DE112020005164T5

DE112020005164T5 - Elektrisch leitfähiger klebstoff sowie klebestruktur und elektronisches bauteil, die diesen klebstoff verwenden

Info

Publication number: DE112020005164T5
Application number: DE112020005164.1T
Authority: DE
Inventors: Mari TOKUTAKE; Shinji Abe
Original assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2022-07-14
Also published as: CN114585704A; JP2021066833A; CN114585704B; WO2021079852A1; JP6946395B2

Abstract

Bereitstellung eines ein UV-härtendes Harz verwendenden elektrisch leitfähigen Klebstoffs mit einer hervorragenden Haftung und einer hervorragenden Lagerstabilität, sowie einer Klebestruktur und eines elektronischen Bauteils, die diesen leitfähigen Klebstoff verwenden. Es handelt sich um einen elektrisch leitfähigen Klebstoff, der ein (Meth)acrylat (A), einen Photopolymerisationsinitiator (B), ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C), ein Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und elektrisch leitfähige Partikel (E) beinhaltet. Als Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) kann bevorzugt eine chemische Verbindung, die Phosphationen durch Adsorption inertisiert, und/oder eine chemische Verbindung, die Phosphationen durch eine Reaktion mit diesen inertisiert, verwendet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch leitfähigen Klebstoff sowie eine Klebestruktur und ein elektronisches Bauteil, die diesen Klebstoff verwenden.
Hintergrundtechnologie
Um ein elektronisches Bauteil wie einen Halbleiter oder eine Leuchtdiode usw. auf einer Elektrode, die auf einem Substrat wie einer Folie oder einem Papier usw. gebildet ist, mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder eines anisotrop elektrisch leitfähigen Klebstoffs aufzukleben, ist die Anwendung eines Verfahrens, bei dem ein elektronisches Bauteil mittels einer Face-Down-Methode thermokompressionsgebondet wird (Thermokompressionsbonden) allgemein weit verbreitet (z. B. Patentdokument 1). Konkreter wird ein anisotrop elektrisch leitfähiger Klebstoff auf eine Elektrode aufgetragen, die auf einem Substrat gebildet ist, ein Halbleiter mit als vorsprungartigen Elektroden bezeichneten Bumps wird derart aufgesetzt, dass die Bumps auf der Elektrode positioniert sind, wobei dadurch, dass das Substrat, auf das der Halbleiter aufgesetzt wurde, mittels eines oberen Heizwerkzeugs und unteren Heizwerkzeugs, die auf ca. 180°C erwärmt wurden, eingeklemmt wird, der anisotrop elektrisch leitfähige Klebstoff gehärtet und gleichzeitig mit der elektrischen Verbindung des Halbleiters an der Elektrode der Halbleiter auf dem Substrat implementiert wird.
Wird jedoch ein Halbleiter mittels Thermokompression auf einem Substrat implementiert, kommt es aufgrund der Wärme der Heizwerkzeuge zu einer Verformung bei dem Substrat in der Umgebung des Halbleiters. Als Maßnahme, um eine derartige Verformung zu verhindern, wird zwar ein Verfahren zur Minderung einer Verformung durch ein Senken der Temperatur der Heizwerkzeuge vorgeschlagen, das jedoch nicht zweckmäßig ist, da sich die Implementierungszeit verlängert. Ferner wurde zwar ein bei niedrigen Temperaturen härtender Klebstoff entwickelt, der jedoch ebenfalls auf größer oder gleich 130°C erwärmt werden muss, sodass eine Verformung des Substrats nicht vollständig verhindert werden kann.
Als Verfahren, das keine Erwärmung zum Implementieren eines Halbleiters auf einem Substrat erfordert, ist ein Verfahren bekannt, das einen Klebstoff verwendet, der ein UV-härtendes Harz beinhaltet (z. B. Patentdokument 2).
Bei einem Klebstoff, der ein UV-härtendes Harz beinhaltet, besteht jedoch das Problem, dass die Haftung gering ist, sodass zur Verbesserung ein Verfahren vorgeschlagen wird, durch das dieses ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer beinhaltet (z. B. Patentdokument 3 und Nichtpatentdokument 1). Bei einem elektrisch leitfähigen Klebstoff, bei dem ein UV-härtendes Harz verwendet wird, das ein solches phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer beinhaltet, besteht jedoch das Problem, dass sich beim Beinhalten eines Metalls die Lagerstabilität (Topfzeit) verkürzt, sodass die Entwicklung eines ein UV-härtendes Harz verwendenden elektrisch leitfähigen Klebstoffs mit einer hervorragenden Haftung und Lagerstabilität wünschenswert ist.
Zitatliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Patentveröffentlichung Nr. JP 2003-304003 A
Patentdokument 2: Patentveröffentlichung Nr. JP 2015-053316 A
Patentdokument 3: Patentveröffentlichung Nr. JPH 09-263744 A

Nichtpatentdokumente
Nichtpatentdokument 1: Toagosei Group research annual report, Vol. 9, Seiten 19-24, 2006
Übersicht über die Erfindung
Technische Aufgabe
Infolgedessen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen ein UV-härtendes Harz verwendenden elektrisch leitfähigen Klebstoff mit einer hervorragenden Haftung und einer hervorragenden Lagerstabilität, sowie eine Klebestruktur und einen elektronischen Bauteils, die diesen Klebstoff verwenden, bereitzustellen.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben unter Berücksichtigung der vorstehenden Problematik durch weitere Untersuchungen herausgefunden, dass bei einem elektrisch leitfähigen Klebstoff, der ein UV-härtendes Harz verwendet, das ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer beinhaltet, die Lagerstabilität durch von einem phosphorsäuregruppenhaltigen Monomer herrührende freigesetzte Phosphationen beeinflusst wird, und dass die Lagerstabilität eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs, der ein UV-härtendes Harz verwendet, sich verbessert, wenn dieser ein spezifisches Phosphationen-Inertisierungsmittel beinhaltet, und gelangten zur Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung.
Das heißt, eine erste Erfindung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, ist ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, umfassend ein (Meth)acrylat (A), einen Photopolymerisationsinitiator (B), ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C), ein Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und elektrisch leitfähige Partikel (E).
Ferner handelt es sich bei einer zweiten Erfindung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, um eine Klebestruktur, bei der über den elektrisch leitfähigen Klebstoff der ersten Erfindung zu verklebende Materialien miteinander verklebt werden.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein UV-härtendes Harz verwendender elektrisch leitfähiger Klebstoff mit einer hervorragenden Haftung und einer hervorragenden Lagerstabilität bereitgestellt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines elektronischen Bauteils zeigt, das durch ein Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung auf einem Substrat implementiert ist.
[2] 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Aufbaus einer Vorrichtung zeigt, die bei dem Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
[3] 3 ist eine Bodenflächenansicht einer Bestrahlungskomponente der Vorrichtung, die bei dem Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
[4] 4 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines elektronischen Bauteils zeigt, das durch das Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung auf einem Substrat implementiert ist.
[5] 5 ist ein Querschnitt zur Erläuterung eines Nichtbestrahlungsbereichs, der beim Implementieren des elektronischen Bauteils durch das Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung auf dem Substrat von sichtbarem UV-Licht nicht direkt bestrahlt wird.
[6] 6 ist ein Querschnitt zur Erläuterung von Nichtbestrahlungsbereichen, die beim Implementieren eines anderen elektronischen Bauteils durch das Implementierungsverfahren für elektronische Bauteile mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung auf dem Substrat von sichtbarem UV-Licht nicht direkt bestrahlt werden.

Formen zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden erfolgt eine Erläuterung basierend auf einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der elektrisch leitfähige Klebstoff der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein (Meth)acrylat (A), einen Photopolymerisationsinitiator (B), ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C), ein Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und elektrisch leitfähige Partikel (E) beinhaltet. Anders ausgedrückt handelt es sich um einen elektrisch leitfähigen Klebstoff, der ein UV-härtendes Harz aus einem (Meth) acrylat (A) , einem Photopolymerisationsinitiator (B) und einem phosphorsäuregruppenhaltigen Monomer (C) (im Folgenden auch einfach als „UV-härtendes Harz“ bezeichnet), ein Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und elektrisch leitfähige Partikel (E) beinhaltet.
[(Meth)acrylat (A)] Das (Meth)acrylat (A) gemäß dem elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung wird zum Hauptbestandteil des UV-härtenden Harzes, das durch die Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht härtet, und ist eine chemische Verbindung, die zumindest eine (Meth)acroylgruppe aufweist. Bei dem (Meth)acrylat (A) kann es sich um ein Monomer oder um ein Oligomer handeln, wobei es sich bevorzugt um ein Monomer handelt.
Bei der vorliegenden Erfindung schließt der Begriff „(Meth) acrylat‟ ein Acrylat und ein Methacrylat, d. h. einen Acrylsäureester und einen Methacrylsäureester ein.
Als (Meth)acrylatmonomer können eine chemische Verbindung, die eine (Meth)acryloylgruppe aufweist (im Folgenden auch als „monofunktionales (Meth)acrylmonomer“ bezeichnet) und eine chemische Verbindung, die zwei oder mehr (Meth)acryloylgruppen aufweist (im Folgenden auch als „multifunktionales (Meth)acrylmonomer“ bezeichnet), angeführt werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann ein bekanntes (Meth) acrylat ohne besondere Einschränkung verwendet werden.
Als monofunktionales (Meth)acrylmonomer können z. B. Alkyl(meth)acrylat, Alkoxyalkyl(meth)acrylat, (Meth) acrylat mit einer Aminogruppe, (Meth) acrylat mit einer Ringstruktur wie aliphatische Ringe, aromatische Ringe undheterozyklische Ringe usw., (Meth)acrylat mit einer Hydroxylgruppe usw. angeführt werden.
Als Akyl(meth)acrylat können z. B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Amyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Isoamyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Isooctyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Isodecyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, Cetyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Isostearyl(meth)acrylat, Isomiristyl(meth)acrylat, usw. angeführt werden.
Als Alkoxyalkyl(meth)acrylat können z. B. Methoxyethyl(meth)acrylat, 3-Methoxybutyl(meth)acrylat, Ethylcarbitol(meth)acrylat,
2-Ethylhexylcarbitol(meth)acrylat,
Ethoxyethoxyethyl(meth)acrylat, Butoxyethyl(meth)acrylat, Methoxyethylenglycol(meth)acrylat,
Ethoxydiethylenglycol(meth)acrylat,
Ethoxyethyl(meth)acrylat,
Methoxytriethylenglycol(meth)acrylat,
Methoxypolyethylenglycol(meth)acrylat,
Methoxypolypropylenglycol(meth)acrylat usw. angeführt werden.
Als (Meth) acrylat mit einer Aminogruppe können z. B. Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Diethylaminoethyl(meth)acrylat, 7-Amino-3,7-dimethyloctyl(meth)acrylat, Dimethylacrylamid, Diethylacrylamid, Hydroxyethylacrylamid, Acryloylmorpholin, Isopropylacrylamid, Dimethylaminoprorylacrylamid usw. angeführt werden.
Als (Meth)acrylat mit einer Ringstruktur wie aliphatische Ringe, aromatische Ringe und heterozyklische Ringe usw. können z. B. Tricyclodecan (meth)acrylat, Dicyclopentenyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Adamantyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Morpholinacrylat, Phenylglycidyl(meth)acrylat, Acryloyloxyethylhexahydrophthalimid, (2-Methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methylacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat usw. angeführt werden.
Ferner können auch modifizierte Alkylenoxide dieser (Meth)acrylate verwendet werden.
Als (Meth) acrylat mit einer Hydroxylgruppe kann z. B. ein (Meth) acrylat, mit dessen aliphatischer Gruppe mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 9 eine Hydroxylgruppe verbunden ist usw., angeführt werden. Mit dem (Meth) acrylat kann auch ein Substituent wie eine Phenoxygruppe verbunden sein. Als dieses (Meth)acrylat kann z. B. 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat und 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat usw. angeführt werden.
Ein multifunktionales (Meth)acrylmonomer schließt ein bifunktionales (Meth)acrylmonomer und ein trifunktionales (Meth)acrylmonomer ein. Als bifunktionales (Meth)acrylmonomer können z. B. eine (Meth)acrylat-Verbindung eines aliphatischen Diols mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 9, eine (Meth)acrylat-Verbindung vom Alkylenoxidtyp, und eine (Meth)acrylat-Verbindung mit einer Ringstruktur usw. angeführt werden.
Als Acrylat-Verbindung eines aliphatischen Diols mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 9 können z. B. ein Neopentylglycol-di(meth)acrylat und ein 1,6-Hexandiol-di(meth)acrylat usw. angeführt werden. Diese (Meth) acrylate eines aliphatischen Diols können auch mittels eines aliphatischen Esters oder Alkylenoxids modifiziert sein. Als aliphatisches Ester modifizierte (Meth)acrylat-Verbindung können z. B. Neopentylglycol-hydroxypivalinsäure-di(meth)acrylat und Caprolacton modifiziertes Neopentylglycol-hydroxypivalinsäure-di(meth)acrylat usw. angeführt werden. Als Alkylenoxid modifizierte (Meth)acrylat-Verbindung können z. B. Diethylenoxid modifiziertes Neopentylglycol-di(meth)acrylat, Dipropylenoxid modifiziertes Neopentylglycol-di(meth)acrylat, Diethylenoxid modifiziertes 1,6-Hexandiol-di(meth)acrylat und Dipropylenoxid modifiziertes 1,6-Hexandiol-di (meth) acrylat usw. angeführt werden.
Als (Meth)acrylat-Verbindung vom Alkylenoxid-typ können z. B. Neopentylglycol modifiziertes Trimethylolpropan-di(meth)acrylat, Polyethylenglycol-di(meth)acrylat und Polypropylenglycol-di(meth)acrylat usw. angeführt werden.
Als (Meth) acrylat-Verbindung mit einer Ringstruktur können z. B. Tricyclodecan-dimethylol-di(meth)acrylat und Dicyclopentanyl-di(meth)acrylat usw. angeführt werden.
Als mindestens dreifunktionales (Meth)acrylmonomer können z. B. Trimethylolpropan-tri(meth)acrylat, Pentaerythritol-tri(meth)acrylat, Aliphat mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 5 modifiziertes Dipentaerythritol-penta(meth)acrylat, Aliphat mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 5 modifiziertes Dipentaerythritol-tetra(meth)acrylat, Dipentaerythritol-penta(meth)acrylat, Dipentaerythritol-hexa(meth)acrylat, Caprolacton modifiziertes Dipentaerythritol-hexa(meth)acrylat, Pentaerythritol-tetra(meth)acrylat, Tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurat, Caprolacton modifiziertes Tris[ (meth)acryloxyethyl]isocyanurat und Ditrimethylolpropan-tetra(meth)acrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropan-Triacrylat, Trimethylolpropan-Propylenoxid modifiziertes Triacrylat, ethoxyliertes Glyzerin-Triacrylat sowie Isocyanursäure-Ethylenoxid modifiziertes Di- und Triacrylat usw. angeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist unter dem Gesichtspunkt des Härtegrades der gehärteten Substanz, der Wärmebeständigkeit und der Kontraktilität eine gemeinsame Verwendung eines monofunktionalen (Meth)acrylat-Monomers und eines multifunktionalen (Meth)acrylat-Monomers bevorzugt. In diesem Fall ist ein Mischungsverhältnis des multifunktionalen (Meth)acrylat-Monomers von 5 bis 80 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile an monofunktionalem (Meth)acrylat-Monomer bevorzugt, und unter dem Gesichtspunkt des Gleichgewichts zwischen Elastizität und Kontraktilität von 10 bis 60 Gew.-Teile bevorzugter.
Bei der vorliegenden Erfindung können als (Meth)acrylat (A) zur Verbesserung der Haftung am Basismaterial das (Meth)acrylat-Monomer und das (Meth)acrylat-Oligomer zusammen verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das (Meth)acrylat-Oligomer in dem (Meth)acrylat-Monomer löslich ist, wobei als ein derartiges Oligomer z. B. Epoxid(meth)acrylat, Polyester(meth)acrylat und Urethan(meth)acrylat usw. angeführt werden können. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Oligomer mit einem Molekulargewicht von größer oder gleich 500.
Das Epoxid (meth) acrylat wird durch eine Reaktion von Epoxidharz mit (Meth)acrylsäure gewonnen. Als Epoxidharz können z. B. ein Bisphenol-Epoxidharz wie Bisphenol-A-Epoxidharz und Bisphenol-F-Epoxidharz usw. sowie ein Novolak-Epoxidharz usw. angeführt werden.
Das Polyester (meth) acrylat wird durch eine Reaktion von Polyesterpolyol mit (Meth)acrylsäure gewonnen. Das Polyesterpolyol wird durch eine Reaktion von Polyalkohol mit einer mehrbasigen Säure gewonnen. Als Polyalkohol können z. B. Neopentylglycol, Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,6-Hexandiol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Tricyclodecandimethylol und Bis(hydroxymethyl)cyclohexan usw. angeführt werden. Als mehrbasige Säure können z. B. Bernsteinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Terephthalsäure, Adipinsäure, Azelainsäure und Tetrahydrophthalsäureanhydrid usw. angeführt werden.
Urethan(meth)acrylat wird durch eine 3-Komponenten-Reaktion von Polyol, organischem Polyisocyanat und einer Hydroxy(meth)acrylat-Verbindung, oder eine 2-Komponenten-Reaktion von organischem Polyisocyanat und einer Hydroxy(meth)acrylat-Verbindung ohne Verwendung von Polyol gewonnen. Als Polyol können ein Polyetherpolyol wie Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol usw., aus einer Reaktion des Polyalkohols mit der mehrbasigen Säure gewonnenes Polyesterpolyol, ein aus einer Reaktion des Polyalkohols, der mehrbasigen Säure und ε-Caprolacton gewonnenes Caprolactonpolyol und Polycarbonatpolyol (z. B. aus einer Reaktion von 1,6-Hexandiol mit Diphenylcarbonat gewonnenes Polycarbonatpolyol) usw. angeführt werden. Als organisches Polyisocyanat können z. B. Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Trilendiisocyanat, Xylendiisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Dicyclopentanyldiisocyanat usw. angeführt werden.
Von diesen (Meth)acrylat-Monomeren und (Meth)acrylat-Oligomeren kann eine Arteinzeln verwendet werden, es können aber auch zwei oder mehr Arten in einem beliebigen Verhältnis kombiniert verwendet werden.
Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung unter dem Gesichtspunkt einer weiteren Verbesserung der Haftung, der Wärmebeständigkeit und des Härtegrades bevorzugt, wenn das (Meth)acrylat-Monomer und (Meth)acrylat-Oligomer zusammen mit (Meth)acrylat mit einer Aminogruppe, N-Acryloyloxyethylhexahydrophthalimid, Isocyanursäureethylenoxid-modifiziertes Di- und Triacrylat, Stickstoffatome beinhaltendes (Meth)acryl-Monomer und/oder (Meth)acrylat-Oligomer wie Urethan(meth)acrylat usw. verwendet werden. Bei einer gemeinsamen Verwendung von Stickstoffatome beinhaltendem (Meth)acryl-Monomer und/oder (Meth)acrylat-Oligomer ist ein Mischungsverhältnis des Stickstoffatome beinhaltenden (Meth)acryl-Monomers von 15 Gew.-% bis 95 Gew.-% in dem (Meth)acrylat (A) bevorzugt, und von 20 bis 80 Gew.-% unter dem Gesichtspunkt einer weiteren Verbesserung der Haftung bevorzugt.
Eine Mischungsmenge des (Meth)acrylats (A) in dem elektrisch leitfähigen Klebstoff von 15 bis 95 Gew.-% ist bevorzugt, und von 30 bis 90 Gew.-% unter dem Gesichtspunkt des Härtens und der Haftung bevorzugter.
[Photopolymerisationsinitiator (B)] Der Photopolymerisationsinitiator (B) gemäß dem elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung ist eine Komponente für ein effektives Photohärten des UV-härtenden Harzes. Der in der vorliegenden Erfindung verwendbare Photopolymerisationsinitiator (B) unterliegt keiner besonderen Beschränkung, wobei z. B. ein Alkylphenon-Photopolymerisationsinitiator wie 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon, 2-(dimethylamino)-2-[ (4-methylphenyl)methyl]-[4-(4-morpho linyl)phenyl]-1-butanon,
2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-on e, Benzophenon, Methylbenzophenon, o-Benzoylbenzoesäure, Benzoylethylether, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2,4-Diethylthioxanthon, Diphenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid, Ethyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinat, 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon, 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon, 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propa n-1-one, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenol und 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propa n-1-one usw., ein Acylphosphinoxid-Photopolymerisationsinitiator wie Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid und Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid usw., ein Oximester-Photopolymerisationsinitiator wie 1,2-Octandion, 1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxim) ] usw., sowie ein Sulphoniumsalz-Photopolymerisationsinitiator usw. angeführt werden kann. Von diesen Photopolymerisationsinitiatoren kann eine Art einzeln verwendet werden, es können aber auch zwei oder mehr Arten in einem beliebigen Verhältnis kombiniert verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist unter dem Gesichtspunkt des Härtens die Verwendung eines Alkylphenon-Photopolymerisationsinitiators als Photopolymerisationsinitiator (B) bevorzugt, wobei insbesondere die Verwendung von 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon bevorzugt ist.
Die Verwendungsmenge des Photopolymerisationsinitiators (B) beträgt bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile an (Meth) acrylat (A), und unter dem Gesichtspunkt des Härtens bevorzugter 1 bis 12 Gew.-Teile.
[Phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C)] Das Phosphorsäuregruppenhaltige Monomer (C) gemäß dem elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung ist eine Komponente, die dem UV-härtenden Harz eine bessere Haftung verleiht. Das in der vorliegenden Erfindung verwendbare Phosphorsäuregruppenhaltige Monomer (C) unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange es sich um ein Monomer handelt, das eine polymerisierende funktionelle Gruppe und außerdem eine Phosphorsäuregruppe aufweist.
Als phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) können Phosphorsäure(meth)acrylate wie z. B. 2-Methacryloyloxyethylsäurephosphat, Di-2-Methacryloyloxyethylsäurephosphat, 3-Methacryloyloxypropylsäurephosphat, Di-3-Methacryloyloxypropylsäurephosphat, Ethylenoxid-modifiziertes Phosphat-Dimethacrylat, phosphorsäurehaltiges Epoxymethacrylat usw., eine Vinylphosphat-Verbindung wie Vinylphosphonsäure usw. angeführt werden.
Als phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) sind durch die folgenden allgemeinen Formeln (1) oder (2) ausgedrückte Phosphorsäure(meth)acrylate bevorzugt.
[Chemische Formel 1]
(In den Formeln stellt R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe dar, A stellt eine unverzweigte oder verzweigte Alkylengruppe einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 4 dar, und m stellt eine ganze Zahl von 1 bis 4 oder 1 bis 2 dar.)
Von diesen phosphorsäuregruppenhaltigen Monomeren kann eine Art einzeln verwendet werden, es können aber auch zwei oder mehr Arten in einem beliebigen Verhältnis kombiniert verwendet werden.
Die Mischungsmenge des phosphorsäuregruppenhaltigen Monomers (C) beträgt bevorzugt 0,5 bis 50 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile des (Meth)acrylats (A), und unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Haftung bevorzugter 3 bis 30 Gew.-Teile.
[Phosphationen-Inertisierungsmittel (D)] Das Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) gemäß dem elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung ist eine Komponente, die dem UV-härtendes Harz und elektrisch leitfähige Partikel beinhaltenden elektrisch leitfähigen Klebstoff Lagerstabilität verleiht, wobei es sich konkreter um eine Komponente handelt, durch die von dem phosphorsäuregruppenhaltigen Monomer (C) herrührende freigesetzte Phosphationen inert werden, eine Reaktion mit anderen Komponenten unterdrückt wird, und die somit zur Lagerstabilität beiträgt. Das Phosphationen-Inertisierungsmittel (D), das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sollte ein solches sein, durch das freigesetzte Phosphationen inert werden, wobei eine chemische Verbindung, die Phosphationen durch Adsorption inertisiert, und eine chemische Verbindung, die Phosphationen durch eine Reaktion mit diesen inertisiert, angeführt werden können.
Als chemische Verbindung, die Phosphationen durch Adsorption inertisiert, können aktives Aluminiumoxid, Siliziumdioxidgel, Zeolith, viskose Mineralien, Aktivkohle, aktivierter Ton, Kieselgur und Celite usw. angeführt werden. Bevorzugt haben diese eine BET-spezifische Oberfläche von 50 bis 700 m²/g, und unter dem Gesichtspunkt der Adsorption von freigesetzten Phosphationen bevorzugter von 100 bis 500 m²/g.
Als chemische Verbindung, die Phosphationen durch eine Reaktion mit diesen inertisiert, kann z. B. eine anorganische Metallverbindung, die eine, zwei oder mehr Arten von metallischen Elementen ausgewählt aus Zn, Al, Ba, Ca, Mg, Zr, Ti, Sn, Si, In, Ce, Ag und Yb beinhaltet, angeführt werden.
Als anorganische Metallverbindung können, Oxide, Hydroxide, Karbonate, Nitrate, Sulfate, Silicate usw. der metallischen Elemente angeführt werden, und ferner kann es sich auch um Komplexsalze, die zwei oder mehr metallische Elemente beinhalten, ein Anhydrid, oder ein Hydrat handeln. Außerdem kann es sich bei der anorganischen Metallverbindung auch um eine poröse anorganische Metallverbindung handeln. Es können auch zwei oder mehr Arten von anorganischen Metallverbindungen zusammen verwendet werden. Die physikalischen Eigenschaften der anorganischen Metallverbindung unterliegen keiner besonderen Beschränkung, wobei unter dem Gesichtspunkt einer homogenen Dispersion in dem elektrisch leitfähigen Klebstoff und effektiven Fixierung der Phosphationen in der Partikeloberfläche eine BET-spezifische Oberfläche von größer oder gleich 0,1 m²/g bevorzugt, von 0,1 bis 200 m²/g bevorzugter und von 0,3 bis 100 m²/g besonders bevorzugt ist.
Das Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) hat unter dem Gesichtspunkt einer homogenen Dispersion in dem elektrisch leitfähigen Klebstoff und damit das sichtbare UV-Licht das Innere erreicht, bevorzugt eine durch ein Laserbeugung/Streuungspartikelgrößenverteilung-Messverfah ren ermittelte mittlere Partikelgröße von kleiner oder gleich 100 µm, und bevorzugter von 0,01 bis 60 µm.
Bei der vorliegenden Erfindung ist als Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) aktives Aluminiumoxid bevorzugt, da dessen Fähigkeit der Adsorption und Fixierung von Phosphationen hervorragend ist. Ferner ist eine Zinkverbindung wie Zinkoxid usw. bevorzugt, da deren Reaktion mit Phosphationen hervorragend ist, und auch deren Fähigkeit, Phosphationen in der Partikeloberfläche zu fixieren, hervorragend ist.
Bei dem Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) ist eine Mischungsmenge von 0,5 bis 20 Gew. -Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile an phosphorsäuregruppenhaltigem Monomer (C) bevorzugt, und unter dem Gesichtspunkt der Lagerstabilität und der Haftung von 1 bis 10 Gew.-Teile bevorzugter.
[Elektrisch leitfähige Partikel (E)] Die elektrisch leitfähigen Partikel (E) gemäß dem elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung sind eine Komponente zum Verleihen einer elektrischen Leitfähigkeit. Bei der vorliegenden Erfindung können als elektrisch leitfähige Partikel (E) solche verwendet werden, die bekannt sind und bei elektrisch leitfähigen Klebstoffen, anisotrop elektrisch leitfähigen Filmen und anisotrop elektrisch leitfähigen Klebstoffen eingesetzt werden. Als elektrisch leitfähige Partikel (E) können selbst elektrische Leitfähigkeit aufweisende Partikel wie Metallpartikel, z. B. Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Palladium, Lötzinn usw. und Kohlenstoffpartikel, sowie elektrisch leitfähige Partikel, bei welchen die Oberfläche von Kernmaterialpartikeln mit einem elektrisch leitfähigen Metall überzogen ist, usw. angeführt werden.
Die Größe der elektrisch leitfähigen Partikel kann dem konkreten Zweck des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung entsprechend in geeigneter Weise ausgewählt werden, wobei bei der Verwendung als elektrisch leitfähiges Material für eine elektrische Schaltungsverbindung ein elektrischer Durchgang zwischen Gegenelektroden nicht mehr möglich ist, wenn die Partikelgröße zu klein ist, und andererseits ein Kurzschluss zwischen den benachbarten Elektroden entsteht, wenn sie zu groß ist. Daher ist als mittels eines elektrischen Widerstandsverfahrens gemessener Wert eine mittlere Partikelgröße der elektrisch leitfähigen Partikel von 0,1 bis 1000 µm bevorzugt, und von 0,5 bis 100 µm bevorzugter.
Die Form der elektrisch leitfähigen Partikel unterliegt keiner besonderen Beschränkung, wobei es sich im Allgemeinen um eine Pulver- oder Granulatform handelt, es sich aber auch um eine andere Form, z. B. um eine Faserform, eine hohle Form, eine Plattenform oder eine Nadelform, um eine solche mit zahlreichen Vorsprüngen auf der Partikeloberfläche oder um eine diffuse Form handeln kann. Unter dem Gesichtspunkt des Dispersionsvermögens ist die Form der elektrisch leitfähigen Partikel bevorzugterweise eine Kugelform.
Bei einer Verwendung des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung als anisotrop elektrisch leitfähiger Klebstoff ist es bevorzugt, wenn es sich bei den elektrisch leitfähigen Partikeln (E) um mit einem Metall überzogene Partikel handelt, bei welchen die Oberfläche der Kernmaterialpartikel mit einem elektrisch leitfähigen Metall überzogen wurde.
Als Kernmaterialpartikel kann es sich um eine anorganische Substanz oder eine organische Substanz handeln, wobei eine Verwendung ohne besondere Beschränkung möglich ist. Als anorganische Kernmaterialpartikel können metallische Partikel wie Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Palladium, Lötzinn usw., eine Legierung, ein Glas, eine Keramik, Siliziumdioxid, ein metallisches oder nichtmetallisches Oxid (einschließlich eines Hydrats), Metallsilicat einschließlich Alumino-Silicat, Metallcarbid, Metallnitrid, Metallkarbonat, Metallsulfat, Metallphosphat, Metallsulfid, Metallsalze, Metallhalogenid und Kohlenstoff usw. angeführt werden. Als organische Kernmaterialpartikel können z. B. thermoplastische Harze wie Naturfasern, Naturharz, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polybuten, Polyamid, Polyacrylsäureester, Polyacrylnitril, Polyacetal, Ionomer, Polyester usw., Alkydharz, Phenolharz, Harnstoffharz, Benzoguanaminharz, Melaminharz, Xylenharz, Silikonharz, Epoxidharz und Diallylphthalatharz usw. angeführt werden. Wird als Kernmaterialpartikel ein Harz verwendet, bekommen die mit einem Metall überzogenen Partikel ein geringes spezifisches Gewicht, sodass sie nur schwer sedimentieren und die Dispersionsstabilität gut wird, wobei dies ferner deshalb bevorzugt ist, weil durch die Elastizität des Harzes die Beibehaltung einer elektrischen Verbindung ermöglicht wird.
Die Form der Kernmaterialpartikel unterliegt keiner besonderen Beschränkung, wobei es sich im Allgemeinen um eine Pulver- oder Granulatform handelt, es sich aber auch um eine andere Form, z. B. um eine Faserform, eine hohle Form, eine Plattenform oder eine Nadelform, um eine solche mit zahlreichen Vorsprüngen auf der Partikeloberfläche oder um eine diffuse Form handeln kann. Unter dem Gesichtspunkt des Dispersionsvermögens ist die Form der elektrisch leitfähigen Partikel bevorzugterweise eine Kugelform.
Als mittels eines elektrischen Widerstandsverfahrens gemessener Wert ist eine Größe der Kernmaterialpartikel von 0,1 bis 1000 µm bevorzugt, und von 0,5 bis 100 µm bevorzugter. Ist die Partikelgröße zu klein, ist ein elektrischer Durchgang zwischen Gegenelektroden nicht mehr möglich, und ist sie andererseits zu groß, entsteht ein Kurzschluss zwischen den benachbarten Elektroden.
Als Verfahren zum Überziehen der Oberfläche der Kernmaterialpartikel mit einem elektrisch leitfähigen Metall kann ein Trockenverfahren, das ein Bedampfungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein mechanochemisches Verfahren, eine Hybridisierungsbehandlung usw. verwendet, ein Nassverfahren wie ein Galvanisierungsverfahren, ein stromloses Beschichtungsverfahren usw. oder ein diese kombinierendes Verfahren verwendet werden.
Bei den mit einem Metall überzogenen Partikeln ist eine Überzugsbehandlung mit einer, zwei oder mehr Arten von elektrisch leitfähigen Metallen ausgewählt aus Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Palladium und Lötzinn usw. bevorzugt, wobei insbesondere der Punkt bevorzugt ist, dass Metallüberzugspartikel, die auf der Oberfläche der Kernmaterialpartikel durch ein stromloses Beschichtungsverfahren einen Metallfilm gebildet haben, die Partikeloberfläche gleichmäßig und dicht überziehen können, und vor allem der Punkt bevorzugt ist, dass bei einem Metallüberzug aus Gold oder Palladium die elektrische Leitfähigkeit erhöht werden kann. Der Metallfilm kann auch eine Legierung (z. B. eine Nickel-Phosphor-Legierung oder eine Nickel-Bor-Legierung) sein.
Die Mischungsmenge der elektrisch leitfähigen Partikel (E) beträgt bevorzugt 2 bis 40 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile des (Meth) acrylats (A) , bevorzugter 3 bis 25 Gew.-Teile und noch bevorzugter 5 bis 20 Gew.-Teile. Durch eine Verwendungsmenge der elektrisch leitfähigen Partikel (E) in diesem Bereich können eine Erhöhung des Verbindungswiderstands unterdrückt und die Verbindungszuverlässigkeit verbessert werden.
Bei dem elektrisch leitfähigen Klebstoff gemäß der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus in dem betreffenden technischen Gebiet bekannte Additive verwendet werden, wobei deren Zusatzmenge ebenfalls in einem Mengenbereich enthalten sein kann, bei dem das sichtbare UV-Licht das Innere erreichen kann. Als weitere Additive können z. B. Photosensibilisatoren, Entschäumer, Thixotropiermittel, Viskositätsmodifikator, Egalisiermittel, Silanhaftvermittler, Stabilisatoren, Ionenaustauscher usw. beispielhaft angeführt werden. Ferner können gegebenenfalls auch Lösungsmittel enthalten sein.
Der elektrisch leitfähige Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann durch die Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht gehärtet werden. Ein Wellenlängenbereich des sichtbaren UV-Lichts von 100 bis 700 nm ist bevorzugt, von 150 bis 500 nm bevorzugter und von 180 bis 400 nm noch bevorzugter.
Als Verfahren zum Aufkleben eines elektronischen Bauteils mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung kann ein bekanntes Verfahren verwendet werden, wobei z. B. der elektrisch leitfähige Klebstoff der vorliegenden Erfindung auf der Oberfläche eines transparenten Substrats, auf der eine Elektrode gebildet ist, mittels einer Beschichtungsvorrichtung wie einem Schlitzbeschichter, einem Walzenbeschichter, einem Rotationsbeschichter, einem Siebdruckverfahren, einem Metallschablonendruckverfahren, einem Dispenser, einem Jet-Dispenser usw. derart aufgetragen wird, dass sich eine Filmdicke von 0, 1 bis 100 µm ergibt, das elektronische Bauteil derart auf das Substrat aufgesetzt wird, dass ein Teil des elektronischen Bauteils auf der Elektrode positioniert ist, und das elektronische Bauteil durch ein Bestrahlen mit sichtbarem UV-Licht von der Seite des transparenten Substrats aufgeklebt werden kann.
Die Bestrahlungsmenge des sichtbaren UV-Lichts beträgt bevorzugt 50 bis 20.000 mJ/cm² und besonders bevorzugt 300 bis 10.000 mJ/cm². Bei der Härtung durch eine Lichtstrahlenbestrahlung des sichtbaren UV-Lichts ist die Lichtquelle beliebig, sofern es sich um eine Lampe handelt, die ultraviolette bis nah-ultraviolette Lichtstrahlen ausstrahlt. Als Lichtquelle kann z. B. eine Niederdruck-, Hochdruck- oder Ultrahochdruck-Quecksilberdampflampe, eine Metallhalidlampe, eine (Impuls)-Xenonlampe, eine elektrodenlose Lampe und eine LED usw. angeführt werden.
Der elektrisch leitfähige Klebstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann als anisotrop elektrisch leitfähiger Klebstoff verwendet werden, wobei bezüglich der Elektrodenverbindung von elektronischen Bauteilen wie verkleinerten IC-Chips, Leuchtdioden usw. und Leiterplatten eine hochzuverlässige Verbindung möglich ist.
Als Klebestruktur, bei der zu verklebende Materialien über den elektrisch leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung miteinander verklebt sind, können z. B. RFID-bezogene Produkte wie IC-Karten oder IC-Tags usw. , bei denen auf ein Substrat, das eine Elektrode aufweist, ein IC-Chip aufgeklebt ist, oder lichtemittierende elektronische Bauteile, bei denen auf ein Substrat, das eine Elektrode aufweist, eine Leuchtdiode aufgeklebt ist, usw. angeführt werden.
Als Klebestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. ein in 1 gezeigtes elektronisches Bauteil, das auf einem Substrat implementiert ist, beispielhaft dargestellt werden.
Auf einer Oberfläche 1a, bei der es sich um eine Fläche eines Substrats 1 wie einer Folie oder Papier handelt, sind Aluminiumantennen 2 als Elektroden gebildet. Bei der Oberfläche 1a, wird in dem Bereich, der zumindest die gesamten Aluminiumantennen 2 beinhaltet, ein elektrisch leitfähiger Klebstoff 3 der vorliegenden Erfindung aufgetragen und mittels sichtbarem UV-Licht gehärtet. Bei dem Substrat 1 wird auf die Oberfläche 1a ein elektronisches Bauteil, das Metallelektroden 5 aufweist, d. h. ein IC-Chip 4 als Halbleiter derart aufgesetzt, dass die Metallelektroden 5 über den Aluminiumantennen 2 positioniert sind. Der IC-Chip 4 wird mittels des (elektrisch leitfähige Partikel 6 beinhaltenden) elektrisch leitfähigen Klebstoffs 3 der vorliegenden Erfindung auf der Seite der Oberfläche 1a des Substrats 1 aufgeklebt. Bei den Aluminiumantennen 2 und Metallelektroden 5, d. h. dem IC-Chip 4 handelt es sich um einen Aufbau, der über die elektrisch leitfähigen Partikel 6 bestromt wird.
Als besonders bevorzugtes Verfahren von den Verfahren zum Implementieren eines elektronischen Bauteils mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Implementieren eines elektronischen Bauteils angeführt werden, das einen Schritt, in dem auf der Oberfläche eines Substrats, auf dem eine Elektrode gebildet ist, ein Klebstoff aufgetragen wird, der ein Harz beinhaltet, das durch die Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht härtet, einen Schritt, in dem das elektronische Bauteil derart auf das Substrat aufgesetzt wird, dass ein Teil des elektronischen Bauteils über der Elektrode positioniert ist, und einen Schritt, in dem das Substrat vertikal mit sichtbarem UV-Licht bestrahlt wird, umfasst, und bei dem Verfahren auf der Seite der Oberfläche des Substrats ein für sichtbares UV-Licht undurchlässiger Nichtdurchlassungsabschnitt vorliegt, die Länge der Querkante eines Begrenzungsrechtecks des Nichtdurchlassungsabschnitts mit kleiner oder gleich 2 mm vorgegeben ist, und vor dem Schritt der Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht oder gleichzeitig mit diesem Schritt das Substrat mittels eines für sichtbares UV-Licht durchlässigen transparenten oder halbtransparenten flachen Plattenmaterials mit Druck beaufschlagt wird (vgl. Patentveröffentlichung Nr. JP 2015-53316 A ).
Ein Beispiel einer Vorrichtung zum Implementieren eines elektronischen Bauteils mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden Erfindung ist in 2 dargestellt.
Eine Vorrichtung 30 zum Implementieren des elektronischen Bauteils in 2 umfasst einen Heiztisch 31, bei dem es sich um eine Heizkomponente handelt, auf die das Substrat 1 aufgesetzt wird und durch die das Substrat 1 erwärmt wird, eine Bestrahlungskomponente 32 zum Bestrahlen mit sichtbarem UV-Licht, eine Antriebsvorrichtung 33, die ausgestaltet ist, um die Bestrahlungskomponente 32 zu dem Heiztisch 31 hin- oder von dem Heiztisch 31 wegzubewegen, und eine Steuersektion 34. Die Steuersektion 34 ist mit dem Heiztisch 31, der Bestrahlungskomponente 32 und der Antriebsvorrichtung 33 jeweils elektrisch verbunden.
In 3 ist der Aufbau einer Kontaktfläche 35 gezeigt, mit der die Bestrahlungskomponente 32 mit dem Substrat 1 (vgl. 2) in Kontakt gelangt. Die Kontaktfläche 35 besteht aus einem für sichtbares UV-Licht durchlässigen transparenten oder halbtransparenten flachen Plattenmaterial 36, wobei durch das Plattenmaterial 36 eine im Inneren der Bestrahlungskomponente 32 vorgesehene Lichtquelle 37 für sichtbares UV-Licht zu sehen ist. Durch die Versorgung mit Strom von der Steuersektion 34 (vgl. 2) stahlt die Lichtquelle 37 sichtbares UV-Licht ab. Als Lichtquelle 37 kann eine LED, eine Metallhalidlampe, eine Xenonlampe, eine Quecksilberdrucklampe, eine Hochdruck-Quecksilberdampflampe, eine Ultrahochdruck-Quecksilberdampflampe, eine Kohlebogenlampe oder eine andere Lampe, die Licht mit einer Lichtverteilung einer Wellenlänge von 100 bis 700 nm ausstrahlt, verwendet werden.
Als Nächstes wird ein Implementierungsverfahren mittels der Vorrichtung 30 zum Implementieren des vorstehenden elektronischen Bauteils erläutert.
Die ebene Form des IC-Chips 4 kann eine beliebige Form haben, wobei hier die Erläuterung als Chip mit einer in 4 gezeigten elliptischen Form erfolgt. Der auf dem Substrat 1 implementierte IC-Chip 4 wird für ein RFID-bezogenes Produkt wie eine IC-Karte oder einen IC-Tag verwendet. Ferner wird eine auf dem Substrat 1 implementierte Leuchtdiode 14 als lichtemittierendes elektronisches Bauteil verwendet.
Bei einer Betrachtung des IC-Chips 4 aus der vertikalen Sicht zum Substrat 1, wird ein den IC-Chip 4 abgrenzendes Begrenzungsrechteck 20 angenommen. Das Begrenzungsrechteck 20 hat zwei zueinander parallele Längskanten 21 und zwei zueinander parallele Querkanten 22, wobei die Länge der Querkanten 22 kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm ist. Handelt es sich bei dem Begrenzungsrechteck um ein Quadrat, ist die Länge der Längskanten und Querkanten jeweils gleich, wobei die Länge einer Kante kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm sein sollte. Da der IC-Chip 4 sichtbares UV-Licht nicht durchlässt, ergibt der Bereich (der schraffierte Bereich) , in dem der IC-Chip 4 in der vertikalen Richtung zum Substrat 1 projiziert ist, wie in 5 gezeigt, wenn sichtbares UV-Licht vertikal zum Substrat 1 abgestrahlt wird, einen Bereich, in dem das sichtbare UV-Licht auf den elektrisch leitfähigen Klebstoff 3 (in 5 nicht gezeigt) nicht direkt abgestrahlt wird, d. h. einen Nichtbestrahlungsbereich 23. Die Querkanten 22 des Begrenzungsrechtecks 20 des IC-Chips 4 (vgl. 4) sind kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm, sodass sich eine Breite W des Nichtdurchlassungsabschnitts, der parallel zu den Querkanten 22 ist, über den gesamten IC-Chip 4 von kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm ergibt.
Wird als elektronisches Bauteil, wie in 6 gezeigt, andererseits die Leuchtdiode 14 aus einem transparenten Material auf dem Substrat 1 implementiert, passiert vertikal zum Substrat 1 abgestrahltes sichtbares UV-Licht die Leuchtdiode 14 und wird auf den elektrisch leitfähigen Klebstoff 3 (in 6 nicht dargestellt) abgestrahlt. Da jedoch, selbst wenn die Leuchtdiode 14 transparent ist, die Metallelektroden 5 nicht transparent sind, und sichtbares UV-Licht die Metallelektroden 5 nicht passiert, ergeben die Metallelektroden 5 Nichtdurchlassungsabschnitte, sodass die Bereiche (die schraffierten Bereiche), in denen die Metallelektroden 5 in der vertikalen Richtung zum Substrat 1 projiziert sind, Nichtbestrahlungsbereiche 23 ergeben. In diesem Fall ergibt sich bei einer Länge der Querkanten der Begrenzungsrechtecke der Metallelektroden 5 von kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm, eine Breite W' der zu den Begrenzungsrechtecken der Metallelektroden 5 parallelen Nichtdurchlassungsabschnitte über die gesamten Metallelektroden 5 von kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 mm. Das heißt, wird wie in 5 gezeigt, ein elektronisches Bauteil auf dem Substrat 1 implementiert, das wie der IC-Chip 4 kein sichtbares UV-Licht passieren lässt, ergibt der IC-Chip 4 den Nichtdurchlassungsabschnitt, der kein sichtbares UV-Licht durchlässt, und wird wie in 6 gezeigt, ein elektronisches Bauteil auf dem Substrat 1 implementiert, das wie die Leuchtdiode 14 sichtbares UV-Licht durchlässt, werden die Metallelektroden 5 der Leuchtdiode 14 zu Nichtdurchlassungsabschnitten, die kein sichtbares UV-Licht durchlassen.
Wie in 2 gezeigt, wird das Substrat 1 auf den Heiztisch 31 aufgesetzt. Bei dem Substrat 1 sind bereits Aluminiumantennen 2 auf der Oberfläche 1a gebildet, wobei in dem Bereich, der zumindest die gesamten Aluminiumantennen 2 beinhaltet, elektrisch leitfähiger Klebstoff 3 aufgetragen und der IC-Chip 4 derart aufgesetzt ist, dass die Metallelektroden 5 über den Aluminiumantennen 2 positioniert sind. Bevor das Substrat 1 auf den Heiztisch 31 aufgesetzt wird, kann durch die Steuersektion 34 auch vorab der Heiztisch 31 auf eine geeignete Temperatur in einem Bereich von 15 bis 100°C erwärmt werden. Nachdem das Substrat 1 auf den Heiztisch 31 aufgesetzt wurde, wird durch die Steuersektion 34 die Antriebsvorrichtung 33 gestartet, sodass die Bestrahlungskomponente 32 zum Heiztisch 31 hinbewegt wird, wobei das Substrat 1 zwischen dem Heiztisch 31 und der Bestrahlungskomponente 32 eingeklemmt wird. Außerdem wird durch die Steuersektion 34 von der Bestrahlungskomponente 32 sichtbares UV-Licht abgestrahlt, und das Substrat 1 durch den Heiztisch 31 und die Bestrahlungskomponente 32 mit Druck beaufschlagt. Der hierbei aufgewendete Druck wird in einem Bereich von 0,01 bis 500 N/mm², bevorzugter in einem Bereich von 0,03 bis 300 N/mm² angemessen eingestellt. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 3 härtet während der Druckbeaufschlagung durch das Bestrahlen des elektrisch leitfähigen Klebstoffs 3 mit sichtbarem UV-Licht. Nach der Druckbeaufschlagung und Erwärmung während einer für die vollständige Härtung des elektrisch leitfähigen Klebstoffs 3 ausreichenden Zeit, wird durch die Steuersektion 34 mittels der Antriebsvorrichtung 33 die Bestrahlungskomponente 32 bewegt, sodass sie sich vom Heiztisch 31 entfernt, und durch das Beenden der Erwärmung durch den Heiztisch 31 und der Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht von der Bestrahlungskomponente 32 wird die Implementierung des IC-Chips 4 auf dem Substrat 1 fertiggestellt.
Bei dieser Ausführungsform wurden die Beispiele des IC-Chips 4 und der Leuchtdiode 14 als elektronische Bauteile erläutert, wobei hierauf jedoch keine Beschränkung besteht. Es kann sich um ein beliebiges elektronisches Bauteil handeln, solange es sich um ein solches handelt, das mittels eines Klebstoffs aufgeklebt wird, der durch die Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht härtet.
Bei dieser Ausführungsform wurde die Bestrahlungskomponente 32 durch die Steuersektion 34 zum Heiztisch 31 hinbewegt, wobei keine Beschränkung auf diese Aspekt besteht. Es ist auch möglich, die Bestrahlungskomponente 32 zu fixieren, und den Heiztisch 31 zur Bestrahlungskomponente 32 hinzubewegen, oder beide gleichzeitig oder abwechselnd zueinander hinzubewegen.
Bei dieser Ausführungsform erfolgte beim Bestrahlen des elektrisch leitfähigen Klebstoffs 3 mit sichtbarem UV-Licht auch eine Erwärmung durch den Heiztisch 31, wobei keine Beschränkung auf diesen Aspekt besteht. Die Erwärmung wird durchgeführt, um die Härtungsreaktion des elektrisch leitfähigen Klebstoffs 3 zu beschleunigen, wobei anstelle des Heiztischs 31 auch ein einfaches Befestigungsgestell, bei dem keine Erwärmung erfolgt, verwendet werden kann, und nur eine Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform wurde das Substrat 1 auf den Heiztisch 31 aufgesetzt, wobei keine Beschränkung auf diese Aspekt besteht. Es ist auch möglich, die Bestrahlungskomponente 32 mit der Kontaktfläche 35 nach oben gerichtet anzuordnen und das Substrat 1 auf die Kontaktfläche 35 aufzusetzen. In diesem Fall ist es auch möglich, den Heiztisch 31 oberhalb der Bestrahlungskomponente 32 anzuordnen, und den Heiztisch 31 zur Bestrahlungskomponente 32 hinzubewegen, die Bestrahlungskomponente 32 zu dem Heiztisch 31 hinzubewegen, oder beide gleichzeitig oder abwechselnd zueinander hinzubewegen.
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mittels Beispielen erläutert, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.

[(Meth)acrylat (A)] Als (Meth)acrylat (A) wurden die folgenden handelsüblichen Substanzen verwendet. [Tabelle 1]

(Meth)acrylat (A)	Bemerkungen
M-6500	Polyesteracrylat (hergestellt von TOAGOSEI, Multifunktional)
UF-8001G	Urethanacrylat (hergestellt von KYOEISHA CHEMICAL, Multifunktional)
M-313	Isocyanursäure-EO-modifiziertes Diacrylat (hergestellt von TOAGOSEI, Multifunktional)
M-5700	2-Hydroxy-3-Phenoxypropylacrylat (hergestellt von TOAGOSEI, Monofunktional)
HOA-MS	2-(Acryloyloxy)ethyl Succinat (hergestellt von KYOEISHA CHEMICAL, Monofunktional)
M-140	N-Acryloyloxyethylhexahydrophthalimid (hergestellt von TOAGOSEI, Monofunktional)

[Photopolymerisationsinitiator (B)] Als Photopolymerisationsinitiator (B) wurden die folgenden handelsüblichen Substanzen verwendet. [Tabelle 2]

Photopolymerisationsinitiator (B) Bemerkungen

Irgacure184 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon (hergestellt von BASF)

[Phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C)] Als phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) wurden die folgenden handelsüblichen Substanzen verwendet. [Tabelle 3]

Phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C)	Bemerkungen
P-1M	2-Methacryloyloxyethylsäurephosphat (hergestellt von KYOEISHA CHEMICAL, Light Ester P-1M)
P-2M	2-Methacryloyloxyethylsäurephosphat (hergestellt von KYOEISHA CHEMICAL, Light Ester P-2M)
EBECRYL168	Phosphorsäuregruppenhaltiges Methacrylat (hergestellt von DAICEL-ALLNEX)

[Phosphationen-Inertisierungsmittel (D)] Als Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) wurden die folgenden handelsüblichen Substanzen verwendet. [Tabelle 4]

Phosphationen-Inertisierungsmittel (D)	Bemerkungen
Aktives Aluminiumoxid	BET-spezifische Oberfläche: 145 m²/g, Mittlere Partikelgröße: 50 µm
Al(OH)₃	BET-spezifische Oberfläche: 0.5 m²/g, Mittlere Partikelgröße: 50 µm
MgO	BET-spezifische Oberfläche: 3.3 m²/g, Mittlere Partikelgröße: 20 µm
CaCO3	BET-spezifische Oberfläche: 2.0 m²/g, Mittlere Partikelgröße: 5 µm
ZnO	BET-spezifische Oberfläche: 37m²/g, Mittlere Partikelgröße: 4µm

Anmerkung: Die mittlere Partikelgröße ist ein Wert, der durch
Laserbeugungs-/Streuungs-Partikelverteilungsmessung ermittelt wurde.

[Elektrisch leitfähige Partikel (E)] Als elektrisch leitfähige Partikel wurden vergoldete Partikel (hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co. , Ltd.) einer mittleren Partikelgröße von 3,0 µm mit einer elektrisch leitfähigen Schicht aus Gold-Nickel auf der Oberfläche von kugelförmigen Harzpartikeln verwendet.
{Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2}
Bei den Zusammensetzungen, die in Tabelle 5 gezeigt sind, wurden (Meth)acrylat (A), Photopolymerisationsinitiator (B), phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C), Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und als Additiv Aerosil RX 200 (Thixotropiermittel: hergestellt von Nippon Aerosil) mittels eines Vakuum-Planeten-Zentrifugalmixers bei 25°C während einer Stunde gemischt, und elektrisch leitfähige Klebstoffe der Beispiele 1 bis 8 sowie der Vergleichsbeispiele 1 bis 2 zubereitet.
<Bewertung der Lagerstabilität (Topfzeit)>
Von dem elektrisch leitfähigen Klebstoff wurden 5 g in einen Behälter gegeben und der Behälter wurde bei einer Temperatur von 30°C gehalten, nach einem Tag und nach drei Tagen erfolgte eine Sichtprüfung des Zustands und eine Bewertung des Zustands. Das Ergebnis wurde in Tabelle 5 eingetragen. Das Bewertungsergebnis der Lagerstabilität in der Tabelle ist wie folgt dargestellt.
×: Härtung nach einem Tag
○: Keine Zustandsänderung nach einem Tag, wobei nach drei Tagen eine Gelierung beobachtet wurde.
⊙: Keine Zustandsänderung sowohl nach einem Tag als auch nach drei Tagen.
<Bewertung der Haftung>
In einem Bereich, der eine Aluminiumleitung auf einem Substrat (Größe: Länge 2,5 cm, Breite 8 cm) insgesamt beinhaltet, bei dem die Aluminiumleitung auf einer PET-Folie gebildet wurde, wurden die elektrisch leitfähigen Klebstoffe, die als Beispiele und Vergleichsbeispiele zubereitet worden sind, mittels eines Dosierverfahrens derart aufgetragen, dass sich nach der Härtung eine Dicke von 50 µm ergab und ein IC mit Gold-Bumps aufgesetzt. Durch eine Bestrahlung mit sichtbarem UV-Licht (Wellenlänge 365 nm, Beleuchtungsstärke 5,000 mW/cm²) während zwei Sekunden bei einer Temperatur von 25°C und unter einer Druckbeaufschlagung von 1 N/mm² und Härtung des elektrisch leitfähigen Klebstoffs wurde eine Klebestruktur für eine Bewertung hergestellt. Es wurde ein elektrisch leitfähiger Klebstoff innerhalb von zwei Stunden ab der Herstellung verwendet.
Bezüglich der hergestellten Klebestruktur wurde die Die-Scherfestigkeit des elektrisch leitfähigen Klebstoffs gemessen. Die Die-Scherfestigkeit wurde als Festigkeit (N/mm²) beim Ablösen des IC-Chips vom Substrat mittels eines digitalen Kraftmessers gemessen. Das Ergebnis wurde in Tabelle 5 eingetragen. Das Bewertungsergebnis der Die-Scherfestigkeit in der Tabelle ist wie folgt dargestellt. $◯ : \geq 20 {N/mm}^{2}$
$\times : < 20 {N/mm}^{2}$
Bei den elektrisch leitfähigen Klebstoffen der Beispiele 1 bis 8, bei den phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) und Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) verwendet wurde, ist die Haftung der Klebestruktur hervorragend und die Topfzeit gut. Bei dem elektrisch leitfähigen Klebstoff des Vergleichsbeispiels 1, bei dem phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) verwendet und Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) nicht verwendet wurde, ist die Haftung der Klebestruktur zwar hervorragend, aber die Topfzeit problematisch. Bei dem elektrisch leitfähigen Klebstoff des Vergleichsbeispiels 2, bei dem kein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C) verwendet wurde, ist zwar die Topfzeit im Großen und Ganzen gut, aber die Haftung der Klebestruktur minderwertig.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
1a: Oberfläche (des Substrats)
1b: Bodenfläche (des Substrats)
2: Aluminiumantenne (Elektrode)
3: Elektrisch leitfähiger Klebstoff
4: IC-Chip (Halbleiter, elektronisches Bauteil)
5: Metallelektrode
6: Elektrisch leitfähige Partikel
14: Leuchtdiode (elektronisches Bauteil)
20: Begrenzungsrechteck
21: Längskante (des Begrenzungsrechtecks)
22: Querkante (des Begrenzungsrechtecks)
23: Nichtbestrahlungsbereich
30: Vorrichtung
31: Heiztisch (Erwärmungsbauteil)
32: Bestrahlungskomponente
33: Antriebsvorrichtung
34: Steuersektion
35: Kontaktfläche
36: Plattenmaterial
37: Lichtquelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003304003 A [0005]
JP 2015053316 A [0005, 0069]

Claims

Elektrisch leitfähiger Klebstoff, umfassend ein (Meth)acrylat (A), einen Photopolymerisationsinitiator (B), ein phosphorsäuregruppenhaltiges Monomer (C), ein Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) und elektrisch leitfähige Partikel (E).
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem phosphorsäuregruppenhaltigen Monomer (C) um phosphorsäuregruppenhaltiges (Meth)acrylat handelt.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an phosphorsäuregruppenhaltigem Monomer (C) 1 bis 50 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile an (Meth)acrylat (A) beträgt.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 1, wobei das Phosphationen-Inertisierungsmittel (D) aus einer chemischen Verbindung, die Phosphationen durch Adsorption inertisiert, und/oder einer chemischen Verbindung besteht, die Phosphationen durch eine Reaktion mit diesen inertisiert.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 4, wobei die chemische Verbindung, die Phosphationen durch Adsorption inertisiert, aus einer Gruppe von aktivem Aluminiumoxid, Siliziumdioxidgel, Zeolith, viskosen Mineralien, Aktivkohle, aktiviertem Ton, Kieselgur und Celite ausgewählt wird.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 4, wobei die chemische Verbindung, die Phosphationen durch eine Reaktion mit diesen inertisiert, eine anorganische Metallverbindung ist, die eine, zwei oder mehr Arten von metallischen Elementen ausgewählt aus Zn, Al, Ba, Ca, Mg, Zr, Ti, Sn, Si, In, Ce, Ag und Yb beinhaltet.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die Mischungsmenge des Phosphationen-Inertisierungsmittels (D) 0,5 bis 30 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile an phosphorsäuregruppenhaltigem Monomer (C) beträgt.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel (E) elektrisch leitfähige Partikel sind, bei denen die Oberfläche von Kernmaterialpartikeln mit einem elektrisch leitfähigen Metall überzogen ist.
Elektrisch leitfähiger Klebstoff nach Anspruch 8, wobei es sich um einen anisotrop elektrisch leitfähigen Klebstoff handelt.
Klebestruktur, bei der über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zu verklebende Materialien miteinander verklebt sind.
Elektronisches Bauteil mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Elektronisches Bauteil nach Anspruch 11, wobei es sich um ein elektronisches Bauteil ausgewählt aus einer IC-Karte, einem IC-Tag oder einem lichtemittierenden elektronischen Bauteil handelt.