CN111655815B - 导电性粘接剂组合物、导电性粘接剂固化产物以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离、而且导热率也优异的导电性粘接剂组合物。本发明涉及一种导电性粘接剂组合物,含有酸解离常数pKa为4.8以下的有机酸(A)和导电性填料(B),相对于总量,含有0.01~0.2质量%的有机酸(A)、以及85质量%以上的导电性填料(B)。
Description
技术领域
本发明涉及导电性粘接剂组合物、该导电性粘接剂组合物的固化产物以及使用了该导电性粘接剂组合物的电子设备。
背景技术
近年来,在对半导体元件的支持部件接合芯片等各种部件中,代替传统上广泛使用的利用钎焊料或焊锡的接合,利用含有由导电性金属构成的填料的导电性粘接剂组合物进行的接合,从导电性和导热率等观点来看,受到关注。
例如,专利文献1中报道了一种导电性浆料,是由金属粉末和有机溶剂构成的芯片焊接用的导电性浆料,其中所述金属粉末如下构成:选自纯度99.9质量%以上、平均粒径为0.01μm~1.0μm的银粉、钯粉、铜粉中的一种以上的金属粒子;以及包覆所述金属粒子的至少一部分的由金构成的被覆层。
另外,专利文献2中报道了一种导电性粘接剂,具备:含有平均粒径为0.1~100μm的金、银、铜、铂、钯、铑、镍、铁、钴、锡、铟、铝、锌、它们的化合物或者合金中的至少任意一种的多个固体导电性粒子;不与所述固体导电性粒子金属接合,并且具有比所述固体导电性粒子更高润滑性的固体润滑性粒子;水或有机溶剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-206765号公报
专利文献2:日本特开2010-267579号公报
发明内容
[本发明要解决的课题]
在电子部件中,半导体元件在使用时因通电而发热。为了有效地散热,防止半导体元件的破损,芯片接合材料需要具有高导热率。
另外,由于上述发热而使芯片接合材料反复经受温度变化,因此芯片接合材料的粘接发生劣化,可能使半导体元件从支持部件上剥离。
在导电性粘接剂组合物中,作为目的之一,为了提高导热率,提高导电性粘接剂组合物内的金属成分的含量以提高所得到的粘接剂层(导电性粘接剂组合物的固化产物)的填充密度。然而,由于填充密度高的粘接剂层通常具有低的应力缓和性能,因此存在因上述反复的温度变化而特别容易发生剥离的倾向。因此,难以同时实现对于因反复的温度变化而产生的剥离的抑制、以及优异的导热率。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离,进一步导热率也优异的导电性粘接剂组合物。
[用于解决课题的手段]
本发明人进行了深入研究,结果发现:在导电性粘接剂组合物中,通过将导电性填料的含量设在预定的范围、进一步含有预定量的酸解离常数pKa为4.8以下的有机酸,从而可以实现上述课题,由此完成了本发明。
即,本发明的导电性粘接剂组合物含有有机酸(A)和导电性填料(B),其中,相对于导电性粘接剂组合物的总量,含有0.01~0.2质量%的有机酸(A)、以及85质量%以上的导电性填料(B),有机酸(A)的酸解离常数pKa为4.8以下。
本发明的一个方式涉及的导电性粘接剂组合物中有机酸(A)的分子量为170以上。
本发明的一个方式涉及的导电性粘接剂组合物中,有机酸(A)为选自由松香酸、海松酸、异海松酸、长叶松酸、去氢松香酸、新松香酸、癸二酸、抗坏血酸、辛二酸构成的组中的至少1种有机酸。
本发明的一个方式涉及的导电性粘接剂组合物可以含有粘合剂树脂(C1),进一步可以含有选自由稀释剂(C2)、固化剂(C3)以及固化促进剂(C4)构成的组中的至少1种,在将导电性填料(B)的含量设为[B]质量%,将粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)以及固化促进剂(C4)的含量之和设为[C]质量%时,[B]/[C]为95/5以上。
另外,本发明的导电性粘接剂固化产物是通过使本发明的导电性粘接剂组合物固化而得到的。
另外,本发明的电子设备中,在部件的粘接中使用了本发明的导电性粘接剂组合物。
[发明的效果]
本发明的导电性粘接剂组合物的特征在于:含有预定量的导电性填料,进一步含有预定量的酸解离常数pKa为4.8以下的有机酸,由此,即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离,进一步导热率也优异。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的方式进行说明,但本发明不限于以下实施方式,而是在不脱离本发明主旨的范围内,可以任意地变形来实施。另外,在本说明书中,表示数值范围的“~”是指包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值来使用的。
[有机酸(A)]
本发明的导电性粘接剂组合物中,相对于导电性粘接剂组合物的总量,含有0.01~0.2质量%的酸解离常数pKa为4.8以下的有机酸(A)。
在本发明中,有机酸(A)可以使用单一的酸,也可以使用2种以上的酸。
一般来说,导电性填料的表面上被覆有硬脂酸或油酸等pKa为5.0左右的有机脂肪酸(涂布剂),但本发明中的有机酸(A)的pKa为4.8以下,与那些酸相比,pKa较低。pKa越低的酸越容易通过静电作用吸附在导电性填料的表面,因此,代替原本的涂布剂的是,本发明中的导电性填料处于被有机酸(A)牢固地被覆的状态。
作为上述的因反复的温度变化而导致被粘接材料的剥离的原因之一,可以列举出导电性填料的再烧结,但本发明中的导电性填料被有机酸(A)牢固地被覆,从而可以抑制这种再烧结。因此,本发明的导电性粘接剂组合物难以因反复的温度变化而发生剥离。
为了发挥该效果,有机酸(A)的pKa只要为4.8以下即可,但优选为4.7以下,更优选为4.6以下。
另外,对有机酸(A)的酸解离常数pKa的下限没有特别地限定,但是pKa较低的有机酸会与金属形成有机盐,从而可能使导电性粘接剂组合物的粘性增加。因此,优选将有机酸(A)的pKa设为4.3以上,更优选设为4.4以上,进一步优选设为4.5以上。
另外,在有机酸(A)具有多个酸解离常数pKa的情况下,只要多个酸解离常数pKa中的至少一个为4.8以下即可。
需要说明的是,在使用2种以上的酸作为有机酸(A)的情况下,只要至少一个为4.8以下即可。
在本发明中,相对于导电性粘接剂组合物的总量,含有0.01~0.2质量%的有机酸(A)。
有机酸(A)是有助于抑制因反复的温度变化而发生剥离的成分,但当其含量过剩时,会在固化时阻碍导电性填料间的烧结或导电性填料与被粘接材料的烧结,从而导致接合状态劣化,反而容易因反复的温度变化而发生剥离。另一方面,当含量过少时,不能得到抑制剥离的效果。
从上述观点来看,有机酸(A)的含量为0.01质量%以上,优选为0.03质量%以上,更优选为0.05质量%以上。另外,有机酸(A)的含量为0.2质量%以下,优选为0.15质量%以下,更优选为0.1质量%以下。
在本发明中,当有机酸(A)的分子量过小时,可能会在导电性粘接剂组合物的固化时发生蒸发或热分解。因此,有机酸(A)的分子量优选为170以上,更优选为185以上,进一步优选为200以上。
另外,为了容易地成为浆料状,有机酸(A)的分子量优选为500以下,更优选为400以下,进一步优选为350以下。
需要说明的是,在使用2种以上的酸作为有机酸(A)的情况下,优选至少一种的分子量为170以上。
另外,虽然没有特别地限定,但是在本发明中,有机酸(A)优选为选自由松香酸、海松酸、异海松酸、长叶松酸、去氢松香酸、新松香酸、癸二酸、抗坏血酸、辛二酸构成的组中的至少1种有机酸。
[导电性填料(B)]
本发明中的导电性填料(B)只要是有助于导电性粘接剂组合物的导电性的成分即可,没有特别地限制,但优选为金属或碳纳米管等。作为金属,可以利用所有的通常用作导体的金属的粉末。例如,可以列举出:银、铜、金、镍、铝、铬、铂、钯、钨、钼等单体、由这些2种以上的金属构成的合金、这些金属的涂布品、这些金属的氧化物、或这些金属的化合物等具有良好导电性的材料等。其中,从难以氧化且导热性高的方面考虑,更优选为以银或铜为主成分的金属,由于导电性和抗氧化性优异,因而特别进一步优选为以银为主成分的金属。这里,“主成分”指的是在导电性粒子的成分当中含量最多的成分。
在本发明中,导电性填料(B)可以使用单一的导电性填料,也可以使用2种以上的导电性填料。
在本发明的导电性粘接剂组合物中,在导电性填料(B)的含量较少的情况下,无法确保良好的导热率。因此,在本发明中,相对于导电性粘接剂组合物的总量,将导电性填料(B)的含量设为85质量%以上。
为了进一步得到良好的导热率,相对于导电性粘接剂组合物的总量,导电性填料(B)的含量优选为91质量%以上。
在本发明中,对导电性填料(B)的含量的上限没有特别地限定,但是当导电性填料的含量增加时,可能难以成为浆料状。因此,在本发明中,导电性填料(B)的含量优选为96质量%以下,更优选为93质量%以下。
对导电性填料(B)的平均粒径(d50)没有特别地限定,但是从将导电性填料(B)微粉末化时的成本、成为浆料状的容易性、确保与被粘接材料的密合性等观点来看,优选为0.05~20μm,更优选为0.08~10μm,进一步优选为0.1~6μm。
需要说明的是,导电性填料(B)的平均粒径是通过使用激光衍射·散射式粒度分析仪测得的粒径分布的50%平均粒径(d50)。例如,可以使用“日機装株式会社”制造的激光衍射·散射式粒度分析仪MT-3000来进行测定。
另外,也可以使用平均粒径不同的多个导电性填料,为了得到优异的导电性和导热率,优选将平均粒径为微米级的导电性填料和平均粒径为纳米级的导电性填料混合使用。
在该情况下,从溶剂量的减少、固化后的收缩率降低等观点来看,微米级的导电性填料的平均粒径优选为0.7μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为1.5μm以上。另外,优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为6μm以下。
另外,从导电性的提高、接合可靠性的提高等观点来看,纳米级的导电性填料的粒径优选为50nm以上,更优选为70nm以上,进一步优选为100nm以上。另外,优选为300nm以下,更优选为200nm以下,进一步优选为150nm以下。
另外,在将微米级的导电性填料和纳米级的导电性填料混合使用的情况下,从导电性、接合可靠性等观点来看,导电性粘接剂组合物中的微米级的导电性填料与纳米级的导电性填料的含量之比,以质量比计,优选为90/10~50/50,更优选为80/20~60/40,进一步优选为75/25~65/35。
对导电性填料(B)的振实密度没有特别地限定,但是为了确保对被粘接材料的粘结强度,优选为4g/cm3以上,更优选为5g/cm3以上,进一步优选为5.5g/cm3以上。另外,为了防止在长时间保管导电性粘接剂组合物时导电性填料(B)沉降而变得不稳定,优选为8g/cm3以下,更优选为7.5g/cm3以下,进一步优选为7.0g/cm3以下。振实密度(例如)可以通过JIS标准Z2512:2012的金属粉末-振实密度测定方法来进行测定计算。
对导电性填料(B)的比表面积没有特别地限定,但优选为0.1~3m2/g,更优选为0.2~2m2/g,进一步优选为0.3~1m2/g。通过使导电性填料(B)的比表面积为0.1m2/g以上,从而可以确保与被粘接材料接触的导电性填料(B)的表面积。另外,通过使导电性填料(B)的比表面积为3m2/g以下,从而可以减少导电性粘接剂组合物中所含有的溶剂的量。
对导电性填料(B)的形状没有特别地限定,例如可以列举出:粉末状、球状、薄片状、箔状、板状、树枝状等。一般选择薄片状或球状。另外,除了单一的金属粒子以外,还可以使用表面被覆有其他金属的金属粒子,或者多种金属粒子的混合物。
导电性填料(B)的表面也可以被涂布剂被覆。通过使填料(B)被涂布剂被覆,从而可以提高与环氧树脂等粘合剂树脂的分散性,容易成为浆料状。作为涂布剂,例如可以列举出含有羧酸的涂布剂。通过使用含有羧酸的涂布剂,可以进一步提高导电性粘接剂组合物的散热性。
作为涂布剂,一般使用pKa为5.0左右、分子量为280左右的酸,具体而言,可以使用如上所述的硬脂酸、油酸等。
作为使用涂布剂被覆导电性填料(B)的表面的方法,例如,可以列举出以下公知的方法:在混合器中搅拌并捏合两者的方法、用羧酸溶液浸渍该导电性填料(B)后使溶剂挥发的方法等。
[粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)、固化促进剂(C4)]
本发明的导电性粘接剂组合物中,除了含有有机酸(A)和导电性填料(B)以外,还可以含有粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)、固化促进剂(C4)。
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有上述(C1)~(C4)中任意一者的情况下,当将上述导电性填料(B)的含量设为[B]质量%,将粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)和固化促进剂(C4)的含量之和设为[C]质量%时,若将[B]/[C]设为95/5以上,则可以得到良好的导热率,因此优选。[B]/[C]更优选为96/4以上,进一步优选为97/3以上。
以下,对粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)、固化促进剂(C4)进行说明。
<粘合剂树脂(C1)>
本发明的导电性粘接剂组合物可以含有用于分散有机酸(A)和导电性填料(B)的粘合剂树脂(C1)。对粘合剂树脂没有特别地限定,例如可以使用环氧树脂、酚类树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸类树脂、有机硅树脂或聚酰亚胺树脂等,这些树脂可以单独地使用,也可以将多种组合使用。从操作性的观点来看,本发明中的粘合剂树脂优选为热固性树脂,特别优选为环氧树脂。
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有粘合剂树脂(C1)的情况下,相对于导电性粘接剂组合物的总量,其含量优选为0.4质量%以上,因为这可以得到稳定的粘接强度,更优选为0.8质量%以上,进一步优选为1.0质量%以上。另一方面,为了确保导热率,相对于导电性粘接剂组合物的总量,粘合剂树脂的含量优选为5.0质量%以下,更优选为3.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以下。
<稀释剂(C2)>
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有粘合剂树脂(C1)的情况下,进一步还可以含有用于稀释粘合剂树脂(C1)的稀释剂(C2)。作为稀释剂,没有特别地限定,但是优选使用例如1,4-丁二醇缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚等反应性稀释剂。稀释剂(C2)可以仅使用1种,也可以2种以上并用。
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有稀释剂(C2)的情况下,相对于导电性粘接剂组合物的总量,其含量优选为0.1~5质量%,因为这可以使导电性组合物的粘度在良好的范围内。
<固化剂(C3)>
另外,在本发明的导电性粘接剂组合物中含有粘合剂树脂(C1)的情况下,也可以含有用于固化粘合剂树脂(C1)的固化剂(C3)。作为固化剂(C3),例如可以列举出:叔胺、烷基脲、咪唑等胺系固化剂、酚系固化剂等。固化剂(C3)可以仅使用1种,也可以2种以上并用。
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有固化剂(C3)的情况下,相对于导电性粘接剂组合物的总量,其含量优选为1.0质量%以下,因为这样难以残留未固化的固化剂,与被粘接材料的密合性变得良好。
<固化促进剂(C4)>
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有粘合剂树脂(C1)的情况下,也可以含有用于促进粘合剂树脂(C1)的固化的固化促进剂(C4)。作为固化促进剂(C4),例如可以列举出:2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-甲基-4-甲基咪唑、1-氰基-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类;叔胺类;三苯基膦类;脲类化合物;酚类;醇类;羧酸类等。固化促进剂(C4)可以仅使用1种,也可以2种以上并用。
在本发明的导电性粘接剂组合物中含有固化促进剂(C4)的情况下,对其含量没有特别地限定,只要适当地进行确定即可,但相对于导电性粘接剂组合物的总量,其含量通常为0.5质量%以下。
[其他成分]
在本发明的导电性粘接剂组合物中,还可以在不损害本发明的效果的范围内适当地含有其他成分。作为其他成分,例如可以列举出溶剂。
<溶剂>
通过在本发明的导电性粘接剂组合物中含有溶剂,可以容易地成为浆料状。对溶剂没有特别地限定,但是由于在导电性粘接剂组合物固化时溶剂容易挥发,因而优选沸点为350℃以下的溶剂,更优选沸点为300℃以下的溶剂。具体而言,可以列举出:乙酸酯、醚、烃等,更具体地,优选使用二丁基卡必醇、乙酸丁基卡必醇酯等。
相对于导电性粘接剂组合物,溶剂的含量通常为15质量%以下,从操作性的观点来看,优选为10质量%以下。
在本发明的导电性粘接剂组合物中,除了溶剂以外,还可以在不损害本发明的效果的范围内适当地含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、增粘剂、粘性调节剂、分散剂、偶联剂、增韧剂、弹性体等。
本发明的导电性粘接剂组合物可以通过以任意顺序混合和搅拌上述的(A)和(B)、作为任意成分的(C1)~(C4)、以及其他成分而得到。作为分散方法,例如可以采用双辊、三辊、砂磨机、辊磨机、球磨机、胶磨机、喷射磨机、珠磨机、捏合机、均化器及无螺旋搅拌机等方式。
另外,本发明的导电性粘接剂固化产物是通过使上述本发明的导电性粘接剂组合物固化而得到的。对固化的方法没有特别地限定,例如可以通过在100~250℃下对导电性粘接剂组合物热处理0.5~3小时,从而得到导电性粘接剂固化产物。
为了确保被粘接材料的散热性,本发明的导电性粘接剂固化产物的导热率优选为5W/m·K以上,更优选为10W/m·K以上,进一步优选为20W/m·K以上。需要说明的是,导电性粘接剂固化产物的导热率可以使用实施例的栏中所记载的方法来进行计算。
另外,当使用本发明的导电性粘接剂组合物进行粘接时,通常通过加热使导电性粘接剂组合物固化以进行粘接。对此时的加热温度没有特别地限定,但是为了在导电性填料(B)彼此之间以及被粘接材料与导电性填料(B)之间形成相互点接触的紧密接触状态以使作为粘接部的形状稳定,优选为100℃以上,更优选为130℃以上,进一步优选为150℃以上。
另外,为了避免导电性填料(B)彼此的结合过度地进行并且导电性填料(B)之间产生颈缩而牢固地结合从而成为过硬的状态,固化时的加热温度优选为250℃以下,更优选为230℃以下,进一步优选为210℃以下。
在使用本发明的导电性粘接剂组合物粘接被粘接材料的情况下,作为评价即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离的方法,可以列举出多种方法,例如,可列举出通过在实施例中用后述的方法进行冷热循环试验、并且通过实施例中后述的方法来测定试验后的剥离面积的比例的方法。通过该方法测定的剥离面积的比例优选为20%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。
本发明的导电性粘接剂组合物可以用于电子设备中的部件的粘接。
实施例
以下,通过实施例进一步对本发明进行具体地说明,但是本发明不受这些实施例的任何限定。
A.导电性粘接剂组合物的制备
利用三辊对表1中所记载的各材料进行捏合,制备了表1所示的组成的导电性粘接剂组合物(表1中各材料的数值表示相对于导电性粘接剂组合物总质量的含量(质量%))。所使用的材料如下所述。需要说明的是,捏合的次序为(C1)~(C4)、(A)、(B)、溶剂的顺序。
[有机酸(A)]
·松香酸:酸解离常数pKa:4.64、分子量:302.44、熔点:139℃
·癸二酸:酸解离常数pKa1:4.72、分子量:202.25、熔点:131℃
·抗坏血酸:酸解离常数pKa:4.17、分子量:176.12、熔点:190℃
[其他有机酸]
·硬脂酸:酸解离常数pKa:5、分子量:284.48、熔点:69.6℃
[导电性填料(B)]
·银粒子1:薄片状、平均粒径d50:4μm、振实密度:6.7g/cm3、“田中貴金属工業社”制造
·银粒子2:球状、平均粒径d50:0.8μm、振实密度:5.5g/cm3、“田中貴金属工業社”制造
·银粒子3:球状、平均粒径d50:50nm
·银涂布铜粒子:薄片状、平均粒径d50:6μm、银含量为20质量%、Metalor公司制造
[粘合剂树脂(C1)、稀释剂(C2)、固化剂(C3)、固化促进剂(C4)]
·粘合剂树脂1:线型酚醛树脂(“EPALLOY(注册商标)8330”(商品名))、EmeraldPerformance Materials公司制造、室温下为液态、环氧当量:177g/eq
·粘合剂树脂2:“EPICLON(注册商标)830-S”(商品名)、“大日本インキ化学工業社”制造、室温下为液态、环氧当量:169g/eq
·粘合剂树脂3:“ADEKA RESIN(注册商标)EP-3950L”(商品名)、ADEKA公司制造、室温下为液态、环氧当量:95g/eq
·稀释剂:2官能反应性稀释剂(“Adeka Glycirol(注册商标)ED-523L、ADEKA公司制造)
·固化剂:酚系固化剂(MEH8000H、“明和化成社”制造)
·固化促进剂:2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(2PHZ)
[其他成分]
·溶剂:乙酸丁基卡必醇酯(“東京化成工業社”制造)
B.物性评价
(导热率)
将所得到的导电性粘接剂组合物涂布在10mm×10mm的镀银的铜引线框架上,将5mm×5mm的银溅射硅芯片放置在涂布面上,然后在氮气气氛下,在250℃下加热60分钟,制作了通过导电性粘接剂固化产物将镀银的铜引线框架与银溅射的硅芯片接合而得到的接合体(以下也简称为“接合体”)。
表1中示出了所得到的接合体的导热率。
需要说明的是,导热率λ(W/m·K)通过关系式λ=a×d×Cp来算出,其中,使用激光闪光法热常数测定装置(“TC-700”(商品名)、ULVAC-RIKO公司制造)并依据ASTM-E1461测定热扩散a,根据比重瓶法计算出室温下的比重d,以及使用差示扫描量热测定装置(“DSC7020”(商品名)、“セイコー電子工業社”制造)并依据JIS-K7123 2012测定室温下的比热Cp。
(剥离面积)
另外,使用所得到的接合体进行冷热循环试验,测定剥离面积。在该试验中,将使基板在-50℃下保持30分钟后再在150℃下保持30分钟的操作设为1次循环,重复进行2000次循环,测定试验后的硅芯片的剥离面积的比例。结果如表1所示。
需要说明的是,采用二值化软件“image J”对2000次循环后使用超声图像·检查装置“Fine SAT”(商品名)而得到的剥离状态的图像进行图像转换,从而将浓淡转换为白和黑这两个等级,再通过以下关系式求出剥离面积的比例。
剥离面积的比例(%)=剥离面积(黑色像素数量)÷芯片面积(黑色像素数量+白色像素数量)×100
(室温接合强度)
将所得到的导电性粘接剂组合物涂布在10mm×10mm的镀银的铜引线框架上,将2mm×2mm的银溅射硅芯片放置在涂布面上,然后在氮气气氛下,在250℃下加热60分钟,制作了通过导电性粘接剂固化产物将镀银的铜引线框架与银溅射的硅芯片接合而得到的接合体(以下也简称为“接合体”)。通过使用“ノードソン·アドバンスト·テクノロジー社”制造的“ボンドテスター4000”对所得到的接合体在室温下进行破坏试验,从而得到了室温下的接合强度。如果室温接合强度为20MPa以上,则可以认为是良好的接合强度。
(260℃接合强度)
将所得到的导电性粘接剂组合物涂布在10mm×10mm的镀银的铜引线框架上,将2mm×2mm的银溅射硅芯片放置在涂布面上,然后在氮气气氛下,在250℃下加热60分钟,制作了通过导电性粘接剂固化产物将镀银的铜引线框架与银溅射的硅芯片接合而得到的接合体(以下也简称为“接合体”)。通过使用“ノードソン·アドバンスト·テクノロジー社”制造的“ボンドテスター4000”对所得到的接合体在260℃下加热以进行破坏试验,从而得到了260℃下的接合强度。如果260℃接合强度为10MPa以上,则可以认为是良好的接合强度。
[表1]
如表1所示,与由比较例1~4的导电性粘接剂组合物所得到的接合体相比,由实施例1~12的导电性粘接剂组合物所得到的接合体在冷热循环试验后的剥离面积较少。
由该结果可以确认,根据本发明的导电性粘接剂组合物,可以实现即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离,且导热率也优异的粘接。
虽然参照特定的实施方式详细地说明了本发明,但是对于本领域技术人员显而易见的是,可以在不脱离本发明的精神和范围内进行各种变更及修改。需要说明的是,本申请基于2018年1月23日申请的日本专利申请(日本特愿2018-009115),其全部内容通过引用并用本文。另外,本文所引用的全部参考文献整体上并入本文。
Claims (5)
1.一种导电性粘接剂组合物,含有有机酸(A)和导电性填料(B),其中
相对于所述导电性粘接剂组合物的总量,含有0.01~0.15质量%的所述有机酸(A)、以及91质量%以上的所述导电性填料(B),
所述有机酸(A)的酸解离常数pKa为4.8以下,
所述导电性填料(B)为银粒子或银涂布铜粒子,
所述导电性粘接剂组合物还含有粘合剂树脂(C1),并且进一步可以含有选自由稀释剂(C2)、固化剂(C3)以及固化促进剂(C4)构成的组中的至少1种,
在将所述导电性填料(B)的含量设为[B]质量%,将所述粘合剂树脂(C1)、所述稀释剂(C2)、所述固化剂(C3)以及所述固化促进剂(C4)的含量之和设为[C]质量%时,[B]/[C]为95/5以上。
2.根据权利要求1所述的导电性粘接剂组合物,其中所述有机酸(A)的分子量为170以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的导电性粘接剂组合物,其中所述有机酸(A)为选自由松香酸、海松酸、异海松酸、长叶松酸、去氢松香酸、新松香酸、癸二酸、抗坏血酸、辛二酸构成的组中的至少1种有机酸。
4.一种导电性粘接剂固化产物,其是通过将权利要求1至权利要求3中任意一项所述的导电性粘接剂组合物固化而得的。
5.一种电子设备,其中,在部件的粘接中使用了权利要求1至权利要求3中任意一项所述的导电性粘接剂组合物。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101878509A (zh) * | 2007-11-28 | 2010-11-03 | 松下电器产业株式会社 | 导电糊及使用该导电糊的电气电子设备 |
CN105452414A (zh) * | 2013-08-06 | 2016-03-30 | 千住金属工业株式会社 | 导电性粘接剂、接合体和接头 |
JP2017002181A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 京セラ株式会社 | 半導体接着用樹脂組成物、半導体接着用シート及びそれを用いた半導体装置 |
CN106459718A (zh) * | 2014-05-29 | 2017-02-22 | 田中贵金属工业株式会社 | 导热性导电性粘接剂组合物 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3222950B2 (ja) * | 1992-10-26 | 2001-10-29 | 旭化成株式会社 | 強固なはんだ付け可能な導電性ペースト |
JP2004179139A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-06-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導電性粒子とそれを含有する導電性接着材料及び透明導電膜形成用塗料及びそれを用いた透明導電膜並びに表示装置 |
JP2006073812A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Kyocera Chemical Corp | ダイボンディングペースト |
JP2010267579A (ja) | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 導電性接着剤およびこれを用いた半導体装置の製造方法並びに半導体装置 |
JP2012188465A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Hitachi Chemical Co Ltd | 樹脂ペースト組成物及び半導体装置 |
JP2013149774A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Sekisui Chem Co Ltd | 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法 |
JP2013206765A (ja) | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ダイボンド用導電性ペースト及び該導電性ペーストによるダイボンド方法 |
JP2014053484A (ja) | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Hitachi Chemical Co Ltd | 研磨液、スラリ及び研磨方法 |
JP6033734B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2016-11-30 | 日東電工株式会社 | フィルム状接着剤、ダイシングテープ一体型フィルム状接着剤、及び、半導体装置の製造方法 |
JP6247059B2 (ja) * | 2013-09-05 | 2017-12-13 | デクセリアルズ株式会社 | 導電性接着剤、太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法 |
JP6091019B2 (ja) * | 2015-02-02 | 2017-03-08 | 田中貴金属工業株式会社 | 熱伝導性導電性接着剤組成物 |
CN107075317B (zh) * | 2015-04-16 | 2020-10-02 | 古河电气工业株式会社 | 导电性粘接膜和切割芯片接合膜 |
JP6919117B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2021-08-18 | 三菱ケミカル株式会社 | 鉄化合物含有組成物の粒子、鉄化合物の変色抑制方法、並びに鉄化合物及びビタミンc含有組成物 |
JP2017203109A (ja) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 導電性粒子を含む樹脂組成物およびその樹脂組成物を含む電子装置 |
JP2019087396A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 銀ペースト、接合体及び接合体の製造方法 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101878509A (zh) * | 2007-11-28 | 2010-11-03 | 松下电器产业株式会社 | 导电糊及使用该导电糊的电气电子设备 |
CN105452414A (zh) * | 2013-08-06 | 2016-03-30 | 千住金属工业株式会社 | 导电性粘接剂、接合体和接头 |
CN106459718A (zh) * | 2014-05-29 | 2017-02-22 | 田中贵金属工业株式会社 | 导热性导电性粘接剂组合物 |
JP2017002181A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 京セラ株式会社 | 半導体接着用樹脂組成物、半導体接着用シート及びそれを用いた半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200093678A (ko) | 2020-08-05 |
KR102397224B1 (ko) | 2022-05-12 |
WO2019146599A1 (ja) | 2019-08-01 |
SG11202006955SA (en) | 2020-08-28 |
MY196342A (en) | 2023-03-24 |
CN111655815A (zh) | 2020-09-11 |
JP2019127520A (ja) | 2019-08-01 |
DE112019000487T5 (de) | 2020-10-22 |
JP6584543B2 (ja) | 2019-10-02 |
US20210040357A1 (en) | 2021-02-11 |
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