JP2012151761A - 固体撮像デバイス用表面保護用粘着テープ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、表面保護用粘着テープを貼り合せた状態で、１７０℃以上に加熱することで映像センサの端子部を基板側と半田接続リフロー後に粘着テープを剥がした後の受光部表面において、テープを貼り合せていた部分の外周部の糊残りを大幅に低減させる。
【解決手段】固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に用いる表面保護用粘着テープであって、基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着剤層表面からの高さが３μｍ以下であることを特徴とする表面保護用粘着テープとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程に関するものである。

固体撮像デバイスを用いた映像センサは、近年デジタルカメラやビデオカメラ等に広く用いられている。
これら映像センサの基板側実装をはじめとした製造工程において、映像センサ表面の傷つきやゴミの付着は撮像に直接影響する可能性が高い。
そこで、特許文献１〜３に示されるように、粘着テープを表面保護テープとして用い、映像センサの受光部側に貼り合せることで、実装および製造工程における傷つきやゴミの付着を避ける手法が採られる。

一方、映像センサを基板などに実装する場合、これまでは半田ゴテを用いてその端子部を一箇所ずつ半田接続実装する手法が用いられてきたが、近年、映像センサの端子部と実装基板を位置あわせした状態で半田リフロー炉へ投入することで一度に接続実装する方法が用いられることが多くなった。
半田リフロー炉は少なくとも半田の融点以上の高温に加熱する必要があるため、上記の保護を目的とした粘着テープを貼り合せたまま加熱リフローを実施することとなり、必然的に粘着テープも高温に加熱される。

このように高温に加熱された粘着テープは、熱による粘着剤の劣化などにより、テープを剥離した面に粘着剤に由来する糊残りの問題が発生するようになった。この問題に対しては、粘着剤に高耐熱の特徴を持つシリコーン粘着剤や高架橋することで熱劣化しても粘着剤の汚染を防ぐことのできるアクリル粘着剤を用いることで一定の効果が得られるようになってきている。
しかしながら、貼り付け面内の糊残りの改善は進んできているものの、テープ外周部の糊残りは依然発生しており、この部分での糊残りを改善することが望まれている。

特開２００８−２０１８９９号公報 特開２００６−３３２４１９号公報 特開２００６−０７７０７２号公報

従って、本発明は、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、表面保護用粘着テープを貼り合せた状態で、１７０℃以上に加熱することで映像センサの端子部を基板側と半田接続リフロー後に粘着テープを剥がした後の受光部表面において、テープを貼り合せていた部分の外周部の糊残りを大幅に低減させることを特徴とする保護用粘着テープを提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す粘着テープの使用により前記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に用いる表面保護用粘着テープであって、ポリイミド等の基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着剤層表面からの高さが３μｍ以下であることを特徴とする表面保護用粘着テープ、及び該表面保護用粘着テープを用いた映像センサの実装方法。

粘着テープを必要な形状に切断する際に切断の応力により、切断面の基材や粘着剤が変形する。様々な方式で切断した粘着テープを数多く観察した結果、切断の方式や切断する方向によって変形する量や変形の形状が異なることを見出した。また、これら切断した数多くの粘着テープを用い、映像センサに用いられるガラスに貼り合わせた後、２６０℃リフローで加熱した後、常温まで自然に冷却するのを待った後、テープを剥がしたところ、粘着テープ切断面の形状や変形した量により、テープ外周部におけるガラスへの糊残りに大きな違いがあることを見出すことができた。
つまり、基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着面側より高さ３μｍ以下である場合に糊残りが大幅に低減できることが確認できた。このため、映像センサ表面に糊残りによる異物が付着することがなく、撮影した映像が悪化することがない。なお、粘着面側より基材側に粘着剤層が変形した場合も粘着面を基準とした場合、マイナス側に変形していることと見なすことができるので、高さ３μｍ以下に含まれるものとする。

本発明の粘着テープの断面図。 プラスでその変形量を示す場合のバリの方向を示す図。 マイナスでその変形量を示す場合のバリの方向を示す図。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の映像センサの実装方法は、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、ポリイミドフィルムを基材の構成材料に用いた粘着テープを貼り合せた状態で、映像センサの端子部を基板側と半田接続リフローする。

ここでいう固体撮像デバイスを用いた映像センサとは、一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）と呼ばれる固体撮像デバイスを透明樹脂やガラス材料などを用いてパッケージ化した映像センサである。

また、この映像センサの受光部側とは、映像を受光するセンサの表面側を意味し、一般的な映像センサは撮像デバイスを保護するために透明樹脂やガラスカバーなどがかけられている場合がほとんどであることから、実質的これらの透明樹脂あるいはカバーガラスの表面に粘着テープが貼り合せられることを含む。
また面としては少なくとも受光部に相当する部分が保護されていればよいが、保護のためそれ以外の部分を覆ってもよい。

本発明の粘着テープは、基本的に、テープ基材１およびテープ基材１の片面に設けられた粘着剤層２から形成されるが、図１に示すように粘着テープの粘着剤層２に対しセパレータ３を貼り合わせていてもよい。
つまり、少なくとも１つの面に離型処理を施した離型フィルムを、粘着剤層を介してテープ基材に貼りつけることで、粘着剤層を保護し粘着剤層に異物を付着させないことで映像センサ表面の保護を図ることができる。
粘着テープにより保護された映像センサをリフロー等の工程を経て実装した後、映像センサから粘着テープを任意の段階で剥がす。この工程によって、映像センサ表面の粘着テープからの糊残りの発生を削減し、映像センサを保護することができる。

本発明に使用する基材層において、基材の種類には特に制限はないが、これらに貼り合せられる粘着テープとしては、耐熱性を有する基材が適する。例えばポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン等のプラスチック基材及びその多孔質基材、グラシン紙、上質紙、和紙等の紙基材、セルロース、ポリアミド、ポリエステル、アラミド等の不織布基材、アルミ箔、ＳＵＳ箔、Ｎｉ箔等の金属フィルム基材等から選ばれることが好ましい。特に、リフローに十分に耐える耐熱性を有し、線膨張係数が比較的小さいポリイミドがより好ましい。

また、基材はポリイミドフィルム単独でもよいが、少なくともポリイミドフィルム層を１層以上有して積層した基材や、原材料としてポリイミド材料を含有したフィルムであってもよい。使用できるポリイミドフィルムとしては東レデュポン、カプトン１００Ｈ等である。
また、任意の表面処理、延伸処理を施すもの、あるいは可塑剤、添加剤を含有するものであってもよい。

基材の厚みとしては通常１０〜２００μｍ、好ましくは１５〜１５０μｍ、さらに好ましくは２０〜１００μｍである。１０μｍ以上であれば基材が十分に剛性を有するのでハンドリングが容易となり、さらに、リフロー後にテープを映像センサから剥がす時にテープが裂ける不具合の発生を防止できる。また、２００μｍ以下であればコスト面において有利になる。

本発明に使用させる粘着剤層は、耐熱性を有するものであれば特に限定されない。
具体的には、例えば常温で映像センサをテープに貼り合わせることが可能なアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、エポキシ系粘着剤等の各種粘着剤が用いられる。また、チップをシートに貼り合わせる際に、常温ではなく、加熱による貼り合わせを行ってよいことから、耐熱性を有する熱可塑性のポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂やスチレン−エチレンブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−イソブタジエン−スチレン（ＳＩＳ）等ブロック共重合体やフッ素化合物含有樹脂等の各種粘着剤が用いられる。

中でも、耐熱性やコスト、常温での貼り付け性の観点からは、好ましくは、シリコーン系粘着剤や架橋されて耐熱性が向上したアクリル系粘着剤であり、より好ましくはシリコーン系粘着剤である。また、シリコーン樹脂とアクリル樹脂を混合しても良い。

シリコーン系粘着剤は、一般にジメチルポリシロキサンを含有するものであって、過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤及び付加反応型シリコーン系粘着剤がある。過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤は、過酸化物を触媒とする硬化（架橋）反応によって凝集力を高めて使用される。付加反応硬化型シリコーン系粘着剤は、金属触媒を用いたヒドロシリル化架橋反応によって凝集力を高めて使用される。本発明では、半田リフローに耐えうる耐熱性を備えることを条件に、過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤と付加反応型シリコーン系粘着剤のいずれも使用できる。

本発明において、過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤及び付加反応型シリコーン系粘着剤は、それぞれ、市販品を使用できる。市販の過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＨ４２８０、信越化学工業社製のＫＲ−１２等が挙げられる。市販の付加反応型シリコーン系粘着剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＤ４５７０、ＳＤ−４６０１ＦＣ、信越化学工業社製のＸ−４０−３００４Ａ等が挙げられる。

過酸化物硬化型のシリコーン系粘着剤の硬化剤（架橋剤）として使用される過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化−ｐ−クロルベンゾイル、過酸化−２，４−ジクロルベンゾイル、過酸化ジ−ｔ−ブチル等が挙げられる。これらの過酸化物は、いずれか１種でも、２種以上を併用してもよく、その使用量は特に限定されるものではないが、シリコーン系粘着剤１００重量部当たり０．５〜２．５重量部程度が好ましい。また、付加反応型シリコーン系粘着剤の硬化剤（架橋剤）として使用される金属触媒としては、塩化白金酸触媒が好適である。該金属触媒の使用量も特に限定されないが、シリコーン系粘着剤１００重量部当たり０．５〜１．５重量部程度が好ましい。

過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤及び付加反応型シリコーン系粘着剤は、通常、適当な溶媒に粘着剤を溶解又は分散させた液状物（以下、粘着剤液ともいう。）の形態で市販されている。こういった粘着剤を用いる場合、粘着剤液に硬化剤（過酸化物、金属触媒）を添加した塗工液を調製し、これを基材に塗工して塗膜を得て、得られた塗膜を加熱架橋（硬化）することによって、粘着剤層が形成される。より具体的には、塗膜の加熱によって生成するシリコーンのゴム状物が膜の形状を安定化することによって、粘着剤層が形成される。本発明の粘着テープのように、粘着剤層を形成するに際し、トルエン可溶のポリジメチルシロキサンの含有率分布に基く積層構造を構成するめには、トルエン可溶のポリジメチルシロキサンの濃度が異なる複数の塗工液を調製しておき、順次、塗工、硬化するのが簡便である。

アクリル系粘着剤としては、例えば、アルキル（メタ）アクリレートを少なくとも含むモノマーの共重合から得られたアクリル系共重合体からなるものが挙げられる。なお、本明細書において、アルキル（メタ）アクリレートとは、アルキルアクリレート及び／又はアルキルメタクリレートを意味する。
アルキル（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、アクリル酸モノマーと、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートモノマーとの共重合、メチル及び／又はエチル（メタ）アクリレートと、アクリル酸モノマーと、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートモノマーとの共重合が好ましい。

粘着剤層は、必要に応じて、架橋剤を含有していてもよい。
このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン系化合物、キレート系架橋剤等が挙げられる。
架橋剤の含有量は特に限定されないが、例えば、アクリル系粘着剤を用いる場合には、アクリル系ポリマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、０．５〜１０重量部がより好ましい。

粘着剤層は、更に可塑剤、顔料、染料、老化防止剤、帯電防止剤、及び粘着剤層の物性（例、弾性率）改善のために加えられる充填剤等の、当該分野で通常使用される各種添加剤を添加してもよい。その含有量は、適当な粘着性を損なわない限り、特に限定されない。
本発明に用いる粘着テープは厚さ通常１〜５０μｍの粘着剤層を基材上に設けたものである。

このようにして製造された粘着テープは所定のサイズに加工された後、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に使用されることとなる。
この加工時には刃物による切断加工や金型による打ち抜き加工が一般的であり、加工時の方法や条件によって切断面に糊バリが生じる。ここでいう糊バリとは、加工等により切断面が変形した状態を意味し、粘着剤層表面を基準とした時、糊面側に反り上がった方をプラスで表し、糊面側と反対方向に反った状態をマイナスで表している。つまり、図２の状態をプラスでその変形量を示し、図３の状態をマイナスでその変形量で示す。

様々な方式で切断した粘着テープを数多く観察した結果、切断の方式や切断する方向によって変形する量や変形の形状が異なることを見出した。また、これら切断した数多くの粘着テープを用い、映像センサに用いられるガラスに貼り合わせた後、２６０℃リフローで加熱した後、常温まで自然に冷却するのを待った後、テープを剥がしたところ、粘着テープ切断面の形状や変形した量により、テープ外周部におけるガラスへの糊残りに大きな違いがあることを見出すことができた。

つまり、基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着面側より高さ３μｍ以下である場合に糊残りが大幅に低減できることが確認できた。なお、粘着面側より基材側に粘着剤層が変形した場合も粘着面を基準とした場合、マイナス側に変形していることと見なすことができるので、高さ３μｍ以下に含まれるものとする。
本発明は表面保護用粘着テープの糊バリの高さが３μｍ以下であれば、映像センサの受光部側を保護しても、保護後に剥がした後の映像センサ表面の糊残りを削減できるので、映像センサにより撮影した映像が悪化して不良となる可能性も削減できる。

糊バリの高さがプラス側に大きい場合、被着体にテープを貼り合せる時に糊バリ部分が始めに貼り付くことになり、また、貼り付け時に十分に加圧させた場合、最も加圧の影響を受けると考えられる。このため、糊バリ部分には加圧による応力によって一部破壊が伴うものと考えられる。また、糊バリには十分な加圧により、被着体への貼り合せがしっかりとされ、さらにリフローの加熱により被着体に対する粘着力が上昇する。この結果、テープを剥離する時にテープ端部に糊残りが発生し易くなると考えられる。
このため、糊バリの高さをできるだけ低くする、もしくは、マイナスにすることで、テープ端部における糊残りを少なくすることができる。

切断や打ち抜きなどの加工方法に関しては、特に限定されることはないが、一般的には刃先が鋭く鋭角であり、切断速度が速い方が、切断時の糊バリは少ない傾向がある。また、粘着テープを切断する時の刃が基材面から切断した時の方が糊バリは少ない傾向にある。また、打ち抜き加工する場合においては、打ち抜く時の速度を速くした時に糊バリが少ない傾向にある。

実施例１
２５μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン、カプトン１００Ｈ（商品名）、を基材層として用い、当該基材層の片面上に、東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤「ＳＤ−４６０１ＦＣ」１００部に対して白金触媒を３部とトルエンを加えて均一に分散させた後、塗工・乾燥させて厚さ約6μmの粘着剤層を有する粘着テープを作製した。なお、セパレータにはＰＥＴ（厚み３８μｍ）にフルオロシリコーン処理をしたものを用いた。
この粘着テープをトリミング用ナイフを使用し、基材背面から刃角約４５°、切断速度約３０Ｍ/minで切断した。なお、基材背面から刃角０°とは基材背面に刃を平行に置き、打ち抜き加工する際の角度であり、刃角４５°とは基材背面に対して刃を４５°傾け、傾けた方向に引いて切る際の角度である。

実施例２
実施例１で作製した粘着テープをトリミング用ナイフを用い、打ち抜き加工を想定し、基材背面から刃角０°、切断速度２Ｍ/secで切断した。

比較例１
実施例１で作製した粘着テープをトリミング用ナイフを用い、粘着面から刃角約４５°、切断速度約３０Ｍ/minで切断した。

比較例２
実施例１で作製した粘着テープをNTカッターを用い、粘着面から刃角約４５°、切断速度約１０Ｍ/minで切断した。

比較例３
実施例１で作製した粘着テープをトリミング用ナイフを用い、打ち抜き加工を想定し、基材背面から刃角０°、切断速度０．１Ｍ/secで切断した。

評価方法
糊バリ（μｍ）
作製したサンプルをSEM（走査型電子顕微鏡）にて断面、および、４５°方向から観察し、糊バリの高さを求めた。なお、糊面を基準とし、糊面側に高さがある場合（図２）は実測の高さを表記したが、基材側に高さがある場合（図３）は０以下（マイナス）とした。

切断部糊残り
未処理のガラス（素ガラス）にサンプルを貼り合わせた後、NORITAKE社製加熱装置（型番CLF-104C）を用いて２６０℃リフロー加熱後、常温で３０分間放置冷却後、テープを剥がし、光学顕微鏡にて、切断部糊残りを観察した。
なお、切断部とは、実施例１〜２、比較例１〜３でそれぞれトリミング用ナイフやNTカッターで切断した部分を示している。
また、糊残りの評価基準は比較例１を基準として、目視にて糊残りの面積が２５％〜５０％少ない場合を○、５０％以上少ない場合を◎、反対に、２５％〜５０％多い場合を△、５０％以上多い場合を×と判定した。
比較例１では糊残りがはっきりと確認でき、また、糊バリの高さが高くなるにつれて切断部糊残りが多くなることが確認できた。
実施例１、および、実施例２では切断部糊残りはあるものの糊バリが非常に少なく、糊バリの高さを小さくすることで糊残りが少なくなる効果を確認できた。

１・・・テープ基材
２・・・粘着剤層
３・・・セパレータ
ｈ・・・糊バリ高さ

Claims (4)

1. 固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に用いる表面保護用粘着テープであって、基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着剤層表面からの高さが３μｍ以下であることを特徴とする表面保護用粘着テープ。
2. 前記粘着テープの基材として、ポリイミドを用いることを特徴とする請求項１記載の表面保護用粘着テープ。
3. 固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、基材と粘着剤層からなる粘着テープにおける粘着テープの切断端部の糊バリが粘着面側より高さ３μｍ以下である粘着テープを貼り合せた状態で、１７０℃以上に加熱することで映像センサの端子部を基板側と半田接続リフローすることを特徴とする映像センサの実装方法。
4. 前記粘着テープの基材として、ポリイミドを用いることを特徴とする請求項３記載の映像センサの実装方法。