JPS63117086A - 導電性接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は材料膨張の温度係数が互いに異なる平面部品を
互いに平坦に結合するための導電性接着剤に関する。

〔従来の技術〕

電気的表面波フィルタ、大表面集積半導体回路及びこれ
に相応する電子デバイスを製造するには、フィルタ並び
に集積回路及びそれに頻するものの基板を例えば金属ベ
ース上に接着するために接着剤が使用される。このベー
スは例えば完成デバイスのケーシングの一構成要素であ
る。

この種のフィルタ基板は、単結晶のニオブ酸リチウム又
はタンタル酸リチウムからなる長さ例えば数１まで及び
厚さ例えば約０．５胴までのチッ７である。集積回路に
はケイ素又は他の半導体材料からなる基板チップも使用
される。上記材料は共通の特徴、すなわち機械的応力に
対し比較的敏感で、また機械的応力に曝された際に破砕
並びに亀裂する傾向を有する。特に表面波フィルタに関
しては基板の機械的変形、特に湾曲しただけですでにデ
バイスの電気値に極めて顕著な変化をきたすという欠点
がある。

表面波フィルタ並びに集積回路は基板の一方の面に公知
方法で構成される。この基板はその反対側の面で接着剤
によりベースと結合される。このベースは電気的に接地
されており、基板面上のフィルタ並びに集積回路の電子
構造に対し電気的遮蔽を形成する。しかしこの種のデバ
イスにとっては、この接地されている遮蔽が電子構造領
域に著しく密着するということはしばしば問題となる。

十分に高い導電性を有する導電性接着剤を使用した場合
、この遮蔽は電子構造と対向する基板表面に、すなわち
各電子構造に極めて近接して存在する。従って接着剤層
の厚さを比較的厚くすること、すなわちこの接着剤層が
接着剤の弾性及び粘性（これは基板材料並びにベース材
料の膨張の異なる温度係数に起因する）により十分に全
ての機械的応力を吸収し得るような厚さにすることが好
ましい。

この目的のための接着剤として、従来は約０〜１２５　
’Ｃの温度範囲で申し分のない結果をもたらすエポキシ
・銀接着剤が使用されていた。しかしこのデバイスの電
気的操作又は少なくとも貯蔵に際しての極めて広範な温
度領域を考慮しなければならない使用分野は多数存在す
る。要求される代表的な温度範囲は一４０℃から＋１８
０℃迄に及ぶ。

この広範な温度範囲に関してはとりわけ低温域で問題が
ある。すなわちこの低温域ではエポキシ接着剤は、これ
が接着剤の内部に生ずる応力を補償するのに必要な弾性
を満たすことができないほど固くなる。この許容できな
い特性のため基板に亀裂が生じ、デバイスは使用不能と
なる。更に熱により生じる基板の湾曲の電子デバイスに
おける使用という観点から甘受することはできない。

〔発明が解決しようとする問題〕

本発明の目的は、この種のデバイスに対して必要とされ
る一層広い温度範囲の使用を可能とする手段を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は特許請求の範囲第１項に記載した特性を存す
る接着剤によって達成され、また本発明の実施態様は特
許請求の範囲第２項以下実施態様項から明らかである。

〔作用効果］ 公知のシリコン接着剤を一般的に使用することは珍しい
ことではない。しかしこの種の接着剤を本発明の対象で
ある用途に利用しようとする種々の試みは、この方法で
は上記の目的を達成しえないことを確認することになっ
た。特に必要とされる高い導電性を得ることは困難であ
った。

ところで驚くべきことには、ガラス繊維及び絶縁チュー
ブ及びそれに類するものの被覆材として使用することを
意図してはいたもののこれまで接着剤としては予定され
ていなかった成る種のコンパウンドから出発した場合有
利に解決し得ることが判明した。このコンパウンドにつ
いて以下に詳述する。

特に冒頭に記載した電子デバイス、特に表面°波フィル
タに対しては、たとえ僅かでも長期間蕉発する成分を有
する材料、特に接着剤を使用することは好ましくない。

というのは蒸発した生成物が構造物上に沈澱し、その特
性を持続的に変えるからである。しかしながら実験結果
では、この方法で設定された課題のすべてのパラメータ
ーを解決するための方策を見出し得ることを示した。す
なわちこの種のコンパウンドに有利には室温で市販の粒
子状銀を最終的に良好に配分されるように撹拌導入する
。以下に記載する例えば１０％のコンパウンドにこの種
の銀を、最終的にエポキシ・銀接着剤と全く遜色のない
十分な導電値が得られるような量で均一に配分して撹拌
導入する。しかしこの結果は本発明の以下の方法工程に
よりはじめて達成することができる。このＳｉ結合水素
を存するオルガノポリシロキサン（ｅ）でエラストマー
に網状化可能のコンパウンドは主として以下のものを含
有する。

（ａ）　　末端位単位としてビニルジメチルシロキサン
単位を有するジオルガノポリシロキサン（この場合ジオ
ルガノポリシロキサン単位牛脂肪族多重結合の２つのＳ
ｉ結合有機基は遊離炭化水素基である）、 （ｂ）　　少なくとも５０ｒｄ／ｇのＢＥＴ表面積を有
する充填材として使用可能の無機酸化物、（Ｃ）　　有
機溶剤、 （ｄ）　　ビニル基にＳｉ結合水素が付着するのを促進
する触媒。

有利なジオルガノポリシロキサン（ａ）は有利には、１
分子当たり２００〜８００のケイ素原子を含有するもの
であり、この場合ジオルガノポリシロキサン中のビニル
基以外の炭化水素基は有利にはメチル基である。

ジオルガノポリシロキサン（ａ）は有利には成分（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の総重量に対して１０〜３
０重量％の量で存在する。

オルガノポリシロキサン（ｅ）は有利には構造式 ％式％） 〔式中Ｒは水素又はメチル基、エチル基及び／又はフェ
ニル基を表し、その際１個のケイ素原子にそれぞれ水素
原子１個のみが結合可能であり、ケイ素原子１催当たり
平均少なくとも０．２のＳｉ結合水素原子が存在しまた
１分子当たり少なくとも３個のＳｉ結合水素原子が存在
することを前提とし、ｐはオルガノポリシロキサン（ｅ
）の粘度が２５゛Ｃで４〜１５０　ｍＰａ、ｓであるよ
うな値を有する整数を表す〕で示されるものである。

オルガノポリシロキサン（ｅ）有利には成分（ａ）〜（
ｅ）及び銀粉末の総重量に対して１〜３重量％で使用す
る。

無機酸化物（ｂ）としては１００〜２００ポ／ｇのＢＥ
Ｔ表面積を有する熱分解法で製造された二酸化ケイ素が
有利である。

無機酸化物（ｂ）は有利にはジオルガノポリシロキサン
（ａ）の重量に対して１０〜４０重量％の量で使用する
。

溶剤（ｃ）としては室温及び１０２０ｈＰａ（絶対）で
液状でありまた最高２００℃及び１０２０ｈＰａ　　（
絶対）で沸騰する炭化水素、例えばドルオール、キジロ
ール異性体混合物、軽ベンジン（ｎ−ペンタンを含む）
を使用するのが有利であるが、その際特にｎ−ペンタン
が好ましい。

触媒（ｄ）としては有利には白金又は白金化合物又は白
金錯体を使用するが、特に好ましいのは無機結合ハロゲ
ンを含まない白金−ビニルシロキサン錯体である。

上記の各成分の他に更に付加的に、マレイン酸モノエチ
ルエステルのような、室温でＳｉ結合水素がビニル基に
付着するのを阻止するための通常の剤を使用することも
好ましい。

粒子状の銀として薄片状の銀（例えばデメトロン（Ｄｅ
ｍｅｔｒｏｎ）社製のＦ１４）を使用することもできる
０球形の銀を使用することも有利である。

写真フィルム感光乳剤用としても使用されるような樹枝
状の銀でも、掻めて良好な結果が得られた。

粒子状銀を前記のようにして撹拌導入した後分散液を有
利には高めた温度によりまた場合によっては低圧をも使
用して、すなわちこのコンパウンドに含まれる溶剤を除
去することにより濃厚化する。本発明の特質は、コンパ
ウンドから実際にすべての溶剤含有量を除去し得ること
又は除去することである。得られた生成物はその中に高
いパーセンテージで均一に配分された銀を含むシリコン
である。この生成物は接着剤として使用するのに適した
ペースト状の粘度を有する。

本発明によりコンパウンドにこのように高いパーセンテ
ージの銀を撹拌導入することができ、従って生じるペー
スト状の最終生成物すなわち接着剤は、エポキシ−銀接
着剤と比較し得るような高い導電性を有する。

７５重量％の銀含有量で４．１０−”Ｏｈｓ／ｃｍより
小さい絶縁抵抗を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は従来の技術水準から公知のような表面波フィル
タの断面側面図を示すものである。１は基板を表し、そ
の表面２上には表面波フィルタのパターンに応じて変換
器構造及び／又は反射器構造３が配置されている。４は
基板１のベースを表し、その際このベース４は例えば銅
から成りケーシングの一部でもある。５は本発明による
接着剤からなる接着剤層を表し、基板１はこれでベース
４に取り付けられている。

この種のデバイスの周囲温度が変化した場合、ベース４
及び基板１に対して著しく異なる熱膨張が生ずる。しか
し本発明による接着剤は特に−４０℃までの温度でも、
接着剤の結合効果を問題なく堅持し続けるばかりでなく
基板１が本質的な機械的応力、特に基板に亀裂を来す（
これは従来使用されてきた接着剤を使用した場合には容
易に生じる）ような機械的応力に曝されないような弾性
を備えている。

層５用として使用される本発明による接着剤の材料特性
は、ベース４の熱膨張が基板１にまたこれに伴い全表面
波フィルタに応力及び／又は湾曲を来さないことを保証
する。この層に使用される接着剤の蒸発は無視し得るこ
とから、本発明ではこの種の蒸発と関連する問題点も生
じない。すなわちこの場合には表面波フィルタが周囲に
対してケーシング４内に密閉されており、蒸発が必然的
にケーシング内にとどまっている点を考慮に入れなけれ
ばならない。

第２図は本発明による接着剤の製造工程を示すフローシ
ートである。１０はコンパウンドに加えられる粒子状の
銀１２を撹拌導入する処理工程を示すものである。１４
はこのコンパウンドの濃厚化工程を示すものである。こ
の結果がペースト状の接着剤１６である。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面波フィルタの断面側面図、第２図は本発明
による接着剤の製造工程を示すフローシートである。 １・・・基板、　２・・・表面、　３・・・変化器又は
反射器構造、　４・・・ベース、　５・・・接着剤層、
　　１０・・・撹拌導入工程１．１２・・・粒子状銀、
　　１４・・・濃厚化工程、　　１６・・・接着剤。 ＩＧＩ ＩＧ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）材料膨張の温度係数が互いに異なる平面部品を互い
   に平坦に結合するための導電性接着剤において、−６０
   ℃〜＋１８０℃の温度域用接着剤として以下のようにし
   て製造される生成物、すなわち Ｓｉ結合水素を有するオルガノポリシロキサン（ｅ）を
   添加することによりエラストマーに網状化可能のコンパ
   ウンドに粒子状の銀を撹拌導入し、次いでこのコンパウ
   ンドをペースト状の加工状態が得られるまで濃厚化し、
   こうして得られた混合物を最終的に使用する前にオルガ
   ノポリシロキサン（ｅ）と混合することにより製造され
   る生成物を使用し、その際撹拌導入処理工程で添加され
   た銀の含有量は濃厚化された状態で上記の導電性が存在
   する程度の量であり、また前記のコンパウンドが主要成
   分として（ａ）末端位単位としてビニルジメチルシロキ
   サン単位を有するジオルガノポリシロキサン（この場合
   ジオルガノシロキサン単位中の脂肪族多重結合の双方の
   ＳｉＣ結合有機基は遊離炭化水素基である）、（ｂ）少
   なくとも５ｃｍ＾２／ｇのＢＥＴ表面積を有する充填材
   として使用可能の無機酸化物、（ｃ）有機溶剤、（ｄ）
   ビニル基にＳｉ結合水素が付着するのを促進する触媒を
   有することを特徴とする導電性接着剤。 ２）最初のコンパウンドの実質的に全溶剤を濃厚化に際
   して接着剤から除去することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の接着剤。 ３）薄片状の銀を含有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の接着剤。 ４）球形の銀を含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の接着剤。 ５）樹枝状の銀を含有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の接着剤。 ６）　ジオルガノポリシロキサン（ａ）が１分子当たり
   ２００〜８００のケイ素原子を含有しまたこのジオルガ
   ノポリシロキサン中のビニル基以外の炭化水素基が主と
   してメチル基であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第５項のいずれか１項に記載の接着剤。 ７）　ジオルガノポリシロキサン（ａ）がコンパウンド
   の各成分（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）の総量に対
   して１０〜３０重量％の量で存在することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記
   載の接着剤。 ８）　オルガノポリシロキサン（ｅ）として次の構造式 ＲＳｉ（ＣＨ＿３）＿２Ｏ（ＳｉＲ＿２Ｏ）＿ｐＳｉ（
   ＣＨ＿３）＿２Ｒ〔式中Ｒは水素又はメチル基、エチル
   基及び／又はフェニル基を表し、その際１個のケイ素原
   子にそれぞれ水素原子１個のみが結合可能であり、ケイ
   素原子１個当たり平均少なくとも０．２のＳｉ結合水素
   原子が存在しまた１分子当たり少なくとも３個のＳｉ結
   合水素原子が存在することを前提とし、ｐはこれらのオ
   ルガノポリシロキサン（ｅ）の粘度が２５℃で４〜１５
   ０ｍＰａ．ｓであるような値を有する整数を表す〕で示
   されるものを使用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の接着剤。 ９）オルガノポリシロキサン（ｅ）を成分（ａ）〜（ｅ
   ）及び銀の全重量に対して１〜３重量％の量で使用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項の
   いずれか１項に記載の接着剤。 １０）無機酸化物（ｂ）が１００〜２００ｍ＾２／ｇの
   ＢＥＴ表面積を有する熱分解法で製造された二酸化ケイ
   素であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第９項のいずれか１項に記載の接着剤。 １１）無機酸化物（ｂ）がジオルガノポリシロキサン（
   ａ）の重量に対して１０〜４０重量％の量で存在するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１０項の
   いずれか１項に記載の接着剤。 １２）溶剤（ｃ）として室温及び１０２０ｈＰａ（絶対
   ）で液状でありまた最高２００℃及び１０２０ｈＰａ（
   絶対）で沸騰する炭化水素を使用することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれか１項に
   記載の接着剤。 １３）溶剤がｎ−ペンタンであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項記載の接着剤。 １４）触媒（ｄ）として、白金、白金化合物又は白金錯
   体を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１３項のいずれか１項に記載の接着剤。 １５）無機結合ハロゲンを含まない白金ビニルシロキサ
   ン錯体を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ４項記載の接着剤。 １６）室温でビニル基にＳｉ結合水素が付着するのを阻
   止する通常の剤を付加的に使用することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第１５項のいずれか１項に記
   載の接着剤。 １７）この剤がマレイン酸モノエチルエステルであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の接着剤。