CN108690529A - 导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法 - Google Patents
导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108690529A CN108690529A CN201810268894.0A CN201810268894A CN108690529A CN 108690529 A CN108690529 A CN 108690529A CN 201810268894 A CN201810268894 A CN 201810268894A CN 108690529 A CN108690529 A CN 108690529A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive adhesive
- conductive
- particle
- peroxide
- methyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
- C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
- C09J4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09J159/00 - C09J187/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/06—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Abstract
本发明提供导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法,提供:可以形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性的连接结构体的导电性粘接剂、该导电性粘接剂的固化物、包含使用该导电性粘接剂电连接的构件的电子部件和使用该导电性粘接剂的电子部件的制造方法。一种导电性粘接剂,其特征在于,其为利用热压接使构件彼此进行各向异性导电粘接的、包含导电颗粒的导电性粘接剂,前述导电颗粒的配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%,下述式(1)所示的前述导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下(式(1)中,D50为0.1~20μm。)。优选还包含10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物。跨度值=(D90‑D10)/D50····(1)
Description
技术领域
本发明涉及导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法。
背景技术
随着近年来的由电子设备的轻薄短小化带来的印刷电路板的高密度化,作为用于电子部件的电连接、例如电路板与电子元件的电连接、电路板之间的电连接的技术,推进了导电性粘接剂的开发、改进(例如专利文献1、2)。这样的导电性粘接剂通过涂布于希望电连接的构件之间并进行加热压接,能够以轻量且节省空间的方式进行电连接。
具体而言,导电性粘接剂本身为绝缘性,但利用加热压接使导电性粘接剂中所含有的导电颗粒夹持于电极之间并被按压而形成导电的路径。其结果,使构件之间的电连接成为可能。另一方面,对于加热压接后也未夹持于电极之间且未施加压力的区域,导电颗粒保持分散的状态,故能够维持绝缘性。由此,成为所谓的各向异性导电性的连接结构体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-216770号公报
专利文献2:日本特开2013-045650号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于使用上述那样的导电性粘接剂而形成的各向异性导电性的连接结构体,虽然在未施加压力的区域中能够维持绝缘性,但由于该区域中存在导电颗粒,故必须赋予优异的耐电压性。
而且另一方面,对于这样的连接结构体,导电性粘接剂中所含的导电颗粒夹持于电极间并被按压而形成导电的路径,能稳定地进行电连接,即,需要优异的导电连接可靠性。然而,伴随着最近的电子设备的精密化、薄膜化,难以兼顾窄间距的微细的电极中的耐电压性与导电连接可靠性。
因此,本发明的目的在于,提供:能形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性的各向异性导电性的连接结构体的导电性粘接剂、该导电性粘接剂的固化物、包含使用该导电性粘接剂电连接的构件的电子部件和该电子部件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等鉴于上述情况,进行了深入研究,结果发现:通过以特定的配混比率配混粒度分布的跨度值处于特定的范围的导电颗粒,可以解决上述课题,至此完成了本发明。
即,本发明的导电性粘接剂的特征在于,其为利用热压接使构件彼此进行各向异性导电粘接的、包含导电颗粒的导电性粘接剂,前述导电颗粒的配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%,下述式(1)所示的前述导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下。
跨度值=(D90-D10)/D50····(1)
(式(1)中,D50为0.1~20μm。)
本发明的导电性粘接剂优选的是,还包含过氧化物。
本发明的导电性粘接剂优选的是,前述过氧化物的10小时半衰期温度为50℃以下。上述情况下,本发明的导电性粘接剂优选的是,前述导电颗粒为低熔点焊料颗粒,且用于在前述低熔点焊料颗粒的熔点以下的温度下进行热压接的低温粘接。
本发明的导电性粘接剂优选的是,前述导电颗粒为低熔点焊料颗粒。
本发明的导电性粘接剂优选的是,还包含有机成分。
本发明的导电性粘接剂优选的是,前述有机成分含有:含烯属不饱和基团的化合物和有机粘结剂。
本发明的导电性粘接剂优选的是,前述有机成分(在包含溶剂的情况下,排除溶剂)中的烯属不饱和键当量为260~1000。
本发明的固化物的特征在于,其是将前述导电性粘接剂固化而得到的。
本发明的电子部件的特征在于,包含使用前述导电性粘接剂电连接的构件。
本发明的电子部件的制造方法的特征在于,通过涂布前述导电性粘接剂并进行热压接而使构件彼此导电粘接。
发明的效果
根据本发明,提供:能形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性的各向异性导电性的连接结构体的导电性粘接剂;该导电性粘接剂的固化物;和,包含使用该导电性粘接剂电连接的构件的电子部件和该电子部件的制造方法。
具体实施方式
本发明的导电性粘接剂的特征在于,其为利用热压接使构件彼此进行各向异性导电粘接的、包含导电颗粒的导电性粘接剂,前述导电颗粒的配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%,上述式(1)所示的前述导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下。
可知:虽然认为以0.01~3.5体积%这样少量配混导电颗粒时,由于导电颗粒不足而无法确保充分的导电性,但实际上不会产生显著的导电性降低,耐电压提高。详细机理尚未明确,但可以认为:通过减少导电颗粒的配混比率,虽然电极之间的导电颗粒变少,但是由此随着热压接时对夹持于电极之间的每一个导电颗粒施加的压力增加,导电颗粒的压扁情况(加压方向(Z轴方向)的一维收缩与X-Y方向的二维伸长)增加,夹持于电极之间的每一个导电颗粒与电极接触的面积增加,从而能够确保导电性。另一方面,可以认为:通过减少导电颗粒的配混比率,在非电连接部位,由于分散的导电颗粒的浓度变低而绝缘性提高,在X-Y方向相邻的电极之间的耐电压性提高。
进而,使导电颗粒的配混比率少至0.01~3.5体积%、且使导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下时,意外地可知:即使为将电极间距(L/S)为50/50(μm)那样的窄间距的电极彼此电连接那样的连接结构体,也可以兼顾优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性。
此处,前述导电颗粒的粒度分布的跨度值是指,表示粒度分布的尖锐性的值,在利用激光衍射法的其粒度分布测定结果的累积颗粒量曲线中,根据其累积量占10%、50%、90%时的粒径D10、D50、D90,成为由式(D90-D10)/D50求出的表示粒度分布的波动的指标的值。
另外,前述导电颗粒的配混比率(体积%)如下算出:依据JIS K-5400,使用100ml的比重杯,利用包含所测定的导电颗粒以外的成分的组合物(粘接剂)的比重和导电颗粒的真比重,以下述式算出。
(式)
导电颗粒的配混比率(体积%)=100×(导电颗粒的配混量/导电颗粒的真比重)/((导电颗粒的配混量/导电颗粒的真比重)+(导电颗粒以外的组合物的配混量/导电颗粒以外的组合物的比重))
而且最近,进行了使用耐热温度低的聚碳酸酯、PET等作为基材、或者将耐热温度低的传感器等电子部件电连接并搭载于基材上的操作。然而,对于上述现有技术的导电粘接剂,通过低温且迅速的热压接将耐热温度低的基材、电子部件进行电连接并粘接是困难的。而且以往,对于包含低熔点焊料颗粒的导电性粘接剂的导电连接,一般在通常熔点以上的温度下进行热压接。然而,发明人等以少的低熔点焊料颗粒的配混量进行了研究,结果发现:通过与压接同时地使其迅速地进行固化反应,意外地在低熔点焊料颗粒的熔点以下即低温度区域以低熔点焊料颗粒碎裂的状态也被粘接固化,能进行导电连接。即,为了在低熔点焊料颗粒的熔点以下即低温度区域也能迅速地进行固化反应,本申请发明中,优选含有10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物,其结果,在低熔点焊料颗粒的熔点以下即低温区域也能进行导电连接。还认为:使用这样的半衰期温度低的过氧化物的情况下,反应性提高,因此导电颗粒被充分压接前导电性粘接剂会固化,由此导电连接反而变困难,但本发明中,如上述,能进行导电连接。
以下,对本发明的导电性粘接剂所含有的成分进行详述。
(导电颗粒)
本发明的导电性粘接剂如上述含有导电颗粒作为特征构成成分。
本发明中,导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下,优选2.0以下,更优选0.01~1.2、进一步优选0.05~1.05、最优选0.1~0.9。跨度值为3.0以下时,能进行导电连接不良更少的连接,故优选。跨度值的下限没有特别限定,从容易制造的观点出发,优选0.01以上。
此处,式(1)中的D50为0.1~20μm、优选1~15μm、更优选2~15μm、进一步优选3~10μm、最优选4~8μm。通过使D50为20μm以下,即使为微细的部位也能进行充分的导电连接。另一方面,通过使D50为0.1μm以上,可以抑制导电性粘接剂中的导电颗粒的聚集。
D90优选1~60μm、更优选5~30μm、进一步优选9~15μm。通过使D90为60μm以下,即使为微细的部位也能确保充分的绝缘性。另一方面,通过使D90为1μm以上,可以抑制导电性粘接剂中的导电颗粒的聚集。
D10优选0.01~20μm、更优选0.1~10μm、进一步优选1~6μm。通过使D10为20μm以下,即使为微细的部位也能确保充分的绝缘性。另一方面,通过使D10为0.01μm以上,可以抑制导电性粘接剂中的导电颗粒的聚集。
式(1)中的(D90-D10)优选10μm以下,更优选6.0μm以下。
另外,本发明中,导电颗粒的配混比率在导电性粘接剂中、以固体成分换算为0.01~3.5体积%、优选0.1~3.0体积%、更优选0.1~2.5体积%、进一步优选0.1~2.0体积%。通过设为这样的范围,可以在不产生导电性降低的情况下提高耐电压性,其结果,可以兼顾导电性和耐电压。
本发明中,该导电颗粒具有通过夹持于电极间从而使构件彼此电连接的功能。此处,导电颗粒是指,体积电阻率为1×106Ω·cm以下的物质的颗粒,没有特别限定。
例如,作为该导电颗粒,可以举出Au、Ag、Ni、Cu、Pd、和后述的低熔点焊料颗粒、碳颗粒等。该导电颗粒可以为用金属层覆盖作为核的玻璃、陶瓷、塑料等非导电性的颗粒的复合颗粒、具有前述非导电性颗粒和金属颗粒或碳颗粒的复合颗粒。该导电颗粒为上述复合颗粒或热熔融性的金属颗粒时,由于加热加压而导电颗粒变形,因此,连接时与电极的接触面积增加,可以得到特别高的可靠性。需要说明的是,作为该导电颗粒,也可以使用覆银的铜颗粒、具有微细的金属颗粒为多数且连接为链状的形状的金属颗粒。
作为这样的导电颗粒,优选热熔融性的导电颗粒,特别优选使用在170℃以下、以2MPa以下的热压接会熔融那样的导电颗粒,其中,更优选低熔点焊料颗粒。
此处,低熔点焊料颗粒是指,熔点为200℃以下,优选170℃以下,更优选150℃以下的焊料颗粒。
另外,作为低熔点焊料颗粒,优选不含铅的焊料颗粒,该不含铅的焊料颗粒是指,JIS Z 3282(焊料-化学成分和形状)中规定的、铅含有率0.10质量%以下的焊料颗粒。
作为不含铅的焊料颗粒,适合使用由选自锡、铋、铟、铜、银、锑中的1种以上的金属构成的低熔点焊料颗粒。从成本、操作性、接合强度的均衡性的观点出发,特别优选使用锡(Sn)与铋(Bi)的合金。
这样的低熔点焊料颗粒中的Bi的含有比率在15~65质量%、优选35~65质量%、更优选55~60质量%的范围内适宜选择。
通过使Bi的含有比率为15质量%以上,该合金在约160℃下开始熔融。进而,使Bi的含有比率增加时,熔融开始温度逐渐降低,在20质量%以上时熔融开始温度成为139℃,在58质量%成为共晶组成。因此,通过使Bi的含有比率为15~65质量%的范围,可以充分得到低熔点化效果,结果即使为低温也可以得到充分的导通连接。
以上说明的导电颗粒优选球状。此处,球状的导电颗粒是指,在能确认导电颗粒的形状的倍率下,包含90%以上的球状粉的长径与短径的比为1~1.5的导电颗粒。
另外,导电颗粒的氧量优选100~2000ppm、更优选250~1400ppm、进一步优选400~850ppm。
本发明的导电性粘接剂只要为以固体成分换算为0.01~3.5体积%的配混比率包含导电颗粒、前述导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下的树脂组合物就没有特别限定,作为导电颗粒以外的其他成分,可以举出导电性粘接剂中能使用的公知常用的成分。
具体而言,可以举出后述的树脂成分、过氧化物、触变性赋予剂、湿润分散剂、消泡剂等。
(树脂成分)
作为树脂成分,可以使用公知常用的热固化型、热熔融型、紫外线固化型、湿气固化型的树脂中的至少任一种。这些树脂当中,从基于热压接使电连接容易的方面出发,优选热固化型。作为热固化型的树脂,可以举出丙烯酸酯树脂等含烯属不饱和基团的化合物、环氧树脂等。其中,特别优选含烯属不饱和基团的化合物。
(含烯属不饱和基团的化合物)
本发明的导电性粘接剂优选含有含烯属不饱和基团的化合物。含烯属不饱和基团的化合物特别优选为能作为反应性稀释剂使用的单体、低聚物。
通过配混这样的具有烯属不饱和键的化合物,可以容易得到即使以例如170℃以下、2MPa以下这样的低温、低压下也能够热压接的导电性粘接剂。
作为含烯属不饱和基团的化合物,可以使用1种或将2种以上的化合物混合而使用,可以优选使用单官能或多官能的含(甲基)丙烯酰基的化合物。本申请说明书中,(甲基)丙烯酰基是指统称丙烯酰基以及甲基丙烯酰基的用语,对于其他类似的表达也是同样的。
作为这种含(甲基)丙烯酰基的化合物,例如可以使用:取代或非取代的脂肪族丙烯酸酯、脂环式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含杂环的丙烯酸酯、以及它们的环氧乙烷改性丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、以及与这些相对应的甲基丙烯酸酯类等。
更具体而言,作为单官能的含(甲基)丙烯酰基的化合物,可以使用:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸丙三醇单酯等脂肪族(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、4-(甲基)丙烯酰氧基三环[5.2.1.02,6]癸烷、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯等芳香族(甲基)丙烯酸酯、脂肪族环氧改性(甲基)丙烯酸酯等改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸酯、γ-(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷等。
另外,作为多官能的含(甲基)丙烯酰基的化合物,可以使用:双酚-A-二(甲基)丙烯酸酯、环氧烷改性双酚-A-二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双[4-(甲基)丙烯酰氧基甲基]三环[5.2.1.02,6]癸烷、双[4-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基氧基苯基]丙烷、异佛尔酮二异氰酸酯改性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、六亚甲基二异氰酸酯改性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、低聚硅氧烷基二(甲基)丙烯酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯改性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三烯丙基酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等。
此外,还可以使用以下化合物。
(1)借助2,4-甲苯二异氰酸酯使(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯与液态聚丁二烯的羟基进行氨基甲酸酯加成反应而得到的液态聚丁二烯氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯;
(2)使2-羟基丙烯酸酯与加成有马来酸酐的马来酸酐化聚丁二烯进行酯化反应而得到的液态聚丁二烯丙烯酸酯;
(3)通过聚丁二烯的羧基与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的环氧酯化反应而得到的液态聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯;
(4)通过使环氧化剂作用于液态聚丁二烯而得到的环氧化聚丁二烯与(甲基)丙烯酸的酯化反应而得到的液态聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯;
(5)通过具有羟基的液态聚丁二烯与(甲基)丙烯酰氯的脱氯反应而得到的液态聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯;以及
(6)将使分子两末端具有羟基的液态聚丁二烯的双键加氢后的液态氢化1,2聚丁二烯二醇进行氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯改性而得到的液态氢化1,2聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯。
作为这些市售品的例子,可举出:NISSO PB TE-2000、NISSO PB TEA-1000、NISSOPB TE-3000、NISSO PB TEAI-1000(以上均为NIPPON SODA CO.,LTD.制);MM-1000-80、MAC-1000-80(以上均为日本石油化学株式会社制);Poly beck ACR-LC(Japan Finechem Inc.制);HYCAR VT VTR 2000×164(UBE INDUSTRIES,LTD.制);Quinbeam101(ZeonCorporation制);Chemlink5000(SARTOMER Corporation制);BAC-15(OSAKA ORGANICCHEMICAL INDUSTRY LTD.制);BAC-45(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.制);UAT-2000(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制);Epolead PB-3600(DAICEL CHEMICALINDUSTRIES,LTD.制);EY RESIN、BR-45UAS(Light Chemical Industries Co.,Ltd.制)等。
这些含(甲基)丙烯酰基的化合物中,特别优选:丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸酯、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯。
需要说明的是,本发明中,从抑制热压接时的涂膜中的气泡的发生的观点出发,含烯属不饱和基团的化合物的80℃下的重量损失率优选5%以下,更优选3%以下,特别优选1%以下。另外,90℃下的重量损失率优选10%以下,更优选5%以下,特别优选1%以下。进而,100℃下的重量损失率优选20%以下,更优选10%以下,特别优选3%以下。具体而言,可以举出丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、苯酚EO改性丙烯酸酯、邻苯基苯酚EO改性丙烯酸酯、对枯基苯酚EO改性丙烯酸酯、壬基苯酚EO改性丙烯酸酯、N-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷PO改性三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯等,优选可以举出丙烯酸苯氧基乙酯、苯酚EO改性丙烯酸酯、邻苯基苯酚EO改性丙烯酸酯、N-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺。另外,含烯属不饱和基团的化合物的25℃下的粘度更优选50dPa·s以下。
通过使用这样的含烯属不饱和基团的化合物,可以使本发明的导电性粘接剂的导电性粘接剂的反应峰温度下的重量损失率为5%以下,其结果,可以有效地防止热压接时的气泡发生。此处,导电性粘接剂的反应峰温度是指,使用差热-热重测定(以下,简称为“TG/DTA测定”)装置,以升温速度5℃/秒、30~200℃测定的DTA曲线中的峰温度。需要说明的是,存在2个以上峰的情况下,是指最初的峰温度。
以上说明的含烯属不饱和基团的化合物优选在导电性粘接剂中以排除溶剂的有机成分中的烯属不饱和键当量成为260~1000的方式进行配混。更优选为260~700、进一步优选为350~700、特别优选为350~550、最优选为400~500。通过使烯属不饱和键当量为260以上,能够抑制固化时所产生的固化收缩,得到充分的粘接强度,并且保存稳定性变良好。另外,通过使烯属不饱和键当量为1000以下,能够得到充分的固化性。在此,烯属不饱和键当量是指以克当量计相对于烯属不饱和键数的质量。在烯属不饱和基团为(甲基)丙烯酰基时,通常称为(甲基)丙烯酸当量。例如,在烯属不饱和基团为(甲基)丙烯酰基时,定义为每1个(甲基)丙烯酰基的有机成分(在包含溶剂的情况下排除溶剂)的质量。即,烯属不饱和键当量可以通过有机成分(在包含溶剂的情况下排除溶剂)的质量总和除以组合物中的烯属不饱和键的数量来获得。
含烯属不饱和基团的化合物的配混比率相对于导电性粘接剂的总质量优选10~90质量%、更优选30~60质量%、进一步优选35~55质量%、特别优选40~55质量%。通过使含烯属不饱和基团的化合物的配混比率相对于导电性粘接剂的总质量为10质量%以上,可以得到充分的固化性,粘接强度也更良好。另外,通过使含烯属不饱和基团的化合物的配混比率相对于导电性粘接剂的总质量为90质量%以下,固化收缩被抑制,粘接强度也变良好。
(有机粘结剂)
对于本发明的导电性粘接剂,在含有前述含烯属不饱和基团的化合物作为树脂成分的情况下,优选还含有除前述化合物以外的有机粘结剂。通过添加有机粘结剂,能够缓和热固化时所产生的应力,进一步提高粘接强度。
有机粘结剂是指有机树脂成分,可以使用公知常用的天然树脂、合成树脂。作为这种有机粘结剂,可以使用:纤维素、以及松香等天然树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氟树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、乙缩醛(acetal)树脂、丁缩醛树脂等合成树脂。其中,优选使用丙烯酸类树脂、丁缩醛树脂、饱和聚酯树脂,更优选为饱和聚酯树脂。
作为丙烯酸类树脂的具体例,可举出:Clarity系列(KURARAY CO.,LTD制)的Clarity LA2330等。
作为丁缩醛树脂的具体例,可举出:积水化学S-LEC系列(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD.制)的S-LEC BL-1、BL-1H、BL-2、BL-2H、BL-5、BL-10、BL-10、BL-S、BL-L等。
作为饱和聚酯树脂的具体例,可举出:东洋纺Vylon系列(东洋纺绩株式会社制)的Vylon 200、220、240、245、270、280、290、296、300、337、500、530、550、560、600、630、650、BX1001、GK110、130、140、150、180、190、250、330、590、640、680、780、810、880、890等。
有机粘结剂优选的是使用在室温(25℃)、大气压下为固态的物质。通过使用固态的有机粘结剂,能够变得容易维持导电性粘接剂的固化后的强度。优选的是,有机粘结剂的Tg(玻璃化转变温度)优选为-20~150℃、更优选为0~120℃、进一步优选为10~70℃。
有机粘结剂的分子量优选为1000~100000、更优选为3000~80000、进一步优选为5000~60000。若分子量为1000以上,则能够应力松弛而不会在固化时渗出,若为100000以下,则能够容易与含烯属不饱和基团的化合物相容且得到充分的流动性。
有机粘结剂的配混比率相对于导电性粘接剂的总质量优选1~90质量%、更优选3~60质量%、进一步优选5~60质量%、进一步优选10~50质量%、进一步优选25~45质量%、特别优选35~40质量%。
(过氧化物)
对于本发明的导电性粘接剂,在含有含烯属不饱和基团的化合物作为树脂成分的情况下,优选含有过氧化物作为聚合引发剂。过氧化物作为含烯属不饱和基团的化合物那样的树脂成分的聚合引发剂发挥作用。通过过氧化物,可引发含烯属不饱和基团的化合物的自由基反应等。其结果,导电性粘接剂固化,可以提高电子部件中的构件彼此的粘接力。
对于前述过氧化物,包含液态以及粉末的过氧化物,作为具体例,可举出以下材料。
甲基乙基酮过氧化物、环己酮过氧化物、以及乙酰丙酮过氧化物等酮过氧化物;1,1-二(叔己基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧基)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧基)-2-甲基环己烷、以及1,1-二(叔丁基过氧基)环己烷等过氧缩酮;2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、正丁基4,4-二-(叔丁基过氧基)戊酸酯、以及2,2-二(4,4-二-(叔丁基过氧基)环己基)丙烷等过氧缩酮;对薄荷氢过氧化物、二异丙基苯氢过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、过氧化氢异丙苯、以及叔丁基氢过氧化物等氢过氧化物;二(2-叔丁基过氧基异丙基)苯、二枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、叔丁基枯基过氧化物、二叔己基过氧化物、二叔丁基过氧化物、以及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔-3等二烷基过氧化物;二异丁基过氧化物、二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、二月桂酰基过氧化物、二琥珀酸过氧化物、二-(3-甲基苯甲酰基)过氧化物、苯甲酰基(3-甲基苯甲酰基)过氧化物、二苯甲酰基过氧化物、以及二-(4-甲基苯甲酰基)过氧化物等二酰基过氧化物;过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、过氧化二碳酸二仲丁酯等过氧化二碳酸酯;过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧基-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧基)己烷、过氧化2-乙基己酸叔己酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧基)己烷、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化-3-甲基苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、以及叔丁基过氧化烯丙基单碳酸酯等过氧化酯、以及3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧基羰基)二苯甲酮。
在这些过氧化物中,优选使用液态的过氧化物。通过使用液态的过氧化物,可以得到保存稳定性也优异的导电性粘接剂。在此,液态的过氧化物是指在室温(25℃)、大气压下为液态的过氧化物。
通常,在热固化性的树脂组合物中,通过配混粉末的固化剂来赋予作为潜在性固化剂的功能,但在含有前述含烯属不饱和基团的化合物时,意外地发现,通过使用液态的过氧化物,能够提高导电性粘接剂的保存稳定性。其结果,由于液态的过氧化物,在导电性粘接剂中能够良好地分散,相对于含烯属不饱和基团的化合物能够良好地发挥作用而促进固化。
作为液态的过氧化物,例如可举出:甲基乙基酮过氧化物、环己酮过氧化物、以及乙酰丙酮过氧化物等酮过氧化物;1,1-二(叔己基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧基)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧基)-2-甲基环己烷、以及1,1-二(叔丁基过氧基)环己烷等过氧缩酮;2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、正丁基4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸酯、以及2,2-二(4,4-二(叔丁基过氧基)环己基)丙烷等过氧缩酮;对薄荷氢过氧化物、二异丙基苯氢过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、过氧化氢异丙苯、以及叔丁基氢过氧化物等氢过氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、叔丁基枯基过氧化物、二叔己基过氧化物、二叔丁基过氧化物、以及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔-3等二烷基过氧化物;二异丁基过氧化物、二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、二(3-甲基苯甲酰基)过氧化物、以及苯甲酰基(3-甲基苯甲酰基)过氧化物、二苯甲酰基过氧化物等二酰基过氧化物;过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、过氧化二碳酸二仲丁酯等过氧化二碳酸酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧基-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧基)己烷、过氧化2-乙基己酸叔己酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔己酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化-3-甲基苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、以及叔丁基过氧化烯丙基单碳酸酯等过氧化酯、以及3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧基羰基)二苯甲酮。
其中,本发明中,作为优选的过氧化物,可举出:1,1-二(叔己基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧基)环己烷、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸酯等过氧缩酮;1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物等氢过氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、叔丁基枯基过氧化物、二叔己基过氧化物、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔-3等二烷基过氧化物;二酰基过氧化物、过氧化碳酸酯、以及过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁基酯、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、过氧化-3,3,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔己酯、过氧化-3-甲基苯甲酸叔丁酯、以及过氧化苯甲酸叔丁酯等过氧化酯。另外,在上述特别优选的过氧化物中,通过使用过氧化酯,能够得到优异的密合性。其中,通过使用具有下述结构的烷基过氧化酯,能够得到极其优异的粘接强度。
(式中,R和R’各自独立地表示烷基。)
另外,根据所要求的特性(例如低温速固化性),可以适合使用粉状的过氧化物。例如可以举出双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯等。
对于如上说明的过氧化物,优选的是,使用1分钟半衰期温度为70~150℃、优选为80~140℃、更优选为85~130℃的过氧化物。通过使1分钟半衰期温度为70℃以上,在室温下的使用中能够确保充分的可用时间。另外,通过使1分钟半衰期温度为150℃以下,能够确保充分的固化性。
过氧化物可以单独使用,也可以组合多种使用。
相对于含烯属不饱和基团的化合物100质量份,这样的过氧化物的配混量可以在0.1~20质量份、优选1~10质量份、更优选3~7质量份的范围内适宜选择。通过使过氧化物的配混量相对于含烯属不饱和基团的化合物100质量份为0.1质量份以上,可以确保充分的固化性。通过使过氧化物的配混量相对于含烯属不饱和基团的化合物100质量份为20质量份以下,可以确保充分的密合性。
(10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物)
本发明的导电性粘接剂优选含有10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物。含有优选20~48℃、更优选20℃~45℃的过氧化物。本发明中,通过使用10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物,在低温下也能进行热压接。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物可以为液态也可以为粉末状,作为具体例,可以举出以下的材料。
二异丁酰基过氧化物等二酰基过氧化物、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸二仲丁酯等过氧化二碳酸酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯等过氧化酯。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物优选具有碳酸酯骨架、更优选具有二碳酸酯骨架。另外,作为前述具有二碳酸酯骨架的过氧化物,优选下述结构式所示的过氧化物。
R1-O-(C=O)-O-O-(C=O)-O-R2
(上述式中,R1和R2各自独立地表示碳数1~20的烷基、或任选被碳数1~20的烷基取代的碳数5~7的环烷基。)
上述式中,作为R1和R2能取的碳数1~20的烷基,可以举出甲基、乙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
上述式中,作为R1和R2能取的任选被碳数1~20的烷基取代的碳数5~7的环烷基,可以举出被甲基、乙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等烷基取代的环己基等。
作为上述结构式所示的过氧化物,例如可以举出过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸二仲丁酯等。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的1分钟半衰期温度优选110℃以下、更优选20~95℃。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的1小时半衰期温度优选70℃以下、更优选20~60℃。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物可以单独使用,也可以将多种组合而使用。
前述10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的配混比率相对于排除导电颗粒的导电性粘接剂优选0.01~30质量%、更优选0.1~15质量%、特别优选0.3~10质量%。
配混比率如果为0.01质量%以上,则可以进行充分的固化,如果为30质量%以下,则可以得到充分强度的固化物。
对于本发明的导电性粘接剂,配混10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物,形成在低温下能进行导电连接的导电性粘接剂的情况下,也可以在不有损该效果的范围内,含有10小时半衰期温度高于50℃的过氧化物。
(触变性赋予剂)
本发明的导电性粘接剂优选配混触变性赋予剂。通过配混触变性赋予剂,能够防止比重高的导电颗粒的沉降。触变性赋予剂可以使用1种或混合2种以上使用。
作为触变性赋予剂,可以使用公知常用的触变性赋予剂,例如可以使用膨润土、蜡、硬脂酸金属盐、改性脲、二氧化硅等。它们当中,优选二氧化硅。前述二氧化硅优选为无定形二氧化硅、进一步优选为一次颗粒的平均粒径为50nm以下的无定形二氧化硅、特别优选为使表面进行了疏水化处理的疏水性无定形二氧化硅。
在导电性粘接剂中,这样的触变性赋予剂的配混比率在以固体成分换算计优选0.01~20质量%、更优选0.1~10质量%、进一步优选1~5质量%的范围内适宜选择。通过使配混比率为0.01质量%以上,可以防止比重高的导电颗粒的沉降,通过设为20质量%以下,密合性变得更良好。
(湿润分散剂)
本发明的导电性粘接剂优选配混润湿分散剂。通过配混润湿分散剂,导电颗粒的分散变得良好且能够防止因聚集而导致粗粒的产生。湿润分散剂可以使用1种或混合2种以上使用。
作为润湿分散剂,可以使用公知常用的润湿分散剂,例如可以使用脂肪族羧酸、脂肪族羧酸盐、高级醇硫酸酯、烷基磺酸、磷酸酯、聚醚、聚酯羧酸、它们的盐类。它们当中,优选磷酸酯。
这样的湿润分散剂的配混比率在导电性粘接剂中、以固体成分换算计优选0.01~5质量%。更优选0.05~3质量%、进一步优选0.1~3质量%、进一步优选0.1~1质量%、最优选0.15~0.45质量%。本发明的导电性粘接剂含有10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的情况下,在导电性粘接剂中、以固体成分换算计优选0.01~5质量%、更优选0.1~3质量%。通过使配混比率为0.01质量%以上,可以得到湿润分散效果,通过使配混比率为5质量%以下,可以得到良好的涂膜特性。
(消泡剂)
本发明的导电性粘接剂优选配混消泡剂。通过配混消泡剂,能够抑制气泡的产生且能够防止空隙的产生。消泡剂可以使用1种或混合2种以上使用。
作为消泡剂,可以使用公知常用的消泡剂,例如可以使用有机硅树脂、改性有机硅树脂、有机高分子聚合物、有机低聚物等。它们当中,优选有机高分子聚合物、有机低聚物,更优选乙烯基醚的聚合物。
这样的消泡剂的配混比率在导电性粘接剂中、在以固体成分换算计优选0.01~10质量%、更优选0.1~5质量%、进一步优选0.5~3质量%的范围内适宜选择。通过使配混比率为0.01质量%以上,可以防止空隙的发生,通过使配混比率为10质量%以下,密合性变得更良好。
(其他成分)
本发明的导电性粘接剂可以根据需要配混流平剂等公知常用的添加剂。另外,为了抑制导电性粘接剂的渗出、使密合性提高等,也可以配混树脂颗粒。树脂颗粒优选使用球状的树脂颗粒,也可以使用所谓的树脂珠。
需要说明的是,本发明的导电性粘接剂优选不含溶剂。此处,“不使用溶剂”是指,导电性粘接剂实质上不含溶剂,导电性粘接剂的、基于150℃加热30分钟的质量的减少与加热前的质量相比为5质量%以下、优选3质量%以下。
以上说明的本发明的导电性粘接剂可以将上述各成分以规定的配混比率配混搅拌、用公知常用的方法而制造。本发明中,特别优选实施真空搅拌处理。通过真空搅拌处理,将导电性粘接剂进行减压脱泡,因此,导电性粘接剂中的气泡、水和低沸点的杂质被去除,可以进一步抑制加热后的气泡的发生、和源于其的密合强度的降低。
另外,本发明的导电性粘接剂可以适合用于电子部件中的构件彼此的电连接。例如,可以用于:将电视等显示器用的玻璃基板与柔性印刷电路板(FPC:Flexible PrintedCircuits)电连接的FOG(Flex on Glass)连接、将LSI芯片、液晶画面等的控制用IC直接连接在玻璃基板上的透明电极等上的、所谓的COG(Chip on Glass)连接、将LSI芯片等安装在刚性印刷电路板上的COB(Chip on Board)连接或将LSI芯片等安装在柔性印刷电路板上的COF(Chip on Flex)连接、将柔性印刷电路板与刚性印刷电路板连接的FOB(Flexon Board)连接、将柔性印刷电路板彼此连接的FOF(Flex on Flex)连接等、玻璃基板、印刷电路板与电子元件的电连接、印刷电路板彼此的电连接。其中,优选用于刚性印刷电路板与柔性印刷电路板的电连接。也可以适合用于触摸面板、液晶显示器的驱动用的布线的电连接。另外,也可以适合用于智能手机、平板终端、可佩带式终端中的电连接。进而,由于高频特性良好,因此也可以适合用于要求有高频特性的电子设备中的电连接。
特别是对于本发明的导电性粘接剂,在电子部件中的构件彼此的电连接中,即使电极间距(L/S)窄,也可以形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性的连接结构体。其结果,本发明的导电性粘接剂在电极间距(L/S)的L和S均为200μm以下、100μm以下、75μm以下、50μm以下的情况下均可以应用。
本发明的导电性粘接剂含有10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的情况下,在低温下也能进行导电连接,因此,可以适合用于低温粘接用。所使用的基材没有特别限定,例如可以为热变形温度(JIS K7206)为200℃以下,进而150℃以下那样的耐热性更低的基材。例如也可以适合用于与作为基材的耐热性低的聚碳酸酯(热变形温度JIS K720618.6kgfcm-2129~140℃)、PET(热变形温度JIS K7206 18.6kgfcm-2 37.7~41℃)进行导电连接的情况。另外,也可以适合用于将耐热性低(Tjmax≤150℃(Tjmax:最大接线温度))的传感器部件等电子部件电连接在基材上并搭载的情况。另外,也可以适合用于通过热压接将传感器部件电连接的情况。
此处,本发明中“耐热性”是指,使基材处于高温状态时,变形、结构上的缺陷、导通、介电强度(dielectric strength)或介电常数等电特性、物理特性的降低不易产生的性能。
另外,本发明中“传感器”是指,检测图像、指纹、温度、压力、声音等信息的元件、或装置。例如可以举出相机模块的CMOS、CCD传感器、检测指纹、静脉的生物体认证用传感器、测定心率、血压的重要传感器、用于定位的红外线传感器、超声波传感器、检测接触的感压传感器、检测热的物质的热传感器、用于感知角度的陀螺传感器等。
本发明的导电性粘接剂含有10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的情况下,可以适合用于在导电颗粒的熔点以下的温度下进行导电连接的低温粘接用,例如即使导电颗粒为低熔点焊料颗粒(熔点=139℃)的情况下,在熔点以下的温度、例如120℃下也能进行导电连接。
使用本发明的导电性粘接剂的电子部件中的构件彼此的电连接例如可以通过以下方法进行。
首先,将本发明的导电性粘接剂通过基于丝网网格、金属掩模的涂布、或者通过分配器等涂布装置涂布在印刷电路板等中的连接构件的电连接部位。此处,该涂布的方法没有特别限定,可以使用公知常用的方法。
接着,确认到在连接部位充分供给导电性粘接剂后,将被连接构件(部件)载置于连接构件(基板)的连接部位,在规定温度、规定压力下进行热压接来进行固化。由此,可以使连接构件(基板)与被连接构件(部件)进行电连接。
根据本发明的导电性粘接剂,通过使导电颗粒的配混比率为0.01~3.5体积%,夹持于电极的导电颗粒的数量变少,对导电颗粒施加的压力增大,因此即使在低温且低压力下、具体而言为170℃以下、进一步为150℃以下、且2.0MPa以下、1.5MPa以下、进一步为1.0MPa以下的热压接也能够使构件彼此进行各向异性导电粘接。其结果,即使在150℃、0.8MPa这样相当低温且低压力下,也能够容易进行各向异性导电粘接。
另外,本发明的导电性粘接剂配混10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的情况下,在更低温且低压力的热压接下也能将构件彼此各向异性导电粘接。热压接时的温度没有特别限定,例如可以在170℃以下,进而150℃以下的温度下进行热压接,也可以在130℃以下、进而120℃以下、110℃以下、100℃以下、90℃以下那样的相当低温下进行热压接。另外,热压接优选在60℃以上进行,更优选在80℃以上进行。另外,热压接时的压力也没有特别限定,可以在2.0MPa以下、进而1.5MPa以下、1.0MPa以下的低压力下进行热压接。
实施例
以下,通过实施例对本发明进一步进行具体说明,但本发明并不限定于这些实施例。另外,在没有特别声明的情况下,“份”、“%”为质量基准。
(导电性粘接剂的制备)
以下述表3、4所示的配混比率(质量比)将各成分配混搅拌,制备实施例和比较例的导电性粘接剂。需要说明的是,使用下述表1所示的跨度值的低熔点焊料颗粒作为导电颗粒B-1~B-6。
需要说明的是,粒度分布的测定在下述测定装置和测定条件下进行。
测定装置:激光衍射/散射式粒径分布测定装置
LA-950V2(堀场制作所制)
测定单元:干式单元
测定模式:单次模式
测定范围:0.1μm~3000μm
粒径基准:体积基准
折射率:2.00-0.00i(推定法)
压缩空气:0.3MPa
试样前处理:无
[表1]
(实施例1~6、比较例1、2)
(导电连接可靠性的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚度:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例1~6和比较例1、2的各导电性粘接剂涂布在刚性基板(基材:FR-4、电极宽度:50μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.1mm、コ字型电极数140、直线型电极1、闪镀Au处理)上。接着,将柔性基板(宽度:16mm、基材:聚酰亚胺、电极宽度:50μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.1mm、コ字型电极数140、直线型电极数1、闪镀Au处理)载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。在该载置时,将刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置以形成菊花链的方式对准,并以两者电极的重叠长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、150℃、6秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作具有140个电连接部位的菊花链电路试验片。
将通过上述方法得到的试验片加热,将压接部剥离后,将刚性基板的电极部用丙酮清洗。
对于上述清洗过的电极部(コ字型电极数140、直线型电极1)的中央,使用显微镜(株式会社KEYENCE VHX-5000500倍观察区域纵542×横722μm),观察7根电极,确认电极长度方向540μm上的导电性颗粒的附着有无,将无附着的电极作为NG端子。以10张试验片进行该作业,计数相对于共计70根端子的NG端子的数量,对导电连接可靠性进行评价。评价基准如以下所述。
◎:NG端子数为0根
○:NG端子数为1~2根
Δ:NG端子数为3~4根
×:NG端子数为5根以上
(耐电压的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例1~6和比较例1、2的各导电性粘接剂涂布于下述表2的条件的刚性基板α~γ(基材均为:FR-4、闪镀Au处理)上。接着,将以下的条件的柔性基板α~γ(基材均为:聚酰亚胺、闪镀Au处理)分别载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。该载置时,将刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置以能测定耐电压的方式对准,并以两者的电极的重叠长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、150℃、6秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作试验片。
[表2]
基板※ | 间距(μm) | 电极宽度(μm) | 电极长度(mm) | 电极数量 |
α | 200 | 100 | 6 | 71 |
β | 150 | 75 | 6 | 94 |
γ | 100 | 50 | 6 | 140 |
※刚性基板和柔性基板共通的编号
※载置的基板分别是对刚性基板α为柔性基板α、对刚性基板β为柔性基板β、对刚性基板γ为柔性基板γ
耐电压的测定
利用测定仪(Advantest Corporation制造的TR8601 HIGH MEGOHM METER)测定通过上述方法得到的试验片的耐电压。
(密合强度的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚度:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例1~6和比较例1、2的导电性粘接剂涂布于刚性基板(基材:FR-4、电极宽度:100μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.2mm、电极数70、闪镀Au处理)上。接着,将柔性基板(宽度:16mm、基材:聚酰亚胺、电极宽度:100μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.2mm、电极数70、闪镀Au处理)载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。在该载置时,将刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置对准,并以两者电极的重叠的长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、150℃、6秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作试验片。
密合强度的测定
对于由上述方法得到的试验片的密合强度,按照JIS K 6854-1利用胶接检验仪(bond tester)(Nordson Advanced Technology Japan K.K.制造的4000Plus)将柔性基板沿垂直方向剥离而测定并评价。评价基准如以下所述。
○:10N/cm以上
△:5N/cm以上且低于10N/cm
×:低于5N/cm
(导电颗粒的配混比率(体积%)的算出方法)
依据JIS K-5400,使用100ml的比重杯(YOSHIMITSU SEIKI株式会社),测定除低熔点焊料颗粒(焊料粉)以外的组合物(粘接剂)的比重,使用低熔点焊料颗粒(焊料粉)的真比重,以下述式算出体积%。
需要说明的是,42Sn-58Bi的真比重为8.6、除低熔点焊料颗粒(焊料粉)以外的组合物(粘接剂)的比重为1.13。
(式)
导电颗粒的配混比率(体积%)=100×(焊料粉的配混量/焊料粉的真比重)/((焊料粉的配混量/焊料粉的真比重)+(除焊料粉以外的组合物的配混量/除焊料粉以外的组合物的比重))
[表3]
*1:含烯属不饱和基团的化合物(A-1):丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯(TOAGOSEICO.,LTD.制ARONIX M-5700、分子量:222、Tg:17℃、粘度:1.65dPa·s/25℃)
*2:含烯属不饱和基团的化合物(A-2):丙烯酸苯氧基乙酯(KYOEISHA CHEMICALCo.,LTD.制LIGHTACRYLATE PO-A、分子量:192、Tg:-22℃、粘度:0.125dPa·s/25℃)
*3:含烯属不饱和基团的化合物(A-3):脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯(DAICEL-ALLNEX LTD.制EBECRYL270、分子量:1500、Tg:-27℃、粘度:30dPa·s/60℃)
*4:饱和聚酯树脂(东洋纺绩株式会社制Vylon 337、分子量:10000、Tg:14℃)
*5:1,1,3,3-四甲基丁基过氧基-2-乙基己酸酯(NOF CORPORATION制Perocta O、性状:液体、1分钟半衰期温度:124.3℃、10小时半衰期温度:65.3℃)
*6:低熔点焊料颗粒(42Sn-58Bi[42Sn-58Bi组成的球状颗粒])
*7:磷酸酯(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制Light Ester P-2M)
*8:乙烯基醚聚合物(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制FLOWLEN AC-326F)
*9:二氧化硅微粒[比表面积170m2/g](NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制AerosilR974)
*10:L/S=100μm/100μm
*11:L/S=75μm/75μm
*12:L/S=50μm/50μm
*各实施例、比较例的树脂组合物(导电性粘接剂)中所含的、有机成分中的烯属不饱和键当量在实施例1~6、比较例1~2中均为465(实施例、比较例均无溶剂)。
(有机成分中的烯属不饱和键当量的算出方法)
(有机成分的质量总计)/(组合物中的烯属不饱和键的数量)
=90/0.1937=465
由表3所示的结果表明,包含配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%、粒度分布的跨度值为3.0以下的导电颗粒的导电性粘接剂可以形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性的各向异性导电性的连接结构体。
(实施例7~18、比较例3、4)
(固化性的确认和粘接强度的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例7~18和比较例3、4的导电性粘接剂涂布于刚性基板(基材:FR-4、电极宽度:100μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.2mm、电极数70、闪镀Au处理)上。接着,将柔性基板(宽度:16mm、基材:聚酰亚胺、电极宽度:100μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.2mm、电极数70、闪镀Au处理)载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。在该载置时,使刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置对准,以两者的电极的重叠长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、120℃、5秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作试验片。
固化性的确认
将由上述方法得到的试验片的柔性基板部分用镊子夹持,向上方提升,通过刚性基板与柔性基板是否无剥地提升、或是否仅柔性基板被剥离,来确认固化的有无。
粘接强度的测定
对于由上述方法得到的试验片的粘接强度,按照JIS K 6854-1利用胶接检验仪(Nordson Advanced Technology Japan K.K.制4000Plus),将柔性基板沿垂直方向剥离而测定并评价。
(导电连接可靠性的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例7~18和比较例3、4的各导电性粘接剂涂布于刚性基板(基材:FR-4、电极宽度:50μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.1mm、コ字型电极数140、直线型电极1、闪镀Au处理)上。接着,将柔性基板(宽度:16mm、基材:聚酰亚胺、电极宽度:50μm、电极长度:6mm、间距宽度:0.1mm、コ字型电极数140、直线型电极数1、闪镀Au处理)载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。在该载置时,将刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置以形成菊花链的方式对准,并以两者的电极的重叠长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、120℃、5秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作具有140个电连接部位的菊花链电路试验片。
将由上述方法得到的试验片加热,将压接部剥离后,将刚性基板的电极部用丙酮清洗。
对于上述清洗过的电极部(コ字型电极数140、直线型电极1)的中央,使用显微镜(株式会社KEYENCE制VHX-5000 500倍观察区域纵542×横722μm),观察7根电极,确认电极长度方向540μm上导电颗粒的附着有无,将未附着的电极作为NG端子。以10张试验片进行该作业,计数相对于共计70根端子的NG端子的数量,对导电连接可靠性进行评价。评价基准如以下所述。
◎:NG端子数为0根
○:NG端子数为1~2根
△:NG端子数为3~4根
×:NG端子数为5根以上
(耐电压的评价)
试验片的制作
借助金属掩模(掩模厚:80μm、开口:15mm×1mm)用刮刀将由上述制备的实施例7~18和比较例3、4的各导电性粘接剂涂布于下述表2的条件的刚性基板α~γ(基材均为:FR-4、闪镀Au处理)上。接着,将上述柔性基板α~γ(基材均为:聚酰亚胺、闪镀Au处理)分别载置于涂布有导电性粘接剂的状态的刚性基板。在该载置时,将刚性基板的电极与柔性基板的电极的位置以能测定耐电压的方式对准,以两者的电极的重叠长度成为3.5mm的方式进行。在1.2MPa、120℃、5秒下对如此载置的基板彼此的接合面进行热压接,制作试验片。
耐电压的测定
使用测定仪(Advantest Corporation制TR8601HIGH MEGOHM METER)测定由上述方法得到的试验片的耐电压。
(导电颗粒的配混比率(体积%)的算出方法)
利用与上述同样的方法算出体积%。
[表4]
*1:具有烯属不饱和键的化合物(A-1):丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯(TOAGOSEICO.,LTD.制ARONIX M-5700、分子量:222、Tg:17℃、粘度:1.65dPa·s/25℃)
*2:具有烯属不饱和键的化合物(A-2):丙烯酸苯氧基乙酯(KYOEISHA CHEMICALCo.,LTD.制LIGHTACRYLATE PO-A、分子量:192、Tg:-22℃、粘度:0.125dPa·s/25℃)
*3:具有烯属不饱和键的化合物(A-3):脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯(DAICEL-ALLNEX LTD.制EBECRYL270、分子量:1500、Tg:-27℃、粘度:30dPa·s/60℃)
*4:饱和聚酯树脂(东洋纺绩株式会社制Vylon 337、分子量:10000、Tg:14℃)
*13:过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯(NOF CORPORATION制TCP(纯度90%)、1分钟半衰期温度:92.1℃、1小时半衰期温度:57.5℃、10小时半衰期温度:40.8℃)
*14:过氧化二碳酸二异丙酯(NOF CORPORATION制PEROYL IPP(纯度50%)、1分钟半衰期温度:88.3℃、1小时半衰期温度:56.2℃、10小时半衰期温度:40.5℃)
*15:过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯(NOF CORPORATION制PEROYL OPP(纯度70%)、1分钟半衰期温度:90.6℃、1小时半衰期温度:59.1℃、10小时半衰期温度:43.6℃)
*16:过氧化二碳酸二仲丁酯(NOF CORPORATION制PEROYL SBP(纯度50%)、1分钟半衰期温度:92.4℃、1小时半衰期温度:57.4℃、10小时半衰期温度:40.5℃)
*6:低熔点焊料颗粒(42Sn-58Bi[42Sn-58Bi组成的球状颗粒)
*7:磷酸酯(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制Light Ester P-2M)
*8:乙烯基醚聚合物(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制FLOWLEN AC-326F)
*9:二氧化硅微粒[比表面积170m2/g](NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制AerosilR974)
*17:(有机成分中的烯属不饱和键当量的算出方法)
(有机成分的质量总计)/(组合物中的烯属不饱和键的数量)
由表4所示的结果表明,包含配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%、粒度分布的跨度值为3.0以下的导电颗粒和10小时半衰期温度为50℃以下的过氧化物的导电性粘接剂可以形成具备优异的耐电压性和优异的导电连接可靠性、且在低温下能导电连接的各向异性导电性的连接结构体。
Claims (12)
1.一种导电性粘接剂,其特征在于,其为利用热压接使构件彼此进行各向异性导电粘接的、包含导电颗粒的导电性粘接剂,
所述导电颗粒的配混比率以固体成分换算为0.01~3.5体积%,
下述式(1)所示的所述导电颗粒的粒度分布的跨度值为3.0以下,
跨度值=(D90-D10)/D50····(1)
式(1)中,D50为0.1~20μm。
2.根据权利要求1所述的导电性粘接剂,其特征在于,还包含过氧化物。
3.根据权利要求2所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述过氧化物的10小时半衰期温度为50℃以下。
4.根据权利要求1所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述导电颗粒为低熔点焊料颗粒。
5.根据权利要求1所述的导电性粘接剂,其特征在于,还包含有机成分。
6.根据权利要求5所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述有机成分含有:含烯属不饱和基团的化合物和有机粘结剂。
7.根据权利要求5所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述有机成分中的烯属不饱和键当量为260~1000,在包含溶剂的情况下,所述有机成分排除所述溶剂。
8.根据权利要求6所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述有机成分中的烯属不饱和键当量为260~1000,在包含溶剂的情况下,所述有机成分排除溶剂。
9.根据权利要求3所述的导电性粘接剂,其特征在于,所述导电颗粒为低熔点焊料颗粒,且用于在所述低熔点焊料颗粒的熔点以下的温度下进行热压接的低温粘接。
10.一种固化物,其特征在于,其是将权利要求1~9中任一项所述的导电性粘接剂固化而得到的。
11.一种电子部件,其特征在于,包含使用权利要求1~9中任一项所述的导电性粘接剂电连接的构件。
12.一种电子部件的制造方法,其特征在于,通过涂布权利要求1~9中任一项所述的导电性粘接剂并进行热压接而使构件彼此导电粘接。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017068938A JP2018168336A (ja) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 |
JP2017-068938 | 2017-03-30 | ||
JP2017194359A JP2019065231A (ja) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 |
JP2017-194359 | 2017-10-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108690529A true CN108690529A (zh) | 2018-10-23 |
Family
ID=63844664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810268894.0A Pending CN108690529A (zh) | 2017-03-30 | 2018-03-29 | 导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102564310B1 (zh) |
CN (1) | CN108690529A (zh) |
TW (1) | TWI761477B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020178055A (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5964597B2 (ja) | 2011-03-30 | 2016-08-03 | 株式会社タムラ製作所 | 異方性導電性ペーストおよびそれを用いた電子部品の接続方法 |
JP5802081B2 (ja) | 2011-08-24 | 2015-10-28 | 株式会社タムラ製作所 | 異方性導電性ペースト |
JP2014065766A (ja) * | 2012-09-24 | 2014-04-17 | Dexerials Corp | 異方性導電接着剤 |
JP2015098575A (ja) * | 2013-10-16 | 2015-05-28 | 日立化成株式会社 | 接着剤組成物及び接続体 |
JP5943019B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2016-06-29 | 日立金属株式会社 | 導電性粒子、導電性粉体、導電性高分子組成物および異方性導電シート |
KR102334672B1 (ko) * | 2014-06-03 | 2021-12-06 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | 경화성 조성물 및 전자 부품 |
TW201623515A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-01 | 奇美實業股份有限公司 | 導電性接著劑以及導電覆膜 |
KR20170029345A (ko) * | 2015-09-07 | 2017-03-15 | 삼성전기주식회사 | 전도성 접착제 및 이를 이용한 수정 디바이스 |
-
2018
- 2018-03-28 TW TW107110671A patent/TWI761477B/zh active
- 2018-03-29 KR KR1020180036445A patent/KR102564310B1/ko active IP Right Grant
- 2018-03-29 CN CN201810268894.0A patent/CN108690529A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI761477B (zh) | 2022-04-21 |
KR20180111640A (ko) | 2018-10-11 |
KR102564310B1 (ko) | 2023-08-08 |
TW201900811A (zh) | 2019-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2982727B1 (en) | Conductive adhesive, anisotropic conductive film and electronic devices using both | |
CN104231970B (zh) | 各向异性导电糊及使用其的印刷布线基板 | |
CN105295763B (zh) | 固化性组合物以及电子部件 | |
US9252117B2 (en) | Semiconductor device connected by anisotropic conductive film | |
KR102584123B1 (ko) | 이방 도전성 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 | |
JP2017101131A (ja) | 導電性接着剤、硬化物および電子部品 | |
CN108690529A (zh) | 导电性粘接剂、固化物、电子部件和电子部件的制造方法 | |
CN106916547A (zh) | 导电性粘接剂、电子部件以及电子部件的制造方法 | |
JP4752107B2 (ja) | 回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法 | |
JP4788036B2 (ja) | 回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法 | |
JP2020164744A (ja) | 導電性接着剤およびシリンジ | |
TW201610088A (zh) | 各向異性導電膜和由其連接的半導體裝置 | |
JP2019065231A (ja) | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 | |
JP2018168336A (ja) | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 | |
KR101737173B1 (ko) | 이방 도전성 필름, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 반도체 장치 | |
JP2003277694A (ja) | 回路接続用接着剤組成物及びそれを用いた回路接続構造体 | |
KR101861896B1 (ko) | 이방 도전성 필름, 이를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 | |
CN107880835A (zh) | 导电性粘接剂、固化物和电子部件 | |
US9899122B2 (en) | Display device connected by anisotropic conductive film | |
CN107848283B (zh) | 各向异性导电膜以及使用其的显示装置 | |
KR101768282B1 (ko) | 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치 | |
WO2022158594A1 (ja) | フィルム状接着剤及び接続構造体の製造方法 | |
KR101900542B1 (ko) | 이방 도전성 필름용 조성물, 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치 | |
KR20220044153A (ko) | 이방 도전성 접속재 및 이방 도전성 접속재를 사용한 전자 부품의 실장 방법 | |
KR20190081984A (ko) | 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및/또는 이를 포함하는 반도체 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181023 |