特許 6642978 接着剤組成物ならびにシール構造体およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6642978

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】接着剤組成物ならびにシール構造体およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C09J 5/00 20060101AFI20200130BHJP

   C09J 11/06 20060101ALI20200130BHJP

   C09D 5/00 20060101ALI20200130BHJP

   C09D 7/63 20180101ALI20200130BHJP

   C09K 3/10 20060101ALI20200130BHJP

   B32B 15/08 20060101ALI20200130BHJP

   B32B 27/30 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   C09J5/00

   C09J11/06

   C09D5/00 D

   C09D7/63

   C09K3/10 M

   B32B15/08 N

   B32B27/30 D

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-93950(P2015-93950)

(22)【出願日】2015年5月1日

(65)【公開番号】特開2016-210859(P2016-210859A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年3月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229564

【氏名又は名称】株式会社バルカー

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩城 征道

(72)【発明者】

【氏名】大住 直樹

【審査官】 松原 宜史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１４５２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２４７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０００／０２９４７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０００／０５９９５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｊ １／００−２０１／１０

Ｃ０９Ｄ １／００−２０１／１０

Ｂ３２Ｂ １／００− ４３／００

Ｃ０９Ｋ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無機材料と反応する第１官能基と有機材料と反応する第２官能基とを含む化合物からなるカップリング剤と、フッ素系エラストマーの架橋サイトと架橋可能な架橋剤と、を含み、
前記架橋剤は、オキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の少なくともいずれかの系の架橋剤であり、
前記フッ素系エラストマーは、パーフルオロエラストマーであり、
前記パーフルオロエラストマーは、前記架橋サイトとしてニトリル基を含有する接着剤組成物。

【請求項2】

前記カップリング剤は、前記化合物がさらにシリコン原子を含むシランカップリング剤である請求項１に記載の接着剤組成物。

【請求項3】

金属製支持体と、フッ素系エラストマーと、前記金属製支持体と前記フッ素系エラストマーとを接着する請求項１または請求項２に記載の接着剤組成物と、を含むシール構造体。

【請求項4】

金属製支持体およびフッ素系エラストマーを準備する工程と、
請求項１または請求項２に記載の接着剤組成物を用いて、前記金属製支持体に前記フッ素系エラストマーを接着する工程と、を含むシール構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フッ素系エラストマーの接着に用いられる接着剤組成物ならびにかかるフッ素系エラストマーおよび接着剤組成物を含むシール構造体およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造に用いられるプラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）装置などにおいて、半導体ウエハが処理されるプロセスチャンバーを真空に保つためのシール材料として、エラストマーの中で耐熱性と耐プラズマ性に優れるフッ素系エラストマーが使用される。

【0003】

プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置などのプロセスチャンバーとトランスファーチャンバーとを仕切るゲート部では、金属製支持体にシール材が装着されたシール構造体を有するゲートバルブが設けられ、かかるゲートバルブを開閉することにより半導体ウエハの搬送および処理が繰り返される。

【0004】

ゲートバルブには、アルミニウムなどの金属製支持体に溝を形成してその溝にシール材を嵌めるシール材嵌合タイプのゲートバルブがある。かかるシール材嵌合タイプのゲートバルブでは、シール材のねじれやシール材の溝からの脱落などの問題がある。このため、金属製支持体にシール材が接着されたシール材接着タイプのゲートバルブが好適に用いられる。かかるシール材接着タイプのゲートバルブにおいては、その開閉の繰り返しに耐え得るように、金属製支持体とシール材との接着性が高い接着剤組成物が必要とされる。

【0005】

特に、シール材として、フッ素系エラストマー中で最も高い耐熱性および耐プラズマ性を有するパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）が用いられる場合は、パーフルオロエラストマーは、それを構成する炭素原子側鎖が完全にフッ素化されているため、金属製支持体との接着性が乏しい。このため、金属製支持体とシール材であるパーフルオロエラストマーとの接着性が高い接着剤組成物が必要とされる。

【0006】

無機材料である金属製支持体と有機材料であるパーフルオロエラストマーとを接着させる接着剤組成物としては、シランカップリング剤のなどのカップリング剤が知られている。しかしながら、シランカップリング剤のみでは、金属製支持体とパーフルオロエラストマーとの接着性を高めることは困難である。

【0007】

そこで、特開２００７−２７７３４０号公報（特許文献１）は、金属製支持体とパーフルオロエラストマーとの接着性が高い接着剤組成物として、フェノール樹脂１００重量部当り、５０〜４００重量部のシランカップリング剤および５０〜４００重量部の有機金属化合物を含有せしめてなる加硫接着剤組成物を開示する。

【0008】

また、特表２０１３−５１３６９７号公報（特許文献２）は、金属製支持体とパーフルオロエラストマーとの接着性が高い接着剤組成物として、硬化剤と溶媒とエポキシ樹脂とを含むプライマー組成物であって、硬化剤がエポキシ樹脂と反応することができ、更に、（ａ）硬化剤が、少なくとも１つの硬化部位を有するパーフルオロエラストマー化合物と架橋剤または触媒とを硬化させることができるか、または、（ｂ）硬化剤がパーフルオロエラストマー化合物を硬化させることができないときには、パーフルオロエラストマーがエポキシ樹脂を硬化させることができる架橋剤または触媒を含むプライマー組成物を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００７−２７７３４０号公報

【特許文献2】特表２０１３−５１３６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特開２００７−２７７３４０号公報（特許文献１）に開示される加硫接着剤組成物は、有機金属化合物中の金属元素が半導体デバイスのパーティクルの原因となり、反応性が高く取り扱いが難しく、かつ高コストであるという問題点がある。

【0011】

また、特表２０１３−５１３６９７号公報（特許文献２）に開示されるプライマー組成物は、プライマー組成物を金属製支持体に塗布後定着させるために焼付け処理が必要であり、また、接着強度が低いという問題点があった。

【0012】

そこで、本発明は、上記問題点を解決して、有機金属化合物を含まず取り扱いが容易であり、焼付け処理が不要であり、低コストでかつ接着強度が高い接着剤組成物ならびにシール構造体およびその製造方法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】

【0013】

本発明は、次の接着剤組成物ならびにシール構造体およびその製造方法を含む。
［１］ 無機材料と反応する第１官能基と有機材料と反応する第２官能基とを含む化合物からなるカップリング剤と、フッ素系エラストマーの架橋サイトと架橋可能な架橋剤と、を含む接着剤組成物。

【0014】

［２］ 上記カップリング剤は、上記化合物がさらにシリコン原子を含むシランカップリング剤である［１］に記載の接着剤組成物。

【0015】

［３］ 上記架橋剤は、オキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の少なくともいずれかの系の架橋剤である［１］または［２］に記載の接着剤組成物。

【0016】

［４］ 上記フッ素系エラストマーは、パーフルオロエラストマーである［１］〜［３］のいずれかに記載の接着剤組成物。

【0017】

［５］ 上記パーフルオロエラストマーは、架橋サイトとしてニトリル基（ＣＮ基）を含有する［４］に記載の接着剤組成物。

【0018】

［６］ 金属製支持体と、フッ素系エラストマーと、上記金属製支持体と上記フッ素系エラストマーとを接着する［１］〜［５］いずれかに記載の接着剤組成物と、を含むシール構造体。

【0019】

［７］ 金属製支持体およびフッ素系エラストマーを準備する工程と、［１］〜［５］のいずれかに記載の接着剤組成物を用いて、上記金属製支持体に上記フッ素系エラストマーを接着する工程と、を含むシール構造体の製造方法。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、有機金属化合物を含まず取り扱いが容易であり、焼付け処理が不要であり、低コストでかつ接着強度が高い接着剤組成物ならびにシール構造体およびその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明にかかるシール構造体のある例を示す概略断面図である。

【図2】本発明にかかるシール構造体の別の例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［実施形態１：接着剤組成物］
図１および図２を参照して、本発明のある実施形態である接着剤組成物１２は、無機材料と反応する第１官能基と有機材料と反応する第２官能基とを含む化合物からなるカップリング剤と、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトと架橋可能な架橋剤と、を含む。本実施形態の接着剤組成物１２は、カップリング剤中の第１官能基が無機材料である金属製支持体１１と反応して結合し第２官能基が有機材料であるフッ素系エラストマー１３と反応して結合するとともに、架橋剤がフッ素系エラストマー１３の架橋サイトと架橋して結合する。このため、本実施形態の接着剤組成物１２は、有機金属化合物を含まず取り扱いが容易であり、焼付け処理が不要であり、かつ高い接着強度で金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とを接着することができる。また、本実施形態の接着剤組成物１２は、接着安定性を高める観点から、その他の添加剤を含んでいてもよい。さらに、本実施形態の接着剤組成物１２は、施工性を高める観点から、カップリング剤、架橋剤および添加剤を溶解または分散させるための溶剤を含んでいてもよい。

【0023】

（カップリング剤）
本実施形態の接着剤組成物１２に含まれるカップリング剤は、無機材料と反応する第１官能基Ｘと、有機材料と反応する第２官能基Ｙと、を含む。第１官能基Ｘは、無機材料と反応する官能基であれば特に制限はなく、たとえば、水分により加水分解されて無機材料の表面のヒドロキシ基（ＯＨ基）と水素結合が形成され、乾燥処理により脱水縮合反応して無機材料と共有結合を形成する官能基として、メトキシ基（ＣＨ₃Ｏ基）、エトキシ基（Ｃ₂Ｈ₅Ｏ基）などのアルコキシ基、クロロ基（Ｃｌ基）、ブロム基（Ｂｒ基）などのハロゲン基などが挙げられる。第２官能基Ｙは、有機材料と反応する官能基であれば特に制限はなく、たとえば、ビニル基（ＣＨ₂＝ＣＨ基）、スチリル基（ＣＨ₂＝ＣＨ−Ｃ₆Ｈ₅基）、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基（ＮＨ₂基）、ウレイド基、イソシアネート基（Ｎ＝Ｃ＝Ｏ基）、イソシアヌレート基、メルカプト基（ＳＨ基）、スルフィド基、およびこれらの官能基を含む炭素原子含有基などが挙げられる。

【0024】

また、上記カップリング剤は、特に制限はなく、上記第１官能基および第２官能基に加えて、さらにシリコン原子を含むシランカップリング剤、さらにチタン原子を含むチタネートカップリング剤、あるいは、さらにアルミニウム原子を含むアルミネートカップリング剤であってもよい。上記カップリング剤は、低コストでかつ接着強度が高い接着剤組成物１２が得られる観点から、上記化合物がさらにシリコン原子を含むシランカップリング剤であることが好ましい。

【0025】

シランカップリング剤としては、たとえば、ビニルトリメトキシシラン、トリクロロビニルシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス−（トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどが挙げられる。

【0026】

ここで、接着剤組成物１２中のカップリング剤の含有率は、カップリング剤の自己重合を防ぎかつ短時間で反応を完了させる観点から、接着剤組成物１２の全体に対して、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、８質量％以上１０質量％以下がより好ましい。

【0027】

本実施形態の接着剤組成物１２に含まれる架橋剤は、カップリング剤の第２官能基と反応するとともに、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトと架橋可能なものであれば特に制限はないが、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトとの架橋による接着強度が高い接着性組成物が得られる観点から、また、特に、フッ素系エラストマー１３がパーフルオロエラストマーであっても接着強度が高い接着性組成物が得られる観点から、オキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の少なくともいずれかの系の架橋剤であることが好ましい。ここで、オキサゾール架橋系の架橋剤とは、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトがニトリル基である場合に、そのニトリル基と反応してオキサゾール環を形成することによりフッ素系エラストマー１３を架橋する架橋剤をいう。また、チアゾール架橋系の架橋剤とは、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトがニトリル基である場合に、そのニトリル基と反応してチアゾール環を形成することによりフッ素系エラストマー１３を架橋する架橋剤をいう。また、イミダゾール架橋系の架橋剤とは、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトがニトリル基である場合に、そのニトリル基と反応してイミダゾール環を形成することによりフッ素系エラストマー１３を架橋する架橋剤をいう。

【0028】

上記のオキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の少なくともいずれかの系の架橋剤は、たとえば、以下の式（Ｉ）のように記載することができる。

【0029】

【化1】

【0030】

式（Ｉ）において、Ｒ³は、スルホニル基（ＳＯ₂基）、オキシ基（Ｏ基）、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ基）、炭素数１〜６のアルキレン基、炭素数１〜１０のパーフルオロアルキレン基、または２つのベンゼン環を直接結合させる炭素−炭素結合である。さらに、Ｒ¹およびＲ²の一方がアミノ基（ＮＨ₂基）であり他方がヒドロキシ基（ＯＨ基）である場合は、オキサゾール架橋系の架橋剤としてのビス（アミノフェノール）化合物である。また、Ｒ¹およびＲ²の一方がアミノ基（ＮＨ2基）であり他方がメルカプト基（ＳＨ基）である場合は、チアゾール架橋系の架橋剤としてのビス（アミノチオフェノール）化合物である。また、Ｒ¹およびＲ²の一方がアミノ基（ＮＨ₂基）であり他方がアミノ基（ＮＨ₂基）または置換アミノ基（ＮＲＨ基、ＮＲ₂基）である場合は、テトラアミン化合物である。なお、式（Ｉ）において、同一のベンゼン環上にあるＲ¹およびＲ²は、互いに隣接しており、かつ、Ｒ³に対してしてそのベンゼン環上のメタ位またはパラ位にある。

【0031】

架橋剤としては、たとえば、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン（ＢＯＡＰ）、４，４’−スルホニルビス（２−アミノフェノール）〔ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルホン〕、３，３’−ジアミノベンジジン、３，３’，４，４’−テトラアミノベンゾフェノンなどが、好適に挙げられる。

【0032】

ここで、接着剤組成物１２中の架橋剤の含有率は、接着力を高くしかつ過剰添加による脆化を防ぐ観点から、接着剤組成物１２の全体に対して、０．０１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上１質量％以下がより好ましい。また、接着剤組成物１２において、カップリング剤１００質量部に対して、架橋剤は０．１質量部以上５０質量部以下が好ましく、１質量部以上１０質量部以下がより好ましい。

【0033】

本実施形態の接着剤組成物１２が用いられるフッ素系エラストマー１３は、接着剤組成物１２に含まれる架橋剤と架橋可能な架橋サイトを含むものであれば、特に制限はなく、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン（以下、ＶＤＦ−ＨＦＰともいう）共重合エラストマー、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン（以下、ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥともいう）共重合エラストマー、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル（以下、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＰＭＶＥともいう）共重合エラストマー、テトラフルオロエチレン−プロピレン（以下、ＴＦＥ−ＰＰともいう）共重合エラストマー、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（以下、ＴＦＥ−ＰＡＶＥともいう）共重合エラストマーなどが挙げられる。

【0034】

また、本実施形態の接着剤組成物１２が用いられるフッ素系エラストマー１３は、耐熱性と耐プラズマ性に優れる観点から、パーフルオロエラストマーであるテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（以下、ＴＦＥ−ＰＡＶＥともいう）共重合エラストマーが好ましい。

【0035】

さらに、本実施形態の接着剤組成物１２が用いられるパーフルオロエラストマーは、金属製支持体１１との接着強度を高める観点から、架橋サイトとして、ニトリル基（ＣＮ基）、ハロゲン基（たとえばブロム（Ｂｒ）基、ヨード（Ｉ）基など）などを有することが好ましく、ニトリル基を有することがより好ましい。架橋サイトにニトリル基を含むパーフルオロエラストマーは、オキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の架橋剤と、それぞれオキサゾール架橋、チアゾール架橋およびイミダゾール架橋をするため、これらの架橋剤と強い共有結合を形成することができる。

【0036】

ここで、架橋サイトとしてニトリル基を有するパーフルオロエラストマーは、具体的には、テトラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥともいう）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（以下、ＰＡＶＥともいう）、およびニトリル基含有パーフルオロモノマー（以下、ＮＰＭともいう）からなるパーフルオロエラストマーが挙げられる。

【0037】

（添加剤）
本実施形態の接着剤組成物１２に含まれ得る添加剤は、接着剤組成物１２の接着強度を低下させることなく、接着安定性を高める観点から、フェノール系樹脂などが好適に挙げられる。

【0038】

（溶剤）
本実施形態の接着剤組成物１２に含まれ得る溶剤は、カップリング剤、架橋剤および添加剤を好適に溶解または分散させる観点から、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル類、エチルセロソルブ、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノールなどのエーテル類などが好適に挙げられる。

【0039】

ここで、接着剤組成物１２に含まれ得る溶剤の量は、特に制限はなく、塗布方法に応じて増減できる。接着剤組成物１２は、カップリング剤および架橋剤の全体である原液に対して、溶剤を加えることにより、質量割合で、原液から１６倍希釈までが好ましく、原液から４倍希釈までがより好ましい。

【0040】

［実施形態２：シール構造体］
図１および図２を参照して、本発明の別の実施形態であるシール構造体１０は、金属製支持体１１と、フッ素系エラストマー１３と、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とを接着する実施形態１の接着剤組成物１２と、を含む。本実施形態のシール構造体１０は、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とが実施形態１の接着剤組成物１２により接着されているため、低コストでかつ接着強度が高く、耐熱性および耐プラズマ性が高い。

【0041】

本実施形態のシール構造体１０は、図１に示すように金属製支持体１１の平坦な主面上に接着剤組成物１２を介在させてフッ素系エラストマー１３が接着されていてもよく、図２に示すように金属製支持体１１の主面に形成された溝１１ｃ上に接着剤組成物１２を介在させてフッ素系エラストマー１３が接着されていてもよい。

【0042】

（金属製支持体）
本実施形態のシール構造体１０に含まれる金属製支持体１１は、シール材であるフッ素系エラストマー１３を保持することができ、耐熱性および耐プラズマ性が高いものであれば特に制限はなく、アルミニウム製支持体、ステンレス製支持体などが好適に挙げられる。なお、金属製支持体１１の形状は、特に制限はなく、図１および図２に示すような板状であっても、その他も形状であってもよい。

【0043】

（フッ素系エラストマー）
本実施形態のシール構造体１０に含まれるシール材であるフッ素系エラストマー１３は、特に制限はなく、上記のＶＤＦ−ＨＦＰ共重合エラストマー、ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ共重合エラストマー、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＰＭＶＥ共重合エラストマー、ＴＦＥ−ＰＰ共重合エラストマー、ＴＦＥ−ＰＡＶＥ共重合エラストマーなどが挙げられる。

【0044】

また、本実施形態の接着剤組成物１２が用いられるフッ素系エラストマー１３は、耐熱性と耐プラズマ性に優れる観点から、ＴＦＥ−ＰＡＶＥ共重合エラストマーが好ましい。

【0045】

さらに、本実施形態のシール構造体１０に含まれるパーフルオロエラストマーは、金属製支持体１１との接着強度が高い観点から、架橋サイトとして、ニトリル基（ＣＮ基）、ハロゲン基（たとえばブロム（Ｂｒ）基、ヨード（Ｉ）基など）などを有することが好ましく、ニトリル基を有することがより好ましい。架橋サイトにニトリル基を含むパーフルオロエラストマーは、オキサゾール架橋系、チアゾール架橋系およびイミダゾール架橋系の架橋剤と、それぞれオキサゾール架橋、チアゾール架橋およびイミダゾール架橋をするため、これらの架橋剤と強い共有結合を形成することができる。

【0046】

ここで、架橋サイトとしてニトリル基を有するパーフルオロエラストマーは、具体的には、ＴＦＥ、ＰＡＶＥ、およびＮＰＭからなるパーフルオロエラストマーが挙げられる。

【0047】

ここで、フッ素系エラストマー１３は、加工性を高めるためまたは物性を調整するために、必要に応じて、さらに、老化防止剤、酸化防止剤、加硫促進剤、加工助剤（ステアリン酸など）、安定剤、粘着付与剤、シランカップリング剤、可塑剤、難燃剤、離型剤、ワックス類、滑剤などの添加剤を含むことができる。添加剤は、１種類のみであっても、２種類以上であってもよい。さらに、必要に応じて、フッ素樹脂、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、クレー、タルク、珪藻土、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、マイカ、グラファイト、水酸化アルミニウム、珪酸アルミニウム、ハイドロタルサイト、金属粉、ガラス粉、セラミックス粉などの充填剤を含むこともできる。しかし、半導体デバイス用途においてはこれらの充填剤がパーティクルとなり、半導体デバイスの歩留を低下させる恐れがあることから、これらの充填剤はできる限り含有しないことが好ましい。

【0048】

なお、シール材であるフッ素系エラストマー１３の形状は、特に制限はなく、図１および図２に示すような断面が半円状のリング形状であっても、その他の形状であってもよい。

【0049】

（接着剤組成物）
本実施形態のシール構造体１０に含まれる接着剤組成物１２は、実施形態１の接着剤組成物１２と同様に、実施形態１のカップリング剤および架橋剤を含む。ここでは、それらの説明は繰り返さない。

【0050】

本実施形態のシール構造体１０において、接着剤組成物１２は、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とを接着している。接着剤組成物１２に含まれるカップリング剤は、その第１官能基が無機材料である金属製支持体１１と反応して結合し、かつ、その第２官能基が有機材料であるフッ素系エラストマー１３と反応して結合している。また、接着剤組成物１２に含まれる架橋剤は、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトと架橋することにより結合している。このようにして、本実施形態のシール構造体１０は、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とが接着剤組成物１２により高い接着強度で接着されている。

【0051】

［実施形態３：シール構造体の製造方法］
図１および図２を参照して、本発明のさらに別の実施形態であるシール構造体１０の製造方法は、金属製支持体１１およびフッ素系エラストマー１３を準備する工程と、実施形態１の接着剤組成物１２を用いて、金属製支持体１１にフッ素系エラストマー１３を接着する工程と、を含む。本実施形態のシール構造体１０の製造方法は、実施形態１の接着剤組成物１２を用いて、上記金属製支持体１１に上記フッ素系エラストマー１３を接着することにより、接着剤組成物１２が有機金属化合物を含まず取り扱いが容易であり、かつ、焼付け処理が不要であり、低コストで、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３との接着強度が高いシール構造体１０を製造できる。

【0052】

（金属製支持体およびフッ素系エラストマーを準備する工程）
金属製支持体１１およびフッ素系エラストマー１３を準備する工程において、準備される金属製支持体１１およびフッ素系エラストマー１３は、実施形態２のシール構造体１０における金属製支持体１１およびフッ素系エラストマー１３とそれぞれ同じであるため、ここでは、それらの説明は繰り返さない。

【0053】

（接着剤組成物を用いて金属製支持体にフッ素系エラストマーを接着する工程）
金属製支持体１１にフッ素系エラストマー１３を接着する工程において用いられる接着剤組成物１２は、実施形態１の接着剤組成物１２と同じであるため、ここではその説明を繰り返さない。また、接着剤組成物１２を用いて金属製支持体１１にフッ素系エラストマー１３を接着する工程には、特に制限はないが、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とを効率的かつ高い接着強度で接着する観点から、金属製支持体１１に接着剤組成物１２を塗布するサブ工程と、接着剤組成物１２が塗布された金属製支持体１１にフッ素系エラストマー１３を貼り合わせるサブ工程と、フッ素系エラストマー１３が貼り合わされた金属製支持体１１をアニールするサブ工程と、を含むことが好ましい。

【0054】

金属製支持体１１に接着剤組成物１２を塗布する方法は、特に制限はなく、スプレー塗布、ハケ塗り、浸漬、スピンコートなどが好適に挙げられる。金属製支持体１１に接着剤組成物１２を塗布した後、焼き付けは不要であり、接着剤組成物１２を室温（たとえば５℃〜３５℃程度）で乾燥させれば足りる。

【0055】

接着剤組成物１２が塗布された金属製支持体１１にフッ素系エラストマー１３を貼り合わせる方法は、たとえば、１７０℃〜１９０℃程度の温度で１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度の圧力をかけて圧着させる。

【0056】

フッ素系エラストマー１３が貼り合わされた金属製支持体１１をアニールする方法は、特に制限はないが、接着性および成形性を高める観点から、真空雰囲気または大気雰囲気中で、１５０℃以上２２０℃以下に加熱することが好ましく、２００℃以上２２０℃以下に加熱することがより好ましい。

【0057】

上記のアニールするサブ工程により、接着剤組成物１２に含まれるカップリング剤は、その第１官能基が無機材料である金属製支持体１１と反応して結合し、かつ、その第２官能基が有機材料であるフッ素系エラストマー１３と反応して結合する。また、接着剤組成物１２に含まれる架橋剤は、フッ素系エラストマー１３の架橋サイトと架橋することにより結合する。このようにして、本実施形態のシール構造体１０は、金属製支持体１１とフッ素系エラストマー１３とが接着剤組成物１２により高い接着強度で接着される。

【実施例】

【0058】

（実施例１）
１．接着剤組成物の調製
１０質量％のシランカップリング剤を含有する東洋化学研究所社製メタロックＳ−７と、メタロックＳ−７の質量に対して０．０１質量％の架橋剤である東京化成工業社製ＢＯＡＰ（２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン）と、を均一に混合することにより接着剤組成物を調製した。

【0059】

２．シール構造体の作製
金属製支持体である２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板に、上記の接着剤組成物をハケ塗りし、大気雰囲気中２０℃で２０分間乾燥させた。次いで、接着剤組成物が塗布された金属製支持体上に、フッ素系エラストマーとして１００質量部のダイニオン社製ＰＦＥ１３３ＴＢＺと０．５質量部のＢＯＡＰとを混練して得られた２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍのパーフルオロエラストマーであるＦＦＫＭ１を配置して、１８０℃で３ＭＰａの圧力をかけて圧着させることにより、貼り合わせた。次いで、フッ素系エラストマーが貼り合わされた金属製支持体を大気雰囲気中２２０℃で加圧および加熱することによりアニールして、シール構造体を得た。

【0060】

３．シール構造体の接着強度の評価
上記のようにして得られた４つのシール構造体の金属製支持体とフッ素系エラストマーとの間の接着強度は、ＪＩＳ Ｋ６２５６−２：２０１３に従って、シール構造体の作製後大気中で２５℃で１時間静置した後、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ ＡＧＳ−５００Ｂを用いて、大気中２５℃で、金属製支持体の主面に対して垂直方向にフッ素系エラストマーの未接着の端部を移動速度５０ｍｍ／分で引き離したときの剥離強度を測定することにより評価した。結果を表１にまとめた。

【0061】

（実施例２）
接着剤組成物の調製において、架橋剤であるＢＯＡＰの量をメタロックＳ−７の質量に対して０．１質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0062】

（実施例３）
接着剤組成物の調製において、架橋剤であるＢＯＡＰの量をメタロックＳ−７の質量に対して１質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0063】

（実施例４）
接着剤組成物の調製において、架橋剤であるＢＯＡＰの量をメタロックＳ−７の質量に対して４質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0064】

（実施例５）
シール構造体の作製において、フッ素系エラストマーとして１００質量部のダイニオン社製ＰＦＥ１３３ＴＢＺと１．０質量部のダイニオン社製ＰＦＥ３００Ｃとを混練して得られた２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍのパーフルオロエラストマーであるＦＦＫＭ２を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0065】

（比較例１）
接着剤組成物として東洋化学研究所社製メタロックＳ−７を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0066】

（比較例２）
接着剤組成物の調製において、ビスフェノールＡ／エピクロロヒドリンコポリマーが４０質量％、フェノール樹脂が１０−３０質量％、合成ゴムが１０-３０質量％、エポキシ樹脂（ＣＡＳ番号：２８９０６−９６−９）が５−１０質量％、エポキシ樹脂（ＣＡＳ番号：２５０３６−２５−３）が５−１０質量％、エポキシスルフォンポリマーが１−５質量％、不揮発性アミドが１−５質量％、ジシアンジアミドが１−５質量％を含有する接着剤成分をアセトンが８０質量部でメタノールが２０質量部の混合溶剤に溶解させて、上記接着剤成分が５質量％の接着剤溶液を調製したこと、シール構造体の作製において、金属製支持体である２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍのＡ５０５２アルミニウム板上にハケ塗りし、大気雰囲気中１５０℃で１０分間焼き付けた後、貼り合わせおよびアニールしたこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0067】

（比較例３）
シール構造体の作製において、フッ素系エラストマーとして１００質量部のダイニオン社製ＰＦＥ１３３ＴＢＺと１．０質量部のダイニオン社製ＰＦＥ３００Ｃとを混練して得られた２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍのパーフルオロエラストマーであるＦＦＫＭ２を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0068】

（比較例４）
シール構造体の作製において、フッ素系エラストマーとして１００質量部のダイニオン社製ＰＦＥ１３３ＴＢＺと１．０質量部のダイニオン社製ＰＦＥ３００Ｃとを混練して得られた２５ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍのパーフルオロエラストマーであるＦＦＫＭ２を用いたこと以外は、比較例２と同様にして、接着剤組成物を調製し、シール構造体を作製しその接着強度を評価した。結果を表１にまとめた。

【0069】

【表1】

【0070】

表１を参照して、実施例１〜実施例４と比較例１との対比および実施例５と比較例３との対比から、本実施形態の接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度は、シランカップリング剤を含むが架橋剤を含まない接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度の１．４８〜１．６９倍および１．４２倍であった。また、実施例１〜実施例４と比較例２との対比および実施例５と比較例４との対比から、本実施形態の接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度は、エポキシ樹脂を含む接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度の１．４０〜１．６０倍および１．８１倍であった。このように、本実施形態の接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度は、シランカップリング剤を含むが架橋剤を含まない接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体またはエポキシ樹脂を含む接着剤組成物を用いて作製されたシール構造体の接着強度に比べて１．４０倍以上の高い接着強度を有することが分かった。

【0071】

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0072】

１０ シール構造体、１１ 金属製支持体、１１ｃ 溝、１２ 接着剤組成物、１３ フッ素系エラストマー。

【図1】

【図2】