JP4115711B2 - フレキシブルプリント配線板固定用接着シート及びフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルプリント配線板(以下、「FPC」と略称する場合がある)を固定板(キャリアボード)に固定する上で有用な接着シートに関し、より詳細には、キャリアボードに対してFPCの貼着及び剥離が容易であり、しかも少なくとも1回使用された接着シート自体もキャリアボードから容易に剥離させることができる接着シートに関する。また、本発明は、前記接着シートを用いた電子部品のFPCへの実装方法にも関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子回路基板作製時における各種電子部品(例えば、ICやコンデンサなど)の実装は、リジッド基板(ガラス板、エポキシ板等)へ実装マシーン[例えば、パナザード(松下電器産業株式会社製)など]を用いて自動的に行うことができる。該方法では、電子部品が実装される際に、リジッド基板の位置精度が重要であるため、通常、該リジッド基板が動かないように搬送レールに挟み込まれた形で輸送されている。
【0003】
一方、近年では、電子機器の小型化・軽量化が進んでおり、そのため、フレキシブルプリント配線板(FPC)の表面に直接電子部品が実装(表面実装)されることがある。FPCの場合、FPC自体(基板)に腰がないため、搬送レールに挟み込んでもしっかりと固定されず、位置精度が低い。そのため、例えば、図6に示すような方法によりFPCをキャリアボードに固定して電子部品の実装が行われている。図6は従来のFPCの固定方法の代表的な一例を示す概略図である。図6において、4はFPC、6はマザーボード(固定板又はキャリアボード)、71はマザーボード固定用ガイドピン、72はFPC位置合わせ用ガイドピン、71aはマザーボード固定用ガイドピン71の挿入用穿孔、72aはFPC位置合わせ用ガイドピン72の挿入用穿孔、8は固定台、9は接着テープである。図6により示される方法では、マザーボード6(アルミニウムの板など)の表面にFPC4を、FPC位置合わせ用ガイドピン72をFPC4に設けられている穿孔に合わせて載せ、接着テープ9(ポリイミドフィルムやフッ素樹脂系フィルムを基材としてその片面に粘着剤層を形成した接着テープなどの従来使用されている粘着テープ)を用いてFPC4をマザーボード6にFPC4の上側から2〜4カ所程度貼着して固定した後、該マザーボード6を、搬送用の固定台8にマザーボード固定用ガイドピン71をマザーボード6に設けられている穿孔に合わせて固定し、搬送レールで挟み込んで、電子部品の実装が行われている。
【0004】
また、液状粘着溶液をキャリアボード(固定板)に直に塗布又は噴霧定着させた上に、FPCを固定する方法も利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図6で示されるような従来の電子部品の実装工程では、FPCをキャリアボードに固定する際にはFPCの端を2〜4カ所程度接着テープにより固定しており、しかも1つのFPCに対して細い接着テープを数カ所貼っているので、FPCの取り付けや取り外しに非常に手間がかかり、作業性が低い。さらに、粘着剤成分がFPCに残存する場合があり、効率的とは言い難い。
【0006】
そこで、キャリアボードに接着シートを貼って、その上にFPCを固定する方法が考えられる。しかしながら、電子部品の実装工程では、ハンダを溶融させるための赤外線による加熱(IR加熱)工程等の加熱工程を経る必要がある。従って、FPCをキャリアボードから剥離させる時の温度としては、例えば、室温から、IR加熱工程(IRリフロー工程)直後である200℃程度の温度まで、まちまちである。このような場合、常温付近で好適な固定特性(粘着性)及び剥離特性(剥離性)を有していても、高温(IR加熱直後等での高温など)での変形や劣化が原因で軟化や硬化が起こり、例えば、該軟化によりFPCを剥離させた時にはFPCに粘着剤成分が残存し(糊残りが生じ)、また硬化によってはIR加熱中にFPCが脱離する現象が生じる場合がある。
【0007】
なお、IRリフロー工程中のFPCの固定と、該工程後の剥離は良好に行えるとともに、さらに、使用後にキャリアボードから接着シートを、破断したり、割裂したりせずに、容易に剥離させることができることが好ましい。
【0008】
また、加熱工程(IRリフロー工程など)での加熱ラインでは、非常に高温となるため、接着シートにおける基材も前記加熱工程で変形や劣化が生じないものを用いることが好ましい。
【0009】
従って、本発明の目的は、キャリアボードに対してフレキシブルプリント配線板の貼着及び剥離が容易であり、電子部品のフレキシブルプリント配線板への実装時に加熱されても、粘着剤層の変形や劣化を抑制又は防止することができるフレキシブルプリント配線板固定用接着シート、及び該接着シートを用いたフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、電子部品のFPCへの実装に際して、キャリアボードに対してFPCを優れた作業性で取り付け及び取り外しをすることができ、また加熱工程を経ても、FPCが粘着剤層から脱離せず、さらに、剥離後、FPCには粘着剤成分が残存せず、しかも接着シート自体もキャリアボードから破損させることなく容易に剥離させることができるフレキシブルプリント配線板固定用接着シート、及び該接着シートを用いたフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、前記特性に加えて、さらにFPCに電子部品を高い精度で実装することが可能となるフレキシブルプリント配線板固定用接着シート、及び該接着シートを用いたフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、基材の少なくとも片面に、特定のアクリル系コポリマー及び特定の架橋剤によるアクリル系粘着剤組成物からなる粘着剤層を形成させた接着シートを用いると、FPCのキャリアボードに対する接着性や剥離性を保持しつつ、剥離後には接着剤成分がFPCに残存せず、しかも、電子部品の実装時の加熱工程を経ても接着性及び剥離性が優れていることを見出し、本発明を完成させた。
【0011】
すなわち、本発明は、フレキシブルプリント配線板の表面への電子部品の実装に際してフレキシブルプリント配線板をキャリアボードに固定するためのフレキシブルプリント配線板固定用接着シートであって、アルキル基の炭素数が4〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分、カルボキシル基含有共重合性モノマーを共重合性単量体成分とし、該カルボキシル基含有共重合性モノマーの割合が単量体成分全量に対して0.1〜3重量%であり、且つ分子内にカルボキシル基を含有しているアクリル系コポリマーと、アルミニウム系架橋剤とからなる、加熱架橋処理により形成された粘着剤層が、ポリフェニレンサルファイドからなるプラスチックフィルムである基材の少なくとも片面に形成されているフレキシブルプリント配線板固定用接着シートである。
【0012】
本発明では、アクリル系コポリマーのカルボキシル基が、共重合性単量体成分としてのカルボキシル基含有共重合性モノマーのカルボキシル基に由来していることが好ましい。また、基材としては、連続使用可能温度が100℃以上の耐熱性フィルムであることが好ましい。
【0013】
本発明には、前記フレキシブルプリント配線板固定用接着シートによりフレキシブルプリント配線板をキャリアボードに固定した後、前記フレキシブルプリント配線板の表面に電子部品を実装するフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法も含まれる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、必要に応じて図面を参照しつつ説明する。図1は本発明のFPCへの電子部品を実装する方法の一例を示す概略図である。具体的には、図1はFPCをキャリアボードに貼り付けた状態の一例を示す概略図であり、図1(a)は上側から見た図であり、図1(b)は横側から見た図である。図1において、4はFPC、5は基材付き両面接着シート、51は両面接着シート5の粘着剤層、6はキャリアボード(固定板)、71はマザーボード固定用ガイドピン、72はFPC位置合わせ用ガイドピン、71aはマザーボード固定用ガイドピン71の挿入用穿孔、72aはFPC位置合わせ用ガイドピン72の挿入用穿孔、8は搬送用の固定台である。図1では、キャリアボード6の一方の面における全面又はほぼ全面に両面接着シート5が貼着され、両面接着シート5の粘着剤層51上の所定の部位にFPC4が貼り付けられている。より具体的には、キャリアボード6の一方の面に両面接着シート5を貼り付けて、両面接着シート5の他の粘着剤層51上における所定の部位に、FPC位置合わせ用ガイドピン72及び穿孔72aを利用してFPC4を貼着固定した後、当該FPC4が貼着されたキャリアボード6を、搬送用の固定台8に、マザーボード固定用ガイドピン71及び穿孔71aを利用して固定されている。なお、マザーボード固定用ガイドピン71を通すための穿孔71a、およびFPC位置合わせ用ガイドピン72を通すための穿孔72aは、キャリアボード6に両面接着シート5を貼着した後に、打ち抜き加工等により形成することができる。
【0015】
このように、本発明では、基材の少なくとも片面に粘着剤層を有している接着シート(例えば、図1では、両面接着シート5)を用いて、キャリアボードの上に設けられた接着シートにおける粘着剤層表面の所定の部位にFPCを載せて貼着により固定しているので、容易にFPCをキャリアボードに固定することができる。また、電子部品を実装した後に、電子部品が実装されたFPCを取り外す際には、単に電子部品が実装されたFPCを、表面に粘着剤層を有するキャリアボードから取り外すだけでよく、接着シートを剥がす必要がない。従って、優れた作業性で、FPCをキャリアボードに固定し、かつキャリアボードからFPCを取り外すことができ、作業性が大きく改善され、製造コストを低減することも可能となる。
【0016】
また、FPCの下部の全面が粘着剤層を介してキャリアボードに固定されていると、FPCをキャリアボードに強固に固定することができる。そのため、このような場合、FPCとキャリアボード(キャリアボードの表面の粘着剤層)との間には隙間がほとんど又は全く生じていないので、電子部品をFPCに固定する際にFPCの位置ずれ等が生じず、電子部品を高い位置精度でFPCに実装することが可能となる。
【0017】
[キャリアボード]
キャリアボード6としては、硬く平面性を確保することができる板、例えば、アルミニウム板、ガラス板、エポキシ系樹脂による板などを用いることができるが、その材質や形状などは全く制限されず、FPCへの電子部品の実装装置(特に自動実装装置)に応じて適宜選択することができる。
【0018】
[接着シート]
このようなフレキシブルプリント配線板の表面への電子部品の実装に際してフレキシブルプリント配線板をキャリアボードに固定する際に用いられる接着シート(フレキシブルプリント配線板固定用接着シート)としては、図2で示されているような片面接着シートや、図3で示されているような両面接着シートを用いることができる。図2は本発明のフレキシブルプリント配線板固定用接着シートの一例を部分的に示す概略断面図であり、図3は本発明のフレキシブルプリント配線板固定用接着シートの他の例を部分的に示す概略断面図である。
【0019】
図2において、1はフレキシブルプリント配線板固定用接着シート(以下、「FPC固定用接着シート」又は単に「接着シート」と称する場合がある)、2は粘着剤層、3は基材である。図2の例では、FPC固定用接着シート1は、基材3の一方の面に(片面に)、粘着剤層2が積層された構造を有している。また、図3において、11はFPC固定用接着シート、21は粘着剤層、31は基材である。図3の例では、FPC固定用接着シート11は、基材31の両面に、粘着剤層21が積層された構造を有している。このように、本発明では、FPC固定用接着シート(1,11)としては、基材の片面又は両面に、粘着剤層が積層されて形成されたものを用いることができる。
【0020】
FPC固定用接着シート(1,11)において、粘着剤層(2,21)は、アルキル基の炭素数が4〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステル]を単量体主成分とし且つ分子内に官能基を含有しているアクリル系コポリマーと、アルミニウム系架橋剤とからなっている。前記アクリル系コポリマーは分子内に官能基を有しており、該官能基を利用してアルミニウム系架橋剤により架橋され、粘着剤層(2,21)を形成することができる。そのため、FPC固定用接着シート(1,11)の粘着剤層(2,21)は優れた耐熱性を発現させることができ、FPC固定用接着シート(1,11)の使用温度領域(例えば、0℃以上で、300℃以下程度の温度など)において、粘着剤層(2,21)の温度による変化や劣化が抑制又は防止されている。従って、加熱工程(IRリフロー工程)などで加熱(IR加熱など)されても、粘着剤層(2,21)には軟化や硬化が生じず、常温における優れた粘着性及び剥離性を保持することができる。具体的には、加熱工程を経てもFPCはキャリアボードから脱離せず、しかも該FPCを剥離させても、FPCには粘着剤層における粘着剤成分が残存していない(すなわち、糊残りが生じていない)。
【0021】
[粘着剤層]
粘着剤層(2,21)を構成する粘着剤(感圧性接着剤)は、(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルを単量体主成分とし且つ分子内に官能基を含有しているアクリル系コポリマーをベースポリマーとし、架橋剤としてアルミニウム系架橋剤を含有しているアクリル系粘着剤組成物であり、必要に応じて添加剤等が配合されている。粘着剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0022】
(アクリル系コポリマー)
アクリル系コポリマーとしては、例えば、(1)単量体主成分としての(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルを、該(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルに対して共重合性を有している単量体成分(共重合性単量体成分)としての官能基を有する共重合性モノマー(官能基含有共重合性モノマー)および、必要に応じて他の共重合性モノマーと共重合する方法、(2)(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルを単量体主成分とするとともに、必要に応じて他の共重合性モノマーを共重合性単量体成分とするアクリル系ポリマーに周知の化学反応により官能基を付与する方法などにより調製することができる。本発明では、アクリル系コポリマーは、前記(1)の方法により好適に調製される。
【0023】
アクリル系コポリマーにおいて、単量体主成分として用いられている(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルの割合は、例えば、単量体成分(モノマー成分)全量に対して50重量%以上(50〜100重量%)の範囲から選択することができる。(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルの割合(単量体成分全量に対する割合)としては、好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上であり、特に97重量%以上であることが最適である。
【0024】
また、アクリル系コポリマーにおいて、官能基としては、例えば、カルボキシル基、窒素原子含有基(アミド基、アミノ基、シアノ基、イミド基など)、ヒドロキシル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基などが挙げられる。アルミニウム系架橋剤との反応性の点から、官能基としては、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、シアノ基などの極性基(特に、カルボキシル基)が好ましい。官能基は単独であってもよく、複数が組み合わせられていてもよい。
【0025】
具体的には、(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルにおいて、アルキル基部位としては、炭素数が4〜14のアルキル基であれば特に制限されず、例えば、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ドデシル基(ラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基(ミリスチル基)などが挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ミリスチルなどが挙げられる。好ましい(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルには、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソノニルが含まれる。(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0026】
また、官能基含有共重合性モノマーとしては、例えば、カルボキシル基含有共重合性モノマー、窒素原子含有共重合性モノマー、ヒドロキシル基含有共重合性モノマー、エポキシ基含有共重合性モノマー、メルカプト基含有共重合性モノマー、イソシアネート基含有共重合性モノマーなどが挙げられる。より具体的には、官能基含有共重合性モノマーには、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基含有共重合性モノマー;(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有共重合性モノマー、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリル酸アミノエチル等のアミノ基含有共重合性モノマー、(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有共重合性モノマー、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有共重合性モノマーなどの窒素原子含有共重合性モノマー;(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、グリセリンジメタクリレートなどのヒドロキシル基含有共重合性モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有共重合性モノマー;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基含有共重合性モノマーなどが含まれ、連鎖移動剤末端のメルカプト基などを官能基として導入することも可能である。これらの官能基含有共重合性モノマーの中でも、アルミニウム系架橋剤との反応性および汎用性の点でカルボキシル基含有共重合性モノマーが好ましく、特にアクリル酸、メタクリル酸が最適である。
【0027】
官能基含有共重合性モノマーが用いられている場合、該官能基含有共重合性モノマーの割合は、例えば、単量体成分全量に対して0.1〜10重量%、好ましくは0.1〜3重量%程度の範囲から選択することができる。
【0028】
さらにまた、(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステルや官能基含有共重合性モノマー以外に、必要に応じて、他の共重合性モノマーを単量体成分として含んでいてもよい。このような共重合性モノマーには、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピルなどのアルキル基の炭素数が1〜3の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ステアリルなどのアルキル基の炭素数が15〜20の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;酢酸ビニルなどのビニルエステル類;スチレンなどのスチレン系モノマー;エチレン、プロピレンなどのα−オレフィン系モノマーなどが含まれる。
【0029】
このようなアクリル系コポリマーを調製する際には、上記モノマー成分の混合物を通常の重合方法、例えば乳化重合法や溶液重合を用い、一般的な一括重合、連続滴下重合、分割滴下重合などの重合方法を採用することができる。重合に際しては、慣用乃至公知の重合開始剤や連鎖移動剤などが用いられていてもよい。また、乳化重合に際しては、慣用乃至公知の乳化剤が用いられていてもよい。なお、重合温度は、例えば30〜80℃の範囲である。
【0030】
(アルミニウム系架橋剤)
アルミニウム系架橋剤としては、公知乃至慣用のアルミニウム系架橋剤を用いることができ、例えば、アルミニウムキレート架橋剤やアルミニウムアルコラート架橋剤などが挙げられる。アルミニウム系架橋剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0031】
アルミニウムキレート架橋剤としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウム含有化合物[例えば、アルミニウム(モノ又はジ)アルコラートなど]と、アルミニウム(原子)とキレート環を形成するキレート化剤とで構成されたアルミニウムキレート化合物を用いることができる。前記キレート化剤としては、例えば、β−ジカルボニル化合物[例えば、アセチルアセトン、2,4−ヘキサンジオン、2,4−ヘプタンジオン、3,5−ヘプタンジオン、2,4−オクタンジオン、3,5−オクタンジオン、2,4−ノナンジオン、3,5−ノナンジオン、5−メチル−2,4−ヘキサンジオン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸s−ブチル、アセト酢酸t−ブチル、アセト酢酸2−エチルヘキシル、アセト酢酸ドデシル等のβ−ケトエステル類(アセト酢酸C1-20アルキルエステルなど);マロン酸ジエチル等のβ−ジエステル類など]や、β位にヒドロキシル基やアミノ基を有するカルボニル化合物(例えば、ダイアセトンアルコール、ダイアセトンアミン、サリチルアルデヒド、サリチル酸メチル、N−メチルサリチルアミド等)などが挙げられる。キレート化剤は単独で用いられていてもよく、複数を組み合わせて用いられていてもよい。
【0032】
より具体的には、アルミニウムキレート架橋剤としては、例えば、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(プロピオニルアセトネート)等のアルミニウムトリス(アシルアセトネート);アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(t−ブチルアセトアセテート)等のアルミニウムトリス(アセト酢酸アルキルエステル);アルミニウムモノ(アセチルアセトネート)ビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムモノ(アセチルアセトネート)ビス(イソブチルアセトアセテート)、アルミニウムモノ(アセチルアセトネート)ビス(2−エチルヘキシルアセトアセテート)、アルミニウムモノ(アセチルアセトネート)ビス(ドデシルアセトアセテート)等のアルミニウム[(モノ又はビス)(アセチルアセトネート)][(ビス又はモノ)(アセト酢酸アルキルエステル)];(アセチルアセトネート)アルミニウムジイソプロピレート、ビス(アセチルアセトネート)アルミニウムモノイソプロピレート等の[(モノ又はビス)(アシルアセトネート)]アルミニウム[(ジ又はモノ)アルコラート];(エチルアセトアセテート)アルミニウムジイソプロピレート、ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムモノイソプロピレート等の[(モノ又はビス)(アセト酢酸アルキルエステル)]アルミニウム[(ジ又はモノ)アルコラート]などが挙げられる。
【0033】
また、アルミニウムアルコラート架橋剤としては、例えば、アルミニウムトリエチレート、アルミニウムトリイソプロピレート、アルミニウムトリs−ブチレート、アルミニウムトリ2−エチルヘキシレート、モノs−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウムトリアルコラートなどを用いることができる。
【0034】
アルミニウム系架橋剤としては、アルミニウムキレート架橋剤が好ましく、なかでも、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)が好適である。
【0035】
本発明では、粘着剤の保持特性を向上させるために、多官能(メタ)アクリレートが添加されていてもよい。このような多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0036】
なお、粘着剤として特に高い耐熱性(高耐熱性)を必要とする場合、紫外線照射による重合物が好ましい。また、上記粘着剤には、任意成分として、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、充填剤、着色剤(顔料、染料など)、老化防止剤、酸化防止剤などの従来公知の各種添加剤を添加することができる。前記粘着付与樹脂としては、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、芳香族石油樹脂を水添した脂環族石油樹脂(脂環族飽和炭化水素樹脂)などの石油系樹脂、ロジン系樹脂(ロジン、水添ロジンエステルなど)、テルペン系樹脂(テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂など)、スチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂などが挙げられる。
【0037】
粘着剤層(2,21)の厚さは、特に制限されず、例えば、10〜200μm程度の範囲から選択することができ、好ましくは20〜100μm程度である。
【0038】
[基材]
接着シート(1,11)において、基材(3,31)としては、特に制限されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルや、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド等のプラスチックからなるプラスチックフィルムを好適に用いることができる。基材は単独で又は2種以上組み合わせられていてもよい。
【0039】
電子部品の実装工程では、通常、ハンダを溶融させるために、短時間ではあるが、FPCは非常に高い温度にさらされる。例えば、赤外線による加熱(IR加熱)では、加熱条件は種々あるが、代表的な例として、最大温度となるピーク温度が260℃前後で、該ピーク温度の保持時間が20秒前後である加熱条件が挙げられる。そのため、基材(3,31)としては、前記例示のプラスチックフィルムの中でも耐熱性を有しているフィルムが好適である。このような耐熱性フィルムの連続使用可能温度としては、例えば、100℃以上(例えば、100〜350℃)であってもよく、好ましくは120℃以上(例えば、120〜300℃)、さらに好ましくは150℃以上(例えば、150〜280℃)であることが好ましい。
【0040】
基材(3,31)は、粘着剤の投錨性を得るため、その表面が表面処理により改質されていてもよい。このような表面処理としては、特に制限されず、粘着剤や基材の種類などに応じて、例えば、酸処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、プライマー処理などを単独で又は2種以上組み合わせて採用することができる。
【0041】
基材(3,31)の厚さは特に制限されず用途に応じて適宜選択できるが、一般には、例えば、12〜200μm(好ましくは16〜75μm)程度である。
【0042】
本発明における接着シートは、基材の少なくとも一方の面(片面又は両面)に、アルキル基の炭素数が4〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸C4-14アルキルエステル]を単量体主成分とし且つ分子内に官能基を含有しているアクリル系コポリマーと、アルミニウム系架橋剤とからなる粘着剤(感圧性接着剤)を含む粘着剤組成物を塗工し、加熱等により架橋処理して粘着剤層を形成することにより製造できる。なお、必要に応じて、紫外線などの電磁波照射させることも可能である。また、必要に応じて、剥離ライナーを粘着剤層上に被覆してもよい。従って、本発明の接着シート(粘着シート)は、基材の両面に粘着剤層を有する両面接着シートであってもよく、基材の片面に粘着剤層を有する片面接着シートであってもよい。
【0043】
本発明の接着シートとしては、両面接着シートであることが好ましい。なお、両面接着シートである場合、基材の両側に積層されている各粘着剤層における粘着剤(接着剤)は、それぞれ異なる接着剤であってもよく、同一の接着剤であってもよい。
【0044】
本発明の接着シートは、例えば、図1に示されるように、FPC(フレキシブルプリント配線板)をキャリアボードに接着により固定するための接着シートとして用いられる。なお、図1では、基材付き両面接着シート5を、キャリアボード6とFPC4との間に設けて、キャリアボード6とFPC4とを接着させている。すなわち、キャリアボード6とFPC4とは両面接着シート5を介して接着されている。特に、図1では、基材付き両面接着シート5は、キャリアボード6の一方の面における全面に貼着されているが、キャリアボード6の一方の面における所定の部位(例えば、FPCを設置する部位及びその周辺部や、FPCを設置する部位の一部など)のみに貼着されていてもよい。
【0045】
また、本発明では、接着シートは、基材付き片面接着シート(接着テープ)であってもよく、この場合、該接着テープの基材側の面を、接着剤を用いてキャリアボードの全面又は所定の部位に貼り付け、該接着テープの粘着剤層を表面に有するキャリアボードとし、該粘着剤層の表面にFPCを貼着して固定することができる。
【0046】
本発明では、接着シートが貼付されたキャリアボードから接着シート自体を破損させることなく容易に剥離させるために、接着シートの引張強度が、5N/15mm以上(例えば、5〜150N/15mm)、さらに好ましくは8N/15mm以上(例えば、8〜50N/15mm)であることが望ましい。特に、接着シートの引張強度としては、電子部品の実装後においても5N/15mm以上(好ましくは8N/15mm以上)であることが好適である。電子部品の実装後において、接着シートの引張強度が前記範囲であると、キャリアボードから接着シートを破損させることなく、容易に剥離させることが可能となり、キャリアボードを再利用することも可能となる。
【0047】
また、本発明では、FPCに電子部品を実装させた後、該電子部品が実装されているFPCを粘着剤層から剥離させるために(すなわち、FPCのピックアップ性を高めるために)、粘着剤層とFPCとの接着力が7.5N/20mm未満(例えば、0.1〜7.3N/20mm)、さらに好ましくは0.3〜2.0N/20mmであることが望ましい。また、図1のように、両面接着シートを用いている場合、接着シートとキャリアボードとの接着力は、前記接着シートとFPCとの接着力と同様の範囲から選択することができる。本発明において、接着シートにおける接着力は、粘着剤やその添加剤等の種類及びその配合割合などを適宜選択して調整することができる。
【0048】
なお、ガイドピン(71,72)や搬送用の固定台8等についても特に制限されず、FPCへの電子部品の実装装置(特に自動実装装置)に応じて適宜選択することができる。
【0049】
本発明の接着シートは、FPC(フレキシブルプリント配線板)やその補強板に貼り合わせ、必要に応じて適宜の形状に打ち抜き加工される用途の接着シート(接着テープ等)として好ましく使用できる。本発明のフレキシブルプリント配線板固定用接着シートは、粘着剤層が、アルキル基の炭素数が4〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分とし且つ分子内に官能基を含有しているアクリル系コポリマーと、アルミニウム系架橋剤とを含むアクリル系粘着剤組成物により形成されているので、加熱工程(IR加熱工程など)を経ても、粘着剤層の粘着特性の変化が少なく、変形や劣化がほとんど又は全く生じていない。さらに、基材として耐熱性フィルムを用いることにより、加熱工程(IR加熱工程など)を経ても、基材の変形や劣化も抑制又は防止することができる。そのため、粘着剤層による粘着性(接着性)は、加熱時でも良好であり、FPCはキャリアボードにしっかり保持されており、加熱後、FPCには位置ずれが生じていない。そのため、電子部品をFPCに高い位置精度で実装することができる。しかも、加熱後、前記粘着剤層による剥離性も良好であり、FPCには脱離や糊残りなどが生じていない。
【0050】
また、接着シートを両面接着シートとすると、電子部品をFPCに実装後、接着シート自体もキャリアボードから破損させることなく容易に剥離することができ、使用後の接着シートの剥離除去も良好に行うことが可能である。
【0051】
従って、本発明の接着シートは、FPC固定用接着シートとして極めて有用である。
【0052】
なお、FPCに実装する電子部品としては特に制限されず、例えば、IC、コンデンサ、コネクタ、抵抗、LED(発光ダイオード;Light Emitting Diode)などが挙げられる。
【0053】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を記載して、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味する。
【0054】
(実施例1)
アクリル酸2−エチルヘキシル97部、アクリル酸3部を210部のトルエン中で、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.3部の共存下、かつ窒素置換下に60〜80℃で攪拌しながら溶液重合処理して、粘度約110ポイズ、重合率99.4%、固形分32重量%の溶液を調製し、この溶液100部(固形分)に対し、老化防止剤(商品名「ノルガノックス1010」チバガイギー社製)2部、イソプロピルアルコール20部を添加して、架橋剤非含有感圧接着剤溶液(「架橋剤非含有感圧接着剤(B1)」と称する)を調製した。
さらに、この架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、アルミニウムトリスアセチルアセトネート(商品名「アルミキレートAW」川研ファインケミカル株式会社製)1部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A1)」と称する)を調製した。
また、前記架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、アルミニウムトリスアセチルアセトネート(商品名「アルミキレートAW」川研ファインケミカル株式会社製)0.5部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A2)」と称する)を調製した。
【0055】
架橋剤含有感圧接着剤(A1)を、ポリフェニレンサルファイド製フィルム(商品名「トレリナ3040」東レ株式会社製;厚み25μm)の一方の面に、乾燥後の厚さが25μmとなるように塗布した後、熱風乾燥機中120℃で3分間乾燥し、FPC側粘着剤層を形成し、さらに、このFPC側粘着剤層の表面にセパレータを貼り合わせた。その後、ポリフェニレンサルファイド製フィルム(商品名「トレリナ3040」東レ株式会社製;厚み25μm)の他方の面に、架橋剤含有感圧接着剤(A2)を、同様にして、乾燥後の厚さが50μmとなるように塗工及び乾燥処理して、搬送用支持板側粘着剤層を形成して、両面接着シートを作製した。
【0056】
(実施例2)
実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、アルミニウムトリスアセチルアセトネート(商品名「アルミキレートAW」川研ファインケミカル株式会社製)3部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A3)」と称する)を調製した。
【0057】
この架橋剤含有感圧接着剤(A3)をFPC側粘着剤層(厚さ25μm)の粘着剤として用いること以外は、実施例1と同様にして、両面接着シートを作製した。従って、該両面接着シートの搬送用支持板側粘着剤層(厚さ50μm)は、実施例1と同様の架橋剤含有感圧接着剤(A2)による粘着剤層である。
【0058】
(実施例3)
実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、アルミニウムトリスアセチルアセトネート(商品名「アルミキレートAW」川研ファインケミカル株式会社製)5部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A4)」と称する)を調製した。
【0059】
この架橋剤含有感圧接着剤(A4)をFPC側粘着剤層(厚さ25μm)の粘着剤として用いること以外は、実施例1と同様にして、両面接着シートを作製した。従って、該両面接着シートの搬送用支持板側粘着剤層(厚さ50μm)は、実施例1と同様の架橋剤含有感圧接着剤(A2)による粘着剤層である。
【0060】
(比較例1)
実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、エポキシ系架橋剤(商品名「テトラッドC」三菱ガス化学株式会社製)1.5部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A5)」と称する)を調製した。
また、実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、エポキシ系架橋剤(商品名「テトラッドC」三菱ガス化学株式会社製)0.1部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A6)」と称する)を調製した。
【0061】
この架橋剤含有感圧接着剤(A5)をFPC側粘着剤層(厚さ25μm)の粘着剤として用いるとともに、架橋剤含有感圧接着剤(A6)を搬送用支持板側粘着剤層(厚さ50μm)の粘着剤として用いること以外は、実施例1と同様にして、両面接着シートを作製した。
【0062】
(比較例2)
実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)6部および錫系触媒0.05部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A7)」と称する)を調製した。
また、実施例1で調製された架橋剤非含有感圧接着剤(B1)中のポリマー固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名「コロネートL」日本ポリウレタン工業株式会社製)2部および錫系触媒0.05部を添加し混合して、架橋剤含有感圧接着剤(「架橋剤含有感圧接着剤(A8)」と称する)を調製した。
【0063】
この架橋剤含有感圧接着剤(A7)をFPC側粘着剤層(厚さ25μm)の粘着剤として用いるとともに、架橋剤含有感圧接着剤(A8)を搬送用支持板側粘着剤層(厚さ50μm)の粘着剤として用いること以外は、実施例1と同様にして、両面接着シートを作製した。
【0064】
(評価)
以上の実施例1〜3、及び比較例1〜2で作製した各接着シートに関して、180°ピール引き剥がし接着力、IRリフロー保持性、IR加熱後のFPCのピックアップ性、IR加熱後の接着シートの剥離性について、下記の方法により測定・評価した。これらの結果を表1に示す。
【0065】
[180°ピール引き剥がし接着力]
実施例1〜3及び比較例1〜2により得られた各接着シートを、その片面(搬送用支持板側粘着剤層側の面)に、厚さが25μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン100H」、FPCの基材として汎用されている)を貼り付けて、セパレータを剥がし、幅20mm、長さ100mmの接着テープとし、該接着テープを、被着体として、上記と同様のポリイミドフィルムとアルミニウム板とに、それぞれ2kgローラーで1往復させて貼り、23℃で且つ相対湿度50%の条件で30分間エージングしたもの(初期23℃)と、又は温度200℃の条件で30分間エージングしたもの(初期200℃)[被着体がポリイミドフィルムの場合のみ]と、図4で示されるIRリフロー温度条件下でIR加熱を行った後に23℃で且つ相対湿度50%の条件で30分間エージングしたもの(IR加熱後)とについて、引っ張り試験機により300mm/分の速度で180°ピール引き剥がし強度(N/20mm)を測定した。なお、評価結果は、それぞれ、表1の「180°ピール接着力」の「FPC側対ポリイミドフィルム」及び「支持体側対アルミニウム」における各「23℃」、「200℃」、「IRリフロー後」の対応する欄に示した。
【0066】
[IRリフロー保持性]
アルミニウム板(サイズ:150mm×200mm×2mm)に、PI(ポリイミド)/銅箔/PI(ポリイミド−銅箔積層体のサイズ:130mm×180mm×0.1mm)を、実施例1〜3及び比較例1〜2により得られた各接着シートを介して、図5に示されるようにして貼り合わせて、PI/銅箔/PIをアルミニウム板(支持板)に固定させたものをFPCサンプルとした。具体的には、実施例1〜3、及び比較例1〜2により得られた各接着シートによる固定位置は、長辺側の両端2カ所と、該長辺側の中央部の1カ所の両辺で計6カ所(一辺側では3カ所)とし、各部位の両面接着シートのサイズは、10×30mmである。図5において、10はFPCサンプル、10aは支持板(アルミニウム板)、10bはポリイミド−銅箔積層体、10cは接着シートである。
FPCサンプルを、図4で示されるIRリフロー温度条件下でIR加熱を行い、IR加熱後のFPCサンプルの貼着状態を目視により観察した。なお、評価結果は、表1の「IRリフロー保持性」の欄に示した。
【0067】
[IR加熱後のFPCのピックアップ性]
キャリアボードとしてアルミニウム製キャリアボードを用いて、図1に示されているように、キャリアボード1つに対して6個のFPCをそれぞれ位置合わせをした後、該キャリアボードの表面に形成されている粘着剤層上に置き、手で押して接着させて、FPCをキャリアボードに固定した。その後、IR加熱を行い、IR加熱の直後及び室温まで冷却後に、FPCを接着シートから剥がして、該剥がす際の剥がし易さ、FPCへのストレスを、官能的に(手感触により)確認し、FPCのピックアップ性を評価した。なお、評価結果は、それぞれ、表1の「IR加熱後のFPCのピックアップ性」の欄に示した。
【0068】
[IR加熱後の接着シートの剥離性]
前記IR加熱後のFPCのピックアップ性の測定後に、接着シートをアルミニウム製キャリアボードから剥がす際の剥がし易さ(易剥離性)について、官能的に(手感触により)確認して、接着シートの剥離性を評価した。なお、評価結果は、それぞれ、表1の「IR加熱後の接着シートの剥離性」の欄に示した。
【0069】
【表1】
【0070】
表1より、実施例1〜3の各接着シートは、200℃の高温下における粘着力の低下が比較的に小さく、凝集破壊することもなかった。また、IR加熱が行われていても、粘着剤層の劣化などが生じておらず、FPCのIRリフロー保持性が良好であり、さらに、IR加熱後のFPCのピックアップ性も優れている。しかも、IR加熱後の接着シートの剥離性も良好であった。従って実施例1〜3の各接着シートは、FPCにおける電子部品実装時にFPCを固定するための接着テープとして非常に重要な接着力、IRリフロー保持性、FPCのピックアップ性および接着シートの剥離性が良好である。
【0071】
一方、比較例1では、高温下での粘着力の低下が顕著であり、IRリフロー保持性も低く、IRリフロー保持性のテストではFPCが支持板から脱離してしまった。また、比較例2では、高温下では凝集破壊が生じ、また、FPCや支持板に糊残りが見られた。
【0072】
【発明の効果】
本発明のフレキシブルプリント配線板固定用接着シートによれば、粘着剤層が特定のアクリル系コポリマー及びアルミニウム系架橋剤からなっているので、キャリアボードに対してフレキシブルプリント配線板の貼着及び剥離が容易であり、電子部品のフレキシブルプリント配線板への実装時に加熱されても、粘着剤層の変形や劣化を抑制又は防止することができる。従って、電子部品のFPCへの実装に際して、キャリアボードに対してFPCを優れた作業性で取り付け及び取り外しをすることができ、また加熱工程を経ても、FPCが粘着剤層から脱離せず、さらに、剥離後、FPCには粘着剤成分が残存せず、しかも接着シート自体もキャリアボードから破損させることなく容易に剥離させることができる。そのため、FPCに電子部品を高い精度で実装することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の接着シートを用いてFPCをキャリアボードに貼り付けた状態を示す概略図であり、図1(a)は上側から見た図、図1(b)は横側から見た図である。
【図2】本発明の接着シートの一例を示す断面図である。
【図3】本発明の接着シートの他の例を示す断面図である。
【図4】IRリフロー温度条件を示すグラフである。
【図5】IRリフロー保持性の評価において、FPCサンプルの構成を示す概略図である。
【図6】従来のFPCの固定方法の代表的な一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルプリント配線板固定用接着シート
2 粘着剤層
3 基材
11 フレキシブルプリント配線板固定用接着シート
21 粘着剤層
31 基材
4 フレキシブルプリント配線板
5 両面接着シート
51 両面接着シート5の粘着剤層
6 キャリアボード(マザーボード)
71 マザーボード固定用ガイドピン
72 FPC位置合わせ用ガイドピン
71a マザーボード固定用ガイドピン71の挿入用穿孔
72a FPC位置合わせ用ガイドピン72の挿入用穿孔
8 搬送用の固定台
9 接着テープ
10 FPCサンプル
10a 支持板(アルミニウム板)
10b ポリイミド−銅箔積層体
10c 接着シート
Claims (4)
- フレキシブルプリント配線板の表面への電子部品の実装に際してフレキシブルプリント配線板をキャリアボードに固定するためのフレキシブルプリント配線板固定用接着シートであって、アルキル基の炭素数が4〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分、カルボキシル基含有共重合性モノマーを共重合性単量体成分とし、該カルボキシル基含有共重合性モノマーの割合が単量体成分全量に対して0.1〜3重量%であり、且つ分子内にカルボキシル基を含有しているアクリル系コポリマーと、アルミニウム系架橋剤とからなる、加熱架橋処理により形成された粘着剤層が、ポリフェニレンサルファイドからなるプラスチックフィルムである基材の少なくとも片面に形成されているフレキシブルプリント配線板固定用接着シート。
- アクリル系コポリマーのカルボキシル基が、共重合性単量体成分としてのカルボキシル基含有共重合性モノマーのカルボキシル基に由来している請求項1記載のフレキシブルプリント配線板固定用接着シート。
- 基材が、連続使用可能温度が100℃以上の耐熱性フィルムである請求項1または2に記載のフレキシブルプリント配線板固定用接着シート。
- 前記請求項1〜3の何れかの項に記載のフレキシブルプリント配線板固定用接着シートによりフレキシブルプリント配線板をキャリアボードに固定した後、前記フレキシブルプリント配線板の表面に電子部品を実装するフレキシブルプリント配線板への電子部品の実装方法。
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