專利名稱：粘合劑、其制備方法以及部件安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于電子部件等部件安裝時(shí)使用的粘合劑和其制備方法，以及使用了該粘合劑的部件安裝方法。
背景技術(shù)：
作為適合電子部件安裝時(shí)使用的粘合劑的一個(gè)例子，日本專利公開公報(bào)平1-2493號(hào)揭示了由標(biāo)準(zhǔn)純度的環(huán)氧樹脂、胺類硬化劑、觸變劑、無(wú)機(jī)填充劑和染料構(gòu)成的材料。
而且，以往電子部件安裝在電路板上時(shí)，使用的安裝方法是，將安裝用粘合劑涂布在電路板的規(guī)定位置上，然后，在涂有粘合劑的位置安裝電子部件，加熱使粘合劑硬化，再在電路板上涂布焊劑，將電路板浸在熔融的焊錫中，使電路板與電子部件焊接在一起。
但是，以往的安裝電子部件時(shí)使用的粘合劑的硬化溫度很高，硬化時(shí)會(huì)對(duì)耐熱性較弱的部件造成損傷，為了解決這一問(wèn)題，歷來(lái)都是在安裝電子部件用粘合劑中摻和大量胺類硬化劑。
但是，以往的安裝電子部件用粘合劑中即使摻和了大量胺類硬化劑，也必須限制在一定范圍內(nèi)以確保其保存性，在這種情況下，硬化溫度仍然很高，所以，仍然存在硬化時(shí)對(duì)耐熱性較弱的部件造成損傷的問(wèn)題，而且，這種大量摻和了胺類硬化劑的情況下，加熱硬化時(shí)，粘合劑被充分加熱會(huì)形成流掛，可能會(huì)附著在電路板的電極上，一旦電極上附著了粘合劑，就存在難以將電子部件焊在該電極上的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述以往存在的問(wèn)題，提供在低溫下可硬化、在加熱硬化時(shí)對(duì)耐熱性較弱的部件不造成損傷、不會(huì)破壞保存性、且粘合劑在加熱硬化時(shí)不會(huì)發(fā)生加熱流掛現(xiàn)象的粘合劑和其制備方法，以及部件安裝方法。
本發(fā)明的粘合劑包含100重量份單核體含量為87～100重量％的環(huán)氧樹脂和20～80重量份潛在性硬化劑，通過(guò)使用單核體含量高的環(huán)氧樹脂和作為硬化劑的潛在性硬化劑，以及大量摻和硬化劑，能夠降低加熱硬化時(shí)的加熱溫度和部件的損傷率，同時(shí)還能夠獲得保存性良好的粘合劑。
此外，粘合劑中還包含2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料，這樣能夠獲得具備粘合強(qiáng)度較大、可防止拉絲等必要特性的安裝部件用粘合劑。
上述粘合劑可通過(guò)以下步驟制得，即預(yù)先分散、加熱熔解環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑，冷卻后再分散無(wú)機(jī)填充劑和觸變劑。其加熱熔解時(shí)的加熱溫度為30～50℃，加熱時(shí)間為1～50小時(shí)，這樣就能夠防止粘合劑在加熱硬化時(shí)出現(xiàn)加熱流掛現(xiàn)象。
本發(fā)明的部件安裝方法如下，預(yù)先準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)于100重量份環(huán)氧樹脂，包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑、0.1～5重量份顏料的粘合劑，將該粘合劑涂在基板的規(guī)定位置上，然后將部件安裝在涂布的粘合劑上，加熱使粘合劑硬化，這樣不需要很高的加熱硬化溫度就能夠安裝部件。如果加熱硬化時(shí)的加熱硬化最高溫度在100℃以下，加熱時(shí)間為30～300秒，就能夠防止對(duì)耐熱性較弱的部件的損傷。
此外，加熱硬化粘合劑后，在基板上涂布焊劑，使基板浸在熔融的焊錫中，將部件與基板焊在一起。
實(shí)施發(fā)明的最佳狀態(tài)對(duì)本發(fā)明實(shí)施狀態(tài)之一的安裝電子部件用粘合劑和其制備方法，以及使用了這種粘合劑的電子部件安裝方法進(jìn)行說(shuō)明。
所用粘合劑的配比成分如下。
環(huán)氧樹脂AEpikote806L(油化シェルエポキシ株式會(huì)社制)(單核體含量為87～100重量％)環(huán)氧樹脂BEpikote828(油化シェルエポキシ株式會(huì)社制)(單核體含量為87重量％以下)硬化劑AフジキュアFXE1000(富士化成株式會(huì)社制)(胺脲化物型潛在性硬化劑)硬化劑BアミノキュアPN23(味之素株式會(huì)社制)(胺類硬化劑)無(wú)機(jī)填充劑ミストロンCB(日本ミストロン株式會(huì)社制)觸變劑アエロジルRY200(日本アエロジル株式會(huì)社制)顏料カ-ミン68(大日本油墨株式會(huì)社制)此外，混合操作使用的是軋輥分散式攪拌裝置。
各種特性的測(cè)定方法和評(píng)估方法如下。
部件損傷率利用粘合劑涂布機(jī)將粘合劑涂布在電路板上，通過(guò)部件安裝機(jī)器安裝圓筒型鋁電解電容器，在各粘合劑完全硬化成形時(shí)，用高溫爐加熱硬化粘合劑，計(jì)算100個(gè)部件內(nèi)的損傷數(shù)a，將(a/100)×100％的值計(jì)為部件損傷率(％)。
加熱流掛率將粘合劑涂在電路板上，呈圓形，測(cè)定該涂布的圓形的直徑r0(mm)，用高溫爐加熱硬化，測(cè)定涂布直徑r1(mm)，將{(r1-r0)/r0}×100％的值計(jì)為加熱流掛率(％)。
耐熱性較弱的部件的損傷率通過(guò)粘合劑涂布機(jī)將粘合劑涂在電路板上，利用部件安裝機(jī)器安裝LED部件，在各粘合劑完全硬化成形時(shí)，用高溫爐加熱硬化粘合劑，計(jì)算100個(gè)部件內(nèi)的損傷數(shù)b，將(b/100)×100％的值計(jì)為耐熱性較弱的部件的損傷率(％)。
保存性用E粘度計(jì)測(cè)定新制備的粘合劑的粘度η0，于25±1℃的溫度下，將粘合劑放置30天，再次測(cè)定粘度η1，保存性是否合格以是否滿足(η1/η0)＜2為判定標(biāo)準(zhǔn)。
首先，對(duì)應(yīng)于作為粘合劑主體的100重量份環(huán)氧樹脂A，探討上述各種材料可能的重量配比數(shù)，其結(jié)果如下。
對(duì)于作為無(wú)機(jī)填充劑的ミストロンCB(日本ミストロン株式會(huì)社制)來(lái)講，能夠維持粘合劑的各種特性的適當(dāng)添加量的上限為40重量份，添加了無(wú)機(jī)填充劑仍然產(chǎn)生作用的最小添加量為2重量份。
對(duì)于作為觸變劑的アエロジルRY200(日本アエロジル株式會(huì)社制)來(lái)講，能夠維持粘合劑的各種特性的適當(dāng)添加量的上限為15重量份，添加了觸變劑仍然產(chǎn)生作用的最小添加量為1重量份。
對(duì)于作為顏料的カ-ミン68(大日本油墨株式會(huì)社制)來(lái)講，最佳添加量在0.1～5重量份的范圍內(nèi)。
對(duì)于環(huán)氧樹脂來(lái)講，使用單核體含量不足86重量％的Epikote807時(shí)對(duì)部件的損傷可能性較高。使用單核體含量為86～100重量％的Epikote806L時(shí)，其保存性等各種特性能滿足實(shí)際使用時(shí)的要求，并可獲得較好的防止部件損傷的效果。
對(duì)于硬化劑來(lái)講，添加了作為胺類硬化劑的アミノキュアPN23時(shí)保存性下降。對(duì)應(yīng)于100重量份環(huán)氧樹脂，添加少于20重量份作為潛在性硬化劑的フジキュアFXE1000時(shí)會(huì)對(duì)部件造成損傷，如果添加量大于100重量份，則會(huì)使保存性變差。既能夠獲得實(shí)用的保存性等各種特性，又能夠防止部件損傷的硬化劑添加量為20～80重量份。
接著，對(duì)制備方法進(jìn)行探討，其結(jié)果如下。
如果沒(méi)有預(yù)先加熱環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑，就會(huì)使加熱流掛率惡化，所以，要使加熱硬化時(shí)的加熱流掛率符合實(shí)際使用的要求，較好的是進(jìn)行預(yù)先加熱。
如果環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑的預(yù)先加熱溫度超過(guò)50℃，則會(huì)導(dǎo)致保存性下降。為了使加熱流掛率等各種特性符合實(shí)際使用的要求，并獲得充分的保存性，較好的是將加熱溫度控制在30～50℃的范圍內(nèi)。
然后，對(duì)電子部件安裝方法進(jìn)行探討，其結(jié)果如下。
如果粘合劑加熱硬化的最高溫度超過(guò)100℃，可能會(huì)對(duì)耐熱性較弱的部件造成損傷。為了在粘合劑加熱硬化時(shí)不對(duì)耐熱性較弱的部件造成損傷，較好的是將加熱硬化時(shí)的最高溫度控制在100℃以下。
以下，對(duì)各實(shí)施例和比較例進(jìn)行說(shuō)明。表1所示的是成分配比上具有代表性的實(shí)施例和比較例。表2表示的是實(shí)施例1所示成分配比的粘合劑的制備過(guò)程中具有代表性的實(shí)施例和比較例。表3所示的是電子部件安裝方法上具有代表性的實(shí)施例和比較例。
表1

數(shù)值單位重量份)表2

<p>表3

表4表示測(cè)定表1所示各成分配比的粘合劑的部件損傷率和保存性的結(jié)果。表5表示表2所示粘合劑的制備過(guò)程中對(duì)加熱流掛率和保存性的測(cè)定結(jié)果。表6表示在表3所示加熱硬化最高溫度和時(shí)間時(shí)對(duì)耐熱性較弱部件損傷率的測(cè)定結(jié)果。
表4

表5

表6

以上結(jié)果與綜合探討上述環(huán)氧樹脂的單核體含量、硬化劑組分、無(wú)機(jī)填充劑、觸變劑、顏料、環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑的預(yù)先加熱溫度和預(yù)先加熱時(shí)間、粘合劑加熱硬化時(shí)的最高溫度的結(jié)果一致。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，由于本發(fā)明的粘合劑包含100重量份單核體含量為87～100重量％的環(huán)氧樹脂和20～80重量份潛在性硬化劑，所以，在通過(guò)單核體含量較高的環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑的組合能夠大量混合硬化劑，降低加熱硬化時(shí)的加熱溫度，減小部件損傷率同時(shí)，獲得保存性良好的粘合劑。
而且，通過(guò)包含2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料，能夠獲得具備較大粘合強(qiáng)度和防止拉絲等必要特性的部件安裝用粘合劑。
此外，通過(guò)以下方法能夠制備該粘合劑，即預(yù)先分散、加熱熔解環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑，冷卻后再分散無(wú)機(jī)填充劑、觸變劑和顏料。如果將加熱溫度控制在30～50℃，加熱時(shí)間控制在1～50小時(shí)，在防止加熱流掛出現(xiàn)的同時(shí)，還能夠防止粘合劑保存時(shí)的時(shí)效變化。
本發(fā)明的部件安裝方法如下。預(yù)先準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)于100重量份環(huán)氧樹脂，包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料的粘合劑，將粘合劑涂布在基板規(guī)定位置上，然后將部件安裝在涂布的粘合劑上，加熱使粘合劑硬化，不需要很高的加熱硬化溫度，就能夠安裝部件。
如果加熱硬化時(shí)的加熱硬化最高溫度在100℃以下，加熱時(shí)間在30～300秒之間，就能夠防止耐熱性較弱的部件的損傷率。
加熱硬化粘合劑后，在基板上涂布焊劑，使基板浸在熔融的焊錫中，將部件與基板焊在一起。
權(quán)利要求
1.一種粘合劑，其特征在于，包含100重量份單核體含量為87～100重量％的環(huán)氧樹脂和20～80重量份潛在性硬化劑。
2.一種粘合劑，其特征在于，對(duì)應(yīng)于100重量份單核體含量為87～100重量％的環(huán)氧樹脂，包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料。
3.一種包含環(huán)氧樹脂、潛在性硬化劑、無(wú)機(jī)填充劑、觸變劑和顏料的粘合劑的制備方法，其特征在于，預(yù)先分散、加溫熔解環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑，冷卻后再分散無(wú)機(jī)填充劑、觸變劑和顏料。
4.如權(quán)利要求3所述的粘合劑的制備方法，其特征還在于，加溫熔解時(shí)的加熱溫度為30～50℃，加熱時(shí)間為1～50小時(shí)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的粘合劑的制備方法，其特征還在于，對(duì)應(yīng)于100重量份環(huán)氧樹脂，包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料。
6.一種部件安裝方法，其特征在于，預(yù)先準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)于100重量份環(huán)氧樹脂，包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料的粘合劑，將該粘合劑涂布在基板規(guī)定位置上，然后將部件安裝在涂布的粘合劑上，加熱使粘合劑硬化。
7.如權(quán)利要求6所述的部件安裝方法，其特征還在于，粘合劑的加熱硬化最高溫度在100℃以下，加熱時(shí)間為30～300秒。
8.如權(quán)利要求6或7所述的部件安裝方法，其特征還在于，加熱硬化粘合劑后在基板上涂布焊劑，將基板浸在熔融的焊錫中，使部件和基板焊接在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供了加熱硬化時(shí)不會(huì)損傷耐熱性較弱的部件、具備良好保存性、且不會(huì)出現(xiàn)加熱流掛現(xiàn)象的粘合劑。該粘合劑對(duì)應(yīng)于100重量份單核體含量為87～100重量%的環(huán)氧樹脂,包含20～80重量份潛在性硬化劑、2～40重量份無(wú)機(jī)填充劑、1～15重量份觸變劑和0.1～5重量份顏料。預(yù)先分散、加熱熔解環(huán)氧樹脂和潛在性硬化劑,冷卻后再分散無(wú)機(jī)填充劑、觸變劑和顏料就能夠制得上述粘合劑。
文檔編號(hào)C08K3/00GK1203621SQ96198752
公開日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1996年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月6日
發(fā)明者宮川秀規(guī), 末次憲一郎, 福島哲夫, 大川浩二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社