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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023019594
(43)【公開日】2023-02-09
(54)【発明の名称】2液硬化型導電性接着剤
(51)【国際特許分類】
   C09J 163/00 20060101AFI20230202BHJP
   H01B 1/22 20060101ALI20230202BHJP
   H01B 1/00 20060101ALI20230202BHJP
   C09J 9/02 20060101ALI20230202BHJP
   C09J 11/04 20060101ALI20230202BHJP
【FI】
C09J163/00
H01B1/22 D
H01B1/00 D
H01B1/00 H
C09J9/02
C09J11/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021124455
(22)【出願日】2021-07-29
(71)【出願人】
【識別番号】000105947
【氏名又は名称】サカタインクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100214363
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 達也
(72)【発明者】
【氏名】藤井 香織
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 柾之
【テーマコード(参考)】
4J040
5G301
【Fターム(参考)】
4J040EC001
4J040EC061
4J040GA24
4J040HA066
4J040JA13
4J040JB10
4J040KA01
4J040KA14
4J040KA16
4J040KA32
4J040LA03
4J040LA09
4J040MA02
4J040MA04
4J040MA05
4J040MB03
4J040NA19
4J040NA20
5G301DA03
5G301DA06
5G301DA42
5G301DA57
5G301DD03
5G301DE01
(57)【要約】
【課題】室温硬化性を有し、ハンドリング性に優れ、即硬化性に優れ、接合強度が高く、導電性に優れる、新規な無溶剤型の2液硬化型導電性接着剤を提供すること。
【解決手段】樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状のエポキシ系樹脂を含有する第1剤と、樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状の3官能以上のチオール化合物を含有する第2剤とから少なくとも構成され、下記条件1及び2;
条件1:2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に樹枝状銀コート銅粉末が60質量%以上80質量%以下となるように含有される、
条件2:第1剤及び/又は第2剤中に、硬化触媒が含有されている、
を満たす2液硬化型導電性接着剤。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状のエポキシ系樹脂を含有する第1剤と、樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状の3官能以上のチオール化合物を含有する第2剤とから少なくとも構成され、
下記条件1及び条件2;
条件1:2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に樹枝状銀コート銅粉末が60質量%以上80質量%以下となるように含有される、
条件2:第1剤及び/又は第2剤中に、硬化触媒が含有されている、
を満たす2液硬化型導電性接着剤。
【請求項2】
第2剤中に分散剤が含有されている、請求項1に記載の2液硬化型導電性接着剤。
【請求項3】
樹枝状銀コート銅粉末の平均粒径が1μm以上11μm以下である、請求項1又は2に記載の2液硬化型導電性接着剤。
【請求項4】
25℃で液状のエポキシ系樹脂がビスフェノールA型エポキシ樹脂である、請求項1~3のいずれか1項に記載の2液硬化型導電性接着剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2液硬化型導電性接着剤に関する。
【背景技術】
【0002】
導電性接着剤としては、多種多様な組成のものが知られ、種々の用途に使用されている。例えば、ウエラブルデバイス、LED等におけるダイボンディングや、各種の導電接続の際に用いられている。
一方、これまで、太陽電池モジュールでは、インターコネクタとして半田コートされたリボン状銅箔等からなるタブ線を用い、その一端側を一の太陽電池セルの表面電極に接続し、その他端側を隣接する太陽電池セルの裏面電極に接続することで、各太陽電池セルを直列に接続していた。
【0003】
特許文献1には、太陽電池セルの受光面に銀ペーストをスクリーン印刷して形成したバスバー電極とタブ線とを半田処理するとともに、太陽電池セルの裏面接続部に形成された銀電極とタブ線とを半田処理することで接続することが記載されている。しかしながら、半田付けは、約260℃の高温接続処理が必要であるため、太陽電池セルの反りや、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続部に生じる内部応力、さらにフラックスの残渣等により、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下することが懸念される。
【0004】
特許文献2には、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電性接着フィルムを用いることが記載されている。導電性接着フィルムとしては、平均粒径が数μmオーダーの球状または鱗片状の導電性粒子を、熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。導電性接着フィルムは、表面電極及び裏面電極とタブ線との間に介在された後、タブ線の上から熱加圧されることにより、バインダー樹脂が流動性を示して電極、タブ線間より流出されるとともに、導電性粒子が電極とタブ線間の導通を図り、この状態でバインダー樹脂が熱硬化する。これにより、タブ線によって複数の太陽電池セルが直列接続されたストリングスが形成される。しかしながら、近年、タブ線の接続工程においては、タクトタイムの短縮化が求められおり、導電性接着フィルムではタクトタイムの短縮化(即硬化性)が不十分である。
【0005】
特許文献3には、少なくともエポキシ樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを備え、上記硬化剤は、イミダゾール系硬化剤及び有機酸ジヒドラジド硬化剤を含有した低温硬化型の導電性接着剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004-356349号公報
【特許文献2】特開2008-135654号公報
【特許文献3】特開2016-178312号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
これまでは、室温硬化性を有し、ハンドリング性(取扱性)に優れ、即硬化性に優れ(タクトタイムの短縮)、接合強度に優れ(接続信頼性を有し)、導電性に優れる(体積抵抗率が低い)導電性接着剤は知られていなかった。
本発明は、室温硬化性を有し、ハンドリング性に優れ、即硬化性に優れ、接合強度が高く、導電性に優れる、新規な無溶剤型の2液硬化型導電性接着剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の組成の2液硬化型導電性接着剤とすることで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、以下のとおりである。
[1]樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状のエポキシ系樹脂を含有する第1剤と、樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状の3官能以上のチオール化合物を含有する第2剤とから少なくとも構成され、
下記条件1及び条件2;
条件1:2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に樹枝状銀コート銅粉末が60質量%以上80質量%以下となるように含有される、
条件2:第1剤及び/又は第2剤中に、硬化触媒が含有されている、
を満たす2液硬化型導電性接着剤。
[2]第2剤中に分散剤が含有されている[1]に記載の2液硬化型導電性接着剤。
[3]樹枝状銀コート銅粉末の平均粒径が、1μm以上11μmである、[1]又は[2]に記載の2液硬化型導電性接着剤。
[4]25℃で液状のエポキシ系樹脂がビスフェノールA型エポキシ樹脂である、[1]~[3]のいずれか1項に記載の2液硬化型導電性接着剤。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、室温硬化性を有し、ハンドリング性に優れ、即硬化性に優れ、各種基材に対する接合強度(密着性)が高く、導電性に優れる、新規な無溶剤型の2液硬化型導電性接着剤が提供される。
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、回路接続材料やプリンテッドエレクトロニクス材料として有用であり、太陽電池、ウエラブルデバイス、LED等のダイボンディング等に用いる導電性接着剤として極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の2液硬化型導電性接着剤について詳細に説明する。
【0011】
[2液硬化型導電性接着剤]
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、導電性粉末の少なくとも一部として樹枝状銀コート銅粉末を使用するもので、樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状のエポキシ系樹脂を含有する第1剤と、樹枝状銀コート銅粉末と25℃で液状の3官能以上のチオール化合物を含有する第2剤とから少なくとも構成され、下記条件1及び2;
条件1:2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に樹枝状銀コート銅粉末が60質量%以上80質量%以下となるように含有される、
条件2:第1剤及び/又は第2剤中に、硬化触媒が含有されている、
を満たす2液硬化型導電性接着剤である。
【0012】
<樹枝状銀コート銅粉末>
樹枝状銀コート銅粉末は、樹枝状銅粉末の表面を銀でコーティングしたものである。樹枝状銅粉末を銀コートした樹枝状銀コート銅粉末を使用することで、体積抵抗率を低くでき、接合強度(密着性)を向上させることができる。
樹枝状銀コート銅粉末の製法についても特に限定はない。例えば、樹枝状銅粉末を銀めっきする方法、樹枝状銅粉末の表面の銅を銀と置換反応する方法等が挙げられる。
【0013】
樹枝状銀コート銅粉末の平均粒径は、特に限定されない。例えば1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上であり、例えば15μm以下、好ましくは13μm以下、より好ましくは11μm以下である。ここで、本明細書中の樹枝状銀コート銅粉末等の導電性粉末の平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積50容量%における体積累積粒径D50の値である。
樹枝状銀コート銅粉末の平均粒径が15μmよりも大きいと、配線パターンの断線が生じやすくなるおそれがある。また、樹枝状銀コート銅粉末の平均粒径が1μmよりも小さいと、コアの銅が露出してこの部分から銅が酸化し、経時的に配線パターンの比抵抗が増大するおそれがある。
【0014】
樹枝状銀コート銅粉末における銀の含有率は、特に限定されない。例えば1質量%以上、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、例えば40質量%以下、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。銀の含有率が1質量%よりも小さいとき、コアの銅が露出するおそれがあり、経時的に配線パターンの比抵抗が増大するおそれがある。また、銀の含有率が40質量%よりも大きいとき、イオンマイグレーションが生じる可能性が高くなる。
【0015】
樹枝状銀コート銅粉末の具体例としては、ACBY-2、ACAX-225(三井金属鉱業社製)等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
樹枝状銀コート銅粉末は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有されている。
【0016】
樹枝状銀コート銅粉末は、2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に60質量%以上80質量%以下含有される。樹枝状銀コート銅粉末の含有量が、2液硬化型導電性接着剤の硬化塗膜中に60質量%以上であると、2液硬化型導電性接着剤の硬化膜の導電性及び熱伝導率が向上し、放熱性を向上させることができ、80質量%以下であると、2液硬化型導電性接着剤の硬化膜の被着材への密着性を確保することができる。
【0017】
<25℃で液状のエポキシ系樹脂>
25℃で液状のエポキシ系樹脂としては、1分子内にグリシジル基を2つ以上有するエポキシ系樹脂であって、温度25℃、圧力10Paにおいて液状であれば、分子量や分子構造は特に限定されない。
【0018】
25℃で液状のエポキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びビスフェノールAF型エポキシ樹脂が好ましい。
【0019】
25℃で液状エポキシ系樹脂の具体例としては、例えば、DIC社製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂)、「630」、「630LSD」、ADEKA社製の「EP-3980S」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX-721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂)、「PB-3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);新日鉄化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4-グリシジルシクロヘキサン)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0020】
25℃で液状のエポキシ系樹脂は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有させることができ、また、第1剤のみに含有させることができる。好ましくは、第1剤及び第2剤の両方に含有させる。
25℃で液状のエポキシ系樹脂の2液硬化型導電性接着剤の含有量は、特に限定されない。樹枝状銀コート銅粉末、25℃で液状のエポキシ系樹脂、25℃で液状の3官能以上のチオール化合物及び硬化触媒の合計を100質量%として、例えば10質量%以上、好ましくは15質量%以上であり、例えば30質量%以下、好ましくは25質量%以下である。
【0021】
<25℃で液状の3官能以上のチオール化合物>
25℃で液状の3官能以上のチオール化合物は、25℃で液状のエポキシ系樹脂の硬化剤として使用できる。
25℃で液状の3官能以上のチオール化合物としては、1分子中に1級~3級チオール基を3つ以上有するチオール化合物であって、温度25℃、圧力10Paにおいて液状であれば、分子量や分子構造は特に限定されない。
【0022】
1級チオール基を有する3官能以上のチオール化合物の具体例としては、例えば、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリスメルカプトアセテート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(4-メルカプトブチレート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、トリス-[(3-メルカプトブチリルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、グリセロールトリス-(3-メルカプトプロピオネート)、グリセロールトリス-(4-メルカプトブチレート)等の3官能チオール化合物;ペンタエリスリトールテトラメルカプトアセテート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4-メルカプトブチレート)等の4官能チオール化合物;ジペンタエリスリトールヘキサメルカプトアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4-メルカプトブチレート)等の4官能を超える多官能チオール化合物等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0023】
2級チオール基を有する3官能以上のチオール化合物の具体例としては、例えば、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトプロピオネート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス[2-(3-メルカプトブチリルオキシエチル)]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、トリメチロールプロパントリス(4-メルカプトバレレート)、トリス-[(3-メルカプトブチリルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、トリス-2-(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)エチルイソシアヌレート等の3官能チオール化合物;ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)等の4官能チオール化合物;ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)等の4官能を超える多官能チオール化合物等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0024】
3級チオール基を有するチオール化合物の具体例としては、トリメチロールエタントリス(2-メルカプトイソブチレート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトイソブチレート)、トリメチロールエタントリス(3-メルカプト-3-メチルブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプト-3-メチルブチレート)等の3官能チオール化合物;ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトイソブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプト-3-メチルブチレート)等の4官能チオール化合物;ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-メルカプトイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプト-3-メチルブチレート)等の4官能を超える多官能チオール化合物等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0025】
25℃で液状の3官能以上のチオール化合物は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有させることができ、また、第2剤のみに含有させることができる。好ましくは、第2剤のみに含有させる。
【0026】
25℃で液状の3官能以上のチオール化合物の使用量は、特に限定されない。樹枝状銀コート銅粉末、25℃で液状のエポキシ系樹脂、25℃で液状の3官能以上のチオール化合物及び硬化触媒の合計を100質量%として、例えば30質量%以上、好ましくは25質量%以上であり、例えば50質量%以下、好ましくは45.0質量%以下とすることができる。
また、25℃で液状のエポキシ系樹脂のエポキシ基1当量に対して、25℃で液状の3官能以上のチオール化合物のチオール基が、例えば0.7当量以上、好ましくは0.8当量以上、より好ましくは0.9当量以上であり、例えば1.5当量以下、好ましくは1.4当量以下、より好ましくは1.1当量以下であり、最も好ましくは1.0当量とすることができる。エポキシ基1当量に対して0.7当量未満の場合、導電性樹脂組成物の即硬化性が低下し、硬化に時間がかかる又は塗膜の硬化不良が発生するおそれがあり、1.5当量を超える場合、過剰となる硬化剤未反応物の影響で塗膜の硬化不良が発生し、塗膜強度が低下するおそれがある。
【0027】
<硬化触媒>
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、エポキシ系樹脂と硬化剤の硬化を促進させるための硬化触媒を含有する。
【0028】
硬化触媒の具体例としては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のエチレンアミン類、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等の脂肪族第三アミン類、ジメチルベンジルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、ジメチルアミノ-p-クレゾール、ピペリジン、α-ピコリン、ピリジン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、3,4,5-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、N-アミノエチルピペラジン、1,3,6-トリスアミノメチルヘキサン、m-キシレンジアミン、p-キシレンジアミン、N-(2-アミノエチル)ピペラジン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、ジアミノフェニルメタン、メチレンジアニリン、2,4-トルエンジアミン、2,4-ジアミノアニゾール、2,4-トルエンジアミン、2,4-ジアミノジフェニルアミン、4,4’-メチレンジアニリン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラピロ〔5,5〕ウンデカン、1,8-ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセン-7もしくはポリアミン、ポリアミドアミン、ポリアミド、変性ポリアミン、変性ポリアミドアミン、変性ポリアミド等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの硬化触媒の中で、触媒性能および粘度の観点から、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールが好ましく用いられる。
【0029】
硬化触媒は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有させることができ、また、第1剤又は第2剤のいずれか一方のみに含有させることができる。好ましくは、第1剤又は第2剤のいずれか一方のみに含有させる。
硬化触媒の2液硬化型導電性接着剤の含有量は、特に限定されない。樹枝状銀コート銅粉末、25℃で液状のエポキシ系樹脂、25℃で液状の3官能以上のチオール化合物及び硬化触媒の合計を100質量%として、例えば0.005質量%以上、好ましくは0.01質量%以上であり、例えば3.0質量%以下、好ましくは2.0質量%以下である。
【0030】
<分散剤>
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、樹枝状銀コート銅粉末の凝集を防止するために、必要に応じて分散剤を含有していてもよい。
【0031】
分散剤の具体例としては、例えば、ソルスパース9000、ソルスパース12000、ソルスパース17000、ソルスパース20000、ソルスパース21000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000、ソルスパース32000、ソルスパース35100、ソルスパース54000、ソルシックス250(以上、日本ルーブリゾール社製)、EFKA 4008、EFKA 4009、EFKA 4010、EFKA 4015、EFKA 4046、EFKA 4047、EFKA 4060、EFKA 4080、EFKA 7462、EFKA 4020、EFKA 4050、EFKA 4055、EFKA 4400、EFKA 4401、EFKA 4402、EFKA 4403、EFKA 4300、EFKA 4330、EFKA 4340、EFKA 6220、EFKA 6225、EFKA 6700、EFKA 6780、EFKA 6782、EFKA 8503(以上、エフカアディディブズ社製)、アジスパーPA111、アジスパーPB711、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPN411、フェイメックスL-12(以上、味の素ファインテクノ社製)、DISPERBYK-101、DISPERBYK-102、DISPERBYK-106、DISPERBYK-108、DISPERBYK-111、DISPERBYK-116、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、DISPERBYK-168、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、DISPERBYK-180、DISPERBYK-182、DISPERBYK-192、DISPERBYK-193、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2070、DISPERBYK-2155、DISPERBYK-2164、DISPERBYK-220S、DISPERBYK-300、DISPERBYK-306、DISPERBYK-320、DISPERBYK-322、DISPERBYK-325、DISPERBYK-330、DISPERBYK-340、DISPERBYK-350、DISPERBYK-377、DISPERBYK-378、DISPERBYK-380N、DISPERBYK-410、DISPERBYK-425、DISPERBYK-430(以上、ビックケミー・ジャパン社製)等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0032】
分散剤は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有させることができ、また、第1剤又は第2剤のいずれか一方のみに含有させることができる。好ましくは、第1剤又は第2剤のいずれか一方のみに含有させる。例えば、第2剤のみに含有させることができる。
分散剤の2液硬化型導電性接着剤の含有量は、特に限定されない。樹枝状銀コート銅粉末、25℃で液状のエポキシ系樹脂、25℃で液状の3官能以上のチオール化合物、硬化触媒及び分散剤の合計を100質量%として、例えば3.0質量%以下、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下である。
【0033】
<その他成分>
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、必要に応じて、性能が低下しない範囲で、エポキシ系樹脂以外の樹脂、有機酸化合物、顔料、充填剤(フィラー)、酸化防止剤、腐食抑制剤、界面活性剤、消泡剤、分散剤、粘度調整剤(チキソトロピー調整剤)、接着性付与剤、カップリング剤、沈降防止剤等、界面活性剤、pH調整剤(アミン化合物)、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等からなる群より選ばれる1種以上の各種添加剤を「その他成分」として混合することもできる。
【0034】
上記のその他成分は、2液硬化型導電性接着剤の第1剤及び第2剤の両方に含有させることができ、また、第1剤又は第2剤のいずれか一方のみに含有させることができる。
上記のその他成分の2液硬化型導電性接着剤の全固形分中における含有量は、特に限定されない。求める特性等に応じて、適宜その配合量を好適化することができる。
【0035】
<2液硬化型導電性接着剤の調製方法>
本発明の2液硬化型導電性接着剤樹脂組成物の調製方法は、特に限定されない。例えば、第1剤と第2剤とを別々に製造し、使用する前に第1剤と第2剤とを混合することで、本発明の2液硬化型導電性接着剤樹脂組成物を調製する方法が好ましい。
【0036】
第1剤の調製方法としては、特に限定されない。例えば、樹枝状銀コート銅粉末、25℃で液状のエポキシ系樹脂を必須成分とし、必要に応じて添加剤成分を、任意の順序で混合容器に加えて混合する方法が挙げられる。混合に際しては例えば、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、タンブラー、スターラー、撹拌機、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、自転公転ミキサー、混練ロール、単軸或いは二軸の押出機等の1つ以上の混合機を用いることができる。
【0037】
第2剤の調製方法としては、特に限定されない。例えば、樹枝状銀コート銅粉末、硬化剤、硬化触媒を必須成分とし、必要に応じ分散剤等の添加剤成分を、任意の順序で混合容器に加えて混合する方法が挙げられる。混合に際して用いられる混合機は、第1剤の調製方法で使用した混合機と同様のものを使用できる。
第1剤及び第2剤を調製する際の温度(各成分を混合する際の温度)は、特に限定されない。必要に応じて、加熱や冷却等することができ、例えば、10℃以上40℃以下とできる。
【0038】
<2液硬化型導電性接着剤の塗布方法・使用方法>
本発明の2液硬化型導電性接着剤の塗布方法は、特に限定されない。例えば、筆、ヘラ、刷毛、ロール、ダイコート、ナイフコーター、スロットダイコーター、スリットコート、リップコーター、ロールコーター、フローコーター、スプレーコーター、バーコーター、ディスペンサー、ディッピング、押出コート、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷等からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
【0039】
本発明の2液硬化型導電性接着剤は、第1剤を一方の被着材の接着面に、第2剤をもう一方の被着材の接着面に、それぞれ塗布し、それぞれの塗布面を貼り合せる方法、第1液と第2液を混合した後に、上記の塗布方法を用いて、被着材の塗布面に塗布する方法等が挙げられる。
また、本発明の2液硬化型導電性接着剤は、基材に直接塗布されてもよいし、離型シート(離型紙や樹脂製の離型フィルムなど)に塗布された後、基材に転写されてもよい。基材及び離型シートなどへの接着剤の塗布方法としては、例えば、本発明の2液硬化型導電性接着剤の塗布方法として記載した前記の方法等が挙げられる。
【実施例0040】
以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されない。特に断りのない限り、「%」は「質量%」を、「部」は「質量部」をそれぞれ意味する。
また、表1中における各成分の配合量に係る数値は、全て「部」(質量部)である。
【0041】
実施例及び比較例において用いた材料は、それぞれ以下のとおりである。
<導電性粉末>
・導電性粉末1:樹枝状銀コート銅粉末(三井金属鉱業社製「ACAX-225」)
(平均粒径9.7μm、タップ密度1.4g/cm
・導電性粉末2:樹枝状銀コート銅粉末(三井金属鉱業社製「ACBY-2」)
(平均粒径6.5μm、タップ密度1.2g/cm
・導電性粉末3:略球状フレーク状銀コート銅粉末(三井金属鉱業社製「1100YP」)
(平均粒径1.4μm、タップ密度3.3g/cm
・導電性粉末4:フレーク状銀コート銅粉末(東洋アルミニウム社製「TFM-15F」)
(平均粒径15.0μm、タップ密度2.2g/cm
・導電性粉末5:球状銀コート銅粉末(東洋アルミニウム社製「TFM-C05P」)
(平均粒径5.0μm、タップ密度4.9g/cm
・導電性粉末6:フレーク状銀粉末(福田金属箔工業社製「AgC-A」)
(平均粒径4.5μm、タップ密度2.9~3.6g/cm
・導電性粉末7:樹枝状銀粉末(三井金属鉱業社製「GLC」)
(平均粒径2.0μm、タップ密度0.4g/cm
・導電性粉末8:樹枝状銀粉末(三井金属鉱業社製「GKC」)
(平均粒径1.0μm、タップ密度4.9g/cm
【0042】
<25℃で液状のエポキシ系樹脂>
・エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「jER828」)
・エポキシ樹脂2:キレート変性型エポキシ樹脂(ADEKA社製「EP-49-23」)
<25℃で液状の3官能以上のチオール化合物>
・TMMP:トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学社製「TMMP-LV」)
・TEMPIC:トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート(SC有機化学社製「TEMPIC」)
・PEMP:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学社製「PEMP-LV」)
・DPMP:ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)(SC有機化学社製「DPMP」)
<硬化触媒>
・硬化触媒:2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(東京化成工業社製)
<分散剤>
・分散剤:ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK-2155」
【0043】
実施例及び比較例において、2液硬化型導電性接着剤のハンドリング性、即硬化性、接合強度及び導電性の測定・評価は、以下に示す方法で測定した。
<ハンドリング性>
レオメーター(TA Instruments社製Rheometer DHR-2)を用い、20mmコーンプレート、25℃条件にて、2液硬化型導電性接着剤の粘度測定を実施し、せん断速度10s-1における粘度に基づいて、以下の基準で評価した。
S:粘度が250Pa.s以下で、ペーストのハンドリング性が良好であるもの。
A:粘度が250Pa.sより大きく350Pa.s以下で、ペーストのハンドリング性が良好であるもの。
B:粘度の測定は可能であるが350Pa.sを超えるもの。
C:粘度が高すぎて測定不可能であるもの。
ハンドリング性は、「S」、「A]及び「B」が合格である。
【0044】
<即硬化性>
ガラス基板上に、厚さ100μmの各2液硬化型導電性接着剤の塗膜を形成し、25℃で静置した際の指触評価に基づき、以下の基準で評価した。
A:2時間静置後に指触評価した際に、タックがない。
B:2時間静置後に指触評価した際に、タックが残っているが、24時間静置後に指触評価した際に、タックがない。
C:24時間静置後に指触評価した際に、タックが残っている。
即硬化性は、「A」及び「B」が合格である。
【0045】
<接合強度>
ガラス基板(ユタカパネルサービス社製)と5630LEDチップを、各2液硬化型導電性接着剤を直径1mm、厚さ100μmとなるように正負電極それぞれの下に塗布することで接合して測定用サンプルを作製した。得られたサンプルについて、レスカ社製Bonding Tester PTR1102を用いてダイシェアテスト(0.1mm/sec)を実施し、以下の基準で評価した。
S:接合強度4,000gf以上で、強力な接合強度を有する。
A:接合強度1,000gf以上4,000gf未満で、十分な接合強度を有する。
B:接合強度が1,000gf未満で、接合強度が弱い。
C:接合できない。
接合強度は、「S」、「A」及び「B」が合格である。
【0046】
<導電性>
太さ1mm、体積抵抗率3.0×10ー4cm・Ωの印刷配線上に、各2液硬化型導電性接着剤を直径1mm、厚さ100μmとなるように正負電極それぞれの下に塗布して、5630LEDチップを接合し、測定用サンプルをそれぞれ5つ作製した。LEDチェッカーを用いて起電力3Vの電圧を配線の両端に印加し、以下の基準で評価した。
A:全てのサンプルでLEDが点灯する。
C:LEDが点灯しないサンプルがある。
導電性は、「A」が合格である。
【0047】
[実施例1~12、比較例1~7]
<第1剤の作製>
表1に示される成分を、表1に示される量(質量部)で配合し、第1剤としてA1~A12を作製した。
【0048】
【表1】
【0049】
<第2剤の作製>
表2及び表3に示される成分を、表2及び表3に示される量(質量部)で配合し、第2剤としてB1~B18を作製した。
【0050】
【表2】
【0051】
【表3】
【0052】
<2液硬化型導電性接着剤の作製>
第1剤及び第2剤を表4及び表5に示される組み合わせとし、第1剤と第2剤とを質量比で1:1となるように配合し、実施例1~12及び比較例1~7に係る2液硬化型導電性接着剤を作製した。各2液硬化型導電性接着剤における各成分の含有量(質量%)、ハンドリング性、即硬化性、接合強度及び導電性の評価を表4及び表5に併せて示す。
【0053】
【表4】
【0054】
【表5】
【0055】
表4及び表5より、本発明に係る2液硬化型導電性接着剤である実施例1~12の接着剤は、ハンドリング性、即硬化性、接合強度及び導電性に優れたものであることがわかる。一方で、導電性粉末の含有量が少ない比較例1、導電性粉末として樹枝状銀コート銅を用いない比較例2~7は、即硬化性、接合強度、導電性のいずれか1つ以上の点で問題があることがわかる。