DE60031436T2 - Klebemittel, verfahren zum verbinden von verdrahtungsanschlüssen und verdrahtungsstruktur - Google Patents

Klebemittel, verfahren zum verbinden von verdrahtungsanschlüssen und verdrahtungsstruktur Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft einen Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen und ein Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen und eine Schaltungsstruktur, bei der ein solcher Klebstoff verwendet wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren ist die Schaltungsdichte auf dem Gebiet der elektronischen Präzisionsmaschinen erhöht worden, so dass Elektroden mit einer sehr kleinen Breite und in einem sehr geringen Abstand ausgebildet werden. Somit besteht die Möglichkeit, dass die Schaltung abfällt, sich löst oder ein Überdeckungsfehler entsteht. Zur Lösung dieses Problems sind Klebstoffzusammensetzungen zur Verwendung in der Elektrik und Elektronik entwickelt worden, die eine gute Härtbarkeit bei niedrigen Temperaturen und eine gute Topfzeit haben (siehe beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 11-97825.
  • JP 10120983 A offenbart einen Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen, der ein Härtungsmittel, eine radikalisch polymerisierbare Substanz und Silberstaub umfasst. Zur Verbesserung der thixotropen Eigenschaften können andere Füllmittel eingeschlossen sein.
  • JP 10273630 A und JP 11148058 A beschreiben leitfähige Klebstoffe, die leitfähige Teilchen einschließen.
  • Herkömmliche Schaltungs- und Verbindungselemente wiesen aber dahingehend ein Problem auf, dass sie sich hinsichtlich der Haftfestigkeit in Abhängigkeit von den Materialtypen, aus denen die zu verbindende Schaltung bestand, unterschieden. Insbesondere dann, wenn das Substrat, das Schaltungsanschlüsse trägt, aus einem isolierenden organischen Material wie einem Polyimidharz oder Glas besteht oder wenn Siliciumnitrid, ein Siliconharz oder ein Polyimidharz beschichtet werden oder an der Oberfläche eines Schaltungselements angebracht verbleibt, besteht das Problem einer sehr niedrigen Haftfestigkeit.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Klebstoffs, der zur Verwendung in der Elektrik und der Elektronik geeignet ist und mit dem eine hohe Haftfestigkeit insbesondere sogar dann erreicht werden kann, wenn er ein Schaltungselement, bei dem das Substrat, das die Schaltungsanschlüsse trägt, aus einem isolierenden organischen Stoff oder Glas besteht, oder ein Schaltungselement, das Siliciumnitrid, ein Siliconharz und/oder Polyimidharz wenigstens teilweise auf seiner Oberfläche aufweist, verklebt, und in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen und eine Schaltungsstruktur, bei der ein solcher Klebstoff verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung macht einen Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen verfügbar, umfassend (1) ein Härtungsmittel, das beim Erwärmen zur Bildung eines Radikals fähig ist, (2) eine radikalisch polymerisierbare Substanz und (3) Siliconteilchen. Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung wird zur elektrischen Verbindung von Anschlüssen verwendet, indem der Klebstoff zwischen den Schaltungssubstraten angeordnet wird, die so angeordnet sind, dass auf ihrer Oberfläche ausgebildete Schaltungsanschlüsse einander gegenüberliegen, und diese Schaltungssubstrate unter Einwirkung von Druck erwärmt werden. In der vorliegenden Erfindung können die Anschlüsse auch Elektroden sein.
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann weiterhin (4) ein filmbildendes Material umfassen. Als filmbildendes Material ist Phenoxyharz bevorzugt.
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung umfasst (5) leitfähige Teilchen. Die leitfähigen Teilchen können auf ihrer Oberfläche vorzugsweise aus wenigstens einem der Metalle Gold, Silber und einem Metall der Platingruppe bestehen.
  • Die Siliconteilchen im Klebstoff der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 200 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der radikalisch polymerisierbaren Substanz (wenn das filmbildende Material enthalten ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Substanz und des filmbildenden Materials), enthalten sein.
  • Die im Klebstoff der vorliegenden Erfindung verwendeten Siliconteilchen können auch vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 0,1 bis 100 MPa bei 25 °C (Raumtemperatur) aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung macht auch noch ein Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen verfügbar, umfassend die elektrische Verbindung von Verbindungs-Anschlussstellen mit dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung, wobei wenigstens zwei Schaltungselemente jeweils eine Verbindungs-Anschlussstelle aufweisen.
  • Das Verbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei dem ein erstes Schaltungselement mit einer ersten Verbindungs-Anschlussstelle und ein zweites Schaltungselement mit einer zweiten Verbindungs-Anschlussstelle, die so angeordnet sind, dass die Anschlussstellen sich in demjenigen Zustand, in dem der Klebstoff der vorliegenden Erfindung dazwischen angeordnet wird, sich einander gegenüberliegen, unter Einwirkung eines Drucks in Richtung der Verbindung erwärmt werden, wodurch die erste Verbindungs-Anschlussstelle und die zweite Verbindungs-Anschlussstelle elektrisch verbunden werden.
  • Das Verbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann geeignet, wenn wenigstens eine der Verbindungs-Anschlussstellen eine Oberfläche hat, die aus wenigstens einem der Stoffe Gold, Silber, Zinn, einem Metall der Platingruppe und/oder Indiumzinnoxid (ITO) besteht. Das Verbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist auch geeignet, wenn wenigstens eines der Schaltungselemente ein Substrat aufweist, das ein isolierendes organisches Material und/oder Glas aufweist. Darüber hinaus kann mit dem Verbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung eine überlegene Haftfestigkeit sogar dann erreicht werden, wenn wenigstens eines der Schaltungselemente wenigstens einen der Stoffe Siliciumnitrid, Siliconharz und Polyimidharz auf seiner Oberfläche aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung macht weiterhin eine Schaltungsstruktur verfügbar, die wenigstens zwei Schaltungselemente umfasst, die jeweils eine Verbindungs-Anschlussstelle aufweisen, wobei die Verbindungs-Anschlussstellen der Schaltungselemente mit dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung elektrisch verbunden sind.
  • Die Schaltungsstruktur der vorliegenden Erfindung hat eine Struktur, bei der ein erstes Schaltungselement mit einer ersten Verbindungs-Anschlussstelle und ein zweites Schaltungselement mit einer zweiten Verbindungs-Anschlussstelle so angeordnet sind, dass die erste Verbindungs-Anschlussstelle und die zweite Verbindungs-Anschlussstelle in demjenigen Zustand, in dem der Klebstoff der vorliegenden Erfindung zwischen ihnen angeordnet ist, einander gegenüberliegen und die erste Verbindungs-Anschlussstelle und die zweite Verbindungs-Anschlussstelle elektrisch verbunden sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die 1 und 2 sind Veranschaulichungen, die die Schritte bei der Verbindung von Verbindungs-Anschlussstellen zeigen.
  • BESTER MODUS ZUM PRAKTIZIEREN DER ERFINDUNG
  • (1) Härtungsmittel, das beim Erwärmen zur Bildung eines Radikals fähig ist:
  • Das beim Erwärmen zur Bildung eines Radikals fähige Härtungsmittel, das im Klebstoff der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist eine Substanz, die beim Erwärmen eine Zersetzung unter Bildung eines Radikals erfährt, und wird durch ein Peroxid oder eine Azoverbindung veranschaulicht. Dieses Härtungsmittel kann zweckmäßig ausgewählt werden, indem die vorgesehene Verbindungstemperatur, die Verbindungszeit, die Topfzeit und so weiter in Betracht gezogen werden. Hinsichtlich der Höhe der Reaktivität und der Länge der Topfzeit kann das Härtungsmittel vorzugsweise ein organisches Peroxid mit einer Temperatur von 40 °C oder darüber für eine Halbwertszeit von 10 h und einer Temperatur von 180 °C oder darunter für eine Halbwertszeit von 1 min oder darunter und noch mehr bevorzugt ein organisches Peroxid mit einer Temperatur von 60 °C oder darüber für eine Halbwertszeit von 10 h und einer Temperatur von 170 °C oder darunter für eine Halbwertszeit von 1 min sein.
  • Wenn die Verbindung in einem Zeitraum von 10 s oder weniger erfolgt, kann das Härtungsmittel vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-Teilen und noch mehr bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der radikalisch polymerisierbaren Substanz (wenn das filmbildende Material enthalten ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Substanz und des filmbildenden Materials), zugemischt werden, um eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen. Wenn das Härtungsmittel in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-Teile zugemischt wird, kann eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit nicht erreicht werden, wodurch die Neigung entsteht, dass das Erreichen einer guten Haftfestigkeit und eines niedrigen Widerstands der Verbindung schwierig ist. Wenn es in einer Menge von mehr als 30 Gew.-Teilen zugemischt wird, kann der Klebstoff eine niedrige Fließfähigkeit oder einen hohen Widerstand der Verbindung aufweisen, und der Klebstoff weist die Neigung auf, eine kurze Lebensdauer zu haben.
  • Härtungsmittel, die für die vorliegende Erfindung bevorzugt sind, können Diacylperoxide, Peroxydicarbonate, Peroxyester, Peroxyketale, Dialkylperoxide, Hydroperoxide und Silylperoxide einschließen.
  • Um eine Korrosion der Verbindungs-Anschlussstellen des Schaltungselements zu verhindern, liegen im Härtungsmittel Chloridionen oder organische Säuren vorzugsweise mit nicht mehr als 5000 ppm vor. Diejenigen, bei denen der Gehalt einer nach der thermischen Zersetzung erzeugten organischen Säure klein ist, sind noch mehr bevorzugt. Insbesondere wird festgestellt, dass Peroxyester, Dialkylperoxide, Hydroperoxide, Silylperoxide und dergleichen bevorzugt sind. Insbesondere ist es bevorzugt, das Härtungsmittel aus Peroxyestern auszuwählen, die eine hohe Reaktivität erreichen können. Von diesen Härtungsmitteln kann eine beliebige Verbindung allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Verbindungen können in einer zweckmäßigen Kombination verwendet werden.
  • Peroxyester, die für die vorliegende Erfindung bevorzugt sind, können Cumylperoxyneodecanoat, 1,1,3,3-Tetramethylbutylperoxyneodecanoat, 1-Cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoat, t-Hexylperoxyneodecanoat, t-Butylperoxypivarat, 1,1,3,3,-Tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexan, 1-Cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Hexylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxyisobutyrat, 1,1-Bis(t-butylperoxy)cyclohexan, t-Hexylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxy-2,5,5,-trimethylhexanoat, t-Butylperoxylaurat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(m-toluoylperoxy)hexan, t-Butylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxy-2-ethylhxylmonocarbonat, t-Hexylperoxybenzoat oder t-Butylperoxyacetat einschließen.
  • Für die vorliegende Erfindung bevorzugte Dialkylperoxide können α,α'-Bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzol, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan oder t-Butylcumylperoxid einschließen.
  • Für die vorliegende Erfindung bevorzugte Hydroperoxide können Diisopropylbenzolhydroperoxid oder Cumolhydroperoxid einschließen.
  • Für die vorliegende Erfindung bevorzugte Diacylperoxide können Isobutylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Octanoylperoxid, Lauroylperoxid, Stearoylperoxid, Succinylperoxid, Benzoylperoxytoluol oder Benzoylperoxid einschließen.
  • Für die vorliegende Erfindung bevorzugte Peroxydicarbonate können Di(n-propyl)peroxydicarbonat, Di(isopropyl)peroxydicarbonat, Bis(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Di(2-ethoxyethyl)peroxydicarbonat, Di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat, Di(methoxybutyl)peroxydicarbonat oder Di(3-methyl-3-methoxybutyl)peroxydicarbonat einschließen.
  • Peroxyketale können 1,1-Bis(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-hexylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)cyclododecan oder 2,2-Bis(t-butylperoxy)decan einschließen.
  • Silylperoxide können t-Butyltrimethylsilylperoxid, Bis(t-butyl)dimethylsilylperoxid, t-Butyltrivinylsilylperoxid, Bis(t-butyl)divinylsilylperoxid, Tris(t-butyl)vinylsilylperoxid, t-Butyltriallylsilylperoxid, Bis(t-butyl)diallylsilylperoxid oder Tris(t-butyl)allylsilylperoxid einschließen.
  • Von diesen Härtungsmitteln, die beim Erwärmen zur Erzeugung von Radikalen fähig sind, kann jede beliebige Verbindung allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Verbindungen können in Kombination verwendet werden. Beliebige dieser Härtungsmittel können auch in Kombination mit einem Zerfallsbeschleuniger oder einem Inhibitor verwendet werden.
  • Diese Härtungsmittel können mit einer polymeren Verbindung vom Polyurethantyp oder vom Polyestertyp beschichtet werden, so dass aus ihnen Mikrokapseln entstehen. Solche Härtungsmittel sind auch für die vorliegende Erfindung bevorzugt, weil die Topfzeit verlängert werden kann.
  • (2) Radikalisch polymerisierbare Substanz:
  • Die radikalisch polymerisierbare Substanz, die im Klebstoff der vorliegenden Erfindung enthalten sein muss, ist eine Substanz mit einer funktionellen Gruppe, die durch die Wirkung von Radikalen polymerisieren kann. Diese radikalisch polymerisierbare Substanz kann Acrylate, Methacrylate, Maleinimid-Verbindungen einschließen, die im Zustand entweder von Monomeren oder Oligomeren vorliegen können. Ein Monomer und ein Oligomer können auch in Kombination verwendet werden.
  • Spezielle Beispiele für Acrylate und Methacrylate, die für den Klebstoff der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind, können Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, Isobutylacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, 2-Hydroxy-1,3-diacryloxypropan, 2,2-Bis[4-(acryloxymethoxy)phenyl]propan, 2,2-Bis[4-(acryloxypolyethoxy)phenyl]propan, Dicyclopentenylacrylat, Tricyclodecanylacrylat, Tris(acryloyloxyethyl)isocyanurat, Urethanacrylat und diesen entsprechende Methacrylate einschließen.
  • Maleinimidverbindungen, die für den Klebstoff der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind, sind diejenigen, die wenigstens zwei Maleinimid-Gruppen im Molekül aufweisen. Solche Maleinimid-Verbindungen können z.B. 1-Methyl-2,4-bismaleinimidobenzol, N,N'-m-Phenylenbismaleinimid, N,N'-p-Phenylenbismaleinimid, N,N'-m-Toluylenbismaleinimid, N,N'-4,4-Biphenylenbismaleinimid, N/N'-4,4-(3,3'-Dimethyl-biphenylen)bismaleinimid, N,N'-4,4-(3,3'-Dimethyldiphenylmethan)bismaleinimid, N,N'-4,4-(3,3'-Diethyldiphenylmethan)bismaleinimid, N,N'-4,4-Diphenylmethanbismaleinimid, N,N'-4,4-Diphenylpropanbismaleinimid, N,N'-3,3'-Diphenylsulfonbismaleinimid, N,N'- 4,4-Diphenyletherbismaleinimid, 2,2-Bis{4-(4-maleinimidophenoxy)phenyl}propan, 2,2-Bis{3-s-butyl-4-(4-maleinimidophenoxy)phenyl}propan, 1,1-Bis{4-{4-maleinimidophenoxy)phenyl}decan, 4,4'-Cyclohexylidenbis{1-(4-maleinimidophenoxy)phenyl}-2-cyclohexylbenzol], 2,2-Bis{4-(4-maleinimidophenoxy)phenyl}hexafluorpropan einschließen.
  • Von diesen radikalisch polymerisierbaren Substanzen sind Verbindungen mit wenigstens einer Dicyclopentenylgruppe, einer Tricyclodecanylgruppe und einem Triazinring bevorzugt, weil die Wärmebeständigkeit von mittels des Klebstoffs gehärteten Produkten verbessert sein kann.
  • Von diesen radikalisch polymerisierbaren Substanzen kann jede beliebige allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden. Bei Bedarf kann ein Polymerisationsinhibitor wie Hydrochinone oder Methyletherhydrochinone zweckmäßig eingesetzt werden.
  • Die oben beschriebene radikalisch polymerisierbare Substanz kann auch in Kombination mit einer radikalisch polymerisierbaren Substanz mit einer Phosphoresterstruktur, die durch die folgende chemische Formel (I) veranschaulicht ist, verwendet werden. Dies ist bevorzugt, weil die Haftfestigkeit auf der Oberfläche eines anorganischen Stoffs wie Metall verbessert ist.
    Figure 00090001
    wobei n 1, 2 oder 3 ist.
  • Eine solche radikalisch polymerisierbare Substanz mit einer Phosphoresterstruktur kann erhalten werden, indem Phosphorsäureanhydrid mit 2-Hydroxyethylacrylat oder -methacrylat reagieren gelassen wird. Sie kann insbesondere Mono(2-methacryloyloxyethyl)säurephosphat oder Di(2-meth acryloyloxyethyl)säurephosphat einschließen. Von diesen kann eine beliebige Verbindung allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden.
  • Die radikalisch polymerisierbare Substanz mit einer Phosphoresterstruktur kann vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 50 Gew.-Teilen und noch mehr bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) (wenn das filmbildende Material enthalten ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) und des filmbildenden Materials), zugemischt werden. Wenn es weniger als 0,01 Gew.-Teile beträgt, ist es schwierig, die Haftfestigkeit an der Oberfläche eines anorganischen Stoffs wie einem Metall zu verbessern. Wenn es mehr als 50 Gew.-Teile beträgt, kann das erwartete Härtungsverhalten nicht erreicht werden.
  • (3) Siliconteilchen:
  • Die Siliconteilchen können durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem z.B. eine Silanverbindung (wie ein Methyltrialkyoxysilan oder ein partielles Hydrolyse-Kondensationsprodukt davon) zu einer wässrigen Alkohollösung gegeben wird, deren pH-Wert mit Natriumhydroxid oder Ammoniak auf mehr als 9 eingestellt wurde, und wobei die gebildete Mischung hydrolysiert wird, um eine Polykondensation zu bewirken, oder sie kann beispielsweise durch eine Copolymerisation eines Organosiloxans erhalten werden.
  • Beim Klebstoff der vorliegenden Erfindung sind Siliconteilchen mit einer funktionellen Gruppe wie einer Hydroxylgruppe, einer Epoxygruppe, einem Ketimin, einer Carboxylgruppe oder einer Mercaptogruppe am Molekülende oder an der Seitenkette im Molekül bevorzugt, weil die Dispergierbarkeit im filmbildenden Material und in der (den) radikalisch polymerisierbaren Substanzen) verbessert werden kann.
  • In der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Einarbeitung der Siliconteilchen in den Klebstoff den Erhalt einer sehr hohen Haftfestigkeit sogar bei einem Schaltungselement, bei dem das Substrat, das die Verbindungs-Anschlussstellen trägt, aus einem isolierenden organischen Material oder Glas besteht oder wenn das Schaltungselement Siliciumnitrid, einen Silicon-Compound oder ein Polyimidharz auf seiner Oberfläche aufweist. In dem Fall, in dem der Klebstoff durch die Verwendung des filmbildenden Materials zu einem Film gemacht wird, wird der Film hinsichtlich seiner Ablösbarkeit von einem Trägermaterial auch verbessert, und somit wird er hinsichtlich seines Übertragungsverhaltens auf Elektronikmaterialien, die mit einem solchen Filmklebstoff verklebt werden, verbessert.
  • In der vorliegenden Erfindung können kugelförmige oder amorphe feine Teilchen als Siliconteilchen verwendet werden, und feine Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 20 μm können vorzugsweise verwendet werden. Auch bevorzugt sind Siliconteilchen, bei denen die Teilchen nicht größer als der mittlere Teilchendurchmesser ist, der von 80 Gew.-% oder mehr der Teilchengrößenverteilung der feinen Teilchen gebildet wird. Silconteilchen, deren Teilchenoberfläche mit einem Silan-Kupplungsmittel behandelt wurde, sind besonders bevorzugt, weil die Dispergierbarkeit im Harz verbessert ist.
  • Die im Klebstoff der vorliegenden Erfindung verwendeten Siliconteilchen können vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 0,1 bis 100 MPa bei Raumtemperatur (25 °C) und noch mehr bevorzugt von 1 bis 30 MPa haben, um die Dispergierbarkeit der Teilchen zu vergrößern oder die zum Zeitpunkt des Verbindens einwirkende Grenzflächenspannung zu verbessern. Im Übrigen ist der hier definierte Elastizitätsmodul der Elastizitätsmodul eines Siliconkautschuks, der durch eine Polymerisation einer Silanverbindung (wie eines Alkoxysilans oder eines partiellen Hydrolyse-Kondensationsprodukts davon) erhalten wird, bei dem es sich um ein Material für die Siliconteilchen handelt, und wird mittels der dynamisch erweiterten Viskoelastometrie gemessen.
  • Die Siliconteilchen können in die radikalisch polymerisierbare Substanz, das beim Erwärmen zur Bildung eines Radikals fähige Härtungsmittel oder das filmbildende Material direkt eingemischt werden. Weil Ersteres aber im filmbildenden Material oder in der radikalisch polymerisierbaren Substanz leicht dispergierbar ist, kann es vorzugsweise mit dem Letzteren vermischt werden, nachdem Ersteres in einem organischen Lösungsmittel dispergiert wurde.
  • Die Siliconteilchen können in einer Menge von 5 bis 200 Gew.-Teilen und noch mehr bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) (wenn das filmbildende Material enthalten ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) und des filmbildenden Materials), zugemischt werden. Wenn die Siliconteilchen weniger als 5 Gew.-Teile darstellen, kann die gute Haftfestigkeit am Substrat, welche die Verbindung von Anschlussstellen und an der Oberfläche des Schaltungselements und die Ablösbarkeit vom Trägermaterial unterstützt, schlechter zu bewerkstelligen sein. Wenn die Siliconteilchen andererseits mehr als 200 Gew.-Teile darstellen, kann der Klebstoff eine niedrige Kohäsivkraft aufweisen, und somit besteht die Möglichkeit, dass ein guter Klebstoff nicht erhalten werden kann.
  • (4) Filmbildendes Material
  • Filmbildende Materialien, die für die vorliegende Erfindung bevorzugt sind, können Polyvinylformal-Harz, Polystyrolharz, Polyvinylbutyral-Harz, Polyesterharz, Polyamidharz, Xylolharz, Phenoxyharz und Polyurethanharz einschließen.
  • Der Begriff "filmbildendes Material" bezieht sich auf ein Material, das bewirken kann, dass der Klebstoff auf eine übliche Weise als Film gehandhabt werden kann, wenn eine flüssige Zusammensetzung zu einem Film verfestigt wird, d.h. ein Material, das dem zu bildenden Film gute mechanische Eigenschaften als Film (die Eigenschaften, infolge derer der gebildete Film mit Leichtigkeit gehandhabt werden kann und der Film sich nicht teilt, reißt oder klebrig wird) verleiht. Hinsichtlich der Leichtigkeit der Handhabung als Film ist ein Material, das zur Bildung eines selbsttragenden Films fähig ist, bevorzugt.
  • Von den Verbindungen, die solche Eigenschaften verleihen können, ist die Verwendung eines Phenoxyharzes bevorzugt, weil dieses eine überlegene Haftung, Verträglichkeit, Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit aufweist. Das Phenoxyharz wird erhalten, indem ein bifunktionales Phenol mit einem Epihalohydrin zu einem Produkt mit einer hohen Molmasse reagieren gelassen wird oder indem ein bifunktionelles Epoxyharz und ein bifunktionelles Phenol einer Polyaddition unterzogen werden.
  • Insbesondere sei aufgeführt, dass es erhalten werden kann, indem beispielsweise 1 mol eines bifunktionellen Phenols mit 0,985 bis 1,015 mol eines Epihalohydrins in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids in einem inaktiven Lösungsmittel bei 40 bis 120 °C reagieren gelassen wird.
  • Vom Standpunkt der mechanischen Eigenschaften und der thermischen Eigenschaften des Harzes aus ist ein Produkt, das dadurch erhalten wird, dass ein bifunktionelles Epoxyharz und ein bifunktionelles Phenol in einem Mischungs-Äquivalenzverhältnis der Epoxygruppe/Phenolhydroxylgruppe = 1/0,9 bis 1/1,1 in Gegenwart eines Katalysators wie einer Alkalimetallverbindung, einer organischen Phosphorverbindung oder einer cyclischen Aminverbindung in einem organischen Lösungsmittel vom Amidtyp, Ethertyp, Ketontyp, Lactontyp oder Alkoholtyp mit einem Siedepunkt von 120 °C oder darüber bei einem Reaktions-Feststoffgehalt von 50 Gew.-Teilen oder weniger und unter einem Erwärmen auf 50 bis 200 °C einer Polyadditionsreaktion unterzogen wird, besonders bevorzugt.
  • Das bifunktionelle Epoxyharz kann ein Bisphenol-A-Epoxyharz, Bisphenol-F-Epoxyharz, Bisphenol-AD-Epoxyharz und Bisphenol-S-Epoxyharz einschließen. Das bifunktionelle Phenol ist eine Verbindung mit zwei phenolischen Hydroxylgruppen und kann beispielsweise Hydrochinone und Bisphenole wie Bisphenol A, Bisphenol F, Bisphenol AD und Bisphenol S einschließen. Das Phenoxyharz kann mit einer radikalisch polymerisierbaren funktionellen Gruppe modifiziert sein.
  • (5) Leitfähige Teilchen:
  • Leitfähige Teilchen, die für die vorliegende Erfindung bevorzugt sind, können Teilchen aus Metallen wie Au, Ag, Ni, Cu und Lötmittel und Kohlenstoffteilchen einschließen. Um eine ausreichende Topfzeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass kein Übergangsmetall wie Ni oder Cu, sondern ein Edelmetall wie Au, Ag oder ein Metall der Platingruppe ihre Oberflächenschichten bildet. Es ist besonders bevorzugt, dass die Oberfläche aus Au besteht. Teilchen, die aus einem Übergangsmetall wie Ni bestehen, wobei die Oberfläche von Teilchen daraus mit einem Edelmetall wie Au beschichtet worden ist, sind für die vorliegende Erfindung auch bevorzugt.
  • Verbundteilchen, die aus nicht leitfähigen Glas-, Keramik- oder Kunststoffteilchen auf der Oberfläche von leitfähigen Schichten bestehen, die aus dem obigen Metall bestehen, sind ausgebildet, um äußerste, aus einem Edelmetall gebildeten Schichten zu ergeben, und in der Wärme schmelzbare Metallteilchen sind für die vorliegende Erfindung auch geeignet, weil sie bei der Einwirkung von Wärme und Druck verformbar sind und somit die Fläche ihres Kontakts mit Elektroden zum Zeitpunkt der Verbindung zunimmt, wodurch eine Verbesserung der Zuverlässigkeit bewirkt wird.
  • In demjenigen Fall, in dem die Verbundteilchen mit Überzugsschichten aus einem Edelmetall an der Oberfläche verwendet werden, können die Überzugsschichten vorzugsweise in einer Dicke von 10 nm oder mehr ausgebildet sein, um eine gute Beständigkeit zu erreichen. Insbesondere dann, wenn die Schichten aus einem Edelmetall auf dem Übergangsmetall wie Ni ausgebildet sind, können die aus einem Edelmetall bestehenden Überzugsschichten vorzugsweise in einer Dicke von 30 nm oder mehr ausgebildet sein, um eine Bildung von Radikalen in einer Redoxreaktion zu verhindern, die durch Defekte der Edelmetallschichten verursacht wird, wobei die Defekte auftreten können, wenn die leitfähigen Teilchen vermischt und dispergiert werden, wodurch eine Erniedrigung der Lagerbeständigkeit verursacht wird. Wenn die Überzugsschichten aber in einer Dicke von mehr als 1 μm ausgebildet sind, wird die Wirkung im Verhältnis zur Dicke nicht mehr verbessert. Somit ist es in übliche Fällen bevorzugt, dass die Überzugsschichten eine Dicke von 1 μm oder weniger haben, worauf die vorliegende Erfindung aber keinesfalls beschränkt ist.
  • Die leitfähigen Teilchen können richtigerweise in Abhängigkeit vom Zweck im Bereich von 0,1 bis 30 Vol.-Teilen, bezogen auf 100 Vol.-Teile der Harzkomponente des Klebstoffs, verwendet werden. Um zu verhindern, dass benachbarte Schaltungen durch überschüssige leitfähige Teilchen kurzgeschlossen werden, können die leitfähigen Teilchen noch mehr bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 10 Vol.-Teilen verwendet werden.
  • (6) Andere Additive:
  • Dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung können gegebenenfalls Allylacrylat und/oder Allylmethacrylat zugemischt werden, um die Haftfestigkeit zu erhöhen. Es kann bzw. sie können in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen und noch mehr bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) (wenn das filmbildende Material enthalten ist, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Substanzen) und des filmbildenden Materials), zugemischt werden. Wenn die Menge weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, kann die Wirkung einer Verbesserung der Haftfestigkeit nicht ausreichend erreicht werden. Wenn sie mehr als 10 Gew.-Teile beträgt, kann die radikalische Polymerisationsreaktion so langsam sein, dass eine unzureichende Reaktion bewirkt wird, wodurch der Erhalt einer guten Haftfestigkeit erschwert wird.
  • Dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann auch ein Polymer oder ein Copolymer, das als Monomerkomponente wenigstens entweder Acrylsäure, ein Acrylat, ein Methacrylat und Acrylnitril aufweist, zugemischt werden. Insbesondere verspricht ein Copolymer-Acrylkautschuk, der (ein) Glycidylacrylat- und/oder Glycidylmethacrylat-Monomer(e) mit einer Glycidylethergruppe enthält, eine überlegene Spannungsrelaxation und kann vorzugsweise enthalten sein. Ein solcher Acrylkautschuk kann vorzugsweise ein Massenmittel der Molmasse von 200 000 oder mehr haben, damit der Klebstoff eine höhere Kohäsivkraft aufweist.
  • Dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung können weiterhin ein Füllstoff, ein Erweichungsmittel, ein Beschleuniger, ein Alterungsschutzmittel, ein farbgebendes Mittel, ein flammhemmendes Mittel, ein Thixotropiermittel, ein Kupplungsmittel, ein Harz (z.B. ein Phenolharz oder Melaminharz) und ein Isocyanat zugemischt werden.
  • Das Zumischen des Füllstoffs erfolgt vorzugsweise, weil die Zuverlässigkeit der Verbindung und so weiter verbessert werden. In demjenigen Fall, in dem der Füllstoff verwendet wird, sollte der maximale Durchmesser seiner Teilchen kleiner als der Teilchendurchmesser der leitfähigen Teilchen sein. Er kann auch in einer Menge von 5 bis 60 Vol.-Teilen, bezogen auf 100 Vol.-Teile der Harzkomponente im Klebstoff, zugemischt werden. Wenn er mehr als 60 Vol.-Teile darstellt, kann die Wirkung der Verbesserung der Zuverlässigkeit gesättigt sein. Wenn er weniger als 5 Vol.-Teile beträgt, ist seine Zugabe weniger effektiv.
  • Als Kupplungsmittel sind mit Hinblick auf eine Verbesserung der Haftung beliebige Ketimin-, Vinylgruppen-, Acrylgruppen-, Aminogruppen-, Epoxygruppen- und Isocyanatgruppen enthaltende Mittel für die vorliegende Erfindung bevorzugt.
  • Ein Silan-Kupplungsmittel mit einer Aminogruppe kann beispielsweise N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyl methyldimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan einschließen.
  • Ein Silan-Kupplungsmittel mit einem Ketimin kann diejenigen einschließen, die erhalten werden, indem das obigen Silan-Kupplungsmittel mit einer Aminogruppe mit einer Ketonverbindung wie Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon reagieren gelassen wird.
  • (7) Verwendungen:
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung wird als Klebstofffilm zur Verbindung von elektrischen Schaltungen miteinander verwendet. Insbesondere wird der Klebstoff der vorliegenden Erfindung, der zu einem Film (dem Klebstofffilm) geformt wurde, zwischen einem ersten Schaltungselement mit einer ersten Verbindungs-Anschlussstelle und einem zweiten Schaltungselement mit einer zweiten Verbindungs-Anschlussstelle angeordnet, und diese werden erwärmt und gepresst, wodurch die erste Verbindungs-Anschlussstelle und die zweite Verbindungs-Anschlussstelle elektrisch verbunden werden.
  • Schaltungselemente, die gemäß der vorliegenden Erfindung als zu verbindende Elemente bevorzugt sind, können Teile von Chipkomponenten wie Halbleiterchips, Widerstandschips und Kondensatorchips und Substratelemente wie Leiterplattensubstrate sein. Diese Schaltungselemente weisen gewöhnlich eine große Zahl von Verbindungs-Anschlussstellen auf (die in manchen Fällen mit einem Anschluss versehen sein können). Wenigstens ein Satz solcher Schaltungselemente ist so angeordnet, dass wenigstens ein Teil der darauf ausgebildeten Schaltungsanschlüsse einander gegenüberliegt, wodurch der Klebstoff der vorliegenden Erfindung dazwischen frei liegt, und dann werden sie unter Einwirkenlassen eines Drucks erwärmt, wodurch die einander gegenüberliegenden Verbindungs-Anschlussstellen elektrisch miteinander verbunden werden. Somit kann eine Schaltungsstruktur (wie eine Leiterplatte) mit zwei oder mehr Schaltungselementen hergestellt werden.
  • Hier erfolgt die elektrische Leitung zwischen den so gebildeten Schaltungsanschlüssen über die im Klebstoff enthaltenen leitfähigen Teilchen.
  • Die erfindungsgemäße Verbindung von Schaltungsanschlüssen kann beispielsweise erfolgen, indem eine Klebstoffschicht auf der Oberfläche der ersten Verbindungs-Anschlussstelle (Schaltungselektrode) gebildet und die zweite Verbindungs-Anschlussstelle auf der Oberfläche dieser Klebstoffschicht passgenau so angeordnet wird, dass die Verbindungs-Anschlussstellen einander gegenüberliegen, gefolgt von einem Erwärmen und Pressen. Die Klebstoffschicht kann auch ausgebildet werden, indem beispielsweise ein flüssiger Klebstoff aufgetragen wird, oder er kann gebildet werden, indem der Klebstofffilm angeordnet wird.
  • (8) Physikalische Eigenschaften des Klebstoffs:
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung schmilzt und fließt zum Zeitpunkt der Verbindung, wodurch einander gegenüberliegende Schaltungsanschlüsse verbunden werden, und danach wird er gehärtet, wodurch die Verbindung erhalten wird. Somit ist die Fließfähigkeit des Klebstoffs ein wichtiger Faktor. Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Fließfähigkeit von 1,3 bis 3,0 und noch mehr bevorzugt von 1,5 bis 2,5 haben, wobei der Wert der Fließfähigkeit (B)/(A) durch die Anfangsfläche (A) und die Fläche (B) nach dem Erwärmen und Pressen, wenn der Klebstoff der vorliegenden Erfindung mit einer Dicke von 35 μm und einer Größe von 5 mm × 5 mm zwischen zwei Glasplatten mit einer Dicke von 0,7 mm und einer Größe von 15 mm × 15 mm angeordnet wird und diese erwärmt und 10 s lang bei 150 °C und 2 MPa gepresst werden, veranschaulicht wird. Wenn der Wert kleiner als 1,3 ist, kann die Fließfähigkeit des Klebstoffs so schlecht sein, dass eine gute Verbindung nicht erreicht wird. Wenn er größer als 3,0 ist, können Luftblasen auftreten, was in einer schlechten Zuverlässigkeit resultiert.
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise auch einen Elastizitätsmodul von 100 bis 3000 MPa bei 25 °C nach dem Härten und noch mehr bevorzugt von 300 bis 2000 MPa haben. Wenn das Harz einen Elastizitätsmodul in diesem Bereich aufweist, kann das Harz nach der Verbindung eine niedrige innere Spannung aufweisen. Somit ist dies zur Verbesserung der Haftkraft vorteilhaft und kann auch ein gutes Leitungsverhalten gewährleisten.
  • Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann bei einer Messung mit einem Differentialscanning-Kalorimeter (DSC) bei einer Heizgeschwindigkeit von 10 °C/min vorzugsweise eine exotherme Anstiegstemperatur (Ta) von 70 °C bis 110 °C, eine Spitzentemperatur (Tp) von Ta + 5 bis 30 °C und eine Endtemperatur (Te) von 160 °C oder weniger aufweisen.
  • BEISPIELE
  • A. Herstellung eines Klebstoffs:
  • Beispiel 1
  • (1) Synthese von Urethanacrylat:
  • 400 Gew.-Teile Polycaprolactondiol mit einer mittleren Molmasse von 800, 131 Gew.-Teile 2-Hydroxypropylacrylat, 0,5 Gew.-Teile Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1,0 Gew.-Teil Hydrochinonmonoethylether als Polymerisationsinhibitor wurden unter Rühren auf 50 °C erwärmt, um sie zu vermischen. Als nächstes wurden 222 Gew.-Teile Isophorondiisocyanat tropfenweise dazu gegeben, und die gebildete Mischung wurde weiter unter Rühren auf 80 °C erwärmt, um eine Urethanierungsreaktion zu bewirken. Wenn gewährleistet war, dass die Umwandlung der Isocyanatgruppen zu 99 % oder mehr erfolgt war, wurde die Reaktionstemperatur erniedrigt, wodurch ein Urethanacrylat A erhalten wurde.
  • (2) Synthese von Siliconteilchen:
  • Siliconteilchen wurden erhalten, indem Methyltrimethoxysilan zu einer wässrigen Alkohollösung mit einem pH-Wert von 12 gegeben und unter Rühren mit 300 U./min bei 20 °C gehalten wurde, um eine Hydrolyse und Kondensation zu bewirken. Die so erhaltenen Siliconteilchen hatten einen Elastizitätsmodul von 8 MPa bei 25 °C und eine mittlere Teilchengröße von 2 μm.
  • (3) Herstellung von leitfähigen Teilchen:
  • Leitfähige Teilchen wurden hergestellt, indem Nickelschichten mit einer Dicke von 0,2 μm auf der Oberfläche von Teilchen, die aus Polystyrol als Kern bestanden, hergestellt und Goldschichten mit einer Dicke von 0,04 μm auf der Außenseite der Nickelschichten erzeugt wurden. Die so erhaltenen leitfähigen Teilchen hatten einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 μm.
  • (4) Herstellung eines Klebstoffs:
  • 100 Gew.-Teile der in Schritt (2) erhaltenen Siliconteilchen wurden in 100 Gew.-Teilen eines Lösungsmittelgemisches von Toluol/Ethylacetat mit einem Gewichtsverhältnis von 50/50 dispergiert. Das in Schritt (1) erhaltene Urethanacrylat A, ein Acrylat vom Phosphattyp (erhältlich von der Kyoeisha Chemical Co., Ltd.; Handelsbezeichnung: P2M), die Siliconteilchen und t-Hexylperoxy-2-ethylhexanat (ein Radikalbildner) wurden so vermischt, dass sie in Mengen von 99 g, 1 g, 30 g bzw. 5 g, bezogen auf das Verhältnis des Gewichts der Feststoffe, vorlagen, und 3 Vol.-% der in Schritt (3) erhaltenen leitfähigen Teilchen wurden dispergiert, wodurch ein flüssiger Klebstoff erhalten wurde.
  • Beispiel 2
  • 50 g Phenoxyharz (erhältlich von der Union Carbide Corporation; Handelsbezeichnung: PKHC; mittlere Molmasse: 45 000) wurden in einem Lösungsmittelgemisch von Toluol (Siedepunkt: 110,6 °C; SP-Wert: 8,90)/Ethylacetat (Siedepunkt: 77,1 °C; SP-Wert: 9,10) mit einem Gewichtsverhältnis von 50/50 gelöst, wodurch eine Lösung mit einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-% erhalten wurde.
  • Das Phenoxyharz, das Urethanacrylat A, das Acrylat vom Phosphattyp, das t-Hexylperoxy-2-ethylhexanoat und die Siliconteilchen wurden so vermischt, dass sie in Mengen von 50 g, 49 g, 1 g, 5 g bzw. 5 g, bezogen auf das Verhältnis des Gewichts der Feststoffe, vorlagen, und 3 Vol.-% der leitfähigen Teilchen wurden dispergiert. Die so erhaltene Dispersion wurde auf eine einseitig oberflächenbehandelte Folie aus PET (Polyethylenterephthalat) mit einer Dicke von 80 μm mittels einer Beschichtungsvorrichtung aufgetragen, gefolgt von einem 10-minütigen Trocknen mit Heißluft von 70 °C, wodurch ein Klebstofffilm mit einer Dicke von 20 μm erhalten wurde.
  • Beispiele 3 bis 5
  • Klebstofffilme wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 mit der Ausnahme erhalten, dass das Verhältnis des Gewichts der Feststoffe des Phenoxyharzes/Urethanacrylats A/Acrylats vom Phosphattyp/der Siliconteilchen/des t-Hexylperoxy-2-ethylhexanoats zu 50 g/49 g/1 g/20 g/5 g (Beispiel 3), 30 g/69 g/1 g/10 g/5 g (Beispiel 4) und 30 g/40 g/30 g/10 g/5 g (Beispiel 5) geändert wurde.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Klebstofffilm wurde auf dieselbe Weise wie in Schritt (4) von Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass das Verhältnis des Gewichts der Feststoffe des Urethanacrylats A/Acrylats vom Phosphattyp/t-Hexylperoxy-2-ethylhexanoats zu 99 g/1 g/5 g geändert wurde und die Siliconteilchen nicht zugemischt wurden.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Klebstofffilm wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 mit der Ausnahme erhalten, dass die Siliconteilchen nicht verwendet wurden.
  • B. Bewertung eines Klebstoffs:
  • (1) Herstellung einer Schaltungsstruktur:
  • Zuerst wurden auf der Oberfläche eines Glassubstrats 11 mit einer Dicke von 1,1 mm Leitungen 12 aus Indium-Zinnoxid (ITO) mittels Vakuumabscheidung gebildet, wodurch ein ITO-Substratelement (spezifischer Oberflächenwiderstand: < 20 Ω/2) 10 [1(a)] erzeugt wurde. Auf derjenigen Seite, auf der die Leitung 12 ausgebildet war, wurde eine Klebstoffschicht 15 aus einem Klebstoff 13 (derjenige, der in einem jeden Beispiel und Vergleichsbeispiel hergestellt worden war) gebildet, der leitfähige Teilchen 14 enthielt [1(b) ].
  • Bei Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, bei denen der Klebstoff flüssig war, wurde die Klebstoffschicht 15 durch ein Auftragen des Klebstoffs gebildet. Bei den Beispielen 2 bis 5 und Vergleichsbeispiel 2, bei denen der Klebstoff filmartig war, wurde sie gebildet, indem der Klebstoff am Schaltungselement befestigt wurde und sie 5 s lang bei 70 °C erwärmt und bei 0,5 MPa gepresst wurden, wodurch eine provisorische Verbindung bewerkstelligt wurde, und danach die PET-Folie abgezogen wurde.
  • Auf der Oberfläche dieser Klebstoffschicht 15 wurde eine biegsame Leiterplatte (FPC) (eine Dreifachschicht-FPC) angeordnet, die hergestellt wurde, indem eine Polyimidschicht 18 und eine Kupferfolie (Dicke: 18 μm) mit einem Klebstoff 17 aufgeklebt und die Kupferfolie mit einem Muster versehen wurde, wodurch Leitungen 16 mit einer Leitungsbreite von 50 μm und einem Abstand von 100 μm gebildet wurden, und diese 10 s lang auf 160 °C erwärmt und bei 3 MPa gepresst wurden, wodurch eine Verbindung über eine Breite von 2 mm erzeugt wurde. Auf diese Weise wurde eine in 1(d) dargestellte Schaltungsstruktur 21 erhalten.
  • Eine Schaltungsstruktur 25 wurde auch erhalten [2(b)], indem ein Anschluss am ITO-Substratelement auf dieselbe Weise hergestellt wurde, wobei aber statt des Dreifachschicht-FPC eine biegsame Leiterplatte (eine Doppelschicht-FPC) 24 verwendet wurde, die hergestellt wurde, indem auf der Oberfläche einer Polyimidfolie (Dicke: 100 μm) 22 ein Kupfer-Stromkreis 23 mit 500 Leitungen mit einer Linienbreite von 50 μm, einem Abstand von 100 μm und einer Dicke von 18 μm [2(a)) gebildet wurde.
  • (2) Messung des Verbindungswiderstands:
  • Nachdem die Schaltungsstrukturen auf die oben beschriebene Weise hergestellt worden waren, wurden ihr Widerstandswert zwischen benachbarten Stromkreisen der FPC einschließlich der Bereiche mit verbundenen Leitungen mit einem Vielfachmessgerät unmittelbar nach der Herstellung gemessen. Sie wurden weiterhin 500 h lang in einer Hochtemperatur-Kammer mit hoher Feuchtigkeit bei 85 °C und 85 % RH (relative Feuchtigkeit) aufbewahrt, und danach wurde der Widerstandswert auf dieselbe Weise gemessen. Hier wurde der Widerstandswert als Mittelwert von 150 Widerstandspunkten zwischen benachbarten Stromkreisen dargestellt.
  • (3) Messung der Haftfestigkeit:
  • Die Schaltungsstrukturen, die auf die oben beschriebene Weise hergestellt worden waren, wurden einem Abziehtest mit einem Abziehen in 90 ° bei einer Abziehgeschwindigkeit von 50 mm/min unterzogen, um ihre Haftfestigkeit zu messen.
  • (4) Auswertung der Isoliereigenschaften:
  • Zuerst wurde ein Leiterplattensubstrat mit einem kammförmigen Stromkreis hergestellt, wobei ein Kupfer-Stromkreis mit 250 Leitungen, die mit einer Linienbreite von 50 μm, einem Abstand von 100 μm und einer Dicke von 18 μm versetzt angeordnet waren, versehen war. Auf derjenigen Seite, auf der der Stromkreis ausgebildet war, wurde eine Klebstoffschicht auf dieselbe Weise wie im obigen (1) gebildet. Als nächstes wurde auf der Oberfläche dieser Klebstoffschicht eine biegsame Leiterplatte (FPC) mit einem Kupfer-Stromkreis mit 500 Leitungen mit einer Leitungsbreite von 50 μm, einem Abstand von 100 μm und einer Dicke von 18 μm angeordnet, und diese wurden 10 s lang bei 160 °C erwärmt und bei 3 MPa gepresst, wodurch eine Verbindung über eine Breite von 2 mm hergestellt wurde. Somit wurde eine Schaltungsstruktur erhalten. An den kammförmigen Stromkreis dieser Schaltungsstruktur wurde eine Spannung von 100 V angelegt, um den Wert des Isolationswiderstands zu messen. Die Schaltungsstruktur wurde weiterhin 500 h lang einem Hochtemperatur-Test bei hoher Feuchtigkeit bei 85 °C und 85 % RH unterzogen, und danach wurde der Wert des Isolationswiderstands gemessen.
  • (5) Auswertung der Fließfähigkeit:
  • Ein Klebstoff für Auswertungszwecke mit einer Größe von 5 mm × 5 mm und einer Dicke von 35 μm wurde zwischen zwei Glasplatten mit einer Größe von 15 mm × 15 mm und einer Dicke von 0,7 mm angeordnet, und diese wurden 10 s lang bei 150 °C erwärmt und mit 2 MPa gepresst, wonach der Wert der Fließfähigkeit (B)/(A) auf der Grundlage der Anfangsfläche (A) und der Fläche (B) nach dem Erwärmen und Zusammendrücken bestimmt wurde.
  • (6) Elastizitätsmodul nach dem Härten:
  • Die flüssigen Klebstoffe (Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1) wurden jeweils in eine Form gegossen und dann 1 min lang bei 160 °C erwärmt, um ein Härten zu bewirken, wodurch ein stabförmiges gehärtetes Produkt erhalten wird. Die filmartigen Klebstoffe (Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiel 2) wurden jeweils 1 min lang in Öl von 160 °C getaucht, um ein Härten zu bewirken, wodurch ein filmartiges gehärtetes Produkt erhalten wurde. Der dynamische Elastizitätsmodul eines jeden dieser gehärteten Produkte wurde mit einem dynamischen Viskoelastometer (Heizrate: 5 °C/min; 10 Hz) gemessen, um den Elastizitätsmodul bei 25 °C zu bestimmen.
  • (7) Messung mittels DSC:
  • Unter Verwendung der in den jeweiligen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Klebstoffe wurden die Anstiegstemperatur (Ta), die Spitzentemperatur (Tp) und die Endtemperatur (Te) der exothermen Reaktion mittels eines Differentialscanning-Kalorimeters (DSC, hergestellt von der TA Instruments Co.; Handelsbezeichnung: Modell 910) bestimmt. Bei der Messung betrug die Heizgeschwindigkeit 10 °C/min.
  • C. Ergebnisse:
  • Die anhand der obigen Auswertungsmethoden erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Tabelle 1
    Figure 00260001
  • Die Siliconteilchen sind in den Klebstoffen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 nicht enthalten. Im Gegensatz dazu ist in den Beispielen 1 bis 5, bei denen die Siliconteilchen zugemischt sind, die Adhäsionskraft im Vergleich zu derjenigen in den Vergleichsbeispielen sogar im Fall der Doppelschicht-FPC, bei denen das Polyimidharz unbedeckt an der Oberfläche desjenigen Substrats frei liegt, das Verbindungs-Anschlussstellen trägt, und auch im Fall der Dreifachschicht-FPC, bei der der Klebstoff unbedeckt frei liegt, außerordentlich erhöht. Die Adhäsionskraft nach der Feuchtigkeitsabsorption ist auch hoch.
  • MÖGLICHKEIT DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG
  • Wie oben beschrieben ist, können gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Haftfestigkeit erreicht und eine Schaltungsstruktur mit einer hohen Zuverlässigkeit der Verbindungen sogar in demjenigen Fall von Schaltungselementen, in dem das Substrat, das Schaltungsanschlüsse trägt, aus einer isolierenden organischen Substanz wie Polyimidharz oder Glas besteht, oder in demjenigen Fall, in dem das Schaltungselement Siliciumnitrid, ein Siliconharz und/oder ein Polyimidharz auf seiner Oberfläche aufweist, hergestellt werden.

Claims (12)

  1. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen, der zur elektrischen Verbindung durch das Anordnen des Klebstoffs zwischen den Schaltungssubstraten, die so angeordnet sind, dass auf ihrer Oberfläche ausgebildete Schaltungsanschlüsse sich einander gegenüberliegen, und das Erwärmen dieser Schaltungssubstrate unter Einwirkung von Druck verwendet wird, umfassend: ein Härtungsmittel, das beim Erwärmen zur Bildung eines Radikals fähig ist, eine radikalisch polymerisierbare Substanz, Siliconteilchen und leitfähige Teilchen.
  2. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 1, wobei die Siliconteilchen einen Elastizitätsmodul von 0,1 MPa bis 100 MPa bei 25 °C haben.
  3. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Siliconteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 20 μm haben.
  4. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 1, wobei die Siliconteilchen in einer Menge von 5 Gew.-Teilen bis 200 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der radikalisch polymerisierbaren Substanz, vorhanden sind.
  5. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 1, der weiterhin ein filmbildendes Material umfasst.
  6. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 5, wobei das filmbildende Material ein Phenoxyharz ist.
  7. Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Siliconteilchen in einer Menge von 5 Gew.-Teilen bis 200 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Substanz und des filmbildenden Materials, vorhanden sind.
  8. Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen, umfassend die elektrische Verbindung von Schaltungsanschlüssen mit dem Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenigstens zwei Schaltungselemente jeweils einen Verbindungsanschluss aufweisen.
  9. Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 8, wobei wenigstens einer der Verbindungsanschlüsse eine Oberfläche hat, die aus einem der folgenden Stoffe, Gold, Silber, Zinn, einem Metall der Platingruppe oder Indiumzinnoxid, besteht.
  10. Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 8, wobei wenigstens eines der Schaltungselemente ein Substrat hat, das wenigstens einen der folgendem Stoffe, ein isolierendes organisches Material oder Glas, umfasst.
  11. Verfahren zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach Anspruch 8, wobei wenigstens eines der Schaltungselemente wenigstens eine der aus Siliciumnitrid, Siliconharz und Polyimidharz ausgewählten Substanzen auf seiner Oberfläche hat.
  12. Schaltungsstruktur, umfassend wenigstens zwei Schaltungselemente, die jeweils einen Schaltungsanschluss aufweisen, wobei die Schaltungsanschlüsse der Schaltungselemente durch den Klebstoff zur Verbindung von Schaltungsanschlüssen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 elektrisch miteinander verbunden sind.
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