(57)【要約】【課題】部品を接着する作業の作業効率に優れるとともに、接着強度にも優れる接着剤組成物および接着シートを提供する。【解決手段】接着剤組成物は、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合してなるポリマーと、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートと、を含むアクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含み、樹脂成分の質量に対する多官能モノマーの量が０．２質量％以上２．０質量％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合してなるポリマーと、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートと、を含むアクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含み、
前記樹脂成分の質量に対する前記多官能モノマーの量が０．２質量％以上２．０質量％以下である接着剤組成物。
【請求項２】
前記架橋剤の量が前記樹脂成分の質量に対して０．１質量％以上２．５質量％以下である請求項１に記載の接着剤組成物。
【請求項３】
前記フィラーがアルミナであって、前記樹脂成分１００質量部に対する量が９．９質量部以上１２０質量部以下である請求項１または請求項２に記載の接着剤組成物。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の接着剤組成物の製造方法であって、
前記アクリル系樹脂に前記架橋剤を溶解してから、前記多官能モノマー、前記エポキシ樹脂および前記フィラーを混合する接着剤組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の接着剤組成物を基材に塗布してなる接着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤組成物、接着シートおよび接着剤組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板等に電子部品や放熱部材等の部品を接着し固定する接着剤としては、例えば特許文献１に記載のものなどが知られている。特許文献１に記載の接着剤は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、無機フィラー、シリコーンオイルを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５０４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路基板等に部品等を接着するときには、例えば、回路基板等の所定箇所に接着剤を塗布して部品等を配置した後、リフロー炉で接着剤を硬化させて、部品等を回路基板等に接着・固定する。
【０００５】
部品等を回路基板等に接着・固定する作業においては、作業効率の向上が求められており、部品等を回路基板等に接着固定した後は、その接着強度に優れることが求められる。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品を接着する作業の作業効率に優れるとともに、接着強度にも優れる接着剤組成物および接着シート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】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、アクリル系樹脂、所定量（樹脂成分の質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下）の多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含む組成物を接着剤として用いると、部品を仮止め可能なタック性を有し、かつ、接着強度に優れるという性質を有することを見出した。本発明は係る新規な知見に基づくものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合してなるポリマーと、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートと、を含むアクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含み、前記樹脂成分の質量に対する前記多官能モノマーの量が０．２質量％以上２．０質量％以下である接着剤組成物である。
【０００９】
また、本発明は、接着剤組成物の製造方法であって、前記アクリル系樹脂に前記架橋剤を溶解してから、前記多官能モノマー、前記エポキシ樹脂および前記フィラーを混合する接着剤組成物の製造方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記接着剤組成物を基材に塗布してなる接着シートである。
【００１１】
本発明によれば、部品等を接着剤により仮止めしておき、その後接着剤組成物を硬化させることにより部品等を接着することができるので、作業効率に優れる。また、本発明によれば部品を接着した後の接着強度にも優れる。その結果、本発明によれば、部品を接着する作業の作業効率に優れるとともに、接着強度にも優れる接着剤組成物および接着シートを提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品を接着する作業の作業効率に優れるとともに、接着強度にも優れる接着剤組成物および接着シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例品および比較例品の評価試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の接着剤組成物は、アクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含む接着剤組成物である。
【００１５】
本発明においてアクリル系樹脂としては、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合してなるポリマーと、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれる（メタ）アクリレートと、を含むものがあげられる。本明細書において、（メタ）アクリレートとは、メタクリル酸エステルとアクリル酸エステルを意味する。
【００１６】
ポリマーとしては、炭素数が２〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルを含むモノマーを重合したもの等があげられる。具体的には、ポリマーとしては、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｉ−ペンチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ｉ−オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、ｉ−ノニル（メタ）アクリレート、ｉ−デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｉ−ミリスチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ｉ−ステアリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合または共重合したものを使用することができる。これらの（メタ）アクリレートは、単独でまたは２種類以上を併用してもよい。
【００１７】
ポリマーとともにアクリル系樹脂に含まれる（メタ）アクリレートとしてはポリマーの材料として例示したモノマーと同様のものを用いることができる。
【００１８】
アクリル系樹脂としては、上記材料を用いて作製したもの、および市販品を用いることができる。市販品としては例えば、（株）日本触媒製のアクリキュアー（登録商標）ＨＤ−Ａシリーズ等を用いることができる。
【００１９】
多官能モノマーとしては、分子内に二以上の（メタ）アクリロイル基を有するモノマー等があげられる。分子内に２つの（メタ）アクリロイル基を有する２官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、２−エチル−２−ブチル−プロパンジオール（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロキシジエトキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロキシプロポキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロキシテトラエトキシフェニル］プロパン等があげられる。
【００２０】
３官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス［（メタ）アクリロキシエチル］イソシアヌレート等があげられ、４官能以上の（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えばジメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等があげられる。
これらの多官能モノマーのうち、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレートなどが好ましい。
【００２１】
架橋剤としては、ジ−（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物があげられる。これらの架橋剤のうち、ジ−（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネートが好ましい。
【００２２】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等から選ばれる樹脂と、イミダゾール系硬化剤と、フェノール樹脂等を配合してなるものなどを用いることができる。エポキシ樹脂としては、具体的には例えば住友ベークライト（株）製のスミライトレジン（登録商標）ＥＣＰシリーズ等のエポキシ樹脂粉体塗料等を用いることができる。
【００２３】
本発明において、樹脂成分（全質量）に対する多官能モノマーの量は０．２質量％以上２．０質量％以下である。多官能モノマーの量が前記範囲内であるとシート状とした際に基材から剥離するのが容易で作業性に優れ、接着強度にも優れる。
【００２４】
多官能モノマーの量が樹脂成分に対して０．２質量％未満であると、わずかな力がかかるだけで大きく伸びるため、接着剤組成物を塗布した基材から剥離するのが困難となり作業効率が低下する。多官能モノマーの量が樹脂成分に対して２．０質量％を超えると、伸び難く切れやすくなるため作業効率が低下する。
【００２５】
架橋剤の樹脂成分に対する量は、０．１質量％以上２．５質量％以下であると、基材から剥離しやすくタック性に優れ、仮止めしやすく作業性に優れるので、好ましい。架橋剤の量が多すぎると発泡しやすくなって、基材との密着性が低下し、架橋剤の量が少なすぎると、硬化しにくくなり充分な接着強度が得られなくなる。
【００２６】
アクリル系化合物の量は樹脂成分に対して、４０質量％以上６０質量％以下であると好ましく、エポキシ樹脂の量は樹脂成分に対して４０質量％以上６０質量％以下であると好ましい。
【００２７】
接着剤組成物には、樹脂成分とともに熱伝導性材料からなるフィラーが含まれる。熱伝導性材料からなるフィラーとしては、アルミナ、マグネシア、窒化アルミニウム等があげられる。
【００２８】
熱伝導性材料からなるフィラーの添加量を多くすると、熱伝導性を向上させることができるが、添加量が多すぎるとシート状にするのが困難となる。熱伝導性材料からなるフィラーがアルミナの場合、その量は、樹脂成分１００質量部に対する量が９．９質量部以上１２０質量部以下であると、シート状としたときに基材からの剥離性が良好なので、作業性に特に優れ、かつ、接着強度も高いので好ましい。フィラーの添加量はその粒径によって適宜調整することができる。
【００２９】
接着剤組成物には上記以外に、フェライト、Ｎｉ合金などの磁性フィラー、金属フィラー、カーボンなどの導電フィラー、炭化水素化合物、ナトリウム化合物などの蓄熱性フィラー、ラジウム化合物、プロメチウム化合物などの畜光材、ガラスバルーン、マイクロカプセルなどの中空材などが含まれていてもよい。また、上記各成分以外に、有機材料中に混合して、その有機材料に無い機能を付与させる機能性フィラーを添加してもよい。
【００３０】
次に、接着剤組成物の製造方法について説明する。まず、アクリル系樹脂に架橋剤を溶解してから、多官能モノマー、エポキシ樹脂およびフィラーを混合すると、本発明の接着剤組成物が得られる。
【００３１】
本発明においては、アクリル系樹脂としては、常温で液状のものを用いる。アクリル系樹脂に予め架橋剤を溶解しておくと、接着剤組成物を塗布したときに形成される接着剤膜の膜厚を調整し易くすることができる。
【００３２】
次に、接着剤組成物を用いた接着シートについて説明する。接着剤組成物を基材の上に塗布して８０℃〜１２０℃（１００℃程度）で加熱すると、接着剤組成物がゲル化して本発明の接着シートが得られる。この接着シートは、部材を仮止め可能なタック性を有している。
【００３３】
本発明の接着シートを構成する基材としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムや、炭化ケイ素を主成分とする放熱部材等があげられる。接着シートは２枚の基材で接着剤組成物を挟んでなる両面テープ状のものであってもよい。この場合、２枚の基材が相違する材料から構成されていてもよいし、同じ材料から構成されていてもよい。
【００３４】
接着シートの使用方法について説明する。接着シートにおいて接着剤組成物を露出させておき、接着したい被着物に接着剤組成物側を配して接着する。基材として放熱部材を用いている場合の被着物としては、例えば、回路基板や電子部品などの放熱が必要な部材（部品）等があげられる。本発明において接着剤組成物は、仮止め可能なタック性を有しているので、被着物に仮止めすることができる。
【００３５】
次に、放熱部材等の部材を仮止めした被着物を、リフロー炉等により１５０℃〜２５０℃（２００℃程度）で加熱すると、接着剤組成物が熱硬化して、被着物が部材に強固に接着される。
【００３６】
＜実施例＞
実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。
（接着剤組成物の作製）
表１に記載の量の、アクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、エポキシ樹脂およびアルミナを用いて、比較例１〜２、実施例１〜１４の接着剤組成物を作製した。具体的には、アクリル系樹脂に架橋剤を混合して架橋剤を溶解させておき、多官能モノマー、エポキシ樹脂およびアルミナを混合し接着剤組成物を作製した。接着剤組成物を構成する材料の詳細は以下の通りである。
【００３７】
アクリル樹脂としては、液状のアクリル樹脂である（株）日本触媒製の「アクリキュアー（登録商標）ＨＤ−Ａ２１８」を用いた。
多官能モノマーとしては、共栄社化学（株）製の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ライトアクリレート１．６ＨＸ−Ａ）を用いた。
架橋剤としては、ジ−（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート［化薬アクゾ（株）製のパーカドックス（登録商標）１６］を用いた。
エポキシ樹脂としては、エポキシ粉体塗料［住友ベークライト（株）製のスミライトレジン（登録商標）ＥＣＰ−３０８ＫＢ］を用いた。
アルミナとしては、日本軽金属（株）製のＬＳ−２２０を用いた。
【００３８】
＜試験例＞
（１）ＰＥＴフィルム剥離性
（接着シートの作製）
厚さ寸法５０μｍのＰＥＴフィルムの表面に、比較例１〜２、実施例１〜１４の接着剤組成物を厚みが１ｍｍとなるように塗布した後、１００℃でゲル化するまで（約４分〜８分間）加熱した（一次硬化）。加熱後に形成された接着剤層の上に厚さ寸法が５０μｍのＰＥＴフィルムを重ねて覆うことにより接着シートを得た。
【００３９】
（試験法）
各接着シートにおいて、一方のＰＥＴフィルムを剥離し、以下の基準により、剥離性を評価し、結果を表１に示した。
×：ＰＥＴフィルムの剥離ができなかった。
○：手でフィルムを剥離した場合、一定の抵抗があり剥離できた。
◎：手でフィルムを剥離した場合、抵抗なく剥離できた。 
【００４０】
（２）引張強度および伸び
オートグラフ［（株）島津製作所製、ＡＧＳ−Ｘ  ５ＮＸ型］を用いて、各比較例および実施例に係る熱接着組成物から得た接着シートを所定の型(２号ダンベル形状)で打ち抜いた各試験片について最大試験力（引張強度）および伸びを測定した（試験片：２号ダンベル、クロスヘッド４０ｍ／分）。測定結果を図１に示した。
【００４１】
図１には上から順に、多官能モノマーの量と引張強度との関係、架橋剤の量と引張強度との関係、アルミナの量と引張強度との関係、エポキシ樹脂の量と引張強度との関係を示した。各グラフにおいて、縦軸は試験力（引張強度：Ｎ）であり、横軸はストローク（伸び：ｍｍ）である。
【００４２】
図１中に付されている符号１〜１４は、それぞれ実施例１〜１４を示し、符号２´は比較例２を示す。
【００４３】
図１に示す引張強度の結果を以下の基準により評価し表１に示した。
×：測定不可（測定機器にとりつけることすらできなかった）。
○：試験片の引張強度が０．５Ｎ以上１．０Ｎ未満。
◎：試験片の引張強度が１．０Ｎ以上。
【００４４】
伸びの結果を以下の基準により評価し表１に示した。
×：ストロークが１０５ｍｍ以上。
○：ストロークが１５ｍｍ以上４０ｍｍ未満か、７５ｍｍより大きく１０５ｍ未満。
◎：ストロークが４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下。
【００４５】
（３）一次接着力
厚さ寸法５０μｍのＰＥＴフィルムの表面に、比較例１〜２、実施例１〜１４の接着剤組成物を厚みが１ｍｍとなるように塗布した後、炭化ケイ素製の基材を重ねて、１００℃でゲル化するまで（約４分〜８分間）加熱した（一次硬化）。その後、炭化ケイ素製の基材を下方に向けて２０秒保持し、当該基材が接着剤層から取れるか取れないかにより接着度合いを評価した。
【００４６】
一次接着力の評価結果を下記基準により評価し、表１に示した。
○：炭化ケイ素製基材がとれない。
◎：炭化ケイ素製基材がとれた。
【００４７】
（４）二次接着力
（１）で作製した接着シート（一次硬化工程を経て得られた接着シート）の一方のＰＥＴフィルムを剥離して露出した接着剤層に炭化ケイ素製の基材を重ねて、リフロー炉で２００℃で１０分間加熱した後（二次硬化）、得られた試験片を高さ５ｃｍからコンクリートに対して自由落下させて衝撃を与え、炭化ケイ素製の基材が接着剤層からとれるか否か観察し接着度合いを確認した
【００４８】
接着力の評価結果を下記基準により評価し、表１に示した。
○：炭化ケイ素製の基材がとれない。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
（結果と考察）
表１に示す結果から明らかなように、アクリル系樹脂、多官能モノマー、架橋剤、ならびに、エポキシ樹脂からなる樹脂成分と、熱伝導性材料からなるフィラーと、を含み、樹脂成分の質量に対する多官能モノマーの量が０．２質量％以上２．０質量％以下である本発明の接着剤組成物（実施例１〜１４）では、比較例１および２よりも、剥離性、引張強度および伸びが優れていた。この結果から、本発明によれば、フィルムから剥離しやすく作業効率に優れた接着剤組成物および接着シートを提供することができるということがわかった。
【００５１】
比較例２の結果から、多官能モノマーの量が樹脂成分に対して０．２質量％未満であると、わずかな力がかかるだけで大きく伸びてしまうということがわかった。
【００５２】
また、実施例１〜１４の接着剤組成物を用いると、一次接着力が良好であった。この結果から、実施例１〜１４の接着剤組成物を持ちると仮止め可能なので作業性に優れるということがわかった。
【００５３】
さらに、実施例１〜１４の接着剤組成物を用いると、二次接着力が良好であった。この結果から、実施例１〜１４の接着剤組成物を持ちると接着強度に優れるということがわかった。
【００５４】
実施形態５〜８の結果から、架橋剤の量を、樹脂成分の質量に対して０．１質量％以上、特に０．５２％以上とすることにより、フィルムから剥離しやすい接着剤組成物および接着シートを提供することができるということがわかった。
【００５５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例においては熱伝導性材料からなるフィラーとしてアルミナを用いた例を示したが、フィラーとしてマグネシアや窒化アルミニウムを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…実施例１
２…実施例２
２´…比較例２
３…実施例３
４…実施例４
５…実施例５
６…実施例６
７…実施例７
８…実施例８
９…実施例９
１０…実施例１０
１１…実施例１１
１２…実施例１２
１３…実施例１３
１４…実施例１４ 
【図１】
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