JP2020100807A - 導電性接着剤、および導電性接着剤が用いられた回路基板 - Google Patents
導電性接着剤、および導電性接着剤が用いられた回路基板 Download PDFInfo
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Abstract
Description
〔1〕導電性粒子および樹脂を含む導電性接着剤であって、フッ素および窒素を含む、導電性接着剤。
〔2〕前記フッ素はフッ素化合物に由来し、前記窒素はアミン化合物に由来する、〔1〕に記載の導電性接着剤。
〔3〕前記フッ素化合物はホウフッ化物塩およびアルキルアミンのフッ化水素塩の少なくともいずれかであり、前記アミン化合物はアミノアルコール化合物である、〔2〕に記載の導電性接着剤。
〔4〕前記樹脂は熱硬化性樹脂である、〔1〕から〔3〕のいずれかに記載の導電性接着剤。
〔5〕酸化皮膜が形成される導電体に用いられる、〔1〕から〔4〕のいずれかに記載の導電性接着剤。
〔6〕基板、導電体、電子部品、および接続部を備える回路基板であって、前記導電体は、前記基板と接するように前記基板上に配置され、前記電子部品は、前記接続部を介して前記導電体に電気的に接続され、前記接続部は、〔1〕から〔6〕のいずれかに記載の導電性接着剤が硬化してなる、回路基板。
本実施形態に係る導電性接着剤は、導電性粒子および樹脂を含み、さらに、フッ素および窒素を含むことを特徴とする。本実施形態に係る導電性接着剤は、2つの導電性の部材を接着させるとともに、該2つの部材を導通させる機能を有する。導電性接着剤は、本発明の効果を奏する限り、反応性希釈剤、硬化促進剤、充填剤、難燃剤、イオントラップ剤、レベリング剤、消泡剤、溶剤などの他の成分を含んでも良い。
導電性粒子は、導電性を有する粒子であり、導電性接着剤に導電性を付与する。導電性粒子の材料としては、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、スズなどの金属、これらの合金、カーボンブラック、導電性酸化物などを用いることができる。また、導電性粒子は、単一の材料から構成される粒子でもよく、コア粒子と、コア粒子の表面を被覆するシェル層とからなるコアシェル構造の粒子であってもよい。コアシェル構造の粒子としては、たとえば、アルミナ、シリカなどのセラミックからなるコア粒子の表面が、上記金属または上記合金によって被覆された粒子が挙げられる。
樹脂は、接着性を有するものであり、導電性接着剤に接着性を付与する。樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。ただし使用容易性の観点からは、熱硬化性樹脂が好ましい。被対象物である2つの部材間に配置して加熱するという簡便な作業によって容易に硬化させることができ、かつ硬化に伴い2つの部材を強固に接着させることができるためである。
フッ素は、後述する窒素とともに存在することにより、導電体の表面の酸化皮膜を除去する役割を担う。たとえば、導電性接着剤中にフッ素化合物を含有させることにより、導電性接着剤中にフッ素を容易に存在させることができる。したがって、フッ素はフッ素化合物に由来することが好ましい。換言すれば、導電性接着剤がフッ素化合物を含む場合、導電性接着剤はフッ素を含むこととなる。すなわち上記フッ素は、フッ素化合物に含まれるフッ素であることが好ましい。
窒素は、上述のフッ素とともに存在することにより、導電体の表面の酸化皮膜を除去する役割を担う。たとえば、導電性接着剤中にアミン化合物を含有させることにより、導電性接着剤中に窒素を容易に存在させることができる。したがって、窒素はアミン化合物に由来することが好ましい。換言すれば、導電性接着剤がアミン化合物を含む場合、導電性接着剤は窒素を含むこととなる。すなわち上記窒素は、アミン化合物に含まれる窒素であることが好ましい。
導電性接着剤は、上述の他の成分を含んでも良い。たとえば導電性接着剤に反応性希釈剤を含ませることにより、導電性接着剤の粘度を容易に調整することができる。好適な反応性希釈剤としては、フェニルグリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、グリシジルメタアクリレート、スチレンオキサイドなどが挙げられる。
本実施形態に係る導電性接着剤の製造方法は特に制限されず、混合機を用いて、各成分を所定の配合割合で配合することにより製造することができる。混合機としては、ライカイ機、プロペラ攪拌機、ニーダー、ポットミル、三本ロールミル、回転式混合機、二軸ミキサーなどが挙げられる。
図1および図2を参照しながら、本実施形態に係る回路基板について説明する。本実施形態に係る回路基板10は、基板1、導電体2、電子部品4、および接続部3を備える。
本実施形態に係る回路基板10は、たとえば次のようにして製造することができる。まず基板1上に、従来公知の方法により導電体2をプリントする。次に、導電体2の表面のうち、電子部品4を接続させる部分に、上述の導電性接着剤を塗布する。
従来、回路基板として、酸化皮膜が形成される金属からなる導電体2を備えるプリント基板を用いる場合、特許文献1に開示されるように、導電体2の表面の酸化皮膜を予め除去する工程が必要であった。これに対し、本実施形態に係る導電性接着剤によれば、導電体2の表面に導電性接着剤を塗布することにより、導電体2の表面の酸化皮膜を除去することができる。これは、導電性接着剤中に、フッ素および窒素が含まれるためである。
《実施例1》
実施例1の導電性接着剤として、表1に示す各成分を含有する導電性接着剤を調製した。具体的には、まず、200ml容量のディスポカップに下記の[材料A]に示す各材料を加えてスパチュラで均一に混合した。次に、上記ディスポカップに下記の[材料B]に示す各材料を加えてスパチュラで均一に混合した後、さらに3本ロール(商品名:「BR−150HCV」、アイメックス株式会社製)を用いてロール間隔0.05mmおよび0.03mmで混合した。以上により、導電性接着剤を調製した。
ホウフッ化アンモニウム(NH4BF4):0.85g
アミノエチルエタノールアミン(AEEA):1.59g
トリエタノールアミン(TEA):1.59g
導電性粒子(商品名:「シルベストG−1」、株式会社徳力本店製):48g(D50=4.5μmのAg粒子)。
エポキシ樹脂(商品名:「jER825」、三菱ケミカル株式会社製):4g
キレート変性エポキシ樹脂(商品名:「EP49−10N」、ADEKA株式会社製):4g
反応性希釈剤(商品名:「BGE−R」、阪本薬品工業株式会社製):1.2g
硬化促進剤(商品名:「ノバキュアHX−3742」、旭化成株式会社製):1.9g。
上記[材料A]の導電性粒子、フッ素化合物(フッ化物)、アミン化合物の種類および配合割合を表1に示すように変更した以外、実施例1と同様の方法により、導電性接着剤を調製した。なお表1中の「Al2O3/Ag」は、アルミナからなるコア粒子の表面が銀で被覆された粒子(商品名:「TFM−L05B」、東洋アルミニウム株式会社製、D50=6.0μm)を意味し、「Cu/Ag」は、銅からなるコア粒子の表面が銀で被覆された粒子(商品名:「TFM−C05F」、東洋アルミニウム株式会社製、D50=6.5μm)を意味し、「ZnF2・4H2O」は、フッ化亜鉛4水和物を意味し、「i−Bu2NH2F」は、ジイソブチルアミンフッ化水素塩を意味し、「BF3・EtNH2」は、三フッ化ホウ素のモノエチルアミン錯体を意味し、「MDEA」は、N−メチルジエタノールアミンを意味する。さらに表1中の「アミン化合物」の「重量(g)」の欄は、上段が「材料」の欄の上段の化合物の重量(g)を示しており、下段が「材料」の欄の下段の化合物の重量(g)を示している。
《実施例1〜4、実施例6〜11および比較例1〜4》
各導電性接着剤を用いて、回路基板サンプルを作製した。具体的には、ポリイミド樹脂からなる基板上に、アルミ箔(導電体)からなる回路配線が施された基板を準備し、この基板上に導電性接着剤を0.35〜0.50mgずつ塗布した。塗布には、ディスペンサー(「7200CR」、ウエスト・ボンド社製)を用いた。塗布された導電性接着剤上に3216サイズのチップコンデンサー(「RK73Z2BTTD」、株式会社KOA製)を配置し、これを乾燥機に入れて150℃で30分間加熱処理した。これにより、導電性接着剤が硬化して接続部となり、もって回路基板サンプルが作製された。
基板として、ポリイミド樹脂からなる基板上に銅箔(導電体)からなる回路配線が施された基板を用いた以外は、上記と同様の方法により、回路基板サンプルが作製された。なお各回路基板サンプルの形状は、図1および図2に示す回路基板と同様とした。
各回路基板サンプルに対し、抵抗計(商品名:「3541 9771ピン型リード」、日置電機株式会社製)を用いて抵抗値を測定した。具体的には、ピン型リードを回路配線である導電体(アルミニウム箔または銅箔)に接触させて、抵抗値を測定した。
Claims (6)
- 導電性粒子および樹脂を含む導電性接着剤であって、
フッ素および窒素を含む、導電性接着剤。 - 前記フッ素はフッ素化合物に由来し、
前記窒素はアミン化合物に由来する、請求項1に記載の導電性接着剤。 - 前記フッ素化合物はホウフッ化物塩およびアルキルアミンのフッ化水素塩の少なくともいずれかであり、
前記アミン化合物はアミノアルコール化合物である、請求項2に記載の導電性接着剤。 - 前記樹脂は熱硬化性樹脂である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導電性接着剤。
- 酸化皮膜が形成される導電体に用いられる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の導電性接着剤。
- 基板、導電体、電子部品、および接続部を備える回路基板であって、
前記導電体は、前記基板と接するように前記基板上に配置され、
前記電子部品は、前記接続部を介して前記導電体に電気的に接続され、
前記接続部は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の導電性接着剤が硬化してなる、回路基板。
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