JPH10219199A

JPH10219199A - 熱圧着用シリコーンゴムシート

Info

Publication number: JPH10219199A
Application number: JP9037104A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakano; 昭生中野; Mikio Iino; 幹夫飯野
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】柔軟性があり、低圧力で均一に圧着することの
できる、作業性と耐久性に優れた熱圧着用シートを提供
する。【解決手段】シリコーンゴムシートの表面に鱗片状の粉
を打粉して得たシートを水で洗浄し、余分な粉を除去し
てなることを特徴とする熱圧着用シリコーンゴムシー
ト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面離型性に優れ、
周囲の装置部品や被圧着物等を汚染し難い熱圧着用のシ
リコーンゴムシートに関し、特に、液晶パネルに接続さ
れた電極とフレキシブルプリント基板のリード電極とを
異方導電性接着剤を介して電気的及び機械的に接続する
際に使用する熱圧着用シリコーンゴムシートに関する。

【０００２】

【従来技術】近年、携帯用コンピューター、ワープロ、
ビデオカメラ、ナビゲイションシステム、携帯テレビ等
のディスプレイとして液晶パネルを用いることが増えて
いる。この液晶パネルの製造に際しては、液晶を駆動さ
せるために液晶パネルに接続された電極と駆動用ＬＳＩ
が搭載されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のリ
ード電極とを異方導電性接着剤を介在して熱圧着し、電
気的及び機械的に接続することが行われている。

【０００３】この場合、加圧ツールとＦＰＣの間に挟ん
で、加圧ツールから異方導電性接着剤に熱を伝えると共
に均一な圧力を加える目的で、熱圧着用シートが用いら
れている。この熱圧着用シートとしては、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂フィルムを
用いる場合もあるが、さらに圧力を均一にかけるために
低弾性で柔軟性があり熱伝導性の良いシリコーンゴムシ
ートを使用することが一般的になっている。しかしなが
ら、フッ素樹脂フィルムに比べ、シリコーンゴムシート
はシート表面に粘着性があるので、シリコーンゴムシー
トが加圧シートやＦＰＣに密着して貼り付き、圧着工程
の作業性が著しく低下する上、無理やりシートを剥がす
際に細かなキズがつき、耐久性が悪くなることがある。

【０００４】また、熱圧着用シリコーンゴムシートとし
ては、例えば、シリコーンゴムに窒化ホウ素と導電性物
質を配合しガラスクロスで補強したもの（特開平５−１
９８３４４号公報）や、シリコーンゴムに窒化ホウ素と
導電性物質を配合しガラスクロスで補強し、帯電防止性
を付与したもの（特開平６−３６８５３号公報）、シリ
コーンゴムにセラミック、金属などの良熱伝導性物質を
配合したもの（特開平６−２８９３５２号公報）、シリ
コーンゴムに、水分を除いた揮発分が０．５％以下であ
るカーボンブラックを配合し耐熱性を改良したもの（特
開平７−１１０１０号公報）等が知られている。しかし
ながら、これらのものは、シート表面の粘着性について
の改善がなされていない。

【０００５】そこで、本発明者等は、シリコーンゴムに
カーボンブラックを配合したシートと耐熱性樹脂フィル
ムとを複合化することにより、シート表面の粘着性がな
い上強度にも優れた、熱圧着用シリコーンゴム複合シー
トを提案した（特開平８−１７４７６５号公報）。しか
しながら、このシートはシリコーンゴムが耐熱性樹脂フ
ィルムと接着しているので、ゴム単体より柔軟性が低下
する。この傾向は、特に、シートの両面に耐熱性樹脂フ
ィルムを設けると強くなる。このため加圧時に均一に圧
力をかけることが困難となるので、加圧力を大きくする
ことが必要となるが、この加圧力には、被圧着体の強度
との関係で限界がある。

【０００６】そこで、低硬度のシリコーンゴムを用いた
場合には、柔軟性は向上するが、ゴムを低硬度化するた
めにカーボンの充填量を減量する必要があるので、これ
によって熱伝導性が悪くなる。また、ゴム表面の粘着性
を低減するため、タルクやマイカ等の粉を打粉する方法
が知られているが、この場合には、粉が脱落しやすく周
囲を汚染するという問題がある。更に、打粉したシート
を使用すると加圧ツールに粉が徐々に付着してくるので
均一な加圧ができなくなり、定期的に洗浄する必要が生
ずる上、ＦＰＣ取り付け後には液晶パネルの汚れを洗浄
することが難しいので、工程上汚さない工夫が必要とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第１の
目的は、表面離型性に優れ、周囲の装置部品、被圧着物
等を汚染しにくい熱圧着用シリコーンゴムシートを提供
することにある。本発明の第２の目的は、柔軟性があ
り、低圧力で均一に圧着することのできる、作業性と耐
久性に優れた熱圧着用シリコーンゴムシートを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、シリコーンゴムシートの表面に鱗片状の粉を打粉し
て得たシートを水で洗浄し、余分な粉を除去してなるこ
とを特徴とする熱圧着用シリコーンゴムシートにより達
成された。本発明で使用するシリコーンゴムシートは、
オルガノポリシロキサンと充填剤並びに硬化剤を配合
し、シート状に成形してから硬化させたものである。

【０００９】本発明のシリコーンゴムシートを成形する
シリコーンゴムに使用するオルガノポリシロキサンは、
平均重合度が２００以上であり、平均組成式Ｒ_nＳｉＯ
_(4-n)/2（ｎは１．９５〜２．０５の整数）で表される
ものであることが好ましい。式中のＲは置換または非置
換の一価の炭化水素基を表す。Ｒの具体例としては、メ
チル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、
ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、ト
リル基等のアリール基、あるいはこれらの水素原子が部
分的に塩素原子、フッ素原子などで置換されたハロゲン
化炭化水素基等が挙げられる。

【００１０】本発明においては、オルガノポリシロキサ
ンの主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの、ある
いはこのオルガノポリシロキサンの主鎖にビニル基、フ
ェニル基、トリフルオロプロピル基などを導入したもの
が好ましい。また分子鎖末端がトリオルガノシリル基ま
たは水酸基で封鎖されたものが好ましいが、このトリオ
ルガノシリル基としては、トリメチルシリル基、ジメチ
ルビニルシリル基、トリビニルシリル基などが例示され
る。なお、本発明で使用する重合度は前記した如く２０
０以上であることが好ましく、２５℃における粘度は３
００cs以上のものが好ましい。重合度が２００以下では
硬化後の機械的強度が劣り、脆くなるという欠点があ
る。

【００１１】充填剤としては、耐熱性を優先する場合に
は、水分を除いた揮発分が０．５重量％以下であるカー
ボンブラックを、熱伝導性を優先する場合は良熱伝導性
充填剤を主として使用する。水分を除いた揮発分が０．
５％以下であるカーボンブラックは、シリコーンゴムシ
ートの耐熱性を向上させるとともに熱伝導性と機械的強
度を向上させ、導電化による帯電防止性を付与するもの
である。

【００１２】カーボンブラックは、その製造方法によ
り、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマ
ルブラック、アセチレンブラック等に分類されるが、本
発明で使用する、揮発分が０．５％以下のカーボンブラ
ックとしては、アセチレンブラックや特開平１−２７２
６６７号に開示されている導電性カーボンブラック等が
好適である。揮発分の測定方法はＪＩＳＫ６２２１
“ゴム用カーボンブラック試験方法”に記載されてい
る。具体的には、るつぼの中にカーボンブラックを規定
量入れ、９５０℃で７分間加熱した後の揮発減量を測定
する。

【００１３】上記のカーボンブラックの配合量は、オル
ガノポリシロキサン１００重量部に対して２０〜１５０
重量部、特に４０〜１００重量部の範囲で使用すること
が好ましい。２０重量部以下では熱伝導性が不十分とな
り、１５０重量部を越えると配合が困難になる上、成形
加工性が極めて悪くなる。

【００１４】本発明で使用する良熱伝導性充填剤として
は、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウ
ム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜
鉛、石英、グラファイト等の無機粉末、あるいは銀、ニ
ッケル、銅、鉄等の金属粉末等が好適である。配合量
は、オルガノポリシロキサン１００重量部に対して５０
〜１，２００重量部、特に１００〜１，０００重量部の
範囲で使用することが好ましい。５０重量部以下では熱
伝導性が不充分となり、１，２００重量部を越えると成
形加工性が悪くなり、硬化後の機械的強度が低くなると
ともにゴムの柔軟性がなくなる。また、カーボンブラッ
クと良熱伝導性充填剤を併用して使用しても良い。

【００１５】本発明で使用する硬化剤は、従来から公知
の、通常シリコーンゴムの硬化に使用されているものの
中から適宜選択することができる。例えば、ラジカル反
応の場合には、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキ
サン、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げ
られ、その配合量はオルガノポリシロキサン１００重量
部に対して０．１〜５重量部であることが好ましい。

【００１６】オルガノポリシロキサンがアルケニル基を
２個以上有する場合には、ケイ素原子に結合した水素原
子を１分子中に２個以上含有するオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンと白金族金属系触媒とからなる付加反
応硬化剤が挙げられる。オルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンの配合量は、オルガノポリシロキサンのアルケ
ニル基に対するケイ素原子に結合した水素原子のモル比
（≡Ｓｉ−Ｈ／アルケニル基）が０．５〜５であること
が好ましく、白金族金属系触媒は、オルガノポリシロキ
サンに対して１〜１，０００ｐｐｍであることが好まし
い。

【００１７】オルガノポリシロキサンがシラノール基を
２個以上含有する場合には、アルコキシ基、アセトキシ
基、ケトオキシム基、プロペノキシ基などの、加水分解
性の基を２個以上持つ有機ケイ素化合物等の縮合反応硬
化剤が挙げられる。本発明においては成形のし易さか
ら、有機過酸化物又は付加反応硬化剤を使用することが
好ましい。

【００１８】その他、必要に応じて親水性シリカ、疎水
性シリカ等の補強性シリカ充填剤、クレイ、炭酸カルシ
ウム、けいそう土、二酸化チタン等の充填剤、低分子シ
ロキサンエステル、シラノール基を有する有機ケイ素化
合物等の分散剤、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤等の接着付与剤、難燃性を付与させる白金族金
属系触媒、ゴムコンパウンドのグリーン強度を上げるテ
トラフルオロポリエチレン粒子等を添加してもよい。

【００１９】本発明のシリコーンゴムシートを製造する
ためのシリコーンゴムコンパウンドの配合方法として
は、上記成分を、二本ロール、ニーダー、バンバリーミ
キサー、プラネタリーミキサー等の混合機を用いて混練
りすればよいが、一般的には、硬化剤だけは使用する直
前に添加することが好ましい。

【００２０】シリコーンゴムシートの成形方法として
は、硬化剤までの全ての成分を配合したシリコーンゴム
コンパウンドを、金型中で熱プレス硬化させる方法、カ
レンダーや押出し機で所定の形状に加工してから熱硬化
させる方法、液状のシリコーンゴムコンパウンドあるい
はトルエン等の溶剤に溶解して液状化したシリコーンゴ
ムコンパウンドを、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）等のフィルム上にコーティングし、溶剤を乾燥した
後熱硬化させる方法等が挙げられる。

【００２１】このようにして成形したシリコーンゴムシ
ートの厚さは、０．１〜１０ｍｍの範囲であることが好
ましい。厚さが０．１ｍｍ以下では、被圧着体に十分追
従することができないので圧力のかかり方が不均一にな
る一方、１０ｍｍ以上の厚さになると熱の伝わり方が悪
くなるので好ましくない。シリコーンゴムシートの表面
に打粉して粘着性を低減させる粉の形状は鱗片状である
ことが必要である。鱗片状以外の形状の粉では、シート
に塗布した際の延びが悪く、塗りムラを生じ易い。ま
た、水で洗浄した後に付着している鱗片状の粉は、シー
ト表面との接着面積が大きいので、圧着工程時に脱落し
難くなる。

【００２２】鱗片状の粉としては、タルク、マイカ及び
六方晶系の窒化ホウ素等を使用することができる。周知
の如く、タルクは含水ケイ酸マグネシウムからなり酸化
鉄等の不純物を若干含有している。一方、マイカは天然
産の雲母を粉砕したもので、アルミニウム、カリウム、
マグネシウム等のケイ酸化合物である。その他、鱗片状
の粉として、グラファイト及び二流化モリブデンがある
が、黒色であるため、汚れが目立ちやすいという欠点が
ある。

【００２３】鱗片状の粉の平均粒径は、０．５〜３０μ
ｍの範囲であることが好ましい。０．５μｍ以下の粒径
では粒子が凝集し易くなり、これがシートに付くと平滑
性が悪くなるので均一に加圧できなくなる。粒径が３０
μｍを越えても同様の問題が生じる。鱗片状の粉は単独
で用いても、混合して用いても良いが、特にタルク及び
／又はマイカを使用することが好ましい。

【００２４】シリコーンゴムシートの表面に粉を打粉す
る方法としては、１）ガーゼ、スポンジ、ブラシ等に粉
を含ませて機械的に擦り付ける方法、２）粉を空気中で
流動させこの中にシートを通す方法、３）粉を水に分散
させ、この中にシートを通す方法等がある。また、シー
トに付着した余分な粉を水で洗浄する方法としては、
１）水中で、ガーゼ、スポンジ、ブラシ等で機械的に擦
する方法、２）シートにシャワー状に水を吹き付ける方
法、３）水中で超音波洗浄する方法等が挙げられる。最
後に乾燥して、熱圧着用シリコーンゴムシートとして使
用できる形態になる。得られたシートは、表面に粉が付
着して極薄い層を形成しているので、加圧ツールや被圧
着物からの離型性が良い上、粉が脱落しにくく周囲を汚
染しないという優位性がある。

【００２５】本発明のシリコーンゴムシートは、耐熱
性、熱伝導性、強度、作業性に優れ、またシリコーンゴ
ムとしての弾性を有するので、プレス成形機で、積層板
やフレキシブルプリント基板を成形する際に熱を伝える
と共に均一に圧力をかける目的で使用されるシートや、
液晶ディスプレイに接続された電極と駆動用ＬＳＩが搭
載されたＦＰＣのリード電極とを、異方導電性接着剤を
介在させ、熱圧着して電気的および機械的に接続する際
に用いる熱圧着用シートとして有効である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の熱圧着用シリコーンゴム
シートは、公知の方法によって製造したシリコーンゴム
シートの表面に、適宜鱗片状の粉をムラなく打粉した
後、水で洗浄して余分の粉を除去することによって容易
に得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の効果を以下に列挙する。１）シート表面に離型性が付与されており、シートが加
圧ツールや被圧着物に密着しない。この結果、圧着工程
の作業性が向上する上、シート自体の耐久性が良くな
る。２）シート表面の余分な粉が除去されているので、周囲
を汚染しにくい。これは、特に、液晶パネルの接続に使
用する場合には重要な特性である。３）シートに柔軟性があり、低圧力で均一に圧着でき
る。４）加圧の際、シートが密着せず若干移動するので、圧
着時に空気を巻き込むことがなく、均一な圧力を加える
ことができる。

【００２８】

【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。実施例１．ジメチルシロキサン単位が９９．８５モル％
でメチルビニルシロキサン単位０．１５モル％からなる
平均重合度８，０００のメチルビニルポリシロキサン１
００重量部に、平均粒径４０ｎｍで揮発分が０．１０％
のアセチレンブラック５０重量部および補強性シリカ
アエロジル R-972 （Degussa 社製商品名）５重量部を
二本ロールで配合し、混練りして均一化した。

【００２９】得られたシリコーンゴムコンパウンド１０
０重量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液（白金量２重量％）０．１重量部、反応抑制剤と
してアセチレン性アルコール（３−メチル−１−ブチル
−３−オール）０．０５重量部、および下記化１で表さ
れるメチルハイドロジェンポリシロキサン１．２重量部
を添加し、二本ロールでよく混練りして硬化性シリコー
ンゴムコンパウンドを調製した。

【化１】

【００３０】得られたシリコーンゴムコンパウンドを、
カレンダー成形機を用いて厚さ０．３０ｍｍに分出しし
た後厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）フィルム上に転写し、１６０℃の加熱炉中を５分
間通して硬化させた。次に、シリコーンゴムシートをＰ
ＥＴフィルムから剥離し、平均粒径が１３μｍのタルク
粉をガーゼを用いてシートに擦り付け、ムラなく塗布し
た。更に、乾燥機中で２００℃で４時間熱処理した後、
このシートを流水中でスポンジで擦りながら洗浄して余
分な粉を除去、乾燥して熱圧着用シリコーンゴムシート
を作製した。

【００３１】実施例２．ジメチルシロキサン単位が９
９．８５モル％でメチルビニルシロキサン単位０．１５
モル％からなる平均重合度８，０００のメチルビニルポ
リシロキサン１００重量部、良熱伝導性充填剤として酸
化アルミニウム粉末（アルミナＡＬ−４５：昭和電工
（株）製の商品名）４００重量部、比表面積が２００ｍ
²／ｇであるシリカ微粉末アエロジル２００（日本アエ
ロジル（株）製の商品名）３０重量部、及び下記化２で
表されるα，ω−ジヒドロキシメチルポリシロキサン５
重量部を、ニーダーを用いて均一に混練りした後１５０
℃で２時間熱処理した。

【化２】

【００３２】冷却後、得られたシリコーンゴムコンパウ
ンド１００重量部に、硬化剤として有機過酸化物Ｃ−２
（信越化学工業（株）製）１．５重量部を二本ロールで
添加混合した後、カレンダー成形機を用いて厚さ０．３
０ｍｍに分出ししてから１００μｍのＰＥＴフィルム上
に転写し、１６０℃の加熱炉の中を５分間通して硬化さ
せた。

【００３３】次に、このようにして得られたシリコーン
ゴムシートをＰＥＴフィルムから剥離し、平均粒径が２
０μｍのマイカ粉を、ガーゼを用いてシートに擦り付け
ムラなく塗布した。更に、乾燥機中で、２００℃で４時
間熱処理した後、このシートを流水中でスポンジで擦り
ながら洗浄し、余分な粉を除去した後乾燥し、熱圧着用
シリコーンゴムシートを作製した。

【００３４】比較例１〜３．実施例１のシリコーンゴム
シートでタルク粉を打粉しないもの（比較例１）、実施
例２のシリコーンゴムシートでマイカ粉を打粉しないも
の（比較例２）、及び、実施例１のシリコーンゴムシー
トで、タルク粉を打粉した後水洗浄しないもの（比較例
３）を作製した。

【００３５】比較例４．厚さが１２μｍの芳香族ポリイ
ミドフィルム（カプトン：東レデュポン（株）製の商品
名）にプライマーＣ（信越化学工業（株）製）を塗布し
た後、室温で３０分間乾燥した。

【００３６】実施例１で作製した硬化性シリコーンゴム
コンパウンドを、カレンダー成形機を用いて厚さ０．３
０ｍｍに分出しした後１００μｍのＰＥＴフィルム上に
転写し、更に、このシートの上からプライマーを塗布し
た前記カプトンフィルムを圧着し、１６０℃の加熱炉の
中を５分間通してシリコーンゴムコンパウンドを硬化さ
せた。次にＰＥＴフィルムを剥離し、乾燥機中で２００
℃で４時間熱処理して熱圧着用シリコーンゴム複合シー
トを作製した。

【００３７】圧着試験実施例１、２及び比較例１〜４で作製した熱圧着用シリ
コーンゴムシートの下に、厚さが３０μｍのテフロン
（デュポン・ジャパン、リミテッド製）フィルム、次に
２５μｍピッチの銅電極を設けた２枚のＦＰＣで厚さが
２２μｍの異方導電性接着剤をはさんだもの（上下の銅
電極の位置を合わせる）を置いてから圧着機に設置し、
３４０℃に加圧した加圧ツールで４０ｋｇｆ／ｃｍ²の
押し圧力で２０秒間圧着した。この圧着を繰り返し、加
圧ツールへのシートの密着状態、及び、均一な圧力で異
方導電性接着剤を加熱硬化できなくなるまでの回数を測
定した。この回数は上下のＦＰＣの銅電極の導通により
確認した。

【００３８】尚、比較例４の熱圧着用シリコーンゴム複
合シートの場合には、カプトンフィルム側を加圧ツール
に向けて測定した。また、フィルムの厚さが加わり、熱
の伝わり方が悪くなるため、加圧時間を２５秒に延長し
た。表１の結果から明らかな如く、比較例１及び２の場
合には、圧着するごとにシートが加圧ツールに密着する
ため作業性が悪く、圧着工程時間が長くなる。また、シ
ート自体が傷つきやすくなるので耐久性が低下する。

【００３９】

【表１】実施例１及び２並びに比較例３の場合には、連続使用す
ることにより加圧ツールが徐々に汚れてくるため、洗浄
が必要になる。しかしながら、実施例１及び２の場合に
は、１回／２日の加圧ツールの洗浄で済みむので作業前
に処理することができるのに対し、比較例３の場合には
２回／１日の洗浄が必要となり、その都度圧着機を冷却
しなければなならないので非常に手間がかかる。

【００４０】実施例１と比較例４において、加圧ツール
の押し圧力を３０ｋｇｆ／ｃｍ²に低下させること以外
は全く同様の条件で圧着試験を実施したところ、実施例
１の場合には上下のＦＰＣの銅電極の導通は良好であっ
たが、比較例４の場合には一部導通不良が発生した。
尚、比較例４の熱圧着用シリコーンゴム複合シートの場
合には、加圧ツールに対する密着と加圧ツールの汚れに
ついては問題がないが、本発明（実施例）に比べ、圧着
時間を延長し、押し圧力を高くする必要があった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーンゴムシートの表面に鱗片状の粉
を打粉して得たシートを水で洗浄し、余分な粉を除去し
てなることを特徴とする熱圧着用シリコーンゴムシー
ト。
【請求項２】打粉に用いる粉が、平均粒径が０．５〜３
０μｍの、タルク及び／又はマイカである請求項１に記
載された熱圧着用シリコーンゴムシート。
【請求項３】シリコーンゴムシートが、水分以外の揮発
分が０．５重量％以下であるカーボンブラックを含有し
ている、請求項１又は２に記載された熱圧着用シリコー
ンゴムシート。
【請求項４】シリコーンゴムシートが良熱伝導性充填剤
を配合する、請求項１〜３の何れかに記載された熱圧着
用シリコーンゴムシート。
【請求項５】シリコーンゴムシートの厚さが０．１〜１
０ｍｍである、請求項１〜４の何れかに記載された熱伝
導性シリコーンゴムシート。