TW202307986A - 黏著性保持夾具的製作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種黏著性保持夾具10的製作方法，該夾具10包括：支撐基材11，以及設置於支撐基材11上且於表面12a具有凹凸圖案13的黏著劑層12。所述製作方法包括：第一步驟，於具有上模具21及下模具22的模具20的上模具21裝設具有用於形成凹凸圖案13的圖案31的奈米壓印模具30，並於下模具22的模腔底部22a配置支撐基材11；第二步驟，於支撐基材11上配置液狀熱硬化性黏著材料24；第三步驟，將模具20閉模並加熱之，藉此將支撐基材11與液狀熱硬化性黏著材料24一體地接著成型；以及第四步驟，將模具20打開，取出已成型的黏著性保持夾具10。

Description

黏著性保持夾具的製作方法
本發明是有關於一種黏著性保持夾具的製作方法。
已知有一種安裝裝置，其為了將陶瓷電容器、晶片電阻器、線圈、半導體元件等電子零件安裝於設置有電路的基板，對電子零件進行黏著保持，而將其搬送至基板並使其脫離。例如，專利文獻1中揭示一種元件安裝裝置，其中，移送部具有根據規定溫度而黏著力喪失或下降的黏著片。所述元件安裝裝置首先，藉由將黏著片按壓於元件並貼附於黏著片來拾取元件，接下來，藉由使元件接觸於要移送的基板上並將黏著片加熱至規定溫度以上，從而將所拾取的元件自黏著片剝離，藉此成批地移送元件。
近年來，就高畫質、高能量效率的觀點而言，將微型發光二極體（LED）安裝於電路基板的微型LED顯示器備受關注。在微型LED顯示器的製造步驟中，為了黏著紅、綠、藍（RGB）各色的LED而將其移送至基板，亦使用黏著性基材。此時，需要形成具有與RGB各色的LED配置對應的黏著區域與被黏著區域的圖案的黏著性基板。而且，例如藉由對黏著劑層的表面照射雷射光來改變黏著力，藉此形成此種圖案。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2019-68055號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，當利用雷射光照射而形成圖案時，在製造多個相同製品的情況下，存在花費時間、作業效率低這一問題。 本發明是鑒於所述情況而成者，目的在於提供一種作業效率良好的黏著性保持夾具的製作方法。 [解決課題之手段]
本發明為一種黏著性保持夾具的製作方法，所述黏著性保持夾具包括：支撐基材，以及設置於支撐基材上且於表面具有凹凸圖案的黏著劑層。所述黏著性保持夾具的製作方法包括：第一步驟，於具有上模具及下模具的模具的上模具裝設具有用於形成凹凸圖案的圖案的奈米壓印模具，並於下模具的模腔底部配置支撐基材；第二步驟，於支撐基材上配置液狀熱硬化性黏著材料；第三步驟，將模具閉模，並加熱模具，藉此將支撐基材與液狀熱硬化性黏著材料一體地接著成型；以及第四步驟，將模具打開，取出已成型的黏著性保持夾具。
較佳為奈米壓印模具為鎳電鑄模具。
較佳為液狀熱硬化性黏著材料含有未硫化的矽酮橡膠。
較佳為支撐基材為玻璃基材。
較佳為至少對玻璃基材的形成黏著劑層的表面實施底塗處理。
較佳為包括：第五步驟，於凹凸圖案的凸部的頂部以外的區域形成非黏著區域。
較佳為黏著性保持夾具是用於微型LED的製造步驟。 [發明的效果]
藉由本發明，可製造作業效率良好的黏著性保持夾具。
參照圖式對本發明的黏著性保持夾具的製作方法的一實施方式進行說明。
[黏著性保持夾具] 首先，參照圖1對藉由本發明的黏著性保持夾具的製作方法的一實施方式來製作的黏著性保持夾具進行說明。 如圖1所示，黏著性保持夾具10包括支撐基材11，以及設置於支撐基材11上且於表面12a具有凹凸圖案13的黏著劑層12。 黏著性保持夾具10的凹凸圖案13的凹凸表面全部為相同的黏著力，但可於其中的凸部13a的頂部選擇性地黏著被黏著物。
（橡膠硬度） 就對被黏著物的黏著性及容易取下的觀點而言，黏著劑層12的橡膠硬度以硬度計A型硬度計較佳為10度以上且80度以下，更佳為20度以上且60度以下。藉由硬度為所述範圍，可容易獲得充分的黏著力，且可容易取下被黏著物。 再者，橡膠硬度是依照日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）K 6253測定而得的值。
（黏著力） 黏著劑層12的黏著力（單位：N/25 mm寬）依JIS Z0237的黏著帶/黏著片試驗方法的90度剝離黏著力的測定方法來測定。 具體而言，黏著力的測定方法以JIS Z0237為參考藉由以下的方法來進行。首先，將要測定的黏著面水平固定，將測定環境設定為23℃±1℃、濕度50%±5%。接下來，將厚度25 μm的聚醯亞胺膜切割成寬25 mm後，使用2 kg的橡膠輥貼附於黏著面。然後，在1分鐘內以剝離5 mm/秒實施90度剝離試驗。 剝離試驗是於拉伸試驗機上夾住聚醯亞胺膜後，以5±0.2 mm/秒的速度進行運轉。結果換算為牛頓（newton）/25 mm（N/25 mm）。 在所述黏著力的測定中，使用IMADA股份有限公司製的數位測力器、電動支架、90度剝離試驗夾具的組合來進行，聚醯亞胺膜使用Toray-Dupont股份有限公司製造的Kapton（註冊商標）膜。
如此測得的黏著力較佳為0.1（N/25 mm）以上1.5（N/25 mm）以下，更佳為0.3（N/25 mm）以上0.7（N/25 mm）以下。 藉由黏著力為所述範圍，例如可防止零件的拾取失誤及搬送時的晶片脫落，進而，於基板上的既定位置利用焊料進行固定時，晶片的取下變得容易。
（凸部的高度） 凸部13a的高度h（參照圖1）較佳為10 μm以上且50 μm以下。藉由凸部13a的高度h為10 μm以上，在使被黏著物黏著於凸部13a後轉印至其他黏著性基板的情況下，即使被黏著物暫時落下至凹部13b中，亦可防止被黏著物與其他黏著性基板接觸。藉此，可防止被黏著物轉印至非預期的部位。另外，藉由凸部13a的高度h為50 μm以下，凸部13a在被按壓至保持對象物時不會彎曲，可確實地對保持對象物進行黏著保持。 另外，凸部13a的高度h的測定方法是後述實施例中示出者。
黏著性保持夾具10具有高黏著性，且為低硬度。另外，即使於黏著劑層12的表面12a附著有污物、塵埃等而黏著性下降，藉由利用醇清洗亦容易具有原本的黏著性，因此可反覆使用。 進而，黏著劑層12包含矽酮橡膠時，由於具有耐熱性，因此亦可在黏著有被黏著物的狀態下進行耐熱試驗。
[黏著性保持夾具的製作方法] 接下來，對本發明的黏著性保持夾具的製作方法進行說明。 （第一步驟） 如圖2的(a)部分所示，第一步驟是於具有上模具21及下模具22的模具20的上模具21裝設奈米壓印模具30，並於下模具22的模腔底部22a配置支撐基材11的步驟。
構成模具20的上模具21及下模具22較佳為由SUS（不鏽鋼）、或S45C、SKD11等鋼材形成。
奈米壓印模具30具有用於形成黏著劑層12的凹凸圖案13的圖案31，其較佳藉由光微影形成。若預先根據黏著於黏著劑層12的零件等的排列圖案，形成具有不同的圖案31的奈米壓印模具30，則藉由變更裝設於上模具21的奈米壓印模具30，可效率良好地形成多個具有不同的凹凸圖案13的黏著劑層12。 就電沈積的容易性、機械強度的觀點而言，奈米壓印模具30較佳為鎳電鑄模具、銅電鑄模具，更佳為鎳電鑄模具。
下模具22的模腔底部22a的大小形成為與支撐基材11相同。
就耐熱性及熱膨脹的觀點而言，支撐基材11較佳為玻璃基材、矽晶圓、或低熱膨脹金屬，更佳為玻璃基材。 當支撐基材11為玻璃基材時，較佳至少對玻璃基材之形成黏著劑層12的表面實施底塗處理。藉由實施底塗處理，容易將作為黏著劑層12的材料的後述的液狀熱硬化性黏著材料24密接於玻璃基材，並牢固地一體成形。
於本實施方式中，在上模具21與下模具22之間、且為玻璃基材的周圍配置有間隔物23。可藉由間隔物23的厚度T來調整黏著劑層12的厚度。在不使用間隔物23的情況下，可藉由調整下模具22的模腔深度與奈米壓印模具30的厚度或形狀來對黏著劑層12的厚度進行調整。
（第二步驟） 如圖2的(b)部分所示，第二步驟是於支撐基材11上配置液狀熱硬化性黏著材料24的步驟。 配置液狀熱硬化性黏著材料24的方法較佳利用精密分配器。 就調配與攪拌混煉的容易度、及精密的計量與噴出的觀點而言，液狀熱硬化性黏著材料24的黏度較佳為50 Pa·s以上且1600 Pa·s以下，更佳為200 Pa·s以上且600 Pa·s以下。本發明中的黏度是設為依據JIS K 7117-1:1999測定而得的值。
作為液狀熱硬化性黏著材料24，較佳為矽酮橡膠。 以矽酮橡膠為主成分的液狀熱硬化性黏著材料24例如可使用以下的矽酮橡膠組成物。
（矽酮橡膠組成物） 以下，對矽酮橡膠組成物的詳細情況進行說明。 矽酮橡膠組成物含有未硫化的矽酮橡膠、及黏著劑。
-（A）未硫化的矽酮橡膠- 本發明中使用的（A）未硫化的矽酮橡膠是一般的加成反應型的液狀矽酮橡膠。加成反應型的液狀矽酮橡膠包含以下成分。 加成反應型的液狀矽酮橡膠包括作為主成分的含乙烯基的有機聚矽氧烷、作為增強目的的二氧化矽等填充材料、作為觸媒的鉑系觸媒。此種液狀矽酮橡膠視需要，以賦予特性為目的而調配有機氫聚矽氧烷、反應控制材料、矽油、添加劑等進行製備。
-（B）黏著劑- 作為（B）黏著材料，由於要添加至矽酮橡膠中並同時進行成形，因此較佳為具有耐熱性的矽酮樹脂。矽酮樹脂是包含M單元（R 3SiO 1/2）與Q單元（SiO 4/2）的有機聚矽氧烷。R表示氫原子、羥基或有機基，就容易溶解於有機溶劑的觀點而言，較佳為甲基。另外，有機聚矽氧烷亦可含有OH基、乙烯基、或苯基。作為市售品，例如可列舉信越化學工業股份有限公司製造的KR3701、KR3700、Toray-Dow Corning公司製造的SD4580、SD4584等。
-其他成分- 矽酮橡膠組成物亦可含有觸媒、稀釋劑、顏料或染料等著色劑；調平劑、抗靜電劑等添加物。
（第三步驟） 如圖2的(c)部分所示，第三步驟為如下步驟：將模具20閉模，並利用加熱構件（未圖示）加熱模具20，藉此將支撐基材11與液狀熱硬化性黏著材料24一體地接著成型。 加熱溫度只要根據組成物的材料適宜調整即可，較佳100℃以上50℃以下，更佳100℃以上130℃以下。就將支撐基材11與液狀熱硬化性黏著材料24一體地接著成型的觀點而言，加熱時間較佳為30秒以上且20分鐘以下，更佳為5分鐘以上且10分鐘以下。 若對支撐基材11預先實施底塗處理，則藉由加熱，容易將支撐基材11與液狀硬化性黏著材料一體地接著成型。
（第四步驟） 如圖2的(d)部分所示，第四步驟是將已閉模的模具20打開，並將間隔物23去除以取出已成型的黏著性保持夾具10。若預先對奈米壓印模具30進行脫模處理，則可防止凸部的破壞或缺損。
本發明的黏著性保持夾具由於具有高的黏著性，且可自被黏著物取下，因此能夠反覆使用，就此方面而言，可用於微型LED、陶瓷電容器、晶片電阻器、線圈、半導體元件等微小的零件的製造步驟用途。
（第五步驟） 在本發明的黏著性保持夾具的製作方法中，亦可如圖3所示設置第五步驟，所述第五步驟是於黏著劑層12的凹凸圖案13的凸部13a的頂部以外的區域形成非黏著區域。例如，非黏著區域可藉由實施雷射光照射（圖3中的符號L）、紫外線（UV）照射、噴砂加工等表面處理來形成。
非黏著區域的黏著力較佳為0.02（N/25 mm）以下，更佳為0.01（N/25 mm）以下。藉由黏著力為所述範圍，可防止被黏著物黏著。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明的一例進行詳細說明。 在實施例中，以成為表1所示黏著劑層的凸部的上表面的大小（表示表中的「凸部形狀」）與高度的方式，使用了具有與所述凸部的形狀對應的圖案的奈米壓印模具。
[實施例1] 首先，製備包含以下材料的矽酮橡膠組成物。 -矽酮橡膠組成物- （A）未硫化的矽酮橡膠 KE-1950-30A（信越化學工業股份有限公司製造）  50質量份 KE-1950-30B（信越化學工業股份有限公司製造）  50質量份 （B）黏著劑 KR-3700（信越化學工業股份有限公司製造）    30質量份
接下來，將可使黏著劑層的凸部的上表面的大小成為30 μm×30 μm、凸部的高度成為40 μm的奈米壓印模具裝設於上模具。
接下來，將玻璃基材（厚度0.7 mm、40 mm×40 mm的硼矽酸玻璃）配置於下模具的模腔底部，於玻璃基材上配置所述矽酮橡膠組成物，並進行閉模，對矽酮橡膠組成物於110℃下進行10分鐘硫化。然後，打開模具，並取出已成型的黏著性保持夾具。
[實施例2] 除了設為使得黏著劑層的凸部的上表面的大小成為50 μm×30 μm、凸部的高度成為50 μm般的奈米壓印模具以外，與實施例1同樣地形成黏著性保持具。
[比較例1] 在實施例1中，使用平坦的金屬板代替奈米壓印模具來同樣地進行成形，從而成形出無凹凸的黏著保持夾具。 然後，利用雷射加工機對矽酮橡膠部進行加工，從而形成了有凹凸的黏著性保持夾具。
[比較例2] 與比較例1同樣地利用雷射加工機來形成了與實施例2同樣的凹凸形狀。
（凸部形狀及凸部高度） 用雷射顯微鏡（商品名「VK-X1000」，KEYENCE公司製）測定實施例及比較例的黏著保持夾具的凸部的形狀及凸部的高度。
（橡膠硬度） 橡膠硬度依照JIS K 6253並利用硬度計A型硬度計（商品名「GS-719N」，Teclock公司製）進行測定。
在表1中示出成型方法（橡膠部成形時間、橡膠部加工時間）、凸部的形狀、凸部的高度、橡膠硬度。
[表1]
      實施例1 實施例2 比較例1 比較例2
成形方法    模具成形 模具成形 雷射加工 雷射加工
橡膠部成形時間 分鐘 10 10 10 10
橡膠部加工時間 分鐘 無 無 30 45
凸部形狀 μm 30×30 50×30 30×30 50×30
凸部高度 μm 40 50 40 50
硬度計A型硬度 度 25 25 25 25
如表1所示，本發明的黏著性保持夾具與利用雷射光照射來形成圖案相比，能夠縮短成形時間。
10:黏著性保持夾具 11:支撐基材 12:黏著劑層 12a:黏著劑層的表面 13:凹凸圖案 13a:凸部 13b:凹部 20:模具 21:上模具 22:下模具 22a:模腔底部 23:間隔物 24:液狀熱硬化性黏著材料 30:奈米壓印模具 31:圖案 T:間隔物的厚度 h:凸部的高度 L:雷射光
圖1是表示藉由本發明的黏著性保持夾具的製作方法來製作的黏著性保持夾具的一實施方式的概略剖面圖。 圖2是對本發明的黏著性保持夾具的製作方法的一實施方式進行說明的概略剖面圖。 圖3是表示本發明的黏著性保持夾具的製作方法的追加步驟的概略剖面圖。
10:黏著性保持夾具
11:支撐基材
12:黏著劑層
12a:黏著劑層的表面
13:凹凸圖案
13a:凸部
13b:凹部
20:模具
21:上模具
22:下模具
22a:模腔底部
23:間隔物
24:液狀熱硬化性黏著材料
30:奈米壓印模具
31:圖案
T:間隔物的厚度

Claims (7)

  1. 一種黏著性保持夾具的製作方法，所述黏著性保持夾具包括：支撐基材，以及設置於所述支撐基材上且於表面具有凹凸圖案的黏著劑層，所述黏著性保持夾具的製作方法包括： 第一步驟，於具有上模具及下模具的模具的所述上模具裝設具有用於形成所述凹凸圖案的圖案的奈米壓印模具，並於所述下模具的模腔底部配置所述支撐基材； 第二步驟，於所述支撐基材上配置液狀熱硬化性黏著材料； 第三步驟，將所述模具閉模，並加熱所述模具，藉此將所述支撐基材與所述液狀熱硬化性黏著材料一體地接著成型；以及 第四步驟，將所述模具打開，取出已成型的所述黏著性保持夾具。
  2. 如請求項1所述的黏著性保持夾具的製作方法，其中，所述奈米壓印模具為鎳電鑄模具。
  3. 如請求項1所述的黏著性保持夾具的製作方法，其中，所述液狀熱硬化性黏著材料含有未硫化的矽酮橡膠。
  4. 如請求項1所述的黏著性保持夾具的製作方法，其中，所述支撐基材為玻璃基材。
  5. 如請求項4所述的黏著性保持夾具的製作方法，其中，至少對所述玻璃基材的形成所述黏著劑層的表面實施底塗處理。
  6. 如請求項1所述的黏著保持夾具的製作方法，包括：第五步驟，於所述凹凸圖案的凸部的頂部以外的區域形成非黏著區域。
  7. 如請求項1~6中任一項所述的黏著性保持夾具的製作方法，其中，所述黏著性保持夾具是用於微型發光二極體的製造步驟。
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