JP2000239622A - Icチップ補強板固定用後硬化型粘接着テープ - Google Patents

Icチップ補強板固定用後硬化型粘接着テープ

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JP2000239622A
JP2000239622A JP11046666A JP4666699A JP2000239622A JP 2000239622 A JP2000239622 A JP 2000239622A JP 11046666 A JP11046666 A JP 11046666A JP 4666699 A JP4666699 A JP 4666699A JP 2000239622 A JP2000239622 A JP 2000239622A
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pressure
reinforcing plate
chip
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Makoto Miura
誠 三浦
Mitsuru Ozasa
満 小笹
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 COFのICチップ用補強板の固定に適した
硬度と接着性を有し、煩わしい塗布工程や保管管理が不
要なICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テープを提
供する。 【解決手段】 紫外線照射前は粘着性を有し、紫外線照
射後も一定期間粘着性を保持し、最終的に粘着性がなく
なって硬化する紫外線硬化型粘接着テープであって、硬
化後のロックウェル硬度がHLM80以上であることを
特徴とするICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テー
プ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップ補強板
固定用後硬化型粘接着テープに関する。
【0002】
【従来の技術】ICチップは、Dual-In Line Package
(DIP)と呼ばれるピン挿入型パッケージで用いられ
てきた。しかし、電子機器の軽薄短小化により、より小
型で精密な実装が可能な表面実装型パッケージへと変遷
してきた。その究極がChip SizePackage (CSP)で
あり、Chip on Board (COB)方式によるベアチップ
実装である。これらの中で、Chip on FPC (COF)と
呼ばれるFPC上にベアチップを実装する方式は、携帯
電話やICカードといった電子機器に搭載され、これら
の小型化に貢献した。
【0003】ICチップ自体は、変形応力に弱く破壊さ
れ易いものであるので、これら外力からICチップを保
護するために、リジッドな基板上に搭載されたICチッ
プの上に硬度の高いエポキシ系の封止材料により固化し
た形で実装されてきた。これに対してCOF型の実装方
式ではICチップが直接FPC上に実装されるため、本
来柔軟なFPCのチップ搭載部分を硬い補強板を積層し
て補強をしている。補強板は金属や合成樹脂等の板状材
料が一般的であり、これらを接着剤によって接着する方
法が採られてきた。
【0004】FPCの補強はICチップに限らず、差込
みコネクター部分や電子部品の実装部分に用いられてい
るが、特にICチップの補強は「変形しない」ように補
強する必要があり、ハードタイプと呼ばれる「高硬度」
の補強板が用いられてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年の電子機器の軽薄
短小化により、FPCの厚みは益々薄層化しており、必
然的に補強板の厚みには制約される。しかし、補強板の
硬度の向上には限界があり、FPCと補強板を接着する
接着剤層にも相当の硬度が要求されるようになってき
た。
【0006】通常、FPCと補強板の接着手段として
は、硬化型接着剤、熱硬化接着フィルム、ホットメルト
型粘着テープ、両面粘着テープ等が用いられてきた。し
かし、硬化型接着剤は或る程度の硬度の要求を満たすも
のではあるが、硬化剤の混合等厄介な接着剤の塗布工程
が必要で、更には塗液が細かな部品が搭載されたFPC
の側面や裏面に回り込んだり、被接着部分以外にはみ出
して周囲の部品等を汚染する問題があり、更には上記硬
化型接着剤の内、1液型接着剤は保管中に硬化する等、
棚時間が短く、冷蔵庫保管等その取扱いが極めて煩瑣な
ものであった。
【0007】又、熱硬化接着フィルムは、FPCと補強
板間に挿入し、加熱加圧して接着・硬化させるものであ
るので、上記加熱加圧工程において、ICチップを破壊
したり、FPCに損傷を与えるおそれがあり、又、硬化
型接着剤と同様棚時間が短く、その保管に特別の留意が
必要であった。
【0008】又、ホットメルト型粘着テープは、熱硬化
接着フィルムと同様、FPCと補強板間に挿着し、加熱
加圧して接着するものであるが、加熱により粘着剤が軟
化し粘着力を発現するものであるので僅かな加圧でよ
く、加熱加圧工程においてICチップを破壊したり、F
PCに損傷を与えるおそれはないが、温度の上昇によっ
て接着強度が低下してしまうおそれがある。
【0009】又、両面粘着テープは、極めて簡便にFP
Cと補強板を接着できるという利点はあるが、粘着剤の
特性からそもそも余り硬度の大きい接着層を形成するこ
とは難しく、更にはホットメルト型粘着テープと同様、
温度の上昇によって、接着強度や硬度が低下してしま
い、更に高温になると必要硬度を下回ってしまうおそれ
がある。
【0010】本発明は、叙上の事実に鑑みなされたもの
であって、COFのICチップ用補強板の固定に適した
硬度と接着性を有し、煩わしい塗布工程や保管管理が不
要なICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テープを提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のICチップ補強
板固定用後硬化型粘接着テープは、紫外線照射前は粘着
性を有し、紫外線照射後も一定期間粘着性を保持し、最
終的に粘着性がなくなって硬化する紫外線硬化型粘接着
テープであって、硬化後のロックウェル硬度がHRM8
0以上であることを特徴とする。
【0012】本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープに用いられる粘接着剤は、紫外線照射前は
粘着性を有し、紫外線照射後も一定期間粘着性を保持
し、最終的に粘着性がなくなって硬化し、硬化後のロッ
クウェル硬度がHRM80以上を呈するものであれば特
に限定されるものではないが、例えば、カチオン重合性
化合物、初期粘着性を得るための分子量1万以上のポリ
マー成分及び光カチオン重合開始剤を含有する光カチオ
ン重合性粘接着剤組成物が挙げられる。上記光カチオン
重合性粘接着剤組成物には、必要に応じて、例えば、重
合速度調整剤、粘性調整剤、架橋剤、充填剤、安定剤、
硬化促進剤、粘着付与樹脂、可塑剤、応力緩和剤、消泡
剤、硬度調整剤、希釈剤等の添加剤、助剤等を使用する
ことができる。
【0013】カチオン重合性化合物とは、分子内にカチ
オン重合性官能基を有する化合物である。これらのカチ
オン重合性官能基としては、特に限定されるものではな
いが、例えば、エポキシ、脂環エポキシ、水酸基、エピ
スルフィド基、ビニルエーテル基、エチレンイミン基等
が挙げられ、中でも、エポキシ、脂環式エポキシ系化合
物は反応性に富み、硬化時間が短いため、接着工程の短
縮化を図ることができ、更に、得られる硬化層の硬度も
高いためICチップの補強効果も大きい点で好適に用い
られる。カチオン重合性化合物の分子量は特に限定され
るものではなく、例えば、ポリマーであってもよい。
【0014】エポキシ基を有するカチオン重合性化合物
としては、例えば、エポキシ樹脂が好適に用いられる。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、
ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、フェノール
ノボラック型、クレゾールノボラック型、グリシジルエ
ーテル型、グリシジル化アミン型等のエポキシ樹脂や脂
環式エポキシ樹脂が挙げられる。又、エポキシ基含有オ
リゴマーも同様に好適に用いられる。これらのオリゴマ
ーとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシオリ
ゴマー(例えば、油化シェルエポキシ社製、商品名「エ
ピコート1001」、「エピコート1002」等)が挙
げられる。更に、上記エポキシ基含有モノマーやオリゴ
マーの付加重合体、例えば、グリシジル化ポリエステ
ル、グリシジル化ポリウレタン、グリシジル化アクリル
等も同様に好適に用いられる。
【0015】初期粘着性を得るための分子量1万以上の
ポリマー成分としては、所期目的を発現し得るものであ
れば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル
系、スチレン系、塩化ビニル系、酢酸ビニル系等のビニ
ル系ポリマー、ウレタン系、ポリエステル系、ユリア
系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ゴム系等のポリ
マー等が挙げられる。中でもアクリル系ポリマーは、良
好な粘着性、特に、本発明において所要の初期粘着力を
発現するので好適に用いられる。
【0016】上記ポリマーの示差走査熱量計(DSC)
によるガラス転移温度(Tg)は、特に限定されるもの
ではないが、好ましくは、Tgが30℃以下であるポリ
マーが全ポリマー成分量の40重量%以上含有されるこ
とが好ましい。Tgが高いポリマーを用いると、得られ
る粘接着テープの凝集力が増大し、常温付近での打抜き
や切断等の機械加工が容易になる反面、粘接着テープが
硬質化して被着体に対する初期粘着力が低下し、密着性
が低下する。
【0017】光カチオン重合開始剤は、イオン性光酸発
生タイプ及び非イオン性光酸発生タイプのいずれであっ
てもよい。イオン性光酸発生タイプ光カチオン重合開始
剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハ
ロニウム塩、芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩、鉄
−アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノール−
アルミニウム錯体等の有機金属錯体類等が挙げられる。
市販されているこれらのイオン性光酸発生タイプの光カ
チオン重合開始剤としては、例えば、旭電化社製、商品
名「オプトマーSP−150」、「同SP−170」、
ゼネラルエレクトリック社製、商品名「UVE−101
4」、サートマー社製、商品名「CD−1012」等が
挙げられる。
【0018】非イオン性光酸発生タイプの光カチオン重
合開始剤としては、例えば、ニトロベンジルエステル、
リン酸エステル、スルホン酸誘導体、フェノールスルホ
ン酸誘導体、N−ヒドロキシイミドスルホナート、ジア
ゾナフトキノン等が挙げられる。これらの光カチオン重
合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用
されてもよい。又、有効活性波長の異なる複数種の光カ
チオン重合開始剤を用いることによって、2段階以上に
硬化反応をさせてもよい。更に、これらの光重合開始剤
は、例えば、光ラジカル重合開始剤、光アニオン重合開
始剤等の他の光重合開始剤と併用されてもよい。この場
合、光ラジカル重合開始剤や光アニオン重合開始剤を活
性化する光の波長は、光カチオン重合開始剤を活性化す
る光の波長と必ずしも同じである必要はない。
【0019】光カチオン重合開始剤を活性化する光は、
赤外線、可視光線、紫外線、X線、α線、β線、γ線、
電子線等が用いられるが、コスト、安全性等から紫外線
及びこれより長波長の光が好適に用いられ、特に波長2
00〜400nmの紫外線は、エネルギー量が高く、取
扱が容易であるので極めて有効に用いることができる。
上記紫外線の光源としては、水銀灯、メタルハライドラ
ンプ、キセノンアークランプ、ケミカルランプ、無電極
型のマイクロ波励起型ランプ等が挙げられる。
【0020】上記カチオン重合性化合物とポリマーとの
配合比率は、特に限定されるものではないが、一つの目
安として、カチオン重合性化合物40〜80重量部に対
してポリマー60〜20重量部である。又、光カチオン
重合開始剤は、上記カチオン重合性化合物/ポリマー組
成物100重量部中の重合性官能基とのモル比で、0.
001〜10%であることが好ましい。
【0021】本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープの作製手段は、特に限定されるものではな
いが、例えば、押出法、キャスト法等が挙げられる。上
記テープ状に加工される工程において、上記粘接着剤組
成物は、支持体なしでテープ状に加工されてもよいが、
例えば、プラスチックフィルムや紙、織布、不織布、金
属箔或いはこれらの複合体等が支持体として用いられて
もよく、用いられるICチップ補強板に直接上記粘接着
剤組成物の層が設けられてもよい。
【0022】テープ状に加工された上記粘接着剤組成物
は、加熱によって溶剤やその他の不要揮発分を飛ばした
り、添加された架橋剤により架橋したり或いは光カチオ
ン重合開始剤の活性化波長を含まない光により架橋して
もよい。又、本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープは、適宜の剥離紙によって粘接着剤層を保
護してやることが好ましい。本発明のICチップ補強板
固定用後硬化型粘接着テープは、この状態でロール状に
巻回することにより取扱性を良好にすることができる。
【0023】本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープの厚みは、用いられるFPCの厚みや被着
部位等によって適宜選択使用されるものであって、特に
限定されるものではないが、通常、10〜200μm程
度のものが汎用される。又、粘接着剤層の表面は、被着
体への密着性を高めるためできるだけ平滑であることが
好ましい。
【0024】本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープを用いてICチップ補強板を固定する方法
の一例について説明する。先ず、ICチップ補強板固定
用後硬化型粘接着テープは、FPCの補強板貼着位置に
貼着されるか、或いはSUS鋼板や樹脂板等の補強板に
貼着される。ICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テ
ープが補強板に貼着される場合には、適宜サイズの補強
板原板上にICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テー
プを広幅で貼着して置き、ICチップ補強板固定用後硬
化型粘接着テープ付き補強板原板から打抜きその他の適
宜方法によって必要形状の補強板が加工されてもよい。
【0025】いずれの場合もICチップ補強板固定用後
硬化型粘接着テープはその粘着性によって指圧もしくは
簡単なラミネーターやプレス装置を用いて容易に貼着で
きる。上記ICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テー
プの貼着に際し、積層面の空気の巻き込みや巻き込まれ
た空気を排除するために、加熱、加圧や減圧が併用され
てもよい。
【0026】次いで、一方の被着体に貼着されたICチ
ップ補強板固定用後硬化型粘接着テープに、前記する紫
外線照射装置等によって、光カチオン重合開始剤の活性
波長の光を活性光量照射して、粘接着剤層の硬化反応を
開始させる。粘接着剤層は、経時的に硬化反応を進行さ
せ、粘着性は低減していく。本発明のICチップ補強板
固定用後硬化型粘接着テープは、初期粘着力が十分に現
出しており、粘接着剤層の硬化反応が開始し、粘着力を
失うまでの時間(可使時間)が十分に確保できているの
で、この間に、他方の被着体を硬化反応が進行しつつあ
るICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テープ面に貼
着される。
【0027】上記可使時間は、上記ポリマーの種類や配
合量の他、紫外線照射光量、環境温度等によっても調整
することができる。
【0028】このようにしてFPCに搭載されたICチ
ップは、補強板にて固定され、ICチップ固定用後硬化
型粘接着テープの後硬化によって補強は完了する。補強
箇所の硬化後のロックウェル硬度はHRM80以上であ
る。
【0029】本発明のICチップ固定用後硬化型粘接着
テープは、叙上のように光照射して硬化反応開始後、一
定の可使時間をおいて粘着性を失って硬化する所謂後硬
化プロセスによってFPCに搭載されたICチップを補
強板によって接着固定するものであるので、SUS鋼板
やポリイミドのような紫外線に対して不透明な補強板や
FPCであっても、紫外線を用いた硬化反応を継続する
ことができ、更に、必ずしも硬化反応に熱を必要としな
いため、熱により変形し易いプラスチック材料が用いら
れている場合であっても、強固な接着による補強が可能
となる。
【0030】本発明のICチップ補強板固定用後硬化型
粘接着テープを用いて補強されたFPCは、補強部分の
粘接着剤層の硬化後のロックウェル硬度がHRM80以
上であるので、粘接着剤層自体ICチップの補強に大き
く寄与し、薄肉化されたFPCや補強板であってもIC
チップを十分に保護することが可能となり、これら電子
機器の小型化をより一層推進することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する。 (実施例1)ポリエチルアクリレート(Mw=76万、
Tg=−16℃)40重量部、ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、商品名「エピコー
ト834」)60重量部、光カチオン重合開始剤(旭電
化社製、商品名「オプトマーSP170」)1重量部及
び酢酸エチル150重量部からなる光カチオン重合性樹
脂組成物を十分混合して溶解し、ロールコーターにより
シリコーン離型処理された厚さ50μmのポリエチレン
テレフタレートフィルム(以下、離型PETと称する)
に乾燥後厚さが1mm及び50μmになるように塗工し
た。これに離型PETをラミネートしてICチップ補強
板固定用後硬化型粘接着テープを作製した。
【0032】(実施例2)ポリエチルアクリレート(M
w=76万、Tg=−16℃)20重量部、ポリメチル
メタクリレート(Mw=55万、Tg=114℃)20
重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル
エポキシ社製、商品名「エピコート828」)50重量
部、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(油化シェルエポ
キシ社製、商品名「エピコート807」)10重量部、
光カチオン重合開始剤(旭電化社製、商品名「オプトマ
ーSP170」)1重量部及び酢酸エチル150重量部
からなる光カチオン重合性樹脂組成物を十分混合して溶
解し、ロールコーターにより離型PETに乾燥後厚さが
1mm及び50μmになるように塗工した。これに離型
PETをラミネートしてICチップ補強板固定用後硬化
型粘接着テープを作製した。
【0033】(比較例1)ブチルアクリレート/アクリ
ル酸=(重量比)99/1共重合体(Mw=66万、T
g=−37℃)100重量部、エポキシ系架橋剤(商品
名「TETRADX」)0.03重量部及び酢酸エチル
150重量部からなる架橋性粘着剤組成物を十分混合し
て溶解し、ロールコーターにより離型PETに乾燥後厚
さが1mm及び50μmになるように塗工した。これに
離型PETをラミネートして粘着テープを作製した。
【0034】(比較例2)ビスフェノールA型エポキシ
樹脂(油化シェルエポキシ社製、商品名「エピコート8
28」)80重量部、アミンアダクト型潜在性硬化剤
(味の素社製、商品名「アミキュアPN−23」)20
重量部を無溶剤で十分混合して分散し熱硬化型接着剤と
すると共に、バーコーターにて離型PET上に厚さ1m
mで塗工し、塗工面を別の離型PETで保護した。
【0035】(比較例3)ビスフェノールA型エポキシ
樹脂(旭電化社製、商品名「オプトマーKRM241
0」)100重量部、光カチオン重合開始剤(旭電化社
製、商品名「オプトマーSP170」)1重量部を無溶
剤で十分混合して分散し、光硬化型接着剤とすると共
に、バーコーターにて離型PET上に厚さ1mmで塗工
し、塗工面を別の離型PETで保護した。
【0036】実施例1、2及び比較例1〜3で得られた
粘着テープ及び接着剤の性能を評価するため、以下に示
す測定1〜3による試験を実施した。測定結果は表1に
示す。
【0037】(測定1)糊厚1mmの粘着テープについ
てJIS K 7202に準拠し、ロックウェル硬度計
にてHRM硬度を測定した。測定に先立ち、実施例1、
2及び比較例3では一方の離型PETを剥離してメタル
ハライドランプにより120mW/cm2 の照度で20
秒間紫外線を照射した後、100℃で1時間の養生を行
った。又、比較例1、2では100℃で1時間の養生を
行った。
【0038】(測定2)以下に示す積層条件にて、糊厚
50μmの粘着テープ又は接着剤の一方の面に厚さ50
μmの鏡面仕上げSUS304箔を積層した後、20m
m幅にスリットし、次いで、反対の面にポリイミドフィ
ルムを積層して試験片を調製し、180°剥離試験を行
い、接着力を測定した。尚、剥離速度は50mm/分。
【0039】〔実施例1、2の粘接着テープについての
積層条件〕鏡面仕上げSUS304箔に、一方の離型P
ETを剥がした糊厚50μmのICチップ補強板固定用
後硬化型粘接着テープを、室温でラミネート圧3kg/
cm、ラミネート速度1m/分で積層し、積層体とし
た。上記積層体の離型PETを剥離し、120mW/c
2 の照度のメタルハライドランプにて20秒間紫外線
を照射し、照射60秒後にポリイミドフィルムを室温で
ラミネート圧3kg/cm、ラミネート速度1m/分で
積層した。ポリイミドフィルム積層後、100℃で1時
間加熱し硬化を完了させた。
【0040】〔比較例1の粘着テープについての積層条
件〕一方の離型PETを剥がした糊厚50μmの粘着テ
ープに鏡面仕上げSUS304箔を積層した後、更に反
対面の離型PETを剥離してポリイミドフィルムを積層
した。積層条件はいずれも室温下、ラミネート圧3kg
/cm、ラミネート速度1m/分とした。ポリイミドフ
ィルム積層後、100℃で1時間加熱し硬化を完了させ
た。
【0041】〔比較例2、3の接着剤についての積層条
件〕鏡面仕上げSUS304箔上にバーコーターを用い
て厚さ50μmの接着剤層を形成した後、比較例2はそ
のままで、又、比較例3の接着剤層にはメタルハライド
ランプにて120mW/cm2 の照度の紫外線を20秒
間照射し、照射60秒後に、それぞれポリイミドフィル
ムを室温でラミネート圧3kg/cm、ラミネート速度
1m/分で積層した。ポリイミドフィルム積層後、10
0℃で1時間加熱し硬化を完了させた。
【0042】(測定3)測定2で調製した試験片につい
て、ポリイミドフィルムを下にして定盤に乗せ、上面の
SUS箔に直径5mmの鋼球を置き、荷重250gを加
え、ポリイミドフィルム面の変形の有無を目視にて検査
した。(ポリイミドフィルム面に変形がなければICチ
ップを損壊しないと考えられる。)
【0043】
【表1】
【0044】実施例1、2のICチップ補強板固定用後
硬化型粘接着テープは、いずれも後硬化によって高いロ
ックウェル硬度と接着力を示し、変形を伝え難いもので
あるので、ICチップの補強効果が高いことが分かる。
これに対して、比較例1の粘着テープは、硬度が低く、
集中荷重が加わると変形してしまいICチップの補強効
果が小さいものであることが分かる。又、比較例2の熱
硬化型のエポキシ系接着剤では、積層時の接着剤のはみ
出しが著しく効率的な接着が難しいことを示している。
更に、比較例3の光硬化型接着剤は、光硬化によって高
い硬度を示したが、光照射によってポリイミドフィルム
積層前に硬化してしまいポリイミドフィルムを接着させ
ることができないものであった。
【0045】
【発明の効果】本発明のICチップ補強板固定用後硬化
型粘接着テープは、光照射して硬化反応開始後、一定の
可使時間内において粘接着テープの貼着、被着体同士の
貼着等のICチップ補強板固定作業が、その粘着性によ
って指圧や簡単なラミネーターやプレス装置を用いて、
極めて容易に貼着でき、しかも、ポリイミドのような紫
外線非透過性の材料であっても上記のような所謂後硬化
プロセスによって粘接着されるものであるので、高い接
着力で接着することができる。更に、硬化後のロックウ
ェル硬度がHRM80以上と高い硬度を有するものであ
るので粘接着剤層自体が補強効果を有するものであり、
COFや補強板を薄層化してもICチップを十分に保護
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J004 AA05 AA06 AA07 AA10 AA13 AA14 AA15 AA16 AB07 BA02 CA01 CA08 CB01 CB02 CB03 EA01 FA05 4J040 CA001 DA001 DB041 DC031 DE001 DF041 EC022 EC062 EC072 EC122 EC262 ED001 EF001 EG001 GA01 GA05 GA08 GA11 GA23 JA09 JB07 LA06 NA20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紫外線照射前は粘着性を有し、紫外線照
    射後も一定期間粘着性を保持し、最終的に粘着性がなく
    なって硬化する紫外線硬化型粘接着テープであって、硬
    化後のロックウェル硬度がHRM80以上であることを
    特徴とするICチップ補強板固定用後硬化型粘接着テー
    プ。
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