KR102318602B1

KR102318602B1 - 도전성 접착제 및 그것을 사용한 전자 부품

Info

Publication number: KR102318602B1
Application number: KR1020150010468A
Authority: KR
Inventors: 겐타로 오부치; 가즈노부 후쿠시마
Original assignee: 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2021-10-29
Also published as: CN105321596A; CN105321596B; TW201546237A; KR20150139414A; JP6383183B2; JP2015229699A

Abstract

본 발명은 종래의 문제를 갖지 않고, 비저항값이 작고, 또한 접착 강도가 큰 도전성 접착제를 제공한다.
이를 해결하기 위하여,
플레이크상의 도전 분말 (A-1)과, 해당 플레이크상 도전 분말 (A-1)의 3분의 1 이하의 평균 입경을 갖는 도전 분말 (A-2)를 포함하는 도전 분말과,
(B) 글리시딜에테르 화합물과,
(C) 경화제를 포함하고, 용매를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 도전성 접착제가 얻어졌다.

Description

도전성 접착제 및 그것을 사용한 전자 부품{CONDUCTIVE ADHESIVE, AND ELECTRONIC COMPONENT USING THE SAME}

본 발명은, 도전성 접착제 및 그것을 사용한 전자 부품에 관한 것으로, 특히 전자 제품에 있어서의 부재끼리의 전기적 접속에 유효한 도전성 접착제에 관한 것이다.

전자 부품 등의 배선 기판 상으로의 실장에서는, 종래부터 땜납이 사용되고 있으나, 최근에는 인체나 자연 환경에 대한 영향의 우려로 인하여 납 프리의 땜납이 주류를 이루고 있다.

한편, 최근들어 전자 기기의 소형화에 수반하는 전자 부품의 고밀도화, LSI 연산 속도 향상 등에 수반하는 전송 속도의 고속화에 의해, 전자 부품의 발열이 커지고 있다. 또한 최근에는, 차량 탑재 등의 가혹한 사용 조건 하에서 전자 부품이 사용되고 있다.

그로 인해, 땜납으로 실장된 전자 부품에서는, 냉열 사이클에 의해 변형이 누적되어, 그 결과, 땜납 접합부에 크랙이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 땜납을 대신하는 도전성 접착제의 개발이 진행되는데, 이 일례로서, 은분의 혼합물과, 소정의 열경화성 수지를 포함하는 도전성 수지 페이스트가 제안되어 있다(특허문헌 1).

일본 특허 공고 평5-11365호

특허문헌 1에서는, 소정의 열경화성 수지에 대하여 2종류의 경화제를 사용한 수지 페이스트를 발광 다이오드용의 다이 본딩에 사용함으로써, 빠른 경화 속도로 양호한 접착을 행하는 기술이 제안되고 있다.

그러나, 특허문헌 1에 있어서의 기술에서는, 경화 속도를 올리기 위하여 고온에서의 경화가 필요해진다. 그로 인해, 플라스틱 기판과 같은 고온에 견딜 수 없는 기판에는 적용할 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 전자 부품의 고밀도화에 수반하여 접착면의 축소화가 진행되어, 도전성 접착제의 한층 더한 접착력의 향상과 저저항화가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 도전성 접착제에 원래 필요한 경도를 유지하면서도, 비교적 저온에서의 처리에 의해서도 전자 부품을 비롯한 접착 면적이 작은 부품을 강력하게 접착함과 함께, 한층 더 저저항화의 실현을 가능하게 하는 도전성 접착제를 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 이하의 내용을 요지 구성으로 하는 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 도전성 접착제는, 플레이크상의 도전 분말 (A-1)과, 해당 플레이크상의 도전 분말의 3분의 1 이하의 평균 입경을 갖는 도전 분말 (A-2)를 포함하는 도전 분말과, (B) 글리시딜에테르 화합물과, (C) 경화제를 포함하고, 용매를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도전성 접착제에 있어서, 상기 도전 분말 (A-2)는 플레이크상 및 구상으로부터 선택되는 적어도 1종의 도전 분말인 것이 바람직하다. 본 발명의 도전성 접착제에 있어서, (B) 글리시딜에테르 화합물은 식 (I)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 식 (II)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다.

(식 중, R1은 알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 또는 아릴알킬기를 나타내고, m+n=0, 1 또는 2임)

본 발명의 전자 부품은, 상술한 본 발명의 도전성 접착제를 사용하여 부재끼리가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도전성 접착제에 원래 필요한 경도를 유지하면서도, 비교적 저온에서의 처리에 의해서도 전자 부품을 비롯한 접착 면적이 작은 부품을 강력하게 접착함과 함께, 한층 더한 저저항화의 실현을 가능하게 하는 도전성 접착제를 제공할 수 있다.

본 발명의 도전성 접착제는, 용매를 포함하지 않기 때문에, 경화 수축이 발생하기 어렵고, 또한 그의 경화물 중에 기포의 발생을 억제하므로, 강력한 도전 접착이 가능해진다.

본 발명의 도전성 접착제에 의하면, 부재끼리를 강력하게 도전 접착한 전자 부품을 제공할 수 있다.

본 발명의 도전성 접착제는, 플레이크상의 도전 분말 (A-1)과, 해당 플레이크상의 도전 분말 (A-1)의 3분의 1 이하의 평균 입경을 갖는 도전 분말 (A-2)를 포함하는 도전 분말과, (B) 글리시딜에테르 화합물과, (C) 경화제를 포함하고, 용매를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 도전성 접착제에 있어서, 「용매를 사용하지 않는」 또는 「무용매」란, 도전성 접착제가 실질적으로 용매나 희석제 등을 포함하지 않고, 접착제의 150℃, 30분 가열에 의한 질량의 감소가 가열 전의 질량과 비교하여 1질량％ 이하인 것을 의미한다.

이하에, 본 발명의 도전성 접착제를 구성하는 각 성분에 대하여 설명한다.

[(A) 도전 분말]

본 발명의 도전 분말은, 플레이크상의 도전 분말 (A-1)과, 해당 플레이크상의 도전 분말 (A-1)의 3분의 1 이하, 바람직하게는 5분의 1 내지 20분의 1, 보다 바람직하게는 6분의 1 내지 10분의 1의 평균 입경 D50을 갖는 도전 분말 (A-2)를 포함하는 도전 분말이다.

도전 분말을 이러한 구성으로 함으로써, 도전성 접착제의 한층 더한 저저항화의 실현을 가능하게 했다. 이것은, 이러한 구성으로 함으로써 도전 분말끼리의 접촉이 보다 양호해져, 도전성을 더욱 향상시킨 것이라고 생각된다.

또한, 도전 분말 (A-1)의 형상을 플레이크상으로 함으로써, 도전 분말끼리의 접촉 면적이 증가되어, 충분한 도전성이 얻어진다.

도전 분말 (A-2)로서는, 구상, 플레이크상, 덴트라이트상 등 다양한 것을 사용할 수 있지만, 플레이크상 및 구상으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 보다 바람직하게는 구상의 도전 분말을 사용한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 도전 분말 (A-1)이나 (A-2)로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 백금, 팔라듐, 주석, 비스무트, 아연, 철, 인듐, 이리듐, 오스뮴, 로듐, 텅스텐, 몰리브덴, 루테늄 등의 저저항의 금속 및 이들의 합금 또는 산화주석(SnO₂), 산화인듐(In₂O₃), ITO 등의 도전성 산화물, 도전성 카본 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 은분이 바람직하다.

이하, 도전 분말 (A-1)에 대하여 설명한다.

도전 분말 (A-1)의 평균 입경 D50은 2.0㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 15㎛, 보다 바람직하게는 7㎛ 내지 13㎛의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-1)의 평균 입경 D50이 2㎛ 이상이면, 도전 분말끼리의 접점수가 보다 적어져, 접촉 저항이 억제되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, 도전 분말의 평균 입경 D50을 20㎛ 이하로 함으로써, 도전성 접착제를 미세한 개소에 적용하는 것이 가능해져 접착 강도가 충분해진다.

도전 분말 (A-1)의 탭 밀도는 4.0g/㎤ 내지 7.0g/㎤, 바람직하게는 4.5g/㎤ 내지 6.4g/㎤, 보다 바람직하게는 5.0g/㎤ 내지 6.0g/㎤의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-1)의 탭 밀도가 4.0g/㎤ 이상이면, 도전 분말 (A-1)의 용량에 대한 밀도가 충분해져, 비교적 조밀한 상태로 고충전 가능하게 되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, 탭 밀도 7.0g/㎤ 이하의 도전 분말 (A-1)은 공업적으로 생산하기 쉽고, 도전성도 충분해진다.

도전 분말 (A-1)의 BET 비표면적은 0.1㎡/g 내지 1.0㎡/g, 바람직하게는 0.2㎡/g 내지 0.6㎡/g, 보다 바람직하게는 0.2㎡/g 내지 0.3㎡/g의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-1)의 BET 비표면적이 0.1㎡/g 이상이면, 상호의 접촉 면적이 증대되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, BET 비표면적이 1㎡/g 이하이면 도전성 접착제에 있어서의 도전 분말의 함유량을 증대시켜도, 점도의 조정이 쉬워, 도전성과 취급성의 양면에서 유의해진다.

이러한 도전 분말 (A-1)은, 습식 환원법, 전해법, 아토마이즈법 등의 공지된 방법에 의해 제조된다.

특히, 도전 분말의 형상을 플레이크상으로 하기 위해서는, 진동밀, 교반식 분쇄기 등의 분쇄·압연 효과가 있는 기계 등에 분쇄 미디어를 사용하여 물리적인 힘을 가함으로써 플레이크상으로 가공할 수 있다.

이하, 도전 분말 (A-2)에 대하여 설명한다.

도전 분말 (A-2)의 평균 입경 D50은 0.1㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5.0㎛, 보다 바람직하게는 1.0㎛ 내지 2.0㎛의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-2)의 평균 입경 D50이 0.1㎛ 이상이면, 도전성 접착제의 증점이 억제되어, 충분한 도포성이 얻어진다. 한편, 도전 분말 (A-2)의 평균 입경 D50을 10㎛ 이하로 함으로써, 도전성 접착제를 미세한 개소에 적용하는 것이 가능해지면서, 또한 접착 강도가 충분해진다.

도전 분말 (A-2)의 탭 밀도는 4.0g/㎤ 내지 7.0g/㎤, 바람직하게는 4.5g/㎤ 내지 6.5g/㎤, 보다 바람직하게는 5.0 내지 6.0g/㎤의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-2)의 탭 밀도가 4.0g/㎤ 이상이면, 도전 분말 (A-2)가 비교적 조밀한 상태로 고충전 가능하게 되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, 탭 밀도 7.0g/㎤ 이하의 도전 분말 (A-2)는 공업적으로 생산이 쉽고, 도전성도 충분해진다.

도전 분말 (A-2)의 BET 비표면적은 0.5㎡/g 내지 1.5㎡/g, 바람직하게는 0.7㎡/g 내지 1.3㎡/g, 보다 바람직하게는 0.9㎡/g 내지 1.1㎡/g의 범위로부터 적절히 선택된다.

도전 분말 (A-2)의 BET 비표면적이 0.5㎡/g 이상이면, 상호의 접촉 면적이 증대되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, BET 비표면적을 1.5㎡/g 이하로 함으로써, 도전성 접착제에 있어서의 도전 분말의 함유량을 증대시켜도, 점도의 조정이 쉬워, 도전성과 취급성의 양면에서 유의해진다.

이러한 도전 분말 (A-2)는, 예를 들어 습식 환원법, 전해법이나 아토마이즈법 등의 공지된 방법에 의해 제조되고, 시판되고 있는 구상 은분을 사용할 수도 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 도전 분말의 평균 입경 D50은, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치 또는 레이저 도플러법을 이용한 입도 분포 측정 장치에 의해 측정된 값이다.

도전 분말의 탭 밀도는, JIS Z 2512에 따라 용기 내에 규정량의 분말을 넣고, 탭핑 장치를 사용하여, 분말의 부피가 그 이상 감소되지 않는 지점까지 탭하고, 분말의 질량을 탭 후의 분말 부피로 나눈 값이다.

도전 분말의 BET 비표면적은, BET법(기체 흡착법)에 의해 질소(N₂)를 도전 분말에 흡착시켜, 그의 흡착량으로부터 구한 값이다.

본 발명의 도전성 접착제에 있어서, 도전 분말 (A-1)과 도전 분말 (A-2)의 배합 비율(도전 분말 (A-1):도전 분말 (A-2)(질량 비율))은 95:5 내지 40:60, 바람직하게는 90:10 내지 50:50, 보다 바람직하게는 82:18 내지 58:42의 범위에서 적절히 선택된다.

또한, 도전성 접착제 중의 (A) 도전 분말의 배합 비율은 80질량％ 내지 95질량％, 바람직하게는 85질량％ 내지 93질량％, 보다 바람직하게는 89질량％ 내지 91질량％의 범위에서 적절히 선택된다.

[(B) 글리시딜에테르 화합물]

본 발명의 도전성 접착제는, (B) 글리시딜에테르 화합물을 포함하고 있다.

글리시딜에테르 화합물로서는, 예를 들어 공지의 에폭시 수지를 사용할 수 있지만, 본 발명에서는, 도전성 접착제의 유동성을 유지하기 위하여 액상, 특히 실온에 있어서의 점도가 0.5 내지 100dPa·s, 바람직하게는 1 내지 10dPa·s, 보다 바람직하게는 1.5 내지 5dPa·s 범위의 화합물이며, 1분자 중에 에폭시기를 2개 이상 갖는 다관능 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다.

다관능 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 히단토인형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 트리히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 비크실레놀형 또는 비페놀형 에폭시 수지 또는 그들의 혼합물, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 디글리시딜프탈레이트 수지, 테트라글리시딜크실레노일에탄 수지, 나프탈렌기 함유 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 수지, 글리시딜메타크릴레이트 공중합계 에폭시 수지, 시클로헥실말레이미드와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합 에폭시 수지, CTBN 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 (B) 글리시딜에테르 화합물 중, 본 발명에서는 식 (I)로 표시되는 글리시딜에테르 화합물이 바람직하게 사용된다.

이 화합물에 의하면, 경화물의 접착 강도 및 경도의 어느 경우에서든 양호한 결과가 얻어진다. 또한, 접착제의 도전성에 대한 영향을 최소로 억제할 수 있다.

식 (I) 중 R1은 알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 또는 아릴알킬기를 나타내고, m+n=0, 1 또는 2이다. m+n≠0, 1, 2의 경우에는, 저탄성과 저흡수성의 밸런스가 우수한 것을 얻지 못할 우려가 있다.

상기 일반식 (I)로 표시되는 글리시딜에테르 화합물 중, m+n=1 또는 2인 화합물은, 예를 들어 디시클로펜타디엔디메탄올과, 알킬모노글리시딜에테르, 아릴모노글리시딜에테르, 알킬아릴모노글리시딜에테르 또는 아릴알킬모노글리시딜에테르를 루이스산 촉매를 사용하여 반응시켜, 촉매를 알칼리로 실활시킨 후, 수산기 부분에 에피클로로히드린을 알칼리 및 상간 이동 촉매의 존재 하에 반응시켜 제조할 수 있다.

상기 일반식 (I) 중, R1로 표시되는 알킬기로서는, 예를 들어 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, 이소옥틸, 2-에틸헥실, tert-옥틸, 노닐, 데실, 이소데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실 등의 직쇄, 분지 또는 환상의 기를 들 수 있고, 이들은 불포화기를 포함하고 있을 수도 있다.

R1로 표시되는 아릴기로서는, 예를 들어 페닐, 나프틸 등의 기를 들 수 있다.

R1로 표시되는 알킬아릴기로서는, 상술한 알킬기에 의해 치환된 페닐 또는 나프틸 등의 기를 들 수 있다.

R1로 표시되는 아릴알킬기로서는, 예를 들어 벤질, α-메틸벤질, α,α-디메틸벤질 등의 기를 들 수 있다.

R1로서는, 이들 중에서도, 탄소 원자수 4 내지 18의 알킬기를 갖는 것이 바람직하고, 이에 의해 저흡수성과 저탄성의 밸런스가 잡힌 것이 얻어진다.

본 발명에서는, 식 (I)의 글리시딜에테르 화합물 중, m+n=0인 화합물, 즉 식 (II)로 표시되는 화합물이 바람직하게 사용된다.

식 (II)의 글리시딜에테르 화합물은, 예를 들어 디시클로펜타디엔디메탄올의 수산기 부분에 에피클로로히드린을 알칼리 촉매 및 상간 이동 촉매의 존재 하에 반응시켜 제조할 수 있다.

식 (I)의 글리시딜에테르 화합물 중, 식 (II)의 화합물은 점도가 낮아, 도전성 접착제의 취급성이 향상되고, 경화물의 표면 특성, 접착 강도 및 경도의 어느 경우에서든 양호한 결과가 얻어진다. 또한, 식 (II)의 글리시딜에테르 화합물을 사용함으로써, 도전성 접착제의 도전성의 저하를 최소로 억제할 수 있다.

도전성 접착제 중의 (B) 글리시딜에테르 화합물의 배합 비율은 1질량％ 이상 내지 30질량％, 바람직하게는 5질량％ 내지 15질량％, 보다 바람직하게는 8％ 내지 12％의 범위에서 적절히 선택된다.

[(C) 경화제]

본 발명의 도전성 접착제에는, (C) 경화제가 포함된다.

경화제로서는, 예를 들어

디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트리아민, 테트라에틸렌펜타민 등의 쇄상 지방족 폴리아민계 경화제,

1,2-디아미노시클로헥산, 1,4-디아미노-3,6-디에틸시클로헥산, 이소포론디아민 등의 지환식 폴리아민계 경화제,

m-크실릴렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰 등의 방향족 폴리아민계 경화제,

피페리딘 등의 2급 아민계 경화제,

N,N-디메틸피페라진, 트리에틸렌디아민, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 벤질디메틸아민(BDMA), 2-(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-10) 등의 3급 아민계 경화제 및 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진의 이소시아누르산 부가체(이미다졸의 1위치의 N에 이소시아누르산이 부가) 등의 이미다졸계 경화제,

메틸테트라히드로 무수 프탈산, 테트라히드로 무수 프탈산, 무수 메틸나딕산, 헥사히드로 무수 프탈산 및 메틸헥사히드로 무수 프탈산 등의 산 무수물을 사용할 수 있다.

이밖에, 잠재성 경화제, 예를 들어 삼불화붕소-아민 착체, 디시안디아미드, 유기산 히드라지드, 광·자외선 경화제 등을 사용하는 것도 가능하다.

이러한 경화제 중, 이미다졸계 경화제, 3급 아민계 경화제가 바람직하게 사용되고, 이미다졸계 경화제가 특히 바람직하게 사용된다. 이들 경화제를 사용하면, 비교적 온화한 반응 속도로 확실한 경화 상태를 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용되는 이미다졸계 경화제의 시판품의 예로서는, 2MZ, 2MZ-P, 2PZ, 2PZ-PW, 2P4MZ, C11Z-CNS, 2PZ-CNS, 2PZCNS-PW, 2MZ-A, 2MZA-PW, C11Z-A, 2E4MZ-A, 2MA-OK, 2MAOK-PW, 2PZ-OK, 2MZ-OK, 2PHZ, 2PHZ-PW, 2P4MHZ, 2P4MHZ-PW, 2E4MZ·BIS, VT, VT-OK, MAVT, MAVT-OK(시꼬꾸 가세이 고교사제)를 들 수 있다.

특히, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸(2PZ-CN: 시꼬꾸 가세이 고교사제) 및 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물(2MA-OK: 시꼬꾸 가세이 고교사제)로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하면 경화 상태 및 보존 안정성의 관점에서 바람직하다. 경화제는 1종류일 수도 있지만, 2종류 이상을 병용하는 것도 가능하다.

이러한 경화제의 배합 비율은, 글리시딜에테르 화합물에 대하여 1질량％ 내지 12질량％, 바람직하게는 3질량％ 내지 9질량％, 보다 바람직하게는 5질량％ 내지 7질량％이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 도전성 접착제는, 필요에 따라 소포제나 레벨링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 도전성 접착제는, 150℃, 30분 가열에 의한 질량의 감소가 가열 전의 질량과 비교하여 0.7질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.3질량％ 이하로 한다. 이에 의해, 기포를 확실하게 억제할 수 있는 결과, 양산 시에 있어서 안정된 접착 강도를 갖는 도전성 접착제를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 도전성 접착제는, 상기한 각 성분을 혼합함으로써 주로 1액형 접착제로서 제조 가능하기 때문에, 취급성이 우수하다. 또한, 본 발명의 도전성 접착제는 보존 안정성도 우수하다.

본 발명의 도전성 접착제에 의한 부재끼리의 접착은, 예를 들어 이하와 같이 행하여진다.

프린트 회로 기판 등의 접착 부재의 접착 개소에 스크린 메쉬나 메탈 마스크에 의한 패턴 인쇄, 또는 디스펜서 등의 도포 장치에 의한 도포에 의해 접착제를 도포한다.

접착 개소에 접착제가 충분히 공급된 것을 확인한 후, 피접착 부재(부품)를 접착 부재(기판)의 접착 개소에 얹고, 100℃ 내지 180℃, 바람직하게는 120℃ 내지 160℃의 범위에서 15분 내지 50분, 바람직하게는 20분 내지 40분의 조건에서 가열하여, 경화한다.

이에 의해, 접착제 중의 글리시딜에테르 화합물과 경화제가 반응하여 경화되고, 접착 부재(기판)와 이것에 적재된 피접착 부재(부품)가 견고하게 도전 접착된다.

본 발명의 도전성 접착제는 전자 부품의 접착을 위해서 바람직하게 사용되며, 접착 면적에 관계없이 우수한 접착성을 나타낸다.

이하, 본 발명을 실시예에 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 있어서 특별히 언급하지 않는 한, 「부」,「％」는 질량 기준인 것으로 한다.

<실시예>

I. 도전성 접착제의 제조

실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2

하기 표 1에 나타내는 배합 비율(질량비)로 각 성분을 배합하여, 교반 혼합한 후, 3축 롤밀에 의해 분산시켰다. 이에 의해, 본 발명의 도전성 접착제 및 비교용의 도전성 접착제를 얻었다.

II. 비저항값의 측정

유리 기판 상에 2㎜ 폭의 간극을 두고 셀로판 테이프에 의해 마스킹을 실시하고, 스크레이퍼에 의해 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에 의해 얻어진 도전성 접착제를 도포했다.

도포 후, 셀로판 테이프를 벗기고, 열풍 순환식 건조로를 사용하여, 150℃에서 30분간 가열 경화하여, 측정용의 시험편을 얻었다.

얻어진 시험편에 대하여, 도전성 접착제의 패턴막 두께를, 서프 코다(고사까 겡뀨쇼제, SE-30H)를 사용하여 측정하고, 패턴 폭을 메져링 마이크로스코프(MEASURING MICROSCOPE; 올림푸스(OLYMPUS)사제 STM-MJS)를 사용하여 측정했다. 또한, 패턴 길이 5㎝의 저항값 R을 테스터(히오키 덴끼사제 밀리옴 하이테스터 3540)를 사용하여 측정했다.

상기에서 측정한 막 두께, 패턴 폭, 패턴 길이(5㎝), 저항값으로부터 하기 식에 의해 비저항값(Ω·㎝)을 산출했다.

ρ(Ω·㎝)=R(Ω)·A(㎠)/L(㎝)

ρ: 비저항값

R: 저항값

A: 단면적

L: 길이

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

III. 접착 강도의 측정

유리 에폭시 동장 기판(기재 FR4, 구리 두께 35㎛) 상에 약 10㎜ 폭의 간극을 두고 셀로판 테이프에 의해 마스킹을 실시하고, 스크레이퍼에 의해 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에 의해 얻어진 도전성 접착제를 도포했다.

도포 후, 셀로판 테이프를 벗기고, 금 도금 M3 너트(맞변 거리: 5.5㎜, 대각 거리: 6.4㎜, 높이: 2.4㎜, 1종)의 목귀질(面取り)되어 있지 않은 구멍이 있는 면을 접착면으로 하여 배치하고, 열풍 순환식 건조로를 사용하여, 150℃에서 30분간 가열하여 접착시켰다. 이에 의해 측정용 시험편을 얻었다.

얻어진 시험편의 접착된 금 도금 M3 너트의 측면에, 전단 속도 5㎜/min의 전단력을 기판면에 대하여 평행해지도록 인가하고, 디지털 포스 게이지(닛본 덴산 심포 가부시끼가이샤제 FGP-50, 전동 스탠드 FCS-TV)를 사용하여, 금 도금 M3 너트와 기판의 접착면의 전단 강도를 측정했다. 측정된 전단 강도를 금 도금 M3 너트의 접착 면적으로 나누어 접착 강도를 산출했다.

얻어진 결과를 표 1에 함께 나타낸다.

IV. 도포 상태의 확인

도포 상태에 관하여 도전성 접착제를 도포한 도막에 긁힘이나 번짐이 없는지 육안에 의해 확인하여, 모두 문제가 없는 것을 확인했다.

V. 연필 경도 시험

각 샘플의 접착제 경화 부분에 대하여, 연필 경도를 (JIS K 5600의 시험 방법에 따라) 측정했다. 어느 샘플이든 8H 이상의 연필 경도인 것을 확인했다.

VI. 질량 감소

실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에 의해 얻어진 도전성 접착제를, 각각 2g, 직경 5㎝의 알루미늄 접시 상에 채취하여, 열풍 순환식 건조로에서 150℃에서 30분 가열하고, 가열 후의 질량을 측정했다. 가열 전후의 각 접착제의 질량을 비교한 바, 모두 0.3질량％ 이하의 질량 감소이었다.

상기 표 1 중의 재료는 이하와 같다.

글리시딜에테르 화합물: 아데카(ADEKA)사제 EP-4088L(디시클로펜타디엔디메탄올형 에폭시 수지, 에폭시 당량: 165g/eq, 점도: 2.3dPa·s, 전체 염소: 0.09질량％)

도전 분말 1: 플레이크상 은분(메탈로사제 EA-0101, 비표면적: 0.32㎡/g, 탭 밀도: 5.5g/㎤, 평균 입경 5.5㎛)

도전 분말 2: 플레이크상 은분(DOWA 일렉트로닉스사제 FA-D-6, 비표면적: 0.24㎡/g, 탭 밀도: 5.3g/㎤, 평균 입경 9.6㎛)

도전 분말 3: 플레이크상 은분(DOWA 일렉트로닉스사제 FA-S-12, 비표면적: 0.96㎡/g, 탭 밀도: 5.2g/㎤, 평균 입경 2.1㎛)

도전 분말 4: 플레이크상 은분(DOWA 일렉트로닉스사제 AA-4703, 비표면적: 1.01㎡/g, 탭 밀도: 3.5g/㎤, 평균 입경 4㎛)

도전 분말 5: 구상 은분(메탈로사제 K-0082P, 비표면적: 0.99㎡/g, 탭 밀도: 5.4g/㎤, 평균 입경 1.5㎛)

경화제: 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물(시꼬꾸 가세사제 2MAOK-PW)

도전 분말 (A-1): 각 실시예/비교예에서 혼합 사용된 대입경의 은분

도전 분말 (A-2): 각 실시예/비교예에서 혼합 사용된 소입경의 은분

측정 불가: 저항값이 지나치게 커서 측정할 수 없었음을 의미한다.

표 1로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 도전성 접착제의 경화물은 비저항이 작고, 우수한 접착 강도를 겸비하는 것이었다. 이에 반하여, 비교예 1 및 2의 도전성 접착제는 저항값이 매우 큰 것을 확인했다.

또한, 본 발명의 도전성 접착제는, 도포 상태, 경도, 질량 감소에 있어서도 비교예에 있어서의 조성물에 손색이 없어, 우수한 품질을 갖고 있다고 할 수 있다.

Claims

BET 비표면적이 0.1㎡/g 내지 1.0㎡/g인 플레이크상의 도전 분말 (A-1)과, 해당 플레이크상 도전 분말 (A-1)의 3분의 1 내지 20 분의 1의 평균 입경 D50을 갖는 BET 비표면적이 0.5㎡/g 내지 1.5㎡/g인 도전 분말 (A-2)를 포함하는 도전 분말과,
(B) 글리시딜에테르 화합물과,
(C) 경화제를 포함하고, 용매를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 도전성 접착제.
제1항에 있어서, 상기 도전 분말 (A-2)가 플레이크상 및 구상으로부터 선택되는 적어도 1종의 도전 분말인 도전성 접착제.
제1항 또는 제2항에 기재된 도전성 접착제를 사용하여 부재끼리가 전기적으로 접속되어 이루어지는 전자 부품.