(57)【要約】【解決手段】熱伝導性シリコーンゴムシートの表面にシリコーン組成物の塗工液を連続塗工し、加熱硬化させてシリコーン層を形成する装置であって、その塗工液の塗工厚さを調整するコーティング治具が、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さ方向に対して移動可能に配設され、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さに追随してその厚さ方向に上下することを特徴とするコーティング装置。【効果】本発明によれば、熱伝導性シリコーンゴムシート基材の厚さに関係なく、その上に安定した厚さのシリコーン層を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性シリコーンゴムシートの表面にシリコーン組成物の塗工液を連続塗工し、加熱硬化させてシリコーン層を形成する装置であって、その塗工液の塗工厚さを調整するコーティング治具が、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さ方向に対して移動可能に配設され、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さに追随してその厚さ方向に上下することを特徴とするコーティング装置。
【請求項２】
上記コーティング治具の熱伝導性シリコーンゴムシートに接する部分がフッ素樹脂にて形成されていることを特徴とする請求項１記載のコーティング装置。
【請求項３】
上記コーティング治具の熱伝導性シリコーンゴムシートに接する部分に熱収縮チューブが被覆されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコーティング装置。
【請求項４】
上記コーティング治具から熱伝導性シリコーンゴムシートにかかる圧力を調整する重りを備えた請求項１乃至３のいずれか１項記載のコーティング装置。
【請求項５】
上記コーティング装置で使用される塗工液が、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物から選択される少なくとも１種のフィラーを０．１質量％以上３０質量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のコーティング装置。
【請求項６】
上記塗工液に含まれるフィラーが、平均粒径１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載のコーティング装置。
【請求項７】
上記コーティング装置で使用される熱伝導性シリコーンゴムシートが、塗工される面に凹凸を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気・電子機器部品の配線接続工程で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熱圧着用シリコーンゴムシートの少なくとも片方の面に更にシリコーン層を塗工する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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の透明リード電極と駆動用ＬＳＩが搭載されたフレキシブルプリント基板（ＣＯＦ）のリード電極とを、異方性導電接着剤（ペースト状やフィルム状）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。この場合、熱と共に均一な圧力を加える目的で、加圧・加熱金属ツールとＣＯＦの間にシリコーンゴムシートを挟むことが一般的となっている。
【０００３】
しかし、熱伝導性フィラーが高充填された単層の熱伝導性シリコーンゴムシートでは、各種部材に対する離型性、あるいはシートを送るときの滑り性が十分ではないことがあり、熱伝導性シリコーンゴムシートの少なくとも一方の表面に更にシリコーン層を積層して、離型性や滑り性を付与し作業性を向上させることが行なわれている。
【０００４】
熱伝導性シリコーンゴムシートの表面に更にシリコーン層を設ける場合には、液状シリコーンゴム組成物をトルエンなどの有機溶剤で希釈し各種コーターで塗工するが、一般的に基材である熱伝導性シリコーンゴムシートの通る間隙を固定できるナイフコーターあるいはナイフロールコーター（コンマコーター）で塗工を行なっている（塗工条件まで細かく記載した例は少ないが、特許文献１：特許第３８０７３５５号公報、特許文献２：特許第３９０２５５８号公報、特許文献３：特開２００５−２９７２３４号公報参照）。
【０００５】
希釈溶剤を多量に使用する場合には、基材となる熱伝導性シリコーンゴムシート自体の厚さが多少振れていても、コート層の厚さにあまり影響は現れなかった。しかし、最近では有機溶剤使用量の削減、更には無溶剤での塗工が求められており、同様の方法で塗工しようとした場合には、シートが確実に通り抜ける間隙を設ける必要があることから、薄いコート層を安定して得ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８０７３５５号公報
【特許文献２】特許第３９０２５５８号公報
【特許文献３】特開２００５−２９７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基材の厚さやその分布に関係なく、熱伝導性シリコーンゴムシートの表面に安定した厚さのシリコーン層を塗工することができるコーティング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記の目的は、熱伝導性シリコーンゴムシートの表面にシリコーン組成物の塗工液を連続塗工し、加熱硬化させてシリコーン層を形成する装置であって、その塗工液の塗工厚さを調整するコーティング治具が、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さ方向に対して固定されておらず、移動可能に配設され、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さに追随してその厚さ方向に上下することを特徴とするコーティング装置により達成することができる。
【０００９】
即ち、コーティング治具をシリコーンゴムシートの厚さ方向に固定せずに、その自重により熱伝導性シリコーンゴムシートと接した面で塗工を行なったところ、無溶剤塗工であっても良好な塗工面が得られたもので、基材である熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さが異なっても、従来のコーティング装置のようにμｍ単位で間隙を調整する必要もなく、ただ治具を設置するだけでよい。
【００１０】
なお、本発明における塗工層は、従来のような数十μｍもあるような厚いものではなく、表面を薄く均一に濡らして硬化させることにより得られる表面改質剤のような層であり、塗工液あるいは有機溶剤の使用量を大幅に減少させることができる。
【００１１】
このような安定した塗工が可能な理由は、熱伝導性シリコーンゴムシートに対するシリコーン塗工液の濡れ性が良いこと、更にシリコーンゴムシートが適度な弾性を有するために十分なニップ幅が得られることにある。
【００１２】
コーティング治具の塗工面は平坦度及び平滑性を保つことが非常に重要であり、その作製にはかなりの費用がかかる。しかし、コーティング治具が、熱伝導性フィラーを多く含む熱伝導性シリコーンゴムが直接接すると、そのフィラーにより接触面が削られ、平坦度がすぐに失われることになる。その対策として、接触面にフッ素樹脂フィルム粘着テープを貼り付けることが有効で、低コストでコーティング治具の平坦度が維持されるだけでなく、上記の通り塗工膜が安定するという効果も得られる。
【００１３】
フッ素樹脂フィルム粘着テープの代わりに、熱収縮チューブで被覆されたロールを用いることで対応してもよい。
【００１４】
従って、本発明は下記コーティング装置を提供する。
請求項１：熱伝導性シリコーンゴムシートの表面にシリコーン組成物の塗工液を連続塗工し、加熱硬化させてシリコーン層を形成する装置であって、その塗工液の塗工厚さを調整するコーティング治具が、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さ方向に対して移動可能に配設され、熱伝導性シリコーンゴムシートの厚さに追随してその厚さ方向に上下することを特徴とするコーティング装置。
請求項２：上記コーティング治具の熱伝導性シリコーンゴムシートに接する部分がフッ素樹脂にて形成されていることを特徴とする請求項１記載のコーティング装置。
請求項３：上記コーティング治具の熱伝導性シリコーンゴムシートに接する部分に熱収縮チューブが被覆されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコーティング装置。
請求項４：上記コーティング治具から熱伝導性シリコーンゴムシートにかかる圧力を調整する重りを備えた請求項１乃至３のいずれか１項記載のコーティング装置。
請求項５：上記コーティング装置で使用される塗工液が、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物から選択される少なくとも１種のフィラーを０．１質量％以上３０質量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のコーティング装置。
請求項６：上記塗工液に含まれるフィラーが、平均粒径１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載のコーティング装置。
請求項７：上記コーティング装置で使用される熱伝導性シリコーンゴムシートが、塗工される面に凹凸を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のコーティング装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱伝導性シリコーンゴムシート基材の厚さに関係なく、その上に安定した厚さのシリコーン層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るコーティング装置の塗工部断面図である。
【図２】実施形態に係るコーティング装置を正面から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１及び２は、この実施形態に係るコーティング装置の一実施例を示す。
図中１は、熱伝導性シリコーンゴムシートで、このシリコーンゴムシート１は、バックアップロール（固定ロール）２の曲面に沿って図１中下方から送られてコート台３上を横方向に移動する。４は、コーティング治具であり、その先端はロール部４ａとして円柱状に形成され、上記バックアップロール２上を走行するシリコーンゴムシート１と当接し得るようになっている。５，５はそれぞれコーティング治具４の固定治具で、これら固定治具５，５には、コーティング治具４の幹部４ｂを保持する溝（図示せず）が形成され、これら固定治具５，５の溝に沿ってコーティング治具４の幹部４ｂが上方から挿入され、コーティング治具４はこれによって図１中左右（横方向）の移動（図２中前後の移動）が阻止される一方、上下方向（コート台３を横方向に走行するシリコーンゴムシート１の厚さ方向）に沿って移動し得るようになっている。なお、６は重りである。７は、上記バックアップロール２とコーティング治具４との近接位置より手前に配設された塗工液案内部材で、この案内部材７上にシリコーン組成物の塗工液が投入されてシリコーンゴムシート１上に供給され、この状態でシリコーンゴムシート１がバックアップロール２とコーティング治具４との間を通ることにより、シリコーンゴムシート１上にシリコーン組成物の塗工液が薄く塗工され、コート台３上を横方向に移動し、その間塗工液の薄層が乾燥、更に加熱することにより硬化して、シリコーンゴムシート上にシリコーン層が形成されるものである。
【００１８】
この場合、コーティング治具４は上下方向（シリコーンゴムシート１の厚さ方向）に沿って移動可能に配設されているので、シリコーンゴムシート１の厚さに応じてコーティング治具４が上下動し、シート１の厚さ変化に柔軟に対応し、シート１上に形成される塗工液の薄層の厚さの変動を極小化し得る。
【００１９】
ここで、上記コーティング治具４のロール部４ａには、シリコーンゴムシート１に接する部分をフッ素樹脂にて形成することが好ましく、この場合、フッ素樹脂フィルム粘着テープを当該箇所に貼着することにより当該箇所をフッ素樹脂にて形成することができる。
【００２０】
上記のように、シリコーン組成物の塗工液の塗工において、塗工液の粘度や基材の硬さに応じて、治具に重り６を載せて荷重を調整する場合があるが、同じ組成のシートに同じ塗工液を塗工する分にはほとんど調整は不要である。また、フッ素樹脂テープの厚さを変えたり、シートを送る速度を変えたりすることも塗工厚さを調整する上で有効である。重りの代わりにばねなどを用いて一定の荷重をかけてもよい。なお、コーティング治具４のロール部４ａのシリコーンゴムシートに接する部分をシリコーン樹脂テープを貼り付ける代わりに当該部分を含んで熱収縮チューブを被覆するようにしてもよい。また、上述したように、上記図１，２の例では、コーティング治具４の先端部は円柱状のロール部４ａとしたが、コーティング治具４がシート１と接触する部分の形状は特に問わないものの、十分なニップ幅が得られ、フッ素樹脂フィルム粘着テープの交換が容易な円柱形状が特に好ましい。
【００２１】
更に、塗工幅に応じてコーティング治具の両端に塗工液が漏れないように仕切り板を設ける必要がある。ダム部の塗工液量が大きく変わると塗工膜の厚さも変化するので、一定速度で塗工液を供給することが好ましい。
【００２２】
塗工時のライン速度は０．１〜１０ｍ／分の範囲で塗膜厚みに応じて変更すればよく、塗工幅は０．１〜３ｍの範囲が好ましい。
【００２３】
シリコーン組成物の塗工液としては、特に制限されないが、付加反応硬化型のシリコーン組成物であることが好ましく、ビニル基等のアルケニル基を分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサンと、ＳｉＨ基を分子中に少なくとも２個、特に３個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、白金系触媒とを含有するシリコーン組成物を使用し得る。なお、シリコーン組成物としては、それ自体液状であるもの、これを更に有機溶剤によって希釈したもの、あるいはシリコーン組成物自体は高粘性乃至固体状であるが、これを有機溶剤によって液状にしたもののいずれでもよいが、例えば０．１〜２０μｍ、特に１〜５μｍ程度の薄いシリコーン層を形成する点から塗工液の粘度は１０〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、特に５０〜５００ｍＰａ・ｓ（２５℃、回転粘度計による測定値）であることが好ましい。
【００２４】
また、シリコーン組成物の塗工液中に金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物から選択される少なくとも１種のフィラーを添加すると、フィラーが一定量の塗工液を保持するようになり、更に膜厚が安定する。
【００２５】
フィラーの添加量は、０．１質量％以上３０質量％以下、特に５質量％以上２０質量％以下が好ましい。０．１質量％より少ないと膜厚が不安定であり、３０質量％を超えると塗工膜の離型性が低下するという問題がある。
【００２６】
また、特にフィラーとして球状シリカを選択すると、優れた表面滑り性も得ることができる。低比重であるため、経時での沈降も少なく安定した塗工が可能となる。球状シリカの体積基準の平均粒径は１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ未満では十分な滑り性が得られず、また３０μｍを超えると硬化後のシート表面からフィラーが脱落する可能性がある。なお、この体積基準の平均粒径はレーザー光回折法による粘度分布測定装置によって求めることができ、体積基準の５０％累積平均径として得ることができる。
【００２７】
また、基材である熱伝導性シリコーンゴムシートの表面に微細な凹凸を設けると、その凹凸にフィラーが適度に引っかかり、塗工が更に安定する。ゴムシート表面に凹凸を付与する方法としては、以下のような方法があるが、これらに限定されるものではない。カレンダー成型の場合は、凹凸形状の表面を持つプラスチックフィルム上に硬化前の熱伝導性シリコーンゴム組成物を分出して、凹凸形状を転写させる方法がある。また、硬化前のシート表面に凹凸の付いたロールを押し付け、凹凸を転写させる方法がある。
【００２８】
シリコーン組成物の塗工液の硬化形態は、適宜選択されればよいが、反応速度が速く、低粘度組成物においても安定した硬化反応が得られるビニル基とケイ素原子に直接結合した水素原子によるヒドロシリル化反応が特に好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３０】
（コーティング治具）
ＳＵＳ製ロール（直径２０ｍｍ、幅３００ｍｍ）を作製し、図１，２に示すようにＳＵＳ板下部に固定し、コーティング治具を得た。上部に平坦面を設け、重りを載せられる構造とした。総重量は約３ｋｇとなっている。
【００３１】
また、ロール部にはフッ素樹脂フィルム粘着テープ（日東電工製ニトフロンテープ、Ｎｏ．９０３ＵＬ、厚さ０．０８ｍｍ）を貼り付けた。離型性、滑り性、耐溶剤性に優れており、塗工時に剥れたり、膨潤したりすることはない。
【００３２】
（塗工シート）
基材シートとして、信越化学工業（株）製シリコーンゴムシートＨＣ−２０ＭＳ（厚さ０．２ｍｍ、幅４００ｍｍ、長さ１００ｍ、熱伝導率０．８５Ｗ／ｍＫ）を使用した。表面に凹凸があり、表面粗さは、Ｒａ＝３μｍ、Ｒｙ＝１８μｍ、Ｒｚ＝１４μｍである。
【００３３】
（塗工液）
無溶剤の付加硬化型シリコーン塗工液として以下の組成のものを用意した。
式（１）で示されるビニル基を有するジメチルポリシロキサン１００質量部に、反応制御剤として１−エチニル−１−シクロヘキサノール０．２質量部、硬化触媒として塩化白金酸のビニルシロキサン錯体（白金含有量０．５質量％）０．２質量部を加えて混練後に、式（２）で示されるケイ素原子に直接結合した水素原子を有するジメチルポリシロキサンを２０質量部添加した。
フィラー添加塗工液を作製する場合には、更に平均粒径１５μｍかつ３５μｍ以上の租粒をメッシュカットした高純度真球状シリカフィラーを１５質量部追加添加した。
【００３４】
【化１】
2010247060.tif 000003
【００３５】
（硬化条件）
熱伝導性シリコーンゴムシートにＰＥＴ付きの状態で塗工液を供給後、１６０℃、１５ｍの加熱炉の中を３ｍ／分の速さで流して塗工液を硬化させた。また、ＰＥＴフィルム剥離後に、オーブン内で更に２００℃で４時間加熱処理し、硬化反応を完了させた。
【００３６】
また、従来のナイフロールコーター機でも同様に塗工、硬化を行なった。
【００３７】
（膜厚）
シートの断面をＳＥＭにより観察した。基材に凹凸があることから、なるべく塗工厚の薄い部分で評価を行なった。また、フィラーを添加すると塗工層からフィラーの一部が頭を出すことになるが、フィラーの厚さは考慮せず、ベースシリコーンの塗工厚で評価した。
【００３８】
（異方性導電接着フィルムに対する離型性評価）
３００℃に加熱した加圧・加熱金属ツール加圧の下にシートを固定し（シリコーン塗工層を下に向け、圧着時以外はツールとガラスから離れるようにシートを張る）、更にその下に異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）を転写したガラス基板を挿入し、５ＭＰａ、１０秒間圧着する。シートはそのままで次に新しい異方性導電接着フィルムを転写したガラス基板を挿入し圧着する。これを繰り返しながら、シートと異方性導電接着フィルムの貼り付き具合の変化を確認した。
【００３９】
評価結果を表１に示す。
【００４０】
［実施例１］
フィラーを含まない塗工液を今回作製したコーティング治具にて連続塗工した。２ｋｇの荷重を加えたところ安定した塗工が継続できた。得られた多層シートは、異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）に対する高い離型性を示した。
【００４１】
［実施例２］
フィラーを含む塗工液を今回作製したコーティング治具にて連続塗工した。長時間連続して塗工を行なってもスジ引きが発生することはなかった。ＡＣＦ離型性も実施例１と同様に良好であった。また、球状フィラーの影響で、実施例１と比較して、特に表面滑り性が向上した。
【００４２】
［比較例１］
従来から使用しているナイフロールコーターで、ロール間の間隙を固定して塗工を行なった。溶剤系であれば余裕を持ってロール間の間隙を設定できるが、無溶剤塗工では塗工厚が厚くなり光沢が発生した。光沢部は強いタック感があり、全く滑らない表面となった。しかし、ロール間の間隙を狭くするとシートがナイフロールに強く接触するおそれがある。ナイフロールがシート中のフィラーにより削られることが予想されたため、ロール間の間隙をこれ以上狭くすることは避けた。
【００４３】
【表１】
2010247060.tif 000004
【符号の説明】
【００４４】
１  熱伝導性シリコーンゴムシート
２  バックアップロール（固定ロール）
３  コート台
４  コーティング治具
５  コーティング治具の固定治具
６  重り
７  案内部材
【図１】
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【図２】
2010247060.tif 000006