JP2015160932A - Conductive adhesive and electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性接着剤及びそれらを使用した電子機器に関する。 The present invention relates to a conductive adhesive and an electronic device using them.
近年、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、はんだに代わって導電性接着剤が多用されている。 In recent years, conductive adhesives are frequently used in place of solder for assembling semiconductor elements and various electric / electronic components or bonding them to substrates.
例えば、下記特許文献1には、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤および導電性フィラーを含み、エポキシ樹脂は、25℃で250mPa・s以下の粘度で2官能以上の反応基を有する液状エポキシ樹脂をエポキシ樹脂の全量に対して10〜90質量%含有し、硬化剤は、25℃で10000Pa・s以下の粘度を有する液状フェノール樹脂を含有し、液状フェノール樹脂の含有量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計量に対して20〜70質量%であり、導電性フィラーは、(a)D50が5〜10μm、タップ密度が4.0g/cm3以上、比表面積が0.35m2/g以下であるリン片状の第1の導電性フィラーと、(b)D50が1〜5μm、比表面積が0.6m2/g以上、D90/D10が8以上となる粒度分布を有する第2の導電性フィラーとからなり、(b)/(a)の混合比が0.1〜1で、導電性フィラー全体の含有量は、全量に対して85〜95質量%である導電性接着剤が記載されている。 For example, Patent Document 1 below includes an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, a silane coupling agent, and a conductive filler, and the epoxy resin has a bifunctional or higher functional group at a viscosity of 250 mPa · s or less at 25 ° C. 10 to 90% by mass of a liquid epoxy resin having a viscosity of 10000 Pa · s or less at 25 ° C., and the content of the liquid phenol resin is The conductive filler is (a) D 50 is 5 to 10 μm, the tap density is 4.0 g / cm 3 or more, and the specific surface area is 0, based on the total amount of the epoxy resin and the curing agent. a first electrically conductive filler scaly .35m 2 / g or less, and (b) D 50 is 1 to 5 [mu] m, a specific surface area of 0.6 m 2 / g or more, D 90 / D 10 of 8 or more Na It consists of the 2nd conductive filler which has a particle size distribution, The mixing ratio of (b) / (a) is 0.1-1, and content of the whole conductive filler is 85-95 mass% with respect to the whole quantity. A conductive adhesive is described.
また、下記特許文献2には、十分な強度と導電性を有する導電性接着剤として銅を含有する金属フィラーと、エポキシ化合物と、ノボラック型フェノ−ル樹脂と、低分子多価フェノ−ル化合物と、硬化剤とを必須成分とする導電性接着剤が記載されている。また、下記特許文献3には、より接着強度に優れた導電性接着剤として室温で液状のエポキシ樹脂と室温で液状のフェノール樹脂とを含有させた導電性接着剤が記載されている。
上記従来の技術においては、導電性接着剤の耐熱性が十分に確保できないという問題があった。 The conventional technology has a problem that the heat resistance of the conductive adhesive cannot be secured sufficiently.
本発明は、耐熱性が高い導電性接着剤及びそれらを使用した電子機器を提供することを目的の一つとする。 An object of the present invention is to provide a conductive adhesive having high heat resistance and an electronic device using them.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、導電性接着剤であって、(A)25℃において液体であり、炭素−塩素結合を実質的に含まないグリシジルエーテル化合物と、(B)25℃において固体である平均分子量が350以上のフェノール樹脂系硬化剤と、(C)硬化促進剤と、(D)導電フィラーとを含み、前記(A)グリシジルエーテル化合物100質量部に対して(B)フェノール樹脂系硬化剤を50〜150質量部含有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is a conductive adhesive, (A) a glycidyl ether compound that is liquid at 25 ° C. and substantially free of carbon-chlorine bonds, B) A phenol resin-based curing agent having an average molecular weight of 350 or more that is solid at 25 ° C., (C) a curing accelerator, and (D) a conductive filler, and with respect to 100 parts by mass of the (A) glycidyl ether compound. And (B) 50 to 150 parts by mass of a phenol resin-based curing agent.
上記(A)グリシジルエーテル化合物は、炭素数が3〜30の脂肪族多価アルコールの多価グリシジルエーテルであるのが好適である。また、上記(A)グリシジルエーテル化合物は、アリルエーテル化合物のアリル基の炭素−炭素二重結合を酸化剤と反応させて得られるものであるのが好適である。 The (A) glycidyl ether compound is preferably a polyvalent glycidyl ether of an aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 30 carbon atoms. The (A) glycidyl ether compound is preferably obtained by reacting the carbon-carbon double bond of the allyl group of the allyl ether compound with an oxidizing agent.
また、上記(A)グリシジルエーテル化合物の25℃における粘度は、1mPa・s〜1000mPa・sであるのが好適である。 The viscosity of the (A) glycidyl ether compound at 25 ° C. is preferably 1 mPa · s to 1000 mPa · s.
また、上記(A)グリシジルエーテル化合物は、1,4−シクロヘキサンジメタノール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、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラグリシジルエーテル、ジグリセリンテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル、及びソルビトールヘキサグリシジルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種を含むのが好適である。 The (A) glycidyl ether compound includes 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, ditrimethylolpropane tetraglycidyl ether, diglycerin tetra. It is preferable to include at least one selected from the group consisting of glycidyl ether, dipentaerythritol hexaglycidyl ether, and sorbitol hexaglycidyl ether.
また、上記(B)フェノール樹脂系硬化剤は、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、及びジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むのが好適である。 The (B) phenol resin-based curing agent preferably contains at least one selected from the group consisting of phenol novolak resins, cresol novolak resins, triphenylmethane type phenol resins, and dicyclopentadiene-modified phenol resins. It is.
また、上記(C)硬化促進剤は、イミダゾール化合物及びその誘導体、ホスフィン化合物及びその誘導体、並びに3級アミン及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であるのが好適である。 The (C) curing accelerator is preferably at least one selected from the group consisting of imidazole compounds and derivatives thereof, phosphine compounds and derivatives thereof, and tertiary amines and derivatives thereof.
また、上記(A)グリシジルエーテル化合物及び(B)フェノール樹脂系硬化剤の合計100質量部に対して、前記(C)硬化促進剤を0.1〜10質量部含むのが好適である。 Moreover, it is suitable that 0.1-10 mass parts of said (C) hardening accelerators are included with respect to a total of 100 mass parts of said (A) glycidyl ether compound and (B) phenol resin type hardening | curing agent.
導電性接着剤において溶剤および反応性希釈剤を含まないのが好適である。 It is preferred that the conductive adhesive does not contain a solvent and a reactive diluent.
また、上記(D)導電フィラーは、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属、または前記複数の金属の合金よりなる粒子または繊維、上記金属表面に金、パラジウム、銀のいずれかがめっきされた金属粒子または繊維、樹脂ボールにニッケル、金、パラジウム、銀のいずれかがめっきされた樹脂コアボール、カーボンまたはグラファイトの粒子または繊維、あるいは前記金属粒子、コアボール、カーボンまたはグラファイトの粒子表面へ絶縁樹脂薄膜コートしたものであるのが好適である。 In addition, the conductive filler (D) includes at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, aluminum, and palladium, or particles or fibers made of an alloy of the plurality of metals, and the metal surface. Metal particles or fibers plated with gold, palladium, or silver, resin core balls plated with nickel, gold, palladium, or silver on resin balls, carbon or graphite particles or fibers, or the metal particles It is preferable that the surface of the core ball, carbon or graphite particles is coated with an insulating resin thin film.
また、導電性接着剤中の上記(A)グリシジルエーテル化合物、(B)フェノール樹脂系硬化剤および(C)硬化促進剤の合計含有量が5〜90質量%であるのが好適である。 Moreover, it is suitable that the total content of the (A) glycidyl ether compound, (B) phenol resin-based curing agent and (C) curing accelerator in the conductive adhesive is 5 to 90% by mass.
また、本発明の他の実施形態は、電子機器であって、上記導電性接着剤により、半導体素子、ソーラーパネル、熱電素子、チップ部品、ディスクリート部品またはこれらの組合せが基板に実装されていることを特徴とする。 In addition, another embodiment of the present invention is an electronic device, wherein a semiconductor element, a solar panel, a thermoelectric element, a chip part, a discrete part, or a combination thereof is mounted on a substrate by the conductive adhesive. It is characterized by.
また、本発明のさらに他の実施形態は、電子機器であって、上記導電性接着剤により、フィルムアンテナ、キーボードメンブレン、タッチパネル、RFIDアンテナの配線形成及び基板への接続を行ったことを特徴とする。 Still another embodiment of the present invention is an electronic device, wherein the conductive adhesive is used to form a film antenna, a keyboard membrane, a touch panel, an RFID antenna, and connect to a substrate. To do.
本発明によれば、耐熱性が高い導電性接着剤及びそれらを使用した電子機器を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a conductive adhesive having high heat resistance and an electronic device using them.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described.
実施形態にかかる導電性接着剤は、(A)25℃において液体であり、炭素−塩素結合を実質的に含まないグリシジルエーテル化合物と、(B)25℃において固体である平均分子量が350以上のフェノール樹脂系硬化剤と、(C)硬化促進剤と、(D)導電フィラーとを含み、前記(A)グリシジルエーテル化合物100質量部に対して(B)フェノール樹脂系硬化剤を50〜150質量部含有することを特徴とする。本明細書において(A)グリシジルエーテル化合物、(B)フェノール樹脂系硬化剤および(C)硬化促進剤を、導電性接着剤を構成する樹脂成分としてまとめて樹脂組成物と称することがある。 The conductive adhesive according to the embodiment includes (A) a glycidyl ether compound that is liquid at 25 ° C. and substantially free of carbon-chlorine bonds, and (B) an average molecular weight that is solid at 25 ° C. is 350 or more. 50-150 mass of (B) phenol resin hardening agent is included with respect to 100 mass parts of said (A) glycidyl ether compounds, including a phenol resin hardening agent, (C) hardening accelerator, and (D) conductive filler. It is characterized by containing a part. In the present specification, (A) a glycidyl ether compound, (B) a phenol resin-based curing agent and (C) a curing accelerator may be collectively referred to as a resin component constituting a conductive adhesive and referred to as a resin composition.
(A)グリシジルエーテル化合物
本実施形態の導電性接着剤中に含まれるグリシジルエーテル化合物は、実質的に分子内に炭素−塩素結合を含まない25℃において液体である化合物である。従来のエポキシ樹脂組成物で使用されているグリシジルエーテル化合物は、主として脂肪族アルコール又はフェノールとエピクロルヒドリンとの縮合反応により製造されているが、その際に分子内に式(1)で表されるような炭素−塩素結合を含む末端基を有する化合物が副生物として生成する。これらの副生物の分離及び除去には非常に手間がかかり、完全に除去することは極めて困難である。副生物が混入したグリシジルエーテル化合物を用いると、樹脂組成物の粘度が高くなるうえ、得られる硬化物はガラス転移温度が低く耐熱性に劣る。
本実施形態において、「炭素−塩素結合を実質的に含まない」とは、グリシジルエーテル化合物のマススペクトルにおいて炭素−塩素結合を含む化合物及びそのフラグメントに対応するピークが認められないことを意味する。より具体的には、グリシジルエーテル化合物のマススペクトルにおいて、脂肪族アルコールを原料として用いたエピクロルヒドリン法でグリシジルエーテル化合物を製造する際に副生する炭素−塩素結合を含む化合物及びそのフラグメントに対応するピークが認められないことを意味する。 In this embodiment, “substantially free of carbon-chlorine bond” means that no peak corresponding to the compound containing carbon-chlorine bond and a fragment thereof is observed in the mass spectrum of the glycidyl ether compound. More specifically, in the mass spectrum of a glycidyl ether compound, a peak corresponding to a compound containing a carbon-chlorine bond and a fragment thereof produced as a by-product when producing a glycidyl ether compound by an epichlorohydrin method using an aliphatic alcohol as a raw material. Means not allowed.
本実施形態で使用する、上記副生物を生成しないグリシジルエーテル化合物の製造方法としては、アリルエーテル化合物のアリル基の炭素−炭素二重結合を酸化剤により酸化する方法が挙げられ、より具体的には例えば以下のような方法で製造することができる。
1)アリルエーテル化合物の炭素−炭素二重結合を過酸(過酢酸など)を酸化剤として用いて酸化する方法(例えば特開平7−145221号公報など)
2)アリルエーテル化合物の炭素−炭素二重結合を過酸化水素(より具体的には過酸化水素水溶液)を酸化剤として、タングステン、ゼオライトなどの触媒を用いて酸化する方法(例えば特開昭60−60123号公報など)
3)アリルエーテル化合物の炭素−炭素二重結合を過酸化水素(より具体的には過酸化水素水溶液)を酸化剤として用いてアセトニトリルの共存下塩基性雰囲気で酸化する方法(例えば特開昭59−227872号公報など)
Examples of the method for producing the glycidyl ether compound that does not generate the by-product used in the present embodiment include a method of oxidizing the carbon-carbon double bond of the allyl group of the allyl ether compound with an oxidizing agent, more specifically. Can be produced, for example, by the following method.
1) A method of oxidizing a carbon-carbon double bond of an allyl ether compound using a peracid (such as peracetic acid) as an oxidizing agent (for example, JP-A-7-145221)
2) A method of oxidizing a carbon-carbon double bond of an allyl ether compound using hydrogen peroxide (more specifically, an aqueous hydrogen peroxide solution) as an oxidizing agent using a catalyst such as tungsten or zeolite (for example, JP-A-60). -60123)
3) A method in which the carbon-carbon double bond of an allyl ether compound is oxidized in a basic atmosphere in the presence of acetonitrile using hydrogen peroxide (more specifically, an aqueous hydrogen peroxide solution) as an oxidizing agent (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 59). No. 227872)
上記方法により得られるグリシジルエーテル化合物は、必要に応じて蒸留、吸着剤処理などによって精製して用いることが好ましい。 The glycidyl ether compound obtained by the above method is preferably used after purification by distillation, adsorbent treatment or the like, if necessary.
本実施形態において用いられるグリシジルエーテル化合物は25℃において液体である。グリシジルエーテル化合物の25℃における粘度は1mPa・s〜1000mPa・sの範囲であることが好ましい。いくつかの好適な実施態様では、グリシジルエーテル化合物の25℃における粘度は5mPa・s以上、又は10mPa・s以上、500mPa・s以下、又は300mPa・s以下である。グリシジルエーテル化合物のエポキシ当量は80〜300g/当量の範囲であることが好ましく、90〜200g/当量の範囲であることがより好ましい。エポキシ当量が80g/当量未満であると、硬化物の耐衝撃性が減少する。一方、300g/当量を超えると、硬化剤を添加した時の粘度が非常に高くなり、取り扱い性が悪くなる。 The glycidyl ether compound used in this embodiment is liquid at 25 ° C. The viscosity of the glycidyl ether compound at 25 ° C. is preferably in the range of 1 mPa · s to 1000 mPa · s. In some preferred embodiments, the viscosity at 25 ° C. of the glycidyl ether compound is 5 mPa · s or more, or 10 mPa · s or more, 500 mPa · s or less, or 300 mPa · s or less. The epoxy equivalent of the glycidyl ether compound is preferably in the range of 80 to 300 g / equivalent, and more preferably in the range of 90 to 200 g / equivalent. When the epoxy equivalent is less than 80 g / equivalent, the impact resistance of the cured product is reduced. On the other hand, when it exceeds 300 g / equivalent, the viscosity when the curing agent is added becomes very high, and the handleability deteriorates.
本実施形態において用いられるグリシジルエーテル化合物は、硬化物としての良好な機械的強度を発現する上で一分子中に平均2個以上のグリシジル基を有するものが好ましい。その中でも、炭素数が3〜30である脂肪族多価アルコールの多価アリルエーテル(多価アルコールのヒドロキシル基の少なくとも2つがアリルオキシ基に置換されたものであり、一部のヒドロキシル基が残存するものを含む)の炭素−炭素二重結合を酸化剤によりエポキシ化して得られる、炭素数が3〜30の脂肪族多価アルコールの多価グリシジルエーテルを用いることが特に好ましい。 The glycidyl ether compound used in the present embodiment preferably has an average of two or more glycidyl groups in one molecule in order to express good mechanical strength as a cured product. Among them, polyhydric allyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols having 3 to 30 carbon atoms (in which at least two of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol are substituted with allyloxy groups, some hydroxyl groups remain. It is particularly preferable to use a polyhydric glycidyl ether of an aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 30 carbon atoms obtained by epoxidizing a carbon-carbon double bond (including those) with an oxidizing agent.
具体的には、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8−オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,9−ノナンジオールジグリシジルエーテル、1,10−デカンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリシクロデカンジメタノールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA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、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラグリシジルエーテル、ジグリセリンテトラグリシジルエーテル、エリスリトールテトラグリシジルエーテル、キシリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル、ソルビトールヘキサグリシジルエーテル、イノシトールペンタグリシジルエーテル、イノシトールヘキサグリシジルエーテルなどが例示できる。これらの中でも、化合物の粘度と硬化物の耐熱性を鑑みた場合に、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリシクロデカンジメタノール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、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラグリシジルエーテル、ジグリセリンテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル、及びソルビトールヘキサグリシジルエーテルが好ましく、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリシクロデカンジメタノール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、グリセリントリグリシジルエーテル、及びペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルが特に好ましい。 Specifically, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,8-octanediol diglycidyl ether, 1,9-nonanediol diglycidyl ether, 1,10-decane Diol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, tricyclodecane dimethanol diglycidyl ether , Hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tet Glycidyl ether, ditrimethylolpropane tetraglycidyl ether, diglycerin tetraglycidyl ether, erythritol tetraglycidyl ether, xylitol pentaglycidyl ether, dipentaerythritol pentaglycidyl ether, dipentaerythritol hexaglycidyl ether, sorbitol hexaglycidyl ether, inositol pentaglycidyl ether, Examples include inositol hexaglycidyl ether. Among these, when considering the viscosity of the compound and the heat resistance of the cured product, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, tricyclodecane dimethanol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether , Pentaerythritol tetraglycidyl ether, ditrimethylolpropane tetraglycidyl ether, diglycerin tetraglycidyl ether, dipentaerythritol hexaglycidyl ether, and sorbitol hexaglycidyl ether are preferable, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, tricyclodecanedi Methanol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, Fine pentaerythritol tetraglycidyl ether is particularly preferred.
(B)フェノール樹脂系硬化剤
本実施形態の導電性接着剤は、前記(A)グリシジルエーテル化合物と反応させて硬化物を形成するための(B)フェノール樹脂系硬化剤を含む。本発明に用いられる(B)フェノール樹脂系硬化剤は、25℃において固体であり、平均分子量が350以上のものである。液体のフェノール系硬化剤を使用する場合に比べて樹脂の剛直性が高いため、分子の自由回転が束縛され高いガラス転移温度を有する硬化物を得ることができる。平均分子量が350未満のフェノール樹脂系硬化剤や低分子のフェノール系硬化剤では硬化時の接着強度が劣るため好ましくない。
(B) Phenol resin-based curing agent The conductive adhesive of this embodiment includes (B) a phenol resin-based curing agent for reacting with the (A) glycidyl ether compound to form a cured product. The (B) phenol resin-based curing agent used in the present invention is solid at 25 ° C. and has an average molecular weight of 350 or more. Since the resin has high rigidity as compared with the case of using a liquid phenol-based curing agent, it is possible to obtain a cured product having a high glass transition temperature by restricting free rotation of molecules. A phenol resin-based curing agent having an average molecular weight of less than 350 or a low-molecular phenol-based curing agent is not preferable because of poor adhesive strength during curing.
フェノール樹脂系硬化剤としては、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有する化合物を用いることが好ましい。具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ザイロック型フェノール樹脂、テルペン型フェノール樹脂などが例示される。これらの中でも、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、及びジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂が、グリシジルエーテルとの相溶性や耐熱性を鑑みた場合特に好ましい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらのフェノール樹脂系硬化剤は前述のグリシジルエーテル化合物との相溶性が良好であるため、溶剤及び/又は反応性希釈剤を用いなくても均一に溶解し液状の硬化性組成物が得られる。 As the phenol resin-based curing agent, it is preferable to use a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. Specific examples include phenol novolac resins, cresol novolac resins, triphenylmethane type phenol resins, dicyclopentadiene-modified phenol resins, phenol aralkyl resins, zyloc type phenol resins, and terpene type phenol resins. Among these, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a triphenylmethane type phenol resin, and a dicyclopentadiene-modified phenol resin are particularly preferable in view of compatibility with glycidyl ether and heat resistance. These may be used alone or in combination of two or more. Since these phenol resin-based curing agents have good compatibility with the above-mentioned glycidyl ether compound, they can be dissolved uniformly without using a solvent and / or a reactive diluent to obtain a liquid curable composition.
本実施形態の導電性接着剤中のフェノール樹脂系硬化剤の配合量は、(B)フェノール樹脂系硬化剤の水酸基当量、及び用いる(A)グリシジルエーテル化合物のエポキシ当量によっても異なるが、(A)グリシジルエーテル化合物と(B)フェノール樹脂系硬化剤の相溶性、樹脂組成物としての粘度、硬化物の耐熱性などを考慮し、(A)グリシジルエーテル化合物100質量部に対して、(B)フェノール樹脂系硬化剤を50〜150質量部の割合で配合させる。好ましくは60〜140質量部、より好ましくは70〜130質量部、さらに好ましくは80〜120質量部である。 The blending amount of the phenol resin-based curing agent in the conductive adhesive of the present embodiment varies depending on (B) the hydroxyl group equivalent of the phenol resin-based curing agent and the epoxy equivalent of the (A) glycidyl ether compound to be used. In consideration of the compatibility between the glycidyl ether compound and (B) the phenol resin-based curing agent, the viscosity as the resin composition, the heat resistance of the cured product, and the like (A) with respect to 100 parts by mass of the glycidyl ether compound (B) A phenol resin hardening | curing agent is mix | blended in the ratio of 50-150 mass parts. Preferably it is 60-140 mass parts, More preferably, it is 70-130 mass parts, More preferably, it is 80-120 mass parts.
(C)硬化促進剤
本実施形態の導電性接着剤には、適切な硬化性を得るために硬化促進剤を配合することができる。この硬化促進剤はエポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されうるものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができるが、イミダゾール系、ホスフィン系、又は3級アミン系の硬化促進剤を使用することが好ましい。
(C) Hardening accelerator A hardening accelerator can be mix | blended with the conductive adhesive of this embodiment in order to obtain appropriate curability. This curing accelerator is not particularly limited as long as it can be used as a curing accelerator for epoxy resins, and known ones can be used, but imidazole-based, phosphine-based, or tertiary amine-based curing accelerators can be used. Is preferably used.
具体的には、イミダゾール系硬化促進剤としては、イミダゾール化合物及びその誘導体、例えば2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、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−4,5−ジヒドロキシ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、エポキシ−イミダゾールアダクトなどが例示される。ホスフィン系硬化促進剤としては、ホスフィン化合物及びその誘導体、例えばトリフェニルホスフィン、トリパラトリルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,4−ビスジフェニルホスフィノブタン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレートなどが例示される。3級アミン系硬化促進剤としては、3級アミン及びその誘導体、例えば1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、DBUのフェノール塩、DBUのオクチル酸塩、DBUのp−トルエンスルホン酸塩、DBUのフェノールノボラック樹脂塩、DBNのフェノールノボラック樹脂塩、DBU誘導体のテトラフェニルボレート、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミンなどが例示される。 Specifically, examples of the imidazole curing accelerator include imidazole compounds and derivatives thereof such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2- Examples include phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and epoxy-imidazole adduct. Examples of phosphine curing accelerators include phosphine compounds and derivatives thereof such as triphenylphosphine, triparatolylphosphine, tricyclohexylphosphine, 1,4-bisdiphenylphosphinobutane, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and triphenylphosphinetriphenylborane. And tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate. Tertiary amine curing accelerators include tertiary amines and derivatives thereof such as 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene. -5 (DBN), DBU phenol salt, DBU octylate, DBU p-toluenesulfonate, DBU phenol novolac resin salt, DBN phenol novolac resin salt, DBU derivative tetraphenylborate, triethylenediamine, Examples include benzyldimethylamine and triethanolamine.
硬化促進剤の使用量は、用いるフェノール樹脂系硬化剤及び硬化促進剤の種類によって様々であってよいが、(A)グリシジルエーテル化合物及び(B)フェノール樹脂系硬化剤の合計100質量部に対して、0.1〜10質量部の割合で用いるのが好ましい。 Although the usage-amount of a hardening accelerator may be various according to the kind of phenol resin type hardening agent and hardening accelerator to be used, with respect to a total of 100 mass parts of (A) glycidyl ether compound and (B) phenol resin type hardening agent. And preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by mass.
本実施形態の導電性接着剤を構成する樹脂組成物は、それ自体25℃において液状である。固体の(B)フェノール樹脂系硬化剤および(C)硬化促進剤が液状の(A)グリシジルエーテル化合物に溶解し、25℃で液状の樹脂組成物となる。すなわち、溶剤や反応性希釈剤を併用しなくても液状であるため、溶剤や反応性希釈剤は必須成分ではない。その粘度は特に限定されず、用いるグリシジルエーテル化合物及びフェノール樹脂系硬化剤の種類によって様々な粘度範囲であってよいが、取り使い性の点から、樹脂組成物の粘度は2000Pa・s以下が好ましい。樹脂組成物がフィラーを含む場合は、フィラーの充填量向上及び沈降防止の点から、フィラー充填前の樹脂組成物の粘度は0.1Pa・s〜1000Pa・sの範囲であることが好ましい。粘度が低すぎる場合はフィラーが沈降しやすく分散状態が不均一となるおそれがあり、高すぎる場合はフィラーの充填量を増やすことが困難となる。なお、樹脂組成物の粘度を調整する上で必要に応じて溶剤や反応性希釈剤を併用することができる。 The resin composition constituting the conductive adhesive of this embodiment is liquid at 25 ° C. itself. The solid (B) phenol resin-based curing agent and (C) curing accelerator are dissolved in the liquid (A) glycidyl ether compound to form a liquid resin composition at 25 ° C. That is, since it is liquid even if it does not use a solvent and a reactive diluent together, a solvent and a reactive diluent are not an essential component. The viscosity is not particularly limited, and may be in various viscosity ranges depending on the type of glycidyl ether compound and phenol resin curing agent to be used. From the viewpoint of ease of use, the viscosity of the resin composition is preferably 2000 Pa · s or less. . When the resin composition contains a filler, the viscosity of the resin composition before filling the filler is preferably in the range of 0.1 Pa · s to 1000 Pa · s from the viewpoint of improving the filling amount of the filler and preventing sedimentation. If the viscosity is too low, the filler is liable to settle and the dispersion state may be non-uniform. If it is too high, it is difficult to increase the filling amount of the filler. In addition, when adjusting the viscosity of a resin composition, a solvent and a reactive diluent can be used together as needed.
(D)導電フィラー
本実施形態の導電性接着剤に使用される導電フィラーは、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムからなる群から選択される少なくとも一種の金属、または前記複数の金属の合金よりなる粒子または繊維、上記金属表面に金、パラジウム、銀のいずれかがめっきされた金属粒子または繊維、樹脂ボールにニッケル、金、パラジウム、銀のいずれかがめっきされた樹脂コアボール、カーボンまたはグラファイトの粒子または繊維、あるいは前記金属粒子、コアボール、カーボンまたはグラファイトの粒子表面へ絶縁樹脂薄膜コートしたものであることが好適であるが、これらに限定されるものではなく、導電性を発現でき、かつ接着性を大きく(接着剤として使用できない程度に)損なうものでなければ使用することができる。導電フィラーの形状は特に限定されず、粒子の場合は球状、平板(扁平)状、棒状等種々の形状のものを使用できる。好ましい粒子径としては5nm〜20μmの範囲のものを使用できる。ここでいう粒子径とは500nm以上の粒子径の場合には、レーザー回折・散乱法で、500nm未満の場合には動的光散乱法で各々測定した、個数基準のD50(メジアン径)の粒子径を意味する。また繊維の場合は径0.1〜3μm、長さ1〜10μm、アスペクト比5〜100のものが好ましい。
(D) Conductive filler The conductive filler used in the conductive adhesive of the present embodiment is at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, aluminum, and palladium, or a plurality of the metals Alloy particles or fibers, metal particles or fibers plated with gold, palladium, or silver on the metal surface, resin core balls with nickel, gold, palladium, or silver plated resin balls, carbon Alternatively, graphite particles or fibers, or metal particles, core balls, carbon or graphite particles, which are preferably coated with an insulating resin thin film, are not limited thereto, and exhibit conductivity. If it can be used and it does not damage adhesiveness (to the extent that it cannot be used as an adhesive) be able to. The shape of the conductive filler is not particularly limited, and in the case of particles, various shapes such as a spherical shape, a flat plate shape (flat shape), and a rod shape can be used. As a preferable particle diameter, the thing of the range of 5 nm-20 micrometers can be used. The particle diameter here is a number-based D50 (median diameter) particle measured by a laser diffraction / scattering method when the particle diameter is 500 nm or more, and by a dynamic light scattering method when it is less than 500 nm. Means diameter. In the case of fibers, those having a diameter of 0.1 to 3 μm, a length of 1 to 10 μm, and an aspect ratio of 5 to 100 are preferable.
導電性接着剤中の樹脂成分(樹脂組成物)の含有量は、印刷適性と、硬化して得られる導電層の導電性から、該樹脂組成物((A)グリシジルエーテル化合物、(B)フェノール樹脂系硬化剤および(C)硬化促進剤)と(D)導電フィラーの合計に対して、5〜90質量%であることが好ましく、さらに好ましくは60〜85質量%であり、最も好ましくは70〜80質量%である。導電フィラーを樹脂組成物中に均一に分散させる場合は5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましく、15〜30質量%が特に好ましい。また、異方性導電接続を可能にする異方性導電接着剤を構成するには、樹脂組成物の含有量を80〜99.1質量%とするのが好適である。 The content of the resin component (resin composition) in the conductive adhesive is determined from the printability and the conductivity of the conductive layer obtained by curing the resin composition ((A) glycidyl ether compound, (B) phenol. It is preferable that it is 5-90 mass% with respect to the sum total of a resin type hardening | curing agent and (C) hardening accelerator) and (D) conductive filler, More preferably, it is 60-85 mass%, Most preferably, it is 70. -80 mass%. When the conductive filler is uniformly dispersed in the resin composition, the content is more preferably 5 to 50% by mass, further preferably 10 to 40% by mass, and particularly preferably 15 to 30% by mass. Moreover, in order to comprise the anisotropic conductive adhesive which enables anisotropic conductive connection, it is suitable that content of a resin composition shall be 80-99.1 mass%.
導電性接着剤は、導電フィラーおよび上記樹脂組成物を含むバインダー樹脂の種類と量を選択し、また必要に応じて希釈剤を用いることにより、素子、基板などへの印刷方法または塗布方法に応じて、適切な粘度に調製することができる。たとえば、スクリーン印刷の場合には、沸点が200℃以上の有機溶媒を希釈剤として用いることが好ましく、このような有機溶媒としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。印刷方法または塗布方法にもよるが、好ましい導電性接着剤の粘度はレオメーターで25℃で測定した粘度が5Pa・s〜500Pa・sの範囲である。 The conductive adhesive selects the type and amount of the binder resin containing the conductive filler and the above resin composition, and uses a diluent as necessary, depending on the printing method or coating method on the element, substrate, etc. And can be adjusted to an appropriate viscosity. For example, in the case of screen printing, an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher is preferably used as a diluent. Examples of such an organic solvent include diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether. Can be mentioned. Although it depends on the printing method or the coating method, the preferred viscosity of the conductive adhesive is in the range of 5 Pa · s to 500 Pa · s as measured at 25 ° C. with a rheometer.
その他、本実施形態の導電性接着剤には、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて、充填材(例えば、シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミニウムなど)、着色剤(例えば、カーボンブラック、染料など)、難燃剤、イオントラップ剤、消泡剤、レベリング剤などを含有させてもよい。また、基板への接着性を向上させるためにシランカップリング剤を含有させてもよい。シランカップリング剤の具体例としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピル(メチル)ジメトキシシラン、2−(2,3−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。 In addition, the conductive adhesive of the present embodiment includes a filler (for example, silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, etc.), a colorant (for example, for example) as long as the effects of the present invention are not impaired. Carbon black, dyes, etc.), flame retardants, ion trapping agents, antifoaming agents, leveling agents and the like may be included. Further, a silane coupling agent may be contained in order to improve the adhesion to the substrate. Specific examples of the silane coupling agent include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl (methyl) dimethoxysilane, 2- (2,3-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-methacryl Examples include oxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane.
導電性接着剤には、上記のほか、必要に応じて、分散助剤として、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセタート)アルミニウムのようなアルミニウムキレート化合物;イソプロピルトリイソステアロイルチタナートのようなチタン酸エステル;脂肪族多価カルボン酸エステル;不飽和脂肪酸アミン塩;ソルビタンモノオレエートのような界面活性剤;またはポリエステルアミン塩、ポリアミドのような高分子化合物などを用いてもよい。また、無機および有機顔料、シランカップリング剤、レベリング剤、チキソトロピック剤、消泡剤などを配合してもよい。 In addition to the above, the conductive adhesive includes, as necessary, an aluminum chelate compound such as diisopropoxy (ethyl acetoacetate) aluminum; a titanate ester such as isopropyl triisostearoyl titanate as a dispersion aid. Aliphatic polycarboxylic acid ester; unsaturated fatty acid amine salt; surfactant such as sorbitan monooleate; or polymer compound such as polyesteramine salt and polyamide. Moreover, you may mix | blend an inorganic and organic pigment, a silane coupling agent, a leveling agent, a thixotropic agent, an antifoamer, etc.
本実施形態の導電性接着剤の調製方法は特に限定されず、各成分を所定の配合割合でライカイ機、プロペラ撹拌機、ニーダー、ポットミル、三本ロールミル、回転式混合機、二軸ミキサーなどの混合手段により、均一に混合して調製することができる。予め樹脂組成物を調製することもできるし、(D)導電フィラーや必要に応じて添加する充填材等をまとめて混合して調製することもできる。 The method for preparing the conductive adhesive according to the present embodiment is not particularly limited, and each component is mixed at a predetermined blending ratio such as a reiki machine, a propeller stirrer, a kneader, a pot mill, a three-roll mill, a rotary mixer, a twin screw mixer, and the like. By mixing means, it can be mixed and prepared uniformly. A resin composition can be prepared in advance, or (D) a conductive filler, a filler to be added as necessary, and the like can be mixed and prepared.
導電性接着剤は、スクリーン印刷、グラビア印刷、ディスペンスなど、任意の方法で基板に印刷または塗布することができる。有機溶媒を希釈剤として用いる場合は、印刷または塗布の後、常温で、または加熱によって、該有機溶媒を揮散させる。ついで、樹脂を、樹脂および硬化剤や硬化促進剤の種類に応じて、たとえば2−エチル−4−メチルイミダゾールの場合、120〜150℃で20〜60分加熱して硬化させて、基板表面の必要な部分に導電パターンを形成させることができる。 The conductive adhesive can be printed or applied to the substrate by any method such as screen printing, gravure printing, dispensing, or the like. When an organic solvent is used as a diluent, the organic solvent is volatilized after printing or coating at room temperature or by heating. Next, the resin is heated and cured at 120 to 150 ° C. for 20 to 60 minutes in accordance with the type of the resin and the curing agent or curing accelerator, for example, in the case of 2-ethyl-4-methylimidazole. A conductive pattern can be formed in a necessary part.
このようにして、導電性接着剤を使用して、半導体素子、ソーラーパネル、熱電素子、チップ部品、ディスクリート部品またはこれらの組合せを基板に実装した電子機器を形成させることができる。また、導電性接着剤を使用して、フィルムアンテナ、キーボードメンブレン、タッチパネル、RFIDアンテナの配線形成及び基板への接続を行った電子機器を形成させることもできる。 In this manner, an electronic device in which a semiconductor element, a solar panel, a thermoelectric element, a chip part, a discrete part, or a combination thereof is mounted on a substrate can be formed using a conductive adhesive. In addition, a conductive adhesive can be used to form an electronic device in which a film antenna, a keyboard membrane, a touch panel, and an RFID antenna are formed and connected to a substrate.
上記導電性接着剤を離型フィルム上に製膜することにより異方性導電フィルムを製造することができる。従来の異方性導電フィルムと同様に、フレキシブル基板、リジッド基板、電子部品等の接続すべき電極間に配置し、電極間を加圧しつつ、加熱、UV照射等を行い、電極間を電気的、機械的に接続する異方性導電接続に使用することができ、これにより異方性導電接続体を備える電子機器の製造が可能となる。ここで、異方性導電接続とは、相対する電極間(縦方向)では導電性で、隣接する電極間(横方向)には絶縁性が保たれる接続をいう。 An anisotropic conductive film can be manufactured by forming the conductive adhesive on a release film. Like conventional anisotropic conductive films, it is placed between electrodes to be connected, such as flexible substrates, rigid substrates, and electronic components, and heating, UV irradiation, etc. are performed while pressurizing between the electrodes to electrically connect the electrodes. It can be used for an anisotropic conductive connection that is mechanically connected, and this makes it possible to manufacture an electronic device including an anisotropic conductive connection. Here, the anisotropic conductive connection refers to a connection that is conductive between opposing electrodes (vertical direction) and insulative between adjacent electrodes (horizontal direction).
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below. In addition, the following examples are for facilitating understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
<エポキシ当量の測定>
エポキシ当量はJIS−K7236に準拠して決定する。試料を0.1〜0.2g秤量し、三角フラスコに入れた後、ジクロロメタン10mLを加えて溶解させる。次に、酢酸20mLを加え、続いて臭化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液(臭化テトラエチルアンモニウム100gを酢酸400mLに溶解させたもの)10mLを加える。この溶液にクリスタルバイオレット指示薬を1、2滴加え、0.1mol/L過塩素酸酢酸溶液で滴定し、滴定結果に基づいて、下記式に従いエポキシ当量を求める。
エポキシ当量(g/eq)=(1000×m)/{(V1−V0)×c}
m:試料の重量(g)
V0:空試験における終点までの滴定に消費した過塩素酸酢酸溶液の量(mL)
V1:終点までの滴定に消費した過塩素酸酢酸溶液の量(mL)
c:過塩素酸酢酸溶液の濃度(0.1mol/L)
<Measurement of epoxy equivalent>
The epoxy equivalent is determined according to JIS-K7236. A sample is weighed in an amount of 0.1 to 0.2 g, placed in an Erlenmeyer flask, and then dissolved by adding 10 mL of dichloromethane. Next, 20 mL of acetic acid is added, followed by 10 mL of tetraethylammonium bromide solution (100 g of tetraethylammonium bromide dissolved in 400 mL of acetic acid). One or two drops of crystal violet indicator are added to this solution, titrated with a 0.1 mol / L perchloric acid acetic acid solution, and an epoxy equivalent is determined according to the following formula based on the titration result.
Epoxy equivalent (g / eq) = (1000 × m) / {(V1−V0) × c}
m: Weight of sample (g)
V0: Amount of perchloric acid acetic acid solution consumed for titration to the end point in the blank test (mL)
V1: Amount of perchloric acid acetic acid solution consumed for titration to the end point (mL)
c: Concentration of perchloric acid acetic acid solution (0.1 mol / L)
<粘度の測定>
グリシジルエーテル化合物及び液状エポキシ樹脂組成物の粘度は、ブルックフィールド社製コーンプレート型粘度計RVDV−II+Proを用いて測定する。サンプル0.5mLを試料台に載せた後にコーンプレート(直径48mm又は24mm、コーン角3°)で挟み、測定温度:25℃、回転数:1rpmの条件で粘度測定を行う。粘度1mPa・s〜1Pa・sのサンプルは直径48mmのコーンプレートを用い、1Pa・s〜2000Pa・sのサンプルは直径24mmのコーンプレートを用いる。
<Measurement of viscosity>
The viscosities of the glycidyl ether compound and the liquid epoxy resin composition are measured using a corn plate viscometer RVDV-II + Pro manufactured by Brookfield. After 0.5 mL of the sample is placed on the sample stage, it is sandwiched between cone plates (diameter 48 mm or 24 mm, cone angle 3 °), and the viscosity is measured under the conditions of measurement temperature: 25 ° C. and rotation speed: 1 rpm. A sample with a viscosity of 1 mPa · s to 1 Pa · s uses a cone plate with a diameter of 48 mm, and a sample with a viscosity of 1 Pa · s to 2000 Pa · s uses a cone plate with a diameter of 24 mm.
<全塩素量の測定>
全塩素量の測定は、試料を800℃以上の高温でアルゴン気流中に酸素ガスを導入した雰囲気下で燃焼・分解させ、その分解ガスを超純水などに吸収し、イオンクロマトグラフィーで定量することによって行う。イオンクロマトフィーは、メトローム社製 861 Advanced Compact IC、Shodex SI−90 4Eカラムから構成され、溶離液として1.7mM NaHCO3/1.8mMNa2CO3水溶液を用い流量1.3mL/minで測定する。
<Measurement of total chlorine content>
The total chlorine amount is measured by burning and decomposing the sample at a high temperature of 800 ° C or higher in an atmosphere of oxygen gas introduced into an argon stream, absorbing the decomposed gas in ultrapure water, etc., and quantifying it by ion chromatography. By doing. The ion chromatography is composed of 861 Advanced Compact IC, Shodex SI-90 4E column manufactured by Metrohm, and is measured at a flow rate of 1.3 mL / min using 1.7 mM NaHCO 3 /1.8 mM Na 2 CO 3 aqueous solution as an eluent. .
<マススペクトルの測定>
<GC/MS測定>
化学イオン化(CI)法によるガスクロマトグラフィ/質量分析(GC/MS)を以下に示す条件で実施する。
装置:7890A(GC部分、アジレントテクノロジー株式会社製)/JEOL JMS−Q1000GC MkII(MS部分、日本電子株式会社製)
カラム:Agilent HP−5(内径0.32mm;長さ30m;膜厚0.25μm)
カラムオーブン温度:50℃(3min)→〔20℃/min〕→320℃(10min)
キャリアガス:He
カラム流量:1.5mL/min(コンスタントフローモード)
注入モード:スプリット(1:20)
注入口温度:300℃
注入量:1μL(オートサンプラー使用)
トランスファーライン温度:300℃
イオン化法:CI(化学イオン化法)
CI反応ガス:イソブタン
スキャン範囲:m/z60〜600
試料調製:50mg/mL(溶媒はアセトン)
<Measurement of mass spectrum>
<GC / MS measurement>
Gas chromatography / mass spectrometry (GC / MS) by chemical ionization (CI) method is performed under the following conditions.
Apparatus: 7890A (GC part, manufactured by Agilent Technology Co., Ltd.) / JEOL JMS-Q1000GC MkII (MS part, manufactured by JEOL Ltd.)
Column: Agilent HP-5 (inner diameter 0.32 mm; length 30 m; film thickness 0.25 μm)
Column oven temperature: 50 ° C. (3 min) → [20 ° C./min]→320° C. (10 min)
Carrier gas: He
Column flow rate: 1.5 mL / min (constant flow mode)
Injection mode: Split (1:20)
Inlet temperature: 300 ° C
Injection volume: 1 μL (using an autosampler)
Transfer line temperature: 300 ° C
Ionization method: CI (chemical ionization method)
CI reaction gas: isobutane scan range: m / z 60-600
Sample preparation: 50 mg / mL (solvent is acetone)
<SEC/MS測定>
大気圧化学イオン化(APCI)法によるサイズ排除クロマトグラフィ/質量分析(SEC/MS)を以下に示す条件で実施する。
1)SEC部
カラム:ShodexGPC KF−402×2
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(HPLCグレード)、0.3mL/min
2)質量分析部
イオン化法:大気圧化学イオン化法(+)
スキャン範囲:m/z50〜2000
<SEC / MS measurement>
Size exclusion chromatography / mass spectrometry (SEC / MS) by atmospheric pressure chemical ionization (APCI) method is performed under the following conditions.
1) SEC part column: ShodexGPC KF-402 × 2
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran (HPLC grade), 0.3 mL / min
2) Mass spectrometer ionization method: atmospheric pressure chemical ionization method (+)
Scan range: m / z 50-2000
<平均分子量の測定>
フェノール樹脂系硬化剤の平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。カラム構成は昭和電工(株)製のKF−804を2本用い、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、流量1ml/分、カラム温度40℃、検出器として示差屈折率計で測定した。分子量はポリスチレン換算で算出した。
<Measurement of average molecular weight>
The average molecular weight of the phenol resin curing agent was measured by gel permeation chromatography (GPC). The column configuration was measured using a differential refractometer as a detector using two KF-804s manufactured by Showa Denko KK, using tetrahydrofuran as a solvent, a flow rate of 1 ml / min, a column temperature of 40 ° C., and a detector. The molecular weight was calculated in terms of polystyrene.
[製造例1:多価アリルエーテルの合成]
後述の製造例2〜4で用いる各種多価アリルエーテルはウィリアムソン合成に基づき合成した。一例として1,4−シクロヘキサンジメタノールジアリルエーテルの合成法を以下に記す。
[Production Example 1: Synthesis of polyvalent allyl ether]
Various polyvalent allyl ethers used in Production Examples 2 to 4 described later were synthesized based on Williamson synthesis. As an example, a synthesis method of 1,4-cyclohexanedimethanol diallyl ether is described below.
撹拌機及び温度計の付いた2リットル3口フラスコに1,4−シクロヘキサンジメタノール(新日本理化株式会社製)144.2g(1.00mol)を入れ、反応装置系内を窒素置換し、水酸化ナトリウム水溶液(50質量%)を480.0g(6.0mol)を加え、40℃まで加熱し、臭化テトラブチルアンモニウム(和光純薬工業株式会社製)3.224g(0.01mol)を添加した。反応系内を約40℃に保ちながら、塩化アリル(鹿島ケミカル株式会社製)168.3g(2.20mol)を滴下し、2時間経過後、1,4−シクロヘキサンジメタノール72.11g(0.50mol)、塩化アリル84.17g(1.10mol)を追添した。その後、反応温度を徐々に上げながら反応を継続し、反応の進行状況を見ながら塩化アリルを25.25g(0.33mol)ずつ追添し、反応を完結させた。反応終了後、トルエン33.7gを加え分液処理し、有機層を純水200mL/回で中性になるまで洗浄し、分液後、有機層をエバポレーターにより溶媒、塩化アリルなどを留去した。溶媒留去後、1,4−シクロヘキサンジメタノールジアリルエーテルを精密蒸留により取得した(留出温度が63.9〜67.7℃(11Pa))。
Into a 2 liter three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 144.2 g (1.00 mol) of 1,4-cyclohexanedimethanol (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) was placed, the inside of the reactor system was replaced with nitrogen, Add 480.0 g (6.0 mol) of an aqueous sodium oxide solution (50% by mass), heat to 40 ° C., and add 3.224 g (0.01 mol) of tetrabutylammonium bromide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). did. While keeping the inside of the reaction system at about 40 ° C., 168.3 g (2.20 mol) of allyl chloride (manufactured by Kashima Chemical Co., Ltd.) was added dropwise, and after 2 hours, 72.11 g (0. 50 mol) and 84.17 g (1.10 mol) of allyl chloride were added. Thereafter, the reaction was continued while gradually raising the reaction temperature, and 25.25 g (0.33 mol) of allyl chloride was added by observing the progress of the reaction to complete the reaction. After completion of the reaction, 33.7 g of toluene was added to carry out a liquid separation treatment, and the organic layer was washed with
他の多価アリルエーテルも上記操作に準じて合成した。 Other polyvalent allyl ethers were also synthesized according to the above procedure.
[製造例2:1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(CDMDG)の合成]
上記製造例1で得られた1,4−シクロヘキサンジメタノールジアリルエーテル(100g、0.45mol)、アセトニトリル(73.2g、1.78mol、純正化学株式会社製)、メタノール(92.9g、2.90mol、純正化学株式会社製)を500mL3径ナス型フラスコに量りとった。水浴を用いて系内の温度を35℃にし、飽和水酸化カリウム水溶液(KOH/H2O=110g/100mL)によりpHを10.5に到達させた。反応終了時まで、反応温度が40℃を超えないように飽和水酸化カリウム水溶液を随時添加しpHを10.75〜10.25の範囲に制御した。45%過酸化水素水溶液(81.6g、1.08mol、日本パーオキサイド株式会社製)を300mL滴下漏斗により16時間かけて滴下した後、さらに10時間撹拌して反応を終了させた。反応液をガスクロマトグラフィにて測定したところ、基質であるシクロヘキサンジメタノールジアリルエーテルの転化率は100%であり、ジエポキシ体であるシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルの収率は88.5%、モノエポキシ体であるモノグリシジルエーテルの収率は2.6%であることを確認した。
[Production Example 2: Synthesis of 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether (CDMDG)]
1,4-cyclohexanedimethanol diallyl ether (100 g, 0.45 mol), acetonitrile (73.2 g, 1.78 mol, manufactured by Junsei Co., Ltd.), methanol (92.9 g, 2. 90 mol, Junsei Chemical Co., Ltd.) was weighed into a 500 mL 3-diameter eggplant type flask. The temperature in the system was set to 35 ° C. using a water bath, and the pH was reached to 10.5 with a saturated aqueous potassium hydroxide solution (KOH / H 2 O = 110 g / 100 mL). Until the end of the reaction, a saturated aqueous potassium hydroxide solution was added as needed so that the reaction temperature did not exceed 40 ° C., and the pH was controlled in the range of 10.75 to 10.25. A 45% aqueous hydrogen peroxide solution (81.6 g, 1.08 mol, manufactured by Nippon Peroxide Co., Ltd.) was added dropwise over a period of 16 hours using a 300 mL dropping funnel, and the mixture was further stirred for 10 hours to complete the reaction. When the reaction solution was measured by gas chromatography, the conversion rate of cyclohexanedimethanol diallyl ether as a substrate was 100%, the yield of cyclohexanedimethanol diglycidyl ether as diepoxy was 88.5%, monoepoxy It was confirmed that the yield of monoglycidyl ether was 2.6%.
得られた反応溶液を、大科工業株式会社製の精密蒸留装置を用いて、真空度13kPa、フラスコ温度265℃、カラム温度190℃で蒸留することで、ガスクロマトグラフィによる純度が99.5%の1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(CDMDG)を得た。CDMDGの粘度は34mPa・sであり、滴定により求めたエポキシ当量は136であった。全塩素量は5ppmであり、GC/MS分析結果(図1)より有機塩素を含まない(含有塩素が炭素−塩素結合を有する化合物由来ではない)ことをマススペクトルにおける塩素の同位体(ピークCl35とCl37)に基づく2つのピーク(質量Nと(N+2)のピークであり、Nのピーク強度が(N+2)のピーク強度の3倍)がないことから確認した。 The obtained reaction solution was distilled at a vacuum degree of 13 kPa, a flask temperature of 265 ° C., and a column temperature of 190 ° C. using a precision distillation apparatus manufactured by Daishin Kogyo Co., Ltd., so that the purity by gas chromatography was 99.5%. 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether (CDMDG) was obtained. The viscosity of CDMDG was 34 mPa · s, and the epoxy equivalent determined by titration was 136. The total chlorine content is 5 ppm, and from the GC / MS analysis result (FIG. 1), the chlorine isotope (peak Cl in the mass spectrum) indicates that organic chlorine is not included (the contained chlorine is not derived from a compound having a carbon-chlorine bond). It was confirmed from the absence of two peaks (mass N and (N + 2) peaks based on 35 and Cl 37 ), where the peak intensity of N is three times the peak intensity of (N + 2).
[製造例3:グリセリントリグリシジルエーテル(GLYG)の合成]
上記製造例1と同様に合成して得られたグリセリントリアリルエーテル(50g、0.24mol)、アセトニトリル(77g、1.9mol、純正化学株式会社製)、メタノール(91g、2.8mol、純正化学株式会社製)を500mL4口フラスコに仕込み、50質量%水酸化カリウム水溶液を加え、反応液のpHを約10.5に調整した。反応終了時まで、反応温度が40℃を超えないように飽和水酸化カリウム水溶液を随時添加しpHを10.75〜10.25の範囲に制御した。35質量%過酸化水素水溶液(82g、0.8mol)を9時間かけて滴下し、さらに16時間撹拌した後、反応液に亜硫酸ナトリウム1gを加え反応を停止した。ダイアフラムポンプを用いて溶媒留去した後、酢酸エチル500g、10質量%硫酸ナトリウム水溶液を加え水層と有機層を分離した。その後有機層を純水20gで5回洗浄して残存する亜硫酸ナトリウム、副生アセトアミドなどの不純物を除去した後、溶媒を留去することにより、純度91%、収量36g、収率59%でグリセリントリグリシジルエーテル(GLYG)を得た。GLYGの粘度は32mPa・sであり、滴定により求めたエポキシ当量は91であった。全塩素量は112ppmであり、GC/MS分析結果(図2)より有機塩素を含まない(含有塩素が炭素−塩素結合を有する化合物由来ではない)ことを製造例2と同様にして確認した。
[Production Example 3: Synthesis of glycerin triglycidyl ether (GLYG)]
Glycerol triallyl ether (50 g, 0.24 mol), acetonitrile (77 g, 1.9 mol, manufactured by Junsei Co., Ltd.), methanol (91 g, 2.8 mol, Junsei Chemical) obtained by synthesis in the same manner as in Production Example 1 above. Co., Ltd.) was charged into a 500 mL four-necked flask, and a 50% by mass aqueous potassium hydroxide solution was added to adjust the pH of the reaction solution to about 10.5. Until the end of the reaction, a saturated aqueous potassium hydroxide solution was added as needed so that the reaction temperature did not exceed 40 ° C., and the pH was controlled in the range of 10.75 to 10.25. A 35 mass% aqueous hydrogen peroxide solution (82 g, 0.8 mol) was added dropwise over 9 hours, and the mixture was further stirred for 16 hours. Then, 1 g of sodium sulfite was added to the reaction solution to stop the reaction. After the solvent was distilled off using a diaphragm pump, 500 g of ethyl acetate and an aqueous 10 mass% sodium sulfate solution were added to separate the aqueous layer and the organic layer. Thereafter, the organic layer was washed 5 times with 20 g of pure water to remove residual impurities such as sodium sulfite and by-product acetamide, and then the solvent was distilled off to obtain glycerin at a purity of 91%, a yield of 36 g, and a yield of 59%. Triglycidyl ether (GLYG) was obtained. The viscosity of GLYG was 32 mPa · s, and the epoxy equivalent determined by titration was 91. The total chlorine amount was 112 ppm, and it was confirmed in the same manner as in Production Example 2 that organic chlorine was not contained (the contained chlorine was not derived from a compound having a carbon-chlorine bond) from the GC / MS analysis result (FIG. 2).
[製造例4:ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル(PETG)の合成]
上記製造例1と同様に合成して得られたペンタエリスリトールテトラアリルエーテル(200g、0.67mol)、アセトニトリル(220g、5.36mol、純正化学株式会社製)、メタノール(100g、3.12mol、純正化学株式会社製)を2リットル3口フラスコに仕込み、50質量%水酸化カリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)を少量加え、反応系内のpHを約10.5に調整した。反応終了時まで、反応温度が40℃を超えないように飽和水酸化カリウム水溶液を随時添加しpHを10.75〜10.25の範囲に制御した。45質量%過酸化水素水溶液(160g、2.12mol、日本パーオキサイド株式会社製)を18時間かけて滴下した。反応液に亜硫酸ナトリウム2.11g(和光純薬工業株式会社製)とトルエン1000gを加え反応を一旦停止し、室温で30分間撹拌し、水層と有機層を分離した。その後有機層を純水150gで2回洗浄し、溶媒を留去して反応混合物を得た。
[Production Example 4: Synthesis of pentaerythritol tetraglycidyl ether (PETG)]
Pentaerythritol tetraallyl ether (200 g, 0.67 mol), acetonitrile (220 g, 5.36 mol, manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.), methanol (100 g, 3.12 mol, genuine) obtained by synthesis in the same manner as in Production Example 1 above. Chemical Co., Ltd.) was charged into a 2 liter three-necked flask, and a small amount of 50% by mass potassium hydroxide aqueous solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to adjust the pH in the reaction system to about 10.5. Until the end of the reaction, a saturated aqueous potassium hydroxide solution was added as needed so that the reaction temperature did not exceed 40 ° C., and the pH was controlled in the range of 10.75 to 10.25. A 45 mass% aqueous hydrogen peroxide solution (160 g, 2.12 mol, manufactured by Nippon Peroxide Co., Ltd.) was added dropwise over 18 hours. To the reaction solution, 2.11 g of sodium sulfite (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1000 g of toluene were added to temporarily stop the reaction, followed by stirring at room temperature for 30 minutes to separate an aqueous layer and an organic layer. Thereafter, the organic layer was washed twice with 150 g of pure water, and the solvent was distilled off to obtain a reaction mixture.
その後反応混合物にアセトニトリル(220g、5.36mol)、メタノール(100g、3.12mol)を加え、50質量%水酸化カリウム水溶液を少量加え、反応液のpHを約10.5に調整した後、内温35℃で45質量%過酸化水素水溶液(125g、1.65mol)を、内温が45℃を超えないように28時間かけて滴下した。滴下終了後、亜硫酸ナトリウム15.9gとトルエン800gを加え反応を停止し、室温で30分間撹拌し、水層と有機層を分離した。その後有機層を純水150gで2回洗浄して残存する亜硫酸ナトリウム、副生アセトアミドなどの不純物を除去し、溶媒を留去することにより、純度90%、収量176.04g、収率72.4%でペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル(PETG)を得た。PETGの粘度は166mPa・sであり、滴定により求めたエポキシ当量は98であった。全塩素量は636ppmであり、SEC/MS分析結果(図3)より有機塩素を含まない(含有塩素が炭素−塩素結合を有する化合物由来ではない)ことを製造例2と同様にして確認した。 Thereafter, acetonitrile (220 g, 5.36 mol) and methanol (100 g, 3.12 mol) were added to the reaction mixture, and a small amount of 50% by mass aqueous potassium hydroxide was added to adjust the pH of the reaction solution to about 10.5. A 45 mass% hydrogen peroxide aqueous solution (125 g, 1.65 mol) was added dropwise at a temperature of 35 ° C over 28 hours so that the internal temperature did not exceed 45 ° C. After completion of the dropwise addition, 15.9 g of sodium sulfite and 800 g of toluene were added to stop the reaction, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to separate the aqueous layer and the organic layer. Thereafter, the organic layer was washed twice with 150 g of pure water to remove residual impurities such as sodium sulfite and by-product acetamide, and the solvent was distilled off to obtain a purity of 90%, a yield of 176.04 g, and a yield of 72.4. % Pentaerythritol tetraglycidyl ether (PETG) was obtained. The viscosity of PETG was 166 mPa · s, and the epoxy equivalent determined by titration was 98. The total amount of chlorine was 636 ppm, and it was confirmed in the same manner as in Production Example 2 that organic chlorine was not contained (the contained chlorine was not derived from a compound having a carbon-chlorine bond) from the SEC / MS analysis results (FIG. 3).
[樹脂組成物の調製]
表1に示す配合で50℃の超音波水浴を用いて各成分を混合溶解させることで、実施例1〜9、及び比較例1の樹脂組成物を調製した。表中の液状エポキシ樹脂組成物の調製に用いた各成分を以下に示す。
(A)グリシジルエーテル化合物
(A−1)製造例2で得られた1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(CDMDG、全塩素量5ppm)
(A−2)製造例3で得られたグリセリントリグリシジルエーテル(GLYG、全塩素量112ppm)
(A−3)製造例4で得られたペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル(PETG、全塩素量636ppm)
(B)フェノール樹脂系硬化剤
(B−1)フェノールノボラック樹脂(昭和電工株式会社製、ショウノール(登録商標)BRG−556、軟化点77〜83℃、平均分子量1050)
(B−2)フェノールノボラック樹脂(昭和電工株式会社製、ショウノール(登録商標)BRG−555、軟化点67〜72℃、平均分子量800)
(B−3)フェノールノボラック樹脂(昭和電工株式会社製、ショウノール(登録商標)BRG−558、軟化点93〜98℃、平均分子量1550)
(B−4)トリフェニルメタン型フェノール樹脂(昭和電工株式会社製、ショウノール(登録商標)TRI−220、軟化点83℃、平均分子量380)
(B−5)液状フェノールノボラック樹脂(昭和電工株式会社製、特許文献:特開2012−67253号公報に開示の方法に基づき合成、平均分子量230)
25℃において(B−1)〜(B−4)はいずれも固体、(B−5)は液体。
(C)硬化促進剤
(C−1)2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、キュアゾール(登録商標)2E4MZ)
(C−2)トリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製)
[Preparation of resin composition]
The resin compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 were prepared by mixing and dissolving each component using a 50 ° C. ultrasonic water bath with the formulation shown in Table 1. Each component used for preparation of the liquid epoxy resin composition in a table | surface is shown below.
(A) Glycidyl ether compound (A-1) 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether obtained in Production Example 2 (CDMDG, total chlorine amount 5 ppm)
(A-2) Glycerin triglycidyl ether obtained in Production Example 3 (GLYG, total chlorine amount 112 ppm)
(A-3) Pentaerythritol tetraglycidyl ether obtained in Production Example 4 (PETG, total chlorine amount 636 ppm)
(B) Phenol resin-based curing agent (B-1) Phenol novolac resin (Showa Denko KK, Shounol (registered trademark) BRG-556, softening point 77-83 ° C., average molecular weight 1050)
(B-2) Phenol novolac resin (Showa Denko KK, Shounol (registered trademark) BRG-555, softening point 67-72 ° C., average molecular weight 800)
(B-3) Phenol novolac resin (Showa Denko KK, Shounol (registered trademark) BRG-558, softening point 93 to 98 ° C., average molecular weight 1550)
(B-4) Triphenylmethane type phenol resin (manufactured by Showa Denko KK, Shounol (registered trademark) TRI-220, softening point 83 ° C., average molecular weight 380)
(B-5) Liquid phenol novolak resin (manufactured by Showa Denko KK, patent document: synthesized based on the method disclosed in JP 2012-67253 A, average molecular weight 230)
At 25 ° C., (B-1) to (B-4) are all solid, and (B-5) is liquid.
(C) Curing accelerator (C-1) 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Curesol (registered trademark) 2E4MZ)
(C-2) Triphenylphosphine (made by Hokuko Chemical Co., Ltd.)
<ガラス転移温度(Tg)>
実施例1〜9及び比較例1で作製した樹脂組成物をそれぞれ真空脱気した後、厚さ3mmの硬化物を作製できる型の中に流し込み、オーブン中にて150℃、30分加熱して硬化板を得た。得られた硬化板を10×10×3mmの試験片にカットし、熱機械測定(TMA)によりガラス転移温度(Tg)を測定する。エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製TMA/SS6100熱機械分析装置を使用し、温度範囲−10〜250℃、昇温速度5℃/min、荷重20.0mNの条件で測定を行う。得られた膨張曲線における転移に基づく変曲点前後の直線領域で各々引いた2本の直線の外挿線の交点の温度をガラス転移温度とする。
<Glass transition temperature (Tg)>
Each of the resin compositions prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 was vacuum degassed, then poured into a mold capable of producing a cured product having a thickness of 3 mm, and heated in an oven at 150 ° C. for 30 minutes. A cured plate was obtained. The obtained cured plate is cut into a 10 × 10 × 3 mm test piece, and the glass transition temperature (Tg) is measured by thermomechanical measurement (TMA). Using a TMA / SS6100 thermomechanical analyzer manufactured by SII Nanotechnology, Inc., measurement is performed under the conditions of a temperature range of −10 to 250 ° C., a heating rate of 5 ° C./min, and a load of 20.0 mN. The temperature at the intersection of two extrapolated lines drawn in the linear region before and after the inflection point based on the transition in the obtained expansion curve is defined as the glass transition temperature.
[導電性接着剤の調製]
上記各液状エポキシ樹脂組成物を使用し、表1に示す配合で実施例1〜9、及び比較例1の導電性接着剤を調製した。表中の導電性接着剤の調製に用いた導電フィラーを以下に示す。
(D)導電フィラー
(D−1)銀粒子(福田金属箔工業株式会社製、AgC−GS、平均粒径5〜10μm(カタログ値))
(D−2)銀粒子(福田金属箔工業株式会社製、AgC−239、平均粒径2〜15μm(カタログ値))
(D−3)銀粒子(トクセン工業株式会社製、N300、平均粒子径0.3μm)
[Preparation of conductive adhesive]
Using each of the above liquid epoxy resin compositions, conductive adhesives of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 were prepared with the formulations shown in Table 1. The conductive filler used for the preparation of the conductive adhesive in the table is shown below.
(D) Conductive filler (D-1) silver particles (manufactured by Fukuda Metal Foil Industry Co., Ltd., AgC-GS, average particle size of 5 to 10 μm (catalog value))
(D-2) Silver particles (manufactured by Fukuda Metal Foil Industry Co., Ltd., AgC-239, average particle diameter of 2 to 15 μm (catalog value))
(D-3) Silver particles (Tokusen Kogyo Co., Ltd., N300, average particle size 0.3 μm)
導電性接着剤の調製方法は以下の通りである。すなわち、上記各液状エポキシ樹脂組成物と上記導電フィラーをディスポカップに配合し、スパチュラで均一になるまでよく混合した。混合物をさらに自転・公転ミキサー あわとり練太郎 ARE−310(株式会社シンキー製)で自転/公転=800/2000rpmで1分間混合を行い、導電性接着剤を調製した。 The method for preparing the conductive adhesive is as follows. That is, the liquid epoxy resin composition and the conductive filler were mixed in a disposable cup and mixed well with a spatula until uniform. The mixture was further mixed for 1 minute at Rotation / Revolution = 800/2000 rpm with a rotation / revolution mixer Awatori Nertaro ARE-310 (manufactured by Sinky Co., Ltd.) to prepare a conductive adhesive.
<回路サンプルの作製>
上記のようにして得られた導電性接着剤を使用して回路サンプルを作製した。作製した回路サンプルの構成が図4に示される。図4において、導電性接着剤12を、厚さ75μmのメタルマスクを用いて、銅張ガラスエポキシ基板14の銅面に孔版印刷(パターン形状は、チップ抵抗器16の両端の電極と銅配線(幅:0.5±0.2mm)18a、18bを接続できるような形状)した。これに錫メッキ(厚み2μm)された2012サイズ(具体的な形状は、L(長さ),W(幅),d(電極幅),t(厚み)(単位:mm)=5.0±0.2,2.5±0.2,0.5±0.2,0.5±0.2)のチップ抵抗器16を手で圧着し、150℃で30分加熱して、該接着剤を硬化させることにより、回路基板14にチップ抵抗器16を接続させて、回路サンプル10を作製した。
<Production of circuit sample>
A circuit sample was produced using the conductive adhesive obtained as described above. The configuration of the fabricated circuit sample is shown in FIG. In FIG. 4, the
<せん断強度>
せん断強度の評価は、ボンドテスター (DAGE Series4000 Dage(英)社製、テイジ・ジャパン(株)より購入)を用い、水平方向に力がかかる剪断強度を回路サンプル10を用いて測定した。サンプル数は5でその平均値を求めた。
<Shear strength>
The shear strength was evaluated using a
具体的には、図5に示されるように、室温で基板14にチップ抵抗器16を導電性接着剤12で接着した回路サンプル10において、荷重センサーがとりつけられたシェアツール20をチップ抵抗器16のL辺(図の左辺)に接して水平方向に押し、チップ抵抗器16と基板14との接合面が破壊された時の強度を測定する。シェアツール20は、基板面まで矢印A方向に下降し(図5(a))、基板位置を検出した後、予め設定した高さhまで矢印B方向に上昇する(図5(b))。その後、任意の速度でチップ抵抗器16を水平方向に押し(図5(c))、接合面が破断された時(図5(d))の荷重を計測する。
Specifically, as shown in FIG. 5, in the
<初期抵抗>
回路試料10の接続抵抗(銅配線18a、b間の電気抵抗)(Ω)をテスター(SANWA製 形式:PC500a RS−232C)にて測定した。サンプル数は5でその平均値を求めた。
<Initial resistance>
The connection resistance (electrical resistance between the
<高温高湿試験>
上記初期抵抗を測定したサンプルを、楠本化成株式会社製恒温高湿器TH402Aを使用して、温度85℃湿度85%の環境下に保管し、経時的に抵抗の変化を測定した。測定結果から初期抵抗が10倍になる時間を求め表1に示した。
<High temperature and high humidity test>
The sample for which the initial resistance was measured was stored in an environment at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% using a constant temperature and high humidity device TH402A manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., and the change in resistance was measured over time. The time required for the initial resistance to be 10 times from the measurement results was determined and shown in Table 1.
<高温試験>
上記初期抵抗を測定したサンプルを、ヤマト科学株式会社製定温乾燥機DX302を用いて120℃の環境下に保管し、経時的に抵抗の変化を測定した。測定結果から初期抵抗が2倍になる時間を求め表1に示した。
<High temperature test>
The sample whose initial resistance was measured was stored in a 120 ° C. environment using a constant temperature dryer DX302 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., and the change in resistance was measured over time. Table 1 shows the time required for the initial resistance to double from the measurement result.
表1に示したとおり、樹脂組成物を150℃で30分加熱して得られる硬化物のTg(ガラス転移温度)を比較すると、固体フェノールを用いた実施例1〜10の方が液体フェノールを用いた比較例1より高く、耐熱性の高い硬化物が得られている。そこに導電フィラーを配合して導電性接着剤とした結果、いずれの実施例においてもせん断強度が比較例より高く、接着強度の高い導電性接着剤が得られた。また高温高湿試験、高温試験においても抵抗値の上昇の程度が低く抑えられているため、導電性接着剤としても高い耐熱性が維持されていることが確認できた。 As shown in Table 1, when Tg (glass transition temperature) of the cured product obtained by heating the resin composition at 150 ° C. for 30 minutes is compared, Examples 1 to 10 using solid phenol are liquid phenols. A cured product having higher heat resistance than that of Comparative Example 1 used is obtained. As a result of blending a conductive filler therein to form a conductive adhesive, a conductive adhesive having a higher shear strength and a higher adhesive strength was obtained in any of the Examples. Also, in the high-temperature and high-humidity test and the high-temperature test, since the degree of increase in the resistance value was kept low, it was confirmed that high heat resistance was maintained as the conductive adhesive.
10 回路サンプル、12 導電性接着剤、14 基板、16 チップ抵抗器、18a、18b 銅配線、20 シェアツール。 10 circuit sample, 12 conductive adhesive, 14 substrate, 16 chip resistor, 18a, 18b copper wiring, 20 share tool.
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