JP4969032B2 - 粘着テープおよびそれを用いた映像センサの実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐熱性の粘着テープおよびそれを用いた映像センサの実装方法に関するものである。

固体撮像デバイスを用いた映像センサは、近年デジタルカメラやビデオカメラ等に広く用いられている。これら映像センサの基板側実装をはじめとした製造工程において、映像センサ表面の傷つきやゴミの付着は撮像に直接影響する可能性が高い。そこで、粘着テープを表面保護テープとして用い、映像センサの受光部側に貼り合せることで、実装および製造工程における傷つきやゴミの付着を避ける手法が採られる。

一方、映像センサを基板などに実装する部品実装工程においては、半田付け等の高温領域での工程が含まれる。しかし、現状の表面保護粘着テープの多くは上記工程に相当する耐熱性を有さない。従って、従来は、部品の実装工程において、貼り合された保護テープを高温領域の工程前に一度剥し、部品実装工程後に再度保護テープを貼り合せていた。

現在、その改善方法として、ポリイミドを主成分とした高耐熱性を有するフィルムを基材とした表面保護テープを用いる手法などが採用されている。しかしながら、ポリイミドフィルムが茶褐色の色相を有するために、視認性が悪く、またフィルムの全光線透過率が低いことから、部品実装後の光学検査に際しテープ付着状態での検査は困難であった。

また、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレートのような透明性に優れたフィルムを用いた粘着テープについても、１８０℃温度条件では粘着テープが黄色く変色すること（黄変）によって、粘着テープの色相が変化し視認性が低下することから、部品実装後の光学検査に不具合が生じる場合がある。

さらに、上記のような映像センサだけでなく各種部材の実装工程においても、視認性の高い粘着テープの要請があり、実装工程以外にも高温処理する場合においても、こうした視認性の高い粘着テープの要請は強い。また、こうした特性は非常に有用であり、広く一般に高温部材の表面の表示物を保護する目的で使用する用途からの要請も強い。

従って、本発明の目的は、視認性の高い耐熱性の粘着テープを提供することにある。また、それを保護用粘着テープとして固体撮像デバイスに用いた映像センサの実装工程において使用することにある。つまり、映像センサの受光側に粘着テープを貼り合せたままの状態で高温領域での処理を可能とし、かつ処理中も映像センサの受光側を保護しておくことを可能とするとともに、粘着テープ全体の視認性に優れた状態維持を可能とする映像センサの実装方法を提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す粘着テープおよびそれを用いた映像センサの実装方法により前記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、少なくとも片面に粘着層を有するテープであって、１８０℃の加熱を１時間実施した後のテープの色度が、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準拠するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として５．０以下であり、映像センサの実装に用いられることを特徴とする。

上記のように、高温条件下においても所定の視認性を有する粘着テープの要請が強い。本発明は、こうした要請に対し加熱後の粘着テープの色度を上記範囲にすることが好適であることを見出したもので、種々の基材あるいは粘着剤の適用に際し、かかる色度を有する粘着テープを選択することによって、客観的に視認性を確保することが可能となった。特に、映像センサの実装工程においては、係る基準を満たす粘着テープを使用することによって、非常に高い作業効率を確保することができる。

本発明は、上記粘着テープであって、前記粘着層中に酸化防止剤を含有する粘着テープであって、粘着層中の酸化防止剤の割合が、粘着剤の固形成分の全体量に対して０．１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする。

高温条件下における粘着テープの視認性低下の要因の１つは、粘着テープを構成する粘着層の酸化の影響が大きく、粘着層中に酸化防止剤を適量添加することによって、高温時の視認性を確保することが可能となる。一方過度の添加は、粘着層の粘着機能に影響を及ぼすことから、本発明は、こうした酸化防止剤の最適な添加量の範囲を明確にしたものである。

本発明は、上記粘着テープであって、１８０℃の加熱を１時間実施した後の前記粘着テープの熱収縮率が、１．０％以下であることを特徴とする。

上記のように、半田付け等の高温領域での工程を含む映像センサの実装を始め、各種用途における高温部材に用いる粘着テープにおいては、基材の収縮率が小さいことが好ましい。本発明は、高温条件下での基材の収縮率について、粘着テープとしての有用性の基準を明確にしたもので、こうした付加的条件を明確にすることで、さらに作業効率が上昇する。

本発明は、上記粘着テープであって、１８０℃の加熱を１時間実施した後の前記粘着テープの粘着力が、０．１〜８．０Ｎ／１９ｍｍ幅であることを特徴とする。

つまり、粘着テープの剥離を防ぐには、所定以上の粘着力が必要である一方、被着体からテープを剥離した後の粘着層の残存を防ぐには、所定以下の粘着力とする必要がある。特に、高温領域での実装工程を含む場合にあっては、加熱条件下での粘着テープの粘着力を上記の範囲にすることが好適であるとの知見を得たもので、これによって、粘着テープの機能を損なわず、かつ、部品実装後のテープの剥離の際に、被着体表面に粘着剤を残存させることがなく作業効率が上昇する。

本発明は、映像センサの実装方法であって、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、上記のいずれかに記載の粘着テープを貼り合せることを特徴とする。

上記の粘着テープは、高い透過率を有することから、映像センサの実装工程に用いることによって、部品実装後の内部検査を行う際にも粘着テープの剥離を行うことなく当該検査を行うことができる。従って、従来固体撮像デバイスの部品実装後の検査工程において粘着テープの透過率の減衰による障害を低減し、粘着テープを貼り合せた状態での検査が可能となる。その結果、検査前の粘着テープの剥離および検査後の粘着テープの再貼付け等の工程を経ることなく、検査後の搬送等の工程にも粘着テープを貼り合せた状態での出荷が可能となる。このように、安全性が確保され、粘着テープを貼り合せた状態での一貫工程が可能となることで、生産性の向上を実現することができる。

また、上記の粘着テープは優れた耐熱性、熱収縮性、および粘着性を有することから、映像センサの実装工程に用いることによって、部品搬送時における異物による汚染、傷つきから表面を保護することができる。また、部品実装工程での熱によるフィルムの収縮が少なく、実装前に粘着テープの剥離を行わずに作業が可能になるとともに、熱収縮による剥離を防ぐことができる。従って、従来よりも低い粘着力の粘着テープの設計が可能となり、部品実装後のテープの剥離の際に被着体表面に粘着剤の残存を防止し、剥離作業効率の向上を図ることができる。

以上のように、本発明によれば、被着体の保護機能とともに、高温条件下での耐熱性および視認性を確保することが可能となる。特に、固体撮像デバイスの部品などの実装工程あるいは検査工程などにおいて、粘着テープを貼り合わせた状態で一貫工程が可能となることで、映像センサ表面を保護しつつ、作業性および生産性の高い映像センサの実装方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、説明する。
本発明の粘着テープは、基本的に、テープ基材および基材の片面あるいは両面に設けられた粘着層から形成される。また、粘着テープの基材に対し離型フィルムを貼り合わせていても良い。つまり、少なくとも１つの面に離型処理を施した離型フィルムを、粘着層を介して粘着テープの基材に貼りつけることで、粘着層を保護し映像センサ表面の保護を図ることができる。

本発明に係る粘着テープは、基本的特性として高温条件下での視認性を有することを特徴とする。具体的には、１８０℃の加熱を１時間実施した後のテープの色度が、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準拠するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として５．０以下であることが好ましく、より好ましくは４．０以下、さらに好ましくは３．０以下であることが望まれる。つまり、５．０を超えると粘着テープ全体が黄色味を帯び、視認性が低下するためである。

高温条件下での使用においては、通常高温時に変色が加速されることから、加熱条件下で所定時間経過した後に、色度の確認を行うことが好ましい。色度は、その客観性を確保するために記号あるいは数値で表現することが好ましく、最も一般的な表現方法であるＪＩＳ Ｚ ８７２９に準拠するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系で示す。なお、色度の測定方法の詳細は後述する。

このとき、上記テープ基材の片面あるいは両面に設けられた粘着層中に酸化防止剤を含有する粘着テープであって、粘着層中の酸化防止剤の割合が、粘着剤の固形成分の全体量に対して０．１〜１０ｗｔ％であることが好ましく、より好ましくは０．３〜７ｗｔ％、さらに好ましくは０．５〜５ｗｔ％が望まれる。つまり、酸化防止剤の添加量が０．１ｗｔ％を下回る場合には粘着層の変色防止効果が期待できない。１０ｗｔ％を超える場合には、粘着層中の粘着剤の組成が脆弱になり加熱後の剥離時に被着体表面に粘着剤が残存する可能性があり、また、酸化防止剤が粘着層の表面にブリードアウトして、被着体の表面を汚染する可能性がある。さらに、酸化が促進されると粘着力及び凝集力の低下をもたらす可能性もある。

本発明に用いる酸化防止剤としては、特に制限はないが、その分子内にフェノール性−ＯＨや−ＮＨ−なるラジカルと反応し易い水素を有し、ラジカル等と反応して安定な物質にする作用を有するフェノール系とアミン系の２種類が挙げられる。

フェノール系の酸化防止剤としては、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４′−メチレン−ビス−（６−ｔ−ブチル−ｏ−クレゾール）、４，４−ジオキシジフェニル、ヒドロキノン・モノベンジルエーテル、２，６−ジアミルヒドロキノン、テトラキス〔メチレン−３（３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタンなどを挙げることができ、具体的には、商品名イルガノックス（チバスペシャリティー製）などを使用することができる。

アミン系の酸化防止剤としては、ｐ，ｐ’−ジアミノジフェニルメタン、フェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミンなどを挙げることができる。

本発明に用いる粘着テープの基材は、１８０℃の温度条件下での耐熱性を有するフィルムであれば、特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルム、ポリサルフォン（ＰＳＦ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリアリレート（ＰＡＲ）フィルム、アラミドフィルム、ポリイミドフィルム、又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムからなることが好ましい。特に、基材の収縮率、映像センサへの貼り合せを鑑みると、上記耐熱性と、貼り合せの際の視認性を併せ持つポリエチレンナフタレートを主成分とする基材からなることが好ましい。

また、本発明に用いる粘着テープの厚みは、折れや裂けを防止するため少なくとも５μｍ以上が好ましく、さらに、好適なハンドリング性に鑑みると１０〜１００μｍが好ましい。

本発明に用いる粘着剤については、耐熱性を有するものであれば特に限定されない。具体的にはアクリル系粘着剤、あるいはシリコーン系粘着剤などが挙げられる。特に、アクリル系粘着剤は比較的耐熱性も高く、本発明に最も適した粘着材料であるといえる。

例えば、アクリル系粘着剤としては、少なくともアルキル（メタ）アクリレートを含むモノマーの共重合から得られたアクリル系共重合体からなる粘着剤である。ここでいうアルキル（メタ）アクリレートの例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。また、これらのアクリル系粘着剤には適宜な架橋剤を含有しうる。例えば一例として、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン系化合物、キレート系架橋剤などである。

さらに、必要に応じて他の添加剤として、例えば、充填剤、老化防止剤、顔料、染料、シランカップリング剤等の各種添加剤を添加することができる。

粘着テープの粘着層の厚さは、特に限定はされないが、１〜５０μｍ以下、好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下であることが望ましい。粘着層の確保には、基材表面に対して少しでも段差を生じれば有効である一方、透過性つまり視認性を考慮すると薄層である方が好ましい。１μｍ未満の場合、表面保護テープの撓みによって受光部分へ接触して傷付ける可能性があり、貼付け性も低下する。また加熱中のフィルムの熱収縮により粘着テープの剥離を生じる可能性がある。５０μｍを超える場合には、テープのスリット加工及び打ち抜き加工時の粘着剤の変形、または、テ一プ貼付け時の加圧、輸送時等のテープへの圧力及び実装時の加熱による粘着剤の変形により受光部分に粘着剤が掛かる可能性がある。

本発明では、１８０℃の加熱を１時間実施した後の粘着テープの熱収縮率が、１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下であることが望まれる。高温条件下での基材の収縮率について付加的条件を明確にすることで、さらに作業効率をあげるためである。ここでいう熱収縮率は、粘着テープ形態にて、ＢＡ板に貼り合せ、１８０℃の温度条件下にて１時間放置した後の値が基準となる。具体的な熱収縮率の測定方法は、〔実施例〕＜評価方法＞に後述する。

また、本発明においては、１８０℃の加熱を１時間実施した後の粘着テープの粘着力が、０．１〜８．０Ｎ／１９ｍｍ幅であることが好ましく、より好ましくは０．２Ｎ〜５．０Ｎ／１９ｍｍ幅、さらに好ましくは０．３Ｎ〜４．０Ｎ／１９ｍｍ幅が望まれる。８．０Ｎ／１９ｍｍを超える粘着力では、被着体からのテープ剥離が工程上困難となる場合がある。また、被着体表面に粘着層を残存させる可能性があるとともに、被着体の表面に処理層（例えば固体撮像デバイス表面のＩＲ処理層（赤外線処理層）あるいはＡＲ処理層（反射防止処理層）などが該当する）が施された場合にはその処理層を剥離する可能性がある。一方、０．１Ｎ／１９ｍｍを下回る場合には、加熱中のフィルムの熱収縮により粘着テープの剥離を生じる可能性がある。ここでいう粘着力は、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて測定した値が基準となる。

また、粘着テープに離型フィルムを使用する場合、離型フィルムは、公知のいずれのものを使用してもよい。具体的には、離型フィルムの基材の粘着層との接合面に離型コート層、例えばシリコーン層が形成されたものを用いることができる。離型フィルムの基材としては、例えば、グラシン紙のような紙材や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等よりなる樹脂フィルムが挙げられる。

また、本粘着テープはその用途、例えば対象とする固体撮像デバイスのサイズに応じて加工されていてもよい。加工方法に関しては、均一な形状が保たれ、かつ、加工断面部に粘着剤を残さない方法であれば、特に限定されないが、生産性を鑑みて打ち抜き加工が好ましい。

本発明は、固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、上記のいずれかの粘着テープを、映像センサの受光部側に貼り合せて使用することによって、その機能を有効に活用することができる。つまり、次に例示するような操作により、本発明の粘着テープが有する高い耐熱性および視認性という優れた特性を有効に活かし、非常に効率的な実装工程が可能となる。
（１）保護用として予め映像センサの受光部側に粘着テープを貼り合せる
（２）その状態で基板などに取り付ける
（３）半田リフローなどに導入し実装する
（４）洗浄処理などの工程を経る
（５）映像センサの破損・異物検査を行う
（６）粘着テープを剥離、あるいは貼り合せたままの状態で、次工程に進む

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。また、実施例等における評価方法は下記のように行った。なお、本発明は、かかる実施例あるいは評価方法に限定されるものでない。

＜評価方法＞
上記条件によって作製したテープについて、下記の項目について評価を行った。
（１）加熱後のテープの形状
ガラス面に上記実施例・比較例のサンプルを貼り合せた後、１８０℃の温度条件下に一時間放置した後のテープの形状を目視にて確認した。
（２）テープ剥離後のガラス表面の状態
テープ剥離後のガラス表面の状態を目視にて確認した。
（３）色度
測定装置として、積分球式分光透過率測定器（（株）村上色彩技術研究所製、ＤＯＴ−３Ｃ）を用い、所定のサンプルサイズに切断し、粘着テープの基材側から測定を行い、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準拠するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として評価した。
（４）パッケージ形成後の内部の光学検査を想定した視認性
アクリル板にて高さ５ｍｍのボックスを形成し、その内部に結線工程を行った半導体素子を入れる。かつ、アクリル板上部に粘着テープを貼り合わせ、テープ越しにアクリル板内部にある半導体素子の結線の有無の確認を行った。効果の確認は、５人の目視により行った。なお、評価基準については、次の３段階にて類別を行った。
○：結線工程の有無を明確に確認できるもの。
△：結線工程をかろうじて確認できるもの。
×：結線工程を確認できないもの。
（５）熱収縮率
粘着テープを２０ｍｍ角にカットし、ＢＡ板に貼り付け、１８０℃の温度条件下で加熱し、その加熱前後のフィルムのサイズを投影機（ミツトヨ製：ＰＲＯＦＩＬＥ ＰＲＯＪＥＣＴＯＲ ＰＪ−Ｈ３００Ｆ）を用いてＭＤ方向およびＴＤ方向のいずれもについて測定した。なお、ＢＡ板とは、ＪＩＳ「ＢＡ仕上げ」に準じ、ＢＡ５号に表面仕上げしたＳＵＳ３０４板（日本金属（株）製ＢＡ５号仕上げＳＵＳ３０４）をいう。

＜実施例１＞
厚さが２５μｍのポリエチレンナフタレートからなる基材上に、粘着剤組成中に酸化防止剤（チバスペシャリティー製、イルガノックス）を固形成分の全体量に対して０．５ｗｔ％添加したアクリル系粘着剤の溶液を塗布し、乾燥して、厚さが１０μｍの粘着層を形成した粘着テープを作成した。
この粘着テープを１８０℃の加熱を１時間程実施した後、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて粘着力を測定すると２．０Ｎ／１９ｍｍであり、熱収縮率は０．１５％、１８０℃１時間加熱後のテープの色度はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として２．７であった。

＜比較例１＞
粘着剤に酸化防止剤を添加しない以外は、実施例１と同様の方法にて作製した粘着テープを得た。
この粘着テープを１８０℃の加熱を１時間程実施した後、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて粘着力を測定すると２．０Ｎ／１９ｍｍであり、熱収縮率は０．１５％、１８０℃１時間加熱後のテープの色度はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として５．６であった。

＜比較例２＞
粘着剤組成中に酸化防止剤（チバスペシャリティー製、イルガノックス）を固形成分の全体量に対して１５ｗｔ％を添加した以外は、実施例１と同様の方法にて作製した粘着フィルムを得た。この粘着フィルムの光透過率は３０．０％であった。この粘着フィルムを所定のサイズにカットし、粘着テープを得た。
この粘着テープを１８０℃の加熱を１時間程実施した後、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて粘着力を測定すると２．０Ｎ／１９ｍｍであり、熱収縮率は０．１５％、１８０℃１時間加熱後のテープの色度はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として５．６であった。

＜結果まとめ＞
視認性の評価結果を表１に纏める。

以上のように、実施例１について、耐熱性かつ、視認性に優れた表面保護粘着テープを提供することができた。ＣＣＤパッケージ成型時に使用すると、特に有用であった。

Claims (2)

1. 少なくとも片面に粘着層を有するテープであって、
   前記粘着層中に酸化防止剤を含有し、前記粘着層中の前記酸化防止剤の割合が、粘着剤の固形成分の全体量に対して０．１〜１０ｗｔ％であり、
   １８０℃の加熱を１時間実施した後のテープの色度が、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準拠するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のｂ＊の値として５．０以下である、映像センサの受光部側に貼り合せるための映像センサ受光部表面保護用粘着テープ。
2. 固体撮像デバイスを用いた映像センサの実装工程において、映像センサの受光部側に、請求項１に記載の映像センサ受光部表面保護用粘着テープを貼り合せることを特徴とする映像センサの実装方法。