JP2004137345A - 導電性接着剤およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低く、かつ低粘度で精密印刷が可能で、接着強度が大きく、かつ塗膜硬度の大きい導電性接着剤を提供すること、およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】導電性金属粉として平均粒子径０．１〜１．２μｍのＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔのいずれかまたはそれらの混合物を用い、結着樹脂としてポリエステル、エポキシ、アクリルなどの熱硬化性樹脂またはこれらの混合物を用い、粉体粒子の体積平均粒子径を５〜１５μｍとし、導電性金属粉を７０〜９０％含有させ、石油系溶剤に分散させる。
また、結着樹脂と導電性金属粉とを乾式混合し、熱溶融混練し、押出し後、粉砕、分級して粉体粒子を得、該粉体粒子と該結着樹脂を溶解しない液体とを混合することを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】導電性金属粉として平均粒子径０．１〜１．２μｍのＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔのいずれかまたはそれらの混合物を用い、結着樹脂としてポリエステル、エポキシ、アクリルなどの熱硬化性樹脂またはこれらの混合物を用い、粉体粒子の体積平均粒子径を５〜１５μｍとし、導電性金属粉を７０〜９０％含有させ、石油系溶剤に分散させる。
また、結着樹脂と導電性金属粉とを乾式混合し、熱溶融混練し、押出し後、粉砕、分級して粉体粒子を得、該粉体粒子と該結着樹脂を溶解しない液体とを混合することを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気・電子回路形成用導電性接着剤に関し、特にファインラインの作製や電子回路の精密部材の接合に好適な導電性接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電気電子部品の組立あるいは基板への接着には、優れた導電性や高い信頼性の点からＳｎ−Ｐｂ共晶はんだが広く使用されてきた。ところで、近年における機器の軽薄短小化に伴って半導体素子は小型化・高機能化が進み、それに伴い接続端子の幅および間隔も微細になり、かつ接続端子も増加してきた。このように微細ピッチの多数接続端子化が進むと、はんだ付け時にブリッジ現象を起こす危険性があることから微細ピッチへの対応には限界があった。それに加え、はんだはリフロー温度が高いために接続できる部材に制約があり、さらに鉛を含有していることから環境保護面での問題も有していた。
【０００３】
そこで、はんだに代わる接続材料として、近年、電気・電子工業用導電性接着剤の応用技術が急速に拡大して来ており、多種にわたる導電性金属粉が単独で、あるいは混合して導電性接着剤の素材として活用されている。導電性接着剤としては、導電性機能材料としての導電性金属粉や導電性金属レジオネートを、有機または無機バインダー、金属酸化物からなる粘性を付与する物質と混練分散してペースト状にしたものが一般的である。従来、このような導電性接着剤においては、導電性金属粉の含有量は７５重量％程度が限界であったが、近年、回路の導電性の点から比抵抗をより小さくすることが要請され、導電性金属粉やバインダーに関する種々の研究により導電性金属粉の含有率は９５重量％まで高められ、比抵抗を実用レベルまで減少させ得ることが報告されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６６９５６号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開平１１−８０６９５号公報（第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性接着剤の比抵抗を小さくするために金属粉の含有量を多くすると、金属粉を均一に分散することが困難になるとともに、導電性接着剤が高粘度化する。このため、例えばスクリーン印刷での導電性接着剤によるファインラインの形成が困難になったり、精密部品の接合が難しくなったり、しかも接着力が弱いといった問題が生じていた。
【０００６】
よって、本発明は、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤およびその製造方法を提供することを目的としている。また、本発明は、導電性金属粉をより多く含有しながら塗膜硬度が大きく、かつ貯蔵安定性にも優れる導電性接着剤およびその製造方法を提供することも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、この結着樹脂を溶解せずに分散させる分散媒とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
従来の導電性接着剤は、導電性金属粉を有機または無機バインダー、金属酸化物からなる粘性を付与する物質と混練分散してペースト状にしたものが一般的であった。このような導電性接着剤では、導電性金属粉の含有量を９５％まで高めることが可能とされてはいるが、高い粘性を有するという問題は解決されるに至っていない。また、この高い粘性のため、精密部品の接合や、スクリーン印刷におけるファインラインの形成が困難であった。本発明の導電性接着剤では、従来の導電性接着剤のように導電性金属粉が液状のバインダー中に分散しているのではなく、導電性金属粉が結着樹脂中および表面に保持されて粉体粒子を構成しており、この粉体粒子が、分散媒中に溶解・膨潤せずに分散している。粉体粒子が溶解せずに粒子の形状を保って分散媒中に分散していることから、粘度が非常に低く抑えられ、また、粘度を増加させることなく導電性金属粉の含有量を増やすことが可能である。
【０００９】
このような本発明の導電性接着剤によると、比抵抗が低くしかも接着強度が大きいだけではなく、粘性が非常に低いことから、従来では困難であった精密部品の接着や、スクリーン印刷におけるファインラインの形成も容易に行うことが可能となる。
【００１０】
また本発明の導電性接着剤の製造方法は、少なくとも結着樹脂と導電性金属粉とを乾式混合し、熱溶融混練し、これを押出し後、粉砕、分級して粉体粒子を得、該粉体粒子と該結着樹脂を溶解しない分散媒とを混合することを特徴としており、このような製造方法によると、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、この粉体粒子を溶解せずに分散させる分散媒とを備えたことを特徴としているが、この導電性接着剤の実施形態について、以下に説明する。
【００１２】
本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子の体積平均粒子径が５μｍ未満になると、ファンデルワールス力などに起因する粒子間力が大きくなるため、当該粉体粒子が凝集しやすくなり、導電性接着剤中での分散が悪くなり、ファインラインの作製ができなくなったり、比抵抗を大きくしたりする。逆に、体積平均粒子径が２０μｍを越えると貯蔵安定性が悪くなる。よって、粉体粒子の体積平均粒子径は５〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍがより好ましい。これにより粉体粒子の分散媒中での分散状態が向上し、また、接着時に粉体粒子同士が密に詰まることで密着性に優れ、接着強度を増大させることが可能となる。なお、粉体粒子の体積平均粒子径は、コールターカウンターＴＡＩＩ型にて測定した値である（アパーチャーサイズ：１００、測定チャンネル３〜１４）。
【００１３】
本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子中の導電性金属粉の含有量は７０〜９０重量％であることが好ましく、７５〜８５重量％であることがより好ましい。含有量が７０重量％未満では、接着強度や塗膜硬度の点では有利であるが比抵抗が大きくなり、逆に９０重量％を越えると、比抵抗の点では有利であるが接着強度や塗膜硬度が小さくなるからである。
【００１４】
本発明の導電性接着剤において、導電性金属粉は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｆｅ等の金属粉の他に、ガラスビーズや樹脂ビーズの表面をそのような導電性金属でメッキまたは蒸着により被覆した粒子等が挙げられる。導電性金属は、導電性の点でＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔが好ましく、導電性とコストメリットとを両立する点でＡｇが特に好ましく、次いでＣｕが好ましい。
【００１５】
本発明の導電性金属粉の平均粒子径は、０．１〜１．２μｍが好適であり、これにより粉体粒子中での導電性金属粉の密着性が高めることができる。平均粒子径が０．１μｍ未満であると導電性金属粉の価格が高くなり、１．２μｍを越えると粉体粒子作製時の分散性が劣る。
【００１６】
また、本発明の導電性金属粉の形状は、導電性の点で球状及び／または扁平状であると金属粉同士の密着性が高まり、粉体粒子中にて接触点がより多くなり、従って、回路での金属粉同士の接触面積が大きくなり、結果的に比抵抗が減少するので好適である。
【００１７】
また、本発明の導電性接着剤の粉体粒子の結着樹脂は従来から導電性接着剤に使用されているものであれば特にその種類を問わないが、熱可塑性であると熱安定性が劣るので、熱硬化性であることが好ましい。
このような熱硬化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル・エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等が使用できるが、可撓性と耐熱性の点で、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル・エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂と併用する硬化剤や硬化促進剤としては、、二塩基酸類、イソシアネート類、アミン類、ポリアミド類、酸無水物類、ポリスルフィド類、三フッ化ホウ素、酸ジヒドラジド類、イミダゾール類、ジシアンジアミド類、イミダゾリン類、有機スズ化合物、ポリカルボン酸アミジン塩類等が挙げられる。流展剤としては、アクリルオリゴマー、シリコーン等が挙げられる。発泡防止剤としては、ベンゾイン等が挙げられる。
【００１８】
本発明の導電性接着剤に用いる分散媒は、導電性接着剤の粘度を上昇させず、短時間で均一に混合するために結着樹脂を溶解しないことが必要である。ここでいう溶解しないとは、増粘を伴う膨潤をもしないことを含む。分散媒が結着樹脂を溶解すると導電性接着剤の粘度が高くなり、ファインラインの作製や精密部材の接合に支障をきたす。また、導電性金属粉の分散が不均一になるので比抵抗を小さくできない。
【００１９】
本発明の導電性接着剤において、分散媒は石油系溶剤であることが好ましい。本発明においては、粉体粒子が溶解せずに分散している必要があるので、このような分散媒としては石油系溶剤が好適である。
【００２０】
本発明の導電性接着剤において、前記粉体粒子と前記分散媒の混合比は、重量で８０：２０〜９５：５の範囲内であると、上記粉体粒子が前記分散媒中に好適に分散できる。
【００２１】
次に本発明の導電性接着剤の製造方法について説明する。
粉体粒子を製造するには、結着樹脂および導電性金属粉、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、流展剤、発泡防止剤などを用意し、これをミキサーまたはブレンダー等を用いて乾式混合する。乾式混合後、ニーダーなどにより原材料を熱溶融混練し、押出し後冷却する。次に、冷却された溶融混練物を機械式または気流式の粉砕機を用いて粉砕し、その後、気流式の分級機により分級して、本発明の粉体粒子を得る。次にこの粉体粒子と結着樹脂を溶解しない液体とを、湿式混合し本発明の導電性接着剤を得る。湿式混合には、ボールミル、ロールミル、プラネタリーミキサー、アトライター、ディスパーなどが使用可能であるが、高濃度で均一な混合が可能なボールミルを用いることが好ましい。
【００２２】
このようにして得られた本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉を多量に含有することができるので、比抵抗が小さく、かつ低粘度であるので作業性がよく、ファインラインの作製や精密部材の接合に好適である。また、本発明の導電性接着剤は、電磁波シールド材料としても使用できる。
【００２３】
本発明の導電性接着剤は、スクリーン印刷、ディスペンサー塗布、スタンピング法などにより、絶縁基体、リード線、電極やリードフレームなどに塗布する。その後、オーブン、ヒートブロックなどの加熱装置を用いて加熱することにより回路形成や部材間の接合をすることができる。本発明の導電性接着剤の加熱条件は、樹脂が熱による劣化が起こらない範囲であれば特に制限はない。結着樹脂が熱硬化性樹脂の場合、一般的な温度範囲は１５０〜２２０℃であるが、固形の硬化剤を溶融する目的あるいはボイドの生成を防ぐ目的でこれより低い温度で予備加熱を行ってもよい。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示す。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
［実施例１］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）２１．３ｗｔ％
・硬化剤（ダイセルヒュルス製 商品名ペスタゴンＢ−１５３０、ブロックイソシアネート系） ３．４ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ、ジ−ｎ−オクチル錫マレイン酸塩） ０．１ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３、アクリルオリゴマー） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ、球状） ７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２６】
［実施例２］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）１２．６ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）２．１ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）８５．０ｗｔ％
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後ジェットミルで粉砕し、その後乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルでミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２７】
［比較例１］
・ポリエステルポリオール樹脂（大日本インキ社製商品名バーノックＤ６５２０）１０．８ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）１１．６ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）６７．５ｗｔ％
・シンナー（酢酸エチル、ブタノール、トルエンの混液） １０．０ｗｔ％
上記の配合比からなる原料を計量し、ボールミルでミキシングして比較用の導電性接着剤を得た。
【００２８】
［実施例３］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）２５．４ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）４．３ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、
平均粒子径０．６μｍ）７０．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２９】
［実施例４］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０） ８．５ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）１．２ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）９０．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３０】
［実施例５］
粉体粒子を体積平均粒子径５μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３１】
［実施例６］
粉体粒子を体積平均粒子径１５μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３２】
［実施例７］
粉体粒子を体積平均粒子径３μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３３】
［実施例８］
粉体粒子を体積平均粒子径２０μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３４】
［実施例９］
実施例１の銀粉を銅粉（福田金属箔粉社製、商品名：ＦＣＣ−１１６、平均粒子径０．６μｍ、球状）に変えた以外は、実施例１と同様にして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３５】
［実施例１０］
実施例１の銀粉を扁平銀粉（三井金属鉱業社製、商品名：ＭＦＰ−４０５０、平均粒子径０．６μｍ）に変えた以外は、実施例１と同様にして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３６】
［比較例２］
実施例１の石油系溶剤を、市販のシンナー（酢酸エチル、ブタノール、トルエンの混液）に変えた以外は、実施例１と同様にして比較用の導電性接着剤を得た。
【００３７】
［実施例１１］
・エポキシ樹脂（東都化成社製 商品名ＹＤ−０１４） ２３．１ｗｔ％
・硬化剤（日本カーバイト社製 商品名ジシアンジアミド２０００）１．６ｗｔ％
・硬化促進剤（四国化成社製 商品名キュアゾールＣ１１Ｚ、イミダゾール系）０．１ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３）０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、
平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１１０℃で溶融混練後ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして導電性接着剤を得た。
【００３８】
［実施例１２］
・ポリエステル樹脂（日本エステル社製 商品名ＥＲ−８１５５）
１１．７ｗｔ％・エポキシ樹脂（東都化成社製 商品名 ＹＤ−０１４） １１．７ｗｔ％
・硬化促進剤（ヘスタゴン社製 商品名Ｂ−６８、ポリカルボン酸のシクロアミジン塩）１．４ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３）０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し、体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３９】
［実施例１３］
・アクリル樹脂（三井化学社製 商品名ファインディックＰＤ７６９０）１９．４ｗｔ％
・硬化剤（宇部興産社製 商品名ドデカン２酸） ５．３ｗｔ％
・流展剤（三井化学社製 商品名レジミックスＲＬ−４、アクリル系）０．２ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し、体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％でボールミルによりミキシングして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００４０】
図１〜３は、本発明の実施例１において作製した粉体粒子の電子顕微鏡写真である。図１の倍率は７５０倍、図２は２０００倍、図３は７５００倍である。図１〜３の粉体粒子表面に見える微細な凹凸は、導電性金属粉（Ａｇ粒子）によるものである。
上記の実施例および比較例の導電性接着剤の接着強度、塗膜硬度、比抵抗、粘度、および貯蔵安定性を下記の試験方法により評価し、評価結果を表１に示す。
【００４１】
１．接着強度
ガラス板上に銅製リング（内径２１．５ｍｍφ×厚さ５ｍｍ）を乗せて、その空隙に接着剤を入れて、７５℃／１０分間の条件で仮硬化させた後に、銅製ピン（直径３ｍｍφ）を中心に埋め込み、１７５℃／１時間の条件で熱硬化させる。その後、常温（２０℃）下、及び高温（１５０℃）下でピンとリング間に５００ｇｆの引張荷重を掛け、１分間保持した後に常温にて引張強度を小型卓上試験機（島津製作所ＥＺイージーテスター）で求め、３ｋｇｆ以上を良好（○）、３ｋｇｆ未満を不良（×）とした。
【００４２】
２．塗膜硬度（鉛筆引っかき値）
ガラス板上に４０〜５０μｍの導電性接着剤の膜を形成し、該膜を１７５℃／１時間で硬化させた後、「ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．４鉛筆引っかき値」に規定されている方法で鉛筆引っかき値を塗膜のすり傷で評価し、その測定値を初期塗膜硬度とした。（試験機は、東洋精機社製、商品名：鉛筆引っかき試験器）
また、前記により硬化させて得た導電性接着剤の硬化物を、更に１５０℃の環境下に７２０時間放置し、鉛筆引っかき値を測定し初期塗膜硬度と比較し、硬度の変化を確認した。
【００４３】
３．比抵抗
前記２と同様にして硬化させて得た導電性接着剤の硬化物の表面にデジタルマルチメーター（フルーフ社製）を用いて１ｃｍの抵抗値（Ｒ）を測定し、次式で比抵抗を求めた。
比抵抗（体積固有抵抗値）＝ Ｒ×ｔ×１０−４Ωｃｍ
Ｒ：抵抗値（Ω） ｔ：膜厚（μｍ）
【００４４】
４．粘度
ＥＨＤ型回転粘度計（東京計器社製）を用いて粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。
測定条件：温度２０℃、ロータＮＯ．１〜２
【００４５】
５．貯蔵安定性
導電性接着剤をガラス容器に入れて密封し、恒温槽中に４０℃中に３０日間放置し、流動性の変化を目視で観察した。○：変化なし、△：やや悪くなった（実用上問題なし）、×：悪い（使用不可能）
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１に示したように、本発明の導電性接着剤は、従来の導電性接着剤と比較して粘度、比抵抗が小さく、かつ、接着強度、塗膜硬度が高く、優れた貯蔵安定性をも兼ね備えていることが分かった。
【００４８】
粉体粒子は通常、径が小さいほど粒子が密に充填され接着強度が上がると考えられるが、粉体粒子径３μｍの実施例７から分かるように、粉体粒子が小さすぎると粉体粒子が凝集しやすくなるため比抵抗が上昇し、接着強度が低下し、７２０時間経過後の塗膜硬度が減少するという傾向を有することが分かった。実施例１、５、６の結果から、粉体粒子径が５〜１５μｍの場合に、好適な接着強度と塗膜硬度を兼ね備えることが確認された。
【００４９】
導電性金属粉は、一般的に、含有量が多いほど比抵抗が減少して好適である。しかしながら、実施例４から分かるように、導電性金属粉の含有量が９０％では、好適な比抵抗を示すものの塗膜硬度及び接着強度が低下する傾向となることがわかった。これは、導電性金属粉を保持するバインダーである結着樹脂の含有量が低下したためであると考えられる。導電性金属粉の含有量は７５〜８５％の範囲内で良好な接着強度・塗膜硬度と比抵抗を兼ね備えることが分かった。
【００５０】
一方、従来の方法で作製した比較例１の導電性接着剤は、粘度が高く、比抵抗が大きく、接着強度や、塗膜硬度も劣っていた。
また、分散媒を石油系溶剤からシンナーに変えた比較例２では、比抵抗が著しく大きくなる。これは、結着樹脂の一部がシンナーに溶解して粘度が上がり、また、結着樹脂の一部が溶解・膨潤することで粉体粒子が互いに接着してしまい、分散が悪くなり比抵抗が大きくなると考えられる。本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子を溶解しない石油系溶剤の分散媒が必須の構成要素であることが確認された。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、結着樹脂を溶解しない分散媒とを備えることにより、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における粉体粒子を７５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の実施例１における粉体粒子を２０００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施例１における粉体粒子を７５００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気・電子回路形成用導電性接着剤に関し、特にファインラインの作製や電子回路の精密部材の接合に好適な導電性接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電気電子部品の組立あるいは基板への接着には、優れた導電性や高い信頼性の点からＳｎ−Ｐｂ共晶はんだが広く使用されてきた。ところで、近年における機器の軽薄短小化に伴って半導体素子は小型化・高機能化が進み、それに伴い接続端子の幅および間隔も微細になり、かつ接続端子も増加してきた。このように微細ピッチの多数接続端子化が進むと、はんだ付け時にブリッジ現象を起こす危険性があることから微細ピッチへの対応には限界があった。それに加え、はんだはリフロー温度が高いために接続できる部材に制約があり、さらに鉛を含有していることから環境保護面での問題も有していた。
【０００３】
そこで、はんだに代わる接続材料として、近年、電気・電子工業用導電性接着剤の応用技術が急速に拡大して来ており、多種にわたる導電性金属粉が単独で、あるいは混合して導電性接着剤の素材として活用されている。導電性接着剤としては、導電性機能材料としての導電性金属粉や導電性金属レジオネートを、有機または無機バインダー、金属酸化物からなる粘性を付与する物質と混練分散してペースト状にしたものが一般的である。従来、このような導電性接着剤においては、導電性金属粉の含有量は７５重量％程度が限界であったが、近年、回路の導電性の点から比抵抗をより小さくすることが要請され、導電性金属粉やバインダーに関する種々の研究により導電性金属粉の含有率は９５重量％まで高められ、比抵抗を実用レベルまで減少させ得ることが報告されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６６９５６号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開平１１−８０６９５号公報（第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性接着剤の比抵抗を小さくするために金属粉の含有量を多くすると、金属粉を均一に分散することが困難になるとともに、導電性接着剤が高粘度化する。このため、例えばスクリーン印刷での導電性接着剤によるファインラインの形成が困難になったり、精密部品の接合が難しくなったり、しかも接着力が弱いといった問題が生じていた。
【０００６】
よって、本発明は、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤およびその製造方法を提供することを目的としている。また、本発明は、導電性金属粉をより多く含有しながら塗膜硬度が大きく、かつ貯蔵安定性にも優れる導電性接着剤およびその製造方法を提供することも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、この結着樹脂を溶解せずに分散させる分散媒とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
従来の導電性接着剤は、導電性金属粉を有機または無機バインダー、金属酸化物からなる粘性を付与する物質と混練分散してペースト状にしたものが一般的であった。このような導電性接着剤では、導電性金属粉の含有量を９５％まで高めることが可能とされてはいるが、高い粘性を有するという問題は解決されるに至っていない。また、この高い粘性のため、精密部品の接合や、スクリーン印刷におけるファインラインの形成が困難であった。本発明の導電性接着剤では、従来の導電性接着剤のように導電性金属粉が液状のバインダー中に分散しているのではなく、導電性金属粉が結着樹脂中および表面に保持されて粉体粒子を構成しており、この粉体粒子が、分散媒中に溶解・膨潤せずに分散している。粉体粒子が溶解せずに粒子の形状を保って分散媒中に分散していることから、粘度が非常に低く抑えられ、また、粘度を増加させることなく導電性金属粉の含有量を増やすことが可能である。
【０００９】
このような本発明の導電性接着剤によると、比抵抗が低くしかも接着強度が大きいだけではなく、粘性が非常に低いことから、従来では困難であった精密部品の接着や、スクリーン印刷におけるファインラインの形成も容易に行うことが可能となる。
【００１０】
また本発明の導電性接着剤の製造方法は、少なくとも結着樹脂と導電性金属粉とを乾式混合し、熱溶融混練し、これを押出し後、粉砕、分級して粉体粒子を得、該粉体粒子と該結着樹脂を溶解しない分散媒とを混合することを特徴としており、このような製造方法によると、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、この粉体粒子を溶解せずに分散させる分散媒とを備えたことを特徴としているが、この導電性接着剤の実施形態について、以下に説明する。
【００１２】
本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子の体積平均粒子径が５μｍ未満になると、ファンデルワールス力などに起因する粒子間力が大きくなるため、当該粉体粒子が凝集しやすくなり、導電性接着剤中での分散が悪くなり、ファインラインの作製ができなくなったり、比抵抗を大きくしたりする。逆に、体積平均粒子径が２０μｍを越えると貯蔵安定性が悪くなる。よって、粉体粒子の体積平均粒子径は５〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍがより好ましい。これにより粉体粒子の分散媒中での分散状態が向上し、また、接着時に粉体粒子同士が密に詰まることで密着性に優れ、接着強度を増大させることが可能となる。なお、粉体粒子の体積平均粒子径は、コールターカウンターＴＡＩＩ型にて測定した値である（アパーチャーサイズ：１００、測定チャンネル３〜１４）。
【００１３】
本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子中の導電性金属粉の含有量は７０〜９０重量％であることが好ましく、７５〜８５重量％であることがより好ましい。含有量が７０重量％未満では、接着強度や塗膜硬度の点では有利であるが比抵抗が大きくなり、逆に９０重量％を越えると、比抵抗の点では有利であるが接着強度や塗膜硬度が小さくなるからである。
【００１４】
本発明の導電性接着剤において、導電性金属粉は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｆｅ等の金属粉の他に、ガラスビーズや樹脂ビーズの表面をそのような導電性金属でメッキまたは蒸着により被覆した粒子等が挙げられる。導電性金属は、導電性の点でＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔが好ましく、導電性とコストメリットとを両立する点でＡｇが特に好ましく、次いでＣｕが好ましい。
【００１５】
本発明の導電性金属粉の平均粒子径は、０．１〜１．２μｍが好適であり、これにより粉体粒子中での導電性金属粉の密着性が高めることができる。平均粒子径が０．１μｍ未満であると導電性金属粉の価格が高くなり、１．２μｍを越えると粉体粒子作製時の分散性が劣る。
【００１６】
また、本発明の導電性金属粉の形状は、導電性の点で球状及び／または扁平状であると金属粉同士の密着性が高まり、粉体粒子中にて接触点がより多くなり、従って、回路での金属粉同士の接触面積が大きくなり、結果的に比抵抗が減少するので好適である。
【００１７】
また、本発明の導電性接着剤の粉体粒子の結着樹脂は従来から導電性接着剤に使用されているものであれば特にその種類を問わないが、熱可塑性であると熱安定性が劣るので、熱硬化性であることが好ましい。
このような熱硬化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル・エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等が使用できるが、可撓性と耐熱性の点で、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル・エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂と併用する硬化剤や硬化促進剤としては、、二塩基酸類、イソシアネート類、アミン類、ポリアミド類、酸無水物類、ポリスルフィド類、三フッ化ホウ素、酸ジヒドラジド類、イミダゾール類、ジシアンジアミド類、イミダゾリン類、有機スズ化合物、ポリカルボン酸アミジン塩類等が挙げられる。流展剤としては、アクリルオリゴマー、シリコーン等が挙げられる。発泡防止剤としては、ベンゾイン等が挙げられる。
【００１８】
本発明の導電性接着剤に用いる分散媒は、導電性接着剤の粘度を上昇させず、短時間で均一に混合するために結着樹脂を溶解しないことが必要である。ここでいう溶解しないとは、増粘を伴う膨潤をもしないことを含む。分散媒が結着樹脂を溶解すると導電性接着剤の粘度が高くなり、ファインラインの作製や精密部材の接合に支障をきたす。また、導電性金属粉の分散が不均一になるので比抵抗を小さくできない。
【００１９】
本発明の導電性接着剤において、分散媒は石油系溶剤であることが好ましい。本発明においては、粉体粒子が溶解せずに分散している必要があるので、このような分散媒としては石油系溶剤が好適である。
【００２０】
本発明の導電性接着剤において、前記粉体粒子と前記分散媒の混合比は、重量で８０：２０〜９５：５の範囲内であると、上記粉体粒子が前記分散媒中に好適に分散できる。
【００２１】
次に本発明の導電性接着剤の製造方法について説明する。
粉体粒子を製造するには、結着樹脂および導電性金属粉、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、流展剤、発泡防止剤などを用意し、これをミキサーまたはブレンダー等を用いて乾式混合する。乾式混合後、ニーダーなどにより原材料を熱溶融混練し、押出し後冷却する。次に、冷却された溶融混練物を機械式または気流式の粉砕機を用いて粉砕し、その後、気流式の分級機により分級して、本発明の粉体粒子を得る。次にこの粉体粒子と結着樹脂を溶解しない液体とを、湿式混合し本発明の導電性接着剤を得る。湿式混合には、ボールミル、ロールミル、プラネタリーミキサー、アトライター、ディスパーなどが使用可能であるが、高濃度で均一な混合が可能なボールミルを用いることが好ましい。
【００２２】
このようにして得られた本発明の導電性接着剤は、導電性金属粉を多量に含有することができるので、比抵抗が小さく、かつ低粘度であるので作業性がよく、ファインラインの作製や精密部材の接合に好適である。また、本発明の導電性接着剤は、電磁波シールド材料としても使用できる。
【００２３】
本発明の導電性接着剤は、スクリーン印刷、ディスペンサー塗布、スタンピング法などにより、絶縁基体、リード線、電極やリードフレームなどに塗布する。その後、オーブン、ヒートブロックなどの加熱装置を用いて加熱することにより回路形成や部材間の接合をすることができる。本発明の導電性接着剤の加熱条件は、樹脂が熱による劣化が起こらない範囲であれば特に制限はない。結着樹脂が熱硬化性樹脂の場合、一般的な温度範囲は１５０〜２２０℃であるが、固形の硬化剤を溶融する目的あるいはボイドの生成を防ぐ目的でこれより低い温度で予備加熱を行ってもよい。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示す。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
［実施例１］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）２１．３ｗｔ％
・硬化剤（ダイセルヒュルス製 商品名ペスタゴンＢ−１５３０、ブロックイソシアネート系） ３．４ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ、ジ−ｎ−オクチル錫マレイン酸塩） ０．１ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３、アクリルオリゴマー） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ、球状） ７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２６】
［実施例２］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）１２．６ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）２．１ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）８５．０ｗｔ％
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後ジェットミルで粉砕し、その後乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルでミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２７】
［比較例１］
・ポリエステルポリオール樹脂（大日本インキ社製商品名バーノックＤ６５２０）１０．８ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）１１．６ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）６７．５ｗｔ％
・シンナー（酢酸エチル、ブタノール、トルエンの混液） １０．０ｗｔ％
上記の配合比からなる原料を計量し、ボールミルでミキシングして比較用の導電性接着剤を得た。
【００２８】
［実施例３］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０）２５．４ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）４．３ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、
平均粒子径０．６μｍ）７０．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００２９】
［実施例４］
・ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製 商品名ＧＶ−１８０） ８．５ｗｔ％
・硬化剤（ヒュルスジャパン社製 商品名ペスタゴンＢ１５３０）１．２ｗｔ％
・硬化促進剤（三共有機合成社製 商品名スタンＯＭＦ） ０．１ｗｔ％
・流展剤（ＢＡＳＦ社製 商品名モダフローパウダー３） ０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）９０．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３０】
［実施例５］
粉体粒子を体積平均粒子径５μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３１】
［実施例６］
粉体粒子を体積平均粒子径１５μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３２】
［実施例７］
粉体粒子を体積平均粒子径３μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３３】
［実施例８］
粉体粒子を体積平均粒子径２０μｍに分級した以外は、実施例１と同様にして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００３４】
［実施例９］
実施例１の銀粉を銅粉（福田金属箔粉社製、商品名：ＦＣＣ−１１６、平均粒子径０．６μｍ、球状）に変えた以外は、実施例１と同様にして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３５】
［実施例１０］
実施例１の銀粉を扁平銀粉（三井金属鉱業社製、商品名：ＭＦＰ−４０５０、平均粒子径０．６μｍ）に変えた以外は、実施例１と同様にして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３６】
［比較例２］
実施例１の石油系溶剤を、市販のシンナー（酢酸エチル、ブタノール、トルエンの混液）に変えた以外は、実施例１と同様にして比較用の導電性接着剤を得た。
【００３７】
［実施例１１］
・エポキシ樹脂（東都化成社製 商品名ＹＤ−０１４） ２３．１ｗｔ％
・硬化剤（日本カーバイト社製 商品名ジシアンジアミド２０００）１．６ｗｔ％
・硬化促進剤（四国化成社製 商品名キュアゾールＣ１１Ｚ、イミダゾール系）０．１ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３）０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、
平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１１０℃で溶融混練後ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして導電性接着剤を得た。
【００３８】
［実施例１２］
・ポリエステル樹脂（日本エステル社製 商品名ＥＲ−８１５５）
１１．７ｗｔ％・エポキシ樹脂（東都化成社製 商品名 ＹＤ−０１４） １１．７ｗｔ％
・硬化促進剤（ヘスタゴン社製 商品名Ｂ−６８、ポリカルボン酸のシクロアミジン塩）１．４ｗｔ％
・流展剤（日本モンサント社製 商品名モダフローパウダー３）０．１ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し、体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％の割合でボールミルによりミキシングして本発明の導電性接着剤を得た。
【００３９】
［実施例１３］
・アクリル樹脂（三井化学社製 商品名ファインディックＰＤ７６９０）１９．４ｗｔ％
・硬化剤（宇部興産社製 商品名ドデカン２酸） ５．３ｗｔ％
・流展剤（三井化学社製 商品名レジミックスＲＬ−４、アクリル系）０．２ｗｔ％
・発泡防止剤（みどり化学社製 商品名ベンゾイン） ０．１ｗｔ％
・銀粉（三井金属鉱業社製 商品名ＭＦＰ３０５０、平均粒子径０．６μｍ）７５．０ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級し、体積平均粒子径１０μｍの粉体粒子を得た。この粉体粒子９０重量％に対して、石油系溶剤（エクソン・モービル社製 商品名アイソパーＧ）１０重量％でボールミルによりミキシングして、本発明の導電性接着剤を得た。
【００４０】
図１〜３は、本発明の実施例１において作製した粉体粒子の電子顕微鏡写真である。図１の倍率は７５０倍、図２は２０００倍、図３は７５００倍である。図１〜３の粉体粒子表面に見える微細な凹凸は、導電性金属粉（Ａｇ粒子）によるものである。
上記の実施例および比較例の導電性接着剤の接着強度、塗膜硬度、比抵抗、粘度、および貯蔵安定性を下記の試験方法により評価し、評価結果を表１に示す。
【００４１】
１．接着強度
ガラス板上に銅製リング（内径２１．５ｍｍφ×厚さ５ｍｍ）を乗せて、その空隙に接着剤を入れて、７５℃／１０分間の条件で仮硬化させた後に、銅製ピン（直径３ｍｍφ）を中心に埋め込み、１７５℃／１時間の条件で熱硬化させる。その後、常温（２０℃）下、及び高温（１５０℃）下でピンとリング間に５００ｇｆの引張荷重を掛け、１分間保持した後に常温にて引張強度を小型卓上試験機（島津製作所ＥＺイージーテスター）で求め、３ｋｇｆ以上を良好（○）、３ｋｇｆ未満を不良（×）とした。
【００４２】
２．塗膜硬度（鉛筆引っかき値）
ガラス板上に４０〜５０μｍの導電性接着剤の膜を形成し、該膜を１７５℃／１時間で硬化させた後、「ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．４鉛筆引っかき値」に規定されている方法で鉛筆引っかき値を塗膜のすり傷で評価し、その測定値を初期塗膜硬度とした。（試験機は、東洋精機社製、商品名：鉛筆引っかき試験器）
また、前記により硬化させて得た導電性接着剤の硬化物を、更に１５０℃の環境下に７２０時間放置し、鉛筆引っかき値を測定し初期塗膜硬度と比較し、硬度の変化を確認した。
【００４３】
３．比抵抗
前記２と同様にして硬化させて得た導電性接着剤の硬化物の表面にデジタルマルチメーター（フルーフ社製）を用いて１ｃｍの抵抗値（Ｒ）を測定し、次式で比抵抗を求めた。
比抵抗（体積固有抵抗値）＝ Ｒ×ｔ×１０−４Ωｃｍ
Ｒ：抵抗値（Ω） ｔ：膜厚（μｍ）
【００４４】
４．粘度
ＥＨＤ型回転粘度計（東京計器社製）を用いて粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。
測定条件：温度２０℃、ロータＮＯ．１〜２
【００４５】
５．貯蔵安定性
導電性接着剤をガラス容器に入れて密封し、恒温槽中に４０℃中に３０日間放置し、流動性の変化を目視で観察した。○：変化なし、△：やや悪くなった（実用上問題なし）、×：悪い（使用不可能）
【００４６】
【表１】
表１に示したように、本発明の導電性接着剤は、従来の導電性接着剤と比較して粘度、比抵抗が小さく、かつ、接着強度、塗膜硬度が高く、優れた貯蔵安定性をも兼ね備えていることが分かった。
【００４８】
粉体粒子は通常、径が小さいほど粒子が密に充填され接着強度が上がると考えられるが、粉体粒子径３μｍの実施例７から分かるように、粉体粒子が小さすぎると粉体粒子が凝集しやすくなるため比抵抗が上昇し、接着強度が低下し、７２０時間経過後の塗膜硬度が減少するという傾向を有することが分かった。実施例１、５、６の結果から、粉体粒子径が５〜１５μｍの場合に、好適な接着強度と塗膜硬度を兼ね備えることが確認された。
【００４９】
導電性金属粉は、一般的に、含有量が多いほど比抵抗が減少して好適である。しかしながら、実施例４から分かるように、導電性金属粉の含有量が９０％では、好適な比抵抗を示すものの塗膜硬度及び接着強度が低下する傾向となることがわかった。これは、導電性金属粉を保持するバインダーである結着樹脂の含有量が低下したためであると考えられる。導電性金属粉の含有量は７５〜８５％の範囲内で良好な接着強度・塗膜硬度と比抵抗を兼ね備えることが分かった。
【００５０】
一方、従来の方法で作製した比較例１の導電性接着剤は、粘度が高く、比抵抗が大きく、接着強度や、塗膜硬度も劣っていた。
また、分散媒を石油系溶剤からシンナーに変えた比較例２では、比抵抗が著しく大きくなる。これは、結着樹脂の一部がシンナーに溶解して粘度が上がり、また、結着樹脂の一部が溶解・膨潤することで粉体粒子が互いに接着してしまい、分散が悪くなり比抵抗が大きくなると考えられる。本発明の導電性接着剤においては、粉体粒子を溶解しない石油系溶剤の分散媒が必須の構成要素であることが確認された。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、導電性金属粉と結着樹脂とを含む粉体粒子と、結着樹脂を溶解しない分散媒とを備えることにより、導電性金属粉をより多く含有し比抵抗が低いのはもちろんのこと、低粘度なために精密印刷が可能であり、しかも接着強度が大きい導電性接着剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における粉体粒子を７５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の実施例１における粉体粒子を２０００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施例１における粉体粒子を７５００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
Claims (10)
- 導電性金属粉と結着樹脂を含む粉体粒子と、上記結着樹脂を溶解しない分散媒とを備えたことを特徴とする導電性接着剤。
- 前記粉体粒子は、体積平均粒子径が５〜１５μｍであること特徴とする請求項１に記載の導電性接着剤。
- 前記粉体粒子は前記導電性金属粉を７５〜８５重量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の導電性接着剤。
- 前記導電性金属粉は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔのいずれか、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 前記導電性金属粉の平均粒子径は、０．１〜１．２μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 前記導電性金属粉の形状は、球状及び／又は扁平状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 前記結着樹脂は、熱硬化性であり、ポリエステル、エポキシ、ポリエステル・エポキシ、アクリルのいずれか、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 前記分散媒は石油系溶剤であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 前記粉体粒子と前記分散媒の配合比は、重量で８０：２０〜９５：５であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 結着樹脂と導電性金属粉とを乾式混合して、熱溶融混練し、これを押出し後、粉砕、分級して粉体粒子を得、この粉体粒子と上記結着樹脂を溶解しない分散媒とを混合することを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| KR100662838B1 (ko) * | 2005-03-28 | 2006-12-28 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | 난연성 에폭시 수지 조성물 및 그것을 사용한 전자 부품장치, 적층기판, 다층회로기판 및 인쇄배선기판 |
| JP2015110759A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-06-18 | セメダイン株式会社 | 導電性接着剤 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276215A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | 富士ゼロックス株式会社 | 電気接続用異方導電材料 |
| JPH0346774A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-28 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 異方導電性接着剤およびその異方導電性接着剤を使用した電極間を電気的に接続する方法並びにその方法により形成される電気回路基板 |
| JPH08249922A (ja) * | 1995-10-31 | 1996-09-27 | Hitachi Chem Co Ltd | 被覆粒子 |
| JPH1180612A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-26 | Inter Metallics Kk | 粉体塗料及びそれを用いる皮膜形成方法 |
| JPH11269443A (ja) * | 1998-01-23 | 1999-10-05 | Natl Starch & Chem Investment Holding Corp | マイクロ電子デバイスのための小さい粒度の接着剤組成物 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276215A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | 富士ゼロックス株式会社 | 電気接続用異方導電材料 |
| JPH0346774A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-28 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 異方導電性接着剤およびその異方導電性接着剤を使用した電極間を電気的に接続する方法並びにその方法により形成される電気回路基板 |
| JPH08249922A (ja) * | 1995-10-31 | 1996-09-27 | Hitachi Chem Co Ltd | 被覆粒子 |
| JPH1180612A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-26 | Inter Metallics Kk | 粉体塗料及びそれを用いる皮膜形成方法 |
| JPH11269443A (ja) * | 1998-01-23 | 1999-10-05 | Natl Starch & Chem Investment Holding Corp | マイクロ電子デバイスのための小さい粒度の接着剤組成物 |
| JP2001011503A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-01-16 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 新規な導電性微粒子、および該微粒子の用途 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100662838B1 (ko) * | 2005-03-28 | 2006-12-28 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | 난연성 에폭시 수지 조성물 및 그것을 사용한 전자 부품장치, 적층기판, 다층회로기판 및 인쇄배선기판 |
| JP2015110759A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-06-18 | セメダイン株式会社 | 導電性接着剤 |
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