JP4171221B2 - 電子部材用ホットメルト接着シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部材の接着に用いられる接着シートに関し、更に詳しくは、リードフレーム等のアウターリード部の仮固定やＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄｌａｍｉｎａｔｅ）などのスプライシング用等の電子部材用として好適に使用される電子部材用ホットメルト接着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部材用の接着シートとしては、主としてポリイミドフィルムの支持体上に、ポリイミド樹脂を単独、又は他の樹脂で変成したものなどを塗布、積層したものが挙げられる。
【０００３】
ここで、前記従来の接着シートにおいて、ポリイミド樹脂等の材料を用いている理由としては、当該接着性シートには、半導体装置組立工程等における加熱に耐える充分な「耐熱性」が必要とされるからであり、そのため、この種、電子部材に用いられる接着シートにあっては、耐熱性の高いポリイミド樹脂が用いられていた。
【０００４】
そして現在、ポリイミド樹脂を用いた接着シートは、この種、電子部材の接着の分野で最も一般的に用いられており、特に、「耐熱性」を必要とする電子部材の接着において好適に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ポリイミド樹脂を用いた接着シートには、接着時において高温下で、しかも長時間を要するため、取り扱い性に劣るなどの欠陥がある。
【０００６】
更に、ポリイミド樹脂等の材料は、比較的高価であることから、ＣＣＬ等をフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に加工する場合におけるスプライシング用の接着剤として用いるには、高価すぎて最終製品の低コスト化を図る上で大きな問題があった。
【０００７】
同様に、絶縁性を評価する際の振れ止め目的でのアウターリード部等の仮固定などに用いるには、高価すぎるといった問題がある上、一度接着すると、簡単に剥離することができないといった欠点もある。
【０００８】
即ち、従来のポリイミド樹脂を用いた接着シートは、耐熱性を必要とする電子部材の接着において好適に用いられているが、殆ど耐熱性を必要としないアウターリード部等の仮固定や部材スプライシング等の用途においては、取り扱い性に劣り、又コスト面で問題があり、このため、一層安価で、しかも接着時に高温状態で、且つ長時間を必要とせず、しかも再剥離可能な接着シートが強く求められている。
【０００９】
そこで、本発明者は、前記問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、フィルム状の支持体上に、特定のポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及び充填剤を必須構成成分とする接着剤層を積層してなる２層構造の接着シートが、前記目的を達成することを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１０】
即ち、本発明は、従来の耐熱性を要する接着シートとは全く異なる観点から開発されたものであり、殆ど耐熱性を要しないリードフレーム等のアウターリード部の仮固定やＣＣＬ等のスプライシング用などの電子部材の接着に好適に用いることができる上、安価で、しかも接着時に高温状態で長時間を必要とせず、しかも一度接着した後も簡単に剥離することができる電子部材用ホットメルト接着シート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】
本発明に係る電子部材用ホットメルト接着シートは、前記目的を達成するために、フィルム状の支持体上に接着剤層を設けてなる二層構造の接着シートであって、この接着剤層は下記の（ａ）〜（ｃ）の成分を必須構成成分とし、しかも前記接着剤層の混合割合が、（ａ）１００重量部に対して、（ｂ）５〜１２０重量部及び（ｃ）２０〜２００重量部であることを特徴とするものである。
記
（ａ） 流動開始温度が５０〜９０℃である結晶性ポリウレタン樹脂
（ｂ） ガラス転移温度が０〜１１０℃である飽和ポリエステル樹脂
（ｃ） 充填剤
以下、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートを更に詳細に説明する。
【００１２】
本発明に係る電子部材用ホットメルト接着シートにおいて、接着剤層を構成する成分のうち、主ポリマーとしては、非タック性が高い結晶性飽和ポリウレタン樹脂（ａ）であれば特に限定されるものではないが、中でも特に結晶性が大きく、架橋しなくても高い凝集力強さを有し、しかも分子構造に多数の極性基を持っているため広範囲の材料に対し優れた接着特性を有する結晶性線状ポリウレタン樹脂が好ましい。
【００１３】
又、本発明において、結晶性飽和ポリウレタン樹脂（ａ）に求められる特性としては、流動開始温度が５０〜９０℃の範囲にあることが好ましく、特に、５５〜８０℃の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
流動開始温度が９０℃を超えると、リードフレーム等のアウターリード部の仮固定用としては、接着時間を長くしたり、あるいは、接着温度を高くする必要性が生じ、その結果、いずれの場合も生産性に支障が出てくるだけでなく、熱歪みによるリード位置精度の悪化を招くなどの弊害を生じるので好ましくなく、又、スプライシング用途に使用し再剥離が必要になる際も前述の場合と同様に接着工程及び剥離時のＣＣＬ変形等の弊害を生じるおそれがあるので好ましくない。
【００１５】
一方、流動開始温度が５０℃未満になると、夏場環境においてタックが発生し、その結果、作業性が悪くなるので好ましくない。
【００１６】
次に、前記主ポリマーである結晶性ポリウレタン樹脂（ａ）に配合される飽和ポリエステル樹脂（ｂ）としては、後述するフィルム状の支持体に対する接着力を向上させる補助的役割を果たすものであり、本発明で用いられる結晶性ポリエステル樹脂（ｂ）としては、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという。）が、０〜１１０℃の範囲にあることが好ましく、特に５〜１００℃の範囲にあることが一層好ましい。
【００１７】
Ｔｇが０℃未満では夏場環境においてタックの問題が発生し、その結果、作業性が悪くなるのでこの場合も好ましくなく、一方、Ｔｇが１１０℃を超えると、樹脂の軟化点が１５０℃以上になる傾向があり、電子部材接着時の接着温度条件を高くしたり、或いは接着時間を長くしたりする必要性が生じるので好ましくない。
【００１８】
又、本発明において、前記の結晶性ポリウレタン樹脂（ａ）と飽和ポリエステル樹脂との混合割合は、前記（ａ）１００重量部に対し、前記（ｂ）が５〜１２０重量部の範囲、特に好ましくは１０〜１００重量部の範囲になるよう設定する必要があり、前記（ａ）１００重量部に対し、前記（ｂ）が５重量部未満では少なすぎて、フィルム状の支持体に対する接着性の改質に至らないので好ましくなく、一方、１２０重量部を超えると、前記（ａ）が有するゴム弾性を損ない、逆に接着力に寄与する内部応力緩和が期待できなくなるので好ましくない。
【００１９】
更に、本発明においては、電子部材用ホットメルト接着シートにおいて、その剥離時の接着剤層の凝集破壊を低減するために、充填剤（ｃ）を配合する必要があり、これにより糊残りを生ずることなく、簡単に剥離できるようになるのである。
【００２０】
この充填剤（ｃ）としては、無機系充填剤及び／又は有機系充填剤等が挙げられるのであり、この充填剤としてはこの分野で用いられるものであれば特に限定されるものではない。
【００２１】
更に詳しくは、前記無機系充填剤としては、金属の酸化物、炭化物、窒化物又は炭酸塩から選ばれた少なくとも１種以上を挙げることができるのであり、この金属としては、Ａｌ、Ｂｅ、Ｖ、Ｆｅ、Ｙ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｔａ又はＮｂ等から選ばれた少なくとも１種以上を挙げることができる。
【００２２】
一方、前記有機系充填剤としては、高分子樹脂材料の粉状物ないし粒状物を好適に用いることができるのであり、この高分子樹脂材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アリル樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリイミド及びポリウレタン等の熱硬化性樹脂であっても良く、又、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド、ポリアミド・イミド、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、アイオノマー樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド又はポリスルフォン等の熱可塑性樹脂であっても良いのであり、本発明においては、これらの高分子樹脂材料から選ばれた少なくとも１種以上を適宜選択して用いることができる。
【００２３】
本発明において、前記の結晶性ポリウレタン樹脂（ａ）と充填剤（ｃ）との混合割合は、前記（ａ）１００重量部に対し、前記（ｃ）が２０〜２００重量部の範囲であることが好ましく、特に５０〜１５０重量部の範囲であることが一層好ましい。
【００２４】
前記（ａ）１００重量部に対し、前記（ｃ）が２０重量部未満と少な過ぎるとその配合による効果、つまり剥離時の接着剤層の凝集破壊を低減する効果が発現し難い結果、配合する意味が無いので好ましくなく、一方、２００重量部を超えると、接着力の低下を招き、所要の接着力を得難くなるので好ましくない。
【００２５】
以上のことより、本発明に係る電子部材用ホットメルト接着シートにおいては、前記結晶性ポリウレタン樹脂（ａ）、飽和ポリエステル樹脂（ｂ）及び充填剤（ｃ）を必須成分とし、これらの成分の好ましい配合割合は、前記（ａ）１００重量部に対し、前記（Ｂ）５〜１２０重量部の範囲及び及び前記（ｃ）２０〜２００重量部の範囲で配合して得られたものとなる。
【００２６】
ところで、本発明においては、前記結晶性ポリウレタン樹脂（ａ）、飽和ポリエステル樹脂（ｂ）及び充填剤（ｃ）を必須成分とするものであるが、必要に応じて、脂肪酸エステル類、フタル酸エステル類、アミド系化合物、リン酸エステル系化合物等の改質剤、顔料、酢酸ビニルエステル類、エチレンビニルエステル類、スチレンブタジエンゴム等のポリエステルに相溶性の良いエラストマー、更に、老化防止剤、酸化防止剤等を適宜、適量添加し、接着性、溶融粘度、色相などを調整しても良いのである。
【００２７】
ところで、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートは、前記（ａ）〜（ｃ）の構成成分がイオン性不純物を殆ど含まないものであるため、接着シート化した際もイオン性不純物が殆ど含まないものとなり、電子部材の銅等金属部を腐食するなどの悪影響を与えないなどの利点も有するのである。
【００２８】
なお、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートは、前記（ａ）〜（ｃ）の所定の成分適当量を有機溶剤中に混合分散させ、その配合液を所定の厚さになるようフィルム状の支持体上に塗布し加熱、乾燥して得られるのである。
【００２９】
このフィルム状の支持体としては、高分子材料からなるフィルムを好適に用いることができるのであり、この高分子材料としては、具体的には例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、ポリプロピレン、セロファン、ポリクロロプレン、ポリアミノ酸、ニトリルゴム、ブチルゴム又はシリコーンゴム等が挙げられるのであり、この高分子材料をフィルム状に形成した単層フィルム或いは２種以上のフィルムからなる積層フィルムを挙げることができるが、中でも、強度やコストの観点から、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴフィルムという。）等のポリエステルをフィルム状に成形した支持体を用いることが好ましい。
【００３０】
又、これらのでありフィルム状支持体の厚さとしては、その用途に応じ特に限定されるものではないが、一般に、１２〜７５μｍの範囲のものが好ましく、厚さが１２μｍ未満では薄すぎて機械的強度が劣るため好ましくなく、一方、７５μｍを超えると厚すぎて柔軟性や取扱性を損ねるため何れも好ましくない。
【００３１】
なお、本発明においては、接着シートとしての取り扱い性を向上させるために、これらのフィルム状支持体に対し、その片面にコロナ処理等の表面易接着処理を施し、さらにその裏面に離型処理が施されているものを用いることが好ましい。
【００３２】
そして、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートは、特に、リードフレーム等のアウターリード部の仮固定やＣＣＬなどのスプライシング用等の電子部材の接着に好適に用いられるのである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び具体例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
流動開始温度６５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂５０重量部と、充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートを得た。
即ち、接着剤層の厚さが２０μｍとなるように調製した（以下、同じ。）。
【００３５】
実施例２
流動開始温度６５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂３０重量部とＴｇ７℃の飽和ポリエステル樹脂７０重量部からなる２種類の飽和ポリエステル樹脂、及び充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートを得た。
【００３６】
実施例３
流動開始温度６５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃飽和ポリエステル樹脂７０重量部とＴｇ７℃の飽和ポリエステル樹脂３０重量部からなる２種類の飽和ポリエステル樹脂、及び充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートを得た。
【００３７】
実施例４
流動開始温度７９℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂５０重量部と、充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートを得た。
【００３８】
比較例１
流動開始温度９５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂３０重量部とＴｇ７℃の飽和ポリエステル樹脂７０重量部からなる２種類の飽和ポリエステル樹脂、及び充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、接着シートを得た。
【００３９】
比較例２
流動開始温度６５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂２重量部とＴｇ７℃の飽和ポリエステル樹脂２重量部からなる２種類の飽和ポリエステル樹脂、及び充填剤としてのシリカ１００重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、接着シートを得た。
【００４０】
比較例３
流動開始温度６５℃の結晶性ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、Ｔｇ６０℃の飽和ポリエステル樹脂３０重量部とＴｇ７℃の飽和ポリエステル樹脂７０重量部からなる２種類の飽和ポリエステル樹脂、及び充填剤としてのシリカ１５重量部を混合し、これを適当量の有機溶剤に溶解、分散した後、ニーダーで均一に攪拌、混練したものを、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに乾燥後の総厚さ７０μｍになるように片面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１００℃で３分間乾燥することにより、接着シートを得た。
【００４１】
比較例４
厚さ５０μｍのポリイミドフィルムにポリイミド系接着剤を総厚さ７０μｍになるようにコーティングされた市販の接着剤フィルムを用いた。
【００４２】
前記実施例１〜４の本発明に係る電子部材用ホットメルト接着シート及び比較例１〜４の接着シートについて、それぞれ以下の比較試験を行った。
【００４３】
なお、この比較試験は、各接着シートにおける（１）接着力（仮固定力）及び（２）剥離性について検討したものであり、又、各試験条件は以下のとおりである。
【００４４】
（１）接着力（仮固定力）の測定
試験Ｉ
各試料における接着剤層表面に、銅箔（１／２オンス、厚さ約１８μｍ）を敷設し、この銅箔の表面において幅６０ｍｍ、長さ１０ｍｍの面積にわたって、温度８０℃、圧力０．５ＭＰａ、接着時間１５秒間の接着条件で当該銅箔を圧着し、１時間放置した。
次いで、この銅箔を圧着した試料に対して、引張速度１００ｍｍ／分、チャック間１００ｍｍで接着シートと銅箔とを試験モードＴ剥離する際に要する力を引張り試験器で測定することにより、各試料の接着力を測定した。
その結果を表１に示す。
試験ＩＩ
接着条件を温度１５０℃、圧力０．５ＭＰａ、接着時間１秒にした以外は、試験Ｉと同様にして各試料に銅箔を圧着し、試験Ｉと同様の操作により、各試料の接着力を測定した。
その結果を表１に示す。
【００４５】
（２）剥離性の評価
各試料を８０℃及び１５０℃に加熱し、それぞれの温度における接着シートから銅箔を引き剥がした際の銅箔への接着剤の糊残り状態について目視により評価した。
その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１に示す結果、実施例に係る本発明の電子部材用ホットメルト接着シートにおいては、８０℃の比較的低温の圧着条件の場合でも良好な接着力を示し、又、再剥離性も良好であることが確認された。
【００４８】
一方、比較例に係る接着シートにおいては、比較例３以外の接着シートを除き、特に、８０℃の比較的低温の圧着条件における接着力が著しく低いことが認められた。
【００４９】
又、比較例３の接着シートにおいては、接着力は比較的高いが、剥離性に劣り、再剥離時に被着体の破壊や剥離し難い現象が生ずるおそれがあることが認められた。
【００５０】
以上の結果より、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートのみが、良好な接着性及び剥離性を有することが確認されたのであり、これにより、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートが、リードフレーム等の電子部材や、スプライシング用途等の工程材料として、経済的に有利で且つバランスの高いものとなることが認められた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の電子部材用ホットメルト接着シートにおいては、前記構成を有し、即ち、電子部材用ホットメルト接着シートとして、フィルム状の支持体上に、特定のポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及び充填剤を必須構成成分とする接着剤層を積層してなる２層構造の接着シートと構成することにより、至極廉価で、しかも接着時に高温、長時間を必要とせず、しかも一度接着した後も再加熱により簡単に剥離することができるなどの効果を発現するのである。
【００５２】
特に、本発明の電子部材用ホットメルト接着シートにおいては、リードフレームアウターリードの仮固定用やＣＣＬのスプライシング用途等の電子部材用の工程材料として優れた機能性を発現し、常温でのタック性も無く、また架橋剤を含まないため長期安定性に優れ、貯蔵安定性が著しく優れるなどの効果を有するのである。

Claims (3)

1. フィルム状の支持体上に接着剤層を設けてなる二層構造の接着シートであって、この接着剤層は下記の（ａ）〜（ｃ）の成分を必須構成成分とし、しかも前記接着剤層の混合割合が、（ａ）１００重量部に対して、（ｂ）５〜１２０重量部及び（ｃ）２０〜２００重量部であることを特徴とする電子部材用ホットメルト接着シート。
   記
   （ａ） 流動開始温度が５０〜９０℃である結晶性ポリウレタン樹脂
   （ｂ） ガラス転移温度が０〜１１０℃である飽和ポリエステル樹脂
   （ｃ） 充填剤
2. 充填剤が、無機系充填剤及び／又は有機系充填剤である請求項１に記載の電子部材用ホットメルト接着シート。
3. 支持体が、ポリエステルをフィルム状に成形したものである請求項１又は２に記載の電子部材用ホットメルト接着シート。