迅速な電子デバイス組立に有用な、ＵＶでＢ−ステージ化可能な湿気硬化性組成物
本発明は電子部品組立に有用な接着剤組成物を提供し、前記接着剤組成物は重合性アクリレートを含有する光重合性アクリル樹脂と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化樹脂と、前記アクリレートの重合を開始する光開始剤と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る。そのような接着剤を含む組立体、例えば、電子部品組立および無線周波数識別タグ、も提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的にＢ−ステージ化可能な湿気硬化組成物に関し、詳細には紫外線照射された後にＢ−ステ−ジ化および硬化する組成物に関する。組成物は無線周波数識別タグを基材に付着させるのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
電子産業において電子機器組立作業の製造コスト低減に対しての要望が増大している。これは、広範な普及を促すために、特定の大量生産組立品用途、例えば、無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）タグに特に当てはまる。特定の用途におけるコストを削減することができる方法は、部品を接続するための接着剤使用である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし公知の材料は、非効率で高価である問題があり、例えば「スランピング」問題では、接着剤がターゲットとする適用位置を越えて流動し、ダイカットフィルムを過剰に無駄にし、インライン硬化工程のために他材料を用いた処理量を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
迅速で効率的にＢ−ステージ化できる接着剤組成物に対する需要が更に存在する。その組成物により電子部品、例えば無線周波数識別タグ組立等の迅速な組立が可能になる。
【０００５】
従って、本発明は、電子部品組立用接着剤組成物を提供し、前記組成物は、重合性アクリレートを含有する光重合性アクリル樹脂と、アルコキシまたはアシルオキシのシランを末端基とするポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、アクリレートの重合を開始する光開始剤と、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る。
【０００６】
電子部品組立用接着剤組成物であって、光重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させる活性化された触媒であって、前記活性化された触媒は酸またはルイス酸を含むものと、任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【０００７】
さらに別の態様では、本発明は電子部品組立用接着剤組成物を提供し、その組成物は、重合性アクリレートおよび、アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応生成物とを含み、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーは、アクリレートの重合と実質的に同時に生成される酸を介して反応が促進され、任意で導電性粒子を含む。
【０００８】
本発明の組成物は、例えば、無線周波数識別タグの組立といった電子部品の迅速組立に有用である。理想的には、組成物は例えばスクリーン印刷、ステンシル印刷、またはロール印刷などによって迅速に適用でき、迅速にＢ−ステ−ジ化でき、スランピングおよびその他の問題を回避できる、またオフラインで硬化でき製造時の効率を最高にできる必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書にある全ての数値は「約」の用語で修飾されているとみなされる。終点による数値範囲の詳細説明は、その範囲内に包括される全ての数を含む（例えば、１〜５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
【００１０】
本発明の発明者は、接着剤は連続的分与、接着剤印刷、またはフィルム接着剤の使用によってインラインで適用できると理解する。しかし、インライン分与は、例えば、多重の結合位置に分与ヘッドを割り出しするのに時間がかかるなどのため、非効率で高価である。さらに、ヘッドから分与を容易にするため多くの樹脂は、分与可能な範囲に樹脂粘度を下げるための溶媒を含む必要がある。この低下した粘度は、「スランピング」として知られる、元の適用位置を越えて樹脂流動を引き起こす。
【００１１】
別の接着剤適用の有用な方法は、スクリーン印刷またはステンシル印刷であり、接着剤はステンシルを通して適用され、接着剤は所望の位置に適用される。スクリーン印刷は同時に多数の接合箇所に塗布可能であり、結果として、高価でなくなり、インライン分与よりも大容量の製造により多く寄与する。印刷時に組成物はまだ液体であるので、スクリーン印刷は結合位置の良好な湿潤を可能にすることもできるが、スランピング問題は依然として存在する可能性がある。
【００１２】
スランピングを低減する１方法は、分与後に樹脂を濃厚化してスランピングを回避するか、または「Ｂ−ステ−ジ化」することである。熱Ｂ−ステージ化では、溶媒は特定の熱流量への暴露により放出され、また紫外線（ＵＶ）Ｂ−ステージ化では、ＵＶまたは別の光源が硬化反応を開始し接触および最終の硬化の前に組成物を濃厚化し、使用できる。しかし、熱Ｂ−ステージ化は、時間がかかるために非効率であり、製造コストを増加させ、不必要なスランピングに導く可能性があり、またＵＶによるＢ−ステージ化は多くの電子部品組立に、即ち無線周波数識別タグの組立に実用的でなかった。本発明は、２つの樹脂：Ｂ−ステージ化できるアクリレート樹脂と湿気硬化性のアルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の混合物と、Ｂ−ステージ化できるアクリレート樹脂の重合を開始する光開始剤と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る接着剤組成物を提供する。光開始剤および光酸発生剤の両方とも光照射、好ましくは紫外線照射によって実質的に同時に活性化される。本発明は、Ｂ−ステージ化できるアクリル樹脂の比較的早い重合と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の比較的遅い湿気硬化とを好都合に利用し、照射後に急速にＢ−ステージ化してスランピング問題を最小化し、一方より遅い湿気硬化反応によりゆっくり硬化し、組成物が実質的にフルキュアされる前に電子部品が組立されることを可能にする。本発明はＲＦＩＤタグのような電子部品の素早い組立を可能にし、全体的生産効率を高める。
【００１３】
本発明の組成物は、被着材または基材の上に、所定パターンで印刷される。次いで、組成物は照射され、アクリレート重合性の光開始剤および光酸発生剤を活性化させる。一方法では、照射は紫外線（ＵＶ）光による。照射後、アクリレート重合用光開始剤は、フリーラジカルを生成し、フリーラジカルはアクリレート樹脂の重合を急速に開始する。重合されたアクリレートは、組成物の粘度を増加させて組成物をＢ−ステ−ジ化し、その結果、組成物は所定のパターンを保つであろう。照射は光酸発生剤をも活性化し、その分解を引き起こし、湿気硬化反応の触媒として作用する酸を生成する。Ｂ−ステージ化された組成物はまた粘着性であり、基材が被着材に湿気硬化反応が完結するのに十分な長い時間付着することを可能にする。
【００１４】
本発明の組成物は、モノマー性重合性アクリレートを含有する液状アクリル樹脂、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーを含有する湿気硬化性樹脂、アクリル樹脂を重合する光開始剤、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーの湿気硬化反応を促進させる光酸発生剤、を含んで成る。
【００１５】
アクリル樹脂は、液状の重合性アクリレート、例えば、アクリレートモノマーまたはオリゴマーを含み、それらは重合してポリアクリレートを生成する。Ｂ−ステージ化樹脂に使用されるアクリレートには、フェノキシエチルアクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、またはそれらの組み合わせが含まれる。２官能性アクリレート、即ち２つのアクリレート基を有する分子もまた、Ｂ−ステージ化した接着剤組成物の接着特性を阻害しない量で使用できる。好適な実施形態では、アクリル樹脂は、ヒドロキシルまたはアミン部分のような塩基性部分を持たないまたは実質的に持たない。塩基性部分は、湿気硬化性樹脂中のシランと不適切な反応を起こす可能性がある。「塩基性部分」によって、酸とプロトン性塩を生成する部分、例えばアミン基、アミド基、チオ基、チオール基、またはその他の硫黄含有基などを意味する。「塩基性部分が実質的にない」によって、そのような塩基性部分がアクリル樹脂中に存在しないか、または存在した場合、少量であって、光酸発生剤によって発生された酸を実質的に妨害しないまたはアルコキシまたはアシルオキシのシラン基との反応による湿気硬化反応を阻害しないことを意味する。一実施例では、アクリレート樹脂は、フェノキシエチルアクリレート、またはニュージャージー州タリータウンのチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社（（Ciba Specialty Chemicals）で製造されたエイジフレックス（AGEFLEX）ＰＥＡを含む。
【００１６】
接着剤組成物におけるアクリル樹脂の重量％は、湿気硬化反応期間で基材に被着材を保持するために、Ｂ−ステージ化接着剤組成物は硬化前の十分な保持力、またはグリーン強度（green strength）を有するように十分大である必要がある。一実施形態では、接着剤組成物中のアクリル樹脂の重量％は、少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％である。アクリル樹脂の重量％は、対応する湿気硬化樹脂がフルキュアした後に必要な構造強度を実現するように、十分低い必要がある。一実施形態では、接着剤組成物中のアクリル樹脂の重量％は、約８０％以内、好ましくは７０％以内、より好ましくは６０％以内である。
【００１７】
アクリル樹脂のアクリレートは、フリーラジカルと出会う場合、重合される。従って、照射によってフリーラジカルを生成する光開始剤が供給される。次いでフリーラジカルは、アクリレートを攻撃しポリアクリレート分子を形成する重合反応を開始する。光開始剤からのフリーラジカル生成とアクリレートの重合は、ほとんど照射直後に発生し、すぐに接着剤組成物の粘度を増加させながら接着剤組成物をＢ−ステージ化する。これにより、所定の印刷設置面積パターンをはみ出す組成物の実質的流動を防止する。
【００１８】
好適な開始剤は、照射により、好ましくはＵＶ光の照射で容易にフリーラジカルを生成するαヒドロキシケトンである。アクリレートの重合を効率的に開始するための光開始剤、ＵＶ源、およびＵＶ波長の適切な選択は当業者の技術範囲である。一実施形態では、光開始剤は、少なくとも約２５０ｎｍ波長のＵＶ光で開始され、好ましくは少なくとも約３００ｎｍであり、より好ましくは少なくとも３１０ｎｍである。一実施形態では、光開始剤は、約４５０ｎｍ以内のＵＶ波長で開始され、好ましくは約４００ｎｍ以内であり、より好ましくは約３６５ｎｍ以内である。好適な光開始剤の例は、ダロキュア（DAROCUR）１１７３として販売される２−ヒドロキシ−２−メチルピロピオフェノン、またはイルガキュア（IRGACURE）１８４として販売される１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンであり、両方ともチバ・スペシャリティ・ケミカルズで販売される。
【００１９】
一実施形態では、アクリレートのグラム当たり少なくとも約０．１グラムの、好ましくは少なくとも約０．２５グラムの光開始剤が存在する。別の実施形態では、アクリレートのグラム当たり約５グラム以内の、好ましくは約２グラム以内の光開始剤が存在する。接着剤組成物中の光開始剤の重量％は少なくとも約０．０５％、好ましくは少なくとも約０．１５％であり、また約２．５％以内であり、好ましくは約１％以内であり得る。
【００２０】
照射された後、光開始剤は、アクリレートの重合反応を開始し、重合反応は、接着剤組成物の粘度増加をもたらす。粘度増加は、接着剤化合物が本質的に所定の印刷パターンの中にとどまり、スランピングを最小にする必要がある。
【００２１】
本発明の接着剤組成物の湿気硬化樹脂成分は、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基で終端するポリマーを含む。湿気硬化樹脂のポリマーは、１つ以上のアルコキシまたはアシルオキシシラン末端基を有するポリマー主鎖を有する。アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、米国特許６，２０４，３５０号（リューLiu）等）に記載のものと類似している。一実施形態では、シラン末端基は、ポリマー主鎖に結合するＳｉ原子とそのＳｉ原子に結合する１つ以上のアルコキシ基またはアシルオキシ基を含む。好ましくは、各々のシラン末端基は、１つ以上のアルコキシ基またはアシルオキシ基を含み、多数のシラン末端基の間で架橋結合を可能にさせる。
【００２２】
シラン末端基は、アルコキシ基またはアシルオキシ基を含むが、アルコキシ基が好適である。なぜならば、アシルオキシシランの湿気硬化反応は副生物としてカルボン酸を形成し、カルボン酸は接着剤組成物が互いに接着する電子部品と適合しない可能性がある。従って、今後は、湿気硬化樹脂についてはアルコキシシラン末端基を含むものとして述べることにする。しかし、アシルオキシシラン末端基は、記述されたアルコキシシラン末端基と置き換えることが可能なのは当然である。
【００２３】
好ましくは、アルコキシランは一般式：
【００２４】
【化１】
【００２５】
を有する。式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は１〜４の炭素原子を有する有機基である。好ましくは、Ｒ基は少ない数、即ち基当たり１または２の炭素原子を有するアルキル基であり、その結果、酸触媒による加水分解反応の間に生成されたアルコールは揮発し、反応の平衡を進める。Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３か各々異なったアルカン基（即ち、−Ｓｉ（ＯＲ）３）であってよい。一実施形態では、アルコキシシラン基は式：
−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
を有するトリメトキシシランである。アルコキシシラン末端基は、エラストマー基、アルキル基、アリール基、および直鎖、分岐鎖、ブロックまたはグラスト構造のポリマー基を含む、多種多様な主鎖に組み込まれてよい。一実施形態では、湿気硬化樹脂には、トリメトキシシラン末端基を有するポリエーテル主鎖ポリマー、カネカ・テキサス社（（Kaneka Texas Corp.）テキサス州ヒューストン）によりＳＡＸ３５０として販売されるものが挙げられる。
【００２６】
一実施形態では、湿気硬化樹脂は、本発明の接着剤組成物中、少なくとも約１０重量％、好ましくは少なくとも約３０重量％、より好ましくは少なくとも約５０重量％である。一実施形態では、湿気硬化樹脂は、接着剤組成物中、約８０重量％以内、好ましくは約７０重量％以内、より好ましくは約６０重量％以内である。
【００２７】
一実施形態では、本発明の接着剤組成物は、同じ化合物の部分として含まれる、アクリレート官能基とアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基の両方を有する２官能性化合物をさらに含む。２官能性化合物は、Ｂ−ステージ化の間にアクリル樹脂により生成したポリアクリレートと湿気硬化接着剤組成物の間に生成した架橋性シラン末端化ポリマーとの間の架橋を可能にする。従って２官能性化合物は、Ｂステージ網目および湿気硬化網目を結合できる。
【００２８】
アルコキシシラン末端化ポリマーは硬化され、かつ酸触媒による湿気硬化反応によって架橋される。好ましくは、光酸発生剤は光照射、好適にはＵＶ光によって、分解され、湿気硬化を促進させる強酸またはルイス酸を放出する。湿気硬化反応を効率的に促進させるための光酸発生剤、ＵＶ源、およびＵＶ波長の適切な選択は、当業者の技術範囲である。一実施形態では、光酸発生剤は、少なくとも約２５０ｎｍの波長を有するＵＶ光で活性化され、好ましくは少なくとも約３００ｎｍであり、より好ましくは少なくとも３１０ｎｍであり、また一実施形態では、約４５０ｎｍ以内でであり、好ましくは約４００ｎｍ以内であり、より好ましくは約３６５ｎｍ以内である。本発明の接着剤に有用である光酸発生剤の例は、ローディア（Rhodia）シリコーン（ニュージャージー州クランバリ）によりロードシル（RHODORSIL）２０７４として販売される、ジアリールヨードニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレートのようなヨードニウム塩である。
【００２９】
一実施形態では、アルコキシシラン末端化ポリマー樹脂のグラム当たり、約０．１グラム、好ましくは約０．２５グラムの光酸発生剤が存在する。別の実施形態では、アルコキシシラン末端化ポリマー樹脂のグラム当たり、約５グラム以内、好ましくは約２グラム以内の光酸発生剤が存在する。本発明の接着剤組成物中の光酸発生剤の重量％は、少なくとも約０．０５％、好ましくは少なくとも約０．１５％であってよい。光酸発生剤の重量％はまた、約２．５％以内、好ましくは約１％以内である。
【００３０】
酸触媒が生成されるとすぐに、アルコキシシラン末端基は酸存在の中で水と反応し、シラノール基を形成する。例えば、樹脂がトリアルコキシシラン基を含む場合、第１の酸触媒反応は：
【００３１】
【化２】
【００３２】
であり、トリ−シラノールを形成する。Ｈ＋はこの反応の活性触媒である。好ましくは、酸は上記の光酸発生剤の分解によって発生する。大抵の状況では、シラノール生成反応に必要な水は、大気中の湿気からまたは基材から取り込まれ、そのため水の添加は必要でない。
【００３３】
シラノールが生成された後、シラノールは互いに反応して樹脂を架橋および硬化する。
【００３４】
【化３】
【００３５】
全体の湿気硬化機構は、アクリル樹脂を重合するＢ−ステージ化反応と比べて比較的遅い。この機構の比較的遅い反応動力学により、両方の反応を開始するための同じ反応引きがねである照射が可能になり、その結果照射後直ちに、接着剤組成物はＢ−ステージ化され粘性になるが、それは時間経過するまでフルキュアしないので、完全に硬化する前に基材と被着物が適正に整列される時間が取れる。Ｂ−ステージ化組成物は、十分に粘性があるので湿気硬化の間に基材と被着材を適所に保つことができ、追加の治具による固定化を必要としない。一実施形態では、湿気硬化は少なくとも約０．５時間、好ましくは少なくとも約１時間必要とし、また約３時間以内、好ましくは約２時間以内で完結する。それにより照射後に、接着剤組成物、基材、および被着材の間で適切な接触を確保するための十分な時間を持つことができる。湿気硬化はまた、加熱した熱極を有し電子部品を定置させる別個の熱硬化工程を以前は必要とした、適用のための製造コストを低減する。
【００３６】
接着剤組成物は追加の成分を任意で備えることが可能である。本発明の接着剤組成物に追加できる一成分は、光増感剤または光感作剤であり、それは湿気硬化反応を促進する光酸発生の開始を支援する。光増感剤は低い塩基性である必要があり、そのことは、湿気硬化反応を不適切に阻害する場合があり、光酸発生剤によって生成された酸と光増感剤との干渉が実質的にないことを意味する。
【００３７】
本発明に含まれて有用な光増感剤の例は、ファースト・ケミカル社（First Chemical Corp.）（ミシシッピ州パスカグーラ）からＩＴＸとして入手可能なイソプロピルチオキサントンである。一実施形態では、接着剤組成物中の光増感剤の重量％は、少なくとも約０．０１％、好ましくは約０．０２５％であり、また約０．５％以内、好ましくは約０．１５％以内である。一実施形態では、光酸発生剤のグラム当たり、少なくとも約０．０５グラムの光増感剤が存在し、好ましくは約０．１グラムの光増感剤が存在する。別の実施形態では、光酸発生剤のグラム当たり、約０．２グラム以内の光増感剤が存在し、好ましくは約０．２５グラム以内の光増感剤が存在する。
【００３８】
一実施形態では、接着剤組成物には揺変性充填剤が含まれ、組成物がＢ−ステージ化および硬化される前に所定の設置面積を超えてスランピングしないようにする。本発明の接着剤組成物に有用な揺変剤の例は、シラン処理されたシリカ、例えば、デグッサ社（Degussa Corp.）（ニュージャージー州パーシッパニー）から入手可能なアエロジル（AEROSIL）Ｒ２０２である。一実施形態では、揺変剤の重量％は接着剤組成物中、少なくとも約１％、好ましくは少なくとも約５％である。別の実施形態では、揺変剤の重量％は、約１５％以内、好ましくは約１０％以内である。
【００３９】
一部の用途には、被着材と基材との間の電気伝導のために導電性経路を含むことが望ましい場合がある。従って、一実施形態では、印刷前の組成物中に導電性粒子が混合される。一実施形態では、導電性粒子が存在する場合、接着剤組成物中にある導電性粒子の重量％は少なくとも約１％、好ましくは約５％である。別の実施形態では、接着剤組成物中の導電性粒子の重量％は、存在する場合、約２０％以内、好ましくは約１０％以内である。接着剤組成物中に使用できる導電性粒子の例は、ポッターズ工業社（Potters Industries Inc.）（ペンシルベニア州バレーフォージ）によるＡｇ／ガラス４３マイクロメートルのような銀コーティングガラス粒子である。
【００４０】
使用される電気導電性粒子は、炭素粒子、または銀、銅、ニッケル、金、スズ、亜鉛、白金、パラジウム、鉄、タングステン、モルブデン、はんだなどの金属粒子、またはこれらの粒子表面を金属などの導電性コーティングで覆って調製した粒子のような導電性粒子であってもよい。同様に、金属等の導電性コーティングで表面を被覆した、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはベンゾグアナミン樹脂のようなポリマー粒子の、またはガラスビーズ、シリカ、黒鉛、若しくはセラミックの、非導電性粒子を使用することも可能である。
【００４１】
電気導電性粒子には、種々の形状（球形状、楕円、円筒形、フレーク、針状、ウィスカー、平板、粒塊、結晶、アシキュラー状）がある。この粒子は、やや粗いか、またはぎざぎざの表面を有していてもよい。電気導電性粒子の形状は特に制限されない。粒子形状、大きさおよび硬度を組み合わせて本発明の組成物で使用されてもよい。
【００４２】
電子部品の中で基材に被着材を接着する方法も提供され、その方法は：重合性アクリレート、湿気硬化性アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマー、アクリレートを重合させるための光開始剤、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させるための光酸発生剤を含有するアクリル樹脂を含んで成る接着剤組成物を準備する工程；基材を準備する工程；被着材を準備する工程；接着剤組成物を基材の上に印刷などによって適用する工程；接着剤組成物を紫外線などの光で照射する工程；照射された接着剤組成物に被着材を適用する工程；基材に被着材が接着するようにアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを硬化させる工程；を含む。
【００４３】
照射工程には、光開始剤がアクリレート重合を重合させるに十分なフリーラジカルを生成し、且つ、上記の酸触媒を放出する光酸発生剤を分解するに十分な出力を有するＵＶランプを用いた接着剤組成物の照射が含まれる。一方法では、ＵＶランプは、フュージョンＵＶシステムズ社（Fusion UV Systems Inc.）で製造される、Ｈ−バルブを有するフュージョン・ランプである。一実施形態では、接着剤組成物および基材は接着剤組成物が約０．５Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射量を受けるようにランプに送られる。上記のフュージョン・ランプに対しては、これは接着剤組成物および基材を約３メートル／分（約１０フィート／分）の速度でランプに送ることによって達成される。
【００４４】
導電性粒子が存在する場合、接着材組成物を照射し被着材をその接着剤組成物に適用した後に、基材と被着材との間の電気的接続が確立される。被着材は基材に対して迅速に押し付けられ、接触パッドの間で導電性粒子を介して電気経路がもたらされる。
【００４５】
本発明の電子組立体はあらゆる公知の方法、例えば、米国特許公開第２００５／０２８２３５５号（エドワーズ（Edwards）等）、同第２００５／０２７０７５７号、および米国特許第６，９４０，４０８号（ファーガソン（Ferguson）等）に開示された方法等で製造できる。しかし、本発明の組成物は印刷し、Ｂ−ステージ化することで望ましくないスランピングを防止でき、十分なグリーン強度（green strength）を実現し、後続のオフライン湿気硬化の間の装着保持を可能にする。
【００４６】
好適な方法では、基材および被着材の一つはストラップに結合されるアンテナであり、別の基材および被着材はアンテナに付随したチップストラップに実装される集積回路（ＩＣ）チップである。その結果ＩＣチップとアンテナが湿気硬化接着剤で一緒に接着される場合、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを形成する。この方法では、複数のＲＦＩＤアンテナは巻物上に定置され、対応する複数のＩＣチップは、時には、ストラップと称される第２の巻物に定置される。アンテナ巻物とＩＣチップストラップは、接着剤組成物が各々のアンテナ上のストラップ接着箇所の位置に対応する所定の位置にある複数のアンテナの上に迅速に印刷できるように、ロール・ツウ・ロール構成で定置される。接着剤組成物は次いで、上記のように、アクリレートを重合し接着剤組成物をＢ−ステージ化し、酸触媒を活性化するためにＵＶ光で照射される。次いでＩＣチップストラップは、Ｂ−ステージ化された接着剤組成物と接触され、アンテナ巻物のＲＦＩＤ組立体およびＩＣチップストラップを形成する。好ましくはＩＣチップストラップとアンテナ巻物は、例えばＲＦＩＤ組立体をきつくロール掛けすることによって一緒に圧縮され、加圧することによって接着剤組成物とＩＣチップ巻物の間、および接着剤組成物とアンテナ巻物の間の湿潤および電気的接続を最大化するためである。樹脂の湿気硬化は、ＩＣチップストラップとアンテナ巻物との間の電気的接触を安定化する。湿気硬化後、ＲＦＩＤ組立体は個別のＲＦＩＤタグにカットしてもよく、または他の製品にＲＦＩＤタグを適用するＲＦＩＤ−適用機に供給してもよい。
【００４７】
代わりに、接着剤組成物を最初にＩＣチップストラップ上に印刷し、アンテナ巻物をＢ−ステージ化後の接着剤組成物と接触させることもできる。最後に接着剤組成物の湿気硬化を完結させ、組立が完了する。
【００４８】
好ましくは、組立体は貯蔵を容易にするためにロールに巻き取り、その結果アンテナストラップとＩＣチップストラップは接着剤組成物の中に圧縮され、接着剤組成物が湿気硬化を完結する間の適切な接触を実現できる。
【００４９】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に、本発明を不当に制限するものと解釈すべきではない。
【実施例】
【００５０】
【表１】
【００５１】
触媒溶液１の調製
ロードシル２０７４（３９重量％）とＩＴＸ（３．８重量％）をヘロキシ１０７に溶解し、第１触媒原液を作製した。
【００５２】
触媒溶液２の調製
ロードシル２０７４（３８重量％）とＩＴＸ（７．６重量％）をＰＥＡに溶解し、第２触媒原液を作製した。
【００５３】
（実施例１）
フェノキシエチルアクリレート（ＰＥＡ）（全混合物１００重量部当たり４９．３重量部（ｐｐｈ）、ＳＡＸ３５０（３２．８ｐｐｈ）、ダロキュア（DAROCUR）１１７３（０．７ｐｐｈ）および触媒溶液１（２．６３ｐｐｈ）をスピードミキサー（Speedmixer）ＤＡＣ４００ＦＶＺを用いて１分間当たり２２００回転（ＲＰＭ）で１分間混合した。揺変剤のアエロジルＲ２０２（４．０ｐｐｈ）をその混合物に添加し、新混合物をＤＡＣミキサーを用いて２２００ＲＰＭで３分間混合した。導電性粒子の銀／ガラス−４３マイクロメートル（１２．２ｐｈｒ）を上記混合物に添加し、新混合物をＤＡＣミキサーで２２００ＲＰＭにおいて１分間混合した。混合物をプラスチックカップ中に周囲光から防護して保存した。
【００５４】
比較例Ａ、Ｂ、並びにＣ、および実施例２〜４を表１および表２に列記した材料から、実施例１に調製に用いたのと同じ方法で調製した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
全混合物１００重量部当たりの重量部
周囲温度、周囲雰囲気および周囲光防護における実施例の安定性表２に、サンプルがゲル化され、コーティングが不可能になるまでの時間を記録する。
【００５８】
【表４】
【００５９】
このデータにより、光活性化された触媒を用いた実施例１、および湿気硬化のための触媒を用いない比較例Ｃだけが、ゼラチン発生前の適切な作業寿命を示すことが分かる。
【００６０】
コーティングおよびＵＶ照射後の接着剤硬化接着剤を約０．１ｍｍ（約４ミル）厚さでナイフ・エッジ・コーターを用いて処理みクラフト紙上にコーティングした。コーティングしたサンプルを０．５Ｊ／ｃｍ２（ＵＶ Ａ）で照射した（フュージョンＵＶ硬化ランプ モデルＬＣ−６）。コーティングされ照射されたサンプルが堅い固皮のような膜に硬化するまでの時間を記録した。
【００６１】
【表５】
【００６２】
これらの観察結果は、錫アセチルアセトンのような熱硬化触媒と比較して、光酸発生剤を用いてより短い硬化時間が達成されることを例証する。触媒を用いない比較例Ｃは、４８時間後でさえ堅い皮のような膜に硬化しなかった。
【００６３】
実施例２〜４のコーティング、硬化および接着
実施例２〜４を３ミルギャップのハンドコータを用いてポリエステルライナー上にコーティングした。次いでサンプルをＨバルブ装備のフュージョンランプに暴露し、約１５ｍ／分（５０フィート／分）で走行させた。ＵＶ照射した膜は、実施例２ではわずかに粘着性があり、実施例４では非常に粘着性があった。ガラススライドを各膜に対して約５ｃｍ×５ｃｍの接触面積で加圧した。この時点ではガラススライドは、膜から容易に引き剥がしできた。サンプルを湿度制御（５０％）の部屋に２４時間定置した。この時間後では、膜は顕著に粘着性が少なく、ガラススライドをライナーから取り外すのは困難であった。実施例４の接着は実施例３より大であり、実施例３の接着は実施例２より大であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的にＢ−ステージ化可能な湿気硬化組成物に関し、詳細には紫外線照射された後にＢ−ステ−ジ化および硬化する組成物に関する。組成物は無線周波数識別タグを基材に付着させるのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
電子産業において電子機器組立作業の製造コスト低減に対しての要望が増大している。これは、広範な普及を促すために、特定の大量生産組立品用途、例えば、無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）タグに特に当てはまる。特定の用途におけるコストを削減することができる方法は、部品を接続するための接着剤使用である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし公知の材料は、非効率で高価である問題があり、例えば「スランピング」問題では、接着剤がターゲットとする適用位置を越えて流動し、ダイカットフィルムを過剰に無駄にし、インライン硬化工程のために他材料を用いた処理量を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
迅速で効率的にＢ−ステージ化できる接着剤組成物に対する需要が更に存在する。その組成物により電子部品、例えば無線周波数識別タグ組立等の迅速な組立が可能になる。
【０００５】
従って、本発明は、電子部品組立用接着剤組成物を提供し、前記組成物は、重合性アクリレートを含有する光重合性アクリル樹脂と、アルコキシまたはアシルオキシのシランを末端基とするポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、アクリレートの重合を開始する光開始剤と、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る。
【０００６】
電子部品組立用接着剤組成物であって、光重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させる活性化された触媒であって、前記活性化された触媒は酸またはルイス酸を含むものと、任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【０００７】
さらに別の態様では、本発明は電子部品組立用接着剤組成物を提供し、その組成物は、重合性アクリレートおよび、アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応生成物とを含み、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーは、アクリレートの重合と実質的に同時に生成される酸を介して反応が促進され、任意で導電性粒子を含む。
【０００８】
本発明の組成物は、例えば、無線周波数識別タグの組立といった電子部品の迅速組立に有用である。理想的には、組成物は例えばスクリーン印刷、ステンシル印刷、またはロール印刷などによって迅速に適用でき、迅速にＢ−ステ−ジ化でき、スランピングおよびその他の問題を回避できる、またオフラインで硬化でき製造時の効率を最高にできる必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書にある全ての数値は「約」の用語で修飾されているとみなされる。終点による数値範囲の詳細説明は、その範囲内に包括される全ての数を含む（例えば、１〜５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
【００１０】
本発明の発明者は、接着剤は連続的分与、接着剤印刷、またはフィルム接着剤の使用によってインラインで適用できると理解する。しかし、インライン分与は、例えば、多重の結合位置に分与ヘッドを割り出しするのに時間がかかるなどのため、非効率で高価である。さらに、ヘッドから分与を容易にするため多くの樹脂は、分与可能な範囲に樹脂粘度を下げるための溶媒を含む必要がある。この低下した粘度は、「スランピング」として知られる、元の適用位置を越えて樹脂流動を引き起こす。
【００１１】
別の接着剤適用の有用な方法は、スクリーン印刷またはステンシル印刷であり、接着剤はステンシルを通して適用され、接着剤は所望の位置に適用される。スクリーン印刷は同時に多数の接合箇所に塗布可能であり、結果として、高価でなくなり、インライン分与よりも大容量の製造により多く寄与する。印刷時に組成物はまだ液体であるので、スクリーン印刷は結合位置の良好な湿潤を可能にすることもできるが、スランピング問題は依然として存在する可能性がある。
【００１２】
スランピングを低減する１方法は、分与後に樹脂を濃厚化してスランピングを回避するか、または「Ｂ−ステ−ジ化」することである。熱Ｂ−ステージ化では、溶媒は特定の熱流量への暴露により放出され、また紫外線（ＵＶ）Ｂ−ステージ化では、ＵＶまたは別の光源が硬化反応を開始し接触および最終の硬化の前に組成物を濃厚化し、使用できる。しかし、熱Ｂ−ステージ化は、時間がかかるために非効率であり、製造コストを増加させ、不必要なスランピングに導く可能性があり、またＵＶによるＢ−ステージ化は多くの電子部品組立に、即ち無線周波数識別タグの組立に実用的でなかった。本発明は、２つの樹脂：Ｂ−ステージ化できるアクリレート樹脂と湿気硬化性のアルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の混合物と、Ｂ−ステージ化できるアクリレート樹脂の重合を開始する光開始剤と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る接着剤組成物を提供する。光開始剤および光酸発生剤の両方とも光照射、好ましくは紫外線照射によって実質的に同時に活性化される。本発明は、Ｂ−ステージ化できるアクリル樹脂の比較的早い重合と、アルコキシまたはアシルオキシのシラン樹脂の比較的遅い湿気硬化とを好都合に利用し、照射後に急速にＢ−ステージ化してスランピング問題を最小化し、一方より遅い湿気硬化反応によりゆっくり硬化し、組成物が実質的にフルキュアされる前に電子部品が組立されることを可能にする。本発明はＲＦＩＤタグのような電子部品の素早い組立を可能にし、全体的生産効率を高める。
【００１３】
本発明の組成物は、被着材または基材の上に、所定パターンで印刷される。次いで、組成物は照射され、アクリレート重合性の光開始剤および光酸発生剤を活性化させる。一方法では、照射は紫外線（ＵＶ）光による。照射後、アクリレート重合用光開始剤は、フリーラジカルを生成し、フリーラジカルはアクリレート樹脂の重合を急速に開始する。重合されたアクリレートは、組成物の粘度を増加させて組成物をＢ−ステ−ジ化し、その結果、組成物は所定のパターンを保つであろう。照射は光酸発生剤をも活性化し、その分解を引き起こし、湿気硬化反応の触媒として作用する酸を生成する。Ｂ−ステージ化された組成物はまた粘着性であり、基材が被着材に湿気硬化反応が完結するのに十分な長い時間付着することを可能にする。
【００１４】
本発明の組成物は、モノマー性重合性アクリレートを含有する液状アクリル樹脂、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーを含有する湿気硬化性樹脂、アクリル樹脂を重合する光開始剤、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端ポリマーの湿気硬化反応を促進させる光酸発生剤、を含んで成る。
【００１５】
アクリル樹脂は、液状の重合性アクリレート、例えば、アクリレートモノマーまたはオリゴマーを含み、それらは重合してポリアクリレートを生成する。Ｂ−ステージ化樹脂に使用されるアクリレートには、フェノキシエチルアクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、またはそれらの組み合わせが含まれる。２官能性アクリレート、即ち２つのアクリレート基を有する分子もまた、Ｂ−ステージ化した接着剤組成物の接着特性を阻害しない量で使用できる。好適な実施形態では、アクリル樹脂は、ヒドロキシルまたはアミン部分のような塩基性部分を持たないまたは実質的に持たない。塩基性部分は、湿気硬化性樹脂中のシランと不適切な反応を起こす可能性がある。「塩基性部分」によって、酸とプロトン性塩を生成する部分、例えばアミン基、アミド基、チオ基、チオール基、またはその他の硫黄含有基などを意味する。「塩基性部分が実質的にない」によって、そのような塩基性部分がアクリル樹脂中に存在しないか、または存在した場合、少量であって、光酸発生剤によって発生された酸を実質的に妨害しないまたはアルコキシまたはアシルオキシのシラン基との反応による湿気硬化反応を阻害しないことを意味する。一実施例では、アクリレート樹脂は、フェノキシエチルアクリレート、またはニュージャージー州タリータウンのチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社（（Ciba Specialty Chemicals）で製造されたエイジフレックス（AGEFLEX）ＰＥＡを含む。
【００１６】
接着剤組成物におけるアクリル樹脂の重量％は、湿気硬化反応期間で基材に被着材を保持するために、Ｂ−ステージ化接着剤組成物は硬化前の十分な保持力、またはグリーン強度（green strength）を有するように十分大である必要がある。一実施形態では、接着剤組成物中のアクリル樹脂の重量％は、少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％である。アクリル樹脂の重量％は、対応する湿気硬化樹脂がフルキュアした後に必要な構造強度を実現するように、十分低い必要がある。一実施形態では、接着剤組成物中のアクリル樹脂の重量％は、約８０％以内、好ましくは７０％以内、より好ましくは６０％以内である。
【００１７】
アクリル樹脂のアクリレートは、フリーラジカルと出会う場合、重合される。従って、照射によってフリーラジカルを生成する光開始剤が供給される。次いでフリーラジカルは、アクリレートを攻撃しポリアクリレート分子を形成する重合反応を開始する。光開始剤からのフリーラジカル生成とアクリレートの重合は、ほとんど照射直後に発生し、すぐに接着剤組成物の粘度を増加させながら接着剤組成物をＢ−ステージ化する。これにより、所定の印刷設置面積パターンをはみ出す組成物の実質的流動を防止する。
【００１８】
好適な開始剤は、照射により、好ましくはＵＶ光の照射で容易にフリーラジカルを生成するαヒドロキシケトンである。アクリレートの重合を効率的に開始するための光開始剤、ＵＶ源、およびＵＶ波長の適切な選択は当業者の技術範囲である。一実施形態では、光開始剤は、少なくとも約２５０ｎｍ波長のＵＶ光で開始され、好ましくは少なくとも約３００ｎｍであり、より好ましくは少なくとも３１０ｎｍである。一実施形態では、光開始剤は、約４５０ｎｍ以内のＵＶ波長で開始され、好ましくは約４００ｎｍ以内であり、より好ましくは約３６５ｎｍ以内である。好適な光開始剤の例は、ダロキュア（DAROCUR）１１７３として販売される２−ヒドロキシ−２−メチルピロピオフェノン、またはイルガキュア（IRGACURE）１８４として販売される１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンであり、両方ともチバ・スペシャリティ・ケミカルズで販売される。
【００１９】
一実施形態では、アクリレートのグラム当たり少なくとも約０．１グラムの、好ましくは少なくとも約０．２５グラムの光開始剤が存在する。別の実施形態では、アクリレートのグラム当たり約５グラム以内の、好ましくは約２グラム以内の光開始剤が存在する。接着剤組成物中の光開始剤の重量％は少なくとも約０．０５％、好ましくは少なくとも約０．１５％であり、また約２．５％以内であり、好ましくは約１％以内であり得る。
【００２０】
照射された後、光開始剤は、アクリレートの重合反応を開始し、重合反応は、接着剤組成物の粘度増加をもたらす。粘度増加は、接着剤化合物が本質的に所定の印刷パターンの中にとどまり、スランピングを最小にする必要がある。
【００２１】
本発明の接着剤組成物の湿気硬化樹脂成分は、アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基で終端するポリマーを含む。湿気硬化樹脂のポリマーは、１つ以上のアルコキシまたはアシルオキシシラン末端基を有するポリマー主鎖を有する。アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、米国特許６，２０４，３５０号（リューLiu）等）に記載のものと類似している。一実施形態では、シラン末端基は、ポリマー主鎖に結合するＳｉ原子とそのＳｉ原子に結合する１つ以上のアルコキシ基またはアシルオキシ基を含む。好ましくは、各々のシラン末端基は、１つ以上のアルコキシ基またはアシルオキシ基を含み、多数のシラン末端基の間で架橋結合を可能にさせる。
【００２２】
シラン末端基は、アルコキシ基またはアシルオキシ基を含むが、アルコキシ基が好適である。なぜならば、アシルオキシシランの湿気硬化反応は副生物としてカルボン酸を形成し、カルボン酸は接着剤組成物が互いに接着する電子部品と適合しない可能性がある。従って、今後は、湿気硬化樹脂についてはアルコキシシラン末端基を含むものとして述べることにする。しかし、アシルオキシシラン末端基は、記述されたアルコキシシラン末端基と置き換えることが可能なのは当然である。
【００２３】
好ましくは、アルコキシランは一般式：
【００２４】
【化１】
【００２５】
を有する。式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は１〜４の炭素原子を有する有機基である。好ましくは、Ｒ基は少ない数、即ち基当たり１または２の炭素原子を有するアルキル基であり、その結果、酸触媒による加水分解反応の間に生成されたアルコールは揮発し、反応の平衡を進める。Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３か各々異なったアルカン基（即ち、−Ｓｉ（ＯＲ）３）であってよい。一実施形態では、アルコキシシラン基は式：
−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
を有するトリメトキシシランである。アルコキシシラン末端基は、エラストマー基、アルキル基、アリール基、および直鎖、分岐鎖、ブロックまたはグラスト構造のポリマー基を含む、多種多様な主鎖に組み込まれてよい。一実施形態では、湿気硬化樹脂には、トリメトキシシラン末端基を有するポリエーテル主鎖ポリマー、カネカ・テキサス社（（Kaneka Texas Corp.）テキサス州ヒューストン）によりＳＡＸ３５０として販売されるものが挙げられる。
【００２６】
一実施形態では、湿気硬化樹脂は、本発明の接着剤組成物中、少なくとも約１０重量％、好ましくは少なくとも約３０重量％、より好ましくは少なくとも約５０重量％である。一実施形態では、湿気硬化樹脂は、接着剤組成物中、約８０重量％以内、好ましくは約７０重量％以内、より好ましくは約６０重量％以内である。
【００２７】
一実施形態では、本発明の接着剤組成物は、同じ化合物の部分として含まれる、アクリレート官能基とアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基の両方を有する２官能性化合物をさらに含む。２官能性化合物は、Ｂ−ステージ化の間にアクリル樹脂により生成したポリアクリレートと湿気硬化接着剤組成物の間に生成した架橋性シラン末端化ポリマーとの間の架橋を可能にする。従って２官能性化合物は、Ｂステージ網目および湿気硬化網目を結合できる。
【００２８】
アルコキシシラン末端化ポリマーは硬化され、かつ酸触媒による湿気硬化反応によって架橋される。好ましくは、光酸発生剤は光照射、好適にはＵＶ光によって、分解され、湿気硬化を促進させる強酸またはルイス酸を放出する。湿気硬化反応を効率的に促進させるための光酸発生剤、ＵＶ源、およびＵＶ波長の適切な選択は、当業者の技術範囲である。一実施形態では、光酸発生剤は、少なくとも約２５０ｎｍの波長を有するＵＶ光で活性化され、好ましくは少なくとも約３００ｎｍであり、より好ましくは少なくとも３１０ｎｍであり、また一実施形態では、約４５０ｎｍ以内でであり、好ましくは約４００ｎｍ以内であり、より好ましくは約３６５ｎｍ以内である。本発明の接着剤に有用である光酸発生剤の例は、ローディア（Rhodia）シリコーン（ニュージャージー州クランバリ）によりロードシル（RHODORSIL）２０７４として販売される、ジアリールヨードニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレートのようなヨードニウム塩である。
【００２９】
一実施形態では、アルコキシシラン末端化ポリマー樹脂のグラム当たり、約０．１グラム、好ましくは約０．２５グラムの光酸発生剤が存在する。別の実施形態では、アルコキシシラン末端化ポリマー樹脂のグラム当たり、約５グラム以内、好ましくは約２グラム以内の光酸発生剤が存在する。本発明の接着剤組成物中の光酸発生剤の重量％は、少なくとも約０．０５％、好ましくは少なくとも約０．１５％であってよい。光酸発生剤の重量％はまた、約２．５％以内、好ましくは約１％以内である。
【００３０】
酸触媒が生成されるとすぐに、アルコキシシラン末端基は酸存在の中で水と反応し、シラノール基を形成する。例えば、樹脂がトリアルコキシシラン基を含む場合、第１の酸触媒反応は：
【００３１】
【化２】
【００３２】
であり、トリ−シラノールを形成する。Ｈ＋はこの反応の活性触媒である。好ましくは、酸は上記の光酸発生剤の分解によって発生する。大抵の状況では、シラノール生成反応に必要な水は、大気中の湿気からまたは基材から取り込まれ、そのため水の添加は必要でない。
【００３３】
シラノールが生成された後、シラノールは互いに反応して樹脂を架橋および硬化する。
【００３４】
【化３】
【００３５】
全体の湿気硬化機構は、アクリル樹脂を重合するＢ−ステージ化反応と比べて比較的遅い。この機構の比較的遅い反応動力学により、両方の反応を開始するための同じ反応引きがねである照射が可能になり、その結果照射後直ちに、接着剤組成物はＢ−ステージ化され粘性になるが、それは時間経過するまでフルキュアしないので、完全に硬化する前に基材と被着物が適正に整列される時間が取れる。Ｂ−ステージ化組成物は、十分に粘性があるので湿気硬化の間に基材と被着材を適所に保つことができ、追加の治具による固定化を必要としない。一実施形態では、湿気硬化は少なくとも約０．５時間、好ましくは少なくとも約１時間必要とし、また約３時間以内、好ましくは約２時間以内で完結する。それにより照射後に、接着剤組成物、基材、および被着材の間で適切な接触を確保するための十分な時間を持つことができる。湿気硬化はまた、加熱した熱極を有し電子部品を定置させる別個の熱硬化工程を以前は必要とした、適用のための製造コストを低減する。
【００３６】
接着剤組成物は追加の成分を任意で備えることが可能である。本発明の接着剤組成物に追加できる一成分は、光増感剤または光感作剤であり、それは湿気硬化反応を促進する光酸発生の開始を支援する。光増感剤は低い塩基性である必要があり、そのことは、湿気硬化反応を不適切に阻害する場合があり、光酸発生剤によって生成された酸と光増感剤との干渉が実質的にないことを意味する。
【００３７】
本発明に含まれて有用な光増感剤の例は、ファースト・ケミカル社（First Chemical Corp.）（ミシシッピ州パスカグーラ）からＩＴＸとして入手可能なイソプロピルチオキサントンである。一実施形態では、接着剤組成物中の光増感剤の重量％は、少なくとも約０．０１％、好ましくは約０．０２５％であり、また約０．５％以内、好ましくは約０．１５％以内である。一実施形態では、光酸発生剤のグラム当たり、少なくとも約０．０５グラムの光増感剤が存在し、好ましくは約０．１グラムの光増感剤が存在する。別の実施形態では、光酸発生剤のグラム当たり、約０．２グラム以内の光増感剤が存在し、好ましくは約０．２５グラム以内の光増感剤が存在する。
【００３８】
一実施形態では、接着剤組成物には揺変性充填剤が含まれ、組成物がＢ−ステージ化および硬化される前に所定の設置面積を超えてスランピングしないようにする。本発明の接着剤組成物に有用な揺変剤の例は、シラン処理されたシリカ、例えば、デグッサ社（Degussa Corp.）（ニュージャージー州パーシッパニー）から入手可能なアエロジル（AEROSIL）Ｒ２０２である。一実施形態では、揺変剤の重量％は接着剤組成物中、少なくとも約１％、好ましくは少なくとも約５％である。別の実施形態では、揺変剤の重量％は、約１５％以内、好ましくは約１０％以内である。
【００３９】
一部の用途には、被着材と基材との間の電気伝導のために導電性経路を含むことが望ましい場合がある。従って、一実施形態では、印刷前の組成物中に導電性粒子が混合される。一実施形態では、導電性粒子が存在する場合、接着剤組成物中にある導電性粒子の重量％は少なくとも約１％、好ましくは約５％である。別の実施形態では、接着剤組成物中の導電性粒子の重量％は、存在する場合、約２０％以内、好ましくは約１０％以内である。接着剤組成物中に使用できる導電性粒子の例は、ポッターズ工業社（Potters Industries Inc.）（ペンシルベニア州バレーフォージ）によるＡｇ／ガラス４３マイクロメートルのような銀コーティングガラス粒子である。
【００４０】
使用される電気導電性粒子は、炭素粒子、または銀、銅、ニッケル、金、スズ、亜鉛、白金、パラジウム、鉄、タングステン、モルブデン、はんだなどの金属粒子、またはこれらの粒子表面を金属などの導電性コーティングで覆って調製した粒子のような導電性粒子であってもよい。同様に、金属等の導電性コーティングで表面を被覆した、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはベンゾグアナミン樹脂のようなポリマー粒子の、またはガラスビーズ、シリカ、黒鉛、若しくはセラミックの、非導電性粒子を使用することも可能である。
【００４１】
電気導電性粒子には、種々の形状（球形状、楕円、円筒形、フレーク、針状、ウィスカー、平板、粒塊、結晶、アシキュラー状）がある。この粒子は、やや粗いか、またはぎざぎざの表面を有していてもよい。電気導電性粒子の形状は特に制限されない。粒子形状、大きさおよび硬度を組み合わせて本発明の組成物で使用されてもよい。
【００４２】
電子部品の中で基材に被着材を接着する方法も提供され、その方法は：重合性アクリレート、湿気硬化性アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマー、アクリレートを重合させるための光開始剤、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させるための光酸発生剤を含有するアクリル樹脂を含んで成る接着剤組成物を準備する工程；基材を準備する工程；被着材を準備する工程；接着剤組成物を基材の上に印刷などによって適用する工程；接着剤組成物を紫外線などの光で照射する工程；照射された接着剤組成物に被着材を適用する工程；基材に被着材が接着するようにアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを硬化させる工程；を含む。
【００４３】
照射工程には、光開始剤がアクリレート重合を重合させるに十分なフリーラジカルを生成し、且つ、上記の酸触媒を放出する光酸発生剤を分解するに十分な出力を有するＵＶランプを用いた接着剤組成物の照射が含まれる。一方法では、ＵＶランプは、フュージョンＵＶシステムズ社（Fusion UV Systems Inc.）で製造される、Ｈ−バルブを有するフュージョン・ランプである。一実施形態では、接着剤組成物および基材は接着剤組成物が約０．５Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射量を受けるようにランプに送られる。上記のフュージョン・ランプに対しては、これは接着剤組成物および基材を約３メートル／分（約１０フィート／分）の速度でランプに送ることによって達成される。
【００４４】
導電性粒子が存在する場合、接着材組成物を照射し被着材をその接着剤組成物に適用した後に、基材と被着材との間の電気的接続が確立される。被着材は基材に対して迅速に押し付けられ、接触パッドの間で導電性粒子を介して電気経路がもたらされる。
【００４５】
本発明の電子組立体はあらゆる公知の方法、例えば、米国特許公開第２００５／０２８２３５５号（エドワーズ（Edwards）等）、同第２００５／０２７０７５７号、および米国特許第６，９４０，４０８号（ファーガソン（Ferguson）等）に開示された方法等で製造できる。しかし、本発明の組成物は印刷し、Ｂ−ステージ化することで望ましくないスランピングを防止でき、十分なグリーン強度（green strength）を実現し、後続のオフライン湿気硬化の間の装着保持を可能にする。
【００４６】
好適な方法では、基材および被着材の一つはストラップに結合されるアンテナであり、別の基材および被着材はアンテナに付随したチップストラップに実装される集積回路（ＩＣ）チップである。その結果ＩＣチップとアンテナが湿気硬化接着剤で一緒に接着される場合、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを形成する。この方法では、複数のＲＦＩＤアンテナは巻物上に定置され、対応する複数のＩＣチップは、時には、ストラップと称される第２の巻物に定置される。アンテナ巻物とＩＣチップストラップは、接着剤組成物が各々のアンテナ上のストラップ接着箇所の位置に対応する所定の位置にある複数のアンテナの上に迅速に印刷できるように、ロール・ツウ・ロール構成で定置される。接着剤組成物は次いで、上記のように、アクリレートを重合し接着剤組成物をＢ−ステージ化し、酸触媒を活性化するためにＵＶ光で照射される。次いでＩＣチップストラップは、Ｂ−ステージ化された接着剤組成物と接触され、アンテナ巻物のＲＦＩＤ組立体およびＩＣチップストラップを形成する。好ましくはＩＣチップストラップとアンテナ巻物は、例えばＲＦＩＤ組立体をきつくロール掛けすることによって一緒に圧縮され、加圧することによって接着剤組成物とＩＣチップ巻物の間、および接着剤組成物とアンテナ巻物の間の湿潤および電気的接続を最大化するためである。樹脂の湿気硬化は、ＩＣチップストラップとアンテナ巻物との間の電気的接触を安定化する。湿気硬化後、ＲＦＩＤ組立体は個別のＲＦＩＤタグにカットしてもよく、または他の製品にＲＦＩＤタグを適用するＲＦＩＤ−適用機に供給してもよい。
【００４７】
代わりに、接着剤組成物を最初にＩＣチップストラップ上に印刷し、アンテナ巻物をＢ−ステージ化後の接着剤組成物と接触させることもできる。最後に接着剤組成物の湿気硬化を完結させ、組立が完了する。
【００４８】
好ましくは、組立体は貯蔵を容易にするためにロールに巻き取り、その結果アンテナストラップとＩＣチップストラップは接着剤組成物の中に圧縮され、接着剤組成物が湿気硬化を完結する間の適切な接触を実現できる。
【００４９】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に、本発明を不当に制限するものと解釈すべきではない。
【実施例】
【００５０】
【表１】
【００５１】
触媒溶液１の調製
ロードシル２０７４（３９重量％）とＩＴＸ（３．８重量％）をヘロキシ１０７に溶解し、第１触媒原液を作製した。
【００５２】
触媒溶液２の調製
ロードシル２０７４（３８重量％）とＩＴＸ（７．６重量％）をＰＥＡに溶解し、第２触媒原液を作製した。
【００５３】
（実施例１）
フェノキシエチルアクリレート（ＰＥＡ）（全混合物１００重量部当たり４９．３重量部（ｐｐｈ）、ＳＡＸ３５０（３２．８ｐｐｈ）、ダロキュア（DAROCUR）１１７３（０．７ｐｐｈ）および触媒溶液１（２．６３ｐｐｈ）をスピードミキサー（Speedmixer）ＤＡＣ４００ＦＶＺを用いて１分間当たり２２００回転（ＲＰＭ）で１分間混合した。揺変剤のアエロジルＲ２０２（４．０ｐｐｈ）をその混合物に添加し、新混合物をＤＡＣミキサーを用いて２２００ＲＰＭで３分間混合した。導電性粒子の銀／ガラス−４３マイクロメートル（１２．２ｐｈｒ）を上記混合物に添加し、新混合物をＤＡＣミキサーで２２００ＲＰＭにおいて１分間混合した。混合物をプラスチックカップ中に周囲光から防護して保存した。
【００５４】
比較例Ａ、Ｂ、並びにＣ、および実施例２〜４を表１および表２に列記した材料から、実施例１に調製に用いたのと同じ方法で調製した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
全混合物１００重量部当たりの重量部
周囲温度、周囲雰囲気および周囲光防護における実施例の安定性表２に、サンプルがゲル化され、コーティングが不可能になるまでの時間を記録する。
【００５８】
【表４】
【００５９】
このデータにより、光活性化された触媒を用いた実施例１、および湿気硬化のための触媒を用いない比較例Ｃだけが、ゼラチン発生前の適切な作業寿命を示すことが分かる。
【００６０】
コーティングおよびＵＶ照射後の接着剤硬化接着剤を約０．１ｍｍ（約４ミル）厚さでナイフ・エッジ・コーターを用いて処理みクラフト紙上にコーティングした。コーティングしたサンプルを０．５Ｊ／ｃｍ２（ＵＶ Ａ）で照射した（フュージョンＵＶ硬化ランプ モデルＬＣ−６）。コーティングされ照射されたサンプルが堅い固皮のような膜に硬化するまでの時間を記録した。
【００６１】
【表５】
【００６２】
これらの観察結果は、錫アセチルアセトンのような熱硬化触媒と比較して、光酸発生剤を用いてより短い硬化時間が達成されることを例証する。触媒を用いない比較例Ｃは、４８時間後でさえ堅い皮のような膜に硬化しなかった。
【００６３】
実施例２〜４のコーティング、硬化および接着
実施例２〜４を３ミルギャップのハンドコータを用いてポリエステルライナー上にコーティングした。次いでサンプルをＨバルブ装備のフュージョンランプに暴露し、約１５ｍ／分（５０フィート／分）で走行させた。ＵＶ照射した膜は、実施例２ではわずかに粘着性があり、実施例４では非常に粘着性があった。ガラススライドを各膜に対して約５ｃｍ×５ｃｍの接触面積で加圧した。この時点ではガラススライドは、膜から容易に引き剥がしできた。サンプルを湿度制御（５０％）の部屋に２４時間定置した。この時間後では、膜は顕著に粘着性が少なく、ガラススライドをライナーから取り外すのは困難であった。実施例４の接着は実施例３より大であり、実施例３の接着は実施例２より大であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートを含有する光重合性アクリル樹脂と、
アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、
前記アクリレートの重合を開始する光開始剤と、
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項２】
前記アクリル樹脂のアクリレートは、フェノキシエチルアクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートおよびそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項３】
前記アクリル樹脂は実質的に塩基性部分を有さない、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項４】
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、式：
【化１】
を有するアルコキシシラン末端基を含み、式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は１〜４の炭素原子を有する有機化合物である、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項５】
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、トリメトキシシラン末端基を有するアルコキシシラン末端化ポリマーである、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項６】
前記光開始剤はα−ヒドロキシケトンである、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項７】
前記光開始剤は２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオンフェノンである、請求項１に記載の接着剤。
【請求項８】
前記光酸発生剤は光によって活性化され、酸を発生する、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項９】
前記光酸発生剤は紫外線によって活性化される、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１０】
アクリレート官能基、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基を有する２官能性化合物を更に含んで成る、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１１】
導電性粒子を更に含んで成る、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１２】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、
アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させる活性化された触媒であって、前記活性化された触媒は酸またはルイス酸を含むものと、
任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項１３】
第１の基材であって、電子回路を有してよいものと、
第２の基材であって、電子回路を有してよいものと、
前記第１基材および第２基材を接着する請求項１２に記載の接着剤と、を含んで成る組立体であって、
任意選択で、前記第１基材および第２基材が電子回路であり、前記接着剤が導電性粒子を含有する場合、前記接着剤が前記回路を電気的に接続している、組立体。
【請求項１４】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、
湿気硬化性アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応生成物であって、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応は、前記アクリレートの重合と実質的に同時に生成される酸を介して促進されるものと、
任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項１５】
第１の基材であって、電子回路を有してよいものと、
第２の基材であって、電子回路を有してよいものと、
前記第１基材および第２基材を接着する請求項１４に記載の接着剤と、を含んで成る組立体であって、
任意選択で、前記第１基材および第２基材が電子回路であり、前記接着剤が導電性粒子を含有する場合、前記接着剤が前記回路を電気的に接続している、組立体。
【請求項１６】
請求項１に記載の接着剤組成物を準備する工程と、
基材と被着材を準備する工程と、
前記接着剤組成物を前記基材および前記被着材のうちの１つに適用する工程と、
前記適用された接着剤組成物に光を照射する工程と、
前記基材および前記被着材のうちの残りのものを前記照射された接着剤組成物に適用する工程と、
前記照射された接着剤組成物を湿気硬化させる工程と、を含んで成る組立方法。
【請求項１７】
前記基材はＲＦＩＤ集積回路ストラップであり、任意選択で前記被着材はアンテナである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記照射工程は前記接着剤組成物に紫外線光を照射することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
集積回路チップが取り付けられたストラップと、
アンテナと、
前記ストラップと前記アンテナとの間に配置された請求項１４に記載の接着剤組成物と、
を含んで成る無線周波数識別タグ。
【請求項１】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートを含有する光重合性アクリル樹脂と、
アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、
前記アクリレートの重合を開始する光開始剤と、
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進する光酸発生剤と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項２】
前記アクリル樹脂のアクリレートは、フェノキシエチルアクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートおよびそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項３】
前記アクリル樹脂は実質的に塩基性部分を有さない、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項４】
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、式：
【化１】
を有するアルコキシシラン末端基を含み、式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は１〜４の炭素原子を有する有機化合物である、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項５】
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーは、トリメトキシシラン末端基を有するアルコキシシラン末端化ポリマーである、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項６】
前記光開始剤はα−ヒドロキシケトンである、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項７】
前記光開始剤は２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオンフェノンである、請求項１に記載の接着剤。
【請求項８】
前記光酸発生剤は光によって活性化され、酸を発生する、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項９】
前記光酸発生剤は紫外線によって活性化される、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１０】
アクリレート官能基、およびアルコキシまたはアシルオキシのシラン末端基を有する２官能性化合物を更に含んで成る、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１１】
導電性粒子を更に含んで成る、請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項１２】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、
アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーを含む湿気硬化性樹脂と、
前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの湿気硬化反応を促進させる活性化された触媒であって、前記活性化された触媒は酸またはルイス酸を含むものと、
任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項１３】
第１の基材であって、電子回路を有してよいものと、
第２の基材であって、電子回路を有してよいものと、
前記第１基材および第２基材を接着する請求項１２に記載の接着剤と、を含んで成る組立体であって、
任意選択で、前記第１基材および第２基材が電子回路であり、前記接着剤が導電性粒子を含有する場合、前記接着剤が前記回路を電気的に接続している、組立体。
【請求項１４】
電子部品組立用接着剤組成物であって、
重合性アクリレートおよび前記アクリレートを重合させる有効量の光開始剤を含有する光重合性アクリル樹脂の反応生成物と、
湿気硬化性アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応生成物であって、前記アルコキシまたはアシルオキシのシラン末端化ポリマーの反応は、前記アクリレートの重合と実質的に同時に生成される酸を介して促進されるものと、
任意選択で導電性粒子と、を含んで成る接着剤組成物。
【請求項１５】
第１の基材であって、電子回路を有してよいものと、
第２の基材であって、電子回路を有してよいものと、
前記第１基材および第２基材を接着する請求項１４に記載の接着剤と、を含んで成る組立体であって、
任意選択で、前記第１基材および第２基材が電子回路であり、前記接着剤が導電性粒子を含有する場合、前記接着剤が前記回路を電気的に接続している、組立体。
【請求項１６】
請求項１に記載の接着剤組成物を準備する工程と、
基材と被着材を準備する工程と、
前記接着剤組成物を前記基材および前記被着材のうちの１つに適用する工程と、
前記適用された接着剤組成物に光を照射する工程と、
前記基材および前記被着材のうちの残りのものを前記照射された接着剤組成物に適用する工程と、
前記照射された接着剤組成物を湿気硬化させる工程と、を含んで成る組立方法。
【請求項１７】
前記基材はＲＦＩＤ集積回路ストラップであり、任意選択で前記被着材はアンテナである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記照射工程は前記接着剤組成物に紫外線光を照射することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
集積回路チップが取り付けられたストラップと、
アンテナと、
前記ストラップと前記アンテナとの間に配置された請求項１４に記載の接着剤組成物と、
を含んで成る無線周波数識別タグ。
【公表番号】特表２００９−５３０４４１（Ｐ２００９−５３０４４１Ａ）
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５００３６７（Ｐ２００９−５００３６７）
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００４８６５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０８８９５
【国際公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００４８６５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０８８９５
【国際公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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