專(zhuān)利名稱(chēng)：電路連接粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于粘結(jié)其上設(shè)置有電極和電路的基板和電子部件以及將它們電連接的電路連接粘合劑(circuit coupling adhesive)。
背景技術(shù)：
與電子設(shè)備的小型化和多功能化的趨勢(shì)一致，近年來(lái)元件中接線(xiàn)端子的小型化處于進(jìn)一步發(fā)展中。因此，在電子器件安裝領(lǐng)域中廣泛使用各種電路連接粘合劑，使用它們可以容易地實(shí)現(xiàn)上述端子的連接。例如，將它們用于IC芯片與柔性印刷電路板(FPC)的連接、IC芯片與其上形成有氧化銦錫(ITO)電極電路的玻璃基板的連接等等。
作為膜狀或糊狀粘合劑的電路連接粘合劑夾在待連接的對(duì)象之間，受到加熱和施壓以便將待連接的對(duì)象粘結(jié)。也就是說(shuō)，粘合劑中的樹(shù)脂由于熱量和壓力的施加而流動(dòng)，使得相對(duì)電極之間的間隙得以封閉，同時(shí)一部分電導(dǎo)性顆粒夾在相對(duì)的電極之間以便實(shí)現(xiàn)電連接。要求電路連接粘合劑具有絕緣性能以提高在表面方向上布置的相鄰電極之間的電阻(絕緣電阻)以及具有傳導(dǎo)性能以減小在厚度方向上布置的相對(duì)電極之間的電阻(連接電阻)。
環(huán)氧系的熱固性樹(shù)脂主要用作形成電路連接粘合劑用的絕緣樹(shù)脂組合物。例如，廣泛使用熱固性樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂或苯氧基樹(shù)脂與固化劑組合的組合物。
電路連接粘合劑由于將其用于連接精密設(shè)備如液晶顯示器(LCD)等而要求高的可靠性。因此，除了傳導(dǎo)/絕緣性能以外需要耐環(huán)境性，并且這些性能例如通過(guò)高溫和高濕度試驗(yàn)、熱循環(huán)試驗(yàn)等來(lái)評(píng)價(jià)。由于用于電路連接粘合劑的環(huán)氧系樹(shù)脂組合物在分子中含有羥基，因此具有高吸水性，在高溫和高濕度試驗(yàn)中存在出現(xiàn)連接不良(coupling failure)的情況。因而，其耐濕性是有待解決的問(wèn)題。另外，存在以下情況因?yàn)闃?shù)脂組合物與基板材料相比具有更高的熱膨脹系數(shù)，在熱循環(huán)試驗(yàn)中由于由基板與粘合劑之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起的應(yīng)力，連接部分處的連接電阻增大。
在上述情形下，為了減小熱膨脹系數(shù)以及提高耐濕性(moistureresistance)，提出了將無(wú)機(jī)填料添加到樹(shù)脂組合物中的方法。參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種連接電路元件的粘合劑。該公開(kāi)的粘合劑的特征在于每100重量份的粘合劑樹(shù)脂組合物包含5-200重量份的無(wú)機(jī)填料樹(shù)脂組合物。
參考專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種由環(huán)氧樹(shù)脂、潛在性固化劑(latent curringagent)、無(wú)機(jī)填料和聚醚砜組成的環(huán)氧樹(shù)脂系片狀粘合劑組合物。在該公開(kāi)的粘合劑組合物中，在總量為100份的環(huán)氧樹(shù)脂、潛在性固化劑和聚醚砜中包含5-900重量份的無(wú)機(jī)填料。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.H11-61088專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2000-204324發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明將要解決的問(wèn)題過(guò)去所用的無(wú)機(jī)填料一般具有大的平均粒徑，為約3μm，而且粒徑各不相同(varied)，從而容許殘留有粒徑超過(guò)100μm的粗大顆粒。因此，當(dāng)上述無(wú)機(jī)填料混入電路連接粘合劑中時(shí)，存在粗大顆粒被咬(bitten)在相對(duì)電極之間由此導(dǎo)致連接不良的情況。此外，另一個(gè)問(wèn)題在于，盡管為了減小熱膨脹系數(shù)和提高耐濕性而必須增加無(wú)機(jī)填料的用量，但是無(wú)法以提高耐濕性所必需的量來(lái)混入無(wú)機(jī)填料，這是因?yàn)榇罅康臒o(wú)機(jī)填料可能會(huì)使粘合劑性能降低，由此導(dǎo)致連接部位中的傳導(dǎo)不良。
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題以及提供一種電路連接粘合劑，其中在高溫高濕條件下熱膨脹受到抑制而且能夠提高耐濕性，而無(wú)須犧牲基本特性諸如粘合性、傳導(dǎo)/絕緣性能等。
解決問(wèn)題的手段作為深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)能夠通過(guò)在樹(shù)脂組合物中混合平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料來(lái)解決上述問(wèn)題，所述樹(shù)脂組合物包含環(huán)氧樹(shù)脂和潛在性固化劑作為其必要成分。從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種電路連接粘合劑，其包含(1)環(huán)氧樹(shù)脂、(2)潛在性固化劑、(3)平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料、和(4)電導(dǎo)性顆粒作為必要成分。
就包含環(huán)氧樹(shù)脂、潛在性固化劑和電導(dǎo)性顆粒作為其必要成分的電路連接粘合劑而言，發(fā)現(xiàn)為了混合足夠量的無(wú)機(jī)填料以便提高其耐濕性、而不會(huì)造成由于電路連接時(shí)無(wú)機(jī)填料被咬在相對(duì)電極之間而出現(xiàn)粘合性降低或連接不良的問(wèn)題，有效的是使無(wú)機(jī)填料的平均粒徑為500nm以下。這是因?yàn)楫?dāng)無(wú)機(jī)填料的平均粒徑減小時(shí)其表面積增加，由此能夠增加與絕緣樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂等的相互作用，以使得能夠用混合量少的無(wú)機(jī)填料來(lái)實(shí)現(xiàn)耐濕性的提高以及熱膨脹系數(shù)的減小。另外，如果平均粒徑等于或小于500nm，可以將最大粒徑抑制在20μm以下，由此可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的連接而不會(huì)造成因粗大顆粒引起的連接不良。
盡管為了在間距窄的電極之間進(jìn)行連接，有效的是使電路連接粘合劑中長(zhǎng)徑比大的電導(dǎo)性顆粒取向，但是當(dāng)粘合劑中混入無(wú)機(jī)填料時(shí)可能會(huì)抑制電導(dǎo)性顆粒的取向。然而，如果采用平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料，可以將無(wú)機(jī)填料以提高耐濕性所必需的量混入而不會(huì)引起抑制取向的問(wèn)題。
無(wú)機(jī)填料的混合量越大，粘合劑的吸水性越小，這引起耐濕性方面的改善。然而，如果無(wú)機(jī)填料的混合量太大，出現(xiàn)以下問(wèn)題無(wú)機(jī)填料用量的增加使粘合性降低以及由于被咬在電極之間的無(wú)機(jī)填料量增加而使連接電阻增加。因此，優(yōu)選無(wú)機(jī)填料的混合量以環(huán)氧樹(shù)脂的總重量計(jì)是0.5重量％以上以及30重量％以下。更優(yōu)選地，無(wú)機(jī)填料的混合量相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂的總重量是5重量％以上以及20重量％以下。
必須使無(wú)機(jī)填料的平均粒徑等于或小于500nm。這是因?yàn)楫?dāng)無(wú)機(jī)填料的平均粒徑更大時(shí)，用如上所述的少量的無(wú)機(jī)填料無(wú)法實(shí)現(xiàn)耐濕性的提高。盡管對(duì)平均粒徑的最小值沒(méi)有特別限制，但是考慮到可加工性，其優(yōu)選是3nm以上。另外，無(wú)機(jī)填料的平均粒徑優(yōu)選是100nm以下以使得可以更有效地實(shí)現(xiàn)耐濕性的提高。此外，優(yōu)選地，無(wú)機(jī)填料的最大粒徑等于或小于5μm。采用上述無(wú)機(jī)填料使得可以兼顧地實(shí)現(xiàn)耐濕性的提高以及各向異性導(dǎo)電特性而沒(méi)有抑制電路連接粘合劑中的電導(dǎo)性顆粒的取向。
就本發(fā)明的無(wú)機(jī)填料的材料而言，可以使用金屬氧化物如二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等，和金屬氫氧化物如氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣等，復(fù)合氧化物，以及其他已知的氧化物。優(yōu)選使用二氧化硅填料作為無(wú)機(jī)填料，因?yàn)橛纱四軌蚋行У販p小熱膨脹系數(shù)以及能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣效果的提高。
此外，優(yōu)選地，上述無(wú)機(jī)填料用偶聯(lián)劑等進(jìn)行表面處理。通過(guò)用偶聯(lián)劑對(duì)對(duì)無(wú)機(jī)填料的表面施加表面處理，無(wú)機(jī)填料的界面與樹(shù)脂組合物如環(huán)氧樹(shù)脂之間的附著力增加，而且由熱量和濕氣引起的膨脹得到抑制，這導(dǎo)致連接可靠性的提高。可以用于表面處理無(wú)機(jī)填料的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯系偶聯(lián)劑(titanate-based coupling agent)、鋁系偶聯(lián)劑(aluminum-basedcoupling agent)等。優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑，因?yàn)樗缓魏谓饘僭匾约耙疬w移的可能性低。
至于硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選使用含有烷氧基的硅烷偶聯(lián)劑。其他可用的硅烷偶聯(lián)劑的實(shí)例之一是含有氯基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑。然而，它并非優(yōu)選，因?yàn)榇嬖谝韵驴赡苄援?dāng)反應(yīng)沒(méi)有完全進(jìn)行時(shí)可能會(huì)游離出氯以及可能引起遷移。烷氧基的實(shí)例是甲氧基、乙氧基等。
另外，在硅烷偶聯(lián)劑中可能含有的有機(jī)官能團(tuán)如環(huán)氧基、氨基、巰基、乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯?；?、氰基等之中，特別優(yōu)選的有機(jī)官能團(tuán)是環(huán)氧基、氨基和巰基。這是由于這些有機(jī)官能團(tuán)能夠使樹(shù)脂成分與無(wú)機(jī)填料更牢固地結(jié)合，因?yàn)樽鳛榕c電路連接粘合劑中的環(huán)氧樹(shù)脂或固化劑反應(yīng)的結(jié)果可以將它們納入分子間的網(wǎng)絡(luò)中。
電導(dǎo)性顆粒可以是由金、銀、銅、鎳或其合金制成的金屬顆粒或者碳等。另外，電導(dǎo)性顆?？梢允峭ㄟ^(guò)在非電導(dǎo)性的玻璃、陶瓷、塑料、金屬氧化物等的核的表面上經(jīng)由涂覆金屬或ITO等形成電導(dǎo)層而制成的那些。
優(yōu)選使用直徑與長(zhǎng)度之間的比值(長(zhǎng)徑比)為5以上的電導(dǎo)性顆粒，因?yàn)椴粌H能夠減小連接電阻以使得達(dá)到良好的電連接而不用增加電導(dǎo)性顆粒的混合量，而且可以在表面方向上保持更高的絕緣電阻。電導(dǎo)性顆粒的長(zhǎng)徑比通過(guò)諸如CCD顯微鏡觀察等方法直接測(cè)量。在顆粒具有非圓形截面的情況下，通過(guò)將垂直于縱向的截面的最大長(zhǎng)度定義為直徑而得到長(zhǎng)徑比。電導(dǎo)性顆粒并不總是要求具有筆直的形狀(straight shape)，可以使用具有稍微彎曲形狀的那些或具有分枝的那些也沒(méi)問(wèn)題。在這種情況下，通過(guò)將電導(dǎo)性顆粒的最大長(zhǎng)度定義為長(zhǎng)度而得到長(zhǎng)徑比。至于長(zhǎng)徑比為5以上的電導(dǎo)性顆粒，可以使用市場(chǎng)上可購(gòu)得的針狀電導(dǎo)性顆粒。另外，也可以?xún)?yōu)選使用通過(guò)聯(lián)結(jié)若干微細(xì)的金屬顆粒而形成的針狀電導(dǎo)性顆粒。更優(yōu)選地，長(zhǎng)徑比是10-100。
優(yōu)選將電導(dǎo)性顆粒的長(zhǎng)度設(shè)定為3μm以上。這是由于如果電導(dǎo)性顆粒的長(zhǎng)度小于3μm，則會(huì)在厚度方向上難以得到連接可靠性。另外，優(yōu)選將該長(zhǎng)度的上限設(shè)定成短于待連接的電極之間的距離。此外，電導(dǎo)性顆粒的直徑優(yōu)選為約0.1μm至約0.3μm。通過(guò)使用上述電導(dǎo)性顆粒，可以容易地在磁場(chǎng)中取向該電導(dǎo)性顆粒，由此可以確保各向異性傳導(dǎo)性。
上述微細(xì)的金屬顆粒例如是具有強(qiáng)磁性(ferromagnetism)的純金屬如Fe、Ni或Co，或包含具有強(qiáng)磁性金屬的合金。當(dāng)使用具有強(qiáng)磁性的金屬時(shí)，通過(guò)它們自身的磁性可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)性顆粒的取向，而且還可以用以下所述的磁場(chǎng)進(jìn)行電導(dǎo)性顆粒的取向。
優(yōu)選將電路連接粘合劑設(shè)計(jì)成具有膜狀形式以及在膜厚方向上使長(zhǎng)徑比為5以上的上述電導(dǎo)性顆粒取向，因?yàn)橛纱丝梢赃M(jìn)一步改善各向異性傳導(dǎo)性。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“在膜厚方向上取向”意味著電導(dǎo)性顆粒的縱向處于垂直于膜表面的方向上的狀態(tài)。在使用上述具有強(qiáng)磁性的電導(dǎo)性顆粒的情況下，例如優(yōu)選地，將電導(dǎo)性顆粒分散在樹(shù)脂用溶液中；將如此得到的分散溶液涂布到基板上，該基板表面上施加有在垂直于基板表面的方向上的磁場(chǎng)；使電導(dǎo)性顆粒取向；以及通過(guò)從膜表面除去溶劑來(lái)固化和硬化而將取向固定。然而，使電導(dǎo)性顆粒在膜厚方向上取向的方法并非特別限于上述方法。
根據(jù)用途來(lái)確定電導(dǎo)性顆粒的混合量，在基于電路連接粘合劑的全部體積的0.01-30體積％的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。為了防止因過(guò)量電導(dǎo)性顆粒引起的表面方向上絕緣性能的降低，更優(yōu)選為0.01-10體積％。
在本發(fā)明中使用的環(huán)氧樹(shù)脂例如是包括雙酚A、F、S、AD等作為骨架的雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂，以及另外是萘型環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹(shù)脂等。然而，并非特別限于上述的那些也可以使用作為高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的苯氧基樹(shù)脂。
通過(guò)考慮電路連接粘合劑所需的性能可以適當(dāng)?shù)剡x擇環(huán)氧樹(shù)脂的分子量。分子量越高，成膜性越高。從而，可以使連接溫度下樹(shù)脂的熔體粘度更高。其產(chǎn)生這樣的效果使得在沒(méi)有干擾電導(dǎo)性顆粒取向的情況下可以實(shí)現(xiàn)連接。另一方面，當(dāng)使用低分子量環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，交聯(lián)密度增加以及耐熱性提高。此外，由于樹(shù)脂的內(nèi)聚力增加而提高附著力。因此，優(yōu)選組合使用分子量為15000以上的高分子量環(huán)氧樹(shù)脂和分子量為2000以下的低分子量環(huán)氧樹(shù)脂以使得達(dá)到性能的平衡?？梢愿鶕?jù)需要來(lái)選擇高分子量環(huán)氧樹(shù)脂與低分子量環(huán)氧樹(shù)脂的組合比例。
用于本發(fā)明中的潛在性固化劑在低溫存儲(chǔ)可靠性方面優(yōu)異，以致于固化反應(yīng)在由加熱等提供的特定條件下迅速進(jìn)行，固化反應(yīng)而在室溫下幾乎不會(huì)固化。潛在性固化劑例如是咪唑系、酰肼系、三氟化硼-胺絡(luò)合物、胺酰亞胺(amineimide)、多元胺系、叔胺、胺系諸如烷基脲系、雙氰胺、及其變性物質(zhì)，這些可以單獨(dú)使用或者作為兩種或多種的混合物組合使用。
上述潛在性固化劑中，優(yōu)選使用咪唑系的潛在性固化劑。作為咪唑系的潛在性固化劑，可以使用已知的咪唑系潛在性固化劑，更具體地，例如使用咪唑化合物與環(huán)氧樹(shù)脂的加合物?？捎玫倪溥蚧衔锢缡沁溥?、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-十二烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、4-甲基咪唑。
更優(yōu)選地，通過(guò)用聚氨酯系、聚酯系等聚合物物質(zhì)或如硅酸鈣等無(wú)機(jī)物質(zhì)和如鎳、銅等金屬膜等覆蓋這些潛在性固化劑，使它們形成微膠囊，以便更有效地實(shí)現(xiàn)作為對(duì)立特性的長(zhǎng)期儲(chǔ)存和快速固化的相容性。因此，特別優(yōu)選微膠囊型咪唑系形式的潛在性固化劑。
環(huán)氧樹(shù)脂與潛在性固化劑的組合比例優(yōu)選是相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂的總重量的5-40重量％。當(dāng)潛在性固化劑的比例小于5重量％時(shí)，固化速度降低以及固化可能會(huì)變得不充分。另外，在超過(guò)40重量％的情況下，沒(méi)有反應(yīng)的固化劑傾向于殘留下來(lái)，這會(huì)引起耐熱性和耐濕性的降低。
除了上述必要成分之外，在不會(huì)損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)可以向本發(fā)明的電路連接粘合劑中添加其他的熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂等。另外，電路連接粘合劑可以包含添加劑如硬化促進(jìn)劑、阻聚劑、增感劑、硅烷偶聯(lián)劑、阻燃劑或觸變劑。
本發(fā)明的電路連接粘合劑可以通過(guò)混合上述成分得到。例如，可以通過(guò)將無(wú)機(jī)填料和電導(dǎo)性顆粒分散在通過(guò)將上述環(huán)氧樹(shù)脂、潛在性固化劑等溶解在溶劑中而制成的溶液中來(lái)制備液態(tài)電路連接粘合劑。另外，通過(guò)用輥涂機(jī)等涂布該分散溶液以便形成薄膜然后通過(guò)干燥或其他適合的方法除去溶劑來(lái)制成膜狀的電路連接粘合劑。膜的厚度一般是10-50μm，但是對(duì)它沒(méi)有特別限制。
本發(fā)明的有利效果本發(fā)明提供在耐熱性和耐濕性方面優(yōu)異的電路連接粘合劑。本發(fā)明的電路連接粘合劑可以用于要求高性能可靠性的用途，因?yàn)樗陔姌O等的連接時(shí)顯示令人滿(mǎn)意的導(dǎo)電/絕緣性能，而且其特性即使在高溫和高濕度環(huán)境下長(zhǎng)期使用之后也不會(huì)變化太多。
基于以下實(shí)施例將要描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。這些實(shí)施例不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1(涂布溶液的制備)將平均分子量約48000的雙酚A型固體環(huán)氧樹(shù)脂[來(lái)自Japan EpoxyResin Corp.的EPIKOTE 1256]、平均分子量約400的雙酚A型液體環(huán)氧樹(shù)脂[來(lái)自Dainippon Ink and Chemicals，Inc.的EPICLON 850]以及作為潛在性固化劑的微膠囊型咪唑系固化劑[來(lái)自Asahi Kasei Epoxy Co.，Ltd.的NovacureHX3941]以40/55/20的比例使用。將它們?nèi)芙庠诃h(huán)己酮中以便制成具有60％固體物質(zhì)的樹(shù)脂組合物溶液。向如此制成的樹(shù)脂組合物溶液中，將平均粒徑20nm的球狀二氧化硅顆粒作為無(wú)機(jī)填料加入，其量為使其基于環(huán)氧樹(shù)脂總重量為5重量％，用三根輥將它們混合以制成均勻溶液。另外，加入鏈長(zhǎng)度分布為3μm-11μm的微細(xì)的針狀鎳顆粒(相連的平均粒徑200nm的鎳顆粒；長(zhǎng)徑比15-55)作為電導(dǎo)性顆粒，其量為使其基于固體物質(zhì)(樹(shù)脂組合物+無(wú)機(jī)填料+鎳粉末)的總重量為1體積％，用離心混合器使它們均勻分散。從而制成粘合劑用的涂布溶液。
(電路連接粘合劑的制備)將如上所述制成的涂布溶液用刮刀涂布在已經(jīng)進(jìn)行剝離處理(releasetreatment)的PET膜上。此后，使其在磁通密度為100mT的磁場(chǎng)中在60℃下干燥30分鐘以使之固化。從而制成厚度為25μm膜狀電路連接粘合劑。
(連接電阻的評(píng)價(jià))制備IC芯片和玻璃基板在各個(gè)IC芯片上，以15μm間距設(shè)置726個(gè)各自寬15μm、長(zhǎng)100μm和高16μm的鍍金片(gold plating vamps)，以及在各個(gè)玻璃基板上以10μm的間距形成726個(gè)各自寬20μm的ITO電極。將如上所述制成的各個(gè)電路連接粘合劑膜夾在相應(yīng)的IC芯片和電路板之間，通過(guò)在200℃下加熱時(shí)施加每片20gf的壓力20秒來(lái)進(jìn)行熱粘結(jié)以便使它們粘結(jié)在一起，由此得到由IC和玻璃基板制成的粘結(jié)復(fù)合體。電阻值是通過(guò)用四端子法(four-terminal method)測(cè)量該復(fù)合體的726個(gè)電極中32個(gè)連續(xù)電極而獲得的，所述32個(gè)連續(xù)電極經(jīng)由ITO電極、電路連接粘合劑和金片連接，將該值除以32得到每個(gè)電極的連接電阻。重復(fù)上述評(píng)價(jià)過(guò)程10次，得到平均連接電阻。
(耐熱性和耐濕性試驗(yàn))將上述由IC和玻璃基板制成的粘結(jié)復(fù)合體放在溫度為60℃和濕度為90％的恒溫恒濕箱中，在100小時(shí)之后取出。從而，以上述同樣的方法得到連接電阻的平均值。其結(jié)果示于表I中。
(吸水性的測(cè)量)就通過(guò)200℃處理1小時(shí)而完全固化的上述電路連接粘合劑而言，測(cè)量其初始重量(M1)，另外將它們放在30℃和90％RH下100小時(shí)之后測(cè)量其重量(M2)?；谏鲜鰷y(cè)量結(jié)果，按照下式<<1>>確定吸水性吸水性(重量％)＝[(M2-M1)/M1]×100 ... <<1>>
實(shí)施例2除了所用的無(wú)機(jī)填料是平均粒徑為20nm以及用γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷[商品名KBM-403，由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造]進(jìn)行表面處理的球狀二氧化硅顆粒以外，以實(shí)施例1中相同的方法制備厚25μm的膜狀電路連接粘合劑，并且進(jìn)行其連接電阻的評(píng)價(jià)、其耐熱和耐濕性試驗(yàn)及其吸水性測(cè)量。結(jié)果示于表I中。
實(shí)施例3除了所用的無(wú)機(jī)填料是平均粒徑為20nm以及用γ-氨基丙基三甲氧基硅烷[商品名KBM-903，由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造]進(jìn)行表面處理的球狀二氧化硅顆粒以外，以實(shí)施例1中相同的方法制備厚25μm的膜狀電路連接粘合劑，并且進(jìn)行其連接電阻的評(píng)價(jià)、其耐熱和耐濕性試驗(yàn)及其吸水性測(cè)量。結(jié)果示于表I中。
(比較例1)除了所用的無(wú)機(jī)填料是平均粒徑為5μm的球狀二氧化硅顆粒以外，以實(shí)施例1中相同的方法制備厚25μm的膜狀電路連接粘合劑，以及進(jìn)行其連接電阻的評(píng)價(jià)、其耐熱和耐濕性試驗(yàn)及其吸水性測(cè)量。結(jié)果示于表I中。
(比較例2)除了以基于環(huán)氧樹(shù)脂總重量的32重量％混合無(wú)機(jī)填料以外，以實(shí)施例1中相同的方法制備厚25μm的膜狀電路連接粘合劑，并且進(jìn)行其連接電阻的評(píng)價(jià)、其耐熱和耐濕性試驗(yàn)及其吸水性測(cè)量。結(jié)果示于表I中。
(比較例3)除了以基于環(huán)氧樹(shù)脂總重量的0.1重量％混合無(wú)機(jī)填料以外，以實(shí)施例1中相同的方法制備厚25μm的膜狀電路連接粘合劑，并且進(jìn)行其連接電阻的評(píng)價(jià)、其耐熱和耐濕性試驗(yàn)及其吸水性測(cè)量。結(jié)果示于表I中。
表I

表I中所示的結(jié)果顯示，當(dāng)用本發(fā)明的電路連接粘合劑(實(shí)施例)進(jìn)行粘結(jié)時(shí)，連接電阻值的增加小，而即使在將粘結(jié)試驗(yàn)樣品長(zhǎng)時(shí)間放在高溫高濕環(huán)境中的情況下也可以獲得優(yōu)異的耐熱學(xué)和耐濕性。另一方面，在使用平均粒徑大的無(wú)機(jī)填料的比較例1中，初期的連接電阻高，而且電阻值的增加率大。同樣地，在無(wú)機(jī)填料的混合量大的比較例2中，初期的連接電阻高，電阻值的增加率也大。至于無(wú)機(jī)填料的混合量小的比較例3，初期連接電阻比實(shí)施例低，但是電阻值的增加率高。如同從這些結(jié)果中可以清楚看到的，通過(guò)采用本發(fā)明的電路連接粘合劑可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐熱學(xué)和耐濕性以及可以得到高可靠性。
權(quán)利要求
1.一種電路連接粘合劑，其包含作為必要成分的(1)環(huán)氧樹(shù)脂；(2)潛在性固化劑；(3)平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料；和(4)電導(dǎo)性顆粒。
2.權(quán)利要求1的電路連接粘合劑，其中所述無(wú)機(jī)填料的混合量相對(duì)于所述環(huán)氧樹(shù)脂的總重量是0.5重量％以上以及30重量％以下。
3.權(quán)利要求1或2的電路連接粘合劑，其中所述無(wú)機(jī)填料的平均粒徑是100nm以下。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的電路連接粘合劑，其中所述無(wú)機(jī)填料由二氧化硅制成。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的電路連接粘合劑，其中所述無(wú)機(jī)填料用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。
6.權(quán)利要求5的電路連接粘合劑，其中所述偶聯(lián)劑是含有烷氧基的硅烷偶聯(lián)劑。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的電路連接粘合劑，其中所述電導(dǎo)性顆粒的直徑與長(zhǎng)度之間的比值(長(zhǎng)徑比)為5以上。
8.權(quán)利要求7的電路連接粘合劑，其中所述電路連接粘合劑是膜狀，以及所述電導(dǎo)性顆粒在膜厚方向上取向。
全文摘要
提供耐熱性和耐濕性?xún)?yōu)異的電路連接粘合劑。本發(fā)明的電路連接粘合劑可以用于要求高性能可靠性的用途，因?yàn)樗陔姌O等的連接時(shí)顯示令人滿(mǎn)意的導(dǎo)電/絕緣性能，而且其特性即使在高溫和高濕度環(huán)境下長(zhǎng)期使用之后也不會(huì)變化太多。該電路連接粘合劑包含環(huán)氧樹(shù)脂、潛在性固化劑、平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料、和電導(dǎo)性顆粒作為必要成分。通過(guò)混合足夠量的平均粒徑為500nm以下的無(wú)機(jī)填料，能夠減小熱膨脹系數(shù)以及能夠提高耐熱性和耐濕性。
文檔編號(hào)C09J163/00GK1950912SQ20058001473
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者年岡英昭, 山本正道, 川端計(jì)博 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社