本發(fā)明涉及壓電振動部件和涂布方法。

背景技術(shù)：

作為用于將電子部件安裝于基板的粘接劑，一直使用使導電性填料分散于粘合劑樹脂而成的導電性粘接劑。若使導電性粘接劑介于電子部件的端子與形成于基板上的配線之間而進行壓接，則端子與配線之間夾入的導電性填料彼此接觸而相連并形成導通路徑。作為這種導電性粘接劑，例如已知在專利文獻1～3中提出的那樣，除了導電性填料以外還使絕緣性填料分散而成的導電性粘接劑以及其粘合劑樹脂配合有基礎(chǔ)樹脂和用于促進基礎(chǔ)樹脂的交聯(lián)而高分子量化的交聯(lián)劑而成的導電性粘接劑等。根據(jù)專利文獻1，報道了為提高與其它配合物的混合性，基礎(chǔ)樹脂的重均分子量優(yōu)選為10000以上且小于1000000。根據(jù)專利文獻2，提出了作為環(huán)氧樹脂的交聯(lián)劑，使用分子量2000以上且小于5000的聚氧丙烯二胺或分子量2000以上且小于4000的jeffamine(注冊商標)。根據(jù)專利文獻3，作為導電性填料的平均粒徑例示了4μm，作為絕緣性填料的平均粒徑例示了3μm。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011－179006號公報

專利文獻2：日本特開平11－343397號公報

專利文獻3：日本專利4816827號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，伴隨著電子部件的微間距化，為了將導電性粘接劑高精度地涂布于粘接位置，使用噴射點膠(jetdispensing)方法。作為點膠方法的方式，已知利用空氣壓力在噴嘴前端噴出規(guī)定量的粘接劑的一般的空氣脈沖方式；以及，利用電磁空氣閥的開閉從噴嘴前端噴射粘接劑，以非接觸方式涂布粘接劑的噴射點膠方法。噴射點膠方法中，為了確保導電性粘接劑的噴出穩(wěn)定性且以使噴出的導電性粘接劑著落于被粘接面時其涂布直徑不擴散，導電性粘接劑優(yōu)選兼具適度的粘性和防滴落性(液切れ性)。若減小基礎(chǔ)樹脂的分子量則粘性變低，因此防滴落性變好，但固化后的彈性模量變高，柔軟性受損，對機械沖擊的耐性、導通可靠性下降。另一方面，若增大基礎(chǔ)樹脂的分子量，則粘性變高，因此可以抑制著落后的涂布直徑的擴散，但防滴落性劣化，來自噴射點膠器的導電性粘接劑的噴出變難。此外，導電性粘接劑的固化后的彈性模量不僅依賴于基礎(chǔ)樹脂的分子量，而且也依賴于交聯(lián)劑的分子量，因此優(yōu)選將交聯(lián)劑的分子量也進行了考慮而調(diào)整導電性粘接劑的組成。而且，在通過噴射點膠方法涂布導電性粘接劑時，優(yōu)選以導電性填料、絕緣性填料容易通過噴嘴孔的方式調(diào)整導電性填料、絕緣性填料的粒徑。上述專利文獻1～3中，并未考慮為了平衡良好地滿足導電性粘接劑所需的防滴落性、涂布直徑、耐沖擊性、導通可靠性而綜合地考慮基礎(chǔ)樹脂的平均分子量、交聯(lián)劑的分子量、導電性填料的粒徑、絕緣性填料的粒徑，進而調(diào)整導電性粘接劑的組成。

本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其課題是能夠?qū)⒐袒暗膶щ娦哉辰觿└呔鹊赝坎加谡辰游恢玫耐瑫r提高固化后的導電性粘接劑的可靠性。

本發(fā)明的一個方式所涉及的壓電振動部件具有壓電振子、基板和接合壓電振子與基板的導電性粘接劑。導電性粘接劑含有有機硅系基礎(chǔ)樹脂、交聯(lián)劑、導電性填料和絕緣性填料，有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量為20000～102000，交聯(lián)劑的數(shù)均分子量為1950～4620，導電性填料和絕緣性填料的粒徑為10μm以下。

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒐袒暗膶щ娦哉辰觿└呔鹊赝坎加谡辰游恢们夷軌蛱岣吖袒蟮膶щ娦哉辰觿┑目煽啃浴?/p>

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的壓電振動部件的分解立體圖。

圖2是以本發(fā)明的實施方式所涉及的壓電振子與基板之間的連接位置為中心的局部截面圖。

圖3是表示本實施例所涉及的有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量與涂布直徑的關(guān)系的圖。

圖4是表示本實施例所涉及的交聯(lián)劑的數(shù)均分子量與導通可靠性故障率的關(guān)系的圖。

圖5是表示本實施例所涉及的交聯(lián)劑的數(shù)均分子量與耐落下性試驗故障率的關(guān)系的圖。

圖6是表示本實施例所涉及的導電性填料的粒徑的分布的圖。

圖7是表示本實施例所涉及的絕緣性填料的粒徑的分布的圖。

具體實施方式

以下，一邊參照圖1～圖2一邊對本發(fā)明的實施方式進行說明。這里，相同符號表示相同的構(gòu)件，省略其重復(fù)的說明。

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的壓電振動部件40的分解立體圖。如圖1所示，壓電振動部件40主要具備：壓電振子20、具有安裝壓電振子20的主面11的基板10以及用于密封壓電振子20來防止外部空氣的蓋30。壓電振子20具備：具有在厚度方向?qū)χ玫亩€面的平板狀的壓電板21、形成于壓電板21的一面的激勵電極22、以及形成于壓電板21的另一面的激勵電極23。若對激勵電極22、23施加交流電壓，則壓電板21以厚度切變模式振動。壓電板21由顯示壓電特性的壓電材質(zhì)(例如，水晶板、壓電陶瓷等)構(gòu)成。激勵電極22、23例如由金、鉻、鎳、鋁、鈦等的導電性薄膜構(gòu)成。

基板10為具有在其厚度方向?qū)χ玫亩€面的平板狀，將二個面中安裝壓電振子20的面稱為主面11。主面11上形成有介由導電性粘接劑12與激勵電極23導通的配線13和介由導電性粘接劑15與激勵電極22導通的配線16。作為在各個配線13、16上涂布導電性粘接劑12、15的方式，例如，使用點膠方法，特別優(yōu)選為噴射點膠方法。在點膠方法中，噴射點膠方法在量產(chǎn)性方面優(yōu)異?；?0由具有適度的機械強度和電絕緣性的材質(zhì)(例如，氧化鋁等絕緣陶瓷、以絕緣層被覆合成樹脂、金屬板的表面而成的復(fù)合材料等)構(gòu)成。另外，基板10具有以將拐角部分(角部分)的一部分切下而成為圓筒曲面狀的方式形成的缺口部14、17，配線13、16可分別從缺口部14、17延伸至主面11的背面而與外部電路連接。蓋30是用于密封壓電振子20來防止外部空氣的有底蓋構(gòu)件，由金屬材質(zhì)、絕緣材質(zhì)或復(fù)合材料(例如，以金屬薄膜被覆絕緣構(gòu)件的表面而成的復(fù)合材料等)構(gòu)成。

圖2是以壓電振子20的激勵電極23與基板10的配線13之間的連接位置為中心的局部截面圖。導電性粘接劑12是使導電性填料122和絕緣性填料123分散于作為基材的粘接劑組合物121而成的。粘接劑組合物121含有基礎(chǔ)樹脂和用于促進該基礎(chǔ)樹脂的交聯(lián)而高分子量化的交聯(lián)劑(固化劑)。應(yīng)予說明，導電性粘接劑15的組成與導電性粘接劑12的組成相同。

作為基礎(chǔ)樹脂，優(yōu)選使用具有熱固性成分的樹脂，例如，優(yōu)選為有機硅樹脂。有機硅樹脂具有以無機質(zhì)的硅氧烷鍵(-si-o-si-)為主鏈且在支鏈上鍵合有有機基團的結(jié)構(gòu)，有加成固化型和濕氣固化型(縮合固化型)。加成固化型是分成作為基礎(chǔ)樹脂的聚硅氧烷和交聯(lián)劑的雙液型，通過使用鉑催化劑進行加熱而固化。濕氣固化型在室溫下與空氣中的水分進行化學反應(yīng)而固化。若有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量變小，則其結(jié)果為固化后的導電性粘接劑12的彈性模量(橡膠彈性)變大，存在對機械沖擊的耐性、導通可靠性下降的趨勢。此外，若有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量變小，則低分子硅氧烷的含量變多，低分子硅氧烷有可能從固化后的導電性粘接劑12滲出而發(fā)散，從而產(chǎn)生接點不良等不良影響。此外，在通過噴射點膠方法涂布時也會產(chǎn)生導電性粘接劑12的涂布直徑不必要地擴大的問題。因此，有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量的下限實質(zhì)上為20000～30000左右。另一方面，若有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量變大，則通過噴射點膠方法涂布導電性粘接劑12時的防滴落性劣化。具體而言，若有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量大于80000，則防滴落性開始顯現(xiàn)劣化，產(chǎn)生取得噴嘴與被粘接面的距離的需要，或噴出結(jié)束時間變長，因此可穩(wěn)定地涂布的有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量的上限實質(zhì)上為100000左右。考慮到這種情況，為了將通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑的涂布直徑調(diào)整為155μm以下，有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量優(yōu)選為20000～100000，更優(yōu)選為30000～80000，特別優(yōu)選為43000～70000。

另外，伴隨著制品小型化，要求通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑的涂布直徑變小。如圖1所示那樣將壓電振子20以短邊上的2點保持的情況下，若在壓電振子20的寬度尺寸(短邊的尺寸)為600μm～650μm時上述涂布直徑為130μm～155μm則可以將壓電振子高精度且穩(wěn)定地保持在基板上。在這種情況下，制品可以是長邊為1.2mm，短邊為1.0mm。

若交聯(lián)劑的數(shù)均分子量變大，則存在固化物的交聯(lián)密度變小、凝聚力下降、并且粘接強度變?nèi)酢煽啃怨收下首兏叩内厔?，另一方面，若交?lián)劑的數(shù)均分子量變小，則固化物的交聯(lián)密度變大，柔軟性下降，因此存在無法吸收沖擊而耐落下性試驗故障率變高的趨勢?？紤]到這種情況，交聯(lián)劑的數(shù)均分子量優(yōu)選為1950～4620。

導電性填料122只要具有可得到電連接的導電性即可。作為導電性填料122，例如，可舉出au、ag、ni、cu和焊料等金屬粒子或碳粒子等。此外，導電性填料122可以是以1層或2層以上的層被覆成為核的粒子，其最外層具有導電性的填料。在這種情況下，從得到更優(yōu)異的有效期的觀點出發(fā)，就最外層而言，與ni、cu等過渡金屬相比，優(yōu)選以au、ag和/或鉑族金屬等貴金屬為主成分，更優(yōu)選由這些貴金屬的1種以上構(gòu)成。這些貴金屬中，最優(yōu)選為au。例如，為了將通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑12的涂布直徑調(diào)整為155μm以下，導電性填料122的粒徑優(yōu)選為10μm以下。應(yīng)予說明，導電性填料122的形狀可以是球狀、鱗片狀等任何形狀，此外，也可以混合多個種類的形狀。

絕緣性填料123只要在與導電性填料122接觸時可阻止與導電性填料122的電導通即可。作為絕緣性填料123，優(yōu)選為含有絕緣性的樹脂作為主成分的粒子。作為絕緣性的樹脂，例如，可舉出聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、苯乙烯－(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯－(甲基)丙烯酸酯共聚物等(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯－(甲基)丙烯酸共聚物等(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯－二乙烯基苯共聚物、苯乙烯－丁二烯共聚物、二乙烯基苯樹脂、苯乙烯－異丁烯共聚物、乙烯－丙烯共聚物、苯氧基樹脂、固態(tài)環(huán)氧樹脂和有機硅樹脂。這些之中，從柔軟性更加優(yōu)異的觀點出發(fā)，優(yōu)選為有機硅樹脂。通過使用有機硅樹脂作為絕緣性填料123，可減小固化后的導電性粘接劑12的彈性模量，提高對機械沖擊的耐性、導通可靠性。它們可以單獨使用1種或組合使用2種以上。絕緣性填料123可以是由以絕緣性的樹脂為主成分的絕緣性材料構(gòu)成的粒子，也可以是以1層或2層以上的絕緣層或?qū)щ妼颖桓渤蔀榻^緣性或?qū)щ娦缘暮说牧Ｗ?，其最外層具有絕緣性的粒子。例如，為了將通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑12的涂布直徑調(diào)整為155μm以下，絕緣性填料123的粒徑優(yōu)選為10μm以下。應(yīng)予說明，絕緣性填料123的形狀可以是球狀、鱗片狀等任何形狀，此外，也可以混合多個種類的形狀。

如圖2所示，在導電性填料122的形狀為鱗片形狀，絕緣性填料123的形狀為球狀，且導電性填料122小于絕緣性填料123時，與絕緣性填料123的形狀為鱗片形狀的情況相比，可以增大絕緣性填料123彼此之間的空間。此外，由于導電性填料122的形狀為鱗片形狀，且導電性填料122小于絕緣性填料123，因此導電性填料122彼此沒有間隙地密集，在絕緣性填料123彼此之間的空間高密度地填充有導電性填料122。由此，可提高導電性粘接劑12的電接合可靠性。從這種觀點出發(fā)，導電性填料122的中值徑優(yōu)選小于絕緣性填料123的中值徑。例如，也可以將導電性填料122的中值徑設(shè)為2.1μm，將絕緣性填料123的中值徑設(shè)為4.0μm。

另外，導電性粘接劑12不限定于用于接合壓電振子20和基板10的用途，可用于所有電子部件的制造。尤其是可以很好地用于通過噴射點膠方法將導電性粘接劑12涂布于被粘接面而制造電子部件的工序。

[實施例1]

將有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量調(diào)整為43000、72000、102000、131000、160000，測量通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑12的涂布直徑的結(jié)果，如圖3所示，對于各個重均分子量，可得到152.6μm、149μm、150μm、186.9μm、199μm的涂布直徑。由該實驗結(jié)果可知，為了將通過噴射點膠方法而涂布的導電性粘接劑12的涂布直徑調(diào)整為155μm以下，有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量優(yōu)選為102000以下。應(yīng)予說明，有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量是通過高效液相色譜法測定，作為聚苯乙烯換算的相對分子量算出的。

[實施例2]

將交聯(lián)劑的數(shù)均分子量調(diào)整為1200、2900、4620、6100，測量導電性粘接劑12的導通可靠性故障率的結(jié)果，如圖4所示，對于各個數(shù)均分子量，可得到0％、0％、0％、17％的導通可靠性故障率。由該實驗結(jié)果可知，為了提高導電性粘接劑12的導通可靠性，交聯(lián)劑的數(shù)均分子量優(yōu)選為4620以下。另外，導通可靠性故障率的測量中，對在基板表面將電極(鎳合金基底電極(膜厚0.1μm)、金基底電極(膜厚0.4μm))成膜而成的陶瓷基板的槽(寬度30μm和深度30μm)涂布導電性粘接劑12，在大氣中200℃的溫度環(huán)境下用60分鐘使導電性粘接劑12固化。然后，將在施加壓力的過程中導電性粘接劑12的電阻值大于初期值的5倍的情況判定為“故障”。電阻值的測定是使用毫歐表通過4端子法而進行的。應(yīng)予說明，導通可靠性故障率的測量中使用的試樣數(shù)為6。

[實施例3]

將交聯(lián)劑的數(shù)均分子量調(diào)整為1200、1950、2900、4620，測量導電性粘接劑12的耐落下性試驗故障率，其結(jié)果，如圖5所示，對于各個數(shù)均分子量，可得到50％、0％、0％、0％的耐落下性試驗故障率。由該實驗結(jié)果可知，為了提高導電性粘接劑12的耐沖擊性，交聯(lián)劑的數(shù)均分子量優(yōu)選為1950以上。另外，在耐落下性試驗故障率的測量中，使用導電性粘接劑12將壓電振子20安裝于基板10而制作壓電振動部件40，將其安裝于試驗用基板，將試驗用基板旋擰到模仿手機外殼的試驗用具的內(nèi)部。然后，從1.5m的高度分別將試驗用具的6個面朝向下方地使其落下到混凝土上各1次合計6次，將上述工序作為1個循環(huán)，將在100次循環(huán)數(shù)以內(nèi)壓電振子20與基板10之間不能出現(xiàn)電特性的樣品判定為“故障”。應(yīng)予說明，耐落下性試驗故障率的測量中使用的試樣數(shù)為6。

[實施例4]

使用具有293mpa的彈性模量的導電性粘接劑12，試制共振頻率37.4mhz的壓電振子20。如圖6所示，作為導電性填料122，使用中值徑為2.1μm、最大直徑為10μm的銀填料。如圖7所示，作為絕緣性填料123，使用中值徑為4.0μm、最大直徑為10μm的有機硅樹脂填料。作為有機硅系基礎(chǔ)樹脂，使用重均分子量為72000的有機硅系基礎(chǔ)樹脂。該有機硅系基礎(chǔ)樹脂由重均分子量為43000的有機硅系基礎(chǔ)樹脂(75wt％)和重均分子量為160000的有機硅系基礎(chǔ)樹脂(25wt％)進行調(diào)整。作為交聯(lián)劑，使用數(shù)均分子量為3030的交聯(lián)劑。通過噴射點膠方法涂布導電性粘接劑12，其結(jié)果，在連續(xù)涂布次數(shù)6000次以上能夠進行涂布直徑130μm以下的微小涂布。由該實驗結(jié)果可知，通過將有機硅系基礎(chǔ)樹脂的重均分子量設(shè)為80000以下，可以使導電性粘接劑12的防滴落性良好，根據(jù)噴射點膠方法可穩(wěn)定地噴出。此外，通過使用有機硅樹脂填料作為絕緣性填料123，導電性粘接劑12的柔軟性增加，因此可得到良好的防滴落性，能夠進行穩(wěn)定的連續(xù)微小涂布。此外，通過將導電性填料122和絕緣性填料123的最大直徑設(shè)為10μm，可以從噴射點膠器的微小噴嘴穩(wěn)定地噴出導電性粘接劑12。對壓電振子20的等效串聯(lián)電阻進行測定的結(jié)果，可得到平均值35.6ω這樣的良好的值。對壓電振子20的耐落下性試驗故障率進行測定，其結(jié)果，直至落下次數(shù)為100次為止，耐落下性試驗故障率為0。由該實驗結(jié)果可知，通過使用有機硅樹脂填料作為絕緣性填料123，并且使用數(shù)均分子量為1050以上的交聯(lián)劑作為交聯(lián)劑，可以減小導電性粘接劑12的固化后的彈性模量，可提高對機械沖擊的耐性。應(yīng)予說明，耐落下性試驗故障率的測量中使用的試樣數(shù)為6。

另外，以上說明的各實施方式是用于容易地理解本發(fā)明的實施方式，但不能解釋為限定本發(fā)明。本發(fā)明能夠不脫離其主旨地進行變更/改良，并且本發(fā)明中也包含其等價物。即，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員對各實施方式施加了適當設(shè)計變更的方式，只要具備本發(fā)明的特征，則也包含于本發(fā)明的范圍。例如，各實施方式所具備的各因素以及其配置、材料、條件、形狀、大小等并不限定于所例示的內(nèi)容而可以適當?shù)刈兏?。此外，各實施方式所具備的各因素只要在技術(shù)上可能則可以進行組合，將它們組合而成的內(nèi)容只要包含本發(fā)明的特征則也包含于本發(fā)明的范圍。

符號說明

10…基板

11…主面

12…導電性粘接劑

13…配線

14…缺口部

15…導電性粘接劑

16…配線

17…缺口部

20…壓電振子

21…壓電板

22…激勵電極

23…激勵電極

30…蓋

40…壓電振動部件

121…粘接劑組合物

122…導電性填料

123…絕緣性填料