JPH11302619A - 接着剤、接着剤の製造方法、および封止型電子部品 - Google Patents

接着剤、接着剤の製造方法、および封止型電子部品

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JPH11302619A
JPH11302619A JP11093198A JP11093198A JPH11302619A JP H11302619 A JPH11302619 A JP H11302619A JP 11093198 A JP11093198 A JP 11093198A JP 11093198 A JP11093198 A JP 11093198A JP H11302619 A JPH11302619 A JP H11302619A
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JP
Japan
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adhesive
compound
electronic component
thermosetting
epoxy
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JP11093198A
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English (en)
Inventor
Akihiko Kawakami
章彦 川上
Yukitsugu Matsushita
幸嗣 松下
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤全体を硬化できるとともに、熱処理を
行っても、空気膨張の圧力に耐えられるだけの接着力を
有しており、かつ、封止型電子部品の接着工程の簡素化
を図ることのできる接着剤を提供する。 【解決手段】 分子内に少なくとも2個のエポキシ基を
有する熱硬化性化合物と、分子内にエポキシ基と反応す
る官能基とを有する少なくとも1種の光重合性化合物
と、熱硬化性化合物を硬化させる硬化剤と、光重合開始
剤とを含有する接着剤であって、熱硬化性化合物のエポ
キシ基と、前記光重合性化合物の反応基との少なくとも
一部を予備反応させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は接着剤、特に電子部
品を基板上に固定するための接着剤と、その製造方法、
およびその接着剤を用いた封止型電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子部品を基板上に固定する
方法として、接着剤が広く用いられている。この接着剤
は、例えば、図1に示すような封止型電子部品の接着に
用いられている。すなわち、電極が形成された基板5上
に電子部品素子3を搭載し、この電子部品素子3を取り
囲むように基板5との間で密閉封止する保護キャップ1
1が設けられている。なお、この保護キャップ11は箱
型のものであり、電子部品素子3との間には、空洞部9
が形成されている。この保護キャップ11と基板5との
密着部には、塗布された接着剤7が硬化している。この
接着剤7は熱硬化性接着剤であり、保護キャップ11を
基板上の所定位置に置いた後、熱処理炉中で加熱し、熱
硬化させることで封止し、封止型電子部品1としてい
た。
【0003】しかし、このような接着剤7を硬化させる
ために、封止型電子部品1を熱処理することで、保護キ
ャップ9内部の空気が膨張し、内圧が上昇することで接
着剤7に保護キャップ11内部からの圧力が加わり、接
着剤7の一部に貫通ピンホールが発生し封止不良になる
事があった。
【0004】また、この内圧の上昇や、接着剤7の加熱
による粘度低下で保護キャップ11の位置ずれが発生す
るため、図示しない加圧治具により接着剤7が硬化する
まで保護キャップ11を加圧固定しておく必要があり、
ラインの合理化の妨げとなっていた。
【0005】この問題を解決するため、特開昭56−1
16649号公報や特開昭63−122249号公報な
どでは加熱硬化の必要の無い紫外線硬化型接着剤を用い
ることが提案されている。この方法では基板上に紫外線
硬化型接着剤をディスペンサ等を用いて塗布し、これに
保護キャップを搭載して常温で紫外線を照射し接着剤を
硬化させている。
【0006】また、特開昭60−30156号公報等で
は、基板の所定位置に孔を設け、接着剤硬化時に保護キ
ャップ内部の膨張した空気をこの孔からリークさせて接
着剤を硬化させた後に、孔を塞ぐ方法が提案されてい
る。
【0007】特開昭56−116649号公報や特開昭
63−122249号公報に示すような紫外線硬化型の
接着剤は紫外線を用いると、保護キャップ内の空気の膨
張が無く信頼性の高い封止性が得られるという長所を有
する。しかしながら、硬化できるのは保護キャップと基
板を密着させることで外部に露出した接着剤だけであ
り、保護キャップ内部に露出した接着剤を硬化すること
はできない。従って、この封止型電子部品が種々の環境
で使用されると、保護キャップ内部の未硬化接着剤が保
護キャップ内部に搭載されている素子や電極に到達し、
例えば圧電部品の発振子では発振不良のような悪影響を
及ぼす恐れがある。
【0008】また、特開昭60−30156号公報に示
すような電子部品の接着方法では、保護キャップを封止
した後に基板に設けた孔を塞ぐという余分な工程が必要
で煩雑となり、工程の管理の簡素化や合理化の妨げにな
る問題があった。
【0009】このような技術的背景から、工程の簡素化
が図れ、完全硬化ができる接着剤が望まれていた。
【0010】そこで、これらの問題を解決するものとし
て、本発明者は、未だ公開となっていない特願平9−6
9477号に示されている封止型電子部品を提案してい
る。これは、接着剤に熱硬化性と光硬化性の両方の性質
を持たせ、紫外線照射により仮止めした後、熱処理を施
して本硬化させるというものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
接着剤は、紫外線を照射して仮止めした後でも、接着剤
自体の強度が不足していたり、接着力が弱かったりする
と、熱処理時に保護キャップ内の空気膨張の圧力に接着
剤が耐えきれず、接着剤自体に亀裂が生じたり、接着面
が剥離したりする問題がある。
【0012】本発明の目的は、接着剤全体を硬化できる
とともに、熱処理を行っても、空気膨張の圧力に耐えら
れるだけの接着力を有しており、かつ、封止型電子部品
の接着工程の簡素化を図ることのできる接着剤とその製
造方法、およびそれを用いた封止型電子部品を提供する
ことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような目
的に鑑みてなされたものである。第1の発明の接着剤
は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する熱硬
化性化合物と、分子内に前記エポキシ基と反応する官能
基とを有する少なくとも1種の光重合性化合物と、前記
熱硬化性化合物を硬化させる硬化剤と、光重合開始剤と
を含有する接着剤であって、前記熱硬化性化合物のエポ
キシ基と、前記光重合性化合物の官能基との少なくとも
一部を予備反応させたことを特徴とする。
【0014】このような構成にすることにより、接着剤
に熱硬化性と光硬化性の特性を付与することができる。
また、上記光重合性化合物と上記熱硬化性化合物とをあ
らかじめ予備反応させておくことにより、紫外線で硬化
した後の接着剤の材料強度がより強力な接着剤とするこ
とができる。
【0015】また、第2の発明の接着剤においては、前
記熱硬化性化合物のエポキシ基と、前記光重合性化合物
の官能基とのモル分率が、0.2〜0.8であり、前記
光重合性化合物の官能基が前記熱硬化性化合物のエポキ
シ基と反応する率が25〜100%であることが好まし
い。
【0016】熱硬化性化合物と光重合性化合物とを上記
のような範囲で配合し、反応させることによって、接着
剤の接着力や接着剤の材料強度を十分にし、より確実に
接着を行うことができる。
【0017】また、第3の発明の接着剤の製造方法は、
分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する熱硬化性
化合物と、分子内に前記エポキシ基と反応する官能基と
を有する少なくとも1種の光重合性化合物と、前記熱硬
化性化合物を硬化させる硬化剤と、光重合開始剤とを配
合し、しかるのち、前記熱硬化性化合物と、前記光重合
性化合物とを予備反応させることを特徴とする。
【0018】このような製造方法にすることによって、
接着剤の強度および接着力を改善することができる。
【0019】また、第4の発明の封止型電子部品は、請
求項1または請求項2に記載の接着剤を用いて基板上に
固定したことを特徴とする。
【0020】このように本発明の接着剤を用いて封止型
電子部品を作成することにより、接着剤を加熱して硬化
させるときに、電子部品素子を封止する保護キャップ内
の空気が熱膨張しても確実に接着力を保つことができ
る。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の接着剤は、熱硬化性化合
物と、光重合性化合物と、熱硬化剤と、光重合開始剤と
からなる。そして、これらを配合した後、熱硬化性化合
物と光重合性化合物とを予備反応させたものである。
【0022】本発明の接着剤に用いられる熱硬化性化合
物は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する、
グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、ノボラ
ック型、ヒダントイン型、ビフェノール型、グリシジル
アミン型等が挙げられる。なお、上記のようなエポキシ
化合物であれば特に限定はしないが、特に室温で固体で
あるエポキシ化合物を用いることが好ましい。また、室
温で固体のエポキシ化合物を用いる場合には、上記光重
合性化合物により溶解できる化合物を用いるか、新た
に、エポキシ化合物を溶解できる有機溶剤等の希釈剤を
加える必要がある。
【0023】また、上記光重合性化合物は、分子内にエ
ポキシ基と反応する官能基を有するものである。すなわ
ち、分子末端または側鎖にエポキシ基と反応可能な官能
基を有している必要がある。これは例えば、カルボキシ
ル基、水酸基、アミノ基などを1個以上有しているもの
である。また、上記のような光重合性化合物に加え、さ
らに他の光重合性化合物を組み合わせてもよい。これ
は、分子内に1個以上の光重合性官能基を有するもので
あればよく、具体的には、スチレン型、アクリレート
型、メタクリレート型等が挙げられる。
【0024】また、上記熱硬化剤は、エポキシ基と反応
するものなら特に限定はしない。具体的には、酸無水物
系、イミダゾール系、脂肪族アミン系、芳香族アミン
系、ジシアンジアミド系等が挙げられる。
【0025】また、上記光重合開始剤は、ベンゾフェノ
ン系、ケタール系、ベンゾインエーテル系、アセトフェ
ノン系、チオキサントン系等が挙げられる。
【0026】さらに、本発明の接着剤には、これらの構
成成分の他に、シリカ、炭酸カルシウム等の無機充填剤
や、着色のための顔料、染料等を必要に応じて添加して
もよい。
【0027】また、本発明でいう熱硬化性化合物のエポ
キシ基と、光重合性化合物の官能基とのモル分率とは、
上記エポキシ基のmol数/(上記エポキシ基のmol数+上
記官能基のモル数)で表されるものである。
【0028】また、本発明の封止型電子部品は、その種
類、用途等を限定するものではなく、例えば、セラミッ
ク発振子やセラミックフィルタ等が挙げられる。
【0029】次に、本発明の接着剤、接着剤の製造方
法、および封止型電子部品を実施例を用いてさらに具体
的に説明する。
【0030】
【実施例】本発明の接着剤の製造方法について説明す
る。熱硬化性化合物として分子量900の固形のビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂を用意し、光重合化合物とし
てコハク酸アクリレートを用意した。ビスフェノールA
型エポキシ樹脂のエポキシ基とコハク酸アクリレートの
カルボキシル基とのモル分率が0.5となるように配合
し、これに溶媒としてテトラヒドロフルフリルアクリレ
ートを配合して攪拌し、エポキシ樹脂を溶解させた。次
に、エポキシ基とカルボキシル基の反応触媒としてトリ
フェニルホスフィンをビスフェノールA型エポキシ樹脂
とコハク酸アクリレートに対して1重量%添加し、エポ
キシ基とカルボキシル基との反応率が90%になるまで
加熱攪拌して予備反応させた。さらに、硬化剤としてジ
シアンジアミド、硬化促進剤としてイミダゾール、光重
合開始剤としてベンジルジメチルケタールを配合し、均
一になるまで攪拌し、接着剤とした。
【0031】次に、図1を用いて封止型電子部品の製造
方法について説明する。まず、アルミナからなる基板5
上に電子部品素子3を搭載した。次に、金属製の保護キ
ャップ11に上記のようにして得られた接着剤7を転写
により塗布した後、空洞部9を介して電子部品素子3を
封止するように保護キャップ11を基板の所定位置に密
着させてマウントした。この後、保護キャップ11の外
部に押し出された接着剤7に1800mJ/cm2の紫外線
を照射して硬化させ、保護キャップ11を仮止めした。
さらに、これらを硬化炉にて加熱し、保護キャップ11
の内部に押し出された接着剤7を加熱により本硬化さ
せ、封止型電子部品1とした。
【0032】ここで、封止型電子部品に用いられる基板
は、アルミナに限定されるものではなく、アルミナ以外
にもガラスエポキシ基板などが挙げられる。
【0033】保護キャップは、電子部品素子を封止でき
る形状とサイズを有していれば、その材質は特に限定す
るものではないが、具体的には金属、セラミック、プラ
スチック等が挙げられる。なお、金属は熱伝導率がよい
ため、接着剤の硬化手段として熱硬化を用いる場合には
有効である。
【0034】また、請求項2において、熱硬化性化合物
のエポキシ基と、光重合性化合物の官能基とのモル分率
を0.2〜0.8としたのは、エポキシ基と官能基との
モル分率が0.2より小さい場合には、紫外線で硬化し
た後の接着剤自体の強度が不十分となり、熱硬化時に接
着剤に亀裂が生じるため好ましくないからである。一
方、エポキシ基と官能基とのモル分率が0.8より大き
い場合には、光硬化性が低下して紫外線で硬化した後の
接着力や接着剤自体強度が不十分となり、熱硬化時に保
護キャップが浮いたり、接着剤に亀裂が生じるため好ま
しくないからである。
【0035】また、請求項2において、光重合性化合物
の官能基が熱硬化性化合物のエポキシ基と反応する率を
25〜100%としたのは、反応率が25%より小さい
場合には、紫外線で硬化した後の接着力や接着剤自体の
強度が不十分となり、熱硬化時に保護キャップが浮いた
り、接着剤に亀裂が生じるため好ましくないからであ
る。なお、より好ましくは、接着剤自体の強度を大きく
し、かつ接着剤の粘度を適度に保って作業性をよくする
という理由から、反応率を50〜90%とすることであ
る。
【0036】(実施例1)本発明の封止型電子部品にお
いて、紫外線照射後の接着力(MPa)、引張り弾性率(M
Pa)を測定し、さらに、硬化炉において加熱した際の接
着剤の亀裂の有無、保護キャップの基板からの浮きの有
無を調べた。その結果を表1に示す。なお、接着剤の成
分が同じで予備反応を行わなかったものを比較例とし
た。
【0037】
【表1】
【0038】表1に示すように、本発明の接着剤は、接
着力、引張り弾性率ともに、予備反応を行わなかった比
較例に比べて大幅に大きくなっていることがわかる。ま
た、熱硬化を行ったときにも、保護キャップ内部の空気
の熱膨張による接着剤の亀裂や、保護キャップの浮きも
見られなかった。
【0039】
【発明の効果】本発明の接着剤は、分子内に少なくとも
2個のエポキシ基を有する熱硬化性化合物と、分子内に
エポキシ基と反応する官能基とを有する少なくとも1種
の光重合性化合物と、熱硬化性化合物を硬化させる硬化
剤と、光重合開始剤とを含有する接着剤であって、熱硬
化性化合物のエポキシ基と、光重合性化合物の官能基と
の少なくとも一部を予備反応させているので接着力や、
接着剤自体の材料強度を改善することができる。
【0040】また、本発明の封止型電子部品は、上記接
着剤を用いているので、保護キャップ内の空気が膨張し
ても、保護キャップが基板から浮いたり、剥離したりす
ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】封止型電子部品を示す概略断面図。
【符号の説明】
1 封止型電子部品 3 電子部品素子 5 基板 7 接着剤 9 空洞部 11 保護キャップ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子内に少なくとも2個のエポキシ基を
    有する熱硬化性化合物と、分子内に前記エポキシ基と反
    応する官能基とを有する少なくとも1種の光重合性化合
    物と、前記熱硬化性化合物を硬化させる硬化剤と、光重
    合開始剤とを含有する接着剤であって、 前記熱硬化性化合物のエポキシ基と、前記光重合性化合
    物の反応基との少なくとも一部を予備反応させたことを
    特徴とする接着剤。
  2. 【請求項2】 前記熱硬化性化合物のエポキシ基と、前
    記光重合性化合物の官能基とのモル分率が、0.2〜
    0.8であり、前記光重合性化合物の官能基が前記熱硬
    化性化合物のエポキシ基と反応する率が25〜100%
    であることを特徴とする請求項1に記載の接着剤。
  3. 【請求項3】 分子内に少なくとも2個のエポキシ基を
    有する熱硬化性化合物と、分子内に前記エポキシ基と反
    応する官能基とを有する少なくとも1種の光重合性化合
    物と、前記熱硬化性化合物を硬化させる硬化剤と、光重
    合開始剤とを配合し、しかるのち、前記熱硬化性化合物
    と、前記光重合性化合物とを予備反応させることを特徴
    とする接着剤の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の接着剤
    を用いて基板上に固定したことを特徴とする封止型電子
    部品。
JP11093198A 1998-04-21 1998-04-21 接着剤、接着剤の製造方法、および封止型電子部品 Pending JPH11302619A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020136538A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 3M Innovative Properties Company Composition for forming seal material, seal material, thermoset of seal material, and method for manufacturing adhesive structure

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WO2020136538A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 3M Innovative Properties Company Composition for forming seal material, seal material, thermoset of seal material, and method for manufacturing adhesive structure

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