JP2005089629A - 導電性接着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有する化合物の分散性を向上させ、該化合物の添加量を低減することにより体積当たりの導電性の向上を図り、更に接着力を向上させた導電性接着剤を提供する。また、マイグレーション抑制効果とともに、硬化物に可撓性を単独で付与でき、接着性の向上とリワーク性を兼ね備えた導電性接着剤を提供する。
【解決手段】 熱硬化性化合物、導電性フィラーからなり、該熱硬化性化合物が少なくともヒドラジド化合物を含有する導電性接着剤である。導電性接着剤は、熱可塑性樹脂を含むこともできる。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体素子や各種電気電子部品の組立て、基板への接着などに用いられる導電性接着剤に関する。

従来、ＩＣ、ＬＳＩ、その他の半導体素子及び各種電気電子部品の組立て、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、近年機器の軽薄短小化に伴い、ＬＳＩ等の半導体素子の小型、高機能化が進み、接続端子の幅及び間隔を狭めた微細ピッチの多数接続端子が必要となってきている。しかしながら、はんだは、接続端子の微細ピッチ化が進むと、はんだ付け時にブリッジ現象を起こす危険性を有し、微細ピッチ化への対応には限界があった。それに加えてはんだはリフロー温度が高いために接合できる部材に制約があり、更に鉛を含有しているという点が環境保護の観点から問題とされている。即ち、最近の環境問題への認識の高まりから、エレクトロニクス実装の分野において、はんだ合金中の鉛に対する規制が行われようとしており、電子部品の実装に鉛を用いない接合技術の確立が急務となっている。

鉛フリー実装技術としては、主として鉛フリーはんだ及び導電性接着剤が挙げられるが、鉛フリーはんだよりも、接合部の柔軟性や実装温度の低温化等のメリットが期待できる導電性接着剤に注目が集まっている。
従来の導電性接着剤は、一般的に、樹脂系接着成分中に導電性粒子を分散させたものであり、接着剤により電極を接続した後に樹脂を硬化させ、粒子同士の接触により、接続部の導通を確保するものである。従って、接合部が樹脂で接着されるため、熱や外力による変形に対して柔軟に対応でき、導通部が合金であるはんだと比較して、接合部に亀裂が発生し難いというメリットを有していることから、はんだの代替材料として期待されている。

しかしながら、従来の導電性接着剤はマイグレーションが発生し易いものであった。マイグレーションとは、高湿度下において電極に直流電圧が印加されると、銀粉などの導電性接着剤中の導電性金属成分がイオン化して析出し、側方へ成長していく現象であり、相隣る電極の短絡を惹起し易く問題となっている。
電極に塗布された導電性ペーストが長期間のうちにマイグレーションを発生しイオン析出跡が生じ、相隣るイオン析出跡同士がつながることにより短絡を生じるものである。

このようなマイグレーションは、特に高温高湿環境下で発生し易い。
マイグレーションの発生を抑制する方法としては、回路パターンに水分を与えないようにタフィーやヒュームシールなどの防水塗膜を施す方法、導電性ペーストの硬化後、表面をマイグレーション性の小さいＡｌやＣｒなどの金属で覆う方法、溶融ガラスフリットで防湿保護する方法などが知られている。例えば、特許文献１では、導電性フィラーに水不溶性溶出防止膜を形成することで硫化による接触抵抗の上昇の防止や高温高湿環境でマイグレーション抑制も可能としている。
しかし、これら従来の方法は、何れも多大な手間とコストを要するものであり、高温の加熱処理を必要とするためプリント基板にダメージを与え易いものであった。

また、従来から銀マイグレーション抑制にトリアジン骨格を持つ化合物が有効であることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。この技術を利用した特許としては、特公昭６２−５３５３１号公報、特公昭６３−５４３００号公報、特公昭６３−３９４２４号公報、特公平１−２３３１３号公報、特公平１−１９８３４号公報、特開昭６１−２１００７６号公報が挙げられるが、これらは導電性ペーストとして使用されているものではない。

また、特許文献２では、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、又は２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物を使用した導電性ペーストに銀マイグレーション抑制作用があることを開示しているが、これらの化合物は固形であって、エポキシ樹脂などの導電性接着剤の主剤となる樹脂には相溶し難く、マイグレーション抑制作用を発揮するために必要な分散性が課題となっており、分散性の一層の向上が望まれている。

更に、導電性接着剤の導電性向上を目指した場合、内部応力などによる接着強度が低下することも課題となっており、導電性を維持したまま接着強度保持という一層の性能向上が望まれている。

加えて、最近新たな要求品質として、導電性接着剤は環境問題からもリワーク性が要求されつつある。従来のエポキシ樹脂系の熱硬化型導電性接着剤は接着強度が非常に高く、耐熱性を考慮するため硬い硬化物を与えるものであった。これらの導電性接着剤は部材を破壊せずにリワークするには困難な状況であった。
この問題に対して、熱可塑型導電性接着剤も商品化されており、加熱、溶剤などによりリワーク性が付与されているが、熱硬化型導電性接着剤よりも接着強度が弱いという問題が残っていた。この対策として、エポキシ樹脂にハンダを混合し、リワーク性を付与するというものがある（例えば、特許文献３〜５参照。）が、ハンダが溶融する高温でしかリワークが可能ではないなどの問題があった。また、これらはマイグレーション抑制効果を付与するものではなかった。

特開２０００―３５７７１５号公報 特開平１１−１４４５２７号公報 特開昭５９−１００１７５９号公報 特開平１０−２４１４６１号公報 特開２００１−２５４０６７号公報 鎌形一夫ら、電子通信学会論文誌１９８６／１．Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｃ、Ｎｏ．１、ｐ．１２６

本発明は、上記問題点に鑑み、導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有する化合物の分散性を向上させ、該化合物の添加量を低減することにより体積当たりの導電性の向上を図り、更に接着力を向上させた導電性接着剤を提供することを課題とする。更には、マイグレーション抑制効果とともに、硬化物に可撓性を単独で付与でき、接着性の向上とリワーク性を兼ね備えた導電性接着剤を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
１．本発明は、熱硬化性化合物、導電性フィラーからなり、該熱硬化性化合物が少なくともヒドラジド化合物を含有する導電性接着剤である。

２．前記ヒドラジド化合物として、２塩基酸ジヒドラジド化合物を含有することを特徴とする。
３．前記ヒドラジド化合物として、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインを含有することを特徴とする。

４．前記熱硬化性化合物として、エポキシ樹脂を含有することを特徴とする。
５．前記エポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする。
６．前記エポキシ樹脂が、両末端にグリシジル基を有し、分子中に、以下の一般式（１）で表される構造を少なくとも１以上有するエポキシ化ポリエーテルグリコールを含有することを特徴とする。

（但し、Ｒはアルキレン基、ｎは１以上の整数である。）

７．前記導電性接着剤は、エポキシ反応性希釈剤を含有することを特徴とする。
８．前記導電性接着剤は、硬化促進剤を含有することを特徴とする。
９．前記硬化促進剤が、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミダゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミダゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、あるいはジシアンジアミドであることを特徴とする。

１０．前記導電性接着剤は、熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする。
１１．前記熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が３００℃以下であることを特徴とする。

１２．前記導電性フィラーが、銀であることを特徴とする。
１３．前記導電性フィラーが、球状粉末とりん片状粉末の混合物からなることを特徴とする。

本発明によれば、熱硬化性化合物がヒドラジド化合物を含有することで、導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有する化合物の分散性を向上させ、該化合物の添加量を低減することにより体積当たりの導電性の向上を図り、更に接着力が向上した導電性接着剤を提供することが出来る。また、熱可塑性樹脂を含有することで、上記の特性に加え、リワーク性も兼ね備えた導電性接着剤を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の導電性接着剤は、熱硬化性化合物、導電性フィラーからなり、熱硬化性化合物が少なくともヒドラジド化合物を含有してなる。ヒドラジド化合物を含有することにより、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と反応して硬化する際に、導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有する化合物（以下、「マイグレーション抑制化合物」という。）が重付加反応によって、硬化物中に均一に分散されるので、分散性が向上する。これにより、マイグレーション抑制効果が向上すると共に、該化合物の添加量を低減して、硬化物の体積当たりの導電性の向上を図り、長期に亘って安定な導電性を発揮することができる。

本発明の導電性接着剤は、上記熱硬化性化合物、導電性フィラーの他に、各用途に応じて、或いは必要に応じて、マイグレーション抑制化合物、硬化剤、硬化促進剤や硬化性付与用樹脂、希釈剤、粘度調整、充填剤、シランカップリング剤、レベリング剤、酸化防止剤、酸化促進剤、難燃剤、チクソ性付与剤、沈降防止剤、顔料、消泡剤、腐食防止剤、粘着性付与剤、希釈用溶媒などの各種添加剤を含有しても良い。

本発明に使用される熱硬化性化合物としては、エポキシ樹脂、エピスルフィド樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、ウレア樹脂が挙げられる。

本発明に使用されるエポキシ樹脂は、固形でも液状でもよく、固形エポキシ樹脂としては、例えば、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、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定されるわけではない。
液状エポキシ樹脂としては、常温で液状であれば良く、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、アルキル置換ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アルキル置換ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、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、ウレタン変性エポキシ樹脂、ポリスルフィド変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定されるわけではない。

上記固形又は液状エポキシ樹脂は、単独で用いても混合して用いても良い。
また、これら固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂を混合するには、例えば、加熱した液状エポキシ樹脂中に粉砕した固形エポキシ樹脂を投入し溶解した後、放冷すればよく、場合によっては、放冷過程で反応性希釈剤などを混合することもある。

固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂の混合比は特に限定されない。本発明では、上記エポキシ樹脂の中でも、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いることが好ましく、その配合量は、有機バインダー全体の５〜７０重量％とすることが好ましい。５重量％未満では充分な強度を得ることが難しく、７０重量％を超えると粘度が高くなって作業性が悪くなる。更に好ましくは１０〜６０重量％である。なお、本発明において有機バインダーとは導電性接着剤に含まれる成分の内、導電性フィラーを除く樹脂成分をいう。

また、特にエポキシ樹脂として、両末端にグリシジル基を有し、分子中に以下の一般式（１）で表される構造を少なくとも１以上有するエポキシ化ポリエーテルグリコールを含有することが好ましい。

（但し、Ｒはアルキレン基、ｎは１以上の整数である。）

上記エポキシ化ポリエーテルグリコールを含有すると、硬化物に可撓性が付与され、接着強度を向上させることが出来る。
アルキレン基（Ｒ）としては炭素数１〜５のもが好ましく、また、繰返し数ｎは１〜２５が好ましく、より好ましくはｎは２〜７である。ｎが２５を越えると柔軟性が大きくなりすぎ、接着強度が弱くなり、また硬化収縮も小さくなるため導電性が低下し、好ましくない。

また、他には１分子中に１個以上のグリシジル基を有する液状エポキシ化合物を含有させることも可能である。この化合物は、通常エポキシ反応性希釈剤として使用されるものであるが、これを用いることにより硬化時にボイドの発生がない安定な硬化物を得ることができる。
その具体例としては、フェノキシアルキルモノグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル及び液状の各種ポリシロキサンジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
更に安定した導電性を与えるためには、２個以上のグリシジル基、すなわち２官能以上の化合物であることが好ましく、中でもネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルが好ましく、特にネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルが好ましい。

この液状エポキシ化合物は、２５℃における粘度が１ｃＰ以上２００ｃＰ以下のものが好ましく、より好ましくは１ｃＰ以上１００ｃＰ以下、特に好ましくは１ｃＰ以上５０ｃＰ以下のものである。粘度が２００ｃＰを超えると、接着剤組成物全体を適切な粘度にするため大量に加える必要があるので好ましくない。
液状エポキシ化合物の添加量は、好ましくは有機バインダー全体の５〜７０重量％である。５重量％未満では粘度が高くなって作業性が悪くなる上に導電性も不安定になる傾向があり、７０重量％を超えると充分な強度を得ることが難しい。更に好ましくは１０〜６０重量％である。

また、この他に用いられるエポキシ反応性希釈剤としては、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ｏ―クレジルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、フェニルグリシジリエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ｐ−ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、ジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、アルキレンジグリシジルエーテル、ポリグリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いても、混合して用いても良い。

反応性希釈剤を添加することで、接着剤組成物の粘度調整もでき、種々な工程の対応が可能となる。また、２官能以上の化合物であれば、架橋密度を向上させ、接着強度を向上させることができるので、より好ましい。
また、理由は不明だが、これら反応性希釈剤を接着剤組成物に添加して用いた場合、ポットライフが長くなる傾向にあり、作業性を向上させることが出来る。反応性希釈剤の添加量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して１００重量部以下が好ましい。この量が１００重量部を越えると、希釈効果はあるものの、接着強度が低下するので好ましくない。

本発明に使用されるヒドラジド化合物は、例えば、下記一般式（２）
Ｒ−ＣＯ−ＮＨＮＨ_２ ・・・（２）
（式中Ｒは、水素原子、アルキル基、置換基を有することのあるアリール基又は基−ＮＨＮＨ_２を示す。）で表されるモノヒドラジド化合物、あるいは、下記一般式（３）
Ｈ_２ＮＨＮ−ＣＯ−（Ａ）_ｎ−ＣＯ−ＮＨＮＨ_２ ・・・（３）
（式中Ａは、置換基を有することのあるアルキレン基、置換基を有することのあるアリーレン基又はオキソ基を示す。ｎは０又は１を示す。）で表されるジヒドラジド化合物等を挙げることができる。

上記一般式（２）のモノヒドラジド化合物の具体例としては、例えば、カルボヒドラジド、ラウリル酸ヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、ホルムヒドラジド、アセトヒドラジド、プロピオン酸ヒドラジド、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ヒドラジド、ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸ヒドラジド等を挙げることができる。

上記一般式（３）のジヒドラジド化合物の具体例としては、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン−２−酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、ジグリコール酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、リンゴ酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、２，６−ナフトエ酸ジヒドラジド、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン等の２塩基酸ジヒドラジド等を挙げることができる。

上記以外のヒドラジド化合物としては、ポリアクリル酸ヒドラジド、２，４−ジヒドラジノ−６−メチルアミノ−ｓｙｍ−トリアジン等を挙げることができる。なお、ヒドラジド化合物はこれらに限定されるものではない。

また、特に２塩基酸ジヒドラジド化合物を用いた場合、接着強度が増加する。確認はできていないが、基材表面とジヒドラジドのカルボニル基が水素結合することにより、接着強度が増加していると思われる。更に、ヒドラジドのＮＨ基がマイグレーション抑制効果をもたらすものと推察される。
特に、ヒドラジド化合物として、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン（以下、「ＶＤＨ」と略す。）を含有する場合、低温硬化性が発現し、内部応力の発生の少ない硬化温度で接着でき、かつ耐熱性の高い硬化物を与えるので、好適である。ジヒドラジドのカルボニル基とヒダントイン環のカルボニル基があり、１分子当たりのカルボニル基が多く、水素結合する部位が多いことと、分子鎖が大きいことによるエポキシ樹脂との架橋間がある程度長くなり、可撓性が付与され、更に接着強度が増加し、硬化収縮も適度に保持するため導電性も保持したのではないかと思われる。また、他ヒドラジド化合物と同様にマイグレーション抑制効果をもたらしていると推察される。

更に本発明使用のヒドラジド化合物は、平均粒子径が０．５〜２０μｍ、好ましくは１〜５μｍの固体ヒドラジドとして用いられる。０．５μｍ未満では、保存安定性が低下する可能性があり、更に粒子同士の凝集により、一液性導電性接着剤としては、やや取扱が困難となり好ましくない。一方２０μｍを越えると、得られる硬化物の耐熱性、耐湿性、耐水性が低下し、好ましくない。
なお、これら固体ヒドラジドを用いることにより、液状硬化剤に比べ保存特性も良好となり、コストダウンにも寄与することが出来る。

また、これらのマイグレーション抑制作用を有するヒドラジド化合物は、硬化剤として導電性接着剤中に配合されている故に、他のマイグレーション抑制作用を有しない硬化剤と硬化剤ではないマイグレーション抑制化合物とを併用した導電性接着剤に比べ、体積当たりの導電性が向上する効果もある。
ヒドラジド化合物の添加量は、配合エポキシ樹脂の当量以上に添加することは、硬化性に問題を生じる上に、体積当たりの導電性も低下することになるので好ましくない。当量以下の場合は硬化不十分で接着強度が不足するが、他硬化剤、硬化促進剤添加によって硬化させることで、接着強度を保持することが出来る。

本発明で併用される他の硬化剤としては、イミダゾールアダクト型硬化剤、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド変性硬化剤、イミダゾール系硬化剤、アミンアダクト型硬化剤、アミン／酸無水物アダクト型硬化剤などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
上記以外の併用可能な硬化剤として、脂肪族ポリアミン系では、トリエチレンテトラミン、ｍ−キシレンジアミンなど、芳香族アミン系では、ｍ−フェニレンジアミンジアミノジフェニルスルフォンなど、３級アミン系では、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノールなど、酸無水物系では、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸など、三フッ化ホウ素アミンコンプレックス系では、ＢＦ_３−ピペリジンコンプレックスなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし２種以上組み合わせて用いても良い。

固形硬化剤以外の硬化剤の室温での反応性が高い場合は、使用直前に硬化剤を含む液を導電性接着剤に混合したり、硬化剤を１００μｍ程度のゼラチンなどのカプセルに封入してマイクロカプセルにするなどの工夫をして用いればよい。

本発明で使用される硬化促進剤としては、具体的には例えば、３級アミン化合物や尿素化合物や通常潜在性硬化剤として使用されている硬化剤例えばジシアンジアミド、アミンアダクト化合物や尿素アダクト化合物などが挙げられる。３級アミン化合物としては、２−メチルイミダゾール、１、２−ジメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物などが挙げられ、尿素化合物としては、３−フェニル−１，１−ジメチル尿素、３−ｐ−クロロフェニル−１，１−ジメチル尿素などが挙げられる。更に他の硬化促進剤潜在性硬化剤として使用されているもの等も使用できる。例えば、ジシアンジアミド、アミンアダクト化合物、尿素アダクト化合物、ポリアミン変性化合物などが挙げられる。特にこれらに限定されるものではない。

特に、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、及びジシアンジアミドの場合、硬化促進効果が認められ、接着強度を高くすることが出来る。これらは、上記硬化促進剤の中でも、硬化温度低下をもたらすため、特に好ましい。
また、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミドゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物の場合、マイグレーション抑制効果も高く、他のマイグレーション抑制化合物の添加量を減ずることが出来、硬化促進にも寄与するため、特に好ましい。

硬化促進剤の量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して５重量部以下が好ましい。この量が５重量部を越えると、硬化性はよいものの、接着強度不足及び耐湿性、耐液晶性等の信頼性に悪影響を及ぼすことになる。硬化促進剤を添加することで、硬化温度の低減、硬化時間の短縮を行うことが出来、コストダウンへも寄与することも出来る。

本発明の導電性接着剤には、他のマイグレーション抑制化合物を添加することもできる。
その例としては、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、下記〔化５〕〜〔化７〕に示すようなトリアジン化合物、及びトリアジン骨格を持つ樹脂（ＢＴレジン：三菱ガス化学）などが挙げられる。これらの化合物の添加量は、前記マイグレーション抑制効果を示すエポキシ樹脂硬化剤から遊離されるマイグレーション抑制化合物との合計が導電性接着剤全体の３０重量％を超えないように添加することが好ましい。この値を超えると、マイグレーション抑制効果が上がらないばかりか、体積当たりの導電性が低下することになり好ましくない。

下記〔化５〕〜〔化７〕中のＡは、次の〔化４〕の基を表わす。

本発明の導電性接着剤は、リワーク性向上のために、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、フェノキシ樹脂、熱可塑性ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリビニルエーテル、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリ酢酸ビニル、エチレンー酢酸ビニル共重合体、メタクリル樹脂、エチレンーアクリル酸エチル共重合体、アイオノマー樹脂、シロキサン、シロキサンーアリルエーテル共重合体などが挙げられる。

熱可塑性樹脂と熱硬化性化合物を混合することで熱硬化性化合物の架橋反応で高い接着強度を持ち、熱可塑性樹脂をガラス転移点以上に加熱、あるいは熱架橋硬化物による接着強度を低下させる溶剤等を使用することで、リワーク性が発現する。
上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、３００℃以下（好ましくはハンダ溶融温度以下）が好ましい。３００℃を越えると、接着時及びリワーク時に３００℃以上に加熱する必要があり、接着する部材劣化等に繋がる可能性があり、好ましくない。

熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を合わせた全樹脂に対して３〜９７重量％混合する必要がある。熱可塑性樹脂の割合が３重量％よりも少ないとリワークすることができず、熱可塑性樹脂の割合が９７重量％を超えると充分な接着強度が発現しない。

また、本発明の導電性接着剤は溶剤を使用すること、あるいは部材の劣化温度以下で熱可塑性樹脂のガラス転移点以上に加熱することでリワークが可能である。
リワークに使用される溶剤としては接着強度を低下させるものであれば良く、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−ピロリドン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、メチルカルビトール、カルビトール、カルビトールアセテート、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ等の溶媒を単独あるいは混合して使用しても良い。

本発明に使用される導電性フィラーとしては、金、銀、銅、ニッケルなどの導電性金属；アルミナ、ガラスなどの無機絶縁体やポリエチレン、ポリスチレンなどの有機高分子の表面を導電性物質でコートしたもの；カーボン；グラファイトなどが挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を併用しても良い。また、導電性フィラーとして特開平７−１７９８３２号公報に記載の低融点金属をコーティングしたものを用いることもできる。

これらの導電性フィラーの形状については、球状、りん片状又は樹枝状のものがあり、単独又は２種以上の混合系で用いられる。粗粉と細粉を混合して用いてもよい。特に球状粉末とりん片状粉末の混合系は好ましい態様である。
酸混合系においては、りん片状粉末が通電経路を形成し、球状粉末が樹脂層のマトリックスを強固にすることにより、導電性と強度のバランスを取ることができるので、好ましい導電性接着剤が得られると推測される。更に、高融点金属粉末と低融点金属粉末を混合して用いることも可能である。

導電性フィラーの配合量は、導電性接着剤の用途に応じて適切な範囲で選択することができる。加圧プロセスのない通常の導電性接着剤として用いる際の配合率は、導電性接着剤全体の６５〜９０重量％とすることが好ましい。６５重量％未満では十分な導電性を得ることが難しく、９０重量％を超えると作業性が劣る。より好ましくは７０〜９０重量％である。

本発明の導電性接着剤には、本発明の特徴を損なわない範囲で適当な溶剤又は希釈剤を用いることもできる。これは、ペースト状にした場合に十分な粘度とチキソ性を与えるものである。
溶剤は公知のものでよく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−ピロリドン、カルビトール、メチルカルビトール、カルビトールアセテート、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ等が挙げられる。これらは単独で用いても複数の溶剤を適当量混合して用いてもよい。但し、保存特性は低下するので使用時には注意を要する。

また、この他に本発明の導電性接着剤に添加される酸化防止剤としては、脂肪酸及びその金属塩、ジカルボン酸、オキシカルボン酸、フェノール類、金属キレート剤、高級脂肪族アミン、有機チタネート化合物、ロジン、アントラセン及びその誘導体などが挙げられ、市販のはんだ用フラックスも使用できる。中でもプロピオン酸、リノール酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ペンタデシル酸などの脂肪酸又はレゾルシン、カテコール、ハイドロキノンなどの多価フェノールが特に好ましい。
酸化防止剤の添加量は一般的には導電性フィラーに対して、０．１〜２０重量％が好ましいが、添加量が少な過ぎると導電性フィラーが酸化を受け易く、また多過ぎると接着性や導電性が低下したり、接着剤ペーストの吸湿性が高くなるので０．３〜１０重量％が特に好ましい。

さらに、接着強度向上のためにカップリング剤が添加される。シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノ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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン等のビニルシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシランカップリング剤、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリルシランカップリング剤、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン等の一般式：ＲＳｉ（ＯＲ’）_３（式中、Ｒは１個又は２個以上のハロゲン原子が置換してもよい炭素数１〜４程度の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を示し、Ｒ’は炭素数１〜４程度の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を示す。）で表されるアルキルトリアルコキシシラン等を挙げることができる。
チタンカップリング剤の具体例としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス−イソデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス−ｎ−デシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスフェート）チタネート、テトライソプロピル−ビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチル−ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）−ビス（ジ−トリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルピロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルピロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等を挙げることができる。
なお、特にこれらに限定されるものではない。

これらのカップリング剤の添加量は、本発明に用いる導電性接着剤組成により大きく変化するが、配合物の合計を１００重量部とした際、５重量部以下が好ましい。また、５重量部を越えると、樹脂の凝集力が低下し、結果として接着力や信頼性が低下する。

本発明の導電性接着剤は、上記の各種成分をボールミル、ロールミル、プラネタリーミキサー等の各種混練機を用いて、常法により、例えば１０〜６０分間混練することにより得られる。
混練した導電性接着剤は、スクリーン印刷、ディスペンサー塗布等の方法により、絶縁基体やリードフレームに塗布する。なお、これらは液状硬化剤を使用している場合や溶剤を使用している場合は、保存には冷凍あるいは冷蔵保存が必要である。

本発明の導電性接着剤の加熱硬化条件は、樹脂が十分硬化すると共に、熱による部材劣化が問題にならない範囲であれば特に制限はない。また、リワーク性向上のために熱可塑性樹脂を添加する場合は、熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の範囲であればよい。

上記本発明において、例えば銀フィラーを用いた場合、特に高温高湿環境下では銀がイオン化して銀イオンとなるが、この銀イオンはマイグレーション抑制化合物によって銀析出が抑制される。従って、この導電性接着剤をプリント基板の電極に塗布し、電子部品を接着しても、銀イオンの析出による短絡の発生は抑制されることになる。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
なお、下記の実施例及び比較例における「部」は、「重量部」である。

導電性接着剤の各種物性の測定及び評価は次のようにして行った。
（１）接着強度（剪断強度）は、銅板上に導電性接着剤を膜厚７０〜１００μｍ、幅２ｍｍ、長さ２ｍｍに塗布し、銅チップ（２ｍｍ×２ｍｍ×１ｍｍ）を５つ載せて所定温度で硬化させ、作製した硬化物にプッシュプルゲージの先端を押し込みチップ脱落等の強度を読み取ることにより測定した。
接着強度（剪断強度）が５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上のものを「○」、５ｋｇｆ／ｃｍ^２未満のものを「×」とした。
（２）体積固有抵抗は、基盤上に導電性接着剤を膜厚５０〜１００μｍ、幅１ｃｍ、長さ７ｃｍに塗布し、所定温度で硬化させ、作成した硬化物の１ｃｍ当りの抵抗値（Ｒ）をデジタルマルチメーターで測定し、その数値を次式に代入することにより算出した。
体積固有抵抗値＝Ｒ×ｔ×１０^−４Ω・ｃｍ〔Ｒ：抵抗値、ｔ：膜厚（μｍ）〕
導電率は、１×１０^−４Ω／ｃｍ以上のものを「○」、１×１０^−４Ω／ｃｍ未満のものを「×」とした。
（３）マイグレーション発生は、図１に示す手段により測定し評価した。
図１は、導電性テスト手段の平面図であり、ガラエポ基盤１０上に針状先端部を有する電極１１を５００μｍピッチで２個形成し、３０ボルトの直流電圧を加えたものである。電極１１の素材は銅であり、その面積は０．３ｍｍ^２である。テスト環境温度は６０℃、湿度は９５％である。
マイグレーション発生の観察はＪＩＳ Ｚ ３２８４に従って行い、１０００時間通電して観察した結果、マイグレーションが発生しなかったものを「○」、発生したものを「×」とした。
（４）リワーク性は、上記（１）で作製した硬化物をオーブンで１８０℃×１０分加熱した直後に銅チップをピンセットで引張り、脱落するかどうかで評価した。
リワーク性があったものを「○」、リワーク性の無かったものを「×」とした。

以下に示す配合比の導電性接着剤を使用し、上記手段により各種物性の測定及び評価を行った。
（実施例１）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：YL980） １００部
ステアリン酸ヒドラジド ７８部
銀フィラー ６００部
（比較例１）
実施例１のステアリン酸ヒドラジドの代りに、硬化剤としてジシアンジアミド１０部を使用する以外は同じ組成で作製した。

（実施例２）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：YL980） １００部
７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド ４８部
銀フィラー ６００部
（比較例２）
実施例２の７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドの代りに、硬化剤として尿素アダクト（富士化成社製：フジキュアFXE-1000）２５部を使用する以外は同じ組成作製した。

（実施例３）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） １００部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ４１部
銀フィラー ６００部
（比較例３）
実施例３の１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインの代りに、硬化剤として、アミンアダクト化合物（味の素社製：アミキュアPN-23）２５部を使用する以外は同じ組成で作製した。

（実施例４）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） １００部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ４１部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%

（実施例５）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：YL980） ７０部
ポリエーテルグリコール型エポキシ樹脂（三洋化成社製：ク゛リシエールPP300P） ３０部
７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド ４１部
銀フィラー ６００部

（実施例６）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） １００部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ４１部
硬化促進剤：アミンアダクト化合物（味の素社製：アミキュアPN-23） １部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%

（実施例７）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） １００部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ４１部
硬化促進剤：
２，４−ジアミノ−６−｛２’−メチルイモダゾリル−（１’）｝−エチル−ｓ−トリアジン １部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%

（実施例８）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート1001） １００部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン １７．５部
硬化促進剤：ジシアンジアミド １部
銀フィラー ６００部
溶媒：メチルカルビトール １５部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%
（比較例４）
実施例８の溶媒メチルカルビトールを使用しない以外は実施例８と同じ組成で作製しようと試みたが固形エポキシ樹脂使用のため上手く混練することができなかった。

（実施例９）
ビスフェノールF型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート806L） ７０部
ポリエーテルグリコール型エポキシ樹脂（三洋化成社製：ク゛リシエールBPP350） ３０部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン
（味の素社製：アミキュアVDH） ３３部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%

次に、評価結果を表1に示す。

表１から、ヒドラジド化合物を加えるとマイグレーション抑制効果が現れることが分かる。なお比較例では、３００時間でマイグレーションが発生し、以後急速に増大した。

次に、以下に示す配合比の導電性接着剤を使用し、導電性接着剤のリワーク性についても評価を行った。
（実施例１０）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：YL980） ８０部
ステアリン酸ヒドラジド ６３部
２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成製） ４部
ポリアミド樹脂（三和化学社製：サンマイドHT-180） ２０部
キシレン ２０部
銀フィラー ６００部
キシレンを揮発させながら、段階的に１８０℃で１時間硬化接着させた。
（比較例４）
実施例１０のステアリン酸ヒドラジドの代りに、硬化剤としてジシアンジアミド８部を使用する以外は同じ組成で作製した。

（実施例１１）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：YL980） ５０部
７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド ２４部
ポリオキシアルキレンアミン（HUNTSMAN社製：シ゛ェファーミンD230） ５部
ポリアミド樹脂（三和化学社製：サンマイドHT-180） ５０部
キシレン ６０部
銀フィラー ６００部
キシレンを揮発させながら、段階的に１８０℃で１時間硬化接着させた。
（比較例５）
実施例１１の７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドの代りに、硬化剤として尿素アダクト（富士化成社製：フシ゛キュアFXE-1000）１３部を使用し、ポリアミド樹脂（三和化学社製：サンマイドHT-180）５０部を使用しない以外は同じ組成で作製した。

（実施例１２）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） ９５部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ３９部
フェノキシ樹脂 ５部
ＤＭＦ １０部
銀フィラー ６００部
ＤＭＦを揮発させながら、段階的に１８０℃で１時間硬化接着させた。
（比較例６）
実施例１２の１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインの代りに、硬化剤として、アミンアダクト化合物（味の素社製：アミキュアPN-23）２４部を使用する以外は同じ組成で作製した。

（実施例１３）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） ２０部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ９部
２，４−ジアミノ−６−｛２’−メチルイモダゾリル−（１’）｝−エチル−ｓ−トリアジン １部
フェノキシ樹脂 ８０部
ＤＭＦ １９０部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%
ＤＭＦを揮発させながら、段階的に１８０℃で１時間硬化接着させた。

（実施例１４）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） ８０部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ３３部
２，４−ジアミノ−６−｛２’−メチルイモダゾリル−（１’）｝−エチル−ｓ−トリアジン １部
ポリアミド樹脂（三和化学社製：サンマイドHT-180） ２０部
キシレン ２０部
銀フィラー ６００部
キシレンを揮発させながら、段階的に１８０℃で１時間硬化接着させた。
（比較例７）
実施例１４の１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインの代わりに、ポリオキシアルキレンアミン（HUNTSMAN社製：シ゛ェファーミンD400）２８部を使用し、ポリアミド樹脂（三和化学社製：サンマイドHT-180）２０部を使用しない以外は同じ組成で作製した。

（実施例１５）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエホ゜キシ社製：エヒ゜コート828） ９０部
１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン ３７部
フェノキシ樹脂 １０部
反応性希釈剤（アデカ製：ED503） ２０部
銀フィラー ６００部
シランカップリング剤（信越シリコーン社製：KBM403） 全重量に対して３重量%
１８０℃１時間硬化接着させた。

次に、評価結果を表２に示す。

表２から、熱可塑性樹脂を加えることにより、リワーク性が優れることが分かる。実施例１１〜１５に示した本発明の導電性接着剤は、ヒドラジド化合物の添加により、マイグレーションを抑制でき、接着強度、導電性も良好で、リワーク性も兼ね備えている。

導電テスト手段の平面図である。

符号の説明

１０ ガラエポ基盤
１１ 電極

Claims (13)

1. 熱硬化性化合物、導電性フィラーからなり、該熱硬化性化合物が少なくともヒドラジド化合物を含有することを特徴とする導電性接着剤。
2. 請求項１に記載の導電性接着剤において、前記ヒドラジド化合物として、２塩基酸ジヒドラジド化合物を含有することを特徴とする導電性接着剤。
3. 請求項２に記載の導電性接着剤において、前記ヒドラジド化合物として、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインを含有することを特徴とする導電性接着剤。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記熱硬化性化合物として、エポキシ樹脂を含有することを特徴とする導電性接着剤。
5. 請求項４に記載の導電性接着剤において、前記エポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする導電性接着剤。
6. 請求項４又は５に記載の導電性接着剤において、前記エポキシ樹脂が、両末端にグリシジル基を有し、分子中に、以下の一般式（１）で表される構造を少なくとも１以上有するエポキシ化ポリエーテルグリコールを含有することを特徴とする導電性接着剤。
   

   

   （但し、Ｒはアルキレン基、ｎは１以上の整数である。）
7. 請求項４ないし６のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤は、エポキシ反応性希釈剤を含有することを特徴とする導電性接着剤。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤は硬化促進剤を含有することを特徴とする導電性接着剤。
9. 請求項８に記載の導電性接着剤において、前記硬化促進剤が、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミダゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−{２’−メチルイミダゾリル−（１’）}−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、あるいはジシアンジアミドであることを特徴とする導電性接着剤。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤は、熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする導電性接着剤。
11. 請求項１０に記載の導電性接着剤において、前記熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が３００℃以下であることを特徴とする導電性接着剤。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記導電性フィラーが、銀であることを特徴とする導電性接着剤。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の導電性接着剤において、前記導電性フィラーが、球状粉末とりん片状粉末の混合物からなることを特徴とする導電性接着剤。

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