JP2018060788A - 導電性接着剤、硬化物および電子部品 - Google Patents
導電性接着剤、硬化物および電子部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018060788A JP2018060788A JP2017185133A JP2017185133A JP2018060788A JP 2018060788 A JP2018060788 A JP 2018060788A JP 2017185133 A JP2017185133 A JP 2017185133A JP 2017185133 A JP2017185133 A JP 2017185133A JP 2018060788 A JP2018060788 A JP 2018060788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive adhesive
- conductive
- acrylate
- meth
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J167/00—Adhesives based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
- C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
【課題】耐熱衝撃性および耐電圧性に優れた異方導電性の接続構造体を形成可能な導電性接着剤、該導電性接着剤の硬化物、および、該導電性接着剤を用いて電気的に接続した部材を含む電子部品を提供する。
【解決手段】熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、導電粒子を含む導電性接着剤であって、前記導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、前記導電粒子の配合量が導電性接着剤中に固形分換算で4〜30質量%であることを特徴とする導電性接着剤等である。
【選択図】なし
【解決手段】熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、導電粒子を含む導電性接着剤であって、前記導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、前記導電粒子の配合量が導電性接着剤中に固形分換算で4〜30質量%であることを特徴とする導電性接着剤等である。
【選択図】なし
Description
本発明は導電性接着剤、硬化物および電子部品に関する。
近年のエレクトロニクス機器の軽薄短小化に伴うプリント配線板の高密度化に伴い、電子部品の電気的接続、例えば配線板と電子素子との電気的接続や配線板間の電気的接続に用いる技術として、導電性接着剤の開発・改良が進められている(例えば特許文献1、2)。このような導電性接着剤は、電気的に接続したい部材間に塗布し、加熱圧着することによって、軽量かつ省スペースで電気的接続を可能とする。
具体的には、導電性接着剤自体は絶縁性であるが、加熱圧着により導電性接着剤に含有される導電粒子が電極間に挟まり押し付けられることで導電する経路が形成される。その結果、部材間の電気的な接続が可能となる。一方、加熱圧着後も電極間に挟まれずに圧力がかからなかった領域は、導電粒子が分散したままであるため、絶縁性が維持される。これによって、いわゆる異方導電性の接続構造体となる。
上記のような導電性接着剤を用いて形成した異方導電性の接続構造体は、耐熱衝撃性が十分ではなく、温度サイクル試験等において、導電性が損なわれ、抵抗値が上昇してしまう問題があった。
また一方で、上記のような導電性接着剤を用いて形成した異方導電性の接続構造体は、上述したように圧力がかからなかった領域には一定の絶縁性が維持されているものの、その領域には導電粒子が存在するため、優れた耐電圧性を付与することが必要であった。なお、本発明において耐電圧性とは、電圧を印加していった際に絶縁破壊が起こるまでの絶縁性を指す。
そこで、本発明の目的は、耐熱衝撃性、耐電圧性に優れた異方導電性の接続構造体を形成可能な導電性接着剤、該導電性接着剤の硬化物、および、該導電性接着剤を用いて電気的に接続した部材を含む電子部品を提供することにある。
本発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意検討した結果、特定の範囲の粒径を有する導電粒子を特定の配合割合で導電性接着剤に配合することによって、耐熱衝撃性および耐電圧性に優れた異方導電性の接続構造体を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の導電性接着剤は、熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、導電粒子を含む導電性接着剤であって、前記導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、前記導電粒子の配合量が導電性接着剤中に固形分換算で4〜30質量%であることを特徴とするものである。
本発明の導電性接着剤は、前記導電粒子が、低融点はんだ粒子であることが好ましい。また、本発明の導電性接着剤は、さらに、エチレン性不飽和基含有化合物と、有機バインダーと、パーオキサイドとを含むことが好ましい。
本発明の硬化物は、前記導電性接着剤を硬化して得られることを特徴とするものである。本発明の電子部品は、前記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ものである。
本発明によれば、耐熱衝撃性、耐電圧性に優れた異方導電性の接続構造体を形成可能な導電性接着剤、該導電性接着剤の硬化物、および、該導電性接着剤を用いて電気的に接続した部材を含む電子部品を提供することができる。
本発明の導電性接着剤は、熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、導電粒子を含む導電性接着剤であって、前記導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、前記導電粒子の配合量が固形分換算で4〜30質量%であることを特徴とするものである。耐熱衝撃性を改善する方策の一つとして導電粒子に着目した場合、導通性を維持するために、電極間における電気的接続箇所を増やすべく導電粒子を増量したり、電極間における電気的接続面積を大きくすべく粒径の大きな導電粒子を配合することが考えられる。しかしながら、本発明者等は鋭意研究した結果、意外にも、導電粒子を比較的少ない割合で配合し、かつ、比較的小さな導電粒子を用いることによって、優れた導電接続信頼性を維持するとともに、耐熱衝撃性に優れた接続構造体を形成することを見出した。さらに、得られた接続構造体は耐電圧性にも優れていることを見出した。詳しいメカニズムは明らかではないが、比較的小さな導電粒子を比較的少ない割合で配合することによって、圧着時に導電粒子1つ当たりにかかる圧力が増加し、導電粒子の潰れ具合が大きくなったために電極間における電気的接続面積において不利にならなかったため、優れた導電接続信頼性を維持できたものと考えられる。また、電極同士の圧着間隙が狭くなったことにより、耐熱衝撃性が向上したものと考えられる。
以下、本発明の導電性接着剤が含有する成分について詳述する。
[導電粒子]
本発明の導電性接着剤は、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。導電粒子は1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、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。導電粒子は1種または2種以上混合して使用することができる。
前記導電粒子が、電極間に挟まれることにより、部材同士が電気的に接続される。
導電粒子としては、Au、Ag、Ni、Cu、Pd、および後述の低融点はんだ等の材料とされるSn、Bi、In、Sbの金属粒子、カーボン粒子などが挙げられる。この導電粒子は、核としてのガラスやセラミック、プラスチックなどの非導電性の粒子を金属層で被覆した複合粒子、前記非導電性粒子と金属粒子またはカーボン粒子とを有する複合粒子であってもよい。この導電粒子が、上記複合粒子または熱溶融性の金属粒子であると、加熱加圧により導電粒子が変形するため、接続時に電極との接触面積が増加し、特に高い信頼性が得られる。なお、この導電粒子としては、銀被覆銅粒子や、微細な金属粒子が多数、鎖状に繋がった形状を有する金属粒子を用いることもできる。
前記導電粒子としては、熱溶融性の導電粒子が好ましい。特に170℃以下、2MPa以下での加熱圧着で溶融するような導電粒子を用いることが好ましく、なかでも低融点はんだ粒子がより好ましい。
ここで、低融点はんだ粒子とは、融点が200℃以下、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下のはんだ粒子を意味する。
また、低融点はんだ粒子としては、鉛を含まないはんだ粒子が好ましく、この鉛を含まないはんだ粒子とは、JIS Z 3282(はんだ−化学成分及び形状)で規定されている、鉛含有率0.10質量%以下のはんだ粒子を意味する。
鉛を含まないはんだ粒子としては、錫、ビスマス、インジウム、銅、銀、アンチモンから選択される1種類以上の金属から構成される低融点はんだが好適に用いられる。特に、コスト、取り扱い性、接合強度のバランスの観点から、錫(Sn)とビスマス(Bi)との合金が好ましく用いられる。
このようなはんだ粒子中のBiの含有量は、15〜65質量%、好ましくは35〜65質量%、より好ましくは55〜60質量%の範囲で適宜選択される。
Biの含有量を15質量%以上とすることにより、その合金は約160℃で溶融を開始する。さらにBiの含有量を増加させると溶融開始温度は低下していき、20質量%以上で溶融開始温度が139℃となり、58質量%で共晶組成となる。Bi含有量を15〜65質量%の範囲とすることにより、低融点化効果が十分に得られる結果、低温であっても十分な導通接続が得られる。
本発明において、前記導電粒子は、レーザー回折式粒度分布測定によるメジアン径が20μm以下である。ここで、本発明における導電粒子のメジアン径とは、50%粒径、d50とも呼ばれ、粒度度測定による頻度の累積が丁度50%となる粒子径をいう。前記導電粒子のメジアン径は、好ましくは0.1〜15μmであり、より好ましくは0.5〜10μmであり、さらに好ましくは2〜9μmであり、特に好ましくは4〜6μmである。メジアン径が20μm以下であることにより、異方導電性の接続構造体の耐熱衝撃性および耐電圧性がより向上する。
前記導電粒子は、球状であることが好ましい。なお、本発明において、球状の導電粒子とは、導電粒子の形状が確認できる倍率において、球状粉の長径と短径の比が1〜1.5のものを90%以上含むものをいう。
ここで、本発明において、導電粒子の配合割合は、導電性接着剤中に固形分換算で4〜30質量%である。好ましくは4〜25質量%であり、より好ましくは4〜18質量%であり、特に好ましくは5〜15質量%である。4〜30質量%とすることにより、異方導電性の接続構造体の耐熱衝撃性および耐電圧性がより向上する。
(エチレン性不飽和基含有化合物)
本発明の導電性接着剤は、エチレン性不飽和基含有化合物を含有することができる。特に、エチレン性不飽和基含有化合物は、反応性希釈剤として用いることができるモノマーやオリゴマーであることが好ましい。また、エチレン性不飽和基含有化合物は、単官能または多官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物であることが好ましく、単官能または多官能の(メタ)アクリロイル基含有モノマーであることが好ましい。
このようなエチレン性不飽和基含有化合物を配合することによって、例えば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。
ここで、本明細書において(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
本発明の導電性接着剤は、エチレン性不飽和基含有化合物を含有することができる。特に、エチレン性不飽和基含有化合物は、反応性希釈剤として用いることができるモノマーやオリゴマーであることが好ましい。また、エチレン性不飽和基含有化合物は、単官能または多官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物であることが好ましく、単官能または多官能の(メタ)アクリロイル基含有モノマーであることが好ましい。
このようなエチレン性不飽和基含有化合物を配合することによって、例えば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。
ここで、本明細書において(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、例えば、置換または非置換の脂肪族アクリレート、脂環式アクリレート、芳香族アクリレート、ヘテロ環含有アクリレート、およびこれらのエチレンオキサイド変性アクリレート、エポキシアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリオールアクリレート、アルキッドアクリレート、メラミンアクリレート、シリコーンアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、並びにこれらに対応するメタクリレート類などを用いることができる。
より具体的には、単官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の脂肪族(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−(メタ)アクリロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート、脂肪族エポキシ変性(メタ)アクリレート等変性(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、γ−(メタ)アクリロキシアルキルトリアルコキシシランなどを用いることができる。
また、多官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの2官能(メタ)アクリロイル基含有化合物、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの3官能(メタ)アクリロイル基含有化合物。ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの4、5、6官能(メタ)アクリロイル基含有化合物を用いることができる。また、オリゴマーの(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、ビスフェノールAタイプエポキシ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAタイプエポキシ(メタ)アクリレート、エポキシ化大豆油(メタ)アクリレート、脂肪族エポキシ(メタ)アクリレート、ノボラックエポキシ(メタ)アクリレート、アミン変性ビスフェノールAタイプエポキシ(メタ)アクリレートなどのエポキシ(メタ)アクリレート。芳香族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレートなどのウレタン(メタ)アクリレート、ポリブタジエンアクリレートを用いることができる。多官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物のなかでも、オリゴマーの(メタ)アクリロイル基含有化合物が好ましい。
このほか、以下の化合物も用いることができる。
(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。
(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。
これらの市販品の例としては、NISSO PB TE−2000、NISSO PB
TEA−1000、NISSO PB TE−3000、NISSO PB TEAI−1000(以上いずれも日本曹達社製)、MM−1000−80、MAC−1000−80(以上いずれも日本石油化学社製)、ポリベックACR−LC(日本ヒドラジン工業社製)、HYCAR VT VTR 2000×164(宇部興産社製)、Quinbeam101(日本ゼオン社製)、Chemlink5000(SARTOMER社製)、BAC−15(大阪有機化学工業社製)、BAC−45(大阪有機化学工業社製)、UAT−2000(共栄社化学社製)、エポリード PB−3600(ダイセル化学工業社製)、EY RESIN、BR−45UAS(ライトケミカル工業社製)などが挙げられる。
TEA−1000、NISSO PB TE−3000、NISSO PB TEAI−1000(以上いずれも日本曹達社製)、MM−1000−80、MAC−1000−80(以上いずれも日本石油化学社製)、ポリベックACR−LC(日本ヒドラジン工業社製)、HYCAR VT VTR 2000×164(宇部興産社製)、Quinbeam101(日本ゼオン社製)、Chemlink5000(SARTOMER社製)、BAC−15(大阪有機化学工業社製)、BAC−45(大阪有機化学工業社製)、UAT−2000(共栄社化学社製)、エポリード PB−3600(ダイセル化学工業社製)、EY RESIN、BR−45UAS(ライトケミカル工業社製)などが挙げられる。
このような(メタ)アクリロイル基含有化合物のうち、特に、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、脂肪族ウレタンアクリレートが好ましい。
エチレン性不飽和基含有化合物は、1種または2種以上混合して使用することができる。なかでも、単官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物と多官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物との組合せが硬化物としての強靭性と接着剤としてのハンドリング性の両立において好ましい。さらに単官能の(メタ)アクリロイル基含有化合物は2種類以上の組合せであることが接着性がより良好となるため、より好ましい。
エチレン性不飽和基含有化合物の中でも、加熱圧着時の気泡の発生を抑制するために、80℃における重量減少率が5%以下であるものが好ましい。具体的には、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノールEO変性アクリレート、o−フェニルフェノールEO変性アクリレート、パラクミルフェノールEO変性アクリレート、ノニルフェノールEO変性アクリレート、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレートなどが挙げられ、好ましくはフェノキシエチルアクリレート、フェノールEO変性アクリレート、o−フェニルフェノールEO変性アクリレート、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミドが挙げられる。また、エチレン性不飽和基含有化合物は、25℃における粘度が50dPa・s以下であることがより好ましい。
なお、本発明では、加熱圧着時の塗膜中における気泡の発生を抑制するという観点から、前記エチレン性不飽和基含有化合物の80℃における重量減少率は、3%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。また、前記エチレン性不飽和基含有化合物の90℃における重量減少率は、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、1%以下であることが特に好ましい。また、前記エチレン性不飽和基含有化合物の100℃における重量減少率は、20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、3%以下であることが特に好ましい。
このようなエチレン性不飽和基含有化合物を用いることにより、本発明の導電性接着剤は、導電性接着剤の反応ピーク温度での重量減少率を5%以下とすることができる。本発明の導電性接着剤は、導電性接着剤の反応ピーク温度での重量減少率を5%以下とすることが好ましい。より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下である。ここで、導電性接着剤の反応ピーク温度とは、示差熱・熱重量測定(以下、単に「TG/DTA測定」という。)装置を用いて、昇温速度5℃/sec、30〜200℃で測定したDTA曲線におけるピーク温度をいう。なお、ピークが2個以上存在する場合には、 最初のピーク温度をいう。導電性接着剤の反応ピーク温度での重量減少率を5%以下とすることにより、加熱圧着時の気泡発生を防止することができる。
本発明においてエチレン性不飽和基含有化合物は、導電性接着剤中に、溶剤を除く有機成分中のエチレン性不飽和結合当量が260以上となるように配合することが好ましい。好ましくは260〜1000、より好ましくは300〜700、さらに好ましくは350〜700、特に好ましくは400〜600である。エチレン性不飽和結合当量を260以上とすることで、硬化の際に生じる硬化収縮が抑えられ、密着強度をより向上することができる。また、エチレン性不飽和結合当量を1000以下とすることで、十分な硬化性を得ることができる。ここで、エチレン性不飽和結合当量とは、グラム当量でエチレン性不飽和結合数あたりの質量である。エチレン性不飽和基が(メタ)アクリロイル基である場合は一般的に(メタ)アクリル当量とも呼ばれる。例えば、エチレン性不飽和基が(メタ)アクリロイル基である場合は、(メタ)アクリロイル基1個あたりの有機成分(溶剤を含む場合は溶剤を除く)の質量と定義される。すなわち、エチレン性不飽和結合当量は、有機成分(溶剤を含む場合は溶剤を除く)の質量合計を組成物中のエチレン性不飽和結合の数で除することにより得ることができる。
エチレン性不飽和基含有化合物の重合開始剤として後述のパーオキサイドを用いることにより、反応が速やかに開始され、迅速な硬化が可能となり、密着強度がより良好となる。
エチレン性不飽和基含有化合物の配合量は、導電性接着剤中に固形分換算で10〜90質量%、好ましくは20〜60質量%、より好ましくは30〜55質量%、さらに好ましくは30〜50質量%である。10質量%以上とすることにより、十分な硬化性が得られ、密着強度もより良好となる。90質量%以下とすることにより、硬化収縮が抑えられ、密着強度もより良好となる。
また、特に80℃での重量減少率が5%以下であるエチレン性不飽和基含有化合物の配合量については、導電性接着剤の反応ピーク温度での重量減少率が5%以下になるように調整することが好ましく、より好ましくは導電性接着剤に含まれるエチレン不飽和基含有化合物全量あたり75質量%超、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは100質量%である。
(有機バインダー)
本発明の導電性接着剤は、前記エチレン性不飽和基含有化合物以外の有機バインダーをさらに含有することが好ましい。有機バインダーを添加することにより、熱硬化の際に生じる応力を緩和し、密着強度をさらに向上することができる。有機バインダーは1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、前記エチレン性不飽和基含有化合物以外の有機バインダーをさらに含有することが好ましい。有機バインダーを添加することにより、熱硬化の際に生じる応力を緩和し、密着強度をさらに向上することができる。有機バインダーは1種または2種以上混合して使用することができる。
有機バインダーとは有機樹脂成分であり、公知慣用の天然樹脂、合成樹脂を用いることができる。このような有機バインダーとしては、セルロース、およびロジン等の天然樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アセタール樹脂、ブチラール樹脂などの合成樹脂を用いることができる。なかでもアクリル樹脂、ブチラール樹脂、飽和ポリエステル樹脂を用いることが好ましく、飽和ポリエステル樹脂がより好ましい。
アクリル樹脂の具体例としては、クラリティシリーズ(クラレ社製)のクラリティLA2330等が挙げられる。
ブチラール樹脂の具体例としては、積水化学エスレックシリーズ(積水化学工業社製)のエスレックBL−1、BL−1H、BL−2、BL−2H、BL−5、BL−10、BL−10、BL−S、BL−L等が挙げられる。
飽和ポリエステル樹脂の具体例としては、東洋紡バイロンシリーズ(東洋紡績社製)のバイロン200、220、240、245、270、280、290、296、300、337、500、530、550、560、600、630、650、BX1001、GK110、130、140、150、180、190、250、330、590、640、680、780、810、880、890等が挙げられる。
有機バインダーは、室温(25℃)、大気圧において固形のものを用いるのが好ましい。固形の有機バインダーを用いることで導電性接着剤の硬化後の強度を維持しやすくなる。有機バインダーのTg(ガラス転移温度)は−20〜150℃、好ましくは0〜120℃、より好ましくは10〜70℃であることが好ましい。
有機バインダーの分子量は1,000〜100,000、好ましくは3,000〜80,000、より好ましくは5,000〜60,000であることが好ましい。分子量が1,000以上であれば硬化時にブリードアウトすることなく応力緩和することができ、100,000以下であればエチレン性不飽和基含有化合物と容易に相溶し十分な流動性を得ることができる。
有機バインダーの配合量は、導電性接着剤中に固形分換算で1〜90質量%、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは10〜45質量%、特に好ましくは20〜40質量%である。
(パーオキサイド)
本発明の導電性接着剤は、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含有する場合、重合開始剤としてパーオキサイドを含有することが好ましく、エチレン性不飽和基含有化合物の硬化が低温にて短時間で行われ、電子部品における部材同士の密着強度を向上することができる。パーオキサイドは、1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、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含有する場合、重合開始剤としてパーオキサイドを含有することが好ましく、エチレン性不飽和基含有化合物の硬化が低温にて短時間で行われ、電子部品における部材同士の密着強度を向上することができる。パーオキサイドは、1種または2種以上混合して使用することができる。
前記パーオキサイドとしては液状および粉末のパーオキサイドが含まれ、具体例としては、以下の材料を挙げることができる。
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、およびアセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、および1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、および2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p−メンタンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、およびt−ブチルヒドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド、ジイソブチルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジコハク酸パーオキサイド、ジ−(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、およびジ−(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、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、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート等のパーオキシエステル、および3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン。
このようなパーオキサイドのなかでも、液状のものを用いることが好ましい。液状のパーオキサイドを用いることにより、保存安定性にも優れた導電性接着剤を得ることができる。ここで、液状のパーオキサイドとは、室温(25℃)、大気圧において液状のパーオキサイドをいう。
通常、熱硬化性の樹脂組成物では、粉体の硬化剤を配合し、潜在性硬化剤としての機能を付与しているが、前記エチレン性不飽和基含有化合物を含有する場合には、意外にも、液状のパーオキサイドを用いることにより、導電性接着剤の保存安定性が向上する。その結果、液状のパーオキサイドによれば、導電性接着剤中に良好に分散して、エチレン性不飽和基含有化合物に対して良好に作用し硬化を促進する。
液状のパーオキサイドとしては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、およびアセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、および1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、および2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p−メンタンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、およびt−ブチルヒドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド、ジイソブチルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジ−(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、およびベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、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、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート等のパーオキシエステル、および3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンを挙げることができる。
なかでも、本発明において好ましいパーオキサイドとしては、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート等のパーオキシケタール、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)3−ヘキシン等のジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、および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、t-ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステルが挙げられる。また、上記の特に好ましいパーオキサイドのうち、パーオキシエステルを用いることによってより優れた密着強度が得られる。なかでも下記構造を有するアルキルパーオキシエステルを用いることにより、極めて優れた密着強度が得られる。
(式中、RおよびR´はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
(式中、RおよびR´はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
以上説明したようなパーオキサイドは、1分間半減期温度が80〜160℃、好ましくは85〜145℃、より好ましくは90〜135℃のものを用いることが好ましい。1分間半減期温度を80℃以上とすることにより、室温での使用において十分な可使時間を確保することができる。また、1分間半減期温度を160℃以下とすることにより、十分な硬化性を確保することができる。
パーオキサイドは、単独でも使用されるが、複数種類を組み合わせて使用することもできる。
パーオキサイドの配合量は、エチレン性不飽和結合を有する化合物100質量部に対して好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部、さらに好ましくは3〜7質量部の範囲で適宜選択される。パーオキサイドの配合量をエチレン性不飽和基含有化合物100質量部に対して0.1質量部以上とすることにより、十分な硬化性を確保することができる。パーオキサイドの配合量をエチレン性不飽和基含有化合物100質量部に対して20質量部以下とすることにより、より良好な密着強度を確保することができる。
(湿潤分散剤)
本発明の導電性接着剤は、湿潤分散剤を含有することが好ましい。湿潤分散剤を配合することにより、導電粉の分散が良好となり凝集による粗粒の発生を防止することができる。湿潤分散剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、湿潤分散剤を含有することが好ましい。湿潤分散剤を配合することにより、導電粉の分散が良好となり凝集による粗粒の発生を防止することができる。湿潤分散剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
湿潤分散剤としては、公知慣用のものを使用でき、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル、アルキルスルホン酸、リン酸エステル、ポリエーテル、ポリエステルカルボン酸やこれらの塩類を用いることができる。これらの中でもリン酸エステルが好ましい。
湿潤分散剤の配合量は、導電性接着剤中に固形分換算で0.01〜5質量%であることが好ましい。より好ましくは0.05〜3質量%、さらに好ましくは0.1〜1質量%、もっとも好ましくは0.15〜0.45質量%である。配合量を0.01質量%以上とすることで湿潤分散効果を得ることができ、配合量を5質量%以下とすることで良好な塗膜特性を得ることができる。
(チクソトロピー性付与剤)
本発明の導電性接着剤は、チクソトロピー性付与剤を配合することが好ましい。チクソトロピー性付与剤を配合することにより、比重の高い導電粒子の沈降を防止することができる。チクソトロピー性付与剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、チクソトロピー性付与剤を配合することが好ましい。チクソトロピー性付与剤を配合することにより、比重の高い導電粒子の沈降を防止することができる。チクソトロピー性付与剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
チクソトロピー性付与剤としては、公知慣用のものを使用でき、例えば、ベントナイト、ワックス、ステアリン酸金属塩、変性ウレア、シリカなどを用いることができる。これらの中でもシリカが好ましい。前記シリカはアモルファスシリカであることが好ましく、一次粒子の平均粒子径が50nm以下のアモルファスシリカであることがさらに好ましく、表面を疎水化処理した疎水性アモルファスシリカであることが特に好ましい。
チクソトロピー性付与剤の配合量は、導電性接着剤中に固形分換算で0.1〜20質量%、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは2〜7質量%の範囲で適宜選択される。配合量を0.1質量%以上とすることで比重の高い導電粒子の沈降を防止することができ、20質量%以下とすることで密着性がより良好となる。
(消泡剤)
本発明の導電性接着剤は、消泡剤を配合することが好ましい。消泡剤を配合することにより、気泡の発生をより抑制することが可能となりボイドの発生をより防止することができる。消泡剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
本発明の導電性接着剤は、消泡剤を配合することが好ましい。消泡剤を配合することにより、気泡の発生をより抑制することが可能となりボイドの発生をより防止することができる。消泡剤は、1種または2種以上混合して使用することができる。
消泡剤としては、公知慣用のものを使用でき、例えば、シリコン樹脂、変性シリコン樹脂、有機高分子ポリマー、有機オリゴマーなど用いることができる。これらの中でも有機高分子ポリマーや有機オリゴマーが好ましく、ビニルエーテルの重合物がより好ましい。
消泡剤の配合量は、導電性接着剤中に固形分換算で0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%の範囲で適宜選択される。配合量を0.01質量%以上とすることでボイドの発生を防止することができ、配合量を10質量%以下とすることで密着性がより良好となる。
本発明の導電性接着剤は、必要に応じてレベリング剤などの公知慣用の添加剤を配合することができる。また、導電性接着剤の染み出しを抑制し密着性を向上させること等を目的として樹脂粒子を配合してもよい。樹脂粒子は球状の樹脂粒子を用いることが好ましく、いわゆる樹脂ビーズを用いてもよい。
本発明の導電性接着剤は、溶剤を含まないことが好ましい。ここで、「溶剤を用いない」とは、導電性接着剤が実質的に溶剤を含まず、導電性接着剤の150℃、30分加熱による質量の減少が、加熱前の質量と比較して、5質量%以下であることをいう。
本発明において、加熱圧着時の加熱圧着温度は100〜240℃とすることが好ましい。具体的には、120〜200℃が好ましく、140〜180℃がより好ましい。加熱圧着圧力は0.05〜2.0MPaとすることができる。具体的には、0.1〜1.8MPaが好ましく、0.5〜1.5MPaがより好ましい。加熱圧着時間は1〜60秒とすることが好ましい。具体的には、1〜20秒で加熱圧着されることが好ましく、1〜9秒で加熱圧着されることがより好ましい。100℃以上の温度で処理を行うことにより、熱反応が良好に進行し、240℃以下の温度で処理を行うことにより、接着対象の電子部品等が加熱による損傷を受けずに本来の性能を保持する。また、圧力を0.05MPa以上とすることにより、電子部品間に十分な接合が形成され、導電性も十分となる。また、加熱圧着圧力を2.0MPa以下と小さくすることにより、電子部品への過剰な負荷の印加による損傷が回避される。また、加熱圧着時間は、短時間とすることで電子部品への熱による損傷が回避される。
本発明の導電性接着剤には、真空攪拌処理を施すことが好ましい。真空攪拌処理によって、導電性接着剤が減圧脱泡されるため、導電性接着剤中の気泡、水および低沸点の不純物が除去され、加熱後の気泡の発生、および、これに起因する密着強度の低下をより抑制することができる。
本発明の導電性接着剤は、電子部品における部材同士の電気的接続に好適に用いることができる。例えば、テレビなどのディスプレイ用のガラス基板と、フレキシブルプリント配線板(FPC:Flexible Printed Circuits)とを電気的に接続するFOG(Flex on Glass)接続、LSIチップや液晶画面等の制御用ICを、直接ガラス基板上の透明電極などに接続する、いわゆるCOG(Chip on Glass)接続、リジッドプリント配線板上にチップやLSIを実装するCOB(Chip on Board)接続またはフレキシブルプリント配線板上にチップやLSIを実装するCOF(Chip on Flex)接続、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板とを接続するFOB(Flex on Board)接続、フレキシブルプリント配線板どうしを接続する、FOF(Flex on Flex)接続などの、ガラス基板やプリント配線板と、電子素子との電気的接続やプリント配線板どうしの電気的接続に用いることができる。
なかでも、リジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板の電気的接続に用いることが好ましい。タッチパネルや液晶ディスプレイの駆動用の配線の電気的接続にも好適に用いることができる。また、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末における電気的接続にも好適に用いることができる。さらに高周波特性が良好であるため、高周波特性が求められる電子機器における電気的接続にも好適に用いることができる。また、本発明の導電性接着剤は、電子部品における部材同士の電気的接続において、電極ピッチ(L/S)が狭くても耐熱衝撃性および耐電圧性に優れた接続構造体を形成することができる。電極ピッチのLは好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下、特に好ましくは50μm以下である。電極ピッチのSは好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下、特に好ましくは50μm以下である。
なかでも、リジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板の電気的接続に用いることが好ましい。タッチパネルや液晶ディスプレイの駆動用の配線の電気的接続にも好適に用いることができる。また、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末における電気的接続にも好適に用いることができる。さらに高周波特性が良好であるため、高周波特性が求められる電子機器における電気的接続にも好適に用いることができる。また、本発明の導電性接着剤は、電子部品における部材同士の電気的接続において、電極ピッチ(L/S)が狭くても耐熱衝撃性および耐電圧性に優れた接続構造体を形成することができる。電極ピッチのLは好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下、特に好ましくは50μm以下である。電極ピッチのSは好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下、特に好ましくは50μm以下である。
本発明に係る導電性接着剤の塗布方法は特に限定されず、例えば、本発明の導電性接着剤は、プリント配線板等における接続部材の電気的接続箇所に、スクリーンメッシュやメタルマスクによる塗布、あるいはディスペンサーなどの塗布装置により塗布することができる。
接続箇所に導電性接着剤が十分に供給されたことを確認した後、被接続部材(部品)を接続部材(基板)の接続箇所に載せ、所定温度、所定圧力での加熱圧着を行うことにより硬化する。これにより、接続部材(基板)と被接続部材(部品)とが電気的に接続することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下において特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準であるものとする。
(実施例1〜6および比較例1〜3)
(導電性接着剤の調製)
表2に示す配合割合(質量比)にて各成分を配合撹拌し、実施例1〜6および比較例1〜3の導電性接着剤を調製した。
(導電性接着剤の調製)
表2に示す配合割合(質量比)にて各成分を配合撹拌し、実施例1〜6および比較例1〜3の導電性接着剤を調製した。
(温度サイクル試験)
上記にて調製した実施例1〜6および比較例1〜3の各導電性接着剤を、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、1.2MPa、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)を用いて初期値を測定した。
さらに、上記導通抵抗(初期値)を測定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サイクル経過した後、試験片の導通抵抗を測定し初期値との変化率(%)を算出し、変化率を以下のように評価した。
◎:2%未満
○:2%以上6%未満
△:6%以上10%未満
×:10%以上
上記にて調製した実施例1〜6および比較例1〜3の各導電性接着剤を、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、1.2MPa、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)を用いて初期値を測定した。
さらに、上記導通抵抗(初期値)を測定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サイクル経過した後、試験片の導通抵抗を測定し初期値との変化率(%)を算出し、変化率を以下のように評価した。
◎:2%未満
○:2%以上6%未満
△:6%以上10%未満
×:10%以上
(耐電圧の評価)
試験片の作製
上記にて調製した実施例1〜6および比較例1〜3の各導電性接着剤を、下記表1の条件のリジッド基板α〜γ(いずれも基材:FR−4、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、以下の条件のフレキシブル基板α〜γ(いずれも基材:ポリイミド、フラッシュAu処理)をそれぞれ載置した。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。
試験片の作製
上記にて調製した実施例1〜6および比較例1〜3の各導電性接着剤を、下記表1の条件のリジッド基板α〜γ(いずれも基材:FR−4、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、以下の条件のフレキシブル基板α〜γ(いずれも基材:ポリイミド、フラッシュAu処理)をそれぞれ載置した。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。
※ 載置する基板は、それぞれリジッド基板αに対してフレキシブル基板α、リジッド基
板βに対してフレキシブル基板β、リジッド基板γに対してフレキシブル基板γ
耐電圧の測定
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。
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。
*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メジアン径)、2.5μm)])
*7: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メジアン径)、5μm)])
*8: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メジアン径)、8μm)])
*9: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メジアン径)、13μm)])
*10: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メジアン径)、23μm)])
*11:リン酸エステル(共栄社化学社製ライトエステルP−2M)
*12: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)
*13: 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R
974)
*14:L/S=100μm/100μm
*15:L/S=75μm/75μm
*16:L/S=50μm/50μm
*17:未評価
上記表2に示すように、導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、配合量が固形分換算で4〜30質量%である導電性接着剤は、耐熱衝撃性および耐電圧性に優れた異方導電性の接続構造体を形成できることがわかる。
Claims (5)
- 熱圧着することによって部材同士を異方導電接着する、導電粒子を含む導電性接着剤であって、
前記導電粒子のメジアン径が20μm以下であり、
前記導電粒子の配合量が導電性接着剤中に固形分換算で4〜30質量%であることを特徴とする導電性接着剤。 - 前記導電粒子が、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、エチレン性不飽和基含有化合物と、有機バインダーと、パーオキサイドと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。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性接着剤を硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項1〜3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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016193939 | 2016-09-30 | ||
JP2016193939 | 2016-09-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018060788A true JP2018060788A (ja) | 2018-04-12 |
Family
ID=61781095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017185133A Pending JP2018060788A (ja) | 2016-09-30 | 2017-09-26 | 導電性接着剤、硬化物および電子部品 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018060788A (ja) |
KR (1) | KR20180036575A (ja) |
CN (1) | CN107880835A (ja) |
TW (1) | TW201829693A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020164744A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 太陽インキ製造株式会社 | 導電性接着剤およびシリンジ |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102334672B1 (ko) * | 2014-06-03 | 2021-12-06 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | 경화성 조성물 및 전자 부품 |
JP6710120B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2020-06-17 | 太陽インキ製造株式会社 | 導電性接着剤、電子部品および電子部品の製造方法 |
-
2017
- 2017-09-26 JP JP2017185133A patent/JP2018060788A/ja active Pending
- 2017-09-27 KR KR1020170124908A patent/KR20180036575A/ko unknown
- 2017-09-29 TW TW106133611A patent/TW201829693A/zh unknown
- 2017-09-30 CN CN201710924338.XA patent/CN107880835A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020164744A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 太陽インキ製造株式会社 | 導電性接着剤およびシリンジ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201829693A (zh) | 2018-08-16 |
KR20180036575A (ko) | 2018-04-09 |
CN107880835A (zh) | 2018-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5152191B2 (ja) | 回路接続材料、接続構造体及びその製造方法 | |
KR102334672B1 (ko) | 경화성 조성물 및 전자 부품 | |
JP2017101131A (ja) | 導電性接着剤、硬化物および電子部品 | |
KR20140148333A (ko) | 이방성 도전성 페이스트 및 그것을 사용한 프린트 배선기판 | |
JP6710120B2 (ja) | 導電性接着剤、電子部品および電子部品の製造方法 | |
JP2017145382A (ja) | 導電性接着剤とその製造方法、硬化物および電子部品 | |
JP2020164744A (ja) | 導電性接着剤およびシリンジ | |
JP2018168336A (ja) | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 | |
JP2018060788A (ja) | 導電性接着剤、硬化物および電子部品 | |
JP4380328B2 (ja) | 回路接続材料、これを用いたフィルム状回路接続材料、回路部材の接続構造及びその製造方法 | |
KR102564310B1 (ko) | 도전성 접착제, 경화물, 전자 부품 및 전자 부품의 제조 방법 | |
KR20170038691A (ko) | 도전성 접착제와 그의 제조 방법, 경화물 및 전자 부품 | |
JP2017069543A (ja) | 接続構造体および電子部品 | |
JP2019065231A (ja) | 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法 | |
KR102044574B1 (ko) | 회로 접속 재료, 접속 구조체 및 그의 제조 방법 | |
JP2016148012A (ja) | 硬化性組成物および電子部品 | |
JP2016035044A (ja) | 導電性接着剤および電子部品 | |
TW201720887A (zh) | 導電性接著劑及其製造方法、硬化物與電子零件 | |
JP2017066393A (ja) | 導電性接着剤および電子部品 | |
WO2021111978A1 (ja) | 異方性導電フィルム | |
JP2023154283A (ja) | 接着剤組成物、回路接続用接着剤フィルム、回路接続構造体及びその製造方法 | |
JP2021093357A (ja) | 異方性導電フィルム | |
JP2010004067A (ja) | 回路接続材料 | |
JP2009170437A (ja) | 回路接続材料、これを用いたフィルム状回路接続材料、回路部材の接続構造及びその製造方法 | |
JP2005290394A (ja) | 回路接続用接着フィルム及びそれを用いた回路板の製造方法 |