CN115956109A - 导电性粘接剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明能够在含有导电性粉末及固化性成分的导电性粘接剂组合物中实现良好的粘接强度。导电性粘接剂组合物的特征在于,含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分,在将(A)导电性粉末设为100质量份时,(B)固化性成分的含量为20质量份以上,且所述导电性粘接剂组合物还含有(C)含磷酸的固化性成分,所述(C)含磷酸的固化性成分具有下述式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内。其中,式(1)或(2)中的X为氢原子(H)或甲基(CH3)。在将(A)导电性粉末及(B)固化性成分的合计量设为100质量份时,(C)含磷酸的固化性成分的含量为0.01质量份以上且5质量份以下。

Description

导电性粘接剂组合物
技术领域
本发明涉及导电性粘接剂组合物,特别涉及能够实现在作为粘接对象的黏附体彼此间良好的粘接强度的导电性粘接剂组合物。
背景技术
近年来,导电性粘接剂(Electrically Conductive Adhesives,ECA)在电气设备领域或电子设备领域等被广泛使用。导电性粘接剂基本上由导电性粉末和固化性成分构成,通过适当选择固化性成分的种类或组成等从而能够将各种黏附体可导电地粘接,通过适当选择导电性粉末的种类从而能够调节导电性。
例如,在专利文献1中记载了使用至少一种树脂成分(固化性成分)和微米尺寸(micron size)及亚微米尺寸(sub-micron size)的导电性粒子(导电性粉末)的导电性粘接剂。在专利文献1中,示例了环氧树脂、苯并恶嗪树脂、丙烯酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、聚异丁烯树脂等作为树脂成分,但记载了从导电性粘接剂固化后实现良好的机械强度或高的热稳定性的点考虑,作为树脂成分,环氧树脂或苯并恶嗪树脂的有利的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-541611号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
导电性粘接剂要求兼顾粘接性与固化后的导电性。在专利文献1中,作为导电性粘接剂的课题之一,也列举了粘接剂的强度。但是,在专利文献1中,虽然如上所述地记载了从固化后的机械强度考虑,选择特定的树脂是有利的,但关于如何对导电性粘接剂赋予良好的粘接性(例如粘接强度)并无特别记载。在专利文献1中进行了如下的启示:与良好的粘接性相关的重要因素大概是,在使导电性粒子成为微米尺寸之后,对使其含量进行优选。
本发明是为了解决这样的课题而完成,目的在于能够在含有导电性粉末及固化性成分的导电性粘接剂组合物中实现良好的粘接强度。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述的课题,本发明的导电性粘接剂组合物具备下述结构:含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分,在将上述(A)导电性粉末设为100质量份时,上述(B)固化性成分的含量为20质量份以上,上述导电性粘接剂组合物还含有(C)含磷酸的固化性成分,上述(C)含磷酸的固化性成分具有下述式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内;
[化1]
Figure BDA0004039504700000021
(其中,上述式(1)或(2)中的X为氢原子(H)或甲基(CH3)。)
在将上述(A)导电性粉末及上述(B)固化性成分的合计量设为100质量份时,上述(C)含磷酸的固化性成分的含量为0.01质量份以上且5质量份以下。
根据上述结构,通过除了(B)固化性成分之外还使用(C)含磷酸的固化性成分,从而不仅可使所得到的导电性粘接剂组合物的粘接强度更好,也能够谋求固化物的低电阻化。基于此,在含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分的导电性粘接剂组合物中,不仅可实现更好的粘接强度,还可以使固化物低电阻化。因此,可使导电性粘接剂组合物的导电性能良好,因此能够相对地减少(A)导电性粉末的含量。由此,在含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分的导电性粘接剂组合物中,不仅能够实现良好的粘接强度,而且即使减少(A)导电性粉末的含量也能够实现良好的导电性。
在上述结构的导电性粘接剂组合物中,也可以为如下结构:上述(A)导电性粉末为银粉末、银合金粉末、银涂覆粉末中的至少任一者。
而且,在上述结构的导电性粘接剂组合物中,也可以为如下结构:上述(B)固化性成分为丙烯酸树脂、或者通过固化而成为丙烯酸树脂的固化性组合物。
而且,在上述结构的导电性粘接剂组合物中,也可以为如下结构:该组合物通过印刷机或分配器(dispenser)涂布在基材上进行使用。
而且,在上述结构的导电性粘接剂组合物中,也可以为如下结构:该组合物被使用在构成太阳能电池模块的太阳能电池单元的粘接中。
发明效果
本发明中,通过以上结构,取得能够在含有导电性粉末及固化性成分的导电性粘接剂组合物中实现良好的粘接强度这样的效果。
附图说明
图1是示意性示出本发明实施例等中的在导电性粘接剂组合物的固化后的导电性及粘接强度的评估中使用的评估用导体图案的结构的俯视图。
图2是示意性示出在构成图1所示的评估用导体图案的焊盘上粘接有铆钉的状态的局部剖视图。
图3的(A)是示出可应用本发明的导电性粘接剂组合物的一例的太阳能电池模块的结构的示意性侧视图,图3的(B)是示出现有普通太阳能电池模块的结构的示意性侧视图。
符号说明
11:印刷图案
11a:配线图案
11b:端子
11c:配线部
11d:焊盘图案
12:氧化铝基板
13:铆钉
20:太阳能电池模块
21:太阳能电池单元
22:固化粘接层
30:太阳能电池模块
31:太阳能电池单元
32:内部连接器
具体实施方式
以下,具体说明本发明的优选实施方式的一例。本发明的导电性粘接剂组合物含有(A)导电性粉末以及(B)固化性成分,在将(A)导电性粉末设为100质量份时,(B)固化性成分的含量为20质量份以上。进一步地,本发明的导电性粘接剂组合物还含有(C)含磷酸的固化性成分,该(C)含磷酸的固化性成分具有后述的式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内;在将(A)导电性粉末以及(B)固化性成分的合计量设为100质量份时,该(C)含磷酸的固化性成分的含量在0.01质量份以上且5质量份以下的范围内。
[(A)导电性粉末]
本发明的导电性粘接剂组合物所含有的(A)导电性粉末若为具有导电性的粉末(粒子),则无特别限定。其材质也无特别限定,从实现良好的导电性的观点考虑,可列举电阻相对较低的导电性材料。具体而言,例如可优选使用金、银、铜及它们的合金。它们中,特别适合使用含有银的粉末。
(A)导电性粉末的具体材料结构也无特别限定,可以列举实质上由一种金属(或导电性材料)构成的粉末、由多种金属构成的合金粉末、由金属和非金属构成的复合材料粉末等。作为复合材料粉末,例如可列举:具有在非金属粉末或电阻相对较高的金属粉末的表面涂覆电阻相对较低的金属这样的结构的涂覆粉末。
在采用银作为(A)导电性粉末的材质的情况下,例如可列举:银粉、银合金粉、银涂覆铜粉、银涂覆镍粉、银涂覆铝粉、或银涂覆玻璃粉等。即,在本发明中,作为(A)导电性粉末的优选例,可列举银粉末、银合金粉末、银涂覆粉末中的至少任一者。
(A)导电性粉末的形状也无特别限定,能够选择各种形状而使用。可代表性地列举出实质上具有球状的粉末(球状粉)、片(flake)状的粉末(片状粉)、树状的粉末等。虽然导电性粘接剂组合物的具体组成也会因具体用途或具体物性等各项条件而不同,但优选将球状粉与片状粉组合使用。通过这样组合使用不同形状的粉末,从而能够在(B)固化性成分的固化后良好地填充(A)导电性粉末。
需要说明的是,本发明中的所谓片状粉是指,即使有局部的凹凸且看到变形,但以整体来看时,为接近于平板或厚度薄的长方体的形状的粉末即可。需要说明的是,所谓片状,也可改称为薄片状或鳞片状。而且,本发明中的所谓球状粉是指,即使有局部的凹凸且看到变形,但以整体来看时,为比长方体更接近正方体的立体形状的粉末即可。需要说明的是,所谓球状也可改称为粒状。
(A)导电性粉末的具体物性也无特别限定,对于其平均粒径、比表面积、振实密度等,只要为公知范围内即可。其中,平均粒径(中值粒径)例如可列举于0.1至10μm的范围内。(A)导电性粉末为片状粉时,平均粒径可以为2至20μm的范围内。需要说明的是,(A)导电性粉末的平均粒径的测定方法并无特别限定,在本发明中,采用以后述实施例中说明的方式使用粒度分布测定装置进行测定的方法。
(A)导电性粉末为涂覆粉末时,对于所涂覆的导电性材料(金、银、铜等金属)的涂覆量也无特别限定。在将未涂覆导电性材料的原粉末的质量设为100质量%时,导电性材料的涂覆量例如可以为5至30质量%的范围内,也可以为6至25质量%的范围内,也可以为7.5至20质量%的范围内。
在本发明的导电性粘接剂组合物中,作为(A)导电性粉末,可以仅使用一种粉末,也可以适当组合两种以上粉末而使用。此处所说的(A)导电性粉末的种类不仅包括材质不同、形状(球状或片状)不同,也包括平均粒径不同等。在后述实施例中,作为(A)导电性粉末,可列举将球状银粉(银粉1,简称A1)与片状银粉(银粉2,简称A2)组合而成的例子(参照表1)。需要说明的是,当然可以并用涂覆粉末。
需要说明的是,在本发明的导电性粘接剂组合物中,可并用“其他导电性粉末”作为(A)导电性粉末,该“其他导电性粉末”由金、银、铜等电阻相对较低的金属材料以外的材质构成。作为这样的“其他导电性粉末”,例如可列举:镍粉末、铝粉末、铅粉末及碳粉末等。
(A)导电性粉末的制造方法并无特别限定,可使用公知的方法。例如,若为球状粉,则可列举出通过湿式还原法制造成的粉末、通过电解法或雾化法等公知的其他方法制造成的球状粉末等,并无特别限定。或者,若为片状粉,则可以将用公知方法制造出的球状粉作为原粉,并对该原粉施加公知的机械处理来制造片状粉。原粉的粒径或凝集度等物性可以依照导电性粘接剂组合物的使用目的(电极或配线等的种类、或是具备这些电极或配线等的电子零件或电子装置等的种类)而适当选择。
[(B)固化性成分]
本发明的导电性粘接剂组合物所含有的(B)固化性成分只要是作为固化性黏结剂而发挥功能者即可,该黏结剂能够通过固化而使(A)导电性粉末彼此间电性连接并且粘接于黏附体。代表性地,可列举出热固性树脂。作为一般的热固性树脂,例如可列举:丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。它们中,特别能够适合使用丙烯酸树脂。需要说明的是,根据树脂的种类,固化前的(B)固化性成分也有可能不是聚合物而是单体或预聚物。因此,本发明中,(B)固化性成分不仅包含固化性树脂,也包含通过固化而成为树脂的固化性组合物。
本发明中,适合用作(B)固化性成分的丙烯酸树脂的具体种类并无特别限定。在后述实施例中,将三种丙烯酸化合物组合而用作(B)固化性成分,但也可使用一种或两种丙烯酸化合物,也可使用四种以上丙烯酸化合物,也可并用能与丙烯酸化合物聚合的其他单体或预聚物等。
作为代表性的丙烯酸化合物,例如可列举:(甲基)丙烯酸酯(丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异戊酯[(甲基)丙烯酸异戊基酯]、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯[(甲基)丙烯酸月桂酯]、(甲基)丙烯酸硬脂酯[(甲基)丙烯酸十八烷酯]等(甲基)丙烯酸链状烷酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸环状烷酯;(甲基)丙烯酸1-甲氧基乙酯、乙氧基-二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基-三乙二醇(甲基)丙烯酸酯等含有烷氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙酯、壬基苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸芳酯;苯基缩水甘油基醚丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯甲苯二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、二季戊四醇五丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物等(甲基)丙烯酸酯系氨基甲酸酯预聚物;双酚A二缩水甘油基醚(甲基)丙烯酸加成物、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯环氧酯;(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯等(甲基)丙烯酸氨基酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯;等。这些丙烯酸化合物可仅使用一种,也可适当组合使用两种以上。
在后述实施例中,并用三种丙烯酸化合物来作为(B)固化性成分。它们中,化合物1(简称B1)为丙烯酸异戊酯,化合物2(简称B2)为丙烯酸苯氧基乙酯,化合物3(简称B3)为苯基缩水甘油醚丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物(参照表2)。因此,本发明中,在(B)固化性成分为丙烯酸树脂(或通过固化而成为丙烯酸树脂的固化性组合物)的情况下,可列举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、(甲基)丙烯酸酯系氨基甲酸酯预聚物的组合来作为优选的一例。在并用多种丙烯酸化合物来作为(B)固化性成分的情况下,各丙烯酸系化合物的混合比(配合比)并无特别限定。
在(B)固化性成分为丙烯酸树脂(或者通过固化而成为丙烯酸树脂的固化性组合物)的情况下,能够使用聚合引发剂。具体的聚合引发剂,并无特别限定,但代表性地,可列举出有机过氧化物或偶氮系引发剂。
代表性的有机过氧化物可列举:叔丁基过氧基-2-乙基己酸酯、叔己基过氧基异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧基苯甲酸酯、叔丁基过氧基新癸酸酯、叔丁基过氧基月桂酸酯、叔丁基异丙苯基过氧化物、叔丁基过氧基乙酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧基-2-乙基己酸酯等过氧化酯;甲基乙基酮过氧化物等酮过氧化物;1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、对薄荷烷过氧化氢等过氧化氢;二叔丁基过氧化物等二烷基过氧化物;等。
而且,代表性的偶氮系引发剂可列举:2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、1,1’-偶氮双-1-环己烷甲腈、二甲基-2,2’-偶氮双异丁酸酯、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮二叔辛烷、偶氮二叔丁烷等。
这些聚合引发剂可仅使用一种,也可适当组合使用两种以上。而且,聚合引发剂的使用量或使用条件等也无特别限定,只要以公知的使用量或使用条件来使用即可。在后述实施例中,使用叔丁基过氧基-2-乙基己酸酯作为聚合引发剂(参照表2)。
[(C)含磷酸的固化性成分]
本发明的导电性粘接剂组合物含有上述的(A)导电性粉末及(B)固化性成分作为基本成分,且还含有(C)含磷酸的固化性成分作为追加的固化性成分。该(C)含磷酸的固化性成分具有下述式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内。需要说明的是,下述式(1)或(2)中的X为氢原子(H)或甲基(CH3)。
[化2]
Figure BDA0004039504700000101
也就是说,在本发明的导电性粘接剂组合物中,只要在配合上述的(B)固化性成分之外还配合了上述式(1)的化合物或上述式(2)的化合物即可,可以这两种都配合,也可以配合通过互相反应而成为这些式(1)或(2)的化合物这样的化合物的组合。
而且,上述式(1)或(2)的X只要为氢原子或甲基即可,但例如在本发明的导电性粘接剂组合物含有上述式(1)的化合物作为(C)含磷酸的固化性成分的情况下,可含有X为氢的化合物和X为甲基的化合物。在这一点上,式(2)的化合物也相同。
作为具体的(C)含磷酸的固化性成分,可列举:丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯(磷酸丙烯酰氧基乙基酯)、甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯(磷酸甲基丙烯酰氧基乙基酯)等。丙烯酰氧基(acryloyloxy group)或甲基丙烯酰氧基(methacryloyloxy group)可仅键合于磷酸的3个羟基(-OH)中的1个(上述式(1)),也可键合于磷酸的3个羟基中的2个(上述式(2))。在后述实施例中,含磷酸的化合物1(简称1)是将1个甲基丙烯酰氧基键合于磷酸的结构的化合物,含磷酸的化合物2(简称2)是将2个甲基丙烯酰氧基键合于磷酸的结构的化合物。
本发明的导电性粘接剂组合物除了配合包含(A)导电性粉末及(B)固化性成分的基本成分以外,还在后述预定范围内配合(C)含磷酸的固化性成分。已明了:根据该结构,在导电性粘接剂组合物固化而形成将黏附体彼此间可导电地粘接的固化粘接层时,如后所述,不仅可使其粘接性更好,还可以使该固化粘接层低电阻化。由此,即使相对地减少(A)导电性粉末的含量,也能够在固化粘接层中实现良好的粘接性及导电性。
[导电性粘接剂组合物的制造及使用]
本发明的导电性粘接剂组合物的制造方法并无特别限定,可适当使用在导电性粘接剂组合物领域公知的方法。作为代表性的一例,可列举:以预定配合比率(质量基准)来配合上述各成分,并使用公知的混练装置来进行浆料(paste)化的方法。作为混练装置,例如可列举:三辊研磨机等。
在本发明的导电性粘接剂组合物中,如前所述,(A)导电性粉末的配合量(含量)优选相对较少。具体而言,本发明的导电性粘接剂组合物虽然以(A)导电性粉末及(B)固化性成分作为基本成分,但在将作为该基本成分的2个成分中的(A)导电性粉末设为基准的100质量份时,只要(B)固化性成分的含量的下限值为20质量份以上即可,也可为25质量份以上,也可为30质量份以上,也可为35质量份以上。
若(B)固化性成分的含量小于20质量份,则导电性粘接剂组合物中(A)导电性粉末的含量相对变多。此时,使导电性粘接剂组合物固化而成的固化粘接层的导电性虽然良好,但如后所述,可通过含有(C)含磷酸的固化性成分而谋求固化粘接层的低电阻化,因此担心将配合(C)含磷酸的固化性成分所得到的作用效果互相抵销。另一方面,(B)固化性成分的含量的上限值并无特别限定,可根据导电性粘接剂组合物中的上述的各项条件,而在可以实现所要求的导电性的程度上将(B)固化性成分的含量设定得稍多。
在本发明的导电性粘接剂组合物中,当将基本成分的总量[(A)导电性粉末及(B)固化性成分的总量]设为100质量份时,只要(C)含磷酸的固化性成分相对于基本成分的含量(配合量)在0.01质量份以上且5质量份以下(0.01至5质量份)的范围内即可。
若(C)含磷酸的固化性成分的含量小于0.01质量份,则有可能无法充分获得通过配合(C)含磷酸的固化性成分而带来的作用效果(实现固化粘接层的良好粘接强度及低电阻化)。而且,若(C)含磷酸的固化性成分的含量如果超过5质量份,则不仅无法获得与配合量相称的作用效果,还可能(C)含磷酸的固化性成分过多,对所期待的基于(B)固化性成分的粘接强度等物性造成影响。
需要说明的是,在本发明的导电性粘接剂组合物中,根据需要,也可以在上述的各成分(A)导电性粉末、(B)固化性成分、(C)含磷酸的固化性成分以外还含有在导电性粘接剂组合物的领域公知的各种添加剂。该添加剂并无特别限定,具体而言,例如可列举:溶剂、调平剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂、消泡剂、黏度调整剂等。这些添加剂可在不妨碍本发明的作用效果的范围来进行添加。在该添加剂中,优选不含有含烷基二芳基硼烷、二烷基芳基硼烷、三烷基硼烷、三芳基硼烷、氢化硼等硼化合物和烷基胺、二烷基胺、三烷基胺等碱性物质的含硼络合物。
而且,通过本发明的导电性粘接剂组合物来形成成为固化粘接层的图案的方法并无特别限定,可适当使用公知的各种形成方法。代表性地,形成方法如后述实施例所示,可列举网版印刷法,也可应用凹版印刷法、胶版印刷法、喷墨法、分配器法、浸渍法等印刷法。因此,本发明的导电性粘接剂组合物只要是可以通过印刷机或分配器涂布在基材上而使用者即可。
本发明的导电性粘接剂组合物可广泛利用在高精密的电极或配线等的形成中或电子零件的粘接等中。具体而言,例如,可适当使用在太阳能电池单元的集电电极;芯片型电子零件的内部电极或外部电极;RFID(Radio Frequency IDentification)、电磁波屏蔽、振荡器粘接、薄膜开关、触控面板、或电致发光等所使用的零件的电极或配线或粘接;等的用途中。
在上述用途中,本发明的导电性粘接剂组合物尤其可适当应用于太阳能电池领域。具体而言,本发明的导电性粘接剂组合物例如可适当使用于太阳能电池模块的粘接。
如图3的(B)所示,以往,太阳能电池模块30一般是用被称为内部连接器32的带状配线构件将多个太阳能电池单元31之间连接的结构。与此相对,近年来,也提出了如图3的(A)所示地,以任意的太阳能电池单元21的长边下面重叠于其他的太阳能电池单元21的长边上面的方式,使多个太阳能电池单元21局部地依序重叠而倾斜配置的结构的太阳能电池模块20。在这样的太阳能电池模块20中,太阳能电池单元21彼此之间的连接使用导电性粘接剂来代替内部连接器32。
当将太阳能电池单元21的长边彼此粘接时,对于导电性粘接剂(固化后的固化粘接层22),要求良好的粘接强度以及良好的导电性。太阳能电池单元21彼此间以称为长边的一部分互相粘接,因此若是无法获得良好的粘接强度,则可能会对通过粘接多个太阳能电池单元21而制作出的太阳能电池模块20的性能产生影响。而且,若无良好的导电性,则在太阳能电池单元21之间无法实现良好的导通,还是可能会对太阳能电池模块20的性能造成影响。
本发明的导电性粘接剂组合物如前所述,除了含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分以外,还含有(C)含磷酸的固化性成分。也明确了,该(C)含磷酸的固化性成分有助于在固化粘接层22中实现良好的粘接强度,但如后述实施例所示,不仅实现良好的粘接强度,还可以实现固化粘接层22的低电阻化。基于此,不仅可以用固化粘接层22将太阳能电池单元21彼此间良好地粘接,而且即使相对地减少(A)导电性粉末的含量,也能够实现良好的导电性。因此,本发明的导电性粘接剂组合物尤其能够良好地应用于如图3的(A)所示的太阳能电池模块20的制造中。
[实施例]
根据实施例及比较例而更具体地说明本发明,但本发明不限于此。本领域技术人员可在不超出本发明的范围的情况下进行各种变更、修正、及改变。需要说明的是,在以下的实施例及比较例中的物性等的测定/评估如下所示地实施。
[导电性粉末的平均粒径(中值粒径)]
(A)导电性状粉末的平均粒径(中值粒径)通过激光衍射法进行评估。秤量(A)导电性状粉末的试样0.3g至50ml烧杯中,加入异丙醇30ml后,通过超音波洗净器(AS ONE公司制USM-1)处理5分钟以使其分散,使用粒度分布测定装置(日机装公司制MICROTRACKMT3300EXII),测定中值粒径并进行评估。
[导电性粘接剂组合物的导电性及粘接强度的评估]
如图1所示地使用印刷机将实施例或比较例的导电性粘接剂组合物在氧化铝基板12上印刷成印刷图案11。该印刷图案11由1个配线图案11a与5个焊盘图案11d构成。配线图案11a在两端分别具有矩形状的端子11b,且配线部11c呈蜿蜒折曲状,配线部11c的长宽比为75。5个焊盘图案11d配置成与该配线图案11a相邻地排成一列,分别为2mm×2mm的正方形状。
其次,如图2所示,在氧化铝基板12上的焊盘图案11d(2mm×2mm)之上放置铝制的铆钉13,该铝制的铆钉13具有直径4mm的圆形固定面。使用加热板以150℃对载置有铆钉13的氧化铝基板12加热30秒钟,从而使导电性粘接剂组合物(印刷图案11)固化(形成固化粘接层),获得导电性及粘接强度评估用的试验片。
固化粘接层的导电性通过配线图案11a的体积电阻率进行评估。具体而言,以表面粗度计(东京精密公司制SURFCOM 480A)测定配线图案11a的膜厚,以数位万用电表(ADVANTEST公司制R6551)测定电阻,并根据这些膜厚与电阻与配线部11c的长宽比而算出配线图案11a的体积电阻率(Ω·cm),以该体积电阻率作为固化粘接层的电阻值而进行评估。
固化粘接层的粘接强度通过铆钉13对焊盘图案11d的粘接性进行评估。具体而言,对于组装在焊盘图案11d上的铆钉13在水平方向上施加剪切力,并测定铆钉13从焊盘图案11d脱离时的强度。将强度为15MPa的情况视为“〇”,将5MPa以上且小于15MPa的情况视为“△”,将小于5MPa的情况视为“×”,评估了固化粘接层的粘接强度。
[(A)导电性粉末、(B)固化性成分以及(C)含磷酸的固化性成分]
在以下实施例或比较例中,使用下述表1所示的两种中的两种粉末作为(A)导电性粉末。需要说明的是,下述表1及表2及表3的简称用于在表4及表5中示出实施例或比较例的成分。
[表1]
Figure BDA0004039504700000151
而且,在以下实施例或比较例中,将下述表2所示的三种丙烯酸系化合物组合使用来作为(B)固化性成分。需要说明的是,作为(B)固化性成分的聚合引发剂,使用了下述表3所示者。
[表2]
Figure BDA0004039504700000161
而且,在以下实施例或比较例中,使用下述表3所示的三种中的任一含磷酸的化合物来作为(C)含磷酸的固化性成分。
[表3]
Figure BDA0004039504700000162
(实施例1)
如表4所示,使用表1所示的球状银粉1(简称A1)及片状银粉2(简称A2)作为(A)导电性粉末,使用表2所示的树脂1(简称B1)、树脂2(简称B2)及树脂3(简称B3)作为(B)固化性成分,将它们以成为表4所示的配合量(质量份)的方式配合,并且使用表3所示的含有磷酸的化合物1(简称C1)作为(C)含磷酸的固化性成分,将该含有磷酸的化合物1以表4所示的配合量(质量份)进行配合,并以三辊研磨机混练这些成分。基于此,制备(制造)实施例1的导电性粘接剂组合物。
对于所得到的导电性粘接剂组合物,如前所述地制作导电性及粘接强度评估用的试验片,通过这些试验片来评估固化粘接层(导电性粘接剂组合物)的粘接强度及体积电阻率。将其结果示于表4。需要说明的是,在表4(及表5)中,将体积电阻率记载为“电阻值”。
(实施例2至6)
除了如表4所示地变更(C)含磷酸的固化性成分的含量、或使用表3所示的含磷酸的化合物2(简称C2)、或者变更(A)导电性粉末及(B)固化性成分的配合比以外,与实施例1同样地,制备(制造)实施例2至6的导电性粘接剂组合物。
针对所得到的各导电性粘接剂组合物,如前所述地制作试验片,通过该试验片来评估固化粘接层(导电性粘接剂组合物)的粘接强度及体积电阻率。将其结果示于表4。
[表4]
Figure BDA0004039504700000171
(比较例1)
除了如表5所示地不含(C)含磷酸的固化性成分以外,与实施例1同样地,制备(制造)比较例1的导电性粘接剂组合物。
针对所得到的各导电性粘接剂组合物,如前所述地制作试验片,通过该试验片来评估固化粘接层(导电性粘接剂组合物)的粘接强度及体积电阻率。将其结果示于表5。
(比较例2至4)
除了如表5所示地使用不相当于上述式(1)或(2)的含磷酸的化合物3(简称C3)作为(C)含磷酸的固化性成分(比较例2),或者使用含磷酸的化合物3并变更(A)导电性粉末及(B)固化性成分的配合比(比较例3、4)以外,与实施例1同样地,制备(制造)比较例2至4的导电性粘接剂组合物。
针对所得到的各导电性粘接剂组合物,如前所述地制作试验片,通过该试验片来评估固化粘接层(导电性粘接剂组合物)的粘接强度及体积电阻率。将其结果示于表5。
[表5]
Figure BDA0004039504700000191
(实施例及比较例的对比)
从实施例1至6的结果与比较例1的结果的对比可知,若为本发明的导电性粘接剂组合物,则通过适当地含有(C)含磷酸的固化性成分,不仅能够在固化粘接层中实现良好的粘接强度,而且就体积电阻值而言,实施例1至6的结果也明显低于比较例1的结果。
而且,从比较例2的结果可知,含有不相当于上述的本发明的(C)含磷酸的固化性成分的比较用的含有磷酸的化合物3时,就体积电阻值而言,明显高于实施例1至6的结果。这点在比较例4的结果也相同,特别是,在将(A)导电性粉末及(B)固化性成分的配合比相同的实施例5或6的结果与比较例4的结果进行对比时,虽然全都实现良好的粘接强度,但比较例4中的体积电阻值明显地变高。
在此,比较例3中,使(A)导电性粉末的含量相对地多于实施例1至6,基于此,比较例3的体积电阻值低到与实施例1至6的体积电阻值为同程度。然而,相较
于实施例1至6的粘接强度,比较例3的粘接强度明显地差。因此可知,通过使用(C)含磷酸的固化性成分,从而即使相对地减少(A)导电性粉末的含量,也能够实现良好的导电性与良好的粘接强度。
这样地,本发明的导电性粘接剂组合物是如下的结构:含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分,在将(A)导电性粉末设为100质量份时,上述(B)固化性成分的含量为20质量份以上,且还含有(C)含磷酸的固化性成分,该(C)含磷酸的固化性成分具有上述的式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内[其中,上述式(1)或(2)中的X为氢原子(H)或甲基(CH3)],在将(A)导电性粉末及(B)固化性成分的合计量设为100质量份时,(C)含磷酸的固化性成分的含量为0.01质量份以上且5质量份以下。
根据这样的结构,通过除了使用(B)固化性成分以外还使用(C)含磷酸的固化性成分,从而不仅能够使所得到的导电性粘接剂组合物的粘接强度更好,也可谋求固化物的低电阻化。基于此,在含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分的导电性粘接剂组合物中,不仅可以实现更好的粘接强度,也可使固化物低电阻化。因此,即使相对减少(A)导电性粉末的含量,也可使导电性粘接剂组合物的导电性能良好。
需要说明的是,本发明并不限于上述实施方式的记载,在本发明的保护范围内可作各种变更,将不同实施方式或多种变形例所分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
产业实用性
本发明可广泛地适用在电气设备领域或电子设备领域中的将黏附体可导电地粘接的领域中。代表性地,特别能够适当使用于制造太阳能电池模块的领域等。

Claims (5)

1.一种导电性粘接剂组合物,其特征在于,
所述导电性粘接剂组合物含有(A)导电性粉末及(B)固化性成分,在将所述(A)导电性粉末设为100质量份时,所述(B)固化性成分的含量为20质量份以上,
所述导电性粘接剂组合物还含有(C)含磷酸的固化性成分,所述(C)含磷酸的固化性成分具有下述式(1)或(2)的通式,且分子量在150至1000的范围内,
[化1]
Figure FDA0004039504690000011
其中,上述式(1)或(2)中的X为氢原子(H)或甲基(CH3);
在将所述(A)导电性粉末及所述(B)固化性成分的合计量设为100质量份时,所述(C)含磷酸的固化性成分的含量为0.01质量份以上且5质量份以下。
2.如权利要求1所述的导电性粘接剂组合物,其中,
所述(A)导电性粉末为银粉末、银合金粉末、银涂覆粉末中的至少任一者。
3.如权利要求1或2所述的导电性粘接剂组合物,其中,
所述(B)固化性成分为丙烯酸树脂、或者通过固化而成为丙烯酸树脂的固化性组合物。
4.如权利要求1至3中任一项所述的导电性粘接剂组合物,其中,
所述导电性粘接剂组合物通过印刷机或分配器涂布于基材而进行使用。
5.如权利要求4所述的导电性粘接剂组合物,其中,
所述导电性粘接剂组合物被用于构成太阳能电池模块的太阳能电池单元的粘接中。
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