JP7210845B2 - 接着剤フィルム収容セット及びその製造方法 - Google Patents
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Description
接着剤フィルム10は、例えばテープ状である。テープ状の接着剤フィルム10は、例えば、シート状の原反を用途に応じた幅で長尺に切り出すことによって作製される。図2は、接着剤フィルム10を示す模式断面図である。図2に示すように、接着剤フィルム10は、基材11と、基材11の一面上に積層された第1の接着剤層12と、第1の接着剤層12の基材11と反対側の面上に積層された第2の接着剤層13と、を備える。
第1の接着剤層12は、光硬化性組成物の硬化物(光硬化物)からなる。光硬化性組成物は、(A)重合性化合物(以下、「(A)成分」ともいう。)、(B)光重合開始剤(以下、「(B)成分」ともいう。)、及び(C)導電粒子14(以下、「(C)成分」ともいう。)を含有する。第1の接着剤層12は、例えば、光硬化性組成物からなる層に対して光エネルギーを照射することで(A)成分を重合させ、光硬化性組成物を硬化させることで得られる。つまり、第1の接着剤層12は、導電粒子14と、光硬化性組成物の導電粒子14以外の成分を硬化させてなる接着剤成分15と、からなる。第1の接着剤層12は、光硬化性組成物を完全に硬化させた硬化物であってもよく、光硬化性組成物を部分的に硬化させた硬化物であってもよい。すなわち、接着剤成分15は、未反応の(A)成分及び(B)成分(更には後述するその他の成分)を含有していてもよく、含有していなくてもよい。
(A)成分は、例えば、光(例えば紫外光)の照射によって光重合開始剤が発生させたラジカル、カチオン又はアニオンにより重合する化合物である。(A)成分は、モノマー、オリゴマー又はポリマーのいずれであってもよい。(A)成分として、一種の化合物を単独で用いてよく、複数種の化合物を組み合わせて用いてもよい。
(B)成分は、150~750nmの範囲内の波長を含む光、好ましくは254~405nmの範囲内の波長を含む光、更に好ましくは365nmの波長を含む光(例えば紫外線)の照射によってラジカル、カチオン又はアニオンを発生する光重合開始剤(光ラジカル開始剤、光カチオン開始剤又は光アニオン開始剤)であってよく、接続抵抗の低減効果に優れる観点、低温短時間での硬化がより容易となるから、光ラジカル開始剤であることが好ましい。
(C)成分は、導電性を有する粒子であれば特に制限されず、Au、Ag、Ni、Cu、はんだ等の金属で構成された金属粒子、導電性カーボンで構成された導電性カーボン粒子などであってよい。(C)成分は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック(ポリスチレン等)などを含む核と、上記金属又は導電性カーボンを含み、核を被覆する被覆層とを備える被覆導電粒子であってもよい。これらの中でも、熱溶融性の金属で形成された金属粒子、又はプラスチックを含む核と、金属又は導電性カーボンを含み、核を被覆する被覆層とを備える被覆導電粒子が好ましく用いられる。この場合、光硬化性組成物の硬化物を加熱又は加圧により変形させることが容易であるため、電極同士(例えば回路電極同士)を電気的に接続する際に、電極と(C)成分との接触面積を増加させ、電極間の導電性をより向上させることができる。
光硬化性組成物は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分以外のその他の成分を更に含有していてよい。その他の成分としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱重合開始剤、熱可塑性樹脂、カップリング剤、充填材及び熱硬化性樹脂の硬化剤、軟化剤、促進剤、劣化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤等が挙げられる。熱重合開始剤は、例えば、後述する熱硬化性樹脂に含有される熱重合開始剤を用いることができる。これらの成分は、第1の接着剤層12に含有されていてもよい。
第2の接着剤層13は、例えば、(a)重合性化合物(以下、(a)成分ともいう。)及び(b)熱重合開始剤(以下、(b)成分ともいう。)を含有する熱硬化性組成物からなる。第2の接着剤層13を構成する熱硬化性組成物は、回路接続時に流動可能な熱硬化性組成物であり、例えば、未硬化の熱硬化性組成物である。第2の接着剤層13は、導電粒子14を含まないことが好ましい。第2の接着剤層13における導電粒子14の含有量は、例えば、第2の接着剤層の全質量基準で、1質量%以下であってよく、0質量%であってよい。
(a)成分は、例えば、熱によって熱重合開始剤が発生させたラジカル、カチオン又はアニオンにより重合する化合物である。(a)成分としては、(A)成分として例示した化合物を用いることができる。(a)成分は、接続抵抗の低減効果に優れる観点から、ラジカルにより反応するラジカル重合性基を有するラジカル重合性化合物であることが好ましい。(a)成分における好ましいラジカル重合性化合物の例及び好ましいラジカル重合性化合物の組み合わせは、(A)成分と同様である。(a)成分がラジカル重合性化合物であり、且つ、第1の接着剤層における(B)成分が光ラジカル重合開始剤である場合、接着剤フィルムの保管時又は運搬時における熱硬化性組成物の硬化が顕著に抑制される傾向がある。
(b)成分は、熱によりラジカル、カチオン又はアニオンを発生する熱重合開始剤(熱ラジカル重合開始剤、熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤)であってよく、低温短時間での接続が容易になる観点、及び接続抵抗の低減効果に優れる観点から、熱ラジカル重合開始剤であることが好ましい。(b)成分として、一種の化合物を単独で用いてよく、複数種の化合物を組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性組成物は、(a)成分及び(b)成分以外のその他の成分を更に含有していてよい。その他の成分としては、例えば、熱可塑性樹脂、カップリング剤、充填材、軟化剤、促進剤、劣化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤等が挙げられる。その他の成分の詳細は、第1の接着剤層12におけるその他の成分の詳細と同じである。
リール20は、接着剤フィルム10が巻き付けられる巻芯21を有する第1の側板22と、巻芯21を挟んで第1の側板22と対向するように配置された第2の側板23と、を備える。
収容部材30Aは、例えば袋状をなしており、接着剤フィルム10及びリール20を収容している。収容部材30Aは、収容部材30Aの内部に接着剤フィルム10及びリール20を収容(挿入)するための、挿入口31を有している。
攪拌機、温度計、塩化カルシウム乾燥管を有する還流冷却管、及び、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ポリ(1,6-ヘキサンジオールカーボネート)(商品名:デュラノール T5652、旭化成ケミカルズ株式会社製、数平均分子量1000)2500質量部(2.50mol)と、イソホロンジイソシアネート(シグマアルドリッチ社製)666質量部(3.00mol)とを3時間かけて均一に滴下した。次いで、反応容器に十分に窒素ガスを導入した後、反応容器内を70~75℃に加熱して反応させた。次に、反応容器に、ハイドロキノンモノメチルエーテル(シグマアルドリッチ社製)0.53質量部(4.3mmol)と、ジブチルスズジラウレート(シグマアルドリッチ社製)5.53質量部(8.8mmol)とを添加した後、2-ヒドロキシエチルアクリレート(シグマアルドリッチ社製)238質量部(2.05mol)を加え、空気雰囲気下70℃で6時間反応させた。これにより、ポリウレタンアクリレート(UA1)を得た。ポリウレタンアクリレート(UA1)の重量平均分子量は15000であった。なお、重量平均分子量は、下記の条件に従って、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)より標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定した。
(測定条件)
装置:東ソー株式会社製 GPC-8020
検出器:東ソー株式会社製 RI-8020
カラム:日立化成株式会社製 Gelpack GLA160S+GLA150S
試料濃度:120mg/3mL
溶媒:テトラヒドロフラン
注入量:60μL
圧力:2.94×106Pa(30kgf/cm2)
流量:1.00mL/min
ポリスチレン粒子の表面上に、層の厚さが0.2μmとなるようにニッケルからなる層を形成した。このようにして、平均粒径4μm、比重2.5の導電粒子を得た。
以下に示す成分を表1に示す配合量(質量部)で混合し、光硬化性組成物1及び2のワニスを調製した。なお、表1に記載の導電粒子の含有量(体積%)及び充填材の含有量(体積%)は、光硬化性組成物の全体積を基準とした含有量である。
(重合性化合物)
A1:ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(商品名:DCP-A、東亞合成株式会社製)
A2:上述のとおり合成したポリウレタンアクリレート(UA1)
A3:2-メタクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート(商品名:ライトエステルP-2M、共栄社化学株式会社製)
(光重合開始剤)
B1:1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](商品名:Irgacure(登録商標)OXE01、BASF社製)
(導電粒子)
C1:上述のとおり作製した導電粒子
(熱可塑性樹脂)
D1:ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(商品名:PKHC、ユニオンカーバイド社製)
(熱重合開始剤)
E1:ベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT-K40、日油株式会社製)
(カップリング剤)
F1:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学工業株式会社製)
(充填材)
G1:シリカ微粒子(商品名:R104、日本アエロジル株式会社製、平均粒径(一次粒径):12nm)
(溶剤)
H1:メチルエチルケトン
重合性化合物a1~a3、熱重合開始剤b1、熱可塑性樹脂d1、カップリング剤f1、充填材g1及び溶剤h1として、光硬化性組成物1における重合性化合物A1~A3、熱重合開始剤E1、熱可塑性樹脂D1、カップリング剤F1、充填材G1及び溶剤H1と同じものを用い、これらの成分を表2に示す配合量(質量部)で混合し、熱硬化性組成物1のワニスを調製した。なお、表2に記載の充填材の含有量(体積%)は、熱硬化性組成物の全体積を基準とした含有量である。
バリア袋(商品名:OP-I、遠興社製、視認部における波長365nmの光の透過率:50%)に、UVカットフィルム(型番:KU-1000100、アズワン社製、波長365nmの光の透過率:1%未満)を貼り合せ、全面が視認部の収容部材を作製した。得られた収容部材の視認部から収容部材の内部を目視にて観察し、収容部材の内部を視認し得ることを確認した。
[第1の接着剤フィルムの作製]
光硬化性組成物1のワニスを、厚さ50μmのPETフィルム上に塗工装置を用いて塗布した。次いで、70℃、3分間の熱風乾燥を行い、PETフィルム上に光硬化性組成物1からなる層を形成した。次に、光硬化性組成物1からなる層に対し、メタルハライドランプを用いて積算光量が2000mJ/cm2となるように光照射を行い、重合性化合物を重合させた。これにより、光硬化性組成物1を硬化させ、第1の接着剤層を形成した。以上の操作により、PETフィルム上に厚さ1.9μmの第1の接着剤層を備える第1の接着剤フィルムを得た。このときの導電粒子密度は7000個/mm2であった。なお、第1の接着剤層の厚さは、オリンパス株式会社製レーザー顕微鏡 OLS4100を用いて測定した。
熱硬化性組成物1のワニスを、厚さ50μmのPETフィルム上に塗工装置を用いて塗布した。次いで、70℃、3分間の熱風乾燥を行い、PETフィルム上に厚さが10μmの第2の接着剤層(熱硬化性組成物1からなる層)を形成した。以上の操作により、PETフィルム上に第2の接着剤層を備える第2の接着剤フィルムを得た。
第1の接着剤フィルムと第2の接着剤フィルムとを、基材であるPETフィルムと共に40℃で加熱しながら、ロールラミネータでラミネートした。これにより、第1の接着剤層と第2の接着剤層とが積層された二層構成の接着剤フィルム(回路接続用接着剤フィルム)を作製した。
得られた回路接続用接着剤フィルムを、上述のとおり作製した収容部材に収容した後、収容部材内の空気を吸引して除去し、その後に収容部材の挿入口をシーラー機で密封した。これにより接着剤フィルム収容セットを得た。
光硬化性組成物1に代えて光硬化性組成物2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着剤フィルム収容セットを作製した。
実施例1と同様にして、接着剤フィルム(回路接続用接着剤フィルム)を作製した後、収容部材として、バリア袋(商品名:OP-I、(株)遠興社製、視認部における波長365nmの光の透過率:50%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着剤フィルム収容セットを作製した。
(比較例2)
実施例2と同様にして、接着剤フィルム(回路接続用接着剤フィルム)を作製した後、収容部材として、バリア袋(商品名:OP-I、(株)遠興社製、視認部における波長365nmの光の透過率:50%)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、接着剤フィルム収容セットを作製した。
[接続特性評価]
作製直後の回路接続用接着剤フィルムを介して、ピッチ25μmのCOF(FLEXSEED社製)と、ガラス基板上に非結晶酸化インジウム錫(ITO)からなる薄膜電極(高さ:1200Å)を備える、薄膜付きガラス基板(ジオマテック社製)とを、熱圧着装置(加熱方式:コンスタントヒート型、株式会社太陽機械製作所製)を用いて、170℃、6MPaで4秒間の条件で加熱加圧を行って幅1mmにわたり接続し、回路接続構造体(接続構造体)を作製した。得られた接続構造体について、接続直後の接続抵抗値を、マルチメーターで測定した。なお、接続の際には、回路接続用接着剤フィルムにおける第1の接着剤層側の面がガラス基板と対向するように、回路接続用接着剤フィルムをガラス基板上に配置した。
Claims (6)
- 回路接続用接着剤フィルムと、該接着剤フィルムを収容する収容部材と、を備え、
前記接着剤フィルムは、第1の接着剤層と、該第1の接着剤層上に積層された第2の接着剤層と、を備え、
前記第1の接着剤層は、光硬化性組成物の硬化物からなり、
前記光硬化性組成物は、導電粒子及び光重合開始剤を含有し、
前記第2の接着剤層は、熱硬化性組成物からなり、
前記収容部材は、前記収容部材の内部を外部から視認可能とする視認部を有し、
前記視認部における波長365nmの光の透過率は10%以下である、接着剤フィルム収容セット(ただし、前記接着剤フィルムが、前記第1の接着剤層以外に、光重合開始剤を含有する層を備えるものは除く)。 - 前記光硬化性組成物は、前記光重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤を含有し、
前記熱硬化性組成物は、ラジカル重合性化合物を含有する、請求項1に記載の接着剤フィルム収容セット。 - 前記第1の接着剤層が前記光重合開始剤を含む、請求項1又は2に記載の接着剤フィルム収容セット。
- 第1の接着剤層と、該第1の接着剤層上に積層された、熱硬化性組成物からなる第2の接着剤層と、を備える回路接続用接着剤フィルムを用意する用意工程と、
前記接着剤フィルムを収容部材に収容する収容工程と、を備え、
前記用意工程は、導電粒子及び光重合開始剤を含有する光硬化性組成物からなる層に対して光を照射することにより前記光硬化性組成物を硬化させ、前記第1の接着剤層を得る工程を含み、
前記収容部材は前記収容部材の内部を外部から視認可能とする視認部を有し、前記視認部における波長365nmの光の透過率は10%以下である、接着剤フィルム収容セットの製造方法(ただし、前記接着剤フィルムが、前記第1の接着剤層以外に、光重合開始剤を含有する層を備えるものは除く)。 - 前記光硬化性組成物は、前記光重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤を含有し、
前記熱硬化性組成物は、ラジカル重合性化合物を含有する、請求項4に記載の接着剤フィルム収容セットの製造方法。 - 前記第1の接着剤層が前記光重合開始剤を含む、請求項4又は5に記載の接着剤フィルム収容セットの製造方法。
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