JP5952078B2 - 導電性熱硬化型接着テープ - Google Patents
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上記の1サイクル目の抵抗値の最大値、200サイクル目の抵抗値の最大値および400サイクル目の抵抗値の最大値は、次のようにして測定することができる。導電性熱硬化型接着テープを、貼付部分のサイズが2mm×3mm(面積:6mm2)となるように銀メッキ(銀メッキが施された導体パターン)に、130℃でラミネートし、160℃、2MPaで120秒間加熱圧着して貼付し、さらに150℃で30分間熱硬化した後、貼付部分を含む導電性熱硬化型接着テープと銀メッキ(銀メッキが施された導体パターン)に2Aの定電流を流す。これを、槽内の設定温度(ヒートサイクル条件)を25℃から−40℃まで降温した後−40℃で10分間保持し、次いで、85℃まで昇温した後85℃で10分間保持し、再び降温して25℃に達するまでを1サイクルとしてこれを繰り返す設定とした恒温槽内に入れて冷却および加熱し、この間、前記貼付部分の抵抗値(接触抵抗値)を連続的に測定する。より具体的には、下記の[ヒートサイクル試験]に従って測定することができる。なお、導電性熱硬化型接着テープにおける上記の貼付部分(サイズが2mm×3mm(面積:6mm2)の貼付部分)には、端子部が、少なくとも1、好ましくは1存在する。
[ヒートサイクル試験]
(評価用基板の作製)
銀メッキが施された導体パターンが形成されたガラスエポキシ基板を用い、前記銀メッキが施された導体パターンに導電性熱硬化型接着テープを貼り合わせ、さらに、前記銀メッキが施された導体パターンに定電流電源および電位計を接続することによって電気回路を形成して、評価用基板を作製する。図1には、具体的な評価用基板の構成の一例を示す。ガラスエポキシ基板18a上に、銀メッキが施された導体パターン(以下、単に「導体パターン」と称する場合がある)11a〜dが形成されており、導体パターン11a〜11dに対して、導電性熱硬化型接着テープ12(幅:2mm)を、130℃でラミネートした後、160℃、2MPaで120秒間加熱圧着して貼付する。この際、導体パターン11bと導電性熱硬化型接着テープとの貼付部分13のサイズが2mm×3mm(面積:6mm2)となるように貼付する。この貼付部分13により、導体パターン11bと導電性熱硬化型接着テープ12の金属箔との間の電気的導通(厚み方向の電気的導通)が確保される。
なお、導電性熱硬化型接着テープの幅が2mmに満たない場合には、トータルで幅が3mmとなるように貼り付ける(例えば、導電性熱硬化型接着テープが1mm幅の場合には、2枚を貼り付ける)ことによって、評価を実施することができる。
次いで、導体パターン11bと11dを定電流電源14に接続し、導体パターン11aと11bを電位計15に接続して電気回路を形成し、これを評価用基板とする。なお、特に限定されないが、例えば、前記導体パターンと定電流電源、電位計の接続は、リード線の使用やはんだ付け等の通常の接続手段を利用することによって実施することができる。図2には、図1に示す評価用基板における電気回路の等価回路を示す。図2における17は、図1における貼付部分13の抵抗(接触抵抗)を表している。
(抵抗評価用サンプルの作製)
上記評価用基板における電気回路のうち、少なくとも導体パターンと導電性熱硬化型接着テープとの貼り合わせ部分(貼付部分)を、ガラスエポキシ基板とガラス板の間でエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)により封止し、抵抗評価用サンプルを作製する。図3には、抵抗評価用サンプルの模式図(図1の貼付部分13における断面図)を示す。抵抗評価用サンプルは、少なくとも導体パターン11bと導電性熱硬化型接着テープ12による貼り合わせ部分(貼付部分)13が、ガラスエポキシ基板18aおよびガラス板18bの間で、EVA(EVAの硬化物)19によって封止された構成を有する。なお、図1には、EVA(EVAの硬化物)によって封止される領域(封止領域)16の一例を示す。上述のEVAによる封止は、特に限定されないが、例えば、以下のようにして実施することができる。図1に示す評価用基板における封止領域16上に、熱硬化性エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム(EVAフィルム)(例えば、酢酸ビニル含有量28%の熱硬化性EVAフィルム)をのせ、さらにその上からガラス板を重ねて、「評価用基板/EVAフィルム/ガラス板」の構成を有する積層体とする。前記積層体を、真空プレス機を使用して、まず150℃の状態でプレスを行わず40秒間真空引きを行い、次いで、真空引きをしたままの状態で150℃にて0.1MPaの圧力で400秒間プレスし(真空引きは引き始めてから400秒間で終了させる)、その後真空プレス機から前記積層体を取り出して、150℃で30分間加熱し、熱硬化型接着剤層及びEVAを熱硬化させる。
このように、少なくとも導体パターンと導電性熱硬化型接着テープとの貼り合わせ部分(貼付部分)をEVAによって封止することによって、貼付部分が固定されるため、誤差が小さく安定した測定結果を得ることができる。
(チャンバー(恒温槽)内の雰囲気温度設定)
チャンバー内の設定温度(ヒートサイクル条件)を下記のようにする。なお、特に限定されないが、下記設定にてチャンバー内の雰囲気温度を変化させる間には、チャンバー内の湿度(相対湿度)の制御は行わなくてもよい。
開始温度を25℃とし、25℃から100℃/時間の速度で−40℃まで降温し、−40℃で10分間保持する。次に、−40℃から100℃/時間の速度で85℃まで昇温し、85℃で10分間保持する。その後再び100℃/時間の速度で降温し、25℃に達するまでを1サイクルとし、これを少なくとも200回、あるいは少なくとも400回繰り返す設定とする。なお、1サイクルに要する時間は170分である。図4には、上記のチャンバー内の設定温度(ヒートサイクル条件)の、2サイクル目までのプロファイルを示す。なお、この設定温度(ヒートサイクル条件)は、IEC規格のIEC61215(第2版)、IEC61646(第2版)に準じたものである。
上記のチャンバー(恒温槽)としては、公知慣用のチャンバーを用いることができ、特に限定されないが、例えば、商品名「PL−3KP」(エスペック(株)製)、商品名「PWL−3KP」(エスペック(株)製)などの市販品を用いることができる。図5には、後述の(評価)の「(1)抵抗値(ヒートサイクル試験)」で用いたチャンバー(エスペック(株)製、商品名「PL−3KP」)内の温度を上記設定にて制御した場合の、チャンバー(恒温槽)の槽内温度(槽内雰囲気温度)および評価用基板における導電性熱硬化型接着テープの表面温度プロファイルの一例を示した。チャンバーの槽内温度は設定条件にあわせて変化し、最高温度は設定とほぼ同じ約85℃、最低温度は設定よりもやや高い約−30℃を示した。また、導電性熱硬化型接着テープの表面温度は、チャンバーの槽内温度とほぼ同様の変化を示した。
(抵抗値の測定)
上記抵抗評価用サンプルにおける電気回路に対し、定電流電源(図1における定電流電源14)によって2Aの定電流を流し(即ち、図1における貼付部分13に2Aの定電流を流し)、抵抗評価用サンプルを槽内の雰囲気温度を25℃としたチャンバー内に入れる。次に、上記の設定温度(ヒートサイクル条件)により、抵抗評価用サンプルの冷却および加熱を繰り返し、この間、電位計15によって電圧を連続的に測定(例えば、サンプリング周期:5〜10回/10分)することにより、貼付部分13の抵抗値を連続的に取得する。これにより、1サイクル目の抵抗値の最大値(初期抵抗値)、200サイクル目の抵抗値の最大値、400サイクル目の抵抗値の最大値を測定し、上記の抵抗値倍率を算出する。
本発明の導電性熱硬化型接着テープを構成する金属箔としては、自己支持性を有し、かつ電気伝導性を示す金属箔であればよく、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、鉄、鉛やこれらの合金などの金属箔を使用することができる。中でも、導電性、コスト、加工性の観点から、アルミニウム箔、銅箔が好ましく、より好ましくは銅箔である。なお、上記金属箔は、錫メッキや銀メッキ、金メッキ等の各種表面処理が施されていてもよい。即ち、腐食による抵抗値上昇を抑制する観点で、錫メッキが施された銅箔が特に好ましい。
本発明の導電性熱硬化型接着テープを構成する熱硬化型接着剤層における硬化前接着力は、2N/20mm以上であり、好ましくは2.5N/20mm以上、より好ましくは3N/20mm以上である。本発明の導電性熱硬化型接着テープは、上記硬化前接着力が2N/20mm以上であるので、被着体に仮止め固定することが可能となる。なお、上記硬化前接着力の上限値は、特に限定されないが、15N/20mmが好ましく、より好ましくは20N/20mmである。上記の硬化前接着力は、加熱硬化処理(150℃で35分の加熱処理)前の熱硬化型接着剤層の接着力である。本明細書において、「硬化前接着力」を「初期接着力」と称する場合がある。
<GPCの測定方法>
(サンプルの調製)
測定対象であるアクリル系ポリマーを溶離液に溶解して、該アクリル系ポリマーの0.1%THF溶液を調製し、1日放置した後、0.45μmメンブレンフィルターにてろ過し、得られたろ液をサンプルとして、下記測定条件でGPC測定を行う。
(測定条件)
GPC装置:HLC−8120GPC(東ソー株式会社製)
カラム:TSKgel superAWM−H,TSKgel superAW4000,TSKgel superAW2500(東ソー株式会社製)
カラムサイズ:各6mmφ×15cm、計45cm
カラム温度:40℃
溶離液:10mM−LiBr、10mM−りん酸/THF(テトラヒドロフラン)
流速:0.4mL/min
入口圧:4.6MPa
注入量:20μL
検出器:示差屈折計
標準試料:ポリエチレンオキサイド
データ処理装置:GPC−8020(東ソー株式会社製)
<ゲル分率の測定方法>
本発明の導電性熱硬化型接着テープより、熱硬化型接着剤層を約0.1g採取し、ゲル分率測定用の熱硬化型接着剤層とする。上記ゲル分率測定用の熱硬化型接着剤層を、平均孔径0.2μmの孔を有する多孔質テトラフルオロエチレンシート(商品名「NTF1122」、日東電工(株)製)に包んだ後、凧糸で縛り、その際の重量を測定し、該重量を浸漬前重量とする。なお、該浸漬前重量は、熱硬化型接着剤層と、テトラフルオロエチレンシートと、凧糸の総重量である。また、テトラフルオロエチレンシートと凧糸の合計重量も測定しておき、該重量を包袋重量とする。
次に、上記の熱硬化型接着剤層をテトラフルオロエチレンシートで包み凧糸で縛ったもの(「サンプル」と称する)を、メチルエチルケトンで満たした50mL容器に入れ、室温(23℃)にて1週間(7日間)静置する。その後、容器からサンプル(メチルエチルケトン処理後)を取り出して、アルミニウム製カップに移し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥してメチルエチルケトンを除去した後、重量を測定し、該重量を浸漬後重量とする。
そして、下記の式からゲル分率を算出する。
ゲル分率(重量%)=(A−B)/(C−B) × 100
(上記式において、Aは浸漬後重量であり、Bは包袋重量であり、Cは浸漬前重量である。)
本発明の導電性熱硬化型接着テープは、金属箔の片面側に熱硬化型接着剤層を有する。なお、本発明の導電性接着性テープは、上記の金属箔、熱硬化型接着剤層以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、他の層(例えば、中間層、下塗り層など)を有していてもよい。
[端子部の総面積の測定方法]
導電性熱硬化型接着テープを長さ6mm×幅5mm(面積:30mm2)のサイズに切り出し、これを測定サンプルとする。
上記測定サンプルの熱硬化型接着剤層側の表面を、デジタルマイクロスコープ((株)キーエンス製、品番「VHX−600」)を用いて、測定倍率200倍(レンズは「VH−Z20」を使用)にて観察し、端子部(熱硬化型接着剤層側の表面に露出している金属部分)の画像(投影面の画像)を撮影する。次に、計測モードにて、前記画像における端子部の領域を指定し、当該領域の面積を計測することによって端子部の面積を測定する。同様に、上記測定サンプルに存在するすべての端子部の面積を測定し、これらを合計することによって、熱硬化型接着剤層30mm2あたりに存在する端子部の総面積を算出する。
より詳しくは、後述の(評価)の「(2)端子部の面積」に記載の方法により測定することができる。
なお、導電性熱硬化型接着テープのテープ幅が6mmに満たない場合には、例えば、熱硬化型接着剤層の面積が30mm2となるように長さを調整して切り出した測定サンプルを用いて測定してもよいし、熱硬化型接着剤層の面積が30mm2よりも小さい測定サンプルを用いて測定して得られた値を熱硬化型接着剤層30mm2あたりの値に換算することによって測定してもよい。
図7は、導電性熱硬化型接着テープaの一例を示す模式図(平面図)である。図7における貫通孔25の位置パターンは、いわゆる、散点パターンであり、例えば、長手方向の配置間隔がxの列を間隔yで配列し、かつ互いに隣り合う列間において半ピッチずらしたものを使用できる。上記配置間隔xとしては、特に限定されないが、例えば、1〜5mmが好ましく、より好ましくは2〜4mmである。また、上記間隔yとしては、特に限定されないが、例えば、1〜4mmが好ましく、より好ましくは2〜3mmである。
[端子部の平均面積の測定方法]
導電性熱硬化型接着テープを長さ6mm×幅5mm(面積:30mm2)のサイズに切り出し、これを測定サンプルとする。
上記測定サンプルの熱硬化型接着剤層側の表面を、デジタルマイクロスコープ((株)キーエンス製、品番「VHX−600」)を用いて、測定倍率200倍(レンズは「VH−Z20」を使用)にて観察し、端子部(熱硬化型接着剤層側の表面に露出している金属部分)の画像(投影面の画像)を撮影する。次に、計測モードにて、前記画像における端子部の領域を指定し、当該領域の面積を計測することによって端子部の面積を測定する。同様に、上記測定サンプルに存在する全ての端子部の面積を測定し、これらを合計することによって、熱硬化型接着剤層30mm2あたりに存在する端子部の総面積を算出する。
上記で計測した端子部の総面積を、上記測定サンプルに存在する貫通孔の数(目視又やデジタルマイクロスコープ等により数えることができる)で割ることによって、貫通孔1個あたりの端子部の平均面積を求めることができる。
なお、導電性熱硬化型接着テープのテープ幅が6mmに満たない場合には、例えば、熱硬化型接着剤層の面積が30mm2となるように長さを調整して切り出した測定サンプルを用いて測定してもよいし、熱硬化型接着剤層の面積が30mm2よりも小さい測定サンプルを用いて測定して得られた値を熱硬化型接着剤層30mm2あたりの値に換算することによって測定してもよい。
なお、より詳しくは、後述の(評価)の「(2)端子部の面積」に記載の方法により測定することができる。
工程1では、金属箔の片面側に熱硬化型接着剤層を有する積層体に、前記金属箔側から貫通孔を開け、上記熱硬化型接着剤層側の表面に金属箔の突出部を形成する。前記貫通孔を開ける方法としては、公知慣用の穿孔方法を用いることができ、特に限定されない。中でも、均一な貫通孔を形成する観点で、表面に貫通孔を形成するためのピンが設けられたオス型を用いた貫通孔形成方法が好ましい。
また、図10におけるf(ピンの高さ)としては、例えば、0.5〜3mmが好ましく、より好ましくは1〜2mmである。図10におけるgとしては、例えば、0.01〜0.5mmが好ましく、より好ましくは0.02〜0.4mmである。
さらに、図11における間隔iとしては、例えば、1〜5mmが好ましく、より好ましくは2〜4mmである。また、図11における間隔hとしては、例えば、1〜4mmが好ましく、より好ましくは2〜3mmである。
工程2では、前記突出部(工程1で形成した突出部)を折り返して端子部を形成する。突出部を折り返すことによって、端子部の面積を大きくすることができる。突出部を折り返す方法としては、特に限定されないが、効果的に端子部の面積を大きくできる観点で、スキージを用いる方法が好ましい。スキージを用いることにより、一度に多くの突出部を折り返すことができ、さらにこれらをきれいに折り返すことができる。このため、熱硬化型接着剤層側の表面に露出する金属箔の面積、即ち、端子部の面積を大きくすることができる。特に、貫通孔1個あたりの端子部の平均面積を大きくすることが容易となるため、効率的に熱硬化型接着剤層30mm2あたりの端子部の総面積を大きくすることができる。
工程3では、必要に応じて、上記工程2で折り返した突出部にプレス加工を施す。当該工程3を経ることにより、端子部と熱硬化型接着剤層表面を平滑とすることができるため、被着体に対して端子部を接触させやすくすることができ、なおかつ、被着体に対する導電性熱硬化型接着テープの接着性を高めることができる。
アクリル系ポリマーの製造例
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応器に、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジハイドロクロライド(商品名「VA−060」、和光純薬工業株式会社製)(重合開始剤)0.279g、イオン交換水100gを投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。これを60℃に保ち、ここにブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)66重量部、アクリロニトリル(AN)29重量部、アクリル酸(AA)5重量部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.04重量部及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(乳化剤)2重量部をイオン交換水41重量部に添加して乳化したもの(モノマー原料のエマルション)400gを3時間かけて徐々に滴下して、乳化重合反応を進行させた。モノマー原料のエマルションの滴下終了後、さらに3時間同温度に保持して熟成させた。このようにして重合したアクリル系ポリマーの水分散液(エマルション)を乾燥し、アクリル系ポリマー(重量平均分子量50万)を得た。
上記アクリル系ポリマー[ブチルアクリレート(BA)66重量部、アクリロニトリル(AN)29重量部、アクリル酸(AA)5重量部をモノマー成分として構成された共重合体]:100重量部が溶解された酢酸エチル溶液に、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製):10重量部(不揮発分)が溶解されたブタノール溶液を混合し攪拌して、熱硬化型接着剤組成物(溶液)を調製した。
シリコーンが塗布された剥離紙に、上記熱硬化型接着剤組成物(A)を乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥して、熱硬化型接着剤層(厚み25μm)を形成した。そして、該熱硬化型接着剤層上に、錫コート銅箔(錫メッキが施された銅箔、厚み:35μm)を貼り合わせた。
続いてこれをロール状に巻き取ることにより、「錫コート銅箔/熱硬化型接着剤層/剥離紙」の構成を有する熱硬化型接着テープのロール状巻回体を得た。
上記で得た熱硬化型接着テープのロール状巻回体から、熱硬化型接着テープを繰り出し、図9および図10に示す形状のピン(c=1.0427mm、d=1.8061mm、e=60°、f=1.2mm、g=0.1mm)が、図11に示すパターン(h=2.598mm、i=1.5mm)で表面に配置されたオス型ロールと、図12に示す直径1.6mmφ×深さ1.4mmの円柱状の穴が表面に形成されたメス型ロールとを用い、上記熱硬化型接着テープの金属箔側がオス型ロールと接触するように前記ロール(オス型ロールおよびメス型ロール)間を通過させて打ち抜き、貫通孔および熱硬化型接着剤層側の表面に金属箔の突出部(バリ)を形成した。
次いで、剥離紙を剥離し、図15に示すように、スキージ(材質:鉄(FK4)、先端角度:45°、先端R(先端半径):0.5)を、熱硬化型接着剤層表面と前記スキージの先端がなす角度(図15における角度43)が20°となるように、熱硬化型接着剤層表面と前記スキージの先端が接触するように配置し(即ち、スキージ先端を熱硬化型接着剤層表面に押し当て)、熱硬化型接着剤層を1m/分の速度で移動させる(擦る)ことによって、前記突出部を折り返した。
さらに、熱硬化型接着剤層表面にセパレータを貼り合わせた後、プレスロール間を通過させることにより、セパレータのラミネートを行うと同時に、折り返した突出部と熱硬化型接着剤層とが平滑となるようにプレス加工を施して、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから35μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から80重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から60重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から100重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)の量を66重量部から91重量部に変更し、アクリロニトリル(AN)の量を29重量部から5重量部に変更し、アクリル酸(AA)の量を5重量部から4重量部に変更し、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から100重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)の量を66重量部から72重量部に変更し、アクリロニトリル(AN)の量を29重量部から27重量部に変更し、アクリル酸(AA)の量を5重量部から1重量部に変更し、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から100重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
上記の実施例1の熱硬化型接着剤組成物の調製例における、ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)の量を66重量部から80重量部に変更し、アクリロニトリル(AN)の量を29重量部から14重量部に変更し、アクリル酸(AA)の量を5重量部から6重量部に変更し、エーテル化フェノール樹脂(商品名「CKS−3898」(昭和電工株式会社製)の量を10重量部から100重量部(不揮発分)に変更し、さらに、上記の実施例1の熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における熱硬化型接着剤層の厚みを25μmから30μmに変更し、実施例1と同様にして、熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性熱硬化型接着テープ)を得た。
アクリル系ポリマーの製造例
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応器に、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジハイドロクロライド(商品名「VA−060」、和光純薬工業株式会社製)(重合開始剤)0.279g、イオン交換水100gを投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。これを60℃に保ち、ここにブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)70重量部、2−エチルヘキシルアクリレート(アクリル酸2−エチルヘキシル)(2EHA)30重量部、アクリル酸(AA)3重量部、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)0.05重量部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.04重量部及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(乳化剤)2重量部をイオン交換水41重量部に添加して乳化したもの(モノマー原料のエマルション)400gを3時間かけて徐々に滴下して、乳化重合反応を進行させた。モノマー原料のエマルションの滴下終了後、さらに3時間同温度に保持して熟成させた。このようにして重合したアクリル系ポリマーの水分散液(エマルション)を乾燥し、アクリル系ポリマー(重量平均分子量50万)を得た。
上記アクリル系ポリマー[ブチルアクリレート(BA)70重量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)30重量部、アクリル酸(AA)3重量部、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)0.05重量部をモノマー成分として構成された共重合体]:100重量部が溶解された酢酸エチル溶液に、粘着付与樹脂(商品名「ペンセルD−125」、荒川化学工業株式会社製、ロジンエステル):30重量部(不揮発分)、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、イソシアネート化合物):2重量部(不揮発分)を混合し攪拌して、非熱硬化型接着剤組成物(溶液)を調製した。
非熱硬化型接着剤組成物の調製例で得られた非熱硬化型接着剤組成物を、「非熱硬化型接着剤組成物(A)」とした。
シリコーンが塗布された剥離紙に、上記非熱硬化型接着剤組成物を乾燥後の厚みが45μmとなるように塗布し、これを130℃で3分間オーブンで乾燥させて、非熱硬化型接着剤層(粘着剤層)を形成した。次に、得られた非熱硬化型接着剤層表面に錫コート銅箔(錫メッキが施された銅箔、厚み:35μm)を貼り合わせ、続いてこれをロール状に巻き取ることによって、「錫コート銅箔/粘着剤層/剥離紙」の構成を有する非熱硬化型接着テープ巻回体を得た。
上記の熱硬化型接着テープのロール状巻回体を上記非熱硬化型接着テープ巻回体に変更し、上記の実施例1の導電性熱硬化型接着テープの製造例と同様にして、非熱硬化型接着剤層側の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性非熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性非熱硬化型接着テープ(導電性粘着テープ))を得た。
上記の比較例1の非熱硬化型接着剤組成物の調製例における、ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)(BA)の量を70重量部から100重量部に変更し、2−エチルヘキシルアクリレート(アクリル酸2−エチルヘキシル)(2EHA)の量を30重量部から0重量部に変更し、アクリル酸(AA)の量を3重量部から5重量部に変更し、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)の量を0.05重量部から0重量部に変更し、粘着付与樹脂(商品名「ペンセルD−125」、荒川化学工業株式会社製、ロジンエステル)(不揮発分)の量を35重量部から0重量部に変更し、さらに、上記の比較例1の非熱硬化型接着テープ巻回体の製造例における非熱硬化型接着剤層の厚みを45μmから30μmに変更し、比較例1と同様にして、非熱硬化型接着剤層の表面に端子部(露出した金属部分)を有する導電性非熱硬化型接着テープ(貫通孔を有する導電性非熱硬化型接着テープ(導電性粘着テープ))を得た。
実施例及び比較例で得られた導電性接着テープ(導電性熱硬化型接着テープあるいは導電性非熱硬化型接着テープ)について以下の評価を行った。結果は表1に示した。
(評価用基板の作製)(図17参照)
導電性接着テープを、幅2mm×長さ60mmのサイズに切り出し、セパレータを剥離して導電性接着テープ片を得た。
銀メッキが施された導体パターン(Cu18μm/Ni3〜7μm/Au0.03μm/Ag5μm)51a〜hが、図17に示す配置で形成されたガラスエポキシ基板(厚み:1.6mm)を用い、前記導体パターンへの導電性接着テープの貼付部分53a〜dのサイズが2mm×3mm(面積:6mm2)となるように、130℃でラミネートし、160℃、2MPaで120秒間加熱圧着して貼付した。
なお、実施例3は、160℃、2MPaで120秒間加熱圧着を行わず、130℃でラミネートのみを行い、貼付した。
また、上記の貼付部分(サイズが2mm×3mm(面積:6mm2)の貼付部分)には、端子部が、1存在する。
次いで、前記導体パターン51a〜hに定電流電源(54a、54b)および電位計(55a〜d)を、リード線を用いてはんだ付けによって接続した。
なお、図17に示す評価用基板における電気回路は、図1の評価用基板における電気回路を2個配列したものに相当する。
(抵抗評価用サンプルの作製)
図17に示す評価用基板における領域56に、酢酸ビニル含有量28%の熱硬化型EVAフィルム(厚み:0.6mm)を重ね、さらに上からガラス板(厚み:3.2mm)を重ねて、「評価用基板/EVAフィルム/ガラス板」の構成を有する積層体を得た。当該積層体を、真空プレス機を使用して、まず150℃の状態でプレスを行わず40秒間真空引き行い、その後真空引きしたままの状態で150℃にて0.1MPaの圧力で400秒間プレスし(真空引きは引き始めてから400秒間で終了させる)、その後プレス機から前記積層体を取り出して、150℃オーブンで30分間加熱して、EVA及び実施例においては熱硬化型接着剤層を熱硬化させることにより、抵抗評価用サンプルを得た。
(チャンバー内の雰囲気温度設定)
チャンバーとして、商品名「PL−3K」(エスペック(株)製)を用い、チャンバー内の設定温度(ヒートサイクル条件)を下記のように設定した。なお、下記条件にて冷却および加熱を繰り返す間、チャンバー内に湿度(相対湿度)については特に制御を行わず、開始時点におけるチャンバー内の相対湿度は50%RHであった。
開始温度を25℃とし、25℃から100℃/時間の速度で−40℃まで降温し、−40℃で10分間保持する。次に、−40℃から100℃/時間の速度で85℃まで昇温し、85℃で10分間保持する。その後再び100℃/時間の速度で降温し、25℃に達するまでを1サイクルとし、これを200回繰り返す設定とした。
図5には、上記設定温度(ヒートサイクル条件)にてチャンバー内の温度を制御した場合の、チャンバー(恒温槽)の槽内温度(雰囲気温度)および導電性粘着テープの表面温度プロファイルの一例を示した。
(抵抗値の測定)
上記抵抗評価用サンプルを、定電流電源(54a、54b)によって2Aの定電流を流した状態(即ち、図17における貼付部分53a〜dに2Aの定電流を流した状態)で、槽内の雰囲気温度を25℃に調整した上記チャンバー内に入れ、上記ヒートサイクル条件にて冷却および加熱を繰り返した。この間、電位計(55a〜d)によって電圧を連続的に測定し(サンプリング周期:1回/1分)、貼付部分53a〜dの抵抗値(接触抵抗値)を連続的に取得した。これにより、1サイクル目の抵抗値の最大値(初期抵抗値)、200サイクル目の抵抗値の最大値および400サイクル目の抵抗値の最大値を測定し、抵抗値倍率(200サイクル抵抗値、400サイクル抵抗値)を算出した。表1には、貼付部分53a〜dのそれぞれにおいて測定された、抵抗値および抵抗値倍率の平均値(N=4)を示した。
実施例および比較例で得られた導電性接着テープを幅5mm×長さ6mmのサイズ(面積:30mm2)に切り出し、セパレータを剥離して、これを測定サンプルとした。
上記測定サンプルの接着剤層側の表面を、デジタルマイクロスコープ((株)キーエンス製、品番「VHX−600」)を用いて、測定倍率200倍(レンズ:VH−Z20)にて端子部の画像(投影面の画像)を観察した。次いで、計測モードにて、前記画像における端子部の領域を指定し、当該領域の面積を計測することによって、端子部の面積を計測した。同様にして、上記測定サンプルに存在する全ての端子部の面積を測定し、これらを合計することによって、接着剤層30mm2あたりに存在する端子部の総面積を算出した。
また、上記測定サンプルに存在する貫通孔の数を数え、前記で算出した接着剤層30mm2あたりに存在する端子部の総面積を、前記貫通孔の数で割ることによって、貫通孔1個あたりの端子部の平均面積を算出した。
(シートサンプルの作製)
実施例で得られた、「錫コート銅箔/熱硬化型接着剤層/剥離紙」の構成を有する熱硬化型接着テープ巻回体、及び、比較例で得られた、「錫コート銅箔/粘着剤層/剥離紙」の構成を有する非熱硬化型接着テープ巻回体から、幅20mm×長さ100mmのシート状サンプルを切り出し、セパレータを剥離して、これをシートサンプルとした。
(硬化前接着力(初期接着力))
幅50mm×長さ100mmのアルミニウム板に、シートサンプルを、2kgローラー、1往復、ローラーの速さ5mm/秒の条件で、貼り合わせ、貼り合わせ試験体を得た。次に、この貼り合わせ試験体を23℃の温度雰囲気下で30分間放置した。放置後、23℃、50%RHの雰囲気下、引張試験機(ミネベア社製)を用いて、貼り合わせ試験体からシートサンプルを、剥離角度90°、引張速度300mm/分の条件でアルミニウム板から剥離し、接着力(90°ピール接着力)(N/20mm)を測定した。
(硬化後接着力)
幅100mm×長さ100mmのアルミニウム板(100mm角のアルミニウム板)に、シートサンプルを、ハンドローラーで圧着し、150℃、0.1MPaで5分間加熱圧着(プレス)して、貼り合わせた。さらに、150℃で30分間加熱処理(キュアー、加熱硬化処理)して、試験体を得た。次に、この試験体を23℃の温度雰囲気下で30分間放置した。放置後、23℃、50%RHの雰囲気下、引張試験機(ミネベア社製)を用いて、試験体からシートサンプルを、剥離角度180°、引張速度50mm/分の条件でアルミニウム板から剥離し、接着力(180°ピール接着力)(N/20mm)を測定した。
また、比較例1及び比較例2の硬化後接着力は、測定することができなかった。比較例1及び比較例2は、導電性非熱硬化型接着テープであり、熱により硬化しないためである。
一方、比較例1の導電性非熱硬化型接着テープ(導電性粘着テープ)は、貼付面積が小さくなると、常時安定した電気導電性を発揮することはできなかった。
なお、実施例3の導電性熱硬化型接着テープは、エーテル化フェノール樹脂の量が多く、硬化前の熱硬化型接着剤層がタックを有するので、「(1)抵抗値(ヒートサイクル試験)(評価用基板の作製)」において、160℃、2MPaで120秒間加熱圧着をすることなく、130℃でラミネートすることのみで、貼付できた。
12 導電性熱硬化型接着テープ
13 貼付部分
14 定電流電源
15 電位計
16 エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)によって封止される領域(封止領域)
17 貼付部分の抵抗(接触抵抗)
18a ガラスエポキシ基板
18b ガラス板
19 エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)の硬化物
21 金属箔
22 熱硬化型接着剤層
22′ 粘着剤層
23 導電性熱硬化型接着テープ
24 端子部
25 貫通孔
26 導通部
27 突出部(バリ)
27a 貫通孔25に対して熱硬化型接着剤層の進行方向側に位置する突出部
27b 貫通孔25に対して熱硬化型接着剤層の進行方向とは反対側に位置する突出部
28 プレスロール
31 オス型
32 メス型
41 スキージ(剣スキージ)
42 先端角度
43 熱硬化型接着剤層表面とスキージ先端がなす角度
51a〜h 銀メッキが施された導体パターン(導体パターン)
52a、52b 導電性熱硬化型接着テープ(導電性熱硬化型接着テープ片)
53a〜d 貼付部分(導電性熱硬化型接着テープと導体パターンの貼り合わせ部分)
54a、54b 定電流電源
55a〜d 電位計
56 エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)によって封止される領域(封止領域)
Claims (7)
- 金属箔の片面側に熱硬化型接着剤層を有し、前記熱硬化型接着剤層側の表面に露出した端子部を有する熱硬化型接着テープであって、
前記熱硬化型接着剤層30mm 2 あたりに存在する端子部の総面積が0.1〜5mm 2 であり、
前記熱硬化型接着剤層の硬化前接着力が2N/20mm以上であり、
前記熱硬化型接着剤層の硬化後接着力が10N/20mm以上であることを特徴とする導電性熱硬化型接着テープ。 - 前記端子部が、前記金属箔側から貫通孔を開け、前記熱硬化型接着剤層側の表面に金属箔の突出部を形成し、次いで、該突出部を折り返すことによって形成された端子部である請求項1に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
- 前記貫通孔1個あたりの端子部の平均面積が50,000〜500,000μm2である請求項2に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
- 前記熱硬化型接着剤層が、アクリル系ポリマー(X)を主成分として含有し、かつエーテル化フェノール樹脂(Y)を含有する熱硬化型接着剤組成物から形成された熱硬化型接着剤層である請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
- 前記アクリル系ポリマー(X)が、炭素数が1〜14である直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a)を必須のモノマー成分として構成されたアクリル系ポリマーである請求項4に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
- 前記アクリル系ポリマー(X)が、さらに、シアノ基含有モノマー(b)及びカルボキシル基含有モノマー(c)を必須のモノマー成分として構成されたアクリル系ポリマーである請求項4又は5に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
- 前記熱硬化型接着剤層が、導電性フィラーを含有する熱硬化型接着剤組成物から形成された熱硬化型接着剤層である請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性熱硬化型接着テープ。
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