JP3118246B2 - 熱硬化型接着剤 - Google Patents

熱硬化型接着剤

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JP3118246B2 JP02272962A JP27296290A JP3118246B2 JP 3118246 B2 JP3118246 B2 JP 3118246B2 JP 02272962 A JP02272962 A JP 02272962A JP 27296290 A JP27296290 A JP 27296290A JP 3118246 B2 JP3118246 B2 JP 3118246B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、各種耐熱樹脂の加熱接着で使用される熱硬
化型の接着剤に関する。
発明の技術的背景 近年ますます小型化および複雑化が進む電子部品に用
いられる樹脂としては、電子部品の発熱や製造工程時に
かかる熱に対して長時間安定でなくてはならず、従来よ
り耐熱性樹脂が用いられている。
このような電子部品の接着に用いられる接着剤には、
耐熱性が要求されると共に、異種耐熱性樹脂同士の接着
性、耐熱性樹脂と金属などの無機材料との接着性などが
要求される。
このような電子部品用接着剤としては、ポリエステル
系接着剤などの熱可塑性樹脂から成る接着剤が広く用い
られていたが、このような接着剤は耐熱性が足りないな
どの問題点があった。
また、耐熱性樹脂の接着には、アクリル系接着剤が多
用されており、電子部品の接着にも使用されている(特
開昭63−245376号公報、特開昭63−245377号公報参
照)。
このようなアクリル系接着剤は、アクリル系重合体と
熱硬化性樹脂とを混合することにより耐熱性を向上させ
ていた。
ところが電子部品の小型化が進み、なおかつ高温度、
短時間での接着を行うことが必要と成った現在、従来の
アクリル系接着剤は、加熱接着時に樹脂が流動して接着
剤がはみ出したり、接着剤が発泡したりする他、未だ充
分な耐熱性を有しているとは言えず、可使時間が短いな
どの問題点があった。
また、従来のアクリル系接着剤は、耐熱性樹脂として
多用されるポリイミド系樹脂に対する密着性に劣ってい
るため、ポリイミド系樹脂同士、またはポリイミド樹脂
と他の樹脂とを強固に接着できないという問題がある。
また、上記のような電子部品の接着に使用されているア
クリル系接着剤(特開昭63−245376号公報、特開昭63−
245377号公報)でも、ポリイミド系樹脂への密着性はま
だ不十分であるため、実際に使用される用途は限定され
ている。
発明の目的 本発明は上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、加熱接着時の接着剤のはみ出
しや発泡がなく、耐熱性に優れた熱硬化型の接着剤を提
供することを目的としている。
さらに本発明は、電子部品用などに広く用いられてい
るポリイミド樹脂への接着性も良好で、ポリイミド系樹
脂間の接着性およびポリイミド系樹脂と他の樹脂との接
着性に優れた熱硬化型の接着剤を提供することを目的と
している。
発明の概要 本発明は、炭素原子数1〜4のアルキル基を有するア
クリル酸エステルと芳香族マレイミド誘導体と、さらに
α,β−不飽和のカルボン酸類との共重合体と、熱硬化
性樹脂とを樹脂成分として含む熱硬化型接着剤であり、
前記アクリル酸エステルから誘導される繰返し単位成分
100重量部に対して、前記芳香族マレイミド誘導体から
誘導される繰返し単位成分を0.5〜10.0重量部と、前記
カルボン酸類から誘導される繰返し単位成分を0.5〜20
重量部の樹脂成分を含むことを特徴とする熱硬化型接着
剤である(但し、異方導電性接着剤を除く)。
本発明で熱硬化性樹脂と共に用いられる接着剤用樹脂
は、炭素原子数1〜4のアルキル基を有するアクリル酸
エステルと芳香族マレイミド誘導体とα,β−不飽和の
カルボン酸類との共重合体であるため、加熱時の接着剤
のはみ出しや発泡を抑えると共に、ポリイミド樹脂への
密着性に優れた接着剤を得るために好適である。
本発明に係る熱硬化型の接着剤(但し、異方導電性接
着剤を除く)によれば、上記共重合体と熱硬化性樹脂と
を含んでいるため、加熱接着時の接着剤のはみ出しや発
泡がなく、ポリイミド樹脂への密着性に優れ、可使時間
が長い接着剤を提供することができる。
発明の具体的説明 以下、本発明の熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接
着剤を除く)について具体的に説明する。
本発明の熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接着剤を
除く)に樹脂成分として含有される共重合体は、炭素原
子数1〜4のアルキル基を有するアクリル酸エステルと
芳香族マレイミド誘導体と、さらに後述するα,β−不
飽和のカルボン酸類との共重合体である。
このようなアクリル酸エステルの具体的な例として
は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピ
ルアクリレートおよびブチルアクリレートを挙げること
ができる。このようなアクリル酸エステルは、単独であ
るいは組み合わせて使用することができる。
また、マレイミド誘導体としては、芳香族マレイミド
化合物、脂環族マレイミド化合物および脂肪族マレイミ
ド化合物があるが、本発明ではマレイミド誘導体として
芳香族マレイミド誘導体を使用する。このような芳香族
マレイミド誘導体体の例としては、フェニルマレイミド
および2−メチルフェニルマレイミドのような芳香族マ
レイミド化合物を挙げることができる。このような芳香
族マレイミド誘導体は、単独であるいは組み合わせて使
用することができる。
上記のようなアクリル酸エステルと芳香族マレイミド
誘導体と、α,β−不飽和のカルボン酸類との共重合体
は、接着剤のポリイミド樹脂に対する密着性および耐熱
性を著しく向上させることができる。
またアクリル酸エステルとメタアクリル酸エステルと
の共重合体などと比較して、高温時に塑性変形すること
がなく、かつガラス転移温度を高くすることができるた
め、接着剤の加熱時での流動性を抑えることができる。
本発明の接着剤では、上記のようなアクリル酸エステ
ルと芳香族マレイミド誘導体と、さらにα,β−不飽和
カルボン酸化合物、この塩あるいな酸無水物(カルボン
酸類)とが共重合した共重合体が用いられる。
ここで使用されるカルボン酸類としては、カルボキシ
ル基とエチレン性二重結合を有する化合物を使用するこ
とができる。このようなカルボン酸化合物の例として
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸およびイタ
コン酸、これらのカルボン酸のアルカリ金属塩、および
これらのカルボン酸の酸無水物を挙げることができる。
上記のような共重合体中におけるそれぞれの単量体か
ら誘導される繰り返し単位の含有率は、それぞれ単量体
換算で、アクリル酸エステルから誘導される繰り返し単
位100重量部に対して、芳香族マレイミド誘導体から誘
導される繰り返し単位は、0.5〜10.0重量部、好ましく
は1.0〜4.0重量部の範囲内にある。また、カルボン酸類
を共重合させた場合には、このカルボン酸類から誘導さ
れる繰り返し単位の含有率は、単量体換算で、0.5〜20
重量部、好ましくは1.0〜10重量部の範囲内にある。
本発明ではこのような共重合体の内、特に重量平均分
子量が、通常は100,000〜500,000、好ましくは100,000
〜300,000の範囲内にある共重合体が好適に使用でき
る。
本発明に係る熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接着
剤を除く)は、以上説明したようなアクリル酸エステル
および芳香族マレイミド誘導体とα,β−不飽和のカル
ボン酸類との共重合体と、熱硬化性樹脂とを樹脂成分と
して含んでいる。
このような熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂およびベンゾグアナミン
樹脂などを挙げることができる。これらの熱硬化性樹脂
は、単独で使用することもできるし、また複数の熱硬化
性樹脂を組み合わせて使用することもできる。これらの
内、特にアルキルフェノール樹脂あるいはアリル変性フ
ェノール樹脂を用いることが好ましく、特にキシレン変
性フェノール樹脂を用いることが好ましい。さらに、こ
こで用いる熱硬化性樹脂としては、JIS−K−6910に測
定されている方法により測定したゲル化タイムが60秒以
上であるものを使用することが好ましい。このようなゲ
ル化タイムを有する熱硬化性樹脂を使用することによ
り、本発明の接着剤の可使時間を好適な範囲内にするこ
とができる。
このような熱硬化性樹脂は、前記共重合体100重量部
に対して、通常は5〜60重量部、好ましくは10〜40重量
部の量で用いられる。
以上説明したように、本発明の接着剤はアクリル系共
重合体および熱硬化性樹脂から構成されている。
本発明の熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接着剤を
除く)には、これら樹脂成分に加えて、他の添加剤を含
んでいてもよく、たとえば熱硬化性樹脂が加熱硬化する
前に適度な凝集力を得るために硬化剤を配合するとよ
い。このような硬化剤の具体的な例としては、イソシア
ネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、金属キレート剤系
硬化剤およびメラミン系硬化剤などを挙げることができ
る。このような硬化剤は、熱硬化性樹脂との組み合わせ
を考慮して、単独であるいは組み合わせて使用すること
ができる。このような硬化剤の中でも、特にエポキシ系
硬化剤を用いることにより、加熱加圧時における本発明
の接着剤の接着性能に悪影響を与えることなく、接着剤
の流動状態を好適な状態に抑制することができる。
また、本発明の熱硬化型接着剤は、無機材料との接着
性を向上させるために、カップリング剤を配合すること
も可能である。
このようなカップリング剤の例としては、アゾ系カッ
プリング剤、イソシアネート系カップリング剤、金属キ
レート系カップリング剤およびシランカップリング剤を
挙げることができる。
本発明において、カップリング剤は、共重合体100重
量部に対し、通常は、0.05〜5.0重量部、好ましくは0.1
〜1.0重量部の量で用いられる。
このようなカップリング剤を使用することにより、特
にガラスなどの無機材料と本発明の接着剤との接着強度
が向上するため、無機材料、有機材料を問わず強固に接
着することができる。
本発明の熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接着剤を
除く)は、上述のようにアクリル系共重合体、熱硬化性
樹脂および添加剤を含んでいるが、200℃における弾性
率(G′)が、105〜107dyne/cm2、好ましくは106〜107
dyn/cm2の範囲内になるように各成分の配合割合を調節
することにより、加熱接着時における接着剤の基板端部
からのはみ出しをより有効に防止することができる。
以上本発明を、発熱体としての電子部品を接着する場
合を例として説明してきたが、本発明は、内燃機関周り
の部品接着、自動車のブレーキパッド固定など耐熱性を
要求される用途に好適に使用できることは言うまでもな
い。
発明の効果 本発明の熱硬化型接着剤(但し、異方導電性接着剤を
除く)によれば、上記共重合体と熱硬化樹脂とを含んで
いるため、加熱時のはみ出し、発泡がなく、ポリイミド
樹脂との密着性に優れており、かつ耐熱性に優れ可使時
間が長いため、電子部品接着用の接着剤などとして好適
に使用できる他、内燃機関周りの部品接着、自動車のブ
レーキパッド固定など耐熱性を要求される用途に多大な
効果を奏する。
[実施例] 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、以下に記載する実施例などにおいて特に限定しな
い限り「%」は「重量%」を表す。
実施例1 以下に示す組成の単量体を用いてアクリル酸エステル
系共重合体を製造した。
単量体組成(重量%、以下同様) アクリル酸エチルエステル ・・・70% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
なお、本発明において、上記試験は次に記載する方法
により行った。
[試料作成条件] シリコン処理を行った38μmのポリエステルフィルム
(商品名:PET3811、リンテック(株)製)に重合して得
られた接着剤を乾燥厚さが30μmになるように塗布し、
80℃で5分間乾燥させて試料を調製した。
[耐熱性] 試料作成条件の項で調製した試料を5mm幅×100mm長に
調製する。次にこの試料を厚さ50μmのポリイミドフィ
ルム(商品名:カプトン200H、デュポン社製)により挟
み込み、ヒートシールテスター(テスター産業(株)
製)にて200℃で30秒間、圧着圧2kg/cm2にて圧着を行
い、試料片端部の接着剤のはみ出し、および接着剤の発
泡状態を観察する。
[対ポリイミド樹脂接着力] 試料作成条件の項で調製した試料を10mm幅×150mm長
に調製する。次にこの試料を厚さ50μmのポリイミドフ
ィルム(商品名:カプトン200H)により挟み込み、ヒー
トシールテスターにて200℃で5秒間、圧着圧1kg/cm2
て圧着を行った。次にこの試料を23℃、65%RHの条件で
24時間放冷し、引張速度50mm/分にてT字型の剥離強さ
を測定する。
実施例2 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・65% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・10% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例3 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・50% アクリル酸メチルエステル ・・・40% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン01重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例4 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・45% アクリル酸メチルエステル ・・・40% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・10% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例5 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・70% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% フェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例6 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・50% アクリル酸ブチルエステル ・・・40% メタアクリル酸 ・・・ 5% フェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例7 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・70% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)20重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例8 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・70% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にア
ルキルフェノール樹脂(CKM−1634、昭和高分子(株)
製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシレンジ
アミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
実施例9 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・65% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・10% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にア
ルキルフェノール樹脂(CKM−1634、昭和高分子(株)
製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシレンジ
アミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
比較例1 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・75% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にキ
シレン変性フェノール樹脂(PR−1440M、三菱瓦斯化学
(株)製)10重量部およびテトラグリシジル−m−キシ
レンジアミン0.1重量部を加えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
比較例2 実施例1において、単量体組成を以下に記載するよう
に変えた以外は、同様にして接着剤組成物を調製した。
単量体組成 アクリル酸エチルエステル ・・・70% アクリル酸ブチルエステル ・・・20% メタアクリル酸 ・・・ 5% 2−メチルフェニルマレイミド ・・・ 5% 上記単量体組成をトルエン溶液中にて重合を行い、重
量平均分子量300,000の接着剤用樹脂を得た。
得られたアクリル酸エステル系重合体100重量部にテ
トラグリシジル−m−キシレンジアミン0.1重量部を加
えて接着剤組成物を得た。
得られた接着剤組成物の耐熱性、および対ポリイミド
樹脂接着力を表1に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−125126(JP,A) 特開 昭51−56840(JP,A) 特開 昭60−188417(JP,A) 特開 昭61−174209(JP,A) 特開 昭63−234009(JP,A) 特開 昭64−90207(JP,A) 特開 昭64−14219(JP,A) 特開 平4−115407(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 220/10 C09J 133/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素原子数1〜4のアルキル基を有するア
    クリル酸エステルと芳香族マレイミド誘導体と、さらに
    α,β−不飽和のカルボン酸類との共重合体と、熱硬化
    性樹脂とを樹脂成分として含む熱硬化型接着剤であり、
    前記アクリル酸エステルから誘導される繰返し単位成分
    100重量部に対して、前記芳香族マレイミド誘導体から
    誘導される繰返し単位成分を0.5〜10.0重量部と、前記
    カルボン酸類から誘導される繰返し単位成分を0.5〜20
    重量部の樹脂成分を含むことを特徴とする熱硬化型接着
    剤(但し、異方導電性接着剤を除く)。
  2. 【請求項2】上記熱硬化性樹脂が、アルキロール基を有
    するフェノール化合物であり、該フェノール化合物が、
    上記共重合体100重量部に対して5〜60重量部含まれる
    ことを特徴とする請求項1項に記載の熱硬化型接着剤
    (但し、異方導電性接着剤を除く)。
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