JP2001192437A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents
導電性樹脂組成物Info
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Abstract
合する場合、短時間で硬化し、接合後、耐熱性、耐湿
性、耐ヒートサイクル性、熱・電気伝導性に優れた硬化
物を与えると同時に硬化物中にボイドの無い導電性樹脂
組成物(ペースト)を提供する。 【解決手段】 (イ)導電性充填剤95W%〜50W%
及び樹脂バインダー5W%〜95W%、及び(ロ)導電
性充填剤と樹脂バインダーの合計量に対して1W%〜3
0W%の希釈剤とからなる。樹脂バインダーは、エポキ
シ樹脂、ジシアンジアミド、硬化促進剤、および硬化剤
からなり、硬化促進剤はエポキシ化合物のジアルキルア
ミン付加物の表面を酸性物質で処理したものであり、硬
化剤は尿素化合物である。エポキシ樹脂100重量部に
対し、ジシアンジアミド、硬化促進剤および硬化剤の合
計量が10〜35重量部である。
Description
適した一液加熱硬化型導電性組成物(接着剤)に関し、
詳しくは、LED、IC、等の半導体素子、チップ抵
抗、チップコンデンサー等のチップ部品の基板接着、更
に金属パッケージ(キャンシール)や放熱板(ヒートス
プレッター)等の基材への接合に使用されるもので、接
着性、耐熱性、耐湿性、耐ヒートサイクル性に優れ、短
時間・低温硬化が可能で、保存性に優れ、かつ硬化物中
のボイド(空膜)の発生を押さえた一液加熱硬化型導電
性樹脂組成物に関する。
部品を基材に接合し電気的又は熱的導通を取る為に用い
られる。
の結合を利用するAu−Si共晶法、各種ハンダを用い
るハンダ接合法が主流であった。
価であること、半導体に悪影響を与える熱応力の緩和性
に乏しいこと、また、ハンダ接合法では、フラックス中
の不純物による腐食断線、乏しい耐熱特性、および作業
温度が比較的高温なこと等により、導電性樹脂ペースト
を使用する方法が主流となってきた。
常エポキシ樹脂をバインダーとし、これに銀粉末を混合
した銀ペーストが接着性や作業性が良いことから使用さ
れている。
み、それに伴い実装の高密度化、高信頼化、および低コ
スト化が計られる様になってきた。
から比較的低温でしかも短時間で電子部品接合ができる
ことが強く望まれ、低温短時間硬化が可能なペーストの
要求が高まっていた。
で長時間、十分に機能するために高い耐湿性、耐熱性、
耐ヒートサイクル性、低い電気抵抗が要求される。
キシ樹脂、反応性希釈剤または溶剤、硬化剤等からなる
構成の導電性ペーストが広く知られている。
脂やポリイミド樹脂を使用したものも知られている。
化は可能であるが耐湿性、耐熱性に劣り、一方、ポリイ
ミド樹脂は接着性、耐湿性、耐熱性はあるものの、短時
間硬化性に乏しく、生産の高速化には対応が困難であっ
た。
隙(ボイド)が生じ、実装された部品に於いて、接合不
良、短絡、部品の脱落等の不具合の発生が確認されてい
る。
向上した導電性樹脂ペーストが強く要望されていた。
実情に鑑みてなされたもので、半導体チップおよびチッ
プ部品等を基材に接合する場合、短時間で硬化し、接合
後、耐熱性、耐湿性、耐ヒートサイクル性、熱・電気伝
導性に優れた硬化物を与えると同時に硬化物中にボイド
の無い導電性樹脂組成物(ペースト状接着剤)を提供す
るものである。
の構成の導電性樹脂組成物で達成される。すなわち、
(イ)導電性充填剤95W%〜50W%及び樹脂バイン
ダー5W%〜95W%、及び(ロ)導電性充填剤と樹脂
バインダーの合計量に対して1W%〜30W%の希釈剤
とからなり、希釈剤が下記式(化4)で示され、
硬化促進剤及び硬化剤からなり、硬化促進剤は、エポキ
シ化合物にジアルキルアミンを反応して得られ、分子中
に下記一般式(化5)で表される官能基を有する化合物
の粉末表面を酸性物質で処理して得たもので、
H3、−NO2、−OCH3を示し、R1およびR2はアル
キル基、アルケニル基、アリ−ル基、アラルキル基を示
す。)、重量で、エポキシ樹脂100に対し、ジシアン
ジアミド1〜15、硬化促進剤1〜15及び硬化剤1〜
10の割合になっている導電性樹脂組成物。ジアルキル
アミンのアルキル基が置換されていてもよい。また、R
1とR2が結合して環を形成してもよい。
電気伝導性が確保される導電性充填剤であれば良い。
銀粉、銅粉等が挙げられるが、銀粉を用いるのが一般的
である。これらの粉末は、ハロゲンイオン、アルカリ金
属イオン等のイオン性不純物の含有が10ppm以下で
あることが望ましい。
び、粒子径が0.1〜5μmの球状が好ましく、それぞ
れ単一でもよく、また適宜混合したものでもよい。
ルグリシジルエーテルである。これは、希釈効率が高
く、分子内に自己塑性構造を持ち、エポキシ基を有する
ため、硬化物中に取り込まれたとき、アウトガス/ボイ
ドが少ない。本発明に用いる2−エチルへキシルグリシ
ジルエーテルは適当な精製により、Cl、Na、K等の
不純物を10ppm以下に押さえることが望ましい。
釈剤であるが、上記の特性範囲を損なわない範囲で、他
の希釈剤の添加を制限するものでは無い。
調整するためのものであり、必要最小限度に留めるべき
である。添加量が多くなるに従ってアウトガス量が増加
し、また硬化後の樹脂組成物(硬化物)の耐熱性が低下
する。
インダーの合計量に対して、1〜30重量%であり、こ
れよりも多くても、少なくても、作業性、硬化物特性の
低下をきたす。
有するもので、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノ
ールAD、ビスフェノールF、カテコール、レゾルシン
などの多価フェノールとエピクロルヒドリンを反応させ
て得られるポリグリシジルエーテル、p−オキシ安息香
酸、β−オキシナフト香酸のようなヒドロキシカルボン
酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジ
ルエーテルエステル、フタル酸、テレフタル酸のような
ポリカルボン酸から得られるポリグリシジルエステル、
更にはノボラック型エポキシやエポキシ化ポリオレフィ
ン等が例示される。
に対し1〜15重量部で、この範囲を逸脱すると、硬化
時間の遅延や硬化阻害を生じ硬化後安定した特性が得ら
れない。ジシアンジアミドは事前に粉砕を行い#150
メッシュパスしたものが望ましい。
処理したものを硬化促進剤として用いる。
チルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジベ
ンジルアミン等やアルキル基の一部が置換されたエチル
エタノールアミン、ジエタノールアミン等がある。
グリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等の
モノエポキシ化合物や、多価カルボン酸、多価フェノー
ル、エポキシ基を分子中に1個を越える数を持つエポキ
シ化合物が使用できる。
加物は、エポキシ化合物を溶剤に溶解し、過剰のジアル
キルアミンを混合加熱しながら反応させ、反応終了後、
未反応アミンを留去することで得られる。
酸、ホウ酸、蟻酸、酢酸等にさらし、乾燥すれば酸性物
質で表面処理した硬化促進剤が容易に得られる。これら
の酸性物質の使用量は、ジアルキルアミン付加物の粉体
表面に露出しているアミノ基を中和するに足りる量であ
れば良く、前もって表面のアミンを定量し酸性物質の必
要量を決定しておくことが望ましい。
0重量部に対して1〜15重量部である。エポキシ樹脂
100重量部に対し1重量部より少ないと、樹脂組成物
を十分に硬化させることができない。他方、15重量部
より多いと、硬化物が脆くなったり、着色が生じ、かえ
って特性を低下させる。
用される。
H3、−NO2、−OCH3を示し、R1およびR2はアル
キル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基を示
し、R1とR2が結合して環を形成してもよい)。
N−ジメチル尿素、N’−4−クロロフェニルN、N−
ジメチル尿素、N−3、4−ジグロロフェニルN、N−
ジメチル尿素、3−フェニル−1、1−ジブチル尿素、
3−P−ニトロフェニル−1、1−ジメチル尿素、3−
フェニル−1、1−シクロペンタンメチレン尿素、N−
4−ブロモ−3−ニトロフェニル−N、N−ジメチル尿
素等がある。
量部に対して1〜10重量部である。エポキシ樹脂10
0重量部に対し1重量部より少ないと、硬化が速やかに
行われず、逆に、10重量部より多いと、硬化物のクラ
ックや脆性が低下し、硬化特性を低下させ、保存安定性
の劣化をきたす。
進剤および硬化剤の割合について、エポキシ樹脂100
重量部に対し、ジシアンジアミド+硬化促進剤+硬化剤
の合計量は10〜35重量部が好ましい。
剤をエポキシ樹脂に混合したものが樹脂バインダーを構
成するが、この樹脂バインダーと導電性充填剤(粉末)
との混合割合は、導電性充填剤/樹脂バインダーの重量
比が95/5〜50/50が望ましい。
補的であって、例えば樹脂バインダーが多すぎれば導電
性が失われ、少なすぎれば硬化物の強度が不足する。
過度に加えると、硬化物の耐熱性を劣化させ、硬化時の
ボイド(空隙)、分離、染みだしを発生させる。又、少
なすぎると、作業性が悪くなるばかりで無く、接合面相
互の濡れが十分行われない事による接合強度のバラツキ
を発生させる要因になる。
途により添加量は規定しないが、エポキシ基を分子内に
持つ反応性希釈剤と、エポキシ基を持たず樹脂バインダ
ー成分の硬化物中に取り込まれない非反応性希釈剤とを
適宜使用することが望ましい。
吸湿性や毒性の無いものが望ましい。
安定性、硬化特性、導電性、作業性、などに悪影響を及
ぼさない範囲で、粘度調整剤、カップリング剤、着色
剤、イミダゾール類等の添加を適宜行える。
が、本発明はこれらの実施例によってなんら規制される
ものでは無い。
純度銀粉(含有塩素濃度10ppm以下) (ロ)希釈剤:2−エチルへキシルグリシジルエーテル
(186g/eq) (ハ)エポキシ樹脂:ビスフェノールA型(エピコート
#828、180g/eq) (ニ)ジシアンジアミド:(日本カーバイト(株)製) (ホ)硬化促進剤:オルソクレゾールノボラックエポキ
シ樹脂(東都化成工業(株)製、220g/eq)、ジ
メチルアミン(三菱化学(株)製)を使用し、前述の方
法により作製した。これにより得たものを蟻酸水溶液中
に分散させた後、ろ過、乾燥し、使用した。
4−ジクロロフェニル)−1、1−ジメチル尿素(デュ
ポン(株)製) 上記の各成分を秤量混合し三本ロールで混練し、本発明
の導電性樹脂成物を得た。
〜24と共に、表7、表8に評価方法を示す。
は、次の通りである。
ち重量%で示した。
アミド、硬化促進剤及び硬化剤(尿素化合物)が本特許
範囲内にある。
シアンジアミド、硬化促進剤及び硬化剤の量が本特許の
範囲の上限の組み合わせである。
い組合せである。
化合物)が少ない組合せである。
ある。
素化合物)が多い組合せである。
素化合物)が多い組合せである。
化合物)が少ない組合せである。
物)が少なく、エポキシ樹脂に対するジシアンジアミ
ド、硬化促進剤及び硬化剤の量が本特許の範囲の下限の
組み合わせである。
合強度、導電性、耐熱性、耐湿性、耐ヒートサイクル性
等に対し優れた特性を示している。
示し、比較例24は、この用途に使用されている汎用銀
ペーストを示す。
接着強度と保存安定性が劣る。
イクル後の接着強度が劣る。
耐湿後、ヒートサイクル後の接着強度が劣る。
・耐湿後の導電性が劣る。
後、ヒートサイクル後の接着強度が劣る。
イクル後の接着強度や導電性が劣る。
劣る。
の接着強度が劣る。
クル後の導電性や保存安定性が劣る。
び硬化剤の量が本特許の範囲の下限を下回ったため、硬
化バランスが崩れ性能の要求を満たさない。
び硬化剤の量が本特許の範囲の上限を上回ったため、硬
化バランスが崩れ性能の要求を満たさない。
て、劣る。
て、劣る。
ト)は、以上のように構成されているので、低温・短時
間で硬化が可能で接合強度、耐熱性、耐湿性、耐ヒート
サイクル性に優れ、硬化物中の空隙(ボイド)や保存安
定性を満足する特性を有し、LED、IC等の半導電体
素子、チップ抵抗、チップコンデンサー等のチップ部品
の基板接着、更に金属パッケージや放熱板等の基材への
接合剤として有効な材料を提供するものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 (イ)導電性充填剤95W%〜50W%
及び樹脂バインダー5W%〜95W%、及び(ロ)導電
性充填剤と樹脂バインダーの合計量に対して1W%〜3
0W%の希釈剤とからなり、希釈剤が下記式(化1)で
示され、 【化1】 樹脂バインダーが、エポキシ樹脂、ジシアンジアミド、
硬化促進剤及び硬化剤からなり、硬化促進剤は、エポキ
シ化合物にジアルキルアミンを反応して得られ、分子中
に下記一般式(化2)で表される官能基を有する化合物
の粉末表面を酸性物質で処理して得たもので、 【化2】 硬化剤が下記式(化3)で示され、 【化3】 (式中、XおよびYは−H、−C1、−Br、−C
H3、−NO2、−OCH3を示し、R1およびR2はアル
キル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基を示
す。)、重量で、エポキシ樹脂100に対し、ジシアン
ジアミド1〜15、硬化促進剤1〜15及び硬化剤1〜
10の割合になっている導電性樹脂組成物。 - 【請求項2】 ジアルキルアミンのアルキル基が置換さ
れている請求項1記載の導電性樹脂組成物。 - 【請求項3】 R1とR2が結合して環を形成している請
求項1記載の導電性樹脂組成物。
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KR20150100621A (ko) | 2012-12-25 | 2015-09-02 | 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 | 도전성 접착제 조성물 및 그것을 사용한 전자 소자 |
CN105719724A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | 株式会社则武 | 加热固化型导电性糊剂 |
WO2019227559A1 (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 江苏大学 | 一种适用于电化学体系的固体导电凝胶及其制备方法 |
CN114181653A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-03-15 | 北京理工大学 | 一种MXenes改性的导电粘合剂及其制备方法 |
US20220223350A1 (en) * | 2019-10-04 | 2022-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrolytic capacitor |
-
2000
- 2000-01-13 JP JP2000004795A patent/JP4467120B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN105719724A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | 株式会社则武 | 加热固化型导电性糊剂 |
CN105719724B (zh) * | 2014-12-22 | 2019-05-03 | 株式会社则武 | 加热固化型导电性糊剂 |
WO2019227559A1 (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 江苏大学 | 一种适用于电化学体系的固体导电凝胶及其制备方法 |
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