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JP2019070090A - エラストマー成形体の転写方法 - Google Patents

エラストマー成形体の転写方法 Download PDF

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【課題】エラストマー成形体を容易に転写させることができるエラストマー成形体の転写方法を提供する。【解決手段】 自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法であって、前記エラストマー成形体と、該エラストマー成形体の片側面を保護する保護フィルムとを有する保護フィルム付きエラストマー成形体の、前記保護フィルム側とは反対側の粘着面に被着体を接触させ、これに前記保護フィルム側から振動子により振動を与えつつ前記保護フィルムを前記エラストマー成形体から剥がすことにより、前記エラストマー成形体を前記被着体に転写することを特徴とするエラストマー成形体の転写方法。【選択図】図2

Description

本発明は、自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法に関する。
近年、テレビ、コンピューター、通信装置、産業機器などの電子機器は、小型化、高性能化されており、発熱密度が増加する傾向にある。これらの電子機器を適切に機能させるためには、その電子機器から熱を取り除くことが必要となる、
この熱を除去する手段として様々な方法が提案されている。特に発熱量の多い電子部品では、電子部品とヒートシンク等の部材との間に熱伝導性材料を介在させて熱を逃がす方法が提案されている(特許文献1、2)。
これらの放熱方法においては、電子部品と熱伝導性材料の界面に発生する隙間を抑え、電子部品の形状に追従し密着することで効率的に放熱を促すことが出来る。このような熱伝導性材料の一つとして流動性を持つ熱伝導性グリースが挙げられるが、塗布厚みのコントロールや空気巻込みにより発生するボイドの抑制のために塗布装置が大型かつ複雑になる傾向がある。
熱伝導性材料を、より簡便に電子部品への実装するために、熱伝導性材料を予めシート状に硬化させた、エラストマー成形体が用いられる場合もある。このようなエラストマー成形体は、前述の熱伝導性グリースと同様に、電子部品の形状に追従し密着させるため柔らかく粘着力を持つ材料設計がなされている。
自己粘着力を有するエラストマー成形体は、表面への異物付着を防ぐため、電子部品への組付け直前まで保護フィルムによってその表面の保護がなされており、実装の際は保護フィルムを除去して使用される。このとき、保護フィルムとエラストマー成形体の間に働く粘着力の作用により、容易に保護フィルムを剥がすことができないという問題があった。また、エラストマー成形体の変形、表面の損傷や厚みの均一性悪化を防いで、速やかに保護フィルムの剥離を行う方法や、実装工程の自動化が求められていた。
エラストマー成形体と保護フィルムの粘着力を低減するために、保護フィルム側に離型剤を塗布する方法や、保護フィルムにエンボス加工を付与する方法が提案されている(特許文献3)。しかしながら、これらの方法は、離型剤成分がエラストマー成形体側へ移行したり、保護フィルムがコストアップするうえ、その効果はエラストマー成形体と保護フィルムの組み合わせによって左右されるため、本質的な問題解決に至っているとはいえない。
特開昭56−28264号公報 特開昭61−157587号公報 特開2002−084083号公報
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、エラストマー成形体を容易に転写させることができるエラストマー成形体の転写方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明によれば、自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法であって、前記エラストマー成形体と、該エラストマー成形体の片側面を保護する保護フィルムとを有する保護フィルム付きエラストマー成形体の、前記保護フィルム側とは反対側の粘着面に被着体を接触させ、これに前記保護フィルム側から振動子により振動を与えつつ前記保護フィルムを前記エラストマー成形体から剥がすことにより、前記エラストマー成形体を前記被着体に転写することを特徴とするエラストマー成形体の転写方法を提供する。
このように、保護フィルム側から振動子により振動を与えることで、保護フィルムとエラストマー成形体との剥離を促進させることができ、エラストマー成形体を、保護フィルムから被着体へ容易に転写させることが可能となる。
この場合、前記振動の振幅を、10μm〜120μmとすることが好ましい。
振動の振幅を10μm以上とすれば、保護フィルムとエラストマー成形体との間の剥離が十分に促進される。また、振幅を120μm以下とすれば、過剰なエネルギーにより発熱することを防ぐことができ、エラストマー成型体へのダメージや保護フィルムの融着が発生する恐れがない。従って、自己粘着力を有するエラストマー成形体を、変形や損傷させることなく、速やかに保護フィルムから被着体へ転写することができる。
またこの場合、前記振動の周波数を、15kHz〜50kHzとすることが好ましい。
このように、周波数が15kHz以上の場合、振動の指向性が十分なものとなり、十分な剥離力が得られ、自己粘着力を有するエラストマー成形体を、変形や損傷させることなく、速やかに保護フィルムから被着体へ転写することができる。また、振動数が50kHz以下の場合、ホーンに生じる内部応力によってホーン自体が破損する恐れがないために好ましい。
またこの場合、前記保護フィルムを、前記エラストマー成形体の上側面に設け、前記振動を前記保護フィルムの上側から、前記エラストマー成形体と前記保護フィルムとの積層面に対して平行方向に振幅を持つように与えることが好ましい。
このように、保護フィルムを、エラストマー成形体の上側面に設け、前記振動を前記保護フィルムの上側から与えることによって、エラストマー成形体の重量等が作用し、保護フィルムをエラストマー成形体の下側面に設けて振動を保護フィルムの下側から与える場合よりも、より小さな力で転写が可能となる。また、振動を、エラストマー成形体と前記保護フィルムとの積層面に対して平行方向に振幅を持つように与えることで、エラストマー成形体と保護フィルムを界面で互いに剪断する方向へ振動させることができ、十分な剥離力を生み出すことができる。
またこの場合、前記振動を、前記保護フィルムの全面に一度に与える、又は、前記振動子を前記保護フィルムに対して相対的に移動させることにより前記保護フィルムの端部から連続的に与えることが好ましい。
このようにして振動を与えつつ保護フィルムを剥がすことで、保護フィルムを速やかに除去することができ、転写したエラストマー成形体へ保護フィルムが再粘着することを防ぐことができる。また、保護フィルムの剥離工程時間を短縮することができ、実装工程の自動化を容易にすることができる。
またこの場合、前記エラストマー成形体として、オルガノポリシロキサンを主材とするシリコーン組成物を含むものを用いることが好ましい。
このようなオルガノポリシロキサンを主材とするシリコーン組成物は、耐熱性や化学的安定性の観点から好ましい。
またこの場合、前記エラストマー成形体として、熱伝導性充填材を含有するものを用いることが好ましい。
このような熱伝導性充填剤を含有するエラストマー成形体であれば、振動によって発生した局所的な熱を速やかに分散させることができるために好ましい。
本発明のエラストマー成形体の転写方法であれば、エラストマー成形体を保護フィルムから被着体へ容易に転写させることが可能となる。また、自己粘着力を有するエラストマー成形体の変形や損傷を防ぎ、速やかに転写することができる。これにより、保護フィルムの剥離工程の大幅な時間短縮ができ、実装工程の自動化を容易にすることができる。
本発明における保護フィルム付きエラストマー成形体の一例を示す模式図である。 本発明のエラストマー成形体の転写方法の一例を示す図である。 本発明のエラストマー成形体の転写方法の別の一例を示す図である。 本発明のエラストマー成形体の転写方法の別の一例を示す図である。 本発明において用いることができるホーンの形状を示す模式図である。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、自己粘着力を有し片側面が保護フィルムにより保護されているエラストマー成形体に、保護フィルム側より振動を与えることで、保護フィルムとエラストマー成型体との剥離を促進させることができ、エラストマー成形体を保護フィルムから被着体へ容易に転写できることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法であって、前記エラストマー成形体と、該エラストマー成形体の片側面を保護する保護フィルムとを有する保護フィルム付きエラストマー成形体の、前記保護フィルム側とは反対側の粘着面に被着体を接触させ、これに前記保護フィルム側から振動子により振動を与えつつ前記保護フィルムを前記エラストマー成形体から剥がすことにより、前記エラストマー成形体を前記被着体に転写することを特徴とするエラストマー成形体の転写方法である。
以下、本発明の自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法の概要について、振動発生装置を用いた転写形態を例示し、詳細に説明する。
まず、図1に示すような、自己粘着力を有するエラストマー成形体1と、エラストマー成形体1の片側面1aを保護する保護フィルム2とを有する保護フィルム付きエラストマー成形体10を用意する。このような保護フィルム付きエラストマー成形体10の形態としては、個別のエラストマー成形体1の片側面1aが個別に保護フィルム2によって保護されたもの(図1(A))や、分割された(複数の)エラストマー成形体1の片側面1aが連続した保護フィルム2に保護されたもの(図1(B))等が挙げられる。
次いで、図2〜図4に示すように、保護フィルム付きエラストマー成形体10の、保護フィルム2側とは反対側の粘着面1bに被着体3を接触させ、これに保護フィルム2側から振動子4により振動を与えつつ、保護フィルム2をエラストマー成形体1から剥がすことにより、エラストマー成形体1を被着体3に転写する。
図2では、あらかじめ保護フィルム付きエラストマー成形体10を被着体3に完全に接触させた後に、保護フィルム2の端部から方向6に振動子4を移動させることにより、振動子4によって発生した振動をホーン5を介して、保護フィルム2の端部から連続的に与えつつ、方向7へ保護フィルム2を剥がす最も単純な転写形態を表している。
この図2のように、被着体3と保護フィルム付きエラストマー成形体10は、あらかじめ完全に接触させていても良いし、例えば図3に示すように、振動を与える箇所でのみ接触させても良く、これにより、連続した保護フィルム2に保護される、分割されたエラストマー成形体1を任意の位置で個別に被着体3に転写させることも可能である。尚、図3に示されるように、振動子4に接続させたホーン5を保護フィルム2に押しつけることにより、振動を与える箇所でのみ、被着体3を保護フィルム付きエラストマー成形体10に接触させることができる。すなわち、エラストマー成形体1と被着体3との接触は、振動を印加する前に予め行われていても良いし、振動子4に接続されたホーン5を保護フィルム2に押し当てると同時にエラストマー成形体1と被着体3とが接触するようにしても良い。
尚、図2や図3では振動子4(及びホーン5)自体を移動させる形態が示されているが、この他にも、振動子4を保護フィルム2に対して相対的に移動させる方法として、例えば、振動子4を固定して、保護フィルム付きエラストマー成形体10/被着体3側をステージ移動させる方法等も挙げられる。このようにすることで、保護フィルム付きエラストマー成形体10/被着体3側をステージ移動させるようなラインを設計することができ、また、剥がした保護フィルム2を連続巻き取りすることも可能となる。もちろん、振動子4(及びホーン5)と保護フィルム付きエラストマー成形体10/被着体3側の両方を移動させても良い。
また、装置サイズが許す限り、図4に示すように、保護フィルム付きエラストマー成形体10を被着体3に接触させ、保護フィルム2とエラストマー成形体1の積層面全面に一度に振動を与えつつ、保護フィルム2をエラストマー成形体1から方向7へ剥がすことにより、被着体3へ転写を行う転写形態を取ることもできる。
このような本発明のエラストマー成形体の転写方法によれば、エラストマー成形体を保護フィルムから被着体へ容易に転写させることができる。また、保護フィルムとエラストマー成形体の間に働く粘着力によるエラストマー成形体の変形、表面の損傷や厚みの均一性の悪化を防ぎつつ、転写することが可能となる。また、従来、このエラストマー成形体の変形等の傾向は保護フィルムの剥離時の速度が速いほど顕著であったため、本発明により、保護フィルム剥離の工程時間が短縮できる他、実装工程の自動化を容易にすることができる。
ホーン5から保護フィルム2に与えられる振動の振幅は、10μm〜120μmであることが好ましく、より好ましくは16μm〜100μmである。振動の振幅を10μm以上とすれば、十分なエネルギーを与えることができ、保護フィルムとエラストマー成形体との間の剥離が十分に促進される。また、振幅を120μm以下とすれば、過剰なエネルギーにより発熱することを防ぐことができ、エラストマー成型体へのダメージや保護フィルムの融着が発生する恐れがない。
また、振動の振幅方向を、エラストマー成形体1と保護フィルム2との積層面に対して平行とすれば、エラストマー成形体1と保護フィルム2を界面で互いに剪断する方向へ振動させることができ、十分な剥離力を生み出すことができるために好ましい。
また、保護フィルム2を、エラストマー成形体1の上側面に設け、振動を前記保護フィルム2の上側から与えることによって、エラストマー成形体1の重量等が作用し、保護フィルム2をエラストマー成形体1の下側面に設けて振動を保護フィルム2の下側から与える場合よりも、より小さな力で転写が可能となる。
さらに、ホーン5から保護フィルム2に与えられる振動の周波数は、15kHz〜50kHzが好ましく、20kHz〜40kHzがより好ましい。このように、周波数が15kHz以上の場合、振動の指向性が十分なものとなり、十分な剥離力が得られる。また、振動数が50kHz以下の場合、ホーンに生じる内部応力によってホーン自体が破損する恐れがないために好ましい。
振動子4から発生した振動の伝達部となるホーン5は、アルミ合金やチタン合金、スチール等の金属を使用することができ、摩耗を防ぐためのメッキが施されていても良い。代表的なホーンの断面形状については、図5に示される(a)舟形、(b)台形、(c)長方形、(d)凸型などが挙げられるが、エラストマー成形体の転写形態に合せて任意な形状を選択することができる。この中でも、(a)舟形のようなU字型が好ましい。
振動を与えつつ保護フィルム2を剥がした後は、転写したエラストマー成形体1へ保護フィルム2が再粘着することを防ぐため、速やかに保護フィルム2を除去することが好ましい。保護フィルム全面に振動を与えつつ保護フィルム2を同時に(一度に)剥がす方法や、小型化したホーン5を保護フィルム2に対して相対的に移動させ、保護フィルム2の端部から連続的に振動を与えながら保護フィルムを剥がす方法により、速やかに保護フィルム2を除去することが可能となり、再粘着を回避することができる。
被着体3へ転写される、自己粘着力を有するエラストマー成形体1は、振動によって発生する摩擦熱で溶融しない熱硬化樹脂材料が候補に挙げられるが、耐熱性や化学的安定性の観点からオルガノポリシロキサンを主材とするシリコーン組成物を含むことが好ましい。
シリコーン組成物をなすオルガノポリシロキサンは、平均組成式:RSiO(4−a)(式中、Rは同一又は異なる、置換若しくは非置換の炭素原子数1〜10、好ましくは1〜8の1価炭化水素基を表わし、aは1.90〜2.05の正数である)で表わされるものである。
上記Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、オクタデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基等のアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。
上記オルガノポリシロキサンは、一般的には、主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの、または、前記主鎖のメチル基の一部がビニル基、フェニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等で置き換えられたものが好ましい。また、その分子鎖末端が、トリオルガノシリル基または水酸基で封鎖されたものが好ましく、前記トリオルガノシリル基としては、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、トリビニルシリル基等が例示される。
また、エラストマー成形体1は、振動によって発生した局所的な熱を速やかに分散させるために、熱伝導性充填材として、非磁性の銅やアルミニウム等の金属、アルミナ、シリカ、マグネシア、ベンガラ、ベリリア、チタニア、ジルコニア等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素等の金属窒化物、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、人工ダイヤモンドあるいは炭化ケイ素等、一般に熱伝導性充填材とされる物質が含まれていてもよい。また中心粒径が0.1〜200μmのものを用いることができ、1種又は2種以上複合して用いてもよい。
また、保護フィルム2としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタラート(PET)やポリエチレン等の従来保護フィルムとして用いられているものを使用することができる。
また、被着体3は、エラストマー成形体を転写させることを目的するものであれば、材質や形状は特に限定されない。
以下、実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
被着体であるアルミ合金ワークの被着面に対して、片面がポリエチレンテレフタラート(PET)保護フィルムで保護された、10mm角の熱伝導性シートTC−50CAS−30(信越化学工業製)の貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続させたアルミ合金製の凸型ホーン(日本アビオニクス製)の先端を、PET保護フィルム上面の端部から押し当てて熱伝導性シートを被着面に接触させて、振幅80μm、周波数28kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例2)
平坦な作業台の上に配置した、被着体であるポリプロピレンフィルムの被着面に対して、片面がPET保護フィルムで保護された、10mm角の透明シリコーンシート(信越化学工業製)の貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続させたアルミ合金製の舟形ホーンの先端をPET保護フィルム上面の端部から押し当ててシートを被着面に接触させて、振幅24μm、周波数27kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例3)
平坦な作業台の上に配置した、被着体であるエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)フィルムの被着面に対して、片面がポリエチレン保護フィルムで保護された、10mm角の熱伝導性シートTC−200CAS−30(信越化学工業製)の貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続させたアルミ合金製の舟形ホーンの先端をポリエチレン保護フィルム上面の端部から押し当てて熱伝導性シートを被着面に接触させて、振幅50μm、周波数28kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動された。このときホーンの動きに追従して端部から、ポリエチレン保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例4)
被着体であるアルミ合金ワークの被着面に対して、PET保護フィルムで保護された、10mm角の熱伝導性シートTC−50CAS−30の貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続させたチタン合金製の台形ホーンの先端をPET保護フィルム上面端部から押し当てて熱伝導性シートを被着面に接触させて、振幅24μm、周波数50kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例5)
被着体であるアルミ合金ワークの被着面に対して、PET保護フィルムで保護された、10mm角の熱伝導性シートTC−50CAS−30の貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続させたチタン合金製の台形ホーンの先端をPET保護フィルム上面端部から押し当てて熱伝導性シートを被着面に接触させて、振幅120μm、周波数20kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例6)
被着体であるアルミ合金ワークの被着体に対して、片面がPET保護フィルムで保護された、10mm角の透明シリコーンシートの貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続したアルミ合金製の舟形ホーンの先端をPET保護フィルム上面端部から押し当ててシートを被着面に接触させて、振幅10μm、周波数40kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(実施例7)
被着体であるアルミ合金ワークの被着面に対して、片面がPET保護フィルムで保護された、10mm角の透明シリコーンシートの貼付面(粘着面)が平行になるように配置した。振動子に接続したアルミ合金製の舟形ホーンの先端をPET保護フィルム上面端部から押し当ててシートを被着面に接触させて、振幅80μm、周波数15kHzの振動を与えながら、もう一方の端部へと移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
(比較例)
被着体であるアルミ合金ワークの被着面に対して、片面がPET保護フィルムで保護された、10mm角の熱伝導性シートTC−50CAS−30の貼付面が平行になるように配置した。振動を停止させた振動子に接続されたアルミ合金製の凸型ホーンの先端をPET保護フィルム上面端部から押し当て、もう一方の端部へ移動させた。このときホーンの動きに追従して端部から、PET保護フィルムを剥がした結果を表1に示す。
Figure 2019070090
表1から明らかなように、比較例では、振動子から振動を与えなかったため、エラストマー成形体と保護フィルムとの剥離が促進されず、エラストマー成形体を被着体へ転写することができなかった。一方、本発明の転写方法では、保護フィルム側から振動子により振動を与えることにより、エラストマー成形体と保護フィルムとの剥離が促され、エラストマー成形体と保護フィルムとの組み合わせに関わらず、容易にエラストマー成形体を保護フィルムから被着体に転写することが可能となった。また、エラストマー成型体の変形や損傷を防いで、速やかに転写することが可能となった(実施例1〜7)。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に含有される。
1…エラストマー成形体、 1a…保護フィルムにより保護されるエラストマー成形体の片側面 1b…粘着面、 2…保護フィルム、 3…被着体、 4…振動子、 5…ホーン、 6…振動子の移動方向、 7…保護フィルムの剥がし方向、10…保護フィルム付きエラストマー成形体。

Claims (7)

  1. 自己粘着力を有するエラストマー成形体の転写方法であって、
    前記エラストマー成形体と、該エラストマー成形体の片側面を保護する保護フィルムとを有する保護フィルム付きエラストマー成形体の、前記保護フィルム側とは反対側の粘着面に被着体を接触させ、これに前記保護フィルム側から振動子により振動を与えつつ前記保護フィルムを前記エラストマー成形体から剥がすことにより、前記エラストマー成形体を前記被着体に転写することを特徴とするエラストマー成形体の転写方法。
  2. 前記振動の振幅を、10μm〜120μmとすることを特徴とする請求項1に記載のエラストマー成形体の転写方法。
  3. 前記振動の周波数を、15kHz〜50kHzとすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエラストマー成形体の転写方法。
  4. 前記保護フィルムを、前記エラストマー成形体の上側面に設け、前記振動を前記保護フィルムの上側から、前記エラストマー成形体と前記保護フィルムとの積層面に対して平行方向に振幅を持つように与えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のエラストマー成形体の転写方法。
  5. 前記振動を、前記保護フィルムの全面に一度に与える、又は、前記振動子を前記保護フィルムに対して相対的に移動させることにより前記保護フィルムの端部から連続的に与えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のエラストマー成形体の転写方法。
  6. 前記エラストマー成形体として、オルガノポリシロキサンを主材とするシリコーン組成物を含むものを用いることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに1項に記載のエラストマー成形体の転写方法。
  7. 前記エラストマー成形体として、熱伝導性充填材を含有するものを用いることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のエラストマー成形体の転写方法。








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