掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

技术领域

本发明涉及一种焊料粒子的分级方法、焊料粒子、焊料粒子的分级系统、黏合剂组合物及黏合剂膜。

背景技术

在将电子器件安装于印刷配线基板等的表面安装技术中,使用由焊料粒子和膏状的助熔剂混合而成的焊膏。焊料粒子通常使用直径为约100μm以上的球状粒子。

近年来,对智能手机、个人计算机、平板计算机等电子设备的小型轻量化、高功能化的要求越来越高,随之要求进一步提高电子设备的耐久可靠性。因此,要求在安装时将电极-配线之间的间隙维持为恒定,并抑制各配线中的间隙偏差。

作为响应上述要求的措施之一,有焊料粒子的粒径分布的均匀化。焊料粒子通过各种方法来制造,在各种制造方法中还进行了抑制粒径的偏差的研究(例如,参考下述专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-160442号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而,即使为专利文献1中所记载的方法,所制造的焊料粒子中还大量包含通过筛分而分离的不良品,在获得分散度小的单分散焊料粒子的基础上,需要进行焊料粒子的分级。

本发明的目的在于提供一种焊料粒子的分级方法、焊料粒子及焊料粒子的分级系统、以及包含焊料粒子的黏合剂组合物及黏合剂膜。

用于解决技术课题的手段

本发明的一方式涉及一种焊料粒子的分级方法,其具备:第1工序,静电吸附装置具备第一电极及第二电极,所述第一电极具备具有静电扩散性或导电性的配置部,所述第二电极具备与配置部对置且设置有向配置部侧开口的多个开口部的具有绝缘性的吸附部,通过在静电吸附装置的第一电极与第二电极之间形成电场,从而将配置于配置部的焊料粒子P静电吸附于吸附部;第2工序,从吸附部去除吸附于吸附部且未收纳于开口部的焊料粒子P2;及第3工序,从经过第2工序的吸附部回收收纳于开口部的焊料粒子P1,焊料粒子P的平均粒径为10μm以上。

根据上述方法,通过第2工序,能够有效地去除未收纳于开口部的粒径大的焊料粒子,并且能够使回收的焊料粒子P1的分散度小于焊料粒子P。由此,能够获得粒径的CV值(粒径的变动系数)小的焊料粒子。并且,根据上述方法,通过调节开口部的开口径,能够容易地变更回收的焊料粒子P1的平均粒径。

从减小回收的焊料粒子P1的粒径的CV值的观点考虑,上述焊料粒子P的粒径小于10μm的粒子的比例可以为30个%以下。

上述焊料粒子的分级方法中,在将焊料粒子P的平均粒径设为MDp(μm),将开口部的开口径设为OD(μm)时,MDp/OD可以满足0.5~1.5。

本发明的另一方式涉及一种平均粒径为10~100μm、粒径的CV值为3~15%的平均圆球度为0.90以上的焊料粒子。

通过上述焊料粒子分别具有上述结构,恒定地维持表面安装中的安装时的电极-配线之间的间隙、能够对应于抑制在各配线中的间隙偏差的要求并且能够通过上述的焊料粒子的分级方法由利用通常的方法制造的焊料粒子制造,在这一点上,可以说生产率优异。

上述焊料粒子的平均粒径可以为10~50μm。

本发明的另一方式涉及一种含有黏合剂成分及上述焊料粒子的黏合剂组合物。

本发明的另一方式涉及一种含有黏合剂成分及上述焊料粒子的黏合剂膜。

本发明的另一方式涉及一种焊料粒子的分级系统,具备:静电吸附装置,其具备第一电极及第二电极,所述第一电极具备具有静电扩散性或导电性的配置部,所述第二电极具有与配置部对置且设置有向配置部侧开口的多个开口部的具有绝缘性的吸附部;去除手段,用于从吸附部去除吸附于吸附部且未收纳于开口部的焊料粒子;及回收手段,用于回收收纳于吸附部的开口部的焊料粒子。

根据上述焊料粒子的分级系统,能够实施上述的焊料粒子的分级方法,并且能够获得粒径的CV值(粒径的变动系数)小的焊料粒子。并且,通过调节开口部的开口径,能够容易变更获得的焊料粒子的平均粒径。因此,上述焊料粒子的分级系统也能够作为单分散焊料粒子的制造系统应用。

发明效果

根据本发明,能够提供一种焊料粒子的分级方法、焊料粒子及焊料粒子的分级系统、以及包含焊料粒子的黏合剂组合物及黏合剂膜。

附图说明

图1是表示在焊料粒子的分级方法中使用的静电吸附装置的概略结构的图。

图2中,图2的(a)是示意性地表示吸附部的一例的俯视图,图2的(b)是图2的(a)的Ib-Ib线的剖视图。

图3是用于说明焊料粒子的分级方法的示意图。

图4是用于说明焊料粒子的分级方法的示意图。

图5是焊料粒子-1及焊料粒子-2的SEM图像。

图6是实施例1中的分级前后的焊料粒子的SEM图像。

图7是比较例1中的分级前后的焊料粒子的SEM图像。

具体实施方式

以下,根据情况参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下实施方式。

另外,在本说明书中阶段性记载的数值范围内,某一阶段的数值范围的上限值或下限值也可以替换为其他阶段的数值范围的上限值或下限值。并且,在本说明书中所记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。并且,在本说明书中,方便起见,也将多个粒子的集合称为“粒子”。

[焊料粒子的分级方法]

本实施方式的焊料粒子的分级方法具备:第1工序,静电吸附装置具备第一电极及第二电极,所述第一电极具备具有静电扩散性或导电性的配置部,所述第二电极具备与配置部对置且设置有向配置部侧开口的多个开口部的具有绝缘性的吸附部,通过在静电吸附装置的第一电极与第二电极之间形成电场,从而将配置于配置部的焊料粒子P静电吸附于吸附部;第2工序,去除吸附于吸附部且未收纳于开口部的焊料粒子P2;及第3工序,从经过第2工序的吸附部回收收纳于开口部的焊料粒子P1。

图1是表示在本实施方式的焊料粒子的分级方法中使用的静电吸附装置的基本结构的图。

静电吸附装置1具备具有配置部2a的下部电极(第一电极)2、配置于比配置部2a更靠重力方向的上方侧并且具有与配置部2a对置的吸附部4的上部电极(第二电极)3、与下部电极2及上部电极3连接的电源5及与电源5连接的控制部6。配置部2a上配置焊料粒子P。

图1所示的配置部2a为与下部电极主体成为一体并且为上部电极3侧的表面。配置部2a可以单独设置于下部电极2的上部电极3侧的表面上。

作为下部电极2的材质,能够使用具有静电扩散性或导电性的材料。例如,能够使用表面电阻率为10

作为设置于下部电极2的上部电极3侧的表面上的配置部2a的材质,能够使用具有静电扩散性或导电性的材料。例如,能够使用表面电阻率为10

静电扩散性的配置部的表面电阻率可以为10

作为构成上部电极3的电极主体,能够使用具有静电扩散性或导电性的电极主体。例如,能够使用表面电阻率为10

吸附部4上设置有向配置部侧开口的多个开口部10。开口部10可以以规定图案设置。作为吸附部4的材质,能够使用绝缘性材料。例如能够使用表面电阻率超过10

图2的(a)是示意性地表示吸附部的一例的俯视图,图2的(b)是图2的(a)的Ib-Ib线的剖视图。图2的(a)所示的吸附部4设置有具有规定图案(开口图案)的多个开口部(凹部)10。规定图案(开口图案)可以为规则配置,也可以为无规则配置。

吸附部4的开口部10可以形成为开口面积从开口部10的底部10a侧朝向吸附部4的表面4a侧放大的锥形状。即,如图2的(a)及(b)所示,开口部10的底部10a的宽度(图2的(a)及(b)中的宽度a)优选比开口部10的表面4a中的开口的宽度(图2的(a)及(b)中的宽度b(以下,也称为开口部的“开口径”))窄。并且,开口部10的尺寸(宽度a、宽度b、容积、锥角度及深度等)根据收纳的焊料粒子的尺寸设定即可。

开口的宽度b(开口径)能够适当设定,以使回收的焊料粒子P1的平均粒径在规定范围内。例如,从防止混入具有除了回收目标粒径以外的粒径的焊料粒子的观点考虑,开口的宽度b(开口径)能够设为5~120μm、6~120μm或7~120μm。

开口的宽度b(开口径)能够适当设定,以使回收的焊料粒子P1的平均粒径在规定范围内。并且,从提高回收效率的观点考虑,在将焊料粒子P的平均粒径设为MDp(μm),将开口部的开口径设为OD(μm)时,MDp/OD可以满足0.5~1.5,也可以满足0.75~1.25,还可以满足0.9~1.1。

另外,开口部10的形状可以为除了图2的(a)及(b)所示的形状以外的形状。例如,表面4a中的开口的形状除了圆形以外,也可以为楕圆形、三角形、四边形、多边形等。关于底部10a,也可以为除了平面以外的形状,例如可以为山型、谷型、微细的突起的集合体等。从提高焊料粒子P1的平均圆球度的观点考虑,开口的形状可以为圆形、楕圆形、三角形、四边形、多边形。

收纳于吸附部的开口部的焊料粒子P1可以不是粒子整体收纳于开口部内,也可以为焊料粒子的一部分从吸附部的表面4a突出的状态。例如,粒子的粒径的2/3以下的部分可以突出,也可以突出1/2以下。

作为构成吸附部4的材料,例如能够使用硅、各种陶瓷、玻璃、不锈钢等金属等无机材料、以及各种树脂等有机材料。吸附部的开口部10能够通过光刻法、纳米压印、机械加工法、电子束加工法、放射线加工法等公知的方法形成。并且,吸附部4可以为单层,也可以如基体层与设置有开口部的开口部层的层叠体那样由多个层构成。当吸附部4为层叠体的情况下,例如可以为在PET等基体层上具备使用光固化性树脂组合物并且通过光刻法、纳米压印等方法形成的开口部层的薄膜。

静电吸附装置1中,下部电极2与上部电极3隔着规定间隔而配置,其电极间距离D1能够设为0.5~100mm,可以为1~20mm,也可以为2~15mm。

静电吸附装置1中,下部电极2也可以是能够移动的,在该情况下,能够容易连续供给焊料粒子。例如,能够在带体或圆柱状的辊的表面设置下部电极。

静电吸附装置1中,上部电极3可以是能够移动的,在该情况下,能够容易连续供给吸附焊料粒子的吸附部。例如,能够在带体或圆柱状的辊的表面设置上部电极。

电源5只要能够在下部电极及上部电极之间形成电场即可,例如能够使用公知的高压电源。高压电源可以为直流电源,也可以为交流电源。

控制部6例如能够具有调整施加的电压、施加时间等的功能。

(第1工序)

在第1工序中,通过在静电吸附装置1的第一电极2与第二电极3之间形成电场,将配置于配置部2a的焊料粒子P静电吸附于吸附部4。

配置于配置部的焊料粒子P能够使用通过公知的方法制造的焊料粒子,也可以使用微小焊球等市售品。

焊料粒子例如可以含有锡或锡合金。作为锡合金,例如能够使用In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等。作为这些锡合金的具体例,可以举出下述例。

·In-Sn(In52质量%、Sn48质量%熔点118℃)

·In-Sn-Ag(In20质量%、Sn77.2质量%、Ag2.8质量%熔点175℃)

·Sn-Bi(Sn43质量%、Bi57质量%熔点138℃)

·Sn-Bi-Ag(Sn42质量%、Bi57质量%、Ag1质量%熔点139℃)

·Sn-Ag-Cu(Sn96.5质量%、Ag3质量%、Cu0.5质量%熔点217℃)

·Sn-Cu(Sn99.3质量%、Cu0.7质量%熔点227℃)

·Sn-Au(Sn21.0质量%、Au79.0质量%熔点278℃)

焊料粒子例如可以含有铟或铟合金。作为铟合金,例如能够使用In-Bi合金、In-Ag合金等。作为这些铟合金的具体例,可以举出下述例。

·In-Bi(In66.3质量%、Bi33.7质量%熔点72℃)

·In-Bi(In33.0质量%、Bi67.0质量%熔点109℃)

·In-Ag(In97.0质量%、Ag3.0质量%熔点145℃)

焊料粒子还可以含有选自Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、P及B中的一种以上。

焊料粒子P的形状可以为球状或大致球状,也可以为鳞片状、椭圆(橄榄球)状等非球形。

作为焊料粒子P,能够使用平均粒径为10μm以上的焊料粒子。在该情况下,配置于配置部的焊料粒子P能够充分含有粒子彼此不凝聚而以单粒子存在的焊料粒子,容易减小回收的焊料粒子P1的粒径的CV值。

焊料粒子的平均粒径通过如下来求出:从用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的照片使用数字卡尺随机测定100个焊料粒子的粒径,将它们进行平均。当焊料粒子为球状以外的形状的情况下,通过上述方法测定该焊料粒子的最长直径来求出。

焊料粒子的粒径的CV值通过对将通过上述方法测定的粒径的标准偏差除以平均粒径而得的值乘以100来算出。

从减小回收的焊料粒子P1的粒径的CV值的观点考虑,焊料粒子P的粒径小于10μm的粒子的比例可以为50个%以下,也可以为30个%以下,也可以为20个%以下,也可以为10个%以下,也可以不含有粒径小于10μm的粒子。

“个%”是指个数基准的比例(百分率)。例如,粒径小于10μm的粒子的比例如下求出。首先,从用SEM拍摄的照片使用数字卡尺随机测定100个焊料粒子的粒径。对粒径小于10μm的粒子的个数进行计算,将该个数除以整体的个数(100个)乘以100,由此能够求出粒径小于10μm的粒子的比例。在焊料粒子为球状以外的形状的情况下,将焊料粒子的最长直径设为粒径。

焊料粒子P可以预先通过基于筛的干式分级及沉降分级等公知的分级方法实施去除粒径小于10μm的焊料粒子的处理。

从防止具有除了回收目标粒径以外的粒径的焊料粒子的混入的观点考虑,焊料粒子P的粒径30μm以上的粒子的比例可以为50个%以下,也可以为40个%以下,也可以为30个%以下,也可以不含有粒径30μm以上的粒子。

焊料粒子P可以预先通过基于筛的干式分级及沉降分级等公知的分级方法实施去除粒径为30μm以上的焊料粒子的处理。

焊料粒子P的平均圆球度可以为0.1以上、0.3以上、0.5以上、0.7以上、0.8以上、0.85以上、0.1~0.8或0.5~0.85。

焊料粒子的平均圆球度通过如下来求出:从用SEM拍摄的照片使用数字卡尺随机测定100个焊料粒子的最长直径及最小直径,算出由下述式定义的圆球度,将它们进行平均。

圆球度=D

[式中,D

焊料粒子P1的平均粒径可以为10~100μm、10~80μm、10~50μm、10~40μm、10~35μm、10~30μm、15~100μm、15~50μm、15~35μm、30~70μm、50~80μm、50~100μm或70~100μm。

焊料粒子P1的粒径的CV值可以为1%~20%、2%~18%或3%~15%。

焊料粒子P1的平均圆球度可以为0.90以上、0.92以上、0.95以上、0.98以上或0.985以上。

图3是用于说明本实施方式的焊料粒子的分级方法的示意图。图3的(a)表示在配置部上配置有焊料粒子P的状态。通过在下部电极(第一电极)及上部电极(第二电极)之间施加电场,在配置部中带有与上部电极相反的极性的焊料粒子P因静电引力而上升,上升的焊料粒子P静电吸附于吸附部。静电吸附于吸附部的焊料粒子被分为收纳于开口部的焊料粒子P1及未收纳于开口部的焊料粒子P2。在此,虽吸附于开口部,但是未收纳(例如,从吸附部的表面突出超过粒径的2/3或能够在第2工序中去除)的焊料粒子包含在焊料粒子P2中。

作为施加的电场强度,能够设为0.1~30kV/cm,可以为0.2~30kV/cm,也可以为0.5~20kV/cm。

电场的施加可以为连续,也可以为间歇。

作为电场的施加时间,能够根据吸附于吸附部的焊料粒子的量适当设定。

在本实施方式中,通过因在绝缘性吸附部4上吸附焊料粒子而引起的电场的减少作用,在吸附部4上充分吸附焊料粒子的时刻,也能够停止焊料粒子的静电吸附。即,焊料粒子越吸附于吸附部4,下部电极2及上部电极3之间的电场的强度越变小,因此配置部的焊料粒子消失,除此以外,充分降低电极之间的电场,由此也能够停止焊料粒子的飞升。利用该现象,例如只要能够通过能够使下部电极2移动或进行向配置部的焊料粒子的补充来供给充分量的焊料粒子,则能够将焊料粒子吸附于吸附部直至电场充分变弱。

在上述静电吸附装置中,第一电极和第二电极分别相对于重力方向配置于下侧及上侧,但是在本实施方式的焊料粒子的分级方法中,焊料粒子的移动方向可以为水平,也可以相对于重力方向倾斜。即使在这些情况下,第一电极及第二电极能够设为与上述相同的结构。

(第2工序)

在第2工序中,去除吸附于吸附部4且未收纳于开口部10的焊料粒子P2(剩余粒子)。

作为去除剩余粒子的方法,可以举出送风、刷子、刮板等物理去除手段、电离剂等静电去除的手段。

图4是用于说明本实施方式的焊料粒子的分级方法的示意图。图4的(a)是表示通过送风20去除吸附于吸附部4且未收纳于开口部10的焊料粒子P2的方式。

去除的剩余粒子可以被回收并再循环。

(第3工序)

在第3工序中,从经过第2工序的吸附部回收收纳于开口部的焊料粒子P1。

作为回收方法,可以举出超声波分散、通过风力的回收、通过对吸附部的冲击的粒子回收等。

图4的(b)表示将吸附部4浸渍于超声波分散装置22的任意有机溶剂等液体24中,通过超声波将收纳于开口部10的焊料粒子P1分散到液体24中的方式。

经过第3工序,能够回收焊料粒子P1。回收的焊料粒子P1可以直接用作降低了粒径的CV值的焊料粒子,也可以与其他焊料粒子混合使用。所回收的焊料粒子P1也能够进一步供于另一分级处理。

本实施方式的焊料粒子的分级方法能够减少在使用筛对粒子进行分级的方法中容易产生的、因堵塞引起的生产率的降低及对焊料粒子表面的损伤等不良情况。

通过利用本实施方式的焊料粒子的分级方法,能够制造具有所期望的平均粒径的、降低了粒径的CV值的焊料粒子。即,本实施方式的焊料粒子的分级方法能够作为低分散或单分散的焊料粒子的制造方法利用。

此外,通过利用本实施方式的焊料粒子的分级方法,能够制造具有所期望的平均粒径,且降低粒径的CV值,并提高平均圆球度的焊料粒子。即,本实施方式的焊料粒子的分级方法能够作为低分散及高圆球度的焊料粒子的制造方法利用。

[焊料粒子]

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为10~100μm,粒径的CV值为1~30%。

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为10~30μm,粒径的CV值可以为3~15%。

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为30~70μm,粒径的CV值可以为3~15%。

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为70~100μm,粒径的CV值可以为3~15%。

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为10~100μm,粒径的CV值为3~15%,平均圆球度可以为0.90以上。

本实施方式的焊料粒子的平均粒径为10~50μm,粒径的CV值为3~15%,平均圆球度可以为0.90以上。

通过上述焊料粒子均具有上述结构,恒定地维持表面安装中的安装时的电极-配线之间的间隙、能够对应于抑制在各配线中的间隙偏差的要求并且能够通过本实施方式的焊料粒子的分级方法由利用通常的方法制造的焊料粒子制造,在这一点上,可以说生产率优异。

本实施方式的焊料粒子的材质及形状能够设为与上述的焊料粒子P中的材质及形状相同。

从同时实现成本和单分散性的观点考虑,本实施方式的焊料粒子的平均粒径可以为10~100μm、10~80μm、10~50μm、10~40μm、10~35μm、10~30μm、15~100μm、15~50μm、15~35μm、30~70μm、50~80μm、50~100μm或70~100μm,粒径的CV值可以为1%~20%、2%~18%或3%~15%。

从连接稳定性的观点考虑,本实施方式的焊料粒子的平均圆球度可以为0.90以上、0.92以上、0.95以上、0.98或0.985以上。当平均圆球度在上述范围内时,在安装时电极之间捕获到的焊料粒子、或形成在电极上的焊料凸块不易产生高度的偏差,并且能够进一步减少不涉及连接的焊料粒子。

另外,作为一般的分级方法,已知有沉降分级、网格分级,但是在这些方法中,由于下述原因,无法获得具有上述平均圆球度的焊料粒子。即,沉降分级按比重分级,因此无法进行从形状(圆球度)的观点上的精密分级,网格分级由于使用网格进行分级,因此纵横比高的粒子(例如,橄榄球状粒子等)也穿过网格,因此无法进行从形状(圆球度)的观点上的精密分级。

[焊料分级系统]

本实施方式的焊料分级系统,其具备:静电吸附装置,具备第一电极及第二电极,所述第一电极具备具有静电扩散性或导电性的配置部,所述第二电极具有与配置部对置且设置有向配置部侧开口的多个开口部的具有绝缘性的吸附部;去除手段,用于从吸附部去除吸附于吸附部且未收纳于开口部的焊料粒子;及回收手段,用于回收收纳于吸附部的开口部的焊料粒子。

静电吸附装置、去除手段及回收手段能够设为与上述焊料粒子的分级方法中使用的静电吸附装置、去除手段及回收手段相同的结构。

根据上述焊料粒子的分级系统,能够实施上述的焊料粒子的分级方法,并且能够获得粒径的CV值(粒径的变动系数)小的焊料粒子。并且,通过调节开口部的开口径,能够容易变更获得的焊料粒子的平均粒径。因此,上述焊料粒子的分级系统也能够作为单分散焊料粒子的制造系统应用。

[黏合剂组合物]

本实施方式的黏合剂组合物包含黏合剂成分及上述的本实施方式的焊料粒子。

作为黏合剂成分,可以举出单体(主剂)及固化剂。单体能够使用阳离子聚合性化合物、阴离子聚合性化合物或自由基聚合性化合物。作为阳离子聚合性化合物或阴离子聚合性化合物,可以举出环氧系化合物。

作为环氧系化合物,能够使用由表氯醇、与双酚A、双酚F或双酚AD等双酚化合物衍生的双酚型环氧树脂,由表氯醇、与苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆等酚醛清漆树脂衍生的环氧酚醛清漆树脂,以及缩水甘油胺、缩水甘油醚、联苯、脂环式等一分子内具有2个以上的缩水甘油基的各种环氧化合物等。环氧系化合物可以为低聚物。

作为自由基聚合性化合物,能够使用具有通过自由基进行聚合的官能团的化合物,例如可以举出(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸系化合物、马来酰亚胺化合物、苯乙烯衍生物等。自由基聚合性化合物能够以单体或低聚物的任一状态而使用,也可以将单体与低聚物混合而使用。即,在本说明书中,所谓单体还包含低聚物。

单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

在使用环氧系化合物的情况下,作为固化剂,可以举出咪唑系、酰肼系、三氟化硼-胺络合物、锍盐、鎓盐、吡啶鎓盐、胺酰亚胺、多胺的盐、二氰二胺、酸酐等。从延长可使用时间的观点考虑,优选这些固化剂用聚氨酯系、聚酯系的高分子物质等包覆而被微胶囊化。

与环氧系化合物并用的固化剂可根据目标连接温度、连接时间、保存稳定性等而适当地选择。从高反应性的观点考虑,固化剂在制成包含环氧系化合物及固化剂的组合物时,其凝胶时间可以在规定的温度下为10秒以内,从保存稳定性的观点考虑,可以与在40℃下在恒温槽中保管10天后的组合物的凝胶时间没有差异。从这种观点考虑,固化剂可以为锍盐。

在使用丙烯酸系化合物的情况下,作为固化剂,可以举出过氧化化合物、偶氮系化合物等通过加热而分解并产生游离自由基的固化剂。

与丙烯酸系化合物并用的固化剂可根据目标连接温度、连接时间、保存稳定性等而适当地选择。从高反应性与保存稳定性的观点考虑,固化剂可以为10小时半衰期的温度为40℃以上且1分钟半衰期的温度为180℃以下的有机过氧化物或偶氮系化合物,也可以为10小时半衰期的温度为60℃以上且1分钟半衰期的温度为170℃以下的有机过氧化物或偶氮系化合物。

固化剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。黏合剂组合物可以进一步含有分解促进剂、抑制剂等。

从在使用环氧系化合物及丙烯酸系化合物的任一者的单体的情况下,将连接时间设为10秒以下时也获得充分的反应速率的观点考虑,相对于单体与后述的膜形成材料的合计100质量份,固化剂的调配量可以为0.1质量份以上且40质量份以下,也可以为1质量份以上且35质量份以下。若固化剂的调配量为0.1质量份以上,则能够获得充分的反应速率,且容易获得良好的黏合强度及小的连接电阻,若为40质量份以下,则容易防止黏合剂组合物的流动性下降而连接电阻上升的情况,并且容易确保黏合剂组合物的保存稳定性。

作为膜形成材料,优选为具有使包含上述单体及固化剂的粘度低的组合物的操作变得容易的作用的聚合物。通过使用膜形成材料,能够抑制膜容易开裂、破裂、发粘的情况,从而能够获得容易操作的各向异性导电膜等黏合剂膜。

本实施方式的黏合剂组合物可以进一步包含膜形成材料。

作为膜形成材料,能够适宜使用热塑性树脂。例如可以举出苯氧基树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、二甲苯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂等。这些聚合物中也可以包含硅氧烷键或氟取代基。从黏合强度、相容性、耐热性及机械强度的观点考虑,在上述树脂中,能够使用苯氧基树脂。

上述热塑性树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

热塑性树脂的分子量越大,越容易获得膜形成性,并且,能够广范围地设定影响黏合剂组合物的流动性的熔融粘度。热塑性树脂的重均分子量可以为5000以上且150000以下,也可以为10000以上且80000以下。若热塑性树脂的重均分子量为5000以上,则容易获得良好的膜形成性,若为150000以下,则容易获得与其他成分的良好的相容性。

另外,在本发明中,热塑性树脂的重均分子量是指按照下述条件,通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用基于标准聚苯乙烯的校准曲线而测定的值。

(测定条件)

装置:TOSOH CORPORATION制GPC-8020

检测器:TOSOH CORPORATION制RI-8020

色谱柱:Hitachi Chemical Company,Ltd.制Gelpack GLA160S+GLA150S

试样浓度:120mg/3mL

溶剂:四氢呋喃

注入量:60μL

压力:2.94×106Pa(30kgf/cm

流量:1.00mL/min

膜形成材料的调配量以单体、固化剂及膜形成材料的总量为基准可以为5质量%以上且80质量%以下,也可以为15质量%以上且70质量%以下。通过将膜形成材料的调配量设为5质量%以上,容易获得良好的膜形成性,通过设为80质量%以下,黏合剂组合物倾向于显示良好的流动性。

本实施方式的黏合剂组合物中的焊料粒子的含量相对于黏合剂组合物总量100体积份可以为5~80体积份的范围,也可以为10~70体积份。

并且,焊料粒子的含量以黏合剂组合物总量为基准可以为5~80质量%、10~70质量%或20~60质量%。

黏合剂组合物中可以还含有填充剂、软化剂、促进剂、抗老化剂、着色剂、阻燃化剂、触变剂、偶联剂等其他添加剂。

根据本实施方式的黏合剂组合物,能够制作各向异性导电膜等黏合剂膜。

[黏合剂膜]

本实施方式的黏合剂膜包含黏合剂成分及上述的本实施方式的焊料粒子。黏合剂膜能够设为与上述的本实施方式的黏合剂组合物相同的组成。

本实施方式的黏合剂膜能够通过以下的方法来制作。制备通过将本实施方式的黏合剂组合物在有机溶剂中搅拌混合或混炼而制备的清漆组合物(清漆状黏合剂组合物)。然后,在实施了离型处理的基材上使用刀型涂布机、辊涂布机、敷贴器、逗号涂布机、模涂布机等涂布清漆组合物之后,通过加热使溶剂挥发,能够在基材上形成黏合剂膜。

作为用于制备清漆组合物的溶剂,可以使用具有可以均匀地溶解或分散各成分的特性的溶剂。作为这种溶剂,例如可以举出甲苯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等。这些溶剂能够单独使用或组合2种以上来使用。制备清漆组合物时的搅拌混合及混炼例如能够使用搅拌机、擂溃机、三根辊、球磨机、珠磨机或均质分散器来进行。

作为基材,只要具有能够承受使溶剂挥发时的加热条件的耐热性,则并无特别限制,例如能够使用由拉伸聚丙烯(OPP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚烯烃、聚乙酸酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺、纤维素、乙烯·醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、合成橡胶系、液晶聚合物等形成的基材(例如薄膜)。

使溶剂从涂布到基材的清漆组合物挥发时的加热条件可以设为使溶剂充分挥发的条件。加热条件例如可以为40℃以上且120℃以下且0.1分钟以上且10分钟以下。

本实施方式的黏合剂膜中,溶剂的一部分可以不被去除而残留。本实施方式的黏合剂膜中的溶剂的含量例如以黏合剂膜的总质量为基准可以为10质量%以下,也可以为5质量%以下。

黏合剂膜的厚度例如可以为0.5~500μm,可以为1~100μm,可以为1~20μm。

本实施方式的黏合剂膜可以为单层结构,也可以为具有两个以上的层的多层结构。例如,可以为具备包含焊料粒子的层(由黏合剂成分和焊料粒子形成的第一黏合剂层)及不包含焊料粒子的层(由黏合剂成分形成的第二黏合剂层)的二层结构。例如,可以为具备包含焊料粒子的层(由黏合剂成分和焊料粒子形成的第一黏合剂层)、不包含焊料粒子的第一层(由黏合剂成分形成的第二黏合剂层)及不包含焊料粒子的第二层(由黏合剂成分形成的第三黏合剂层)的三层结构。当黏合剂膜为具有两个以上的层的多层结构时,焊料粒子的一部分可以从包含焊料粒子的层向不包含焊料粒子的层侧突出。当黏合剂膜为具有两个以上的层的多层结构时,各黏合剂层所含有的各成分的种类、含量、层厚等可以相同,也可以不同。当黏合剂膜为具有两个以上的层的多层结构时,分别可以为未固化的状态,也可以为一部分固化的状态。

本实施方式的黏合剂膜可以包含除了焊料粒子以外的导电粒子。导电粒子只要为具有导电性的粒子,则并无特别限制,可以为由Au、Ag、Ni、Cu等金属构成的金属粒子、由导电性碳构成的导电性碳粒子等。导电粒子可以为具备包含非导电性玻璃、陶瓷、塑料(聚苯乙烯等)等的核及包含上述金属或导电性碳且包覆核的包覆层的包覆导电粒子。其中,优选使用由热熔融性金属形成的金属粒子或具备包含塑料的核及包含金属或导电性碳且包覆核的包覆层的包覆导电粒子。导电粒子可以为具备上述金属粒子、导电性碳粒子或包覆导电粒子及绝缘层的绝缘包覆导电粒子,所述绝缘层包含树脂等绝缘材料,且包覆该粒子的表面。

本实施方式的黏合剂膜能够用作各向异性导电膜或各向同性导电膜。并且,本实施方式的黏合剂膜能够用作用于连接电路部件彼此的电路连接用黏合剂膜。作为电路部件,可以举出半导体、玻璃、陶瓷等无机基板;以TCP、FPC、COF等为代表的聚酰亚胺基板;在聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜等膜上形成有电极的基板;印刷线路板等。

实施例

以下,根据实施例及比较例进一步具体地说明本发明,但是本发明并不限定于以下实施例。

[焊料粒子]

(焊料粒子-1)

准备了具有粒径1~5μm的粒度分布的球状焊料粒子(材质:Sn43质量%、Bi57质量%、熔点:138℃)。

(焊料粒子-2)

准备了具有粒径20~38μm的粒度分布的球状焊料粒子(材质:Sn43质量%、Bi57质量%、熔点:138℃、粒径30μm以上的粒子的比例:20个%)。

(焊料粒子-3)

准备了具有粒径8~12μm的粒度分布的球状焊料粒子(材质:Sn43质量%、Bi57质量%、熔点:138℃)。

(焊料粒子-4)

准备了具有粒径12~18μm的粒度分布的球状焊料粒子(材质:Sn96.5质量%、Ag3质量%、Cu0.5质量%、熔点:217℃)。

(焊料粒子-5)

准备了具有粒径25~40μm的粒度分布的球状焊料粒子(材质:Sn43质量%、Bi57质量%、熔点:138℃)。

[吸附部的制作]

(制作例1)

在厚度50μm的PET膜上涂布UV固化性树脂,按压具有规定的凸状图案的模具并照射UV,由此准备了设置有多个开口部的树脂膜。另外,开口部设为图2的(b)中的a、b及c分别为20μm、22μm及20μm的形状。并且,树脂膜中的相邻的开口的最短距离为20μm。

(制作例2)

将开口部设为图2的(b)中的a、b及c分别为10μm、12μm及10μm的形状、及将树脂膜中的相邻的开口的最短距离设为10μm,除此以外,以与制作例1相同的方式准备了树脂膜。

(制作例3)

将开口部设为图2的(b)中的a、b及c分别为15μm、18μm及15μm的形状、及将树脂膜中的相邻的开口的最短距离设为15μm,除此以外,以与制作例1相同的方式准备了树脂膜。

(制作例4)

将开口部设为图2的(b)中的a、b及c分别为30μm、34μm及30μm的形状、及将树脂膜中的相邻的开口的最短距离设为30μm,除此以外,以与制作例1相同的方式准备了树脂膜。

[焊料粒子的分级]

(实施例1)

准备具有与上述的实施方式的静电吸附装置1相同的结构的装置,作为下部电极2使用铝板(厚度1mm),作为上部电极3使用将一个主面用制作例1的树脂膜包覆的铝板(厚度1mm),将电极间距离设定为5mm。

在铝板(下部电极)的表面散布焊料粒子-2,在电极之间施加5秒钟3.0kV的电压,使焊料粒子静电吸附在作为吸附部的树脂膜上。然后,通过送风进行了剩余粒子的去除。

将去除了剩余粒子的树脂膜浸渍于异丙醇中,进行超声波分散后静放,并回收了沉淀在异丙醇中的焊料粒子。

(实施例2)

在铝板(下部电极)的表面代替焊料粒子-2散布焊料粒子-3、及作为上部电极3使用了将一个主面用制作例2的树脂膜包覆的铝板(厚度1mm),除此以外,以与实施例1相同的方式,回收了焊料粒子。

(实施例3)

在铝板(下部电极)的表面代替焊料粒子-2散布焊料粒子-4、及作为上部电极3使用了将一个主面用制作例3的树脂膜包覆的铝板(厚度1mm),除此以外,以与实施例1相同的方式,回收了焊料粒子。

(实施例4)

在铝板(下部电极)的表面代替焊料粒子-2散布焊料粒子-5、及作为上部电极3使用了将一个主面用制作例4的树脂膜包覆的铝板(厚度1mm),除此以外,以与实施例1相同的方式,回收了焊料粒子。

(比较例1)

在铝板(下部电极)的表面代替焊料粒子-2散布焊料粒子-1,除此以外,以与实施例1相同的方式,回收了焊料粒子。

(焊料粒子的评价)

用SEM拍摄了焊料粒子-1、焊料粒子-2、焊料粒子-3、焊料粒子-4及焊料粒子-5、以及在实施例1~4及比较例1中回收的焊料粒子。从所获得的照片中使用数字卡尺随机测定100个粒子的直径,并算出平均粒径、粒径的CV值、及平均圆球度。将结果示于表1中。

另外,图5的(a)表示焊料粒子-1的SEM图像(放大倍数:3000倍),图5的(b)表示焊料粒子-2的SEM图像(放大倍数:200倍)。图6是实施例1中的分级前后的焊料粒子的SEM图像(放大倍数:500倍),(a)表示分级前,(b)表示分级后。图7是比较例1中的分级前后的焊料粒子的SEM图像(放大倍数:3000倍),(a)表示分级前,(b)表示分级后。

[表1]

符号说明

1-静电吸附装置,2-下部电极(第一电极),2a-配置部,3-上部电极(第二电极),4-吸附部,5-电源,6-控制部,10-开口部,P、P1、P2-焊料粒子。

技术分类

06120116514303