説明

接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープ

【課題】 常温接着力、耐熱接着力、高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力に優れる接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープを提供する。
【解決手段】 成分(A)アクリルエラストマー、成分(B)レゾール型フェノール樹脂、成分(C)マレイミド基を含有する化合物、成分(D)アミン化合物、および成分(E)エポキシ樹脂を含有する接着剤組成物であって、前記成分(A)アクリルエラストマーは、ニトリル基およびエポキシ基を含有し、Tgが−10℃以上で、かつ重量平均分子量が300,000以上であることを特徴とする接着剤組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車載パーツ、電気電子機器、半導体を中心とする電気電子部品等の固着処理に好適に用いられる接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電気電子部品等の固着処理には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エラストマー等の材料を主体とした接着剤が用いられている。これらの材料は、作業性や各種特性のバランスがよく、また、比較的安価のため広く用いられている。
例えば、アクリル樹脂とエポキシ樹脂を組み合わせた接着剤組成物が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、近年電気電子部品の高性能化、高機能化が著しく、接着剤組成物に関しても、常温接着力、耐熱接着力、高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力について、さらなる改良を求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−173449号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、常温接着力、耐熱接着力、高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力に優れる接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。
(1)成分(A)アクリルエラストマー、成分(B)レゾール型フェノール樹脂、成分(C)マレイミド基を含有する化合物、成分(D)アミン化合物、および成分(E)エポキシ樹脂を含有する接着剤組成物であって、前記成分(A)アクリルエラストマーは、ニトリル基およびエポキシ基を含有し、Tgが−10℃以上で、かつ重量平均分子量が300,000以上であることを特徴とする接着剤組成物。
(2)前記成分(A)アクリルエラストマーはTgが−2℃以上25℃未満であり、成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合が、60重量%以上86重量%未満であることを特徴とする前記(1)記載の接着剤組成物。
(3)前記成分(A)アクリルエラストマーはTgが5℃以上25℃未満で、かつ重量平均分子量が500,000以上であり、前記成分(D)はシリコーン変性アミンであり、成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合が、70重量%以上82重量%未満であることを特徴とする前記(1)記載の接着剤組成物。
(4)剥離性フィルムの少なくとも一面に、前記(1)記載の接着剤組成物を塗布、乾燥した接着剤層が積層されていることを特徴とする接着フィルム。
(5)耐熱性フィルムの少なくとも一面に、前記(1)記載の接着剤組成物を塗布、乾燥した接着剤層が積層されていることを特徴とする接着テープ。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、常温接着力、耐熱接着力、高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力に優れる接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【0008】
成分(A)アクリルエラストマー
本発明に用いるアクリルエラストマーは、ニトリル基およびエポキシ基を含有し、Tgが−10℃以上で、かつ重量平均分子量が300,000以上であることが必要である。
二トリル基およびエポキシ基を含有するアクリルエラストマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、ニトリル基を有するビニルモノマー、エポキシ基を有するビニルモノマーを共重合したものであることが好ましい。ニトリル基を含有させることにより凝集力を高め、反応性官能基であるエポキシ基を含有させることにより、エポキシ樹脂などの熱硬化成分と反応させ、良好な接着性を得ることができる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸アミル、(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)アクリル酸ウンデシル、アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸ラウリル等を挙げることができ、これらのモノマーは1種、または2種以上混合して用いられる。その中でも、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルおよびそれらの混合物が好ましく用いられる。ニトリル基を有するビニルモノマーとしては、アクリロニトリルなどが挙げられ、エポキシ基を有するビニルモノマーとしては、メタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。それ以外のモノマーとして、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピルなどのビニルモノマーを共重合させても良い。アクリルエラストマーの重合方法は、懸濁重合、乳化重合、溶液重合などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
アクリルエラストマーは、Tgを−10℃以上にする必要がある。Tgが−10℃未満では、粘着性(タック性)が発現するために接着剤としての取り扱いが困難であり、また接着力に劣る。Tgのより好ましい範囲としては−2℃以上25℃未満であり、さらに好ましくは5℃以上25℃未満である。
また、アクリルエラストマーは、重量平均分子量を300,000以上にする必要がある。重量平均分子量300,000未満では、可撓性が低下すると共に、凝集力が不足し、接着力に劣る。重量平均分子量のより好ましい範囲としては300,000以上2000,000未満であり、さらに好ましくは500,000以上1500,000未満である。
本発明において、Tgとは示差走査熱量分析計(DSC)により、窒素雰囲気中、昇温10℃/分で測定されたもので、ガラス転移の終了温度を指す。重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定されたものである。
成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合は、60重量%以上86重量%未満であることが好ましい。優れた接着力を得るためには、接着剤の柔軟性と凝集力を兼ね備えることが必要である。成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合が60重量%未満では接着剤の硬化成分が多く、硬化後弾性率が高くなりすぎるために柔軟性が不足し、86重量%以上では接着剤の硬化成分が少ないため、凝集力が不足する。成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合のさらに好ましい範囲としては、70重量%以上82重量%未満である。
【0009】
成分(B)レゾール型フェノール樹脂
レゾール型フェノール樹脂としては、公知のものを全て使用できるが、接着温度、硬化温度を低温化できることから、p−t−ブチルフェノール型、ビスフェノール型、クレゾール型、またはそれらの共縮重合型のレゾール型フェノール樹脂が好ましい。
アクリルエラストマーとレゾール型フェノールの配合量比は、100重量部に対して45〜3重量部の範囲が好ましい。レゾール型フェノールが上記範囲より多くなりすぎると剛性が高くなりすぎるために靭性が低下し、少なすぎると充分な接着力が得られない。さらに好ましくは100重量部に対して30〜5重量部の範囲である。
【0010】
成分(C)マレイミド基を含有する化合物
マレイミド基を含有する化合物としては、特に制限はなくいずれも使用できるが、高い耐熱性のものが得られることからマレイミド基を2個以上含有するものが好ましく、ビスマレイミドがさらに好ましく使用される。アミン化合物と反応させたものを用いても良い。マレイミド基を含有する化合物の具体例としては、4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、3,3′−ジメチル−5,5′−ジエチル−4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、1,6′−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン等が挙げられる。その中でも、テトラヒドロフランに溶解できるため、塗料化が容易であり、かつ耐熱性に優れた接着剤組成物を得ることができることから、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミドが好ましく使用される。
アクリルエラストマーとマレイミド基を含有する化合物の配合量比は、100重量部に対して45〜3重量部の範囲が好ましい。上記範囲より多すぎると接着剤としての流動性がなくなるため、接着温度が高くなり、少なすぎると耐熱性が得られない。さらに好ましくは100重量部に対して30〜5重量部の範囲である。
【0011】
成分(D)アミン化合物
アミン化合物としては、特に制限はないが、高い耐熱性のものを得られることから一分子中に2個以上アミノ基を有するものが好ましい。分子構造としては、シリコーン変性アミン、芳香族アミン、シリコーン変性アミンと芳香族アミンの混合物、のいずれかが好ましく使用される。特に好ましいのはシリコーン変性アミンである。シリコーン変性アミンとしては1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなど、芳香族アミンとしてはジアミノジフェニルメタンなどがある。
シリコーン変性アミンはマレイミド基を含有する化合物、エポキシ樹脂との反応性が高く、硬化後の接着剤組成物に柔軟性と耐熱性を付与することができ、芳香族アミンは硬化後の接着剤組成物により高い耐熱性を付与することができる。アミン化合物は成分(B)および成分(E)の硬化剤として作用するが、各々の硬化を制御するためにアミン化合物を2種類以上混合して使用しても良い。
アミン化合物の配合量としては、マレイミド基を含有する化合物100重量部に対して、1〜30重量部の範囲であることが好ましい。
【0012】
成分(E)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、いずれも使用できる。エポキシ樹脂の硬化剤としては、上記成分(D)を用いることができる。
アクリルエラストマーとエポキシ樹脂の配合量比は、100重量部に対して40〜1重量部の範囲が好ましい。上記範囲より多すぎると可撓性が得られず、少なすぎると耐熱性が得られない。さらに好ましくは100重量部に対して25〜3重量部の範囲である。
【0013】
その他
必要に応じて、エポキシ樹脂硬化剤などを加えることができる。ただし、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール系硬化剤は、高温環境下での接着力を低下させるため好ましくない。
【0014】
本発明の接着剤組成物は、通常、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエンなどの溶媒、又はこれらの混合溶媒に溶解して固形分10〜30%程度になるように調整し、基材上に塗布、乾燥して薄膜化して使用する。基材としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレンなどのプラスチックフィルム、銅箔などの金属箔などが使用でき、特に限定されるものではない。
【0015】
本発明の接着剤組成物を接着フィルムとする場合には、離型処理されたポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの離型性のある保護フィルム上に、上記接着剤組成物を溶解した溶液を、塗布、乾燥させて接着剤層を作製する。接着剤層上に、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの離型性のある保護フィルムを貼り合わせても良い。
使用の際には保護フィルムを剥離して、接着剤層を接着フィルムとして用いる。
接着剤厚としては、特に制限されるものではなく、厚い接着フィルムを得るためには接着剤面同士をラミネートなどの装置で貼り合わせ、積層しても良い。
【0016】
本発明の接着剤組成物を接着テープとする場合には、耐熱性フィルムの片面または両面に上記接着剤組成物を溶解した溶液を、塗布、乾燥させて接着剤層を作製する。露出している接着剤層に、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの離型性のある保護フィルムを貼り合わせても良い。
使用の際には保護フィルムを剥離して、接着剤層付き耐熱性フィルムを接着テープとして用いる。
耐熱性フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられるが特に制限はない。
なお、予め作製した接着フィルムを耐熱性フィルムの片面または両面に貼り合わせて接着テープとしても良い。
【実施例】
【0017】
以下、本発明を実施例および比較例によって説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1〜14、比較例1〜7]
下記表1に示す配合で各成分をテトラヒドロフランに溶解し、固形分率16重量%になるように調整して実施例1〜14、比較例1〜7の接着剤層形成用塗料を作製した。
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムに、上記接着剤層形成用塗料を塗布し、150℃で2分間乾燥して、膜厚15μmの接着剤層を形成した。次に、接着剤層上に、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを、ラミネーターを用いて、80℃、1kg/cmの条件で貼り合わせ、実施例1〜14、比較例1〜7の接着フィルムを作製した。
なお、成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合(重量%)も表1に示した。
【0018】
【表1】

【0019】
成分(A)アクリルエラストマー
A−1:ナガセケムテックス(株)製「SG−P3」、ニトリル基およびエポキシ基含有、Tg15℃、重量平均分子量850,000
A−2:ナガセケムテックス(株)製「SG−80H」、ニトリル基およびエポキシ基含有、Tg7.5℃、重量平均分子量350,000
A−3:日立化成工業(株)製「KH」、ニトリル基およびエポキシ基含有、Tg0℃、重量平均分子量1100,000
A−4:日立化成工業(株)製「KH−CT」、ニトリル基およびエポキシ基含有、Tg−5℃、重量平均分子量1100,000
A−5:日立化成工業(株)製「KH−LT」、ニトリル基およびエポキシ基含有、Tg−40℃、重量平均分子量1100,000
A−6:ナガセケムテックス(株)製「WS−023」、ニトリル基、カルボキシル基およびヒドロキシル基含有、Tg−5℃、重量平均分子量500,000
A−7:ナガセケムテックス(株)製「SG−708−6」、ニトリル基、カルボキシル基およびヒドロキシル基含有、Tg6℃、重量平均分子量700,000
【0020】
成分(B)フェノール樹脂
B−1:昭和高分子化学(株)製「ショウノール CKM−1282」、レゾール型フェノール樹脂
B−2:昭和高分子化学(株)製「ショウノール CKM−2400」、ノボラック型フェノール樹脂
【0021】
成分(C)マレイミド基を含有する化合物
C−1:ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド
【0022】
成分(D)アミン化合物
D−1:1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン
D−2:ジアミノジフェニルメタン
【0023】
成分(E)エポキシ樹脂
E−1:ジャパンエポキシレジン(株)製「jER YL980」
E−2:ジャパンエポキシレジン(株)製「jER YX4000H」
E−3:日本化薬(株)製「EOCN1020−65」
E−4:DIC(株)製「HP−7200」
【0024】
その他
2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール
【0025】
(特性評価試験)
実施例、比較例の接着フィルムについて、下記の特性試験を行った。
【0026】
1)常温接着力、耐熱接着力
実施例、比較例の接着フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、電解銅箔(厚さ12μm、粗化処理面、三井金属鉱業(株)製:SQ−VLP)にラミネーターを用いて、150℃、1kg/cmの条件で貼り合わせた。次に、接着剤付き銅箔を10mm幅に裁断してもう一方のポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、銅板(厚さ125μm、古河電気工業(株)製:EFTEC−64T)にラミネーターを用いて、150℃、1kg/cmの条件で貼り合わせ、160℃で2時間加熱を行い、接着剤層を硬化させて試験片を作製した。
次に、試験片の背面を固定し、常温環境下で10mm幅の接着剤付き銅箔を90°の方向に5cm/minの剥離速度で剥離して、その際の剥離力を常温接着力とした。
また、200℃の熱板上でも同様に剥離して、その際の剥離力を耐熱接着力とした。
【0027】
2)高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力
作製した試験片を150℃のオーブン中に168時間放置した。
次に、試験片の背面を固定し、常温環境下で10mm幅の接着剤付き銅箔を90°の方向に5cm/minの剥離速度で剥離して、その際の剥離力を高温放置後の常温接着力とした。
また、200℃の熱板上でも同様に剥離して、その際の剥離力を高温放置後の耐熱接着力とした。
【0028】
3)総合評価
以下の基準で評価した。
◎:常温接着力10.0(N/cm)以上、耐熱接着力3.0(N/cm)以上、高温放置後の常温接着力8.0(N/cm)以上、高温放置後の耐熱接着力2.0(N/cm)以上
○:常温接着力9.0(N/cm)以上、耐熱接着力2.0(N/cm)以上、高温放置後の常温接着力7.0(N/cm)以上、高温放置後の耐熱接着力1.5(N/cm)以上
△:常温接着力8.0(N/cm)以上、耐熱接着力1.0(N/cm)以上、高温放置後の常温接着力6.0(N/cm)以上、高温放置後の耐熱接着力1.0(N/cm)以上
×:それ以外
以上の結果を表2に示した。
【0029】
【表2】

【0030】
(評価結果)
実施例1〜14の接着フィルムは総合評価が△以上であり、実用上問題無かった。
さらに、実施例1〜6、8、9、11、13、14の接着フィルムは総合評価が○以上であり、実用上優れていた。
その中でも特に、実施例1〜4、8の接着フィルムは総合評価が◎であり、全ての条件で優れた接着力を示した。
これに対し、比較例1、4、7の接着フィルムは、常温接着力が不十分で実用上問題があった。
また、比較例1、4、5、7の接着フィルムは、耐熱接着力が不十分で実用上問題があった。
また、比較例1、4、7の接着フィルムは、高温放置後の常温接着力が不十分で実用上問題があった。
また、比較例1〜7の接着フィルムは、高温放置後の耐熱接着力が不十分で実用上問題があった。
以上のように、本発明によれば、常温接着力、耐熱接着力、高温放置後の常温接着力、高温放置後の耐熱接着力に優れる接着剤組成物、接着フィルムおよび接着テープを提供することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
成分(A)アクリルエラストマー、
成分(B)レゾール型フェノール樹脂、
成分(C)マレイミド基を含有する化合物、
成分(D)アミン化合物、および
成分(E)エポキシ樹脂を含有する接着剤組成物であって、
前記成分(A)アクリルエラストマーは、ニトリル基およびエポキシ基を含有し、Tgが−10℃以上で、かつ重量平均分子量が300,000以上であることを特徴とする接着剤組成物。
【請求項2】
前記成分(A)アクリルエラストマーはTgが−2℃以上25℃未満であり、
成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合が、60重量%以上86重量%未満であることを特徴とする請求項1記載の接着剤組成物。
【請求項3】
前記成分(A)アクリルエラストマーはTgが5℃以上25℃未満で、かつ重量平均分子量が500,000以上であり、
前記成分(D)はシリコーン変性アミンであり、
成分(A)〜(E)内の成分(A)の割合が、70重量%以上82重量%未満であることを特徴とする請求項1記載の接着剤組成物。
【請求項4】
剥離性フィルムの少なくとも一面に、請求項1記載の接着剤組成物を塗布、乾燥した接着剤層が積層されていることを特徴とする接着フィルム。
【請求項5】
耐熱性フィルムの少なくとも一面に、請求項1記載の接着剤組成物を塗布、乾燥した接着剤層が積層されていることを特徴とする接着テープ。

【公開番号】特開2011−74110(P2011−74110A)
【公開日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−224000(P2009−224000)
【出願日】平成21年9月29日(2009.9.29)
【出願人】(000153591)株式会社巴川製紙所 (457)
【Fターム(参考)】