CN115322743B - 间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供:能够抑制被粘接体的划伤,高精度地控制间隙,并且有效缓和应力的间隔物粒子。本发明的间隔物粒子在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量之比为0.5以上0.9以下。
Description
本申请是中国申请号为201980036545.9、发明名称为“间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体”且申请日为2019年5月30日的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有良好的压缩特性的间隔物粒子。此外,本发明涉及使用了所述间隔物粒子的粘接剂和粘接结构体。
背景技术
为了将两个被粘接体进行粘接,使用了各种粘接剂。此外,为了使得该粘接剂形成的粘接层的厚度均匀,控制两个被粘接体的间隔,有时在粘接剂中混合间隔物。
此外,作为电性连接电极间的材料,广泛已知有各向异性导电糊和各向异性导电膜等的各向异性导电材料。所述各向异性导电材料中,在粘合剂中分散有导电性粒子。
所述各向异性导电材料,用于将挠性印刷基板(FPC)、玻璃基板、玻璃环氧基板和半导体芯片等的各种被粘接体的电极间实现电性连接,得到各向异性导电粘接结构体。得到的各向异性导电粘接结构体中,所述各向异性导电材料形成的层作为粘接层而发挥功能。这样的用途中使用的各向异性导电材料中,有时也使用间隔物作为间隙控制材料。
此外,液晶显示元件通过在2片玻璃基板间配置液晶而构成。该液晶显示元件中,为了使2片玻璃基板贴合,而使用了粘接剂。此外,为了将2片玻璃基板的间隔(间隙)设为均匀并且固定,有时使用间隔物作为间隙控制材。
下述的专利文献1中,公开了:在单面或两面具有粘接层,并且在该粘接层中含有用于调整粘接层厚度的间隔物珠的有机包覆金属板。所述粘接层,由加热至粘接温度而表现出粘接力的树脂构成。所述粘接层的厚度为0.5μm~100μm。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-122745号公报
发明内容
发明所解决的技术问题
为了得到两个被粘接体粘接而成的粘接结构体,将以往的间隔物用于粘接结构体时,有时会因为粘接时的冲击等划伤被粘接体。以往的间隔物中,有时间隔物无法与被粘接体充分接触,无法得到充分的间隙控制效果。
此外,将两个被粘接体进行粘接时,有时进行加热以使热固化性成分固化或者将含金属原子粒子烧结。进行加热时,有时因热固化性成分等的收缩而产生内部应力。产生的内部应力,成为粘接层中的裂缝等的重要成因,因此有必要缓和内部应力。以往的间隔物中,难以充分缓和产生的应力。
本发明的目的在于:提供能够抑制被粘接体的划伤,高精度地控制间隙,并且有效缓和应力的间隔物粒子。此外,本发明的目的在于:提供使用了所述间隔物粒子的粘接剂和粘接结构体。
解决问题的技术手段
根据本发明的广泛方案,提供一种间隔物粒子,其在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量之比为0.5以上0.9以下。
本发明的间隔物粒子的一个特定方案中,在200℃下的压缩恢复率与在25℃下的压缩恢复率之比为0.4以上0.8以下。
本发明的间隔物粒子的一个特定方案中,在200℃下的压缩恢复率为20%以上。
本发明的间隔物粒子的一个特定方案中,所述间隔物粒子用于得到粘接剂。
根据本发明的广泛方案,提供一种粘接剂,其包含所述间隔物粒子、粘接性成分。
本发明的粘接剂的一个特定方案中,所述粘接性成分包含热固化性成分,粘接剂为热固化性粘接剂。
本发明的粘接剂的一个特定方案中,所述粘接性成分包含可通过加热而烧结的含金属原子粒子。
根据本发明的广泛方案,提供一种粘接结构体,其具备第1被粘接体、第2被粘接体、粘接所述第1被粘接体和所述第2被粘接体的粘接层,其中,所述粘接层的材料包含所述间隔物粒子。
发明的效果
本发明的间隔物粒子中,在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量之比为0.5以上0.9以下。本发明的间隔物粒子中,由于具备所述构成,因此能够抑制被粘接体的划伤,高精度地控制间隙,并且有效缓和应力。
附图说明
[图1]图1是表示使用了本发明的间隔物粒子的粘接结构体的一个实例的截面图。
[图2]图2是表示使用了本发明的间隔物粒子的粘接结构体的另一实例的截面图。
本发明的具体实施方式
以下,对于本发明详细地进行说明。
(间隔物粒子)
本发明的间隔物粒子在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量之比为0.5以上0.9以下。
本发明的间隔物粒子中,由于具备所述构成,因此能够抑制被粘接体的划伤,高精度地控制间隙,并且有效缓和应力。
本发明的间隔物粒子中,由于具备所述构成,因此在常温(25℃)下压缩弹性模量较高,加热时(200℃)压缩弹性模量较低。例如,将本发明的间隔物粒子用于得到粘接结构体时,通过加热和加压条件将被粘接体粘接时,压缩弹性模量变得较低,因此抑制粘接时的冲击等导致的被粘接体的划伤,能够使得间隔物粒子与被粘接体充分接触。此外,粘接后,间隔物粒子的压缩弹性模量变得较高,因此能够得到充分的间隙控制效果。
此外,形成粘接两个被粘接体的粘接层时,有时进行加热以使得热固化性成分固化或者将含金属原子粒子烧结。进行加热时,有时因所述热固化性成分等的收缩而在所述粘接层产生内部应力。产生的内部应力成为裂缝等的成因,因此优选除去内部应力。作为除去内部应力的方法,可举出将所述粘接层进行加热处理的方法等。然而,作为所述粘接层的材料,使用包含热固化性成分、含金属原子粒子的粘接剂等时,难以通过加热处理充分除去内部应力。本发明的间隔物粒子中,由于具备所述构成,因此加热时(200℃)压缩弹性模量较低。因此,即使因加热产生内部应力,也能够通过间隔物粒子变形而有效缓和粘接层的内部应力。作为结果,能够有效抑制粘接层中的裂缝等的发生。
所述间隔物粒子在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(25)),优选为3000N/mm2以上,更优选为4000N/mm2以上,并且优选为8000N/mm2以下,更优选为7000N/mm2以下。所述30%K值(25)为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步高精度地控制间隙。需要说明的是,所述压缩弹性模量可通过以下的方法控制。所述间隔物粒子的材料中,改变成为反应起点的官能团数的方法。所述间隔物粒子材料中,改变表现高弹性的单元和表现低弹性的单元的比例的方法。所述间隔物粒子的制备时,改变聚合温度的方法。作为所述表现高弹性的单元,可举出苯基和异冰片基等。作为所述表现低弹性的单元,可举出(甲基)丙烯酰基等。
所述间隔物粒子在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(200)),优选为1500N/mm2以上,更优选为2000N/mm2以上,并且优选为5000N/mm2以下,更优选为4000N/mm2以下。所述30%K值(200)为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步有效抑制被粘接体的划伤,并且能够进一步有效缓和应力。
本发明的间隔物粒子中,在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(200))与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(25))之比(30%K值(200)/30%K值(25))为0.5以上0.9以下。具体而言,所述比(30%K值(200)/30%K值(25))为0.50以上0.90以下。所述比(30%K值(200)/30%K值(25))优选为0.8以下,更优选为0.7以下,并且优选为0.55以上,更优选为0.6以上。此外,所述比(30%K值(200)/30%K值(25))优选为0.80以下,更优选为0.70以下,并且优选为0.55以上,更优选为0.60以上。所述比(30%K值(200)/30%K值(25))为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步抑制被粘接体的划伤,能够进一步高精度地控制间隙,并且能够进一步有效缓和应力。
所述间隔物粒子中的所述压缩弹性模量(30%K值(25)和30%K值(200))可通过以下述方式测定。
使用微型压缩试验机,用圆柱(直径100μm,金刚石制)的平滑压子端面,在25℃或200℃、压缩速度0.3mN/秒和最大试验负载20mN的条件下压缩1个间隔物粒子。测定此时的负载值(N)和压缩位移(mm)。可根据得到的测定值,通过下述式求得所述压缩弹性模量(30%K值(25)和30%K值(200))。作为所述微型压缩试验机,例如使用FISCHER公司制“FISHERSCOPE H-100”等。所述间隔物粒子中的所述压缩弹性模量(30%K值(25)和30%K值(200))优选通过下述方式进行计算:将任意选择的50个间隔物粒子的所述压缩弹性模量(30%K值(25)和30%K值(200))进行算术平均。
30%K值(25)和30%K值(200)(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F:间隔物粒子发生30%压缩变形时的负载值(N)
S:间隔物粒子发生30%压缩变形时的压缩位移(mm)
R:间隔物粒子的半径(mm)
所述压缩弹性模量普遍性并且定量性地表示间隔物粒子的硬度。通过使用所述压缩弹性模量,能够定量性并且无疑义地表示间隔物粒子的硬度。
所述间隔物粒子在25℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(25))优选为40%以上,更优选为50%以上,并且优选为90%以下,更优选为80%以下。所述压缩恢复率(25)为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步抑制被粘接体的划伤,并且能够进一步高精度地控制间隙。
所述间隔物粒子在200℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(200))优选为20%以上,更优选为30%以上,并且优选为70%以下,更优选为60%以下。所述压缩恢复率(200)为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步有效缓和应力。
所述间隔物粒子在200℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(200))与所述间隔物粒子在25℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(25))之比,设为比(压缩恢复率(200)/压缩恢复率(25))。所述比(压缩恢复率(200)/压缩恢复率(25))优选为0.9以下,更优选为0.8以下,进一步优选为0.7以下,并且优选为0.3以上,更优选为0.4以上,进一步优选为0.5以上。此外,所述比(压缩恢复率(200)/压缩恢复率(25))优选为0.90以下,更优选为0.80以下,进一步优选为0.70以下,并且优选为0.30以上,更优选为0.40以上,进一步优选为0.50以上。所述比(压缩恢复率(200)/压缩恢复率(25))为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步抑制被粘接体的划伤,能够进一步高精度地控制间隙,并且能够进一步有效缓和应力。
所述间隔物粒子的压缩恢复率可通过以下述方式测定。
将间隔物粒子散布在样品台上。对于散布的一个间隔物粒子,使用微型压缩试验机,用圆柱(直径100μm,金刚石制)的平滑压子端面,在25℃或200℃下,在间隔物粒子的中心方向上,施加负荷(反转负载值)至间隔物粒子发生30%压缩变形。然后,卸荷至原点用负载值(0.40mN)。测定该期间的负载-压缩位移,可根据下述式求得压缩恢复率。需要说明的是,负荷速度设为0.33mN/秒。作为所述微型压缩试验机,例如使用FISCHER公司制“FISHERSCOPEH-100”等。
压缩恢复率(%)=[L2/L1]×100
L1:从施加负荷时的原点用负载值至反转负载值的压缩位移
L2:从解放负荷时的反转负载值至原点用负载值的卸荷位移
所述间隔物粒子的用途没有特别限定。所述间隔物粒子适用于各种用途。所述间隔物粒子优选用于得到粘接剂。所述间隔物粒子优选用作间隔物。所述间隔物粒子,优选在所述粘接剂中用作间隔物。作为所述间隔物的使用方法,可举出液晶显示元件用间隔物、间隙控制用间隔物和应力缓和用间隔物等。所述间隙控制用间隔物,可用于:用于控制支架高度和平坦性的叠层芯片的间隙控制、以及用于确保玻璃面的平滑性和粘接剂层的厚度的光学部件的间隙控制等。所述应力缓和用间隔物,可用于:传感器芯片等的应力缓和、和粘接两个被粘接体的粘接层的应力缓和等。
所述间隔物粒子优选用作液晶显示元件用间隔物,优选用于液晶显示元件用周边密封剂。所述液晶显示元件用周边密封剂中,所述间隔物粒子优选作为间隔物而发挥功能。所述间隔物粒子具有良好的压缩变形特性,因此在将所述间隔物粒子用作间隔物而配置在基板间的情况下,能够将所述间隔物粒子高效地配置在基板间。此外,所述间隔物粒子的情况下,能够抑制液晶显示元件用部件等的划伤,因此在使用了所述液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件中,不易发生显示不良。
此外,所述间隔物粒子优选用作无机填充材料、调色剂的添加剂、冲击吸收剂或振动吸收剂。例如,作为橡胶或弹簧等的代替品,可使用所述间隔物粒子。
以下,对于间隔物粒子的其他详细内容进行说明。需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”中的一者或两者,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的一者或两者,“(甲基)丙烯酰基”是指“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”中的一者或两者。
(间隔物粒子的其他详细内容)
所述间隔物粒子的材料没有特别限定。所述间隔物粒子的材料可以为有机材料或无机材料。
作为所述有机材料,可举出:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等的聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸甲酯等的丙烯酸类树脂;聚碳酸酯、聚酰胺、酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、二乙烯基苯聚合物以及二乙烯基苯共聚物等。作为所述二乙烯基苯共聚物等,可举出:二乙烯基苯-苯乙烯共聚物和二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。由于易于将所述间隔物粒子的压缩特性控制在适宜范围,所述间隔物粒子的材料优选为具有1种或2种以上烯键式不饱和基团的聚合性单体聚合而成的聚合物。
在所述间隔物粒子由具有烯键式不饱和基团的聚合性单体聚合而得到的情况下,作为所述具有烯键式不饱和基团的聚合性单体,可举出非交联性的单体和交联性的单体。
作为所述非交联性的单体,可举出:作为乙烯基化合物的、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等的苯乙烯单体;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等的乙烯基醚化合物;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等的酸乙烯酯化合物;氯乙烯、氟乙烯等的含卤素单体;作为(甲基)丙烯酸化合物的、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等的(甲基)丙烯酸烷基酯化合物;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等的含有氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等的含腈单体;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯等的含卤素的(甲基)丙烯酸酯化合物;作为α-烯烃化合物的、二异丁烯、异丁烯、LINEALENE、乙烯、丙烯等的烯烃化合物;作为共轭二烯化合物的、异戊二烯、丁二烯等。
作为所述交联性的单体,可举出:作为乙烯基化合物的、二乙烯基苯、1,4-二乙烯氧基丁烷、二乙烯基砜等的乙烯基单体;作为(甲基)丙烯酸化合物的、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(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、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;作为烯丙基化合物的、三烯丙基(异)氰尿酸酯、偏苯三酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚;作为硅烷化合物的、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等的硅烷烷氧化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基乙基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基乙基乙烯基硅烷、乙基甲基二乙烯基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙基乙烯基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等的聚合性含双键硅烷烷氧化物;十甲基环五硅氧烷等的环状硅氧烷;单末端改性硅油、两末端硅油、侧链型硅油等的改性(反应性)硅油;(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等的含羧基单体等。
所述间隔物粒子可通过所述具有烯键式不饱和基团的聚合性单体聚合而得到。作为所述的聚合方法没有特别限定,可举出:自由基聚合、离子聚合、缩聚(缩合聚合、缩聚合)、加成缩合、活性聚合和活性自由基聚合等的公知的方法。此外,作为其他聚合方法,可举出自由基聚合引发剂的存在下的悬浮聚合。
作为所述无机材料,可举出:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆、炭黑、硅酸玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、钠钙玻璃和氧化铝硅酸盐玻璃等。
所述间隔物粒子可以仅由所述有机材料形成,也可以由所述无机材料形成,还可以由所述有机材料和所述无机材料这两者形成。所述间隔物粒子优选仅由所述有机材料形成。在这种情况下,能够将所述间隔物粒子的压缩特性容易地控制在适宜范围,并且能够使得所述间隔物粒子进一步优选用于间隔物的用途。
所述间隔物粒子可以为有机无机混合粒子。所述间隔物粒子可以为芯壳粒子。在所述间隔物粒子为有机无机混合粒子的情况下,作为所述间隔物粒子的材料的无机物,可举出:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆和炭黑等。所述无机物优选不是金属。作为所述由二氧化硅形成的间隔物粒子没有特别限定,可举出:具有两个以上的水解性烷氧基甲硅烷基的硅化合物水解并形成交联聚合物粒子后,根据需要进行烧制而得到的间隔物粒子等。作为所述有机无机混合粒子,可举出:交联的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸类树脂形成的有机无机混合粒子等。
所述有机无机混合粒子优选为:具有芯和配置在该芯的表面上的壳的芯壳型有机无机混合粒子。所述芯优选为有机芯。所述壳优选为无机壳。所述间隔物粒子优选为:具有有机芯和配置在所述有机芯的表面上的无机壳的有机无机混合粒子。
作为所述有机芯的材料,可举出所述有机材料等。
作为所述无机壳的材料,可举出作为所述间隔物粒子的材料的无机物等。所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选通过下述方式而形成:在所述芯的表面上将金属烷氧化物通过溶胶凝胶法制成壳状物后,将该壳状物进行烧制。所述金属烷氧化物优选为硅烷烷氧化物。所述无机壳优选由硅烷烷氧化物形成。
所述间隔物粒子的粒径优选为1μm以上,更优选为3μm以上,并且优选为300μm以下,更优选为150μm以下。所述间隔物粒子的粒径为所述下限以上和所述上限以下时,能够使间隔物粒子进一步适用于间隔物的用途。从将所述间隔物粒子用作间隔物的观点出发,所述间隔物粒子的粒径特别优选为10μm以上110μm以下。
所述间隔物粒子的粒径,在所述间隔物粒子为正球状的情况下是指直径,在所述间隔物粒子为正球状以外的形状的情况下是指假定为与其体积相当的正球时的直径。间隔物粒子的粒径优选为平均粒径,更优选为数均粒径。间隔物粒子的粒径,可通过任意的粒度分布测定装置而测定。例如,可使用使用了激光散射、电阻值变化、拍摄后的图像解析等的原理的粒度分布测定装置等而测定。更具体而言,作为间隔物粒子的粒径的测定方法,可举出:使用粒度分布测定装置(BECKMAN COULTER公司制“Multisizer4”),测定约100000个间隔物粒子的粒径,计算平均粒径的方法等。
所述间隔物粒子的粒径的变异系数(CV值)优选为10%以下,更优选为7%以下,进一步优选为5%以下。所述CV值为所述上限以下时,能够使间隔物粒子进一步适用于间隔物的用途。
所述CV值如下述式表示。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:间隔物粒子的粒径的标准差(SD)
Dn:间隔物粒子的粒径的平均值
所述间隔物粒子的长径比优选为2以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1.2以下。所述长径比表示长径/短径。所述长径比优选通过下述方式求得:通过电子显微镜或光学显微镜观察任意10个间隔物粒子,将最大径和最小径分别设为长径、短径,计算各间隔物粒子的长径/短径的平均值。
(粘接剂)
本发明的粘接剂包含所述间隔物粒子、粘接性成分。所述间隔物粒子优选分散在粘接性成分中进行使用,优选用于得到分散在粘接性成分中而得的粘接剂。
所述粘接剂,例如可粘接两个被粘接体。所述粘接剂,优选用于形成粘接两个被粘接体的粘接层。此外,所述粘接剂优选用于:高精度地控制所述粘接层造成的间隙;或缓和所述粘接层的应力。
作为所述粘接性成分,可举出:光固化性成分、热固化性成分和可通过加热而烧结的含金属原子粒子等。
所述粘接性成分优选包含热固化性成分。在这种情况下,可通过热固化而成的固化物进行粘接。所述粘接剂优选为热固化性粘接剂。
所述粘接剂成分可包含光固化性成分。在这种情况下,可通过光固化而成的固化物进行粘接。所述粘接剂可以为光固化性粘接剂。
所述粘接性成分,优选包含:可通过加热而烧结的含金属原子粒子。在这种情况下,可通过加热烧结而成的烧结物进行粘接。
所述粘接剂可包含导电性粒子,也可以不包含导电性粒子。所述粘接剂可用于导电连接,也可以不用于导电连接。所述粘接剂,可以用于或不用于各向异性导电连接。所述粘接剂可以不是导电材料或各向异性导电材料。所述粘接剂可用于或不用于液晶显示元件。
所述粘接剂100重量%中,所述间隔物粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,并且优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,进一步优选为40重量%以下,特别优选为20重量%以下,最优选为10重量%以下。所述间隔物粒子的含量为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步有效地发挥所述间隔物粒子作为间隔物的功能。
(热固化性成分)
所述热固化性成分没有特别限定。所述粘接剂可包含热固化性化合物和热固化剂作为所述热固化性成分。为了使粘接剂进一步良好地固化,所述粘接剂优选包含热固化性化合物和热固化剂作为热固化性成分。为了使粘接剂进一步良好地固化,所述粘接剂优选包含固化促进剂作为热固化性成分。
(热固化性成分:热固化性化合物)
所述热固化性化合物没有特别限定。作为所述热固化性化合物,可举出:氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯酸化合物、酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、聚硅氧烷化合物和聚酰亚胺化合物等。从进一步改善热固化性粘接剂的固化性和粘度的观点出发,作为所述热固化性化合物,优选为环氧化合物或环硫化合物,更优选为环氧化合物。所述热固化性化合物,优选包含环氧化合物。所述热固化性化合物可以仅使用1种或组合使用2种以上。
所述环氧化合物为至少具有1个环氧基的化合物。作为所述环氧化合物,可举出:双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、联苯型环氧化合物、联苯酚醛清漆型环氧化合物、双酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、芴型环氧化合物、酚芳烷基型环氧化合物、萘酚芳烷基型环氧化合物、二环戊二烯型环氧化合物、蒽型环氧化合物、具有金刚烷骨架的环氧化合物、具有三环癸烷骨架的环氧化合物、亚萘基醚型环氧化合物和在骨架中具有三嗪核的环氧化合物等。所述环氧化合物可以仅使用1种或2种以上。
从进一步改善热固化性粘接剂的固化性和粘度的观点出发,所述热固化性成分优选包含环氧化合物,所述热固化性化合物优选包含环氧化合物。
所述粘接剂100重量%中,所述热固化性化合物的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,并且优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。所述热固化性化合物的含量为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步良好地形成所述粘接层,能够进一步有效发挥所述间隔物粒子作为间隔物的功能。
(热固化性成分:热固化剂)
所述热固化剂没有特别限定。所述热固化剂使所述热固化性化合物热固化。作为所述热固化剂,可举出:咪唑固化剂、胺固化剂、酚固化剂、聚硫醇固化剂等的硫醇固化剂、酸酐固化剂、热阳离子引发剂(热阳离子固化剂)和热自由基引发剂等。所述热固化剂可以仅使用1种或组合使用2种以上。
所述咪唑固化剂没有特别限定。作为所述咪唑固化剂,可举出:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪和2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成产物、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-苯基-4-苄基-5-羟基甲基咪唑、2-对甲苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-间甲苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2-间甲苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-对甲苯基-4,5-二羟甲基咪唑等中的1H-咪唑的5位的氢被羟甲基取代并且2位的氢被苯基或甲苯基取代而得到的咪唑化合物等。
所述硫醇固化剂没有特别限定。作为所述硫醇固化剂,可举出:三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯和二季戊四醇六-3-巯基丙酸酯等。
所述胺固化剂没有特别限定。作为所述胺固化剂,可举出:六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷、双(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺和二氨基二苯基砜等。
所述酸酐固化剂没有特别限定,如果是作为环氧化合物等热固化性化合物的固化剂而使用的酸酐,就可以广泛使用。作为所述酸酐固化剂,可举出:苯二甲酸酐、四氢苯二甲酸酐、三烷基四氢苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、甲基丁烯基四氢苯二甲酸酐、苯二甲酸衍生物的酸酐、马来酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、琥珀酸酐、丙三醇双偏苯三酸酐单乙酸酯和乙二醇双偏苯三酸酐等的2官能的酸酐固化剂、偏苯三酸酐等的3官能的酸酐固化剂、以及均苯四酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、甲基环己烯四羧酸酐和聚壬二酸酐等的4官能以上的酸酐固化剂等。
所述热阳离子引发剂没有特别限定。作为所述热阳离子引发剂,可举出:碘鎓类阳离子固化剂、氧鎓类阳离子固化剂和锍类阳离子固化剂等。作为所述碘鎓类阳离子固化剂,可举出双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐等。作为所述氧鎓类阳离子固化剂,可举出三甲基氧鎓四氟硼酸盐等。作为所述锍类阳离子固化剂,可举出三对甲苯基锍六氟磷酸盐等。
所述热自由基引发剂没有特别限定。作为所述热自由基引发剂,可举出:偶氮化合物和有机过氧化物等。作为所述偶氮化合物,可举出偶氮双异丁腈(AIBN)等。作为所述有机过氧化物,可举出二叔丁基过氧化物和甲基乙基酮过氧化物等。
所述热固化剂的含量没有特别限定。相对于所述热固化性化合物100重量份,所述热固化剂的含量优选为0.01重量份以上,更优选为1重量份以上,并且优选为200重量份以下,更优选为100重量份以下,进一步优选为75重量份以下。热固化剂的含量为所述下限以上时,易于使粘接剂充分固化。热固化剂的含量为所述上限以下时,在固化后不易残存未参与固化的剩余热固化剂,并且进一步提高固化物的耐热性。
(热固化性成分:固化促进剂)
所述粘接剂可包含固化促进剂。所述固化促进剂没有特别限定。所述固化促进剂,优选在所述热固化性化合物和所述热固化剂的反应中作为固化催化剂而发挥作用。所述固化促进剂,优选在所述热固化性化合物的反应中作为固化催化剂而发挥作用。所述固化促进剂可以仅使用1种或组合使用2种以上。
作为所述固化促进剂,可举出:鏻盐、叔胺、叔胺盐、季铵盐、叔膦、冠醚络合物、胺络合物化合物和磷叶立德等。具体而言,作为所述固化促进剂,可举出:咪唑化合物、咪唑化合物的异氰脲酸盐、双氰胺、双氰胺的衍生物、三聚氰胺化合物、三聚氰胺化合物的衍生物、二氨基马来腈、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、双(六亚甲基)三胺、三乙醇胺、二氨基二苯基甲烷、有机酸二酰肼等的胺化合物、1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7,3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、三氟化硼、三氟化硼-胺络合物化合物以及三苯基膦、三环己基膦、三丁基膦和甲基二苯基膦等的有机磷化合物等。
所述鏻盐没有特别限定。作为所述鏻盐,可举出:四正丁基鏻溴化物、四正丁基鏻O,O-二乙基二硫磷酸盐、甲基三丁基鏻二甲基磷酸盐、四正丁基鏻苯并三唑、四正丁基鏻四氟硼酸盐和四正丁基鏻四苯基硼酸盐等。
以使得所述热固化性化合物良好地固化的方式适宜选择所述固化促进剂的含量。所述固化促进剂的含量相对于所述热固化性化合物100重量份优选为0.5重量份以上,更优选为0.8重量份以上,并且优选为10重量份以下,更优选为8重量份以下。所述固化促进剂的含量为所述下限以上和所述上限以下时,能够使得所述热固化性化合物良好地固化。
(含金属原子粒子)
所述粘接剂,优选包含多个含金属原子粒子。作为所述含金属原子粒子,可举出金属粒子和金属化合物粒子等。所述金属化合物粒子,包含金属原子、该金属原子以外的原子。作为所述金属化合物粒子的具体例,可举出:金属氧化物粒子、金属的碳酸盐粒子、金属的羧酸盐粒子和金属的络合物粒子等。所述金属化合物粒子优选为金属氧化物粒子。例如,所述金属氧化物粒子在还原剂的存在下通过粘接时的加热而成为金属粒子后烧结。所述金属氧化物粒子为金属粒子的前体。作为所述金属的羧酸盐粒子,可举出金属的乙酸盐粒子等。
作为所述金属粒子和构成所述金属氧化物粒子的金属,可举出银、铜和金等。优选为银或铜,特别优选为银。因此,所述金属粒子优选为银粒子或铜粒子,更优选为银粒子。所述金属氧化物粒子优选为氧化银粒子或氧化铜粒子,更优选为氧化银粒子。在使用了银粒子和氧化银粒子的情况下,粘接后残渣较少,体积减少率也非常小。作为所述氧化银粒子中的氧化银,可举出Ag2O和AgO。
所述含金属原子粒子优选通过低于400℃的加热而烧结。所述含金属原子粒子烧结的温度(烧结温度),更优选为350℃以下,优选为300℃以上。所述含金属原子粒子烧结的温度为所述下限以上或所述上限以下时,能够高效进行烧结,能够进一步降低烧结所需的能量,并且降低环境负荷。
从进一步有效发挥所述间隔物粒子作为间隔物的功能的观点出发,所述间隔物粒子的热分解温度优选高于所述含金属原子粒子的熔点。所述间隔物粒子的热分解温度优选高于所述含金属原子粒子的熔点10℃以上,更优选高30℃以上,最优选高50℃以上。
在所述含金属原子粒子为金属氧化物粒子的情况下,优选使用还原剂。作为所述还原剂,可举出:醇化合物(具有醇性羟基的化合物)、羧酸化合物(具有羧基的化合物)和胺化合物(具有氨基的化合物)等。所述还原剂可以仅使用1种或组合使用2种以上。
作为所述醇化合物,可举出烷醇。作为所述醇化合物的具体例,例如可举出:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇和二十烷醇等。此外,作为所述醇化合物,不限于伯醇型化合物,还可使用仲醇型化合物、叔醇型化合物、烷二醇和具有环状结构的醇化合物。此外,作为所述醇化合物,也可以使用乙二醇和三乙二醇等具有多个醇基的化合物。此外,作为所述醇化合物,也可以使用柠檬酸、抗坏血酸和葡萄糖等的化合物。
作为所述羧酸化合物,可举出烷基羧酸等。作为所述羧酸化合物的具体例,可举出:丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸和二十酸等。此外,所述羧酸化合物不限于伯羧酸型化合物,还可以使用仲羧酸型化合物、叔羧酸型化合物、二羧酸和具有环状结构的羧基化合物。
作为所述胺化合物,可举出烷胺等。作为所述胺化合物的具体例,可举出:丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷胺、十二烷胺、十三烷胺、十四烷胺、十五烷胺、十六烷胺、十七烷胺、十八烷胺、十九烷胺和二十烷胺等。此外,所述胺化合物可具有支链结构。作为具有支链结构的胺化合物,可举出2-乙基己胺和1,5-二甲基己胺等。所述胺化合物不限于伯胺型化合物,还可使用仲胺型化合物、叔胺型化合物和具有环状结构的胺化合物。
所述还原剂可以为具有醛基、酯基、磺基或酮基等的有机物,也可以为羧酸金属盐等的有机物。羧酸金属盐可用作金属粒子的前体,另一方面,由于含有有机物,因此还可用作金属氧化物粒子的还原剂。
相对于所述金属氧化物粒子100重量份,所述还原剂的含量优选为1重量份以上,更优选为10重量份以上,并且优选为1000重量份以下,更优选为500重量份以下,进一步优选为100重量份以下。所述还原剂的含量为所述下限以上时,能够进一步致密地烧结所述含金属原子粒子。其结果,也提高由所述含金属原子粒子的烧结体形成的粘接层中的放热性和耐热性。
使用具有比所述含金属原子粒子的烧结温度(粘接温度)低的熔点的还原剂时,粘接时存在发生凝聚、易于在粘接层产生空洞的倾向。通过使用羧酸金属盐,由于该羧酸金属盐不会因粘接时的加热而融解,因此能够抑制空洞的发生。需要说明的是,除了羧酸金属盐以外,也可以使用含有有机物的金属化合物作为还原剂。
从进一步有效提高粘接强度的观点和进一步有效抑制应力负荷时发生裂缝的观点出发,包含含金属原子粒子的粘接剂优选包含粘合剂。所述粘合剂没有特别限定。作为所述粘合剂,可举出所述热固化性成分,还可举出溶剂等。
作为所述溶剂,可举出水和有机溶剂等。从进一步提高溶剂的除去性的观点出发,所述溶剂优选为有机溶剂。作为所述有机溶剂,可举出:乙醇等的醇化合物;丙酮、甲基乙基酮、环己酮等的酮化合物;甲苯、二甲苯、四甲基苯等的芳香族烃化合物;溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二乙醚、三丙二醇单甲醚等的二醇醚化合物;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、碳酸丙烯酯等的酯化合物;辛烷、癸烷等的脂肪族烃化合物;以及石油醚、石脑油等的石油类溶剂等。
从进一步有效提高粘接强度的观点和进一步有效抑制应力负荷时发生裂缝的观点出发,所述粘接剂优选包含环氧化合物。
由于进一步有效发挥本发明的间隔物粒子带来的效果,包含含金属原子粒子的粘接剂中,所述含金属原子粒子的含量优选高于所述间隔物粒子的含量,优选高10重量%以上,优选高20重量%以上。
包含含金属原子粒子的粘接剂100重量%中,所述间隔物粒子的含量优选为0.1重量%以上,更优选为1重量%以上,并且优选为50重量%以下,更优选为30重量%以下。所述间隔物粒子的含量为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步有效缓和粘接层中的应力。所述间隔物粒子的含量为所述下限以上和所述上限以下时,能够进一步高精度地控制间隙。
包含含金属原子粒子的粘接剂100重量%中,所述含金属原子粒子的含量优选为0.3重量%以上,更优选为3重量%以上,并且优选为50重量%以下,更优选为40重量%以下。所述含金属原子粒子的含量为所述下限以上和所述上限以下时,有效提高粘接强度,进一步降低连接电阻。
(粘接结构体)
可使用所述粘接剂,将被粘接体粘接,得到粘接结构体。
所述粘接结构体具备:第1被粘接体、第2被粘接体、粘接所述第1被粘接体和所述第2被粘接体的粘接层。所述粘接结构体中,所述粘接层的材料包含所述间隔物粒子。所述粘接层的材料优选为所述粘接剂。所述粘接层优选由所述粘接剂形成。
图1是表示使用了本发明的间隔物粒子的粘接结构体的一个实例的截面图。
图1表示的粘接结构体11具备:第1被粘接体12、第2被粘接体13、粘接第1被粘接体12和第2被粘接体13的粘接层14。
粘接层14包含所述间隔物粒子1。间隔物粒子1与第1被粘接体12和第2被粘接体13这两者相接。间隔物粒子1控制粘接层14的间隙。间隔物粒子1用作间隙控制用间隔物。粘接层14包含仅粒径与间隔物粒子1不同的间隔物粒子1A。间隔物粒子1A不与第1被粘接体12和第2被粘接体13这两者相接。间隔物粒子1A用作应力缓和用间隔物。图1中,为了便于图示,示意性地表示间隔物粒子1和1A。
粘接层14由所述粘接剂形成。在粘接层14由所述热固化性粘接剂形成的情况下,粘接层14通过使热固化性成分固化而形成,由热固化性成分的固化物形成。
所述第1被粘接体在表面可具有第1电极。所述第2被粘接体在表面可具有第2电极。所述第1电极和所述第2电极可以通过所述粘接层中包含的导电性粒子等而实现电性连接。所述粘接层可包含导电性粒子。所述粘接剂可包含导电性粒子。
所述粘接结构体的制造方法没有特别限定。作为粘接结构体的制造方法的一个实例,可举出:在第1被粘接体和第2被粘接体之间配置所述粘接剂,得到叠层体后,将该叠层体进行加热和加压的方法等。所述加压的压力为9.8×104Pa~4.9×106Pa左右。所述加热的温度为120℃~220℃左右。挠性印刷基板的电极,用于连接配置在树脂膜上的电极和触摸面板的电极的所述加压的压力为9.8×104Pa~1.0×106Pa左右。
作为所述被粘接体,具体而言,可举出功率半导体元件等的电子部件等。所述功率半导体元件,用于整流二极管、功率晶体管、晶闸管、栅极截止晶闸管、三端双向可控硅开关元件等中。作为所述功率晶体管,可举出功率MOSFET和绝缘栅双极型晶体管等。作为所述功率半导体元件的材料,可举出Si、SiC和GaN等。所述被粘接体优选为电子部件。优选所述第1被粘接体和所述第2被粘接体中的至少一者为功率半导体元件。所述粘接结构体优选为半导体装置。
所述粘接剂也可适用于触摸面板。因此,所述被粘接体优选为挠性基板、或在树脂膜的表面上配置有电极的被粘接体。所述被粘接体优选为挠性基板,优选为在树脂膜的表面上配置有电极的被粘接体。在所述挠性基板为挠性印刷基板等的情况下,挠性基板通常在表面具有电极。
作为设置在所述被粘接体的电极,可举出:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、银电极、钼电极和钨电极等的金属电极。在所述被粘接体为挠性基板的情况下,所述电极优选为金电极、镍电极、锡电极或铜电极。所述被粘接体可以为玻璃基板。在所述被粘接体为玻璃基板的情况下,所述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。需要说明的是,在所述电极为铝电极的情况下,可以为仅由铝形成的电极,也可以为在金属氧化物层的表面叠层铝层而成的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可举出:掺杂有3价的金属元素的氧化铟和掺杂有3价的金属元素的氧化锌等。作为所述3价的金属元素,可举出Sn、Al和Ga等。
此外,所述间隔物粒子可适用作液晶显示元件用间隔物。所述第1被粘接体可以为第1液晶显示元件用部件。所述第2被粘接体可以为第2液晶显示元件用部件。在所述第1液晶显示元件用部件和所述第2液晶显示元件用部件对向的状态下,所述粘接层可以为密封所述第1液晶显示元件用部件和所述第2液晶显示元件用部件的外周的密封部。
所述间隔物粒子可用于液晶显示元件用密封剂。在第1液晶显示元件用部件、第2液晶显示元件用部件、所述第1液晶显示元件用部件和所述第2液晶显示元件用部件对向的状态下,液晶显示元件具备:密封所述第1液晶显示元件用部件和所述第2液晶显示元件用部件的外周的密封部。液晶显示元件在所述密封部的内侧具备:配置在所述第1液晶显示元件用部件和所述第2液晶显示元件用部件之间的液晶。该液晶显示元件,适用于液晶滴加工艺,并且所述密封部可通过使液晶滴加工艺用密封剂热固化而形成。
图2是表示使用了本发明的间隔物粒子的粘接结构体的另一实例的截面图。
图2中,粘接结构体为液晶显示元件21。液晶显示元件21具有一对透明玻璃基板22。透明玻璃基板22在对向的面上具有绝缘膜(未图示)。作为绝缘膜的材料,例如可举出SiO2等。透明玻璃基板22中的绝缘膜上形成有透明电极23。作为透明电极23的材料,可举出ITO等。透明电极23,例如可通过光刻进行图案化而形成。透明玻璃基板22的表面上的透明电极23上,形成有取向膜24。作为取向膜24的材料,可举出聚酰亚胺等。
在一对透明玻璃基板22间,封入有液晶25。在一对透明玻璃基板22间配置有多个间隔物粒子1。间隔物粒子1,用作液晶显示元件用间隔物。通过多个间隔物粒子1,控制一对透明玻璃基板22的间隔,将其保持固定。在一对透明玻璃基板22的缘部间配置有密封剂26。通过密封剂26,防止液晶25向外部流出。密封剂26中包含仅粒径与间隔物粒子1不同的间隔物粒子1A。图2中,为了便于图示,示意性表示间隔物粒子1和1A。
所述液晶显示元件中每1mm2的液晶显示元件用间隔物的配置密度优选为10个/mm2以上,优选为1000个/mm2以下。所述配置密度为10个/mm2以上时,使得单元间隙进一步均匀。所述配置密度为1000个/mm2以下时,液晶显示元件的对比度进一步良好。
以下,可举出实施例和比较例,对于本发明具体性地进行说明。本发明不限于以下的实施例。
(实施例1)
(1)间隔物粒子的制备
准备平均粒径0.8μm的聚苯乙烯粒子作为种粒子。混合所述聚苯乙烯粒子3.9重量份、离子交换水500重量份、5重量%聚乙烯醇水溶液120重量份,制备混合液。将所述混合液通过超声波进行分散后,投入可分离烧瓶中,均匀地搅拌。
此外,向二乙烯基苯150重量份中,添加过氧化苯甲酰(NOF公司制“NYPER BW”)4重量份,进一步添加月桂基硫酸三乙醇胺8重量份、乙醇100重量份、离子交换水1000重量份,制备乳化液。
向可分离烧瓶中的所述混合液中,进一步添加所述乳化液,搅拌4小时,使种粒子吸收单体,得到单体溶胀了的种粒子的悬浮液。
然后,添加5重量%聚乙烯醇水溶液490重量份,开始加热并在95℃下反应10小时,得到粒径3.08μm的间隔物粒子。
(2)粘接剂的制备
混合银粒子(平均粒径15nm)40重量份、二乙烯基苯树脂粒子(平均粒径30μm,CV值5%)1重量份、所述间隔物粒子10重量份、作为溶剂的甲苯40重量份,混合并制备粘接剂。
(3)粘接结构体的制备
作为第1被粘接体,准备在被粘面实施了Ni/Au镀敷的功率半导体元件。作为第2被粘接体,准备氮化铝基板。
将所述粘接剂以成为约30μm的厚度的方式涂布在第2被粘接体上,形成粘接剂层。然后,在粘接剂层上叠层所述第1被粘接体,得到叠层体。将得到的叠层体在300℃下加热10分钟,而将粘接剂层中包含的银粒子烧结,得到粘接结构体(功率半导体元件设备)。
(实施例2)
制备间隔物粒子时,除了将二乙烯基苯150重量份变更为二乙烯基苯75重量份和四羟甲基甲烷四丙烯酸酯75重量份,并且将间隔物粒子的粒径变更为3.01μm以外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体。
(实施例3)
制备间隔物粒子时,除了将间隔物粒子的粒径变更为30.5μm以外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体
(比较例1)
制备间隔物粒子时,除了将二乙烯基苯150重量份变更为二乙烯基苯100重量份和苯乙烯50重量份以外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体
(比较例2)
除了不制备间隔物粒子,不使用间隔物粒子以外,以与实施例1相同的方式,得到粘接剂和粘接结构体。
(比较例3)
除了使用了二氧化硅粒子(粒径3.00μm)作为间隔物粒子以外,以与实施例1相同的方式,得到粘接剂和粘接结构体。
(实施例4)
制备间隔物粒子时,将二乙烯基苯150重量份变更为丙烯酸异冰片酯90重量份、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯30重量份、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯30重量份,并且将间隔物粒子的粒径变更为3.00μm。除此之外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体
(实施例5)
制备间隔物粒子时,除了将二乙烯基苯150重量份变更为二乙烯基苯112.5重量份、PEG200#二丙烯酸酯37.5重量份,并且将间隔物粒子的粒径变更为3.02μm以外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体
(实施例6)
在制备间隔物粒子时,将二乙烯基苯150重量份变更为二乙烯基苯105重量份、PEG200#二丙烯酸酯30重量份、四甲醇基甲烷四丙烯酸酯15重量份,并且将间隔物粒子的粒径变更为2.75μm。除此之外,以与实施例1相同的方式,得到间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体
(评价)
(1)间隔物粒子的压缩弹性模量
针对得到的间隔物粒子,通过所述方法,使用微型压缩试验机(FISCHER公司制“FISHERSCOPEH-100”)测定在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(25))和在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值(200))。根据测定结果,计算30%K值(25)和30%K值(200)。根据得到的测定结果,计算30%K值(200)与30%K值(25)之比(30%K值(200)/30%K值(25))。
(2)间隔物粒子的压缩恢复率
针对得到的间隔物粒子,通过所述方法,使用微型压缩试验机(FISCHER公司制“FISHERSCOPEH-100”)测定在25℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(25))和在200℃下的压缩恢复率(压缩恢复率(200))。根据得到的测定结果,计算压缩恢复率(200)与压缩恢复率(25)之比(压缩恢复率(200)/压缩恢复率(25))。
(3)粘接层的厚度的不均匀
对于得到的10个粘接结构体进行截面研磨,根据其截面的图像,使用扫描型电子显微镜测定粘接层的厚度。根据以下的基准判定粘接层的厚度的不均匀。
[粘接层的厚度的不均匀的判定基准]
○○:粘接层的厚度的最小值相对于粘接层的厚度的最大值的比(粘接层的厚度的最小值/粘接层的厚度的最大值)为0.9以上
○:粘接层的厚度的最小值相对于粘接层的厚度的最大值的比(粘接层的厚度的最小值/粘接层的厚度的最大值)为0.7以上并且低于0.9
×:粘接层的厚度的最小值相对于粘接层的厚度的最大值的比(粘接层的厚度的最小值/粘接层的厚度的最大值)低于0.7
(4)粘接强度
对于得到的粘接结构体,使用MOUNT(マウント)强度测定装置(RHESCA公司制“BONDING TESTER PTR-1100”),测定260℃下的粘接强度。需要说明的是,接合速度设为0.5mm/sec,向第2被粘接体和粘接层的粘接部分施加水平方向的负荷进行测定。通过以下的基准判定粘接强度。
[粘接强度的判定基准]
○○:接合强度为150N/cm2以上
○:接合强度为100N/cm2以上并且低于150N/cm2
×:接合强度低于100N/cm2
(5)应力缓和特性
对于得到的粘接结构体进行截面研磨,根据其截面的图像,使用扫描型电子显微镜来观察粘接结构体的粘接层中是否发生裂缝。根据以下的基准判定应力缓和特性。
[应力缓和特性的判定基准]
○○:未发生裂缝
○:发生了裂缝(实际使用上没有问题)
×:发生了裂缝
结果如表1表示。
需要说明的是,表示了制备功率半导体元件设备的具体实施例。为了得到各向异性导电连接结构体和液晶显示元件而使用了实施例的间隔物粒子的情况下,也能够实现本发明的效果。
符号说明
1…间隔物粒子
1A…间隔物粒子
11…粘接结构体
12…第1被粘接体
13…第2被粘接体
14…粘接层
21…液晶显示元件
22…透明玻璃基板
23…透明电极
24…取向膜
25…液晶
26…密封剂
Claims (9)
1.一种间隔物粒子,其在200℃下压缩30%时的压缩弹性模量与在25℃下压缩30%时的压缩弹性模量之比为0.57以上0.9以下。
2.根据权利要求1所述的间隔物粒子,其在200℃下的压缩恢复率与在25℃下的压缩恢复率之比为0.4以上0.8以下。
3.根据权利要求1或2所述的间隔物粒子,其在200℃下的压缩恢复率为20%以上。
4.根据权利要求1或2所述的间隔物粒子,其用于得到粘接剂。
5.根据权利要求3所述的间隔物粒子,其用于得到粘接剂。
6.一种粘接剂,其包含:
权利要求1~5中任一项所述的间隔物粒子、和
粘接性成分。
7.根据权利要求6所述的粘接剂,其中,
所述粘接性成分包含热固化性成分,
粘接剂为热固化性粘接剂。
8.根据权利要求6或7所述的粘接剂,其中,
所述粘接性成分包含可通过加热而烧结的含金属原子粒子。
9.一种粘接结构体,其具备:
第1被粘接体、
第2被粘接体、以及
粘接所述第1被粘接体和所述第2被粘接体的粘接层,其中,
所述粘接层的材料包含权利要求1~5中任一项所述的间隔物粒子。
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