面粘着シートの粘着体における基材は、粘着剤層の支持基材であり、両面粘着シートの加工性、取り扱い性を向上させる役割を担う。上記基材としては、粘着シートの支持体として一般的に使用されるものを用いることができ、例えば、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドなどからなるプラスチックフィルム(プラスチックフィルム基材)、不織布などの繊維系基材、各種の紙などの紙系基材、金属箔などの金属系基材などが挙げられる。中でも、価格、剛性の観点から、プラスチックフィルムが好ましく、より好ましくはポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムであり、さらに好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)である。なお、基材は、単層の形態を有していてもよく、複層の形態を有していてもよい。
本発明の両面粘着シートの粘着体における粘着剤層は、アクリル系ポリマー(アクリル系重合体)から形成される。即ち、該粘着剤層は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含む。特に限定されないが、上記粘着剤層中のアクリル系ポリマーの含有量は、粘着剤層(100重量%)に対して、80重量%以上(80〜100重量%)が好ましく、より好ましくは90〜99重量%である。
(ゲル分率の測定方法)
本発明の両面粘着シートから粘着剤層:約0.1gを採取し、平均孔径0.2μmの多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工(株)製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、粘着剤層(上記で採取した粘着剤層)と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸との総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸の合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、粘着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み、凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて1週間(7日間)静置する。その後、容器からサンプル(酢酸エチル処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式からゲル分率を算出する。
ゲル分率(重量%)=(A−B)/(C−B)×100 (1)
(式(1)において、Aは浸漬後重量であり、Bは包袋重量であり、Cは浸漬前重量である。)
本発明の両面粘着シートは、粘着体の両面側にそれぞれ別の剥離ライナー(セパレータ)が設けられた、ダブルセパレータタイプの両面粘着シートである。なお、剥離ライナーは粘着面の保護材として用いられており、被着体に貼付する際に剥がされる。
本発明の両面粘着シートの、後述の測定方法により測定される、120℃にて10分間加熱した際に発生するシロキサンガス量(「シロキサンガス発生量」と称する場合がある)は、1ng/cm2以下であり、より好ましくは0.8ng/cm2以下、さらに好ましくは0.4ng/cm2以下である。一般に、両面粘着シートから発生するシロキサンガスが少ないことは、該シロキサンガスの発生源となるシリコーン化合物(特に、低分子量シリコーン化合物)が少ないこと、即ち、両面粘着シートの粘着面に付着したり粘着剤層中に吸収されているシリコーン化合物が少ないことを表す。このような場合、両面粘着シートを用いた製品における被着体や電子部品等のシリコーン化合物による汚染が抑制される。このため、上記のシロキサンガス発生量を特に1ng/cm2以下とした場合には、シロキサンガスおよびシリコーン化合物に起因する電子部品等の汚染が効果的に抑制され、電子機器等の製品の誤作動等の不具合発生が抑止される。
上記浮き量とは、両面粘着シート(幅10mm、長さ90mm)の一方の粘着面を、厚さ0.5mm、幅10mm、長さ90mmのアルミニウム板の片面側の全面に貼り合わせて作製した試験片を、直径50mmの丸棒に沿わせて、試験片の長さ方向に両面粘着シート側が外側となるように弧状に曲げた後、該試験片における両面粘着シートのもう一方の粘着面を、被着体(厚さ2mmのポリプロピレン板にポリイミドフィルムを貼り合わせた平板)のポリイミドフィルム側にロールラミネータで圧着し、これを23℃で24時間放置、70℃で2時間加温した後に、被着体表面から浮き上がった試験片端部の高さをいう。より詳細には、上記浮き量は、後述の(評価)の「(5)浮き量(70℃×2時間)」に記載の方法で測定することができる。なお、本発明の両面粘着シートにおいては、いずれの側の粘着面をアルミニウム板に貼り合わせて測定した場合にも、浮き量が上記範囲を満たすことが好ましい。
本発明の両面粘着シートの製造方法としては、公知の粘着シートの形成方法の中から適宜選択することができ、特に限定されないが、具体的には以下の方法等が例示される。
商品名「KS−847H」(信越化学工業(株)製、熱硬化性付加型シリコーン、固形分濃度:30重量%)100重量部、商品名「PL−50T」(信越化学工業(株)製、白金系触媒)1重量部を配合し、さらにトルエンを加えて固形分濃度を1重量%としたシリコーン系剥離処理剤(溶剤型シリコーン系剥離処理剤)を得た。
PETフィルム(商品名「ルミラー S10」、東レ(株)製、厚さ50μm)の一方の表面に上記シリコーン系剥離処理剤を、固形分換算の塗布量が0.1g/m2となるように塗布し、オーブンに入れて130℃で1分間乾燥させた。その後、25℃で24時間エージングすることによって、PETフィルムの一方の表面にシリコーン系剥離層(シリコーン系剥離層の塗布量:0.1g/m2)を有するシリコーン系剥離ライナー(以下、「剥離ライナーa」と称する)を得た。なお、下記の両面粘着シートにおいては、剥離ライナーaを軽剥離側(1面側)の剥離ライナーとして使用した。
商品名「KS−3703」(信越化学工業(株)製、熱硬化性付加型シリコーン、固形分濃度:30重量%)90重量部、商品名「X−92−183」(信越化学工業(株)製、剥離コントロール剤、固形分濃度:30重量%)10重量部、商品名「PL−50T」(信越化学工業(株)製、白金系触媒)1重量部を配合し、さらにトルエンを加えて固形分濃度を1重量%としたシリコーン系剥離処理剤(溶剤型シリコーン系剥離処理剤)を得たこと以外は、上記剥離ライナーの製造例1と同様にして、PETフィルムの一方の表面にシリコーン系剥離層(シリコーン系剥離層の塗布量:0.1g/m2)を有するシリコーン系剥離ライナー(以下、「剥離ライナーb」と称する)を得た。なお、下記の両面粘着シートにおいては、剥離ライナーbを重剥離側(2面側)の剥離ライナーとして使用した。
シリコーン系剥離処理剤として、商品名「SP7265S」(東レ・ダウコーニング(株)製、熱硬化型シリコーン)100重量部、商品名「SP7243S」(東レ・ダウコーニング(株)製、白金系触媒)10重量部を配合し、シリコーン系剥離処理剤(無溶剤型シリコーン系剥離処理剤)を得た。
上質ラミネート紙(商品名「LL−50N」、リンテック(株)製)の一方の表面に上記シリコーン系剥離処理剤を塗布量が1g/m2となるように塗布し、オーブンで130℃で1分間乾燥させた。その後、25℃で24時間エージングすることによって、上質ラミネート紙の一方の表面にシリコーン系剥離層(シリコーン系剥離層の塗布量:1g/m2)を有するシリコーン系剥離ライナー(以下、「剥離ライナーc」と称する)を得た。なお、下記の両面粘着シートにおいては、剥離ライナーcを重剥離側(2面側)の剥離ライナーとして使用した。
アクリル酸n−ブチル:93重量部、アクリル酸:7重量部およびアクリル酸4−ヒドロキシブチル0.05重量部を、酢酸エチルを溶媒(溶剤)として、アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を開始剤として、常法により溶液重合させて、重量平均分子量が150万のアクリル系ポリマー(「アクリル系ポリマー1」と称する)の溶液(固形分濃度:25重量%)を得た。この溶液に、アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートL」、固形分濃度75重量%)0.2重量部(固形分換算)、エポキシ系架橋剤(三菱ガス化学(株)製、商品名「テトラッドC」)0.01重量部を配合して、粘着剤組成物(溶液)(アクリル系粘着剤組成物)を作製した。
剥離ライナーbのシリコーン系剥離層側の表面に、乾燥後の厚さ(粘着剤層厚さ)が23μmとなるように上記粘着剤組成物を塗布し、130℃で3分間乾燥させて粘着剤層を形成した後、該粘着剤層表面にPETフィルム基材(商品名「ルミラー #5AF53」、東レ(株)製、厚さ:5μm)の一方の表面を貼り合わせた。次いで、前記PETフィルム基材の他方の表面に、乾燥後の厚さが23μmとなるように上記粘着剤組成物を塗布し、130℃で3分間乾燥させて粘着剤層を形成した後、該粘着剤層表面に剥離ライナーaを貼り合わせて、両面粘着シートを得た。
アクリル酸2−エチルヘキシル:90重量部、アクリル酸:10重量部を、酢酸エチルを溶媒として、過酸化ベンゾイル0.5重量部を開始剤として、常法により溶液重合させて、重量平均分子量が100万のアクリル系ポリマー(「アクリル系ポリマー2」と称する)の溶液(固形分濃度:20重量%)を得た。この溶液に、アクリル系ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネートL」、固形分濃度75重量%)2重量部(固形分換算)を配合して、粘着剤組成物(溶液)(アクリル系粘着剤組成物)を作製した。
剥離ライナーcのシリコーン系剥離層側の表面に、乾燥後の厚さ(粘着剤層厚さ)が50μmとなるように上記粘着剤組成物を塗布し、130℃で3分間乾燥させて粘着剤層を形成した。次いで、前記粘着剤層表面に剥離ライナーaを貼り合わせて、両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
剥離ライナーcを剥離ライナーbに変更したこと以外は、比較例1と同様にして、両面粘着シート(基材レス両面粘着シート)を得た。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートについて、下記の測定方法又は評価方法により測定又は評価した。なお、粘着剤層のゲル分率は、前述の方法によって測定した。測定又は評価結果は表1に示した。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから軽剥離側の剥離ライナーを剥離して粘着面上にPETフィルム(東レ(株)製、商品名「ルミラー S−10」、厚み25μm)を貼付した。その後、上記の片面にPETフィルムを貼付した両面粘着シートを、幅1cm、長さ7cmのサイズに切断した後、重剥離側の剥離ライナーを剥離して、測定サンプルとした。
パージ&トラップヘッドスペースサンプラーにより、上記測定サンプルを120℃で10分間加熱し、発生したガスをトラップした後、このトラップされた成分について、ガスクロマトグラフ/質量分析計による測定を行った。前記成分中のシロキサンガス(検出されたD3〜D6(環状シロキサン))の量を、D3〜D6標準により作成した検量線を用いて算出した。これをPETフィルムを貼付していない粘着剤層の単位面積当たりの値に換算し、シロキサンガス発生量(単位:ng/cm2)を求めた。
なお、上記のD3〜D6標準による検量線は、D3〜D6の溶液(濃度:1ng/μg、10ng/μg)をマイクロシリンジで加熱容器に注入し(注入量:1μl)、発生したガスをトラップして、前記のガスをガスクロマトグラフ/質量分析計で測定することによって作成した。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから軽剥離側の剥離ライナーを剥離して粘着面上にPETフィルム(東レ(株)製、商品名「ルミラー S−10」、厚み25μm)を貼付した。その後、上記の片面にPETフィルムを貼付した両面粘着シートを、幅1cm、長さ7cmのサイズに切断した後、重剥離側の剥離ライナーを剥離して、測定サンプルとした。
パージ&トラップヘッドスペースサンプラーにより、上記測定サンプルを120℃で10分間加熱し、発生したガス(アウトガス)をトラップした後、このトラップされた成分について、ガスクロマトグラフ/質量分析計による測定を行った。発生したガスの量はn−デカン標準による換算値として求め、PETフィルムを貼付していない粘着剤層の単位面積当たりの値に換算し、アウトガス量(120℃にて10分加熱した際に発生するアウトガス量)(単位:μg/cm2)を算出した。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから、幅20mm、長さ150mmの短冊状のサンプルを作製した。
引張試験機を用いて、JIS Z0237(2000)に準拠して180°剥離試験を行い、試験板(SUS304BA鋼板)に対する180°引き剥がし(ピール)強度(N/20mm)を測定し、「粘着力」とした。
試験板とサンプルの貼付は、両面粘着シートから軽剥離側の剥離ライナーを剥離して厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)した後、重剥離側の剥離ライナーを剥離して試験板と重ね合わせ、2kgのゴムローラー(幅:約45mm)を1往復させることにより行った。
測定は、23℃、50%RHの雰囲気下、剥離角度180°、引張速度300mm/分の条件で行った。試験回数(n数)は3回とし、平均値を算出した。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートから、幅50mm、長さ150mmの短冊状のシート片を切り出し、軽剥離側の剥離力測定用の測定サンプルとした。重剥離側の剥離力を測定する場合には、軽剥離側の剥離ライナーを剥離して厚さ25μmのPETフィルムを貼付(裏打ち)したものを測定サンプルとした。
引張試験機を用いて、JIS Z0237(2000)に準拠して180°剥離試験を行い、剥離ライナーの180°引き剥がし(ピール)強度(N/50mm)を測定し、「剥離ライナーの剥離力」とした。
測定は、23℃、50%RHの雰囲気下、剥離角度180°、引張速度300mm/分の条件で行った。試験回数(n数)は3回とし、平均値を算出した。
なお、重剥離側の剥離ライナーと軽剥離側の剥離ライナーの両方について試験を行った。重剥離側の剥離ライナーの剥離力を測定する場合には、上記の通り、軽剥離側の剥離ライナーが設けられた側の粘着面をPETフィルムで裏打ちした。
実施例および比較例で得られた両面粘着シート(サイズ:幅10mm、長さ90mm)から、軽剥離側の剥離ライナーを剥離して、軽剥離側の粘着面を、厚さ0.5mm、幅10mm、長さ90mmのアルミニウム板に貼り合わせて試験片を作製した。その試験片の長手方向(長さ方向)を直径(φ)50mmの丸棒に沿わせて、粘着シート側が外側となるように弧状に曲げた後、該試験片から重剥離側の剥離ライナーを剥がして粘着面を露出させ、該粘着面側を、ロールラミネータを用いて、被着体(厚さ2mmのポリプロピレン(PP)板に粘着テープでポリイミドフィルム「カプトン 100H」を貼り合わせたシート)のポリイミドフィルム側に圧着した(線圧:0.3MPa)。これを23℃の環境下に24時間放置し、次いで70℃で2時間加温した後、被着体表面から浮き上がった試験片端部の高さ(mm)を測定し、浮き量(mm)とした。なお、該浮き量は試験片の両端部の浮き上がった高さの平均値である。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの重剥離側の剥離ライナー側から、プレス機にてハーフカット(重剥離側の剥離ライナーと粘着体にのみ切れ込みを入れる)して、加工性評価用サンプルを作製した。該加工性評価用サンプルを、温度:60℃、相対湿度:90%RHの雰囲気中に1週間放置した後、切断面の自着の有無を観察し、下記の評価基準により、加工性(加工適性)を評価した。
加工適性の評価基準
○(良好):切断面に自着が見られなかった。
×(不良):切断面に自着が見られた。
下記FPCのベースフィルム層側の表面に、軽剥離側の剥離ライナーを剥離した両面粘着シート(実施例および比較例で得られたもの、サイズ:40mm×40mm)を圧着した(圧着条件:60℃、0.5MPa、10秒)。圧着後、両面粘着シート側から50倍マイクロスコープで観察した。段差部等に、両面粘着シートとベースフィルム層の「密着不良(浮き)」が少ない場合には段差追従性良好(○)、「密着不良」が多い場合には段差追従性不良(×)と判断した。
図2は上記で被着体として用いたFPCの積層構成を示す説明図(概略断面図)である。図3は上記FPC及び両面粘着シート(評価サンプル)の貼り付け位置を示す説明図(ベースフィルム層側からみた平面図)である。
上記FPCは、ベース絶縁層(ポリイミドからなるベースフィルム層4とエポキシ系接着剤層5の積層構造)上に銅箔層(導体層)6が設けられ、さらにその上にカバー絶縁層(ポリイミドからなるカバーレイフィルム層8とエポキシ系接着剤層7の積層構造)が設けられた構造である。なお、ベースフィルム層4の厚みは0.025mm、接着剤層5の厚みは0.015mm、銅箔層6の厚みは0.035mm、カバーレイ接着剤層7の厚みは0.025mm、カバーレイフィルム層8の厚みは0.025mmである。
銅箔層は、直線状(4本)の回路パターン(銅箔部分の幅:800μm、銅箔−銅箔間の幅:400μm)となるように形成されている。上記銅箔層の銅箔部分と銅箔のない部分に起因して、FPCのベースフィルム層側の表面には段差が形成されている。
両面粘着シート(評価サンプル)10は、上記FPC(被着体)9のベースフィルム層側の表面に、図3に示すように貼り付けられる。なお、図3において、9aは銅箔が設けられている部分を表し、9bは銅箔が設けられていない部分を表す。
2 粘着体
21 基材
22 粘着剤層
3 剥離ライナー(シリコーン系剥離ライナー)
4 ベースフィルム層(ポリイミドフィルム)
5 接着剤層(エポキシ系接着剤)
6 銅箔層
7 カバーレイ接着剤層(エポキシ系接着剤)
8 カバーレイフィルム層(ポリイミドフィルム)
9 FPC(被着体)
9a 銅箔が設けられている部分
9b 銅箔が設けられていない部分
10 両面粘着シート(評価サンプル)
Claims (11)
- 基材の両面側に粘着剤層を有する粘着体を有し、さらに前記粘着体の両面側にそれぞれシリコーン系剥離ライナーを有する両面粘着シートであって、前記粘着剤層が炭素数が1〜14の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを必須の単量体成分とするアクリル系ポリマーを含み、前記粘着体の厚さが60μm以下であり、
前記シリコーン系剥離ライナーが、シリコーン系剥離層を少なくとも有する剥離ライナーであり、前記シリコーン系剥離層は、熱硬化性付加型シリコーン系剥離処理剤、熱硬化性縮合型シリコーン系剥離処理剤、紫外線硬化性シリコーン系剥離処理剤、及び電子線硬化性シリコーン系剥離処理剤のいずれかのシリコーン系剥離処理剤より形成されたシリコーン系剥離層であり、
120℃にて10分間加熱した際に発生するシロキサンガス量が1ng/cm2以下であることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。 - 前記基材が厚さ10μm以下のプラスチックフィルム基材であり、前記粘着剤層の厚さが20μm以上である請求項1に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離層の塗布量が0.3g/m2以下である請求項1又は2に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 120℃にて10分間加熱した際に発生するアウトガス量が1μg/cm2以下である請求項1〜3のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 下記浮き量が1.5mm以下である請求項1〜4のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
浮き量:両面粘着シートの一方の粘着面を、厚さ0.5mm、幅10mm、長さ90mmのアルミニウム板に貼り合わせた試験片を、直径50mmの丸棒に沿わせて、試験片の長さ方向に両面粘着シート側が外側となるように弧状に曲げた後、両面粘着シートのもう一方の粘着面を、厚さ2mmのポリプロピレン板にポリイミドフィルムを貼り合わせた被着体のポリイミドフィルム側にロールラミネータで圧着し、これを23℃で24時間放置、70℃で2時間加温した後に、被着体表面から浮き上がった試験片端部の高さ。 - 前記粘着剤層のゲル分率が10〜60%である請求項1〜5のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離処理剤が溶剤型シリコーン系剥離処理剤である請求項1〜6のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離処理剤が触媒を含有する請求項1〜7のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離処理剤が熱硬化性付加型シリコーン系剥離処理剤であり、分子中に官能基としてアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンを必須の構成成分とする請求項1〜8のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離処理剤が熱硬化性付加型シリコーン系剥離処理剤であり、分子中に官能基としてヒドロシリル基を含有するポリオルガノシロキサンを必須の構成成分とする請求項1〜9のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シート。
- シリコーン系剥離ライナー上に粘着剤組成物を塗布し粘着剤層を形成した後、該粘着剤層を基材の表面に貼り合わせる工程を少なくとも含む請求項1〜10のいずれかの項に記載のフレキシブル印刷回路基板固定用両面粘着シートの製造方法。
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