JP2000204324A - エポキシ樹脂系シ―ト状接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ樹脂系シート状接着剤組成物におい
て、無機フィラーを含有して低熱膨張性を実現するとと
もに、溶融時の粘度が低められ、かつ高湿条件下での使
用時での吸水性の低められた組成物を提供する。 【解決手段】 （ｉ）エポキシ樹脂、（ii）潜在性硬化
剤、(iii)無機フィラー及び（iv）ポリエーテルスルホ
ンからなり、該エポキシ樹脂と該潜在性硬化剤と該ポリ
エーテルスルホンの合計量１００重量部当り、該無機フ
ィラーの含有量が５〜９００重量部であり、かつ該エポ
キシ樹脂と該潜在性硬化剤の合計量１００重量部当り、
該ポリエーテルスルホンの含有量が５〜１００重量部で
あることを特徴とするエポキシ樹脂系シート状接着剤組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂系シ
ート状接着剤組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子分野で用いられる電子部品やＩＣの
接着には、主に１液性のエポキシ樹脂ペーストや熱硬化
型シート状接着剤が使用されている。ペースト状接着剤
の場合は、粘度変動による塗布量のバラツキのために製
品の特性不良が生じるという問題がある。一方、熱硬化
型シート状接着剤の場合は、そのシートを熱圧着する際
のシート溶融物の粘度が高いために、高圧の圧着力が必
要となる上、発生した気泡が抜けにくくなるという問題
がある。しかも、シート状接着剤の場合、一般には、シ
リカ等の無機フィラーを含有していないために、硬化物
の線膨張係数が大きく、接着界面に応力が発生して界面
剥離を生じやすいという問題がある。その結果、このこ
とが原因となって高湿条件下で吸水し、リフロークラッ
ク等の問題を引き起しやすくなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エポキシ樹
脂系シート状接着剤組成物において、無機フィラーを含
有して低熱膨張性を実現するとともに、溶融時の粘度が
低められ、かつ高湿条件下での使用時での吸水性の低め
られた組成物を提供することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、（ｉ）エポキシ樹脂、
（ii）潜在性硬化剤、(iii)無機フィラー及び（iv）ポ
リエーテルスルホンからなり、該エポキシ樹脂と該潜在
性硬化剤と該ポリエーテルスルホンの合計量１００重量
部当り、該無機フィラーの含有量が５〜９００重量部で
あり、かつ該エポキシ樹脂と該潜在性硬化剤の合計量１
００重量部当り、該ポリエーテルスルホンの含有量が５
〜１００重量部であることを特徴とするエポキシ樹脂系
シート状接着剤組成物が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のエポキシ樹脂系シート状
接着剤組成物（以下、単に組成物とも言う）は、エポキ
シ樹脂を含有する。エポキシ樹脂としては、常温で液状
又は固体状を示す従来公知の各種のものが用いられる。
このようなものには、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニ
ル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジル
アミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリ
ールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ
樹脂及びそれらの変性物等が包含される。本発明では、
特に、その溶融粘度が低い点から、常温で固体の結晶性
エポキシ樹脂の使用が好ましく、また、速硬化性及び高
接着性の点から、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂
の使用が好ましい。

【０００６】本発明の組成物は、潜在性硬化剤を含有す
る。この場合の潜在性硬化剤としては、その活性化温度
が６０〜１８０℃、好ましくは８０〜１２０℃の従来公
知の各種のものが用いられる。このようなものには、例
えば、ジシアンジアミド及びその誘導体、有機酸ヒドラ
ジッド、アミンイミド、ポリアミンの塩、マイクロカプ
セル型硬化剤、イミダゾール型潜在性硬化剤、酸無水
物、フェノールノボラック等が包含される。本発明では
カプセル型硬化剤の使用が好ましく、例えば、変性イミ
ダゾールをカプセル化したノバキエアーＨＸ３９４１Ｈ
Ｐ（旭チバ社）は、速硬化性でかつ高接着性の製品を実
現することができる。

【０００７】本発明の組成物は、無機フィラーを含有す
る。この場合の無機フィラーとしては、シリカ、アルミ
ナ、チタニア、水酸化アルミニウム等の従来公知の各種
のものが用いられるが、本発明では、特に流動性及び低
線膨張係数の点から、球状溶融シリカの使用が好まし
い。無機フィラーの粒度分布は１〜１００μｍで、その
平均粒子径は０．０５〜２０μｍ、好ましくは０．１〜
５μｍである。

【０００８】本発明の組成物は、ポリエーテルスルホン
を含有する。このポリエーテルスルホンは、下記の繰返
し構造単位を有する耐熱性にすぐれた非結晶性ポリマー
である。

【化１】

【０００９】本発明の組成物において、エポキシ樹脂１
００重量部当りの各成分の配合量を示すと、潜在性硬化
剤は５〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部であ
る。無機フィラーは、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤とポ
リエーテルスルホンの合計量１００重量部当り５〜９０
０重量部、好ましくは１００〜４００重量部である。ポ
リエーテルスルホンは、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤の
合計量１００重量部当り、５〜１００重量部、好ましく
は１０〜４０重量部である。

【００１０】本発明のシート状接着剤組成物を製造する
には、先ず、前記した各組成物成分を有機溶剤の存在下
で所定量混合して一液型のエポキシ樹脂組成物を作る。
この場合、ポリエーテルスルホンは、あらかじめ有機溶
剤に溶解した溶液の形態で添加混合する。この有機溶剤
としては、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等の
ケトン系溶剤、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶
剤、トルエン、キシレン、ベンゼン等の炭化水素系溶
剤、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤が挙
げられ、単独又は２種以上の混合系溶剤として使用され
る。有機溶剤中のポリエーテルスルホンの濃度は５〜３
０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。また、
前記一液性エポキシ樹脂組成物には、必要に応じ、接着
性向上のためにシラン系カップリング剤を添加すること
ができ、さらに、離型性支持体に塗布したときのはじき
を防止するためのシリコーン系又はフッ素系の添加剤を
含有させる。この液状（ワニス状）組成物の固形分濃度
は３０〜９５重量％、好ましくは５０〜９５重量％にす
る。

【００１１】次に、前記１液型エポキシ樹脂組成物を、
離型性支持体上にシート状に塗布し、３０〜１００℃、
好ましくは４０〜８０℃で加熱し、その組成物中の有機
溶剤を蒸発除去させる。離型性支持体としては、プラス
チックや金属等のシートや基体の表面に離型剤（パラフ
ィン、高級脂肪酸、シリコン等）を塗布したものが用い
られる。支持体の形状は、シート状、帯状、円形状等の
各種の形状であることができる。支持体に対する組成物
の塗布は、ローラーコーター、ナイフコーター、スピン
コータースクリーン印刷等により行うことができる。支
持体上に形成させる組成物の厚みは１０〜２００μｍ、
好ましくは２０〜８０μｍである。本発明をシート状接
着剤組成物の場合、そのエポキシ樹脂として常温で液状
のものを用いても、特にその仮硬化（Ｂ−ステージ化）
を行わなくても、シート状物を得ることができる。本発
明の組成物の場合、多量の無機フィラーを含有する上、
エポキシ樹脂と相溶性の良いポリエーテルスルホンを含
有することから、組成物中に含まれる有機溶剤を除去す
ることによって、シート状に保形された組成物を得るこ
とができる。

【００１２】前記のようにして得られるシート状接着剤
組成物は、その支持体シートを剥離除去した後、これを
２つの被接着体の間に挿入し、６０〜８０℃で仮圧着し
た後、１８０℃以上の温度で５〜６０秒間程度熱圧着す
る。これにより、その２つの被接着体をエポキシ樹脂硬
化物を介して強固に接着することができる。本発明の組
成物の場合、エポキシ樹脂との相溶性が良く、組成物の
溶融時粘度を低下させるポリエーテルスルホンを含有さ
せたことから、そのシート状接着剤組成物を圧着する際
の圧力を低めることができる上、その圧着に際して発生
した気泡の抜けも容易である。さらに、線膨張係数の低
い無機フィラーを多量含有させ、組成物の硬化体と被接
着体との間の界面に発生する応力を低減させ、界面剥離
を生じにくくしたことから、高湿度条件下での使用にお
いても、高い接着強度と同時に、高い耐湿性を有する接
着製品を得ることができる。

【００１３】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００１４】実施例１ 表１に示す成分組成（重量部）の混合物を有機溶剤に添
加し、均一に撹拌して、固形分濃度が６５重量％の１液
型エポキシ樹脂組成物を得た。なお、ポリイミド樹脂は
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中２０重量％の均一溶液と
して及びポリアミドイミド樹脂はエタノール５０重量％
とトルエン５０重量％の混合液中２０重量％の均一溶液
として添加した。また、ポリエーテルスルホンはシクロ
ヘキサン／Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド／メチルエチ
ルケトンの混合物（重量比＝８０／２０／２５）中２０
重量％の均一溶液として添加した。次に、この１液型エ
ポキシ樹脂組成物を、支持体としての表面に離型剤（シ
リコン）を塗布したプラスチックフィルム（厚さ５０μ
ｍのＰＥＴフィルム）上に乾燥時の厚さが５０μｍにな
るように塗布し、６０℃で５分間乾燥して、シート状接
着剤組成物を得た。次に、このようにして得た各シート
状接着剤組成物について、その溶融粘度（１５０℃）、
その圧着可能時間（１５０℃）（秒）及びチップ接着強
度（２４０℃）（ｋｇ）を以下のようにして評価し、そ
の結果を表１に示す。

【００１５】（１）溶融粘度の評価方法 ５０μｍの厚みにシート化した組成物を支持体よりはが
し、所定の温度に加熱した少量サンプルアダプターに挿
入し、少量サンプルアダプター付き粘度計（ブルックフ
ィールド社製）にて溶融粘度を測定する。この際急激な
増粘を防ぐため少量の硬化促進剤は組成物から除去して
おく。評価は以下の通りとした。 ◎：１００Ｐ以下 ○：１００〜５００Ｐ △：５００Ｐ以上 ×：不溶物が析出 （２）圧着可使時間の評価方法 １５ｍｍ×１５ｍｍの窒化珪素コートを施したシリコン
チップ上に、同様に窒化珪素コートを施した５ｍｍ×５
ｍｍのシリコンチップをシート状接着剤を介して載置
し、これを１５０℃の熱板上で加熱する。この場合、こ
の温度（１５０℃）における接着強度を熱板上に置いた
時点より５秒間隔でダイシェアーテスター（Ｄａｇｅ社
製２４００Ａ型）により測定し、２００ｇ／２５ｍｍ²
以上の強度が発現するまでの時間を測定する。 （３）チップ接着強度の測定５ｍｍ×５ｍｍの窒化珪素
コートを施したシリコンチップ上に、同様に窒化珪素コ
ートを施した２ｍｍ×２ｍｍのチップをシート状接着剤
を介して載置し、これを２００℃で１０分間オーブンで
硬化した後、ダイシェアーテスターを用いて２４０℃で
の接着強度を測定する。

【００１６】なお、表１に示した各配合成分の具体的内
容は以下の通りである。 （１）ジシクロペンタジエン型樹脂 下記式で表されるエポキシ樹脂（商品名：ＨＰ７２０
０、エポキシ当量：２５５ｇ／ｅｑ、常温で固体（軟化
点：６３℃）、大日本インキ化学工業社製）

【化２】 （２）ビスフェノールＡ型 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （商品名：ＲＥ３１０Ｓ、エポキシ当量：１８５ｇ／ｅ
ｑ、常温で液体、日本化薬社製） （３）ナフタレン型 下記式で表されるエポキシ樹脂（商品名：ＨＰ４０３２
Ｄ、エポキシ当量：１４１ｇ／ｅｑ、常温で液体、大日
本インキ化学工業社製）

【化３】 （４）カプセル型硬化剤Ａ 硬化剤としての変性イミダゾールをカプセル化した潜在
性硬化剤（商品名：ノバキュア−ＨＸ３９４１ＨＰ、活
性化温度：１００℃、旭チバ社製） （５）潜在性硬化剤Ａ 味の素社製のアミン系硬化剤、商品名：ＰＮ２３ （６）酸無水物Ａ メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（硬化剤）（商品名：
ＨＮ５５００、日立化成社製） （７）フェノールノボラック フェノールノボラック型樹脂（商品名：ＴＤ２１３１、
軟化点：８０℃、大日本インキ社製） （８）ポリイミド 軟化点２９５℃のポリイミド樹脂（新日本理化社製、商
品名：ＳＮ−２０） （９）ポリアミドイミド 軟化点２６０℃のポリアミドイミド樹脂（東洋紡社製、
商品名：ＭＴ５０５０） （１０）ポリエーテルスルホン 軟化点２３０℃のポリエーテルスルホン樹脂（住友化学
社製、商品名：ＰＥＳ５００３Ｐ） （１１）消泡剤 シリコーン系消泡剤（東レダウコーニング社製、商品
名：ＳＨ５５００） （１２）カップリング剤 シラン系カップリング剤（チッソ社製、商品名：サイラ
エースＳ５１０） （１３）レベリング剤 フッ素系レベリング剤（住友スリーエム社製、商品名：
フロラードＦＣ４３０） （１４）球状シリカフィラー 粒度分布：０．１〜１０μｍ、平均粒径３μｍ、アドマ
テックス社製、商品名：アドマファインＳＯ−Ｅ５） （１５）イミダゾール系硬化剤Ａ 四国化成工業社製の２−フェニル−４−メチル−ヒドロ
キシイミダゾール（商品名：キュアゾール２Ｐ４ＭＨ
Ｚ） （１６）脂肪族ジメチルウレアＡ サンアプロ社製の脂肪族ジメチルウレア（商品名：Ｕ−
ＣＡＴ３５０３Ｎ） （１７）ジシアンジアミド 旭電化社製のジシアンジアミド（商品名：アデカハード
ナーＥＨ−３６３６ＡＳ）

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、多量の無機フィラーを
含有し、かつ溶融時粘度の低い、高接着力を有するシー
ト状接着剤組成物が提供される。この組成物を用いて電
子部品ＩＣの接着を行うことにより、接着界面の剥離の
ない、かつ耐湿性にすぐれ、接着強度の大きい接着体を
得ることができる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J004 AA02 AA13 AA17 AB04 BA02 FA05 FA08 4J040 EC001 EC002 EC051 EC052 EC061 EC062 EC091 EC092 EC121 EC122 EJ031 EJ032 HA136 HA306 HB47 HC01 HC15 HC16 HC23 JA09 JB02 KA16 KA42 LA01 LA06 LA07 NA19 NA20

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）エポキシ樹脂、（ii）潜在性硬化
   剤、(iii)無機フィラー及び（iv）ポリエーテルスルホ
   ンからなり、該エポキシ樹脂と該潜在性硬化剤と該ポリ
   エーテルスルホンの合計量１００重量部当り、該無機フ
   ィラーの含有量が５〜９００重量部であり、かつ該エポ
   キシ樹脂と潜在性硬化剤の合計量１００重量部当り、該
   ポリエーテルスルホンの含有量が５〜１００重量部であ
   ることを特徴とするエポキシ樹脂系シート状接着剤組成
   物。