KR101007914B1 - Latent Hardener, Manufacturing Method for Latent Hardener, and Adhesive - Google Patents
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Abstract
저온에서 단시간의 조건으로 경화하고, 또한 보존성이 높은 접착제를 얻는다. 본 발명의 접착제는 실란커플링제, 에폭시수지, 금속킬레이트를 주성분으로 하는 경화제입자(31)가 캡슐(33)에 피복된 잠재성 경화제(30)를 포함하고 있다. 상온에서 경화제입자(31)는 캡슐에 피복되어 있기 때문에, 에폭시수지의 중합반응이 일어나지 않으나, 접착제를 가열하면 캡슐(33)이 파괴되어, 경화제입자(31)를 구성하는 금속킬레이트가 실란커플링제와 반응하여 양이온이 생성, 에폭시수지가 양이온에 의해 중합하여(양이온중합) 접착제가 경화된다. 양이온이 생성하는 반응은 종래의 접착제가 열경화하는 온도보다도 저온에서 일어나기 때문에, 본 발명의 접착제는 종래의 것보다 저온에서 단시간에 경화된다. 이와 같이, 본 발명의 접착제는 저온 경화형이며 보존성이 높다.It hardens | cures on condition of a short time at low temperature, and obtains the adhesive agent with high shelf life. The adhesive of the present invention includes a latent curing agent 30 coated with a capsule 33 with a curing agent particle 31 composed mainly of a silane coupling agent, an epoxy resin, and a metal chelate. Since the curing agent particles 31 are coated on the capsule at room temperature, the polymerization reaction of the epoxy resin does not occur, but when the adhesive is heated, the capsule 33 is destroyed, and the metal chelate constituting the curing agent particles 31 is a silane coupling agent. Cation is formed, the epoxy resin is polymerized by the cation (cationic polymerization), and the adhesive is cured. Since the reaction generated by the cation occurs at a lower temperature than the temperature at which the conventional adhesive is thermoset, the adhesive of the present invention is cured in a short time at a lower temperature than the conventional adhesive. Thus, the adhesive agent of this invention is low temperature hardening type, and its storage property is high.
Description
본 발명은 접착제에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판에 반도체칩이나 TCP를 열압착에 의해 접속하는 접착제에 사용되는 잠재성 경화제에 관한 것이다.
The present invention relates to an adhesive. In particular, this invention relates to the latent hardener used for the adhesive agent which connects a semiconductor chip or TCP to a board | substrate by thermocompression bonding.
종래로부터 반도체칩을 기판상에 접속하는 경우나 TCP(tape carrier package)와 LCD(liquid crystal display)를 접속하여 전기장치를 제조하는 경우에 열경화성 수지인 에폭시수지를 함유하는 접착제가 사용되고 있다.Background Art Conventionally, adhesives containing epoxy resins, which are thermosetting resins, have been used in the case of connecting a semiconductor chip on a substrate or in manufacturing an electrical device by connecting a tape carrier package (TCP) and a liquid crystal display (LCD).
도 7(a)의 부호 111은 LCD를 나타내고 있고, LCD(111)은 유리기판(112)과 유리기판(112)상에 배치된 ITO전극(indium tin oxide)(113)을 포함하고 있다. LCD(111)와 후술하는 TCP를 접속하기 위해서는, 우선 LCD(111)의 ITO 전극(113)이 배치된 측의 면에 접착제를 도포한다. 도 7(b)의 부호 125는 LCD(111)에 도포된 접착제를 나타내고 있다.
도 7(c)의 부호 115는 TCP를 나타내고 있고, TCP(115)는 베이스필름(116)과 베이스필름(116) 표면에 배치된 금속배선(117)을 포함하고 있다. TCP(115)의 금속배선(117)이 배치된 측의 면을 LCD(111)상의 접착제(125)로 향하여 배치하고 위치맞춤을 행한 후, TCP(115)의 금속배선(117)이 배치된 면을 접착제(125)에 밀어 붙인다.
그 상태에서 압력을 가하며 가열하면, 접착제(125)가 연화하고 금속배선(117)이 연화한 접착제(125)를 밀어 내어 ITO전극(113) 표면에 맞닿게 된다.When heated under pressure, the adhesive 125 softens and the
전기와 같은 접착제에는 일반적으로 가열에 의해 에폭시수지를 중합시키는 이미다졸과 같은 경화제가 첨가되어 있고, 금속배선(117)이 ITO전극(113)에 맞닿은 상태에서 더욱 가열을 계속하면, 경화제의 촉매작용에 의해 에폭시수지가 중합하여 접착제(125)가 경화된다.In general, an adhesive such as electricity is added with a curing agent such as imidazole which polymerizes an epoxy resin by heating, and further heating is performed while the
도 7(c)의 부호 101은 접착제(125)가 경화된 상태의 전기장치를 나타내고 있다. 이 전기장치(101)는 금속배선(117)이 ITO전극(113)에 맞닿은 상태에서 경화된 접착제(125)에 의해 TCP(115)와 LCD((111)가 고정되어 있다. 따라서, TCP(115)와 LCD(111)는 전기적으로도 기계적으로도 접속되어 있다.
그러나, 전기와 같은 접착제를 경화시키는 경우에는 접착제를 180℃ 이상의 높은 온도로 가열할 필요가 있으며, 금속배선(117)의 패턴이 미세한 경우에는 가열시에 TCP(115)에 신장이나 뒤틀림 등의 변형이 생기는 경우가 있다. 가열온도를 낮게하면 이 문제는 해소되지만, 가열처리에 요하는 시간이 길어지고, 생산성이 저하된다.However, in the case of curing the adhesive such as electricity, it is necessary to heat the adhesive to a high temperature of 180 ° C. or higher, and when the pattern of the
저온에서의 경화성이 우수한 접착제로서, 근년에 아크릴레이트와 같은 라디칼 중합성 수지와 라디칼 중합개시제를 함유하는 접착제가 개발되어 있으나, 이와 같은 접착제는 에폭시수지를 사용한 경우에 비해 경화한 상태에서의 전기적 특성이나 내열성이 떨어진다.
As an adhesive having excellent curability at low temperatures, in recent years, adhesives containing a radical polymerizable resin such as acrylate and a radical polymerization initiator have been developed. However, such adhesives have electrical properties in a cured state compared to the case where an epoxy resin is used. Or poor heat resistance.
본 발명은 상기 종래기술의 불합리함을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 그 목적은 저온에서 단시간의 조건으로 경화 가능하며, 보존성도 우수한 접착제를 제공하는데 있다.
The present invention has been made to solve the irrationalities of the prior art, and its object is to provide an adhesive which is curable at low temperature for a short time and has excellent storage property.
본 발명의 발명자 등은 일반적으로 사용되고 있는 경화제를 사용하지 않고, 에폭시수지를 양이온 중합시키는 수법에 착안하여 검토를 거듭한 결과, 구조 중에 적어도 하나의 알콕시기를 구조 중에 포함하는 실란화합물(실란커플링제)과, 금속킬레이트(또는 금속알콜레이트)를 접착제 중에 첨가하여 금속킬레이트와 실란커플링제를 반응시킨 때에 생기는 양이온에 의해 에폭시수지를 중합(양이온중합)시키는 방법을 발견하였다.
The inventors of the present invention have focused on the method of cationic polymerization of epoxy resins without using a curing agent generally used, and as a result, a silane compound (silane coupling agent) containing at least one alkoxy group in the structure is studied. And a method in which an epoxy resin is polymerized (cationic polymerization) by a cation generated when a metal chelate (or metal alcoholate) is added to an adhesive to react the metal chelate with a silane coupling agent.
본 발명의 접착제는 금속킬레이트가 주성분이 되는 경화제입자가 캡슐로 피복되어져 있기 때문에, 상온에서는 에폭시수지의 중합반응이 일어나지 않고, 접착제의 보존성이 높다. 또한, 본 발명의 접착제는 에폭시수지의 양이온중합반응에 의해 경화된다. 양이온중합반응은 종래의 경화제를 사용한 경우의 중합반응보다도 저온에서 일어나기 때문에, 본 발명의 접착제는 종래의 접착제에 비하여 저온에서 단시간에 경화된다.
Since the adhesive agent of this invention is coat | covered with the hardening agent particle | grains whose metal chelate is a main component by the capsule, the polymerization reaction of an epoxy resin does not occur at normal temperature, and the storage property of an adhesive agent is high. In addition, the adhesive of the present invention is cured by the cation polymerization reaction of the epoxy resin. Since the cationic polymerization reaction occurs at a lower temperature than the polymerization reaction in the case of using a conventional curing agent, the adhesive of the present invention is cured in a short time at a low temperature compared with the conventional adhesive.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 잠재성 경화제를 제조하는 공정의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 접착제를 사용하여 접착필름을 제조하는 공정의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a, 3b, 3c 및 3d는 본 발명의 접착제를 사용하여 LCD와 TCP를 접속하는 공정의 전반을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 TCP와 LCD를 접속하는 공정의 후반을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 TCP를 LCD상에서 위치맞춤을 행한 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6a, 6b 및 6c는 본 발명의 접착제를 사용하여 TCP와 LCD를 접속하는 공정의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 7b 및 7c는 종래기술의 접착제를 사용하여 TCP와 LCD를 접속하는 공정의 전반을 설명하기 위한 도면이다.1A, 1B and 1C are views for explaining an example of a process for producing a latent curing agent of the present invention.
2A and 2B are views for explaining an example of a process of manufacturing an adhesive film using the adhesive of the present invention.
3A, 3B, 3C, and 3D are views for explaining the overall process of connecting an LCD and a TCP using the adhesive of the present invention.
4 is a diagram for explaining the second half of the process of connecting the TCP and the LCD.
5 is a plan view for explaining a state in which TCP is aligned on an LCD.
6A, 6B and 6C are views for explaining another example of the process of connecting the TCP and the LCD using the adhesive of the present invention.
7A, 7B, and 7C are diagrams for explaining the first half of a process of connecting a TCP and an LCD using a conventional adhesive.
금속킬레이트와 실란커플링제를 첨가한 접착제에서 에폭시수지가 경화하는 공정을 하기 반응식(1)∼(4)로 설명한다.
The process of hardening an epoxy resin with the adhesive which added the metal chelate and a silane coupling agent is demonstrated by following Reaction Formula (1)-(4).
....반응식 (1).... Scheme (1)
....반응식 (2).... Scheme (2)
....반응식 (3).... Scheme (3)
....반응식 (4)
.... Reaction Scheme (4)
알콕시기를 적어도 하나라도 가지는 실란화합물은 반응식(1)에 나타내는 바와 같이 접착제 중의 물과 반응하여, 알콕시기가 가수분해되어 실라놀기가 된다.The silane compound which has at least one alkoxy group reacts with the water in an adhesive agent as shown in Reaction formula (1), and alkoxy group hydrolyzes and becomes a silanol group.
접착제를 가열하면, 실라놀기는 알루미늄 킬레이트와 같은 금속킬레이트와 반응하여 실란화합물이 알루미늄 킬레이트에 결합한다(반응식(2)).When the adhesive is heated, the silanol group reacts with a metal chelate such as aluminum chelate to bind the silane compound to the aluminum chelate (Scheme (2)).
이어서, 반응식(3)에 나타내는 바와 같이, 실라놀기가 결합된 알루미늄 킬레이트에 평형반응으로 접착제 중에 잔류하는 다른 실라놀기가 배위하는 것에 의해 브뢴스테드 산점이 생기고, 반응식(4)에 나타내는 바와 같이, 활성화된 수소기에 의해 에폭시수지의 말단에 위치하는 에폭시고리가 고리개방되어, 다른 에폭시수지의 에폭시고리와 중합한다(수소기중합). 이와 같이 실란커플링제와 금속킬레이트를 접착제에 첨가하면, 에폭시수지와 같은 열경화성 수지가 수소기 중합된다. 반응식(2)∼(4)에 나타내는 반응은 종래의 접착제가 경화하는 온도(180℃ 이상)보다도 낮은 온도에서 진행하기 때문에, 전기와 같은 접착제는 종래의 것에 비해 저온에서 단시간에 경화된다.Subsequently, as shown in Scheme (3), the Brünsted acid point is generated by coordinating the other silanol groups remaining in the adhesive by equilibrium reaction to the aluminum chelate to which the silanol groups are bonded, and as shown in Scheme (4), The epoxy ring located at the terminal of the epoxy resin is opened by the activated hydrogen group and polymerized with the epoxy ring of another epoxy resin (hydrogen group polymerization). In this way, when the silane coupling agent and the metal chelate are added to the adhesive, a thermosetting resin such as an epoxy resin is hydrogenated. Since the reactions shown in Schemes (2) to (4) proceed at a temperature lower than the temperature at which the conventional adhesive is cured (180 ° C. or more), the adhesive such as electricity is cured in a short time at a low temperature as compared with the conventional one.
그러나, 전기와 같은 금속킬레이트나 금속알콜레이트를 실란커플링제와 함께 직접 접착제에 첨가하면, 상온에서도 에폭시수지의 중합반응이 진행하여 접착제의 점도가 높아지는 경우가 있다. However, when the same metal chelate or metal alcoholate as described above is added directly to the adhesive together with the silane coupling agent, the polymerization reaction of the epoxy resin proceeds at room temperature and the viscosity of the adhesive may increase.
이에, 본 발명자 등이 더욱 예의 검토를 행한 결과, 상온에서 에폭시수지와 반응하지 않는 수지 성분의 주성분이 되는 캡슐에 상기 금속킬레이트를 봉입하여, 소위 잠재성 경화제로서 접착제에 첨가하는 방법을 발견하였다. As a result of further studies by the present inventors, the present inventors have found a method of encapsulating the metal chelate in a capsule that is a main component of a resin component that does not react with an epoxy resin at room temperature, and adding it to the adhesive as a latent curing agent.
본 발명은 전기 발견에 기초해서 구성되어져 있으며, 수지입자와 경화제입자를 혼합, 교반하면 하나의 경화제입자의 표면에 다수의 수지입자가 정전부착된다. 이 상태의 경화제입자를 교반장치 내에서 고속으로 교반하면, 경화제입자의 표면에 정전부착되었던 수지입자가 교반장치 내의 블레이드나 내벽 및 다른 경화제 입자표면의 수지입자 등과 충돌하여 그 물리적 충격에 의해 생기는 에너지에 의해 수지입자가 용융, 또는 심물질(경화제입자)이 된다. 용융된 수지입자는 일체화되어 경화제입자의 표면을 피복하는 캡슐이 형성된다.This invention is comprised based on electric discovery, and when a resin particle and a hardening | curing agent particle are mixed and stirred, many resin particles are electrostatically attached to the surface of one hardening | curing agent particle. When the curing agent particles in this state are stirred at a high speed in the stirring apparatus, the resin particles that have been electrostatically attached to the surface of the curing agent particles collide with the blades or inner walls of the stirring apparatus and the resin particles on the surface of the other curing agent particles, and the energy generated by the physical impact. As a result, the resin particles are melted or become core materials (hardener particles). The molten resin particles are integrated to form a capsule covering the surface of the curing agent particles.
전기와 같은 잠재성 경화제, 실란커플링제, 에폭시수지를 혼합하여 접착제를 제조한 경우, 상온에서는 경화제입자의 표면이 모두 캡슐로 피복되어져 있어 에폭시수지의 중합반응이 일어나지 않기 때문에, 접착제의 보존성이 높으나 접착제를 가열한 경우에는 캡슐이 연화, 또는 용융되어 캡슐의 기계적 강도가 현저히 낮아진다. 따라서, 접착제가 가열된 상태에서는 경화제입자의 열팽창이나 열압착시의 가압 등에 의한 물리적 충격으로 캡슐이 쉽게 파괴되어, 경화제입자가 접착제 중에 방출된다.When the adhesive is prepared by mixing a latent curing agent, a silane coupling agent, and an epoxy resin such as electricity, since the surface of the curing agent particle is covered with a capsule at room temperature, the polymerization reaction of the epoxy resin does not occur. When the adhesive is heated, the capsule softens or melts, which significantly lowers the mechanical strength of the capsule. Therefore, in the state in which the adhesive is heated, the capsule is easily broken by physical impact caused by thermal expansion of the curing agent particles, pressurization during thermocompression bonding, and the like, and the curing agent particles are released into the adhesive.
이 상태에서 더욱 가열을 계속하게 되면 가열에 의해 경화제입자의 주성분인 금속킬레이트와 접착제 중에 실란커플링제가 반응하여, 수소기가 생성되고 이 수소기에 의해 에폭시수지가 중합하여(수소기중합) 접착제가 경화된다.If the heating is continued in this state, the silane coupling agent reacts with the metal chelate, which is the main component of the curing agent particles, and the adhesive reacts with each other to produce a hydrogen group, and the epoxy resin polymerizes with the hydrogen group (hydrogen group polymerization) to cure the adhesive. do.
경화제입자와 실란커플링제와의 반응은 종래의 접착제를 열경화시키는 온도(180℃ 이상)보다도 낮은 온도에서 일어나기 때문에, 본 발명의 접착제는 종래의 접착제보다도 저온에서 단시간에 경화된다.Since the reaction between the curing agent particles and the silane coupling agent occurs at a temperature lower than the temperature at which the conventional adhesive is thermally cured (180 ° C. or higher), the adhesive of the present invention is cured in a short time at a lower temperature than the conventional adhesive.
에폭시수지와의 접촉면적을 크게 하기 위해서는 경화제입자의 평균입자직경을 작게 하는 것이 바람직하나, 경화제입자의 평균입자직경이 지나치게 작은면 수지입자와의 입자직경차가 작아져, 캡슐의 형성이 곤란하게 되므로 경화제입자의 평균입자직경은 0.5㎛ 이상 50㎛ 이하가 바람직하다.In order to increase the contact area with the epoxy resin, it is preferable to decrease the average particle diameter of the curing agent particles, but when the average particle diameter of the curing agent particles is too small, the particle diameter difference with the resin particles becomes small, which makes it difficult to form capsules. The average particle diameter of the curing agent particles is preferably 0.5 µm or more and 50 µm or less.
또한, 상기와 같이 수지입자와 경화제입자를 혼합, 교반하는 것에 의해 잠재성 경화제를 제조할 경우, 하이브리다이저장치(예를 들면, 나리기계제작소(주)제의 상품명「NHS-0」)을 사용할 수 있다. 이 경우, 경화제입자와 수지입자와의 배합비율은 하기 식(1)에 의해 구할 수 있다.
In addition, when manufacturing a latent hardening | curing agent by mixing and stirring a resin particle and a hardening | curing agent particle as mentioned above, a hybridizer apparatus (For example, brand name "NHS-0" made by Nari Machinery Co., Ltd.) Can be used. In this case, the compounding ratio of a hardening | curing agent particle and resin particle can be calculated | required by following formula (1).
식 (1) … M / m = D ×F / ( 4 ×d ×f)
(1). M / m = D × F / (4 × d × f)
전기 식(1) 중 M은 경화제입자의 배합량(g)을, m은 수지입자의 배합량(g)을, D는 분체상의 경화제입자의 평균입자직경(㎛)을, d는 캡슐재료의 평균입자직경(㎛)을, F는 경화제입자의 비중을, f는 캡슐재료의 비중을 각각 나타내고 있다. 또한, 비중이란 표준물질인 4℃의 물의 밀도에 대한 각 물질의 밀도의 비를 나타낸다. 그러나, 전기 식(1)은 이론식이며 경화제입자와 수지입자의 최적배합비율은 상황에 따라 결정된다.In the formula (1), M is the compounding amount (g) of the curing agent particles, m is the compounding amount (g) of the resin particles, D is the average particle diameter (μm) of the powdery curing agent particles, d is the average particle of the capsule material Diameter (micrometer), F has specific gravity of hardening | curing agent particle, f has shown the specific gravity of capsule material, respectively. In addition, specific gravity shows the ratio of the density of each substance with respect to the density of 4 degreeC water which is a standard substance. However, Equation (1) is the theoretical formula and the optimum mixing ratio of the hardener particles and the resin particles is determined depending on the situation.
또한, 접착제에 열가소성 수지를 첨가하면 열가소성 수지의 성질로부터 접착제의 응집력이 증대하기 때문에 접착제의 접착성이 보다 높아진다. 열가소성 수지로 극성이 높은 것을 사용한 경우에는 열가소성 수지가 에폭시수지의 경화반응에 동조함과 동시에 실란커플링제를 통하여 무기재료와 결합하기 때문에 접착제의 경화성이 높아지고, 또한 무기재료로 된 피착체와의 친화성도 보다 높아진다.
In addition, when the thermoplastic resin is added to the adhesive, the cohesive force of the adhesive increases from the properties of the thermoplastic resin, so that the adhesiveness of the adhesive is higher. In the case where a thermoplastic resin having a high polarity is used, the thermoplastic resin synchronizes with the curing reaction of the epoxy resin and bonds with the inorganic material through the silane coupling agent, thereby increasing the curing property of the adhesive and being compatible with the adherend made of the inorganic material. The castle is even higher.
이하, 본 발명의 접착제에 대해서 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the adhesive agent of this invention is demonstrated in detail.
우선, 금속킬레이트인 알루미늄 킬레이트를 유기용제에 용해하고, 금속킬레이트 용해액을 작성한 후, 분무건조장치를 사용하여 상기 금속킬레이트용해액을 분무건조하고, 경화제입자를 얻었다(스프레이 드라이어법). 도 1(a)의 부호 31은 경화제입자를 나타내고 있다.First, aluminum chelate, which is a metal chelate, was dissolved in an organic solvent, a metal chelate solution was prepared, and then the metal chelate solution was spray-dried using a spray drying apparatus to obtain hardener particles (spray dryer method).
다음으로, 융점이 30℃ 이상 350℃ 이하, 열분해온도가 50℃ 이상 500℃ 이하, 연화온도가 0℃ 이상 300℃ 이하, 유리전이온도가 -40℃ 이상 300℃ 이하 중에 어느 조건을 만족하는 분체상의 수지(수지입자)를 준비한다. 수지입자의 평균입자직경에 대한 상기 경화제입자의 평균입자직경에 대한 비는 100:80 이상으로 되어 있다. Next, powders having a melting point of 30 ° C to 350 ° C, pyrolysis temperature of 50 ° C to 500 ° C, softening temperature of 0 ° C to 300 ° C, and glass transition temperature of -40 ° C to 300 ° C. The resin (resin particle) of the phase is prepared. The ratio of the average particle diameter of the curing agent particles to the average particle diameter of the resin particles is 100: 80 or more.
이어서, 경화제입자(31)와 수지입자를 소정의 배합비율로 혼합하여, 혼합장치 내에서 교반하면, 경화제입자(31)보다도 평균입자직경이 작은 수지입자가 경화제입자(31) 표면에 정전부착된다(혼합공정). 도 1(b)의 부호 32는 수지입자를 나타내고 있고, 1개의 경화제입자(31)의 표면은 다수의 수지입자(32)로 피복되어 있다.Subsequently, when the
표면에 수지입자(32)가 정전부착된 상태의 경화제입자(31)를 도시되지 않은 교반장치에 투입하여 고속으로 교반하면, 경화제입자(31) 표면의 수지입자(32)가 교반장치의 회전블레이드나 내벽과 충돌, 또는 마찰하여 발생하는 열에 의해 수지입자(32)가 용융되고, 용융된 수지입자(32)끼리 일체화된다(교반공정).When the
도 1(c)의 부호 33은 수지입자(32)가 일체화되어 형성된 캡슐을 나타내고 있다. 캡슐(33)은 경화제입자(31)의 표면 전체를 피복하도록 형성되어 있고, 경화제입자(31)와 캡슐(33)로부터 잠재성 경화제(30)가 구성된다.
다음에, 상기 잠재성 경화제(30)를 사용한 본 발명의 접착제와 본 발명의 접착제를 사용하여 전기장치를 제조하는 공정에 대해 설명한다.Next, the process of manufacturing an electric apparatus using the adhesive agent of this invention using the said latent hardening | curing
열경화성 수지인 에폭시수지, 열가소성 수지, 실란커플링제와 상기 잠재성 경화제(30), 도전성 입자와 용제를 소정의 배합비율로 혼합, 교반하여 접착제를 제조하였다. 이 상태에서는 접착제는 페이스트상이다. An epoxy resin, a thermoplastic resin, a silane coupling agent, the
도 2(a)의 부호 21은 박리필름을 나타내고 있다. 상기 접착제를 이 박리필름(21)의 표면에 소정량 도포, 건조시키면 접착제 중의 용제가 증발하여 접착제의 도포층(25)이 형성된다(도 2(b)).
도 2(b)의 부호 20은 도포층(25)이 형성된 상태의 접착필름을 나타내고 있다. 동 도면의 부호 27은 잠재성 경화제(30)와 함께 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 나타내고 있다. 이 상태에서는 잠재성 경화제(30)의 경화제입자(31)는 캡슐(33) 내에 봉입되어 있고, 도포층(25)을 구성하는 접착제 중의 실란커플링제와 경화제입자(30)가 접촉하지 않기 때문에 상온에서는 도포층(25)의 경화반응이 일어나지 않는다.
도 3(a)의 부호 11은 LCD를 나타내고 있고, 이 LCD(11)는 유리기판(12)과 유리기판(12)의 일면에 좁은 폭으로 형성된 복수개의 ITO전극(13)(indium tin oxide)을 포함하고 있다. 여기에서는 5개의 ITO전극(13)을 도시하였다.
LCD(11)의 ITO전극(13)이 형성된 면 중, 후술하는 TCP를 접속하는 부분에 도 2(b)에 나타낸 접착필름(20)의 도포층(25)을 맞댄다(도 3(b)). 박리필름(21)과 도포층(25)과의 접착력은 도포층(25)과 ITO전극(13)과의 접착력보다도 작게 되어 있기 때문에, 박리필름(21)을 박리하면 도포층(25)이 LCD(11)상에 남는다(도 3(c)). 도 5의 부호 15는 TCP를 나타내고 있다. TCP(15)는 장척상의(long-sized) 베이스필름(16)을 포함하고 있고, 베이스필름(16)의 일면에는 좁은 폭의 금속배선(17)이 베이스필름(16)의 길이방향에 따라, 복수개(여기서는 5개의 금속배선(17)을 도시)가 배치되어 있다. 금속배선(17)의 길이방향의 단말부는 베이스필름(16)의 길이방향의 단말부에 각각 위치한다.On the surface where the
도 3(d)는 도 5의 A-A선 단면도를 나타내고 있고, TCP(15)의 금속배선(17)이 배치된 측의 면을 LCD(11)의 ITO전극(13)이 배치된 면을 향하여 TCP(15)의 일단을 ITO전극(13) 표면의 도포층(25)과 대향시켜 LCD(11)의 ITO전극(13)과 TCP(15)의 금속배선(17)이 상호 대향하도록 위치맞춤을 행한다.FIG. 3 (d) shows a cross-sectional view along the AA line of FIG. 5, with the surface on the side where the
그 상태에서 TCP(15)의 금속배선(17)이 배치된 면을 도포층(25)에 맞대어 TCP(15)와 LCD(11)이 중첩된 부분을 압력을 가하면서 전체 가열하면, 가열에 의해 도포층(25)이 연화되어, 압력을 가함에 의해 금속배선(17)이 연화한 도포층(25)을 밀어 내어 잔류한 도포층(25) 중의 도전성 입자(27)가 금속배선(17)과 ITO전극(13)과의 사이에 끼워 넣어진다(도 4(e)).In this state, if the surface where the
이 상태에서 더욱 가열하며 압력을 계속 가하면, 가열에 의해 캡슐(33)의 기계적 강도가 현저하게 약해진다. 이 때, 가열에 의해 경화제입자(31)가 열팽창하기 때문에 가열에 의해 기계적 강도가 약해진 캡슐(33)이 균열되어, 경화제입자 (31)가 도포층(25) 중의 에폭시수지나 실란커플링제와 혼합된다. Further heating in this state and the application of pressure continue to significantly weaken the mechanical strength of the
경화제입자(31)가 에폭시수지나 실란커플링제와 혼합되면, 경화제입자(31)를 구성하는 알루미늄 킬레이트가 실란커플링제와 반응하여 도포층(25) 중에 양이온이 방출된다.When the
그 양이온에 의해 에폭시수지의 중합반응이 급격히 진행하여(양이온중합) 금속배선(17)과 ITO전극(13)이 도전성 입자(27)를 끼워 넣은 상태에서 도포층(25)이 경화된다(도 4(f)).Due to the cation, the polymerization reaction of the epoxy resin proceeds rapidly (cationic polymerization), and the
도 4(f) 의 부호 10은 도포층(25)이 경화된 상태의 전기장치를 나타내고 있다. 이 전기장치(10)에서는 금속배선(17)과 ITO전극(13)이 도전성 입자(27)를 거쳐 전기적으로 접속되어 있을 뿐만 아니라, LCD(11)과 TCP(15)가 경화한 도포층 (25)에 의해 기계적으로도 접속되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 접착제는 보존성이 우수할 뿐만 아니라 양이온중합에 의해 에폭시수지가 경화하기 때문에, 종래의 경화제를 사용한 경우에 비해 저온에서 단시간에 접착제를 경화시킬 수 있다.
As described above, the adhesive of the present invention not only has excellent storage properties, but also the epoxy resin is cured by cationic polymerization, so that the adhesive can be cured in a short time at low temperature as compared with the case of using a conventional curing agent.
실시예Example
알루미늄 킬레이트(가와켄 화인케미칼(주)제의 알루미늄아세틸아세테이트(상품명「알루미킬레이트A(W)」)로, 알루미늄 알콜레이트(가와켄 화인케미칼(주)제의 알루미늄 이소프로필레이트(상품명「AIPD」))를 각각 용제인 메틸에틸케톤으로 분산하여, 알루미늄 킬레이트를 10중량% 함유하는 금속킬레이트 용해액과 알루미늄 알콜레이트를 10중량% 함유하는 금속알콜레이트 용해액을 각각 제작하였다.Aluminum alcoholate (Aluminum acetylacetate (brand name "Aluminum Chelate A (W)" made by Kawaken Fine Chemicals)), aluminum alcoholate (Aluminum isopropylate (Kaken Fine Chemicals Co., Ltd. product) (brand name "AIPD") )) Were each dispersed with methyl ethyl ketone as a solvent to prepare a metal chelate solution containing 10% by weight of aluminum chelate and a metal alcohol solution solution containing 10% by weight of aluminum alcoholate.
이어서, 분무건조장치(야마토라보테크(주)제의 상품명 「GC-31」을 사용하여, 스프레이 입구 온도 80℃, 스프레이 출구 온도 60℃, 스프레이압 1㎏/㎠, 건조질소가스유량 0.5㎥/분의 조건으로 금속킬레이트 용해액과 금속알콜레이트 용해액을 각각 분무, 건조하여 2종류의 분말체상의 경화제(경화제입자)를 제작하였다(스프레이 드라이어법). 이것과는 상관없이 수지입자(32)로서 분말체상의 불소수지(다이킨공업(주)제의 상품명 「르브론L-5」1차 입자직경 0.2㎛, 융점 327℃)를 준비하였다.Subsequently, using a spray dryer (trade name "GC-31" manufactured by Yamato Labotech Co., Ltd.), the spray inlet temperature was 80 ° C, the spray outlet temperature was 60 ° C, the spray pressure 1 kg / cm 2, and the dry nitrogen gas flow rate 0.5 m 3 /. The metal chelate dissolution solution and the metal alcohol dissolution solution were sprayed and dried under the condition of powder to form two kinds of powdery hardeners (curing agent particles) (spray dryer method). As a powder-like fluorine resin (trade name "Lebron L-5" manufactured by Daikin Industries Co., Ltd., primary particle diameter of 0.2 µm, melting point of 327 ° C) was prepared.
나라기계제작소(주)제의 상품명 「하이브리다이저 NHS-0」를 이용하여 상기 도 1(a), (b)의 공정으로 상기 경화제입자(31)를 20중량과 상기 수지입자(32)를 3중량부 혼합하여, 수지입자(32)를 경화제입자(31)의 표면에 정전부착시킨 후(혼합공정), 풍속100m/초, 처리시간 5분간, 처리온도 50℃의 운전조건에서 수지입자(32)가 부착된 상태의 경화제입자(31)를 교반(교반공정), 캡슐(33)을 형성하여 2종류의 잠재성 경화제(30)를 얻었다.20 weights of the said hardening | curing
열경화성 수지인 비스페놀 A형 에폭시수지(유카셸에폭시(주)제의 상품명 「EP828」) 50중량부에 대해서, 열가속성 수지인 페녹시수지(토우도화성(주)제의 상품명와「YP50」) 50중량부와 실란커플링제(일본 유리카(주)제의 상품명「A-187」) 1중량부, 도전성 입자 2.5중량부, 각 잠재성 경화제 10중량부와 유기용제를 각각 첨가하고 분해하여 페이스트상의 접착제를 제조한 후, 도 2(a), (b)의 공정으로 실시예 1, 2의 접착필름(20)을 각각 제조하였다. 이들 실시예 1, 2의 필름(20)을 사용하여 하기 실온보존시험과 40℃보존시험을 각각 행하였다.
50 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (trade name "EP828" made by Yucca Epoxy Co., Ltd.) which is a thermosetting resin, is a phenoxy resin (trade name and "YP50" made by Toudo Chemical Co., Ltd.) 50 1 part by weight of the silane coupling agent (trade name "A-187" manufactured by Nippon Yurika Co., Ltd.), 2.5 parts by weight of conductive particles, 10 parts by weight of each latent curing agent and an organic solvent were added and decomposed to form a paste adhesive. After the preparation, the
실온보존시험Room temperature preservation test
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 접착필름(20)을 사용하여 상기 도 3 (a)∼(d), 도 4(e), (f)의 공정에서 TCP(15)와 LCD(11)를 접속한 후, LCD(11)로부터 TCP(15)를 박리시키는 때의 박리강도를 측정하였다(초기박리강도).Using the
또한, 이와는 별도로 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 접착필름(20)을 실온(25℃)에서 3일, 7일간 각각 보존하여, 보존 후의 각 접착필름(20)을 사용해서 상기와 같은 공정에서 TCP(15)와 LCD(11)를 각각 접속한 후, LCD(11)로부터 TCP(15)를 박리시키는 때의 박리강도를 각각 측정하였다(보존 후 박리강도).
In addition, the
40℃보존시험40 ℃ preservation test
접착필름(20)을 보존하는 온도를 실온으로부터 40℃로 변경하는 것 이외에 상기 실온보존시험과 같은 조건으로 접착필름(20)을 보존하여, TCP(15)와 LCD(11)를 접속한 후, 보존 후 박리강도를 측정하였다.In addition to changing the temperature at which the
상기 실온보존시험과 40℃보존시험에 있어서 보존 후 박리강도의 크기가 초기박리강도의 크기의 90% 이상인 경우를「◎」, 80% 이상 90% 미만인 경우를「O」, 70% 이상 80% 미만인 경우를「△」, 70% 미만인 경우를「 ×」로서 각각 평가하여 평가결과를 하기 표 1에 기재하였다.
In the above room temperature storage test and 40 ° C storage test, when the peel strength after storage is 90% or more than the initial peel strength, " ◎ " The case of less than "(triangle | delta)" and the case of less than 70% were evaluated as "x", respectively, and the evaluation results are shown in Table 1 below.
상기 표1의 비교예 1, 2는 실시예 1, 2에서 사용한 2종류의 경화제입자를 캡슐을 형성시키지 않고 접착제에 첨가하는 경우이다.The comparative examples 1 and 2 of the said Table 1 are the cases of adding two types of hardening agent particles used in Examples 1 and 2 to an adhesive agent without forming a capsule.
또한, 여기서는 TCP(15)로는 25㎛폭의 금속배선(17)이 25㎛간격으로 배치된 것을, LCD(11)로는 표면적 1㎠당의 시트저항 10Ω의 ITO전극(13)이 형성된 것을 각각 사용하여 TCP(15)와 LCD(11)이 중첩된 부분에 3MPa의 하중을 가하면서, 10초간 가열하여 도포층(25)을 130℃까지 승온시켜서 접속을 행하였다.In this case, the
상기 표 1을 보면 명백하게 알 수 있듯이, 경화제입자(31)가 캡슐(33) 내에 피복된 실시예 1, 2에서는 실온보존시험, 40℃ 보존시험은 모두 평가결과가 양호하였다. 한편, 캡슐을 형성하지 않고 경화제입자를 그대로 접착제에 첨가한 비교예 1, 2에서는 각 보존시험의 결과가 좋지 않았다. 이들의 결과로 부터, 본 발명의 잠재성 경화제를 사용한 접착제는 보존성이 우수한 것으로 확인되었다. As can be clearly seen from Table 1, in Examples 1 and 2 in which the
이상은 접착제를 사용해서 접착필름을 제조하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 접착제를 페이스트상인 채로 사용하여도 무방하다.As mentioned above, although the case where the adhesive film was manufactured using an adhesive agent was demonstrated, this invention is not limited only to this, For example, you may use an adhesive agent as paste.
도 6(a)의 부호 11은 도 3(a)에 나타낸 것과 동일한 LCD를 나타내고 있고, 이 LCD(11)에 TCP(15)를 접속하기 위해서는, 우선 LCD(11)의 ITO전극(13) 표면 중 TCP(15)를 접속하는 부분에 접착제를 도포하여 접착제의 도포층(45)을 형성한다(도 6(b)).
이어서, 상기 도 3(d)의 공정에서 TCP(15)의 위치맞춤을 행한 후, 상기 도 4(e),(f)의 공정에서 TCP(15)와 LCD(11)를 접속하면 전기장치(40)가 얻어진다(도 6 (c)).Subsequently, after the
이상은 접착제를 사용하여 TCP(15)와 LCD(11)를 접속하는 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것이 아니라, 기판과 반도체칩을 접속하는 경우 등 각종 전기장치를 제조하는 경우에 사용할 수 있다.The above has described the case where the
또한, 이상은 접착제 중에 도전성 입자를 분산시키는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 도전성 입자를 함유하지 않는 접착제도 본 발명에 포함된다.In addition, although the above demonstrated the case where electroconductive particle is disperse | distributed in an adhesive agent, this invention is not limited only to this, For example, the adhesive agent which does not contain electroconductive particle is also included in this invention.
경화제입자를 구성하는 금속킬레이트로서는 지르코늄 킬레이트, 티타늄 킬레이트, 알루미늄 킬레이트 등 각종의 금속킬레이트를 사용할 수 있으나, 이들 중에서도 반응성이 높은 알루미늄 킬레이트를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이상은 스프레이 드라이어법으로 경화제입자를 제조하는 방법에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것은 아니다.As the metal chelate constituting the hardener particles, various metal chelates such as zirconium chelate, titanium chelate and aluminum chelate can be used, but among them, aluminum chelate having high reactivity is more preferable. As mentioned above, although the method of manufacturing hardening | curing agent particle | grains was demonstrated by the spray dryer method, this invention is not limited only to this.
이상은 수지성분으로서 융점이 827℃의 불소수지를 사용하는 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것이 아니라, 융점이 30℃ 이상 350℃이하, 열분해온도가 50℃ 이상 500℃ 이하, 연화온도가 0℃ 이상 300℃ 이하 또는 유리전이온도가 -40℃ 이상 300℃ 이하 중에 어느 조건을 만족하는 것이면, 열가속성 수지, 가교수지, 겔상수지 등 각종의 것을 사용할 수 있다.As mentioned above, although the case where the fluorine resin of melting | fusing point 827 degreeC is used as a resin component was demonstrated, this invention is not limited only here, Melting | fusing point is 30 degreeC or more and 350 degrees C or less, pyrolysis temperature is 50 degreeC or more and 500 degrees C or less, As long as the softening temperature satisfies any one of 0 ° C. to 300 ° C. or a glass transition temperature of −40 ° C. to 300 ° C., various kinds of thermal accelerator resins, crosslinked resins, gel resins and the like can be used.
전기와 같은 수지로서는 예를 들면, 가교아크릴수지(일본 페인트(주)제의 상품명「마이크로젤」)폴리메틸메타크리레이트수지(슈켄화학(주)제의「MP시리즈」),벤조구아나민수지(일본쇼크바이(주)제의 상품명「에포스타」), 실리콘수지(GE도시바실리콘(주)제의 상품명「토스펄」) 등을 사용할 수 있다.As resin like the above, crosslinked acrylic resin (brand name "microgel" made by Nippon Paint Co., Ltd.) polymethyl methacrylate resin ("MP series" made by Shuken Chemical Co., Ltd.), benzoguanamine resin (Trade name "Eposuta" manufactured by Nippon Shockbai Co., Ltd.), silicone resin (trade name "Tospearl" manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), and the like can be used.
전기와 같은 특성을 가지는 수지입자가 용융되어 형성된 캡슐은 캡슐화공정에서 수지입자를 구성하는 수지가 화학적으로 변질되며, 그 경우는 캡슐의 융점, 열분해온도, 연화온도, 유리전이온도가 각각 상기 온도범위 이외가 되는 경우가 있다.In the capsule formed by melting the resin particles having the same characteristics as the above, the resin constituting the resin particles is chemically changed in the encapsulation process. It may become other.
이상은 열경화성 수지로서 에폭시수지를 사용한 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 여기에만 한정되는 것이 아니다. 양이온이 중합하는 수지라면 예를 들어 요소수지, 메라민수지, 페놀수지, 비닐에테르수지, 옥세탄수지 등 각종의 것을 사용할 수 있으나, 열경화 후의 접착제의 강도 등을 고려하면 에폭시수지를 사용하는 것이 바람직하다.As mentioned above, although the case where epoxy resin was used as a thermosetting resin was demonstrated, this invention is not limited only to this. If the cation is polymerized, for example, urea resins, melamine resins, phenol resins, vinyl ether resins, oxetane resins and the like can be used. However, epoxy resins are preferably used in consideration of the strength of the adhesive after thermal curing. Do.
또한, 본 발명에 상용되는 실란커플링제에 있어서는 하기 일반식(5)으로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable to use the thing represented by following General formula (5) in the silane coupling agent compatible with this invention.
....일반식 (5)
.... General Formula (5)
(상기 일반식(5) 중, 치환기 X1∼X4중 적어도 하나의 치환기가 알콕시기이다. 전기 알콕시기는 메톡시기, 또는 에톡시기인 것이 바람직하다. 알콕시기 이외의 치환기 X1∼X4중 적어도 하나의 치환기가 에폭시고리 또는 비닐기를 포함하는 것이 바람직하고, 특히 에폭시고리를 갖는 치환기가 글리시딜기인 것이 보다 바람직하다. 비닐기를 포함하는 치환기로서는 예를 들면, 메타크릴록시프로필기가 있다. 글리시딜기를 갖는 치환기로서는 예를 들면, 글리시독시프로필기가 있다. 또한, 치환기 X1∼X4의 모두가 알콕시기로 된 소위 실리케이트라도 무방하다.)(In the general formula (5), at least one substituent of the substituents X 1 to X 4 is an alkoxy group. It is preferable that the alkoxy group is a methoxy group or an ethoxy group. Among the substituents X 1 to X 4 other than the alkoxy group) It is preferable that at least 1 substituent contains an epoxy ring or a vinyl group, and it is more preferable that the substituent which has an epoxy ring is especially a glycidyl group .. As a substituent containing a vinyl group, there exists a methacryloxypropyl group, for example. As a substituent having a group sidil for example, groups glycidoxypropyltrimethoxysilane Further, and may have all of the substituents X 1 ~X 4, even a so-called silicate alkoxy group.)
열가소성 수지로서는 페녹시수지 이외에도, 예를 들면 폴리에스테르수지, 폴리우레탄수지, 폴리비닐아세탈, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리부타디엔고무 등의 고무류 등 각종의 것을 사용할 수 있다.As the thermoplastic resin, various kinds of rubbers such as polyester resin, polyurethane resin, polyvinyl acetal, ethylene vinyl acetate, polybutadiene rubber and the like can be used, for example.
또한, 본 발명의 접착제로 노화방지제, 충전제, 착색제 등의 각종의 첨가제를 첨가할 수도 있다.
Moreover, various additives, such as an antioxidant, a filler, a coloring agent, can also be added with the adhesive agent of this invention.
20, 45. 접착제(도포층)
30. 잠재성 경화제
31. 경화제입자
32. 수지입자
33. 캡슐20, 45. Adhesive (coating layer)
30. Latent Curing Agent
31. Hardener particles
32. Resin Particles
33. Capsule
Claims (5)
(ⅱ) 상기 경화제입자의 평균입자직경보다도 평균입자직경이 작은 분말체상태의 수지입자를 전기 경화제입자의 표면에 부착시키고, 전기 경화제입자의 표면에 부착한 전기 수지입자를 용융시켜, 전기 캡슐을 형성하는 캡슐화공정을 포함하는, 경화제입자와 전기 경화제입자의 표면을 피복하는 캡슐을 포함하는 잠재성 경화제의 제조방법
(Iii) preparing a curing agent particle that is a metal chelate or metal alcoholate; And,
(Ii) The resin particles in the powder form having a smaller average particle diameter than the average particle diameter of the hardener particles are attached to the surface of the electrohardener particles, and the electric resin particles adhered to the surface of the hardener particles are melted to form an electric capsule. A method for producing a latent curing agent comprising a capsule covering the surfaces of the curing agent particles and the electrical curing agent particles, including an encapsulation step of forming.
상기 캡슐화공정은 상기 경화제입자와 상기 수지입자를 혼합하여 전기 경화제입자 표면에 전기 수지입자를 부착시키는 혼합공정과 전기 수지입자가 부착한 상태의 전기 경화제입자를 교반하여, 전기 수지입자를 용융시키는 것을 특징으로 하는
잠재성 경화제의 제조방법.
The method of claim 1,
The encapsulation step includes mixing the hardener particles and the resin particles to attach the electric resin particles to the surface of the electric hardener particles and stirring the electric hardener particles in the state where the electric resin particles are attached to melt the electric resin particles. Characterized
Process for preparing latent curing agent.
상기 수지입자의 평균입자직경에 대한 상기 경화제입자의 평균입자직경의 비가 100:80 이상인 것을 특징으로 하는
잠재성 경화제의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The ratio of the average particle diameter of the curing agent particles to the average particle diameter of the resin particles is characterized in that more than 100: 80
Process for preparing latent curing agent.
상기 수지입자의 평균입자직경에 대한 상기 경화제입자의 평균입자직경의 비가 100:50 이상인 것을 특징으로 하는
잠재성 경화제의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The ratio of the average particle diameter of the curing agent particles to the average particle diameter of the resin particles is characterized in that more than 100: 50
Process for preparing latent curing agent.
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