CN117355591A - 粘接剂组合物、粘接膜、连接结构体及连接结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高粘接强度且保管期限性优异的粘接剂组合物。本发明的粘接剂组合物包含:含有阳离子聚合性成分和成膜用成分的粘合剂组合物、作为季铵盐系热产酸剂的阳离子聚合引发剂、以及1分子中具有2个以上巯基且主链为有机链的硅烷偶联剂,上述硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上且3质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及粘接剂组合物、粘接膜、连接结构体及连接结构体的制造方法。
背景技术
作为粘接电子部件和电路基板等的方法,广泛使用各向异性导电糊(ACP:Anisotropic Conductive Paste)、各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)等粘接剂组合物、其膜状物(粘接膜)。例如,各向异性导电膜被用于以将柔性印刷基板(FPC)的端子与FPD面板的玻璃基板的端子连接的情况(所谓的FOG)为代表的将各种端子彼此粘接并且电连接的情况。
提出了:在这样的粘接剂组合物中,为了实现低温快速固化性,作为聚合性化合物,使用阳离子聚合反应性比通用的缩水甘油醚系化合物高的脂环式环氧化合物,作为没有由氧引起的阻聚且显示暗反应性的聚合引发剂,使用通过热而产生质子的锍盐系热产酸剂(专利文献1~3)。
另外,关于粘接剂组合物,由于商业交易的国际化等,存在从制造到实际使用为止的保管、搬运所涉及的时间长期化的倾向。将脂环式环氧化合物与锍盐系热产酸剂组合使用的粘接剂组合物虽然在刚制造后使用时呈现优异的粘接性,但由于难以管理与保管条件相伴的制品寿命,因此还提出了将季铵盐系热产酸剂用作阳离子聚合引发剂的技术(例如,参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-176112号公报
专利文献2:日本特开2008-308596号公报
专利文献3:国际公开第2012/018123号
专利文献4:日本特开2017-152354号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通过使用专利文献4所示那样的季铵盐系热产酸剂,能够抑制粘接剂组合物的经时变化,能够提高保管期限,但在将FPC与玻璃基板等不同的基材接合的情况下,粘接强度不充分,在配线间或配线上产生粘接剂组合物的浮起,有可能无法确保连接可靠性。
本发明的课题在于提供一种粘接剂组合物,其也能够用于将FPC安装于玻璃基板的FOG安装等因基材不同而需要高粘接强度的接合,且保管期限性也优异。
用于解决课题的方法
本发明人等对上述课题进行了深入研究,结果发现,通过具有下述构成的粘接剂组合物能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的内容。
[1]一种粘接剂组合物,其包含:含有阳离子聚合性成分和成膜用成分的粘合剂组合物、作为季铵盐系热产酸剂的阳离子聚合引发剂、以及1分子中具有2个以上巯基且主链为有机链的硅烷偶联剂;所述硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上且3质量%以下。
[2]根据权利要求1所述的粘接剂组合物,其中,所述阳离子聚合性成分为2官能脂环式环氧化合物。
[3]根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂的分子量为500以上。
[4]根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂在1分子中具有1个以上的烷氧基甲硅烷基和2个以上的巯基。
[5]根据权利要求4所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂中巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例为2以上。
[6]一种粘接膜,其包含权利要求1所述的粘接剂组合物和导电性粒子。
[7]一种连接结构体,将第一电子部件和第二电子部件通过权利要求6所述的粘接膜连接而成。
[8]一种连接结构体的制造方法,其包括使权利要求6所述的粘接膜介于第一电子部件与第二电子部件之间并进行压接的工序。
发明效果
根据本发明,能够提供一种粘接剂组合物,其也能够用于将FPC安装于玻璃基板的FOG安装等需要高粘接强度的接合,即使经过常温/冷藏环境下的保管也能够保持高粘接性。
具体实施方式
本说明书中,“脂环式环氧化合物”是指分子中具有脂环的环氧化合物。脂环式环氧化合物中,环氧乙烷(oxirane)环可以由构成脂环的2个碳原子和1个氧原子形成,也可以与脂环分开而形成为缩水甘油基。
以下,根据其优选实施方式对本发明进行详细说明。本发明并不限定于以下的记述,各构成要素能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。
[粘接剂组合物]
本发明的粘接剂组合物的特征在于,包含:含有阳离子聚合性成分和成膜用成分的粘合剂组合物、作为季铵盐系热产酸剂的阳离子聚合引发剂、以及1分子中具有2个以上巯基且主链为有机链的硅烷偶联剂,上述硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上且3质量%以下。
以下,对各构成进行详细说明。
<粘合剂组合物>
本发明的粘接剂组合物包含含有阳离子聚合性成分和成膜用成分的粘合剂组合物。
(阳离子聚合性成分)
本发明的粘接剂组合物中使用的阳离子聚合性成分是具有通过阳离子种而聚合的官能团的化合物,可例示环氧化合物、乙烯基醚化合物、环状醚化合物等。其中,优选1分子中具有2个以上环氧基的环氧化合物,可以优选使用具有高反应性的脂环式环氧化合物。
作为脂环式环氧化合物,可例示1分子中具有2个环氧基的2官能脂环式环氧化合物、1分子中具有3个环氧基的3官能脂环式环氧化合物、1分子中具有4个环氧基的4官能脂环式环氧化合物、1分子中具有5个环氧基的5官能脂环式环氧化合物等。另外,脂环式环氧化合物可以从环烯烃氧化物型环氧化合物和脂环式醇的二缩水甘油醚化合物中适当选择。
环烯烃氧化物型环氧化合物为具有环氧环烷基的化合物。环氧环烷基的碳原子数优选为3~10。作为优选的一个实施方式,环氧环烷基的碳原子数更优选为4~10,进一步优选为6~10,进一步更优选为6~8,特别优选为6。
环烯烃氧化物型环氧化合物例如可以通过将具有2个以上环烯烃骨架的化合物直接环氧化或将具有聚合性官能团(例如(甲基)丙烯酰基、烯丙基、硅烷醇基等)的1官能以上的环烯烃氧化物型环氧化合物聚合而形成2官能以上来制造。
环烯烃氧化物型环氧化合物中,环氧环烷基以外的结构没有特别限定,只要不阻碍反应性,就可以为任意的结构。从实现呈现优异的粘接性的粘接剂组合物的观点出发,优选具有环氧当量优选为500以下、更优选为400以下、进一步优选为350以下、进一步更优选为300以下、特别优选为250以下、特别更优选为200以下的结构。环烯烃氧化物型环氧化合物的环氧当量的下限没有特别限定,优选为70以上,更优选为80以上,进一步优选为90以上,进一步更优选为95以上。
作为2官能的环烯烃氧化物型环氧化合物的具体例,可列举出3,4-环氧环己烯基甲基-3’,4’-环氧环己烯甲酸酯、双环己基二环氧化物等。
脂环式醇的二缩水甘油醚化合物是1分子中具有脂环和2个以上缩水甘油基的化合物。只要不阻碍反应性,脂环可以为任意的结构,可以为单环也可以为稠环,可以在1分子中包含1个,也可以包含2个以上。从实现呈现优异的粘接性的粘接剂组合物的观点出发,优选具有环氧当量为与上述关于环烯烃氧化物型环氧化合物所说明的环氧当量相同范围的结构。
脂环式醇的二缩水甘油醚化合物例如可以通过对芳香族醇二缩水甘油醚(例如双酚A二缩水甘油醚等双酚型二缩水甘油醚)的芳香环进行氢化处理而进行脂环化或将脂肪族醇(例如氢化双酚A等氢化双酚)缩水甘油醚化来制造。作为脂环式醇的二缩水甘油醚化合物的具体例,可列举出六氢双酚A二缩水甘油醚等。
阳离子聚合性成分可以单独使用1种或组合使用2种以上。
本发明的粘接剂组合物中,在将粘接剂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,阳离子聚合性成分的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为18质量%以上,进一步更优选为20质量%以上。该含量的上限没有特别限定,优选为60质量%以下,更优选为55质量%以下或50质量%以下。
(成膜用成分)
成膜用成分只要具有膜形成能力则没有特别限定。成膜用成分根据目的适当选择即可,例如可列举出苯氧基树脂、环氧树脂(重均分子量为10000以上)、聚乙烯醇缩醛树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂。成膜用成分可以单独使用1种或组合使用2种以上。
其中,从成膜性、加工性、连接可靠性的观点出发,可以优选使用苯氧基树脂。
从成膜性的观点出发,成膜用成分的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为10000以上,更优选为15000以上,进一步优选为20000以上。该Mw的上限没有特别限定,优选为80000以下,更优选为70000以下、60000以下。根据其他配合物、使用目的适当选择即可。成膜用成分包含Mw为50000以下的苯氧基树脂时,即使在高温高湿环境下的可靠性试验后,也能够显著地抑制在连接结构体的连接部位产生浮起,因此优选。成膜用成分的聚苯乙烯换算的Mw可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定,使用标准聚苯乙烯的标准曲线算出。
粘接剂组合物中的成膜用成分的含量没有特别限定,可以根据目的适当确定,将粘接剂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,进一步更优选为40质量%以上。该含量的上限没有特别限定,优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下。
<阳离子聚合引发剂>
本发明的粘接剂组合物包含季铵盐系热产酸剂作为阳离子聚合引发剂。
使用季铵盐系热产酸剂作为阳离子聚合引发剂的本发明的粘接剂组合物即使在常温/冷藏环境下保管一定时间的情况下,也能够抑制粘接性的降低。
作为季铵盐系热产酸剂,可以优选使用季铵阳离子与酸阴离子或硼酸根阴离子的盐。
作为季铵阳离子,可列举出式:NRaRbRcRd+所表示的阳离子。式中,Ra、Rb、Rc及Rd为直链、支链或环状的碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的芳基,可分别具有羟基、卤素原子、烷氧基、氨基、酯基等。
作为酸阴离子,可以是无机酸阴离子和有机酸阴离子中的任一种,例如可列举出六氟锑酸阴离子、六氟磷酸阴离子、三氟甲磺酸阴离子、全氟丁磺酸阴离子、二壬基萘磺酸阴离子、二壬基萘磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子、十二烷基苯磺酸阴离子。
作为硼酸根阴离子,可列举出烷基硼酸根阴离子和芳基硼酸根阴离子。硼酸根阴离子可以具有卤素原子。其中,优选具有氟原子(F-,氟基)的芳基硼酸根阴离子,特别优选四(五氟苯基)硼酸根阴离子。
季铵盐系热产酸剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为季铵盐系热产酸剂的具体例,可列举出King Industries,Inc.制造的CXC-1612、CXC-1733、CXC-1738、TAG-2678、CXC-1614、TAG-2689、TAG-2690、TAG-2700、CXC-1802-60、CXC-1821等。它们可以从楠本化成株式会社获得。
将阳离子聚合性成分的不挥发成分的合计设为100质量%时,粘接剂组合物中的季铵盐系热产酸剂的含量优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,进一步更优选为7质量%以上。该含量的上限没有特别限定,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。
<硅烷偶联剂>
本发明的粘接剂组合物包含1分子中具有2个以上巯基且主链为有机链的硅烷偶联剂。
本发明的粘接剂组合物中使用的硅烷偶联剂只要1分子中具有2个以上巯基、1个以上烷氧基甲硅烷基、具有巯基和烷氧基甲硅烷基作为侧链或末端基的有机链,就没有特别限定。具有2个以上巯基的硅烷偶联剂能够提高与FPC的金属配线的粘接性,因此能够提高粘接强度。
硅烷偶联剂的烷氧基甲硅烷基优选为三烷氧基甲硅烷基,进一步优选为三甲氧基甲硅烷基。
作为硅烷偶联剂的优选的一个实施方式,可以例示下述式(1)所示的化合物。
[化1]
上述式(1)中,R选自羟基、巯基或下述式(2)所示的烷氧基甲硅烷基,n为1以上且100以下的整数。其中,R的至少1个为下述式(2)所示的烷氧基甲硅烷基,R的至少2个为巯基。
[化2]
上述式(2)中,R’为碳原子数1~6的烷基,X为氢原子或碳原子数1~4的烷基,m为1~3的整数。
另外,作为硅烷偶联剂的优选的一个实施方式,可以例示下述式(3)所示的化合物。
[化3]
上述式(3)中,R选自羟基、巯基或下述式(4)所示的烷氧基甲硅烷基,a为4以上且10以下的整数,b、c及d为0以上且10以下的整数。其中,R的至少1个为下述式(4)所示的烷氧基甲硅烷基,R的至少2个为巯基。
[化4]
上述式(4)中,R’为碳原子数1~6的烷基,X为氢原子或碳原子数1~4的烷基,m为1~3的整数。
本发明的粘接剂组合物中使用的硅烷偶联剂中,巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例优选为2以上,更优选为3以上。另外,巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例优选为10以下,更优选为7以下。通过使巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例为2以上,与作为有机成分的粘合剂组合物的相容性优异,通过与粘合剂组合物、FPC的绝缘性树脂结合,能够提高密合性。另一方面,通过使巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例为10以下,能够提高对玻璃基板等无机成分的粘接强度。
本发明的粘接剂组合物中使用的硅烷偶联剂由于主链为有机链,因此与粘合剂组合物的相容性、密合性优异。
作为本发明的粘接剂组合物中使用的硅烷偶联剂的具体例,可列举信越化学工业(株)制造的X-12-1154、X-12-1156等。
本发明的粘接剂组合物中使用的硅烷偶联剂优选聚苯乙烯换算的重均分子量为500~3000。若聚苯乙烯换算的重均分子量小于500,则有可能制造变得困难,若聚苯乙烯换算的重均分子量大于3000,则制造时的作业性有可能变差。
本发明的粘接剂组合物中,将粘接剂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上且3质量%以下。硅烷偶联剂的含量低于0.3质量%或超过3质量%时,粘接强度降低,有可能与基材之间发生剥离。
<导电性粒子>
本发明的粘接剂组合物可以包含导电性粒子。通过包含导电性粒子,粘接剂组合物及其膜状物可用作导电性糊及导电性膜、各向异性导电糊及各向异性导电膜。
作为导电性粒子,可以使用在各向异性导电膜中使用的公知的导电性粒子。作为导电性粒子,例如可举出镍、铁、铜、铝、锡、铅、铬、钴、银、金等金属的粒子,这些金属的合金的粒子,在金属氧化物、碳、石墨、玻璃、陶瓷、树脂等粒子的表面被覆金属而得的被覆粒子等。在使用在树脂粒子的表面被覆金属而得的金属被覆树脂粒子的情况下,作为树脂粒子的材料,例如可举出环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂、苯并胍胺树脂、二乙烯基苯系树脂、苯乙烯系树脂等。需要说明的是,只要不妨碍连接后的导通性能,为了避免端子间的短路风险,导电性粒子也可以是在上述粒子的表面进一步被覆绝缘薄膜而得的粒子、表面附着有绝缘粒子的粒子等实施了绝缘处理的粒子。这些导电性粒子可以单独使用1种或组合使用2种以上。
导电性粒子的平均粒径没有特别限定,可以根据目的适当确定,优选为40μm以下,更优选为30μm以下,进一步优选为25μm以下,进一步更优选为20μm以下。该平均粒径的下限没有特别限定,优选为1μm以上,更优选为2μm以上,进一步优选为3μm以上。导电性粒子的平均粒径例如通过扫描型电子显微镜观察(SEM)进行观察,对多个(n≥10)导电性粒子测定粒径,算出其平均值即可。或者,也可以是使用图像型粒度分布测定装置(例如FPIA-3000(Malvern公司))测定的测定值(N=1000以上)。
在使用导电性粒子的情况下,粘接剂组合物中的导电性粒子的含量没有特别限定,可以根据目的适当确定,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。从得到所期望的各向异性导电性的观点出发,该含量的上限优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
本发明的粘接剂组合物可以根据需要进一步含有其他成分。作为该成分,例如可举出有机填充材料(例如丁二烯系橡胶粒子、丙烯酸系橡胶粒子、有机硅系橡胶粒子)、绝缘性无机填料(例如二氧化硅填料)等不阻碍导通的填充剂、表面改性剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂等在粘接剂组合物的制造中使用的公知的添加剂。
本发明的粘接剂组合物具有高粘接强度,即使在常温/冷藏环境下保管一定时间的情况下,也能够抑制粘接性的降低。因此,本发明的粘接剂组合物也可以适合用于将FPC安装于玻璃基板的FOG安装等因基材差异而需要高粘接强度的接合。另外,在包含导电性粒子的情况下,可以用作导电性糊、各向异性导电糊。
[粘接膜]
本发明的粘接剂组合物的成膜性良好,可以适宜地制成膜状物(粘接膜)。本发明还包含由本发明的粘接剂组合物形成的粘接膜。
本发明的粘接膜可以由单层构成,也可以由多层构成。在由多层构成的情况下,粘接膜至少包含由本发明的粘接剂组合物形成的第一粘接剂层和设置于该第一粘接剂层上的由本发明的粘接剂组合物形成的第二粘接剂层。第一粘接剂层和第二粘接剂层中的至少一者优选包含导电性粒子。另外,在本发明的粘接剂层上可以设置与本发明不同的层。也可以用本发明的粘接剂层夹持该层的前后。此时,导电性粒子可以包含于本发明的粘接剂层中的至少任一者,也可以包含于不同的层。该不同的层可以是由与本发明不同的粘接剂组合物形成的层,也可以是并非粘接剂层(对粘接没有贡献)的树脂层。与本发明不同的层优选为绝缘性。
粘接膜例如可以如下制造:将本发明的粘接剂组合物根据需要与有机溶剂混合后,涂布于剥离基材上,进一步使其干燥而形成粘接剂层。粘接剂组合物的涂布使用棒涂机等涂布装置来实施即可。可以使用刮刀法等公知的粘接膜的涂布方式。在制造由多层构成的粘接膜的情况下,将上述涂布、干燥的工序重复实施多次即可。或者分别制造,通过层压等进行层叠即可。
剥离基材只要是能够支承粘接膜且能够在所期望的时机从粘接膜剥离的膜状物就没有特别限定。作为剥离基材的材料,例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯、聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)、聚四氟乙烯(PTFE)等塑料材料。另外,剥离基材也可以是在与粘接膜接合的一侧的表面具有剥离层的基材,剥离层例如可以包含有机硅树脂、聚烯烃树脂等剥离剂。
剥离基材的厚度没有特别限定,优选为100μm以下,更优选为80μm以下,进一步优选为60μm以下,进一步更优选为50μm以下。剥离基材的厚度的下限没有特别限定,从粘接膜的制造时、分切加工时的操作性的观点考虑,优选为8μm以上。
本发明的粘接膜的厚度没有特别限定,可以根据目的适当确定,优选为1μm以上,更优选为3μm以上,进一步优选为5μm以上。粘接剂层的厚度的上限没有特别限定,优选为100μm以下,更优选为80μm以下,进一步优选为60μm以下,进一步更优选为50μm以下,特别优选为40μm以下。在以多层层叠的情况下,设为合计的厚度。
粘接膜可以以具有所期望的宽度的方式进行分切加工。在分切加工时,为了防止粘接剂层被切削屑等污染,可以在其露出表面设置覆盖膜。该情况下的厚度根据目的适当选择即可。覆盖膜可以使用在粘接膜的分切加工时使用的公知的膜。覆盖膜除了分切等制造工序之外,作为用于连接使用的产品,为了防止使用时的污染,也可以与剥离基材分开设置。此时,覆盖膜优选具有剥离性,厚度优选与剥离基材相同或更薄。
本发明的粘接膜具有高粘接强度,即使在常温/冷藏环境下保管一定时间的情况下,也能够抑制粘接性的降低。因此,本发明的粘接剂组合物也可以适合用于将FPC安装于玻璃基板的FOG安装等因基材差异而需要高粘接强度的接合。另外,在包含导电性粒子的情况下,可以用作导电性糊、各向异性导电糊。
[连接结构体]
使用本发明的粘接剂组合物或粘接膜,可以制造将电子部件彼此粘接而成的连接结构体。本发明包含将第一电子部件和第二电子部件通过本发明的粘接剂组合物或本发明的粘接膜连接而成的连接结构体。
作为第一电子部件,例如可以是一般的PWB,可列举出刚性基板、玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板、FPC等,另外,作为第二电子部件,可列举出FPC、IC芯片、IC芯片以外的半导体元件等。对电子部件的制约没有特别限制,连接结构体的用途也没有特别限制。例如,可以用于便携信息终端,也可以用于车载用的电气安装。在本发明中,作为一例,可制造FOB、FOG、FOP、FOF、COG、COP等常用的连接结构体。特别是能够优选应用于FOG、FOP。
[连接结构体的制造方法]
本发明的连接结构体的制造方法只要能够制造通过本发明的粘接剂组合物或粘接膜将第一电子部件和第二电子部件连接而成的连接结构体就没有特别限定。以下,示出制造本发明的连接结构体的方法的一例。
在一个实施方式中,本发明的连接结构体的制造方法包括将第一电子部件和第二电子部件隔着本发明的粘接剂组合物或粘接膜进行压接的工序。
首先,将第一电子部件载置于工作台,在其上设置本发明的粘接剂组合物或粘接膜,接着载置第二电子部件。在此,在载置于工作台的第一电子部件上设置本发明的粘接剂组合物或粘接膜后,以第一电子部件的电极与第二电子部件的电极相对的方式进行对位,从第二电子部件侧利用压接工具实施预压接。预压接时的温度、压力以及时间可以根据具体的设计适当决定,例如可以设为60~80℃、0.5~2MPa、0.5~2秒钟。通过在实施后述的正式压接之前实施这样的预压接,能够更精确地使电子部件彼此(各个部件的导通部彼此)对位并连接,是优选的。通过进行预压接,能够期待抑制以更高的压力进行按压的正式压接时的位置偏移。
在预压接之后,利用压接工具从第二电子部件侧实施正式压接。正式压接时的温度、压力和时间可以设为使用粘接膜粘接电子部件时使用的公知的任意条件,可以根据具体的设计适当决定。例如,即使是低温(例如200℃以下、180℃以下、160℃以下)且短时间(例如10秒钟以下、8秒钟以下、6秒钟以下)的压接,也能够将第一电子部件和第二电子部件良好地粘接。
需要说明的是,无论是预压接还是正式压接,都可以在第二电子部件与压接工具之间设置缓冲材料(例如缓冲片)。缓冲材料也包括其使用的有无,只要根据电子部件的组合适当调整、决定即可。
本发明的粘接剂组合物或粘接膜即使在常温/冷藏环境下保管一定时间的情况下,也能够抑制粘接性的降低。例如,在160℃、3MPa、5秒钟这样的粘接条件下粘接的情况下,使用本发明的粘接剂组合物或粘接膜制造的FPC与玻璃基板的连接结构体,无论是使用刚制造后的粘接剂组合物(粘接膜)还是使用在常温/冷藏环境下保管一定时间后的粘接剂组合物(粘接膜),都能够在90度剥离试验中呈现10N/cm以上的粘接强度。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行具体说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施例。在以下的说明中,表示量的“份”及“%”只要不另外明示,则分别是指“质量份”及“质量%”。
[实施例1]
-粘接剂组合物的制备-
加入双酚F型环氧树脂(商品名:Epikote 4007P,三菱化学(株)制,Mw=20,000~30,000)26.4份、苯氧基树脂(商品名:FX 293,日铁化学&材料(株)制,Mw=40,000~50,000)26.4份、2官能脂环式环氧化合物(商品名:CELLOXIDE 2021P,(株)Daicel制,下述式(5)所示的化合物)18.9份、双酚A型环氧树脂(商品名:YL 980,三菱化学(株)制,Mw=300~2,200)7.6份、硅烷偶联剂(商品名:X-12-1154,信越化学工业(株)制)0.8份、季铵盐系热产酸剂(商品名:CXC-1821,King Industries,Inc.制)2.3份、导电性粒子(商品名:Micropearl,积水化学工业(株)制,平均粒径4μm的Ni树脂粒子)5.0份、丁二烯系橡胶(商品名:RKB-5515B,Resinous化成(株)制)12.6份,以PMA作为溶剂,使整体的固体成分成为43.4%,均匀地混合,得到粘接剂组合物。
[化5]
-粘接膜的制作-
作为剥离基材,准备PET膜(厚度50μm)。在该剥离基材上均匀地涂布粘接剂组合物,使得干燥后的粘接膜(粘接剂层)的厚度为18μm。然后,在70℃的烘箱中干燥5分钟,在剥离基材上形成粘接剂层。粘接,在45℃在粘接剂层的露出面对覆盖膜进行层压处理。
[实施例2和3、比较例1和2]
除了如表1所示变更硅烷偶联剂等的配合量以外,与实施例1同样地制备粘接剂组合物,制作粘接膜。
[比较例3~6]
将硅烷偶联剂变更为1分子中具有1个环氧基的物质(商品名:A187,东丽道康宁(株)制)、1分子中具有2个以上环氧基的物质(商品名:X-12-981S,信越化学工业(株)制)、1分子中具有2个以上异氰酸酯基的物质(商品名:X-12-1159L,信越化学工业(株)制)、1分子中具有2个以上氨基的物质(商品名:X-12-972F,信越化学工业(株)制),如表1所示变更各成分的配合量,除此以外,与实施例1同样地制备粘接剂组合物,制作粘接膜。
[实施例4、比较例7~10]
配合4官能硫醇化合物(商品名:Karenz MT PE1,昭和电工(株)制),如表1所示变更硅烷偶联剂的种类、各成分的配合量,除此以外,与实施例1同样地制备粘接剂组合物,制作粘接膜。
以下,对试验、评价方法进行说明。
<压接状态>
-连接结构体的制作-
将实施例及比较例中制作的粘接膜分切加工成宽度1.0mm后,剥离覆盖膜。接着,以粘接剂层的露出面与AlMoIZO玻璃基板(厚度0.7mm)接合的方式,将粘接膜粘贴于玻璃基板的边缘,在45℃的热板上均匀地施加力。然后,将剥离基材剥离,以粘接剂层的露出面被完全覆盖的方式将柔性印刷基板(FPC;厚度50μm)的金配线部分连接并贴合。隔着粘接剂层对FPC与玻璃基板进行热压接,得到通过将FPC与玻璃基板的相对的导通部全部利用粘接剂层的固化物进行粘接而连接成的连接结构体。热压接的条件为160℃、3MPa、5秒钟。
对于得到的连接结构体,在刚粘接后和在压力釜装置(110℃、85%RH)内保持32小时后,使用微分干涉显微镜观察AlMoIZO玻璃基板上的金属薄膜。评价时,将强烈地观察到极微小的凹凸状态判断为压接强(〇),将凹凸状态弱判断为压接弱(△),将无法确认到凹凸判断为接合不充分(×),以这3个阶段进行判断。
<粘接剂层的浮起>
-连接结构体的制作-
将实施例及比较例中制作的粘接膜分切加工成宽度1.0mm后,剥离覆盖膜。接着,以粘接剂层的露出面与SiN玻璃基板或ITO玻璃基板(厚度各0.7mm)接合的方式,将粘接膜粘贴于玻璃基板的边缘,在45℃的加热板上均匀地施加力。然后,将剥离基材剥离,以粘接剂层的露出面被完全覆盖的方式将柔性印刷基板(FPC;厚度50μm)的金配线部分连接并贴合。隔着粘接剂层对FPC与玻璃基板进行热压接,得到通过将FPC与玻璃基板的相对的导通部全部利用粘接剂层的固化物进行粘接而连接成的连接结构体。热压接的条件为160℃、3MPa、5秒钟。
对于得到的连接结构体,在刚粘接后和在压力釜装置(110℃、85%RH)内保持32小时后,通过目视确认来确认粘接剂层的浮起状态。以无浮起(〇)、稍有浮起(△)、有浮起(×)这3个阶段进行评价。
<导通电阻的评价>
对于评价了粘接剂层的浮起的ITO玻璃基板与FPC的连接结构体,在刚粘接后和在压力釜装置(110℃、85%RH)内保持32小时后,测定导通电阻。
<粘接强度的评价>
对于评价了压接状态的连接结构体,通过90度剥离试验测定粘接强度。详细而言,以长度成为1.0cm的方式将FPC及固化物切取,用夹具抓住该长度1.0cm的FPC,在室温(25℃)下以50mm/分钟的速度沿垂直方向将FPC从玻璃基板剥离,测定剥离时的负荷(N/cm)。需要说明的是,测定中使用拉伸试验机(株式会社ORIENTEC制:STA-1150)。另外,对于在55℃保管12小时后的连接结构体,也同样地对粘接强度进行评价。
将实施例和比较例的构成成分和评价结果示于表1。
[表1]
由表1的结果确认到,在使用1分子中具有2个以上巯基的硅烷偶联剂的情况下,即使在将玻璃与FPC的不同基材接合时,也表现出10N/cm这样的高粘接强度。
另外,根据比较例3~6,确认到:在使用主链为有机链且1分子中具有2个以上巯基以外的反应基(例如环氧基、异氰酸酯基和氨基)的硅烷偶联剂的情况下,粘接强度不充分,产生压接状态、浮起的问题,导通电阻也变高。
进而,确认到:在为了确认巯基的影响而配合有4官能硫醇化合物的粘接剂组合物(比较例7~10、实施例4)中,与不配合4官能硫醇化合物的粘接剂组合物(比较例3~6、实施例2)在粘接强度、压接状态等方面未见大的差异,1分子中具有2个以上巯基的硅烷偶联剂对提高粘接强度有用。
Claims (8)
1.一种粘接剂组合物,其包含:
含有阳离子聚合性成分和成膜用成分的粘合剂组合物、
作为季铵盐系热产酸剂的阳离子聚合引发剂、以及
1分子中具有2个以上巯基且主链为有机链的硅烷偶联剂,
所述硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上且3质量%以下。
2.根据权利要求1所述的粘接剂组合物,其中,所述阳离子聚合性成分为2官能脂环式环氧化合物。
3.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂的分子量为500以上。
4.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂在1分子中具有1个以上的烷氧基甲硅烷基和2个以上的巯基。
5.根据权利要求4所述的粘接剂组合物,其中,所述硅烷偶联剂中巯基的基团数相对于烷氧基甲硅烷基的基团数的比例为2以上。
6.一种粘接膜,其包含权利要求1所述的粘接剂组合物和导电性粒子。
7.一种连接结构体,将第一电子部件和第二电子部件通过权利要求6所述的粘接膜连接而成。
8.一种连接结构体的制造方法,其包括使权利要求6所述的粘接膜介于第一电子部件与第二电子部件之间并进行压接的工序。
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