JP2017066367A - 導電性接着剤、電子部品および電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、前記体積%の算出方法としては、JIS K−5400に準拠し100mlの比重カップを用いて熱溶融性の導電粒子以外の組成物(接着剤)の比重を測定し、熱溶融性の導電粒子の真比重を用いて下記式にて算出する。
(式)
導電粒子の濃度(体積%)=100×(熱溶融性の導電粒子の配合量/熱溶融性の導電粒子の真比重)/((熱溶融性の導電粒子の配合量/熱溶融性の導電粒子の真比重)+(熱溶融性の導電粒子以外の組成物の配合量/熱溶融性の導電粒子以外の組成物の比重))
なかでも、熱硬化型の樹脂がより好ましく、エチレン性不飽和結合を有する化合物が特に好ましい。以下、熱硬化型の樹脂について説明する。
熱硬化型の樹脂として、エチレン性不飽和結合を有する化合物を配合することによって、170℃以下、2MPa以下という低温、低圧でも熱圧着可能な導電性接着剤を容易に得ることができる。
(1)2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを、2,4−トリレンジイソシアネートを介して液状ポリブタジエンのヒドロキシル基とウレタン付加反応させることにより得られる液状ポリブタジエンウレタン(メタ)アクリレート、
(2)無水マレイン酸を付加したマレイン化ポリブタジエンに、2−ヒドロキシアクリレートをエステル化反応させて得られる液状ポリブタジエンアクリレート、
(3)ポリブタジエンのカルボキシル基と、(メタ)アクリル酸グリシジルとのエポキシエステル化反応により得られる液状ポリブタジエン(メタ)アクリレート、
(4)液状ポリブタジエンにエポキシ化剤を作用させて得られるエポキシ化ポリブタジエンと、(メタ)アクリル酸とのエステル化反応により得られる液状ポリブタジエン(メタ)アクリレート、
(5)ヒドロキシル基を有する液状ポリブタジエンと、(メタ)アクリル酸クロリドとの脱塩素反応によって得られる液状ポリブタジエン(メタ)アクリレート、および、
(6)分子両末端にヒドロキシル基を有する液状ポリブタジエンの二重結合を水素添加した液状水素化1,2ポリブタジエングリコールを、ウレタン(メタ)アクリレート変成した液状水素化1,2ポリブタジエン(メタ)アクリレート。
(式中、RおよびR´はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
本発明の導電性接着剤は、熱溶融性の導電粒子を含有する。ここで、導電粒子とは体積固有抵抗が1×106Ω・cm以下である物質の粒子を意味する。
(導電性接着剤の調製)
表1に示す配合割合(質量部)にて各成分を配合撹拌し、実施例1〜4および比較例1、2の導電性接着剤を調製した。
試験片の作製
上記にて調製した実施例1〜4および比較例1、2の導電性接着剤を、リジッド基板(基材:FR−4、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、コの字型電極数70、直線型電極1、フラッシュAu処理)上に、メタルマスク(マスク厚:80μm、開口:15mm×1mm)を介してスクレイパーにより塗布した。次に、硬化性組成物を塗布した状態のリジッド基板に対し、フレキシブル基板(幅:16mm、基材:ポリイミド、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、コの字型電極数70、直線型電極数1、フラッシュAu処理)を載置した。この載置に際しては、リジッド基板の電極とフレキシブル基板の電極の位置をデイジーチェーンが形成されるように合わせ、双方の電極の重なり合う長さが3.5mmとなるようにした。このようにして載置した基板同士の接合面に対し、0.79MPa(ツール:幅3mm 長さ18mm、荷重:42.7N)、150℃、6秒で熱圧着を行い、70個の電気的接続箇所を有するデイジーチェーン回路試験片を作製した。
上記方法によって得られた試験片の抵抗値をテスター(日置電機社製ミリオームハイテスタ3540)を用いて測定した。
試験片の作製
上記にて調製した実施例1〜4および比較例1、2の導電性接着剤を、リジッド基板(基材:FR−4、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、櫛型電極数71、フラッシュAu処理)上に、メタルマスク(マスク厚:80μm、開口:15mm×1mm)を介してスクレイパーにより塗布した。次に、導電性接着剤を塗布した状態のリジッド基板に対し、フレキシブル基板(幅:16mm、基材:ポリイミド、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、櫛型電極数71、フラッシュAu処理)を載置した。この載置に際しては、リジッド基板の電極とフレキシブル基板の電極の位置を耐電圧が測定できるように合わせ、双方の電極の重なり合う長さが3.5mmとなるようにした。このようにして載置した基板同士の接合面に対し、0.79MPa(ツール:幅3mm 長さ18mm、荷重:42.7N)、150℃、6秒で熱圧着を行い、試験片を作製した。
上記方法によって得られた試験片の耐電圧をテスター(アドバンテスト社製TR8601 HIGH MEGOHM METER)を用いて測定した。
試験片の作製
上記にて調製した実施例1〜4および比較例1、2の導電性接着剤を、リジッド基板(基材:FR−4、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、コの字型電極数70、直線型電極1、フラッシュAu処理)上に、メタルマスク(マスク厚:80μm、開口:15mm×1mm)を介してスクレイパーにより塗布した。次に、導電性接着剤を塗布した状態のリジッド基板に対し、フレキシブル基板(幅:16mm、基材:ポリイミド、電極幅:100μm、電極長さ:6mm、ピッチ幅:0.2mm、コの字型電極数70、直線型電極数1、フラッシュAu処理)を載置した。この載置に際しては、リジッド基板の電極とフレキシブル基板の電極の位置をデイジーチェーンが形成されるように合わせ、双方の電極の重なり合う長さが3.5mmとなるようにした。このようにして載置した基板同士の接合面に対し、0.79MPa(ツール:幅3mm 長さ18mm、荷重:42.7N)、150℃、6秒で熱圧着を行い、70個の電気的接続箇所を有するデイジーチェーン回路試験片を作製した。
上記方法によって得られた試験片の密着強度をボンドテスター(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製4000Plus)を用いてJIS K 6854−1に準じてフレキシブル基板を垂直方向にピールして密着強度を測定した。
上記接着強度の測定で引きはがしたリジッド基板を電子顕微鏡(日本電子社(JEOL)製JSM−5610LV)で観察し、基板中央部に位置する電極上(1本、重なり合った長さ3.5mmの部分)のZ軸方向から見た導電粒子の長手方向の径(楕円形の場合は長径、円形の場合は直径)をすべて測定し、その平均値をAとした。次に基板中央部に位置する電極間(1本、重なり合った長さ3.5mmの部分)のZ軸方向から見た導電粒子の長手方向の径(楕円形の場合は長径、円形の場合は直径)をすべて測定し、その平均値をaとした。
得られたAの値をaの値で除して導電性粒子のつぶれ具合(倍)を求めた。
上記導通抵抗と同じ方法で試験片を作成した。試験片を楠本化成社製WINTECH NT1531Wを用いて−40℃キープ時間1分、125℃キープ時間1分の条件で1000サイクル経過した試験片の導通抵抗を測定し初期値との変化率(%)を算出し、変化率が0〜2%のものを○、2%超〜10%を△、10%超を×と評価した。
*2:エチレン性不飽和結合を有する化合物(A−2):フェノキシエチルアクリレート(共栄社化学社製ライトアクリレートPO−A、分子量:192 、Tg:−22℃、粘度:0.125dPa・s/25℃)
*3:エチレン性不飽和結合を有する化合物(A−3):脂肪族ウレタンアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製EBECRYL270、分子量:1500、Tg:−27℃、粘度:30dPa・s/60℃)
*4:飽和ポリエステル樹脂(東洋紡績社製バイロン337、分子量:10000、Tg:14℃)
*5:1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油社製パーオクタO、性状:液体、1分間半減期温度:124.3℃、10時間半減期温度:65.3℃)
*6:低融点はんだ粒子(42Sn−58Bi[42Sn−58Bi組成の球状粒子:平均粒径(レーザー回折式粒度分計測定による平均粒子径D50)、13.12μm)])*7:シリカ微粒子[比表面積170m2/g](日本アエロジル社製アエロジルR974)*8:リン酸エステル(共栄社化学社製ライトエステルP−2M)
*9:ビニルエーテルポリマー(共栄社化学社製フローレンAC−326F)
* 各実施例、比較例の樹脂組成物(導電性接着剤)に含まれる、有機成分中のエチレン性不飽和結合当量は、実施例1〜4、比較例1〜2いずれも、457であった(実施例、比較例はいずれも無溶剤)。
(有機成分中のエチレン性不飽和結合当量の算出方法)
(有機成分の質量合計)/(組成物中のエチレン性不飽和結合の数)
=67.0/0.1466=457
JIS K−5400に準拠し100mlの比重カップ(ヨシミツ精機(株))を用いてはんだ粉(低融点はんだ粒子)以外の組成物(接着剤)の比重を測定し、はんだ粉(低融点はんだ粒子)の真比重を用いて下記式にて体積%を算出した。
なお、42Sn−58Biの真比重は8.7、はんだ粉以外の組成物(接着剤)の比重は1.13であった。
(式)
導電粒子の濃度(体積%)=100×(はんだ粉の配合量/はんだ粉の真比重)/((はんだ粉の配合量/はんだ粉の真比重)+(はんだ粉以外の組成物の配合量/はんだ粉以外の組成物の比重))
Claims (6)
- 熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、熱溶融性の導電粒子を含む導電性接着剤であって、
前記熱溶融性の導電粒子の配合量が固形分換算で0.01〜4.0体積%であることを特徴とする導電性接着剤。 - 前記熱溶融性の導電粒子が、低融点はんだ粒子であることを特徴とする請求項1記載の導電性接着剤。
- さらに、有機成分を含む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。
- 前記有機成分(溶剤を含む場合は溶剤を除く)中のエチレン性不飽和結合当量が260〜1000であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性接着剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性接着剤を用いて電気的に接続した部材を含むことを特徴とする電子部品。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性接着剤を塗布し、熱圧着することによって部材同士を導電接着することを特徴とする電子部品の製造方法。
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