接着フィルム
【課題】対向する被着体間のスペーサの形成および接着を簡便に行うことができ、生産性を向上できる接着フィルムを提供する。
【解決手段】厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材２の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４が形成されてなる３層構造からなり、エポキシ系接着剤層３，４が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状である接着フィルム１を提供する。熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有する。
【解決手段】厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材２の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４が形成されてなる３層構造からなり、エポキシ系接着剤層３，４が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状である接着フィルム１を提供する。熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器や電子部品をプリント基板や光学ガラス板などの基板に接着して電子機器モジュールなどに実装するのに用いられる接着フィルムに関する。
特に本発明は、例えば、有機ＥＬ素子などの発光素子や表示素子を電子機器モジュールに組み立てるための、光学ガラス板などの基板に接着するのに用いられる接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の組立の際、基板や部品を接着する接着剤として、液状の接着剤のほか、シート状に成形された接着シートが知られている（例えば特許文献１，２）。
特許文献１の段落００３１〜００３４には、柔軟性エポキシ樹脂、柔軟性硬化剤、シランカップリング剤、潜在性触媒を配合してなる接着体を３層または多層にして、中心層はシランカップリング剤を含まず、応力を緩和する機能に優れ、最外層はシランカップリング剤を含んで、被接着物との接着力が大きくなるようにした構成の柔軟性接着体が記載されている。
特許文献２の段落０００５〜００１１には、エポキシ樹脂及び硬化剤と、シロキサン変性ポリアミドイミドと、分子量５万以上のゴム成分を含有する接着剤組成物を基材フィルムに塗布し、半硬化状態に熱処理後、基材フィルムから剥離して用いる熱硬化性耐熱接着フィルムが記載されている。
【０００３】
また、従来、光学ガラス板やガスバリアフィルムなどの表面保護層に有機ＥＬ素子や半導体素子の外周部を接着する方法としては、光学ガラス板やガスバリアフィルムなどの表面保護層に液状封止剤をディスペンサにて塗布して有機ＥＬ素子や半導体素子の外周部に貼合する方法（例えば特許文献３，４）や、ガラス板などの第１の板状部材に光硬化性接着剤を用いた接着フィルムを貼合した後、露光・現像によってパターニングし、その後で所定の寸法にてパターニングされた該光硬化性接着剤層からなるリブ材に、第２の板状部材を直接に貼合する方法（例えば特許文献５）が知られている。
【０００４】
特許文献３の段落００１１および図１，２には、有機ＥＬ素子周囲の基板上に、厚みを保持するためにフィラーを含有した紫外線硬化性または熱硬化性の液状接着剤が有機ＥＬ素子を取り囲むように塗付され、無機バリア膜を有する可撓性フィルムを付着し、密封された有機ＥＬパネルが記載されている。
特許文献４の段落００１０〜００１１および図４には、ガラス層にスペーサが形成され、さらにマイクロレンズアレイを具備するシリコン基材の上部にエポキシなどの接着剤で密封されて、マイクロレンズアレイとガラス層の間に空間が形成された半導体モジュールが記載されている。
【０００５】
特許文献５の段落００１６〜００２３および図１には、ガラス板などの基板の表面上に設けられたフィルム状の感光性接着剤からフォトリソグラフィーを用いてパターニングすることで、基板との接着と、有効領域を囲む空間を確保するためのスペーサとして機能する接着層を形成する表示装置の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２４５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１２６１号公報
【特許文献３】特開２００７−０５９３１１号公報
【特許文献４】特開２００６−２１０８８８号公報
【特許文献５】特開２００９−１４０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の接着シートは、半導体装置の組立或いは使用時に発生する熱による応力を緩和するため、ゴム弾性を有する柔軟性エポキシ樹脂を含有する構成である。実施例１では、内厚１５０μｍのシートを２５ｍｍ角に打ち抜いて使用している。しかしながら、小型の光学ガラス板に表示素子を接着する場合のように、被着体同士の間に空間を形成してその周囲を接着する場合には、ゴム弾性を有する層の厚みを大きくした場合、熱による応力を緩和するには有利であるとしても、弾性変形に伴う厚みの変動が大きく、スペーサのように厚みを所定の寸法から変形しないように維持するのは困難と考えられる。
【０００８】
また、特許文献２に記載の耐熱接着フィルムは、室温で固形のエポキシ樹脂にシロキサン変性ポリアミドイミドとゴム成分を添加して、硬化物の耐熱性と密着性を向上したものである。しかし、接着剤の厚みは、実施例で２５μｍとされている以外には特に記載はなく、光学ガラス板に表示素子を接着する場合のように、被着体同士の間に所定の厚みの空間を形成してその周囲を接着する用途への適用は意図されていない。
また、特許文献３に記載のモジュールは、液状接着剤を精密にパターン塗布する必要があるため、液状接着剤の塗布工程に不良が発生すると、高価な有機ＥＬ素子を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。
【０００９】
特許文献４に記載のモジュールは、接着剤のほかにスペーサとなる支持体の構造物を形成する必要がある。光学ガラス板上のスペーサ形成工程の後に、液状接着剤の塗布工程を行うため、工程が複雑になり、液状接着剤の塗布工程に不良が発生すると、高価な光学用ガラス板を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。
特許文献５に記載の表示装置の製造方法は、接着剤のパターンを形成するためのリソグラフィー工程において、パターニングの際に露光不良が発生すると、ガラス板を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。また、特許文献５の段落０１０５〜０１０６に記載されているように、厚みが１００μｍを超えると感光性接着フィルム中の残存揮発分が多くなり、発泡に起因する耐湿信頼性が低下する問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対向する被着体間の間隔を維持するスペーサの形成および接着を簡便に行うことができ、生産性を向上できる接着フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、接着フィルム１の接着剤層３，４は可撓性を有し、熱膨張率の異なる、例えば光学ガラス板と半導体基板などの被着体の貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、基材２へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することを特徴とする接着フィルムを提供する。
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成されてなる３層構造からなり、前記エポキシ系接着剤層が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であることを特徴とする接着フィルムを提供する。
【００１３】
前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、半硬化状態において手指で接着剤の表面に触れてもまったくベタ付きのない指触乾燥状態にあり、タック性を示さないことが好ましい。
【００１５】
また、前記エポキシ系接着剤層が、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能であることが好ましい。
【００１６】
また、前記接着フィルムは、熱膨張率が異なる被着体同士の間に挿入され、かつ、前記被着体に接着されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、２５℃において固体であり可撓性を有する、半硬化状態の熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成された３層構造からなる接着フィルムを用いているので、被着体への貼合前に打ち抜き等で接着フィルムのパターニングが可能であり、この接着フィルムは、２つの被着体の間に配置して圧着することで貼合可能なので、被着体上での接着フィルムのパターニングが不要となる。これにより、パターニング不良による被着体のロスが発生せず、製造コストの大幅な節減が期待できる。また、液状接着剤をディスペンサから塗布するときのように接着剤の幅の広がりが生じて、接着剤が不必要な部分まで塗布される恐れがない。
また、２つの被着体同士の間隔が大きい場合であっても、本発明の３層構造からなる接着フィルムの中間層である基材の厚みを増大させて接着フィルムの厚みを大きくすることができるので、高価な接着剤を節約し、コスト増を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、電子機器モジュールを製造するとき、絶縁封止用の樹脂をモールドしたり（加工時の操作温度は、例えば１８０℃程度）、回路配線を接続するための半田をリフローさせたり（加工時の操作温度は、例えば２６０℃程度）する必要がある。本発明の接着フィルムは、耐熱性に優れるので、電子機器モジュールの製造工程における熱履歴によって劣化しにくく、接着性能の変化が小さい。
また、本発明に係わる接着フィルムのエポキシ接着剤は、完全に硬化した状態においても可撓性を有するため、熱膨張率の異なる被着体、例えば光学ガラス板と半導体基板などの貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、中間層である基材へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の接着フィルムの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の接着フィルムを枠状に打ち抜いた一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の接着フィルムを用いて２つの被着体を貼着した状態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、好適な実施の形態に基づき、本発明を説明する。
図１に示すように、本形態例の接着フィルム１は、厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材２の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４が形成されてなる３層構造からなる。
この熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有する。
エポキシ系接着剤層３，４は、半硬化状態に熱処理され、２５℃において可撓性を有した固体状である。エポキシ系接着剤層３，４は、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能である。
【００２１】
基材２としては、耐熱性樹脂フィルムが用いられる。基材２に要求される耐熱性とは、分解開始温度が少なくとも２００℃以上であることをいい、接着フィルムを被着体に貼合した後のプロセス中に受ける熱処理の温度に応じて設定される。
耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、融点が１８０℃以上のものが選ばれる。このような耐熱性樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等が挙げられる。
【００２２】
本発明に係わる接着フィルムを構成するエポキシ系接着剤層の、貯蔵弾性率の測定方法は、以下のとおりである。
【００２３】
（完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の貯蔵弾性率測定装置（型式：ＲＳＡ−３）を用い、測定サンプルについて、ひずみ依存性の測定を行い、２５℃の大気圧下において、周波数１Ｈｚを印加した際の貯蔵弾性率（Ｅ’）の線形領域内の値を求めた。
【００２４】
（半硬化状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の貯蔵弾性率測定装置（型式：ＭＣＲ‐３０１）を用い、直径２５ｍｍのフラットプレート、線形領域内のひずみを付加、周波数１Ｈｚ、３０℃から昇温して２００℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で加熱しながら、未硬化の液状エポキシ接着剤を経時測定する。エポキシ接着剤の硬化の進行によって貯蔵弾性率は上昇して完全硬化することで一定となる。エポキシ系接着剤層の未硬化時の貯蔵弾性率と、完全に硬化時の貯蔵弾性率の中点を半硬化状態（例えば、硬化率５０％）の貯蔵弾性率として求めた。
【００２５】
基材２の両面に設けられる接着剤層３，４は、半硬化状態（硬化率５０％）での線形領域内のひずみを付加し、周波数１Ｈｚにおける貯蔵弾性率が２．０ＫＰａ〜３５０ＫＰａであり、完全に硬化した状態においてひずみ依存性測定を行った際の２５℃、１Ｈｚでの線形領域内の貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａである熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４からなる。
また、接着剤層３，４は、電子機器モジュールを製造するとき、絶縁封止用の樹脂をモールドしたり（例えば１８０℃程度の操作温度で行う）、回路配線を接続するための半田をリフローさせたり（例えば２６０℃程度）する温度においてアウトガスが発生しない熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４からなるものが好ましい。具体例としてはＤＩＣ（株）製エピクロンＥＸＡ−４８１６等である。
【００２６】
エポキシ系接着剤層３，４に用いるエポキシ系接着剤としては、耐熱性と可撓性に優れるものが用いられる。このようなエポキシ樹脂としては、脂肪鎖変性エポキシ樹脂、シクロペンタジエン変性エポキシ樹脂やナフタレン変性エポキシ樹脂等の炭化水素変性エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂の中で、１分子中に２以上のエポキシ基を有し、完全に硬化した状態での折り曲げ評価試験において、１回以上の折り曲げ操作に耐え得るエポキシ樹脂が、可撓性の点において好ましい。
この１分子中に２以上のエポキシ基を有し、折り曲げ評価試験において１回以上の折り曲げ操作に耐え得る可撓性を有するエポキシ樹脂としては、ＤＩＣ（株）製エピクロン８６０、エピクロン９００−ＩＭ、エピクロンＥＸＡ―４８１６、エピクロンＥＸＡ−４８２２、旭チバ（株）製アラルダイトＡＥＲ２８０、東都化成（株）製エポトートＹＤ−１３４、ジャパンエポキシレジン（株）製ＪＥＲ８３４、ＪＥＲ８７２、住友化学工業（株）製ＥＬＡ−１３４等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＨＰ−４０３２等のナフタレン型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＮ−７４０等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等である。これらのエポキシ樹脂は１種類を用いるか、又は２種類以上を併用することができる。
これらの樹脂の中で特に好ましい具体例としては、ＤＩＣ（株）の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８１６）等が挙げられる。この柔軟性エポキシ樹脂は、長鎖炭化水素鎖とビスフェノールＡ骨格とを、アセタール結合（長鎖炭化水素鎖を有するジビニルエーテル）、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合等の官能基を介して交互に連結して高分子量化された２官能性フェノール化合物の両端のＯＨ基をグリシジル化して得られる２官能性エポキシ化合物である。
【００２７】
エポキシ系接着剤には、適宜の添加剤を添加することができる。
硬化剤は、としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族酸無水物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、ポリフェノール化合物等が挙げられる。
硬化促進剤としては、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）などの第三級アミン、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられる。
【００２８】
エポキシ系接着剤を基材２に塗布する際、十分な流動性があれば無溶媒とすることも可能であるが、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
【００２９】
本形態例の接着フィルム１においては、エポキシ系接着剤層３，４を構成するエポキシ系接着剤は、基材２の両面に塗布乾燥後、半硬化状態に熱処理されている。この結果、接着剤層３，４が２５℃において可撓性を有した固体状であるため、図２に示すように、接着フィルム１の型抜きにより、内部に貫通穴状の空間６を有する枠状等の所望の形状を備える型抜き形状５に加工することが容易になる。液状物の塗布や、フォトリソグラフィーによる露光などに比べ、パターン形成の不良が起こりにくい。また、不良があっても、選択して除去することにより、被着物の廃棄損失（ロス）を避けることができる。
【００３０】
枠状の外周形状は、円形（丸枠）、四角形（四角枠）など特に限定されない。型抜きの方法は、打ち抜きや切断等、刃物を用いて不要な部分を除去する方法であれば良い。１つの型抜きされた接着フィルム５の内部に、複数の貫通穴状の空間６を設けることも可能である。
型抜きされた接着フィルム（型抜き形状）５の寸法は、貼合される電子機器など被着体の寸法パターンに合わせて設定することが好ましい。
刃物加工に適した半硬化状態を得るための熱処理は、通常の硬化条件よりも低温および／または短時間で完了させるものであり、エポキシ系接着剤の性質や性能に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
エポキシ系接着剤層３，４を構成するエポキシ系接着剤としては、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能なものが選択される。接着剤の硬化温度は、硬化剤や硬化促進剤の配合などによっても制御可能である。
【００３２】
基材２の厚みは、２０〜５００μｍであり、それぞれのエポキシ系接着剤層３，４の厚みは、５〜５０μｍである。基材２の厚みは、接着フィルム１全体の厚み（すなわち接着剤層３、基材２および接着剤層４の厚みの合計）の５０〜９８％程度が好ましい。
【００３３】
上述の接着フィルム１は、例えば図３に示すように、光学ガラス板７に素子基板（電子機器）８が貼合された電子機器モジュール１０の製造工程に好適に用いることができる。
本形態例の電子機器８は、発光素子や表示素子などの素子基板であり、光学ガラス板などの基板７と対向する側に表示素子等のデバイス９を有する。デバイス９は、特に限定されるものではないが、例えば、有機ＥＬ素子などの発光素子や表示素子である。
【００３４】
接着フィルム１の型抜き形状５は、デバイス９を露出するための空間６を有する。この空間６は、デバイス９によって放射される光などの物理的刺激を通過可能である。デバイス９は、光などの物理的刺激を放射する表示装置が好ましい。
なお、電子機器８と貼合される基板７として、光学ガラス板（基板）のほか、プリント基板、絶縁基板、樹脂基板、半導体基板などの各種基板を採用することも可能である。該基板は、可撓性を有するフィルムやシート等であっても構わない。
【００３５】
本形態例の接着フィルム１は、上述したように、接着剤層３，４が常温２５℃では可撓性を有した固体状なので、２つの被着体（例えば基板７と電子機器８）を貼合するときには、まず第１の接着剤層３を一方の被着体（例えば基板７）と重ね合わせて加熱および加圧して仮固定し、次いで、第２の接着剤層４を他方の被着体（例えば電子機器８）と重ね合わせて加熱および加圧して仮固定し、さらに加熱温度を高めて最終固定することが好ましい。
ここで、仮固定の温度は、接着剤が溶融して被着体に対する接着性を発現可能な温度であり、最終固定の温度は、接着剤が硬化して接着強度がさらに高まる温度である。仮固定の段階では、接着剤の硬化は抑制されているので、仮固定後に接着剤が冷却しても、再び加熱することで、接着性を発現することができる。最終固定後は、接着剤が熱硬化することで再溶融不能になり、耐熱性が向上する。
【００３６】
また、本発明に係わる接着フィルムの被着体が、例えば光学ガラスとシリコンウエハーである場合を想定して、これらの材質の線膨張係数を、表１に示した。
本発明に係わる接着フィルムを介して、これらの熱膨張率（線膨張係数）の大きく異なる被着体を接着する場合、接着フィルムが高温に加熱された時に、被着体であるシリコンウエハーに比べて約２．５倍も線膨張係数の大きな光学ガラスにより、接着フィルムの全体を拡げる方向に引っ張られてしまう。仮に、接着フィルムが可撓性を有しておらず被着体に強固に接着されていると、最後には熱応力によって破壊することが起こり得る。
【００３７】
【表１】
【００３８】
しかしながら、本発明に係わる接着フィルム１の接着剤層３，４は可撓性を有するため、熱膨張率の異なる被着体、例えば光学ガラス板と半導体基板などの貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、基材２へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
【００４０】
＜実施例１＞
実施例１の接着フィルムの製造方法は、次のとおりである。
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムに、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８１６）を乾燥厚みが１５μｍとなるように塗工した。
エポキシ接着剤の塗工後、１２０℃で４分間熱処理し、エポキシ接着剤が半硬化した３層構造からなる、実施例１の接着フィルムを得た。
また、実施例１の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、下記の半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた実施例１の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では可撓性を有した固体状であり、手指で接着剤の表面に触れてもまったくベタ付きのない指触乾燥状態にあり、タック性を示さないことを確認した。
【００４１】
（エポキシ接着剤の熱重量測定）
本実施例１の接着フィルムの製造方法で用いたエポキシ接着剤の、熱重量測定（ＴＧ）によりＴＧ曲線を求めた。得られたＴＧ曲線は、３３２℃に開始温度が認められ、そのときの重量変化率が−１３．５％であったことから、このエポキシ接着剤の分解開始温度は３３２℃と求められた。
【００４２】
（エポキシ接着剤のアウトガス評価）
また、本実施例１の接着フィルムの製造方法で用いたエポキシ接着剤を完全に硬化後、熱分解ガスクロマトグラフ測定により、２６０℃での耐熱性を評価した。２５０℃から毎分１０℃で温度を上昇させて２６０℃に到達後、２６０℃で１０分間保持したが、その間のアウトガスの発生がないことを確認した。
【００４３】
（仮固定時の１８０°剥離強度）
本実施例１の接着フィルムを、光学ガラス板の仮固定に使用した時の性能を評価するため、次の方法により、仮固定時の１８０°剥離強度を測定した。
本実施例１の接着フィルムから幅１０ｍｍの試験片を５つ作製し、１００℃に予備加熱した光学ガラス板に対して、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で各試験片の一端部を圧着し、仮固定のサンプルを作製した。各試験片の他端部（自由端）を剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張りながら１８０°剥離強度を測定したところ、ｎ＝５で平均した剥離強度は、９２７ｇｆであった。
【００４４】
（最終固定時のずりせん断強度）
本実施例１の接着フィルムを、光学ガラス板とシリコン基板に最終固定した時の性能を評価するため、次の方法により、ずりせん断強度（引張せん断接着強さ）を測定した。
サンプルは、細長形状の光学ガラス板およびシリコン基板が一端部のみで重なり合い、本実施例１の接着フィルムを介して接着され、光学ガラス板の他端部とシリコン基板の他端部とが接着部分を介して長さ方向の反対側に配置された構造である。
サンプルの作製方法は、まず幅１０ｍｍの光学ガラス板の一端部に、１０ｍｍ（幅）×１０ｍｍ（引張方向長さ）に加工して作製した接着フィルムを配置し、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で圧着して仮固定した後、実施例１の接着フィルムを介して幅１０ｍｍのシリコン基板の一端部を重ね合わせ、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で圧着して仮固定した後、１５０℃、１分間の条件で加熱硬化処理をして最終固定する方法とした。
光学ガラス板の他端部を治具で保持して固定し、シリコン基板の他端部をつかみ部として２０ｋｇｆの引っ張り荷重を加えたところ、サンプル数５の毎回、接着部分は破壊されなかった。このことから、ｎ＝５で平均したずりせん断強度は、２０ｋｇｆ以上であることが分かった。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例２の接着フィルムの製造方法としては、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８５０−１５０）を使用した以外は、実施例１と同様の作成方法により、３層構造からなる実施例２の接着フィルムを得た。
実施例２の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、実施例１と同様に、半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた実施例２の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では可撓性を有した固体状であった。
【００４６】
＜比較例１＞
比較例１の接着フィルムの製造方法としては、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社のＢＰＡ型液状エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）８４０−Ｓ）を使用した以外は、実施例１と同様の作成方法により、３層構造からなる比較例１の接着フィルムを得た。
比較例１の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、実施例１と同様に、半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた比較例１の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では固体状であった。
【００４７】
（完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の動的粘弾性自動測定装置（型式：ＲＳＡ−３）を用い、厚み約０．５ｍｍ、幅約５ｍｍ、長さ約３ｍｍの、完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層のサンプルについて、ひずみ依存性の測定を行い、２５℃の大気圧下において、周波数１Ｈｚを印加した際の貯蔵弾性率（Ｅ’）の線形領域内の値を求めた。
【００４８】
（半硬化状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の動的粘弾性自動測定装置（型式：ＭＣＲ‐３０１）を用い、直径２５ｍｍのフラットプレート、線形領域内のひずみを付加、周波数１Ｈｚ、３０℃から昇温して２００℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で加熱しながら、未硬化の液状エポキシ接着剤を経時測定する。エポキシ接着剤の硬化の進行によって貯蔵弾性率は上昇して完全硬化することで一定となる。エポキシ系接着剤層の未硬化時の貯蔵弾性率と、完全に硬化時の貯蔵弾性率の中点を半硬化状態（例えば、硬化率５０％）の貯蔵弾性率として求めた。
【００４９】
（エポキシ接着剤の折り曲げ評価試験）
熱硬化性のエポキシ系接着剤層が、完全に硬化した状態において可撓性を有するかどうかを判定するため、次の方法によりエポキシ接着剤の折り曲げ評価試験を行った。
エポキシ接着剤の厚みが１ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの完全に硬化した状態の、折り曲げ評価試験用のサンプルを作成した。当該サンプルを垂直に吊り下げて固定して、荷重１ｋｇを当該サンプルの下端に吊り下げて鉛直方向に荷重を付加し、当該サンプルの表裏（当該サンプルの鉛直線から左右）に各々１３５°、１８０往復／１ｍｉｎの条件にて折り曲げて、破断するまでの折り曲げ操作の回数を求めた。
【００５０】
実施例１、実施例２及び比較例１について、半硬化状態での貯蔵弾性率、完全硬化状態での貯蔵弾性率、折り曲げ評価試験をそれぞれ行なった。測定結果を、表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２に示した接着フィルムに用いたエポキシ接着剤の折り曲げ評価試験の結果において、実施例１、実施例２のエポキシ接着剤は、折り曲げ試験用のサンプルが破壊するまでの折り曲げ操作回数が、それぞれ１０回、５２０回であり、複数回の折り曲げ操作によっても破壊しない充分な可撓性を有していた。
一方、比較例１においては、エポキシ接着剤の折り曲げ評価試験において、折り曲げ操作の１回目にて破壊したため、可撓性を有しておらず、本発明の接着フィルムに係わるエポキシ接着剤には適用できないものであった。
以上の結果から、本発明に係わる実施例１，２の接着フィルムが、電子機器モジュールの製造に必要な、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であり、さらに、完全に硬化した状態においても可撓性を有していることから、可撓性と、スペーサとしての形状保持性を兼ね備えていることを確認することができた。
【符号の説明】
【００５３】
１…接着フィルム、２…基材、３，４…接着剤層、５…型抜きされた接着フィルム（型抜き形状）、６…空間、７…光学ガラス板（基板）、８…素子基板（電子機器）、９…デバイス、１０…電子機器モジュール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器や電子部品をプリント基板や光学ガラス板などの基板に接着して電子機器モジュールなどに実装するのに用いられる接着フィルムに関する。
特に本発明は、例えば、有機ＥＬ素子などの発光素子や表示素子を電子機器モジュールに組み立てるための、光学ガラス板などの基板に接着するのに用いられる接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の組立の際、基板や部品を接着する接着剤として、液状の接着剤のほか、シート状に成形された接着シートが知られている（例えば特許文献１，２）。
特許文献１の段落００３１〜００３４には、柔軟性エポキシ樹脂、柔軟性硬化剤、シランカップリング剤、潜在性触媒を配合してなる接着体を３層または多層にして、中心層はシランカップリング剤を含まず、応力を緩和する機能に優れ、最外層はシランカップリング剤を含んで、被接着物との接着力が大きくなるようにした構成の柔軟性接着体が記載されている。
特許文献２の段落０００５〜００１１には、エポキシ樹脂及び硬化剤と、シロキサン変性ポリアミドイミドと、分子量５万以上のゴム成分を含有する接着剤組成物を基材フィルムに塗布し、半硬化状態に熱処理後、基材フィルムから剥離して用いる熱硬化性耐熱接着フィルムが記載されている。
【０００３】
また、従来、光学ガラス板やガスバリアフィルムなどの表面保護層に有機ＥＬ素子や半導体素子の外周部を接着する方法としては、光学ガラス板やガスバリアフィルムなどの表面保護層に液状封止剤をディスペンサにて塗布して有機ＥＬ素子や半導体素子の外周部に貼合する方法（例えば特許文献３，４）や、ガラス板などの第１の板状部材に光硬化性接着剤を用いた接着フィルムを貼合した後、露光・現像によってパターニングし、その後で所定の寸法にてパターニングされた該光硬化性接着剤層からなるリブ材に、第２の板状部材を直接に貼合する方法（例えば特許文献５）が知られている。
【０００４】
特許文献３の段落００１１および図１，２には、有機ＥＬ素子周囲の基板上に、厚みを保持するためにフィラーを含有した紫外線硬化性または熱硬化性の液状接着剤が有機ＥＬ素子を取り囲むように塗付され、無機バリア膜を有する可撓性フィルムを付着し、密封された有機ＥＬパネルが記載されている。
特許文献４の段落００１０〜００１１および図４には、ガラス層にスペーサが形成され、さらにマイクロレンズアレイを具備するシリコン基材の上部にエポキシなどの接着剤で密封されて、マイクロレンズアレイとガラス層の間に空間が形成された半導体モジュールが記載されている。
【０００５】
特許文献５の段落００１６〜００２３および図１には、ガラス板などの基板の表面上に設けられたフィルム状の感光性接着剤からフォトリソグラフィーを用いてパターニングすることで、基板との接着と、有効領域を囲む空間を確保するためのスペーサとして機能する接着層を形成する表示装置の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２４５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１２６１号公報
【特許文献３】特開２００７−０５９３１１号公報
【特許文献４】特開２００６−２１０８８８号公報
【特許文献５】特開２００９−１４０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の接着シートは、半導体装置の組立或いは使用時に発生する熱による応力を緩和するため、ゴム弾性を有する柔軟性エポキシ樹脂を含有する構成である。実施例１では、内厚１５０μｍのシートを２５ｍｍ角に打ち抜いて使用している。しかしながら、小型の光学ガラス板に表示素子を接着する場合のように、被着体同士の間に空間を形成してその周囲を接着する場合には、ゴム弾性を有する層の厚みを大きくした場合、熱による応力を緩和するには有利であるとしても、弾性変形に伴う厚みの変動が大きく、スペーサのように厚みを所定の寸法から変形しないように維持するのは困難と考えられる。
【０００８】
また、特許文献２に記載の耐熱接着フィルムは、室温で固形のエポキシ樹脂にシロキサン変性ポリアミドイミドとゴム成分を添加して、硬化物の耐熱性と密着性を向上したものである。しかし、接着剤の厚みは、実施例で２５μｍとされている以外には特に記載はなく、光学ガラス板に表示素子を接着する場合のように、被着体同士の間に所定の厚みの空間を形成してその周囲を接着する用途への適用は意図されていない。
また、特許文献３に記載のモジュールは、液状接着剤を精密にパターン塗布する必要があるため、液状接着剤の塗布工程に不良が発生すると、高価な有機ＥＬ素子を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。
【０００９】
特許文献４に記載のモジュールは、接着剤のほかにスペーサとなる支持体の構造物を形成する必要がある。光学ガラス板上のスペーサ形成工程の後に、液状接着剤の塗布工程を行うため、工程が複雑になり、液状接着剤の塗布工程に不良が発生すると、高価な光学用ガラス板を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。
特許文献５に記載の表示装置の製造方法は、接着剤のパターンを形成するためのリソグラフィー工程において、パターニングの際に露光不良が発生すると、ガラス板を使用不能にしてしまうという廃棄損失（ロス）の問題がある。また、特許文献５の段落０１０５〜０１０６に記載されているように、厚みが１００μｍを超えると感光性接着フィルム中の残存揮発分が多くなり、発泡に起因する耐湿信頼性が低下する問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対向する被着体間の間隔を維持するスペーサの形成および接着を簡便に行うことができ、生産性を向上できる接着フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、接着フィルム１の接着剤層３，４は可撓性を有し、熱膨張率の異なる、例えば光学ガラス板と半導体基板などの被着体の貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、基材２へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することを特徴とする接着フィルムを提供する。
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成されてなる３層構造からなり、前記エポキシ系接着剤層が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であることを特徴とする接着フィルムを提供する。
【００１３】
前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、半硬化状態において手指で接着剤の表面に触れてもまったくベタ付きのない指触乾燥状態にあり、タック性を示さないことが好ましい。
【００１５】
また、前記エポキシ系接着剤層が、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能であることが好ましい。
【００１６】
また、前記接着フィルムは、熱膨張率が異なる被着体同士の間に挿入され、かつ、前記被着体に接着されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、２５℃において固体であり可撓性を有する、半硬化状態の熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成された３層構造からなる接着フィルムを用いているので、被着体への貼合前に打ち抜き等で接着フィルムのパターニングが可能であり、この接着フィルムは、２つの被着体の間に配置して圧着することで貼合可能なので、被着体上での接着フィルムのパターニングが不要となる。これにより、パターニング不良による被着体のロスが発生せず、製造コストの大幅な節減が期待できる。また、液状接着剤をディスペンサから塗布するときのように接着剤の幅の広がりが生じて、接着剤が不必要な部分まで塗布される恐れがない。
また、２つの被着体同士の間隔が大きい場合であっても、本発明の３層構造からなる接着フィルムの中間層である基材の厚みを増大させて接着フィルムの厚みを大きくすることができるので、高価な接着剤を節約し、コスト増を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、電子機器モジュールを製造するとき、絶縁封止用の樹脂をモールドしたり（加工時の操作温度は、例えば１８０℃程度）、回路配線を接続するための半田をリフローさせたり（加工時の操作温度は、例えば２６０℃程度）する必要がある。本発明の接着フィルムは、耐熱性に優れるので、電子機器モジュールの製造工程における熱履歴によって劣化しにくく、接着性能の変化が小さい。
また、本発明に係わる接着フィルムのエポキシ接着剤は、完全に硬化した状態においても可撓性を有するため、熱膨張率の異なる被着体、例えば光学ガラス板と半導体基板などの貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、中間層である基材へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の接着フィルムの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の接着フィルムを枠状に打ち抜いた一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の接着フィルムを用いて２つの被着体を貼着した状態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、好適な実施の形態に基づき、本発明を説明する。
図１に示すように、本形態例の接着フィルム１は、厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材２の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４が形成されてなる３層構造からなる。
この熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有する。
エポキシ系接着剤層３，４は、半硬化状態に熱処理され、２５℃において可撓性を有した固体状である。エポキシ系接着剤層３，４は、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能である。
【００２１】
基材２としては、耐熱性樹脂フィルムが用いられる。基材２に要求される耐熱性とは、分解開始温度が少なくとも２００℃以上であることをいい、接着フィルムを被着体に貼合した後のプロセス中に受ける熱処理の温度に応じて設定される。
耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、融点が１８０℃以上のものが選ばれる。このような耐熱性樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等が挙げられる。
【００２２】
本発明に係わる接着フィルムを構成するエポキシ系接着剤層の、貯蔵弾性率の測定方法は、以下のとおりである。
【００２３】
（完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の貯蔵弾性率測定装置（型式：ＲＳＡ−３）を用い、測定サンプルについて、ひずみ依存性の測定を行い、２５℃の大気圧下において、周波数１Ｈｚを印加した際の貯蔵弾性率（Ｅ’）の線形領域内の値を求めた。
【００２４】
（半硬化状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の貯蔵弾性率測定装置（型式：ＭＣＲ‐３０１）を用い、直径２５ｍｍのフラットプレート、線形領域内のひずみを付加、周波数１Ｈｚ、３０℃から昇温して２００℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で加熱しながら、未硬化の液状エポキシ接着剤を経時測定する。エポキシ接着剤の硬化の進行によって貯蔵弾性率は上昇して完全硬化することで一定となる。エポキシ系接着剤層の未硬化時の貯蔵弾性率と、完全に硬化時の貯蔵弾性率の中点を半硬化状態（例えば、硬化率５０％）の貯蔵弾性率として求めた。
【００２５】
基材２の両面に設けられる接着剤層３，４は、半硬化状態（硬化率５０％）での線形領域内のひずみを付加し、周波数１Ｈｚにおける貯蔵弾性率が２．０ＫＰａ〜３５０ＫＰａであり、完全に硬化した状態においてひずみ依存性測定を行った際の２５℃、１Ｈｚでの線形領域内の貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａである熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４からなる。
また、接着剤層３，４は、電子機器モジュールを製造するとき、絶縁封止用の樹脂をモールドしたり（例えば１８０℃程度の操作温度で行う）、回路配線を接続するための半田をリフローさせたり（例えば２６０℃程度）する温度においてアウトガスが発生しない熱硬化性のエポキシ系接着剤層３，４からなるものが好ましい。具体例としてはＤＩＣ（株）製エピクロンＥＸＡ−４８１６等である。
【００２６】
エポキシ系接着剤層３，４に用いるエポキシ系接着剤としては、耐熱性と可撓性に優れるものが用いられる。このようなエポキシ樹脂としては、脂肪鎖変性エポキシ樹脂、シクロペンタジエン変性エポキシ樹脂やナフタレン変性エポキシ樹脂等の炭化水素変性エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂の中で、１分子中に２以上のエポキシ基を有し、完全に硬化した状態での折り曲げ評価試験において、１回以上の折り曲げ操作に耐え得るエポキシ樹脂が、可撓性の点において好ましい。
この１分子中に２以上のエポキシ基を有し、折り曲げ評価試験において１回以上の折り曲げ操作に耐え得る可撓性を有するエポキシ樹脂としては、ＤＩＣ（株）製エピクロン８６０、エピクロン９００−ＩＭ、エピクロンＥＸＡ―４８１６、エピクロンＥＸＡ−４８２２、旭チバ（株）製アラルダイトＡＥＲ２８０、東都化成（株）製エポトートＹＤ−１３４、ジャパンエポキシレジン（株）製ＪＥＲ８３４、ＪＥＲ８７２、住友化学工業（株）製ＥＬＡ−１３４等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＨＰ−４０３２等のナフタレン型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＮ−７４０等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等である。これらのエポキシ樹脂は１種類を用いるか、又は２種類以上を併用することができる。
これらの樹脂の中で特に好ましい具体例としては、ＤＩＣ（株）の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８１６）等が挙げられる。この柔軟性エポキシ樹脂は、長鎖炭化水素鎖とビスフェノールＡ骨格とを、アセタール結合（長鎖炭化水素鎖を有するジビニルエーテル）、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合等の官能基を介して交互に連結して高分子量化された２官能性フェノール化合物の両端のＯＨ基をグリシジル化して得られる２官能性エポキシ化合物である。
【００２７】
エポキシ系接着剤には、適宜の添加剤を添加することができる。
硬化剤は、としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族酸無水物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、ポリフェノール化合物等が挙げられる。
硬化促進剤としては、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）などの第三級アミン、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられる。
【００２８】
エポキシ系接着剤を基材２に塗布する際、十分な流動性があれば無溶媒とすることも可能であるが、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
【００２９】
本形態例の接着フィルム１においては、エポキシ系接着剤層３，４を構成するエポキシ系接着剤は、基材２の両面に塗布乾燥後、半硬化状態に熱処理されている。この結果、接着剤層３，４が２５℃において可撓性を有した固体状であるため、図２に示すように、接着フィルム１の型抜きにより、内部に貫通穴状の空間６を有する枠状等の所望の形状を備える型抜き形状５に加工することが容易になる。液状物の塗布や、フォトリソグラフィーによる露光などに比べ、パターン形成の不良が起こりにくい。また、不良があっても、選択して除去することにより、被着物の廃棄損失（ロス）を避けることができる。
【００３０】
枠状の外周形状は、円形（丸枠）、四角形（四角枠）など特に限定されない。型抜きの方法は、打ち抜きや切断等、刃物を用いて不要な部分を除去する方法であれば良い。１つの型抜きされた接着フィルム５の内部に、複数の貫通穴状の空間６を設けることも可能である。
型抜きされた接着フィルム（型抜き形状）５の寸法は、貼合される電子機器など被着体の寸法パターンに合わせて設定することが好ましい。
刃物加工に適した半硬化状態を得るための熱処理は、通常の硬化条件よりも低温および／または短時間で完了させるものであり、エポキシ系接着剤の性質や性能に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
エポキシ系接着剤層３，４を構成するエポキシ系接着剤としては、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能なものが選択される。接着剤の硬化温度は、硬化剤や硬化促進剤の配合などによっても制御可能である。
【００３２】
基材２の厚みは、２０〜５００μｍであり、それぞれのエポキシ系接着剤層３，４の厚みは、５〜５０μｍである。基材２の厚みは、接着フィルム１全体の厚み（すなわち接着剤層３、基材２および接着剤層４の厚みの合計）の５０〜９８％程度が好ましい。
【００３３】
上述の接着フィルム１は、例えば図３に示すように、光学ガラス板７に素子基板（電子機器）８が貼合された電子機器モジュール１０の製造工程に好適に用いることができる。
本形態例の電子機器８は、発光素子や表示素子などの素子基板であり、光学ガラス板などの基板７と対向する側に表示素子等のデバイス９を有する。デバイス９は、特に限定されるものではないが、例えば、有機ＥＬ素子などの発光素子や表示素子である。
【００３４】
接着フィルム１の型抜き形状５は、デバイス９を露出するための空間６を有する。この空間６は、デバイス９によって放射される光などの物理的刺激を通過可能である。デバイス９は、光などの物理的刺激を放射する表示装置が好ましい。
なお、電子機器８と貼合される基板７として、光学ガラス板（基板）のほか、プリント基板、絶縁基板、樹脂基板、半導体基板などの各種基板を採用することも可能である。該基板は、可撓性を有するフィルムやシート等であっても構わない。
【００３５】
本形態例の接着フィルム１は、上述したように、接着剤層３，４が常温２５℃では可撓性を有した固体状なので、２つの被着体（例えば基板７と電子機器８）を貼合するときには、まず第１の接着剤層３を一方の被着体（例えば基板７）と重ね合わせて加熱および加圧して仮固定し、次いで、第２の接着剤層４を他方の被着体（例えば電子機器８）と重ね合わせて加熱および加圧して仮固定し、さらに加熱温度を高めて最終固定することが好ましい。
ここで、仮固定の温度は、接着剤が溶融して被着体に対する接着性を発現可能な温度であり、最終固定の温度は、接着剤が硬化して接着強度がさらに高まる温度である。仮固定の段階では、接着剤の硬化は抑制されているので、仮固定後に接着剤が冷却しても、再び加熱することで、接着性を発現することができる。最終固定後は、接着剤が熱硬化することで再溶融不能になり、耐熱性が向上する。
【００３６】
また、本発明に係わる接着フィルムの被着体が、例えば光学ガラスとシリコンウエハーである場合を想定して、これらの材質の線膨張係数を、表１に示した。
本発明に係わる接着フィルムを介して、これらの熱膨張率（線膨張係数）の大きく異なる被着体を接着する場合、接着フィルムが高温に加熱された時に、被着体であるシリコンウエハーに比べて約２．５倍も線膨張係数の大きな光学ガラスにより、接着フィルムの全体を拡げる方向に引っ張られてしまう。仮に、接着フィルムが可撓性を有しておらず被着体に強固に接着されていると、最後には熱応力によって破壊することが起こり得る。
【００３７】
【表１】
【００３８】
しかしながら、本発明に係わる接着フィルム１の接着剤層３，４は可撓性を有するため、熱膨張率の異なる被着体、例えば光学ガラス板と半導体基板などの貼合に用いても、貼合時からの温度変化と熱膨張率の差による変位に追従し、また、基材２へのせん断応力を吸収して、両被着体との間の接着の破壊を抑制することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
【００４０】
＜実施例１＞
実施例１の接着フィルムの製造方法は、次のとおりである。
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムに、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８１６）を乾燥厚みが１５μｍとなるように塗工した。
エポキシ接着剤の塗工後、１２０℃で４分間熱処理し、エポキシ接着剤が半硬化した３層構造からなる、実施例１の接着フィルムを得た。
また、実施例１の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、下記の半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた実施例１の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では可撓性を有した固体状であり、手指で接着剤の表面に触れてもまったくベタ付きのない指触乾燥状態にあり、タック性を示さないことを確認した。
【００４１】
（エポキシ接着剤の熱重量測定）
本実施例１の接着フィルムの製造方法で用いたエポキシ接着剤の、熱重量測定（ＴＧ）によりＴＧ曲線を求めた。得られたＴＧ曲線は、３３２℃に開始温度が認められ、そのときの重量変化率が−１３．５％であったことから、このエポキシ接着剤の分解開始温度は３３２℃と求められた。
【００４２】
（エポキシ接着剤のアウトガス評価）
また、本実施例１の接着フィルムの製造方法で用いたエポキシ接着剤を完全に硬化後、熱分解ガスクロマトグラフ測定により、２６０℃での耐熱性を評価した。２５０℃から毎分１０℃で温度を上昇させて２６０℃に到達後、２６０℃で１０分間保持したが、その間のアウトガスの発生がないことを確認した。
【００４３】
（仮固定時の１８０°剥離強度）
本実施例１の接着フィルムを、光学ガラス板の仮固定に使用した時の性能を評価するため、次の方法により、仮固定時の１８０°剥離強度を測定した。
本実施例１の接着フィルムから幅１０ｍｍの試験片を５つ作製し、１００℃に予備加熱した光学ガラス板に対して、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で各試験片の一端部を圧着し、仮固定のサンプルを作製した。各試験片の他端部（自由端）を剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張りながら１８０°剥離強度を測定したところ、ｎ＝５で平均した剥離強度は、９２７ｇｆであった。
【００４４】
（最終固定時のずりせん断強度）
本実施例１の接着フィルムを、光学ガラス板とシリコン基板に最終固定した時の性能を評価するため、次の方法により、ずりせん断強度（引張せん断接着強さ）を測定した。
サンプルは、細長形状の光学ガラス板およびシリコン基板が一端部のみで重なり合い、本実施例１の接着フィルムを介して接着され、光学ガラス板の他端部とシリコン基板の他端部とが接着部分を介して長さ方向の反対側に配置された構造である。
サンプルの作製方法は、まず幅１０ｍｍの光学ガラス板の一端部に、１０ｍｍ（幅）×１０ｍｍ（引張方向長さ）に加工して作製した接着フィルムを配置し、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で圧着して仮固定した後、実施例１の接着フィルムを介して幅１０ｍｍのシリコン基板の一端部を重ね合わせ、１００℃、５００ｇｆ／ｃｍ２、１秒間の条件で圧着して仮固定した後、１５０℃、１分間の条件で加熱硬化処理をして最終固定する方法とした。
光学ガラス板の他端部を治具で保持して固定し、シリコン基板の他端部をつかみ部として２０ｋｇｆの引っ張り荷重を加えたところ、サンプル数５の毎回、接着部分は破壊されなかった。このことから、ｎ＝５で平均したずりせん断強度は、２０ｋｇｆ以上であることが分かった。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例２の接着フィルムの製造方法としては、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社の柔軟性エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）ＥＸＡ−４８５０−１５０）を使用した以外は、実施例１と同様の作成方法により、３層構造からなる実施例２の接着フィルムを得た。
実施例２の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、実施例１と同様に、半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた実施例２の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では可撓性を有した固体状であった。
【００４６】
＜比較例１＞
比較例１の接着フィルムの製造方法としては、エポキシ接着剤として、ＤＩＣ株式会社のＢＰＡ型液状エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）８４０−Ｓ）を使用した以外は、実施例１と同様の作成方法により、３層構造からなる比較例１の接着フィルムを得た。
比較例１の接着フィルムに用いたエポキシ接着剤について、実施例１と同様に、半硬化状態での貯蔵弾性率の測定、完全硬化状態での貯蔵弾性率の測定、及び折り曲げ評価試験を行った。
また、得られた比較例１の接着フィルムのエポキシ接着剤層は、２５℃では固体状であった。
【００４７】
（完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の動的粘弾性自動測定装置（型式：ＲＳＡ−３）を用い、厚み約０．５ｍｍ、幅約５ｍｍ、長さ約３ｍｍの、完全に硬化した状態でのエポキシ系接着剤層のサンプルについて、ひずみ依存性の測定を行い、２５℃の大気圧下において、周波数１Ｈｚを印加した際の貯蔵弾性率（Ｅ’）の線形領域内の値を求めた。
【００４８】
（半硬化状態でのエポキシ系接着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の動的粘弾性自動測定装置（型式：ＭＣＲ‐３０１）を用い、直径２５ｍｍのフラットプレート、線形領域内のひずみを付加、周波数１Ｈｚ、３０℃から昇温して２００℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で加熱しながら、未硬化の液状エポキシ接着剤を経時測定する。エポキシ接着剤の硬化の進行によって貯蔵弾性率は上昇して完全硬化することで一定となる。エポキシ系接着剤層の未硬化時の貯蔵弾性率と、完全に硬化時の貯蔵弾性率の中点を半硬化状態（例えば、硬化率５０％）の貯蔵弾性率として求めた。
【００４９】
（エポキシ接着剤の折り曲げ評価試験）
熱硬化性のエポキシ系接着剤層が、完全に硬化した状態において可撓性を有するかどうかを判定するため、次の方法によりエポキシ接着剤の折り曲げ評価試験を行った。
エポキシ接着剤の厚みが１ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの完全に硬化した状態の、折り曲げ評価試験用のサンプルを作成した。当該サンプルを垂直に吊り下げて固定して、荷重１ｋｇを当該サンプルの下端に吊り下げて鉛直方向に荷重を付加し、当該サンプルの表裏（当該サンプルの鉛直線から左右）に各々１３５°、１８０往復／１ｍｉｎの条件にて折り曲げて、破断するまでの折り曲げ操作の回数を求めた。
【００５０】
実施例１、実施例２及び比較例１について、半硬化状態での貯蔵弾性率、完全硬化状態での貯蔵弾性率、折り曲げ評価試験をそれぞれ行なった。測定結果を、表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２に示した接着フィルムに用いたエポキシ接着剤の折り曲げ評価試験の結果において、実施例１、実施例２のエポキシ接着剤は、折り曲げ試験用のサンプルが破壊するまでの折り曲げ操作回数が、それぞれ１０回、５２０回であり、複数回の折り曲げ操作によっても破壊しない充分な可撓性を有していた。
一方、比較例１においては、エポキシ接着剤の折り曲げ評価試験において、折り曲げ操作の１回目にて破壊したため、可撓性を有しておらず、本発明の接着フィルムに係わるエポキシ接着剤には適用できないものであった。
以上の結果から、本発明に係わる実施例１，２の接着フィルムが、電子機器モジュールの製造に必要な、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であり、さらに、完全に硬化した状態においても可撓性を有していることから、可撓性と、スペーサとしての形状保持性を兼ね備えていることを確認することができた。
【符号の説明】
【００５３】
１…接着フィルム、２…基材、３，４…接着剤層、５…型抜きされた接着フィルム（型抜き形状）、６…空間、７…光学ガラス板（基板）、８…素子基板（電子機器）、９…デバイス、１０…電子機器モジュール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成されてなる３層構造からなり、前記エポキシ系接着剤層が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であることを特徴とする接着フィルム。
【請求項２】
前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
前記エポキシ系接着剤層が、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項４】
熱膨張率が異なる被着体同士の間に挿入され、かつ、前記被着体に接着されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の接着フィルム。
【請求項１】
厚みが２０〜５００μｍである耐熱性樹脂フィルムからなる基材の両面に、それぞれ厚みが５〜５０μｍであって完全に硬化した状態においても可撓性のある熱硬化性のエポキシ系接着剤層が形成されてなる３層構造からなり、前記エポキシ系接着剤層が、半硬化状態に熱処理されてなり２５℃において可撓性を有した固体状であることを特徴とする接着フィルム。
【請求項２】
前記熱硬化性のエポキシ系接着剤層は、完全に硬化した状態において２５℃、１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が１．０〜１８００ＭＰａであり、完全に硬化した状態にての折り曲げ評価試験において、複数回の折り曲げ操作によっても破壊することが無く可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
前記エポキシ系接着剤層が、温度９０〜１１０℃において仮固定され、温度１４０〜１６０℃において最終固定されることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項４】
熱膨張率が異なる被着体同士の間に挿入され、かつ、前記被着体に接着されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の接着フィルム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２８７３８（Ｐ２０１３−２８７３８Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６５３２（Ｐ２０１１−１６６５３２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００２２４１０１）藤森工業株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００２２４１０１）藤森工業株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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