JP2003077338A - 導電性樹脂組成物及びこれを用いた電子部品 - Google Patents
導電性樹脂組成物及びこれを用いた電子部品Info
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Abstract
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)導電性充填剤を必須成
分とする導電性樹脂組成物において、 (I)(A)及び/又は(B)成分が、1分子中に式
(1)の単位を2個以上有するエポキシ樹脂又はフェノ
ール樹脂と、式(2)のオルガノポリシロキサンとを反
応させて得られる共重合体である。 【化1】 (R1)a(R2)bSiO(4-a-b)/2 (2) (R1はアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシ基又はカル
ボキシル基を含有する1価の有機基、水素原子、ヒドロ
キシ基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基、R2は
1価炭化水素基、a,bは正数である。) (II)硬化物中のオルガノポリシロキサン成分が、相
分離構造を形成しない。 【効果】 本発明の導電性樹脂組成物は、接着性・耐熱
性・耐湿性、柔軟性・耐衝撃性を兼ね備えている。
Description
フェノール樹脂の接着性・耐熱性・耐湿性と、シリコー
ン樹脂の柔軟性・耐衝撃性とを兼ね備えており、電子部
品の電気的・機械的な接続に現行の半田や導電性樹脂組
成物の代用品として好適に用いられる導電性樹脂組成
物、及びこれを用いた電子部品に関する。
電子部品を電気的・機械的に接続するために、半田のよ
うな低融点合金や、熱硬化性樹脂に銀粉末のような導電
性充填剤を混入した導電性樹脂組成物が広く用いられて
いる。
ことが多いが、これは近年の環境保全の気風に逆行する
ものであり、各国で撤廃が唱えられている。また、基板
やチップとの接着性に乏しいために高級脂肪酸を主成分
とするフラックスを併用する場合が多く、このために電
子部品の組み立てが煩雑になる。
エポキシ樹脂や付加型シリコーン樹脂のもの等が挙げら
れる。このうちアミン硬化型エポキシ樹脂は、低温・短
時間での硬化が可能であり、ガラス転移温度が高く、耐
熱性に優れる硬化物が得られるが、剛直で脆いという欠
点を有し、また接着界面で発生するストレスを十分に吸
収できず、特に冷熱サイクル試験や熱衝撃試験におい
て、電子部品や樹脂にクラック等の不良が発生するおそ
れがある。また、アミン硬化剤は、フェノール硬化剤に
比べて吸湿性に富むため、耐湿信頼性試験において、電
極や配線の腐食等の不良が発生するおそれがある。
化物が得られるため、ストレスは吸収し得るが、エポキ
シ樹脂に比べて接着性・耐熱性に劣り、特に高温放置後
において界面剥離等の不良が発生するおそれがある。ま
た、ここで一般的に用いられる白金化合物等の硬化促進
剤は、窒素・リン・硫黄等の非共有電子対を有する禁止
剤により反応が著しく妨げられる欠点を有する。
われたものであり、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の
接着性・耐熱性・耐湿性と、シリコーン樹脂の柔軟性・
耐衝撃性とを兼ね備え、接着界面で発生するストレスを
十分に吸収し得る為に、電子部品の電気的・機械的な接
続に現行の半田や導電性樹脂組成物の代用品として好適
に用いられる導電性樹脂組成物、及びこれを用いた電子
部品を提供することを目的とする。
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、(A)エポキシ
樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進剤及び
(D)導電性充填剤を必須成分とする導電性樹脂組成物
において、(I)(A)及び/又は(B)成分が、1分
子中に下記式(1)の構造単位を2個以上有するエポキ
シ樹脂又はフェノール樹脂と、下記平均組成式(2)で
示されるオルガノポリシロキサンとを反応させて得られ
る共重合体であり、(II)硬化物中のオルガノポリシ
ロキサン成分が、相分離構造を形成しないものであり、
(III)(A),(B)成分と(D)成分の重量比
が、300/100≦(D)/{(A)+(B)}≦1
500/100の関係を満たす導電性樹脂組成物が、エ
ポキシ樹脂及びフェノール樹脂の接着性・耐熱性・耐湿
性と、シリコーン樹脂の柔軟性・耐衝撃性とを兼ね備
え、接着界面で発生するストレスを十分に吸収し得る為
に、電子部品の電気的・機械的な接続に現行の半田や導
電性樹脂組成物の代用品として好適に用いられることを
見出し、本発明をなすに至った。
(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進剤、(D)導電
性充填剤を必須成分とする導電性樹脂組成物において、
以下の(I)乃至(III)を満たすことを特徴とする
導電性樹脂組成物、 (I)(A)及び/又は(B)成分が、1分子中に下記
式(1)の構造単位を2個以上有するエポキシ樹脂又は
フェノール樹脂と、下記平均組成式(2)で示されるオ
ルガノポリシロキサンとを反応させて得られる共重合体
である。
基若しくはカルボキシル基を含有する1価の有機基、水
素原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアルケニルオ
キシ基を示し、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基
を示し、a,bは0.001≦a≦1、1≦b≦3、1
≦a+b≦4を満足する正数である。また、1分子中の
ケイ素原子の数は1〜1000の整数であり、1分子中
のケイ素原子に直結した官能基R1の数は1以上の整数
である。) (II)硬化物中のオルガノポリシロキサン成分が、相
分離構造を形成しない。 (III)(A),(B)成分と(D)成分の重量比
が、300/100≦(D)/{(A)+(B)}≦1
500/100の関係を満たす。及び、上記導電性樹脂
組成物の硬化物により接続された電子部品を提供する。
する。本発明の導電性樹脂組成物においては、主剤とし
て(A)エポキシ樹脂、硬化剤として(B)フェノール
樹脂が用いられ、(A)成分と(B)成分の何れか一
方、又は両方が、オルガノポリシロキサンにより変性さ
れたシリコーン変性樹脂であることを必須とする。
説明する。本発明に用いられるシリコーン変性樹脂の原
料となるエポキシ樹脂又はフェノール樹脂は、1分子中
に下記式(1)の構造単位を2個以上、好ましくは2〜
10個、より好ましくは2〜5個有するものである。
ことの理由は、以下の通りである。上記のエポキシ樹脂
又はフェノール樹脂をオルガノポリシロキサンと反応さ
せる場合、式(1)のR3又はR4のいずれか一方が後述
する式(2)中の官能基であるR1と反応する。ここで
式(1)の構造単位が1個であり、且つR3と官能基R 1
が反応する場合、式(1)の部位からエポキシ基或いは
フェノール性水酸基が失われ、エポキシ樹脂或いはフェ
ノール樹脂としての機能を失う。また、式(1)の構造
単位が1個であり、且つR4と官能基R1が反応する場
合、同一のベンゼン環上にエポキシ基又はフェノール性
水酸基とオルガノポリシロキサンとの両方が存在するこ
とになり、立体因子により反応性が低下する。一方、式
(1)の構造単位が2個以上である場合、エポキシ樹脂
又はフェノール樹脂とオルガノポリシロキサンとの配合
比を制御すれば、一部のベンゼン環上ではエポキシ基又
はフェノール性水酸基とオルガノポリシロキサンの一方
のみが存在することが可能になり、反応性を維持するこ
とが可能となる。また、式(1)の構造単位が1個であ
る場合よりも2個以上である場合の方が、シリコーン変
性樹脂の官能基数が増大して硬化物の架橋密度が向上
し、その結果、機械的強度・耐熱性・耐湿性が向上す
る。
中でも、特に下記一般式(3),(4)又は(5)で示
されるものが望ましい。
るエポキシ樹脂及びフェノール樹脂として、より具体的
には、以下の構造の化合物が挙げられる。
の分子量は、特に限定されるものではないが、シリコー
ン変性樹脂の粘度を低くし、樹脂組成物の作業性を向上
させるためには、なるべく低分子量であることが望まし
い。具体的には、nは0〜10、mは0〜5、特にnは
0〜5(R5:−CH2−の場合)、或いは
原料となるオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式
(2)で示される構造を有するものである。 (R1)a(R2)bSiO(4-a-b)/2 (2) (但し、式中R1はアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシ
基若しくはカルボキシル基を含有する1価の有機基、水
素原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアルケニルオ
キシ基を示し、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基
を示し、a,bは0.001≦a≦1、1≦b≦3、1
≦a+b≦4を満足する正数である。また、1分子中の
ケイ素原子の数は1〜1000の整数であり、1分子中
のケイ素原子に直結した官能基R1の数は1以上の整数
である。)
としては、下記に例示されるアミノ基又はN−置換アミ
ノ基で置換されたアルキル基などが挙げられる。
のもので例示される、グリシジルオキシ基又は3,4−
エポキシシクロヘキシル基で置換されたアルキル基など
が挙げられる。
記のもので例示されるヒドロキシ基又はヒドロキシフェ
ニル基で置換されたアルキル基などが挙げられる。
る。)
下記のもので例示される末端カルボキシル基置換アルキ
ル基などが挙げられる。
子、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ
基であり、水素原子、ヒドロキシ基はそれぞれケイ素原
子に結合してヒドロシリル基(SiH基)、シラノール
基(SiOH基)を形成するものである。
8、特に1〜4のものが好ましく、例えば、メトキシ
基、エトキシ基、iso−プロポキシ基、n−プロポキ
シ基、sec−プロポキシ基,n−ブトキシ基、sec
−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキ
シ基、n−ペンチルオキシ基、sec−ペンチルオキシ
基、シクロペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、
シクロヘキシルオキシ基等の直鎖状、分岐状もしくは環
状のものが挙げられる。好ましくは、下記のものが挙げ
られる。
6、特に2〜4のものが好ましく、アルケニルオキシ基
の例としては、ビニルオキシ基、プロペニルオキシ基、
イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基等が挙
げられる。
水素基としては、炭素数1〜10、特に1〜6のものが
好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t
ert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキ
シル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等の
アルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテ
ニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のア
リール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキ
ル基等や、これらの炭化水素基の水素原子の一部又は全
部をハロゲン原子などで置換したハロゲン置換1価炭化
水素基等を挙げることができる。
b≦3、1≦a+b≦4を満足する正数であるが、特に
0.01≦a≦0.1、1.8≦b≦2、1.85≦a
+b≦2.1の正数であることが好ましい。また、1分
子中のケイ素原子数は1〜1000の整数であるが、好
ましくは2〜100の整数、より好ましくは5〜60の
整数であることが望ましい。また、1分子中のケイ素原
子に直結した官能基R 1の数は1以上、好ましくは2〜
5の整数、更に好ましくは2である。
は、例えば下記式(6)で示されるオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサンや下記式(7)で示されるアミノ
基、エポキシ基、ヒドロキシ基又はカルボキシル基含有
オルガノポリシロキサンなどが挙げられる。
(2)のR2と同じ非置換又は置換1価炭化水素基、好
ましくはメチル基又はフェニル基を示し、Xはアミノ
基、エポキシ基、ヒドロキシ基又はカルボキシル基含有
1価炭化水素基などを示し、式(2)のR1に示される
ものと同様のものを挙げることができる。pは0〜9
8、特に3〜58の整数であることが望ましく、qは0
〜20、特に0〜5の整数であることが望ましい。
して、具体的には下記のオルガノポリシロキサンを挙げ
ることができる。なお、各式におけるシロキサン単位の
繰り返し数は一例として示したものであり、それぞれ上
記p,qに相当する範囲で任意の整数であってもよい。
は、特に限定されるものではないが、100〜10,0
00、特に500〜5,000が望ましい。オルガノポ
リシロキサンの分子量が上記範囲にある場合、シリコー
ン変性樹脂の硬化物は相分離を起こさず均一であり、柔
軟性・耐衝撃性に優れるシリコーン樹脂の特性と、接着
性・耐熱性・耐湿性に優れるエポキシ樹脂及びフェノー
ル樹脂の特性とを兼ね備えることが可能である。ここ
で、分子量が100未満であると得られる硬化物は剛直
で脆くなる場合があり、分子量が10,000より大き
いと相分離が起こる場合がある。
特に制限されるものではなく、後述するシリコーン変性
樹脂中のオルガノポリシロキサン成分の含有量が80重
量%以下を満足する量であることが望ましい。
リコーン変性樹脂を得る方法としては、特に制限される
ものではなく、公知の方法が採用されるが、特に、アル
ケニル基含有エポキシ樹脂或いはアルケニル基含有フェ
ノール樹脂中のアルケニル基と、ケイ素原子に結合した
水素原子(SiH基)を少なくとも1個含有するオルガ
ノポリシロキサン(即ち、オルガノハイドロジェンポリ
シロキサン)中のSiH基とのヒドロシリル化付加反応
により得られたものであることが好ましい。
の硬化物中のオルガノポリシロキサン成分が相分離構造
を形成せず、均一であることが必須である。この相分離
を支配する要因としては、シリコーン変性樹脂(シリコ
ーン変性エポキシ樹脂又はシリコーン変性フェノール樹
脂)中のオルガノポリシロキサン成分の含有量と、有機
樹脂成分全体(即ち、シリコーン変性エポキシ樹脂或い
はシリコーン変性フェノール樹脂と、後述するエポキシ
樹脂或いはフェノール樹脂との合計)におけるオルガノ
ポリシロキサン成分の含有量の2つが挙げられる。
リシロキサン成分の含有量は、80重量%以下、特に7
0重量%以下であることが望ましい。含有量が80重量
%よりも多い場合、シリコーン変性樹脂中でオルガノポ
リシロキサン成分が相分離構造を形成して不均一になる
おそれがあり、これを樹脂組成物中に添加すると、やは
りオルガノポリシロキサン成分が相分離構造を形成して
不均一になる。その結果、オルガノポリシロキサン成分
の含有量が多いために柔軟性・耐衝撃性に優れるシリコ
ーン樹脂の特性は維持されるものの、接着性・耐熱性・
耐湿性に優れるエポキシ樹脂又はフェノール樹脂の特性
が失われる。なお、この下限は特に限定されないが、1
0重量%以上、好ましくは20重量%以上であることが
望ましい。このオルガノポリシロキサン成分の含有量が
少なすぎると、後述する有機樹脂成分全体におけるオル
ガノポリシロキサン成分の含有量を好適な範囲に制御す
ることが困難になる場合がある。
ポリシロキサン成分の含有量は、10重量%以上、特に
20重量%以上であることが望ましい。含有量が10重
量%よりも少ない場合、オルガノポリシロキサン成分が
相分離構造を形成して不均一になるおそれがある。その
結果、オルガノポリシロキサン成分の含有量が少ないた
めに接着性・耐熱性・耐湿性に優れるエポキシ樹脂又は
フェノール樹脂の特性は維持されるものの、柔軟性・耐
衝撃性に優れるシリコーン樹脂の特性が失われる。な
お、この上限は特に制限されないが、前述したシリコー
ン変性樹脂中のオルガノポリシロキサン成分の含有量と
同様の理由で、80重量%以下であることが好ましい。
脂の粘度及びエポキシ当量或いはシリコーン変性フェノ
ール樹脂の粘度及びフェノール性水酸基当量は、特に限
定されるものではなく、室温で液状のものから固体状の
ものまで用途に応じて任意に設定し得るものである。特
に室温で液状の樹脂組成物に関しては、シリコーン変性
エポキシ樹脂の粘度は、25℃において0.01〜10
0Pa・s(パスカル・秒)、特に0.1〜20Pa・
sであることが好ましく、また、シリコーン変性エポキ
シ樹脂のエポキシ当量は、100〜2,000、特に2
00〜1,000であることが好ましい。
25℃において0.01〜200Pa・s、特に0.1
〜100Pa・sであることが好ましく、また、シリコ
ーン変性フェノール樹脂のフェノール性水酸基当量は、
100〜2,000、特に200〜1,000であるこ
とが好ましい。
コーン変性エポキシ樹脂とシリコーン変性フェノール樹
脂とは併用することが好ましい。
ーン変性樹脂の配合量は、特に限定されるものではない
が、有機樹脂成分(即ち、シリコーン変性エポキシ樹脂
或いはシリコーン変性フェノール樹脂と、後述するエポ
キシ樹脂或いはフェノール樹脂との合計)100重量部
に対してオルガノポリシロキサン含有量が10重量部以
上、特に20重量部以上であることが望ましい。オルガ
ノポリシロキサン含有量が10重量部未満の場合、硬化
物が剛直で脆くなり、柔軟性・耐衝撃性に優れるシリコ
ーン樹脂の特性が失われるおそれがある。
シ樹脂、(B)フェノール樹脂には、上記のシリコーン
変性樹脂に加えて、公知のエポキシ樹脂やフェノール樹
脂を用いることができる。
とも2個のエポキシ基を有するものであれば、分子構
造、分子量等に制限はなく、従来から知られている種々
のエポキシ樹脂の中から適宜選択して使用することがで
きる。使用するエポキシ樹脂としては、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等
のビスフェノール型エポキシ樹脂、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
脂等のノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタ
ン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ
樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂及びそ
の重合物、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフ
タレン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエ
ン−フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル
型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン
化エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのエポキシ樹脂は
単独又は2種以上混合して用いることができる。
にフェノール性水酸基を2個以上有するフェノール樹脂
を好適に使用することができ、具体的には、ビスフェノ
ールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノ
ール型樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノ
ボラック樹脂等のノボラック樹脂、トリフェノールメタ
ン型樹脂、トリフェノールプロパン型樹脂等のトリフェ
ノールアルカン型樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ビフェニル型フェノール樹
脂、ナフタレン型フェノール樹脂、シクロペンタジエン
型フェノール樹脂などが挙げられる。これらの硬化剤は
単独又は2種以上混合して用いることができる。
(A)のエポキシ樹脂(シリコーン変性エポキシ樹脂、
エポキシ樹脂)と成分(B)のフェノール樹脂(シリコ
ーン変性フェノール樹脂、フェノール樹脂)の配合比
は、当量比で0.8≦(エポキシ基)/(フェノール性
水酸基)≦1.25であることが望ましく、特に0.9
≦(エポキシ基)/(フェノール性水酸基)≦1.1で
あることが望ましい。当量比がこの範囲にない場合は一
部未反応になり、硬化物の特性、更にはこれを用いる電
子部品の性能に支障をきたすおそれがある。
分としてエポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化促進剤が
用いられる。硬化促進剤としては、特に限定されない
が、具体的には有機リン系化合物、イミダゾール化合
物、3級アミン化合物等の塩基性有機化合物から選ばれ
る1種又は2種以上が挙げられ、特に耐湿信頼性を考慮
すると有機リン系化合物が望ましい。
−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、4−
メチルイミダゾール、4−エチルイミダゾール、2−フ
ェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダ
ゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シア
ノエチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4
−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フ
ェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が
挙げられる。
チルアミン、ベンジルジメチルアミン、ベンジルトリメ
チルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン等の窒
素原子に結合する置換基としてアルキル基やアラルキル
基を有するアミン化合物、1,8−ジアザビシクロ
[5.4.0]ウンデセン−7及びそのフェノール塩、
オクチル酸塩、オレイン酸塩などのシクロアミジン化合
物やその有機酸との塩、或いは下記式の化合物などのシ
クロアミジン化合物と4級ホウ素化合物との塩又は錯塩
などが挙げられる。
ェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−
メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)
ホスフィン等のトリオルガノホスフィン、トリフェニル
ホスフィン・トリフェニルボラン等のトリオルガノホス
フィンとトリオルガノボランとの塩、テトラフェニルホ
スホニウム・テトラフェニルボレート等のテトラオルガ
ノホスホニウムとテトラオルガノボレートとの塩などが
挙げられる。
[(A)、(B)成分の合計]100重量部に対して、
0.1〜10重量部であることが望ましく、特に0.5
〜5重量部であることが望ましい。硬化促進剤が0.1
重量部未満である場合は樹脂組成物が硬化不十分になる
おそれがあり、また10重量部より多い場合は樹脂組成
物の保存性に支障をきたすおそれがある。
分として導電性充填剤が用いられる。導電性充填剤の材
質・形状・粒径は特に限定されるものではなく、材質は
金、銀、銅、錫、亜鉛、ニッケル、コバルト、鉄、マン
ガン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の各
種の金属やこれらの合金が挙げられ、形状は、球状、粒
状、鱗片状、針状等が挙げられる。また、シリカ、アル
ミナ、有機樹脂、シリコーンゴム等の絶縁性粉末の表面
を上記の各種の金属で蒸着、或いはメッキした粉末を用
いても良い。粒径は0.1〜100μm、特に1〜50
μmであることが望ましい。
重量比で300/100≦(D)/{(A)+(B)}
≦1500/100の関係を満たすものである。この中
でも400/100≦(D)/{(A)+(B)}≦1
200/100、特に500/100≦(D)/
{(A)+(B)}≦900/100であることが望ま
しい。重量比が(D)/{(A)+(B)}<300/
100である場合は導電性が不十分であり、また150
0<(D)/{(A)+(B)}である場合は粘度が高
くて、作業性が悪い、或いは硬化物が剛直になり、柔軟
性・耐衝撃性を損なう。なお、硬化物の体積抵抗率は、
室温において10-2Ω・cm以下、特に10-3Ω・cm
以下であることが望ましい。
電性充填剤に加えてシリカ、アルミナ、タルク、マイ
カ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の絶縁性充填剤、その他
に難燃剤、イオントラップ剤、ワックス、着色剤、接着
助剤等を本発明の目的を損なわない範囲で添加すること
ができる。
剤を添加することができ、これにより、粘度が低くなる
ために作業性が向上し、また硬化中に溶剤が除去されて
体積収縮が起こるために導電性が向上する。溶剤の種類
や添加量は、特に限定されないが、溶剤として具体的に
は、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、アニソ
ール、ジグライム、トリグライム等のエーテル類、シク
ロヘキサノン、2−ブタノン、メチルイソブチルケト
ン、メチルエチルケトン、2−ヘプタノン、2−オクタ
ノン、アセトフェノン等のケトン類、酢酸ブチル、安息
香酸メチル、γ−ブチロラクトン、2−ヒドロキシプロ
パン酸メチル等のエステル類、エチルセルソルブアセテ
ート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセ
テート等のセロソルブ類、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−
ピロリドン等のアミド類、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素類、或いは炭素数8以上の脂肪族炭化水素類
等が挙げられ、特にシクロヘキサノン、メチルエチルケ
トン、エチルセルソルブアセテート、カルビトールアセ
テートが望ましい。溶剤の添加量としては、導電性樹脂
組成物100重量部に対して0.1〜50重量部、特に
1〜10重量部添加することが望ましい。
知の方法により混合することができる。樹脂組成物がペ
ースト状である場合はミキサー等を用いることができ、
固形である場合はロール、ルーダー等を用いることがで
きる。必要に応じて混合順序、時間、温度、気圧等の条
件を選定することにより、目的とする樹脂組成物を得る
ことができる。
は、特に限定されるものではなく、室温で固体状のもの
から液状のものまで用途に応じて任意に設定されるもの
であるが、特に液状の樹脂組成物の場合には、25℃に
おいて10〜1,000Pa・sであることが好まし
い。
電気的・機械的な接続に好適に用いられる。本発明の樹
脂組成物を用いて電子部品を接続する方法、条件は、常
法とすることができるが、この加熱硬化条件としては、
80〜200℃で、30〜300分とすることが好まし
い。
ては、その硬化物中のオルガノポリシロキサン成分が相
分離構造を形成せず、均一であることが必須であり、硬
化物中のオルガノポリシロキサン成分が均一であること
は、その外観によって判断され、透明である場合は均
一、不透明である場合は不均一である。
脂及びフェノール樹脂の接着性・耐熱性・耐湿性と、シ
リコーン樹脂の柔軟性・耐衝撃性とを兼ね備え、接着界
面で発生するストレスを十分に吸収し得る為に、電子部
品の電気的・機械的な接続に、現行の半田や導電性樹脂
組成物の代用品として好適に用いられ、またこれを用い
ることにより信頼性に優れる電子部品が得られるもので
ある。
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定
されるものではない。
ダプターと環流管を取り付けたフラスコに、下記式
(8)のエポキシ樹脂42.0g(0.10mol)と
トルエン168.0gを入れ、130℃/2時間で共沸
脱水を行った。これを100℃に冷却し、触媒(信越化
学工業(株)製CAT−PL−50T)0.5gを滴下
し、直ちに下記式(14)のオルガノポリシロキサン3
6.3g(0.05mol)とトルエン145.2gの
混合物を30分程度で滴下し、更に100℃/6時間で
熟成した。これからトルエンを除去し、黄色透明液体
(η=5Pa・s/25℃,エポキシ当量400,オル
ガノポリシロキサン含有量46.4重量部)を得た。こ
れを化合物Aとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(8)のエポキシ樹脂42.0g(0.10
mol)とトルエン168.0gを入れ、130℃/2
時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却し、触
媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50T)0.
5gを滴下し、直ちに下記式(15)のオルガノポリシ
ロキサン110.3g(0.05mol)とトルエン4
41.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に100
℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去し、黄
色透明液体(η=2Pa・s/25℃,エポキシ当量7
70,オルガノポリシロキサン含有量72.4重量部)
を得た。これを化合物Bとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(8)のエポキシ樹脂42.0g(0.10
mol)とトルエン168.0gを入れ、130℃/2
時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却し、触
媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50T)0.
5gを滴下し、直ちに下記式(16)のオルガノポリシ
ロキサン221.3g(0.05mol)とトルエン8
85.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に100
℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去し、黄
色不透明液体(η=1Pa・s/25℃,エポキシ当量
770,オルガノポリシロキサン含有量84.0重量
部)を得た。これを化合物Cとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(8)のエポキシ樹脂42.0g(0.10
mol)とトルエン168.0gを入れ、130℃/2
時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却し、触
媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50T)0.
5gを滴下し、直ちに下記式(17)のオルガノポリシ
ロキサン122.9g(0.05mol)とトルエン4
91.6gの混合物を30分程度で滴下し、更に100
℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去し、黄
色透明液体(η=4Pa・s/25℃,エポキシ当量8
30,オルガノポリシロキサン含有量74.5重量部)
を得た。これを化合物Dとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、下記式(9)のエポキシ樹脂37.8g(0.10
mol)とトルエン151.2gを入れ、130℃/2
時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却し、触
媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50T)0.
5gを滴下し、直ちに上記式(14)のオルガノポリシ
ロキサン36.3g(0.05mol)とトルエン14
5.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に100℃
/6時間で熟成した。これからトルエンを除去し、黄色
透明液体(η=3Pa・s/25℃,エポキシ当量37
0,オルガノポリシロキサン含有量49.0重量部)を
得た。これを化合物Eとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、下記式(10)のエポキシ樹脂58.0g(0.1
0mol)とトルエン232.0gを入れ、130℃/
2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却し、
触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50T)
0.5gを滴下し、直ちに上記式(15)のオルガノポ
リシロキサン110.3g(0.05mol)とトルエ
ン441.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に1
00℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去
し、黄色透明液体(η=5Pa・s/25℃,エポキシ
当量850,オルガノポリシロキサン含有量65.5重
量部)を得た。これを化合物Fとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、下記式(11)のフェノール樹脂30.8g(0.
10mol)とトルエン123.2gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(14)のオルガ
ノポリシロキサン36.3g(0.5mol)とトルエ
ン145.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に1
00℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去
し、褐色透明液体(η=20Pa・s/25℃,フェノ
ール当量340,オルガノポリシロキサン含有量54.
1重量部)を得た。これを化合物Gとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(11)のフェノール樹脂30.8g(0.
10mol)とトルエン123.2gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(15)のオルガ
ノポリシロキサン110.3g(0.05mol)とト
ルエン441.2gの混合物を30分程度で滴下し、更
に100℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除
去し、褐色透明液体(η=10Pa・s/25℃,フェ
ノール当量720,オルガノポリシロキサン含有量7
8.2重量部)を得た。これを化合物Hとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(11)のフェノール樹脂30.8g(0.
10mol)とトルエン123.2gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(16)のオルガ
ノポリシロキサン221.3g(0.05mol)とト
ルエン885.2gの混合物を30分程度で滴下し、更
に100℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除
去し、褐色不透明液体(η=6Pa・s/25℃,フェ
ノール当量720,オルガノポリシロキサン含有量8
7.8重量部)を得た。これを化合物Iとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、上記式(11)のフェノール樹脂30.8g(0.
10mol)とトルエン123.2gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(17)のオルガ
ノポリシロキサン122.9g(0.05mol)とト
ルエン491.6gの混合物を30分程度で滴下し、更
に100℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除
去し、褐色透明液体(η=16Pa・s/25℃,フェ
ノール当量770,オルガノポリシロキサン含有量8
0.0重量部)を得た。これを化合物Jとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、下記式(12)のフェノール樹脂26.6g(0.
10mol)とトルエン106.4gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(14)のオルガ
ノポリシロキサン36.3g(0.05mol)とトル
エン145.2gの混合物を30分程度で滴下し、更に
100℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除去
し、褐色透明液体(η=12Pa・s/25℃,フェノ
ール当量315,オルガノポリシロキサン含有量58.
1重量部)を得た。これを化合物Kとする。
計、エステルアダプターと環流管を取り付けたフラスコ
に、下記式(13)のフェノール樹脂41.2g(0.
10mol)とトルエン164.8gを入れ、130℃
/2時間で共沸脱水を行った。これを100℃に冷却
し、触媒(信越化学工業(株)製CAT−PL−50
T)0.5gを滴下し、直ちに上記式(15)のオルガ
ノポリシロキサン110.3g(0.05mol)とト
ルエン441.2gの混合物を30分程度で滴下し、更
に100℃/6時間で熟成した。これからトルエンを除
去し、褐色透明液体(η=20Pa・s/25℃,フェ
ノール当量760,オルガノポリシロキサン含有量7
2.8重量部)を得た。これを化合物Lとする。
C,D,E,F,G,H,I,J,K,L、ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂M(η=15Pa・s/25℃、
エポキシ当量180)、フェノールノボラック樹脂N
(軟化点55℃、フェノール当量100)、TPP(ト
リフェニルホスフィン)、銀粉(鱗片状、平均粒径5μ
m)、KBM−403(信越化学工業製、シランカップ
リング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン)、溶剤(エチルセルソルブアセテート)をそれぞれ
表1及び表2に示す通りに配合し、ミキサーを用いて混
合して、実施例1〜7、比較例1〜3の導電性樹脂組成
物を得た。これらの導電性樹脂組成物について、以下の
(a)〜(h)の諸試験を行い、表1及び表2に示す結
果を得た。なお、オルガノポリシロキサン含有量は、合
成例の配合量から算出した。また、硬化条件は、特記し
ない限り100℃/5分+150℃/1時間である。
いたものを1mm厚の膜状の試験片とし、これについて
外観観測を行った。ここで、透明であるものは相分離構
造を形成せずに均一なものであり、不透明であるものは
相分離構造を形成するものである。 (b)硬化物のガラス転移温度(Tg) 5mm×5mm×15mmの試験片を作製し、これをT
MAで毎分5℃で昇温した場合のガラス転移温度(T
g)の値を測定した。 (c)硬化物の吸湿率 50mmφ×3mmの試験片を作製し、これと121℃
/100%RH/2atm/72時間放置した後との重
量変化を測定した。 (d)硬化物の引張弾性率 JIS K 7113に基づき、25℃の引張り弾性率
を測定した。 (e)硬化物の体積抵抗率(ρv) JIS K 6911に基づき、25℃の体積抵抗率を
測定した。 (f)耐衝撃性 ガラス板(30mm×50mm×1mm)の中央に、表
1及び表2に示す配合の導電性樹脂組成物を1mg塗布
後、100℃/5分の条件で乾燥し、これにシリコンチ
ップ(7mm×7mm×0.3mm)を搭載したのち、
150℃/1時間の条件で硬化させて試験片を得た。こ
の試験片20個を、シリコンチップを下にして1.5m
の高さからコンクリート上に10回、30回、100回
落下させ、破壊試験片数/総試験片数を測定した。 (g)耐冷熱サイクル性 銅フレーム(150μm厚)に、表1及び表2に示す配
合の導電性樹脂組成物を20mm×20mm×50μm
で塗布後、100℃/5分の条件で乾燥し、この上にシ
リコンチップ(20mm×20mm×0.3mm)を搭
載したのち、150℃/1時間の条件で硬化させて試験
片を得た。この試験片20個を240℃半田浴/10秒
と液体窒素/10秒とを10回、30回、100回往復
させ、クラック、剥離発生試験片数/総試験片数を測定
した。 (h)チップの反り 試験(g)と同様に作製した試験片20個のチップ表面
を測定し、チップ中央と4隅の高低差の平均値を算出し
た。
の電気的・機械的な接続の為に、現行の半田や導電性樹
脂組成物の代用品として好適に用いられ、エポキシ樹脂
及びフェノール樹脂の接着性・耐熱性・耐湿性と、シリ
コーン樹脂の柔軟性・耐衝撃性とを兼ね備え、これによ
り接着界面で発生するストレスを十分に吸収し得るもの
であり、これを用いた電子部品は信頼性に優れるもので
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)導電性充填剤を必須成
分とする導電性樹脂組成物において、以下の(I)乃至
(III)を満たすことを特徴とする導電性樹脂組成
物。 (I)(A)及び/又は(B)成分が、1分子中に下記
式(1)の構造単位を2個以上有するエポキシ樹脂又は
フェノール樹脂と、下記平均組成式(2)で示されるオ
ルガノポリシロキサンとを反応させて得られる共重合体
である。 【化1】 (R1)a(R2)bSiO(4-a-b)/2 (2) (但し、式中R1はアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシ
基若しくはカルボキシル基を含有する1価の有機基、水
素原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアルケニルオ
キシ基を示し、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基
を示し、a,bは0.001≦a≦1、1≦b≦3、1
≦a+b≦4を満足する正数である。また、1分子中の
ケイ素原子の数は1〜1000の整数であり、1分子中
のケイ素原子に直結した官能基R1の数は1以上の整数
である。) (II)硬化物中のオルガノポリシロキサン成分が、相
分離構造を形成しない。 (III)(A),(B)成分と(D)成分の重量比
が、300/100≦(D)/{(A)+(B)}≦1
500/100の関係を満たす。 - 【請求項2】 1分子中に上記式(1)の構造単位を2
個以上有するエポキシ樹脂又はフェノール樹脂が、下記
一般式(3),(4)又は(5)で示されることを特徴
とする請求項1記載の導電性樹脂組成物。 【化2】 - 【請求項3】 電子部品用接着剤である請求項1又は2
記載の導電性樹脂組成物。 - 【請求項4】 請求項3記載の導電性樹脂組成物の硬化
物により接続された電子部品。
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