JP4813827B2 - Conductive adhesive having silica skeleton and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、導電性のシリコーン系接着剤であってシリカ骨格を有する導電性接着剤及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a conductive silicone-based adhesive having a silica skeleton and a method for manufacturing the same.
従来、熱硬化性樹脂系の接着剤としてシリコーン系接着剤が知られている。エレクトロニクス実装の分野では、環境保全と鉛に対する規制から鉛フリーはんだ及び導電性接着剤が使用されるようになってきている。 Conventionally, a silicone-based adhesive is known as a thermosetting resin-based adhesive. In the field of electronics mounting, lead-free solders and conductive adhesives have been used for environmental protection and lead regulations.
この種の導電性接着剤として以下の提案がある。
特開２００４−３３９３２５号公報に示す例では、体積抵抗率が低下された導電性接着剤として、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物と、樹脂組成物に分散された導電性粉体及び多孔質粉体とを含み、熱硬化性樹脂を硬化するために加熱すると、加熱により低粘度化された樹脂組成物が多孔質粉体の空孔内に浸透し、その結果、加熱による体積の減少が大きく、熱硬化性樹脂が硬化された状態での体積抵抗率を低くしている（特許文献１、[００１１]）。
There are the following proposals for this type of conductive adhesive.
In the example shown in JP 2004-339325 A, as a conductive adhesive having a reduced volume resistivity, a resin composition containing a thermosetting resin, a conductive powder dispersed in the resin composition, and a porous material When the resin composition is heated to cure the thermosetting resin, the resin composition whose viscosity is reduced by heating penetrates into the pores of the porous powder, and as a result, the volume is reduced by heating. The volume resistivity in a state where the thermosetting resin is hardened is low (
また特開２００５−８９６２９号公報に示す例では、導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有する化合物の分散性を向上させ、この化合物の添加量を低減することにより体積当たりの導電性の向上及び接着力の向上を図っており、熱硬化性化合物と、導電性フィラーとからなる導電性接着剤が、ヒドラジド化合物を含有する熱硬化性化合物を有していることにより、熱硬化する際に、導電性フィラーのマイグレーション抑制作用を有するヒドラジド化合物が重付加反応によって硬化物中に均一に分散して分散性が向上し、これによりマイグレーション抑制効果が向上して安定な導電性を発揮させている（特許文献２、[００１９]）。 Further, in the example shown in JP-A-2005-89629, the dispersibility of a compound having a migration inhibitory action of a conductive filler is improved, and the addition amount of this compound is reduced to improve the conductivity per volume and the adhesive strength. The conductive adhesive comprising a thermosetting compound and a conductive filler has a thermosetting compound containing a hydrazide compound. The hydrazide compound having a migration inhibitory action of the filler is uniformly dispersed in the cured product by a polyaddition reaction to improve the dispersibility, thereby improving the migration inhibitory effect and exhibiting stable conductivity (Patent Documents) 2, [0019]).
さらに特開２００２−８０８１６号公報に示す例では、導電性フィラーと、ヒドロキシ官能性有機化合物とを含む縮合硬化性シリコーン組成物で導電性シリコーン接着剤を調整し、良好な接着性と優れた導電性を有するシリコーン接着剤を形成している（特許文献３、[０００５]、[０００７]）。 Furthermore, in the example shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-80816, a conductive silicone adhesive is adjusted with a condensation curable silicone composition containing a conductive filler and a hydroxy-functional organic compound, and good adhesiveness and excellent conductivity are obtained. The silicone adhesive which has the property is formed (patent document 3, [0005], [0007]).
しかしながら、上記特許文献１〜３に示すような従来の導電性接着剤では、導電性を持たせるために熱硬化性有機材料に金属フィラーを添加したものであるため、例えば大気中２００℃以上の高い温度では分解し、接着力を維持することができない。
However, in the conventional conductive adhesives as shown in
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高温下でも導電性及び接着力が良好なシリカ骨格を有する導電性接着剤及びその作製方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the electroconductive adhesive which has a silica frame | skeleton with favorable electroconductivity and adhesive force also under high temperature, and its preparation method. .
上記目的を達成するために、本発明のうちシリカ骨格を有する導電性接着剤の発明は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランと、シリコン原子を有する疎水性有機化合物と（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）、カチオン系界面活性剤と、添加金属とを含む多孔質シリカ材料前駆体溶液からなる熱硬化性の導電性接着剤であって、導電性接着剤中のミセルに凝集した金属元素に基づいて熱硬化後に導電性の経路を形成して導電性接着可能にする構成を有している。 In order to achieve the above object, the invention of the conductive adhesive having a silica skeleton of the present invention is an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof, and a hydrophobic organic compound having a silicon atom. (Excluding organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) , a thermosetting conductive adhesive composed of a porous silica material precursor solution containing a cationic surfactant and an additive metal It is an agent, and has a configuration that enables conductive bonding by forming a conductive path after thermosetting based on metal elements aggregated in micelles in the conductive adhesive.
本発明のうちシリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法の発明は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランと、水と、シリコン原子を有する疎水性有機化合物（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）と、カチオン系界面活性剤と、酸性の溶媒とを加えて均一な多孔質シリカ材料を得る前駆体溶液を作製する過程と、前駆体溶液に添加金属を溶解する過程と、金属を含有する前駆体溶液を水で希釈して接着剤原液を作製する過程とを備え、接着剤原液中のミセルに凝集した金属元素に基づいて熱硬化後に導電性の経路を形成して導電性接着可能にする構成を有している。 Among the present inventions, the method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton includes an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof , water, and a hydrophobic organic compound having a silicon atom (tetra A process for preparing a precursor solution for obtaining a uniform porous silica material by adding a cationic surfactant and an acidic solvent, except for an organic silane composed of methoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) And a process of dissolving the added metal in the precursor solution and a process of preparing the adhesive stock solution by diluting the precursor solution containing the metal with water, based on the metal elements aggregated in the micelles in the adhesive stock solution Thus, a conductive path is formed after heat curing to enable conductive bonding.
また添加金属を溶解する過程過程の添加金属が金属アルコキシドであってもよい。
さらに添加金属を溶解する過程の添加金属がｐＨ１〜３の酸に溶解した金属であってもよい。
The added metal in the process of dissolving the added metal may be a metal alkoxide .
Further, the additive metal in the process of dissolving the additive metal may be a metal dissolved in an acid having a pH of 1 to 3 .
本発明のシリカ骨格を有する導電性接着剤は、導電性接着剤中のミセル外部へ選択的に金属元素が凝集してナノメートルサイズの金属元素の筒、例えば直径１０ナノメートル以下の金属元素の筒を形成し、熱硬化する際、シリカ重合により均一な多孔質シリカとして固化すると同時に界面活性剤が分解し接着剤中から脱離するが、残留した金属元素の筒が導電性の経路を形成する。
したがってシリカ骨格を有する導電性接着剤の発明は、熱硬化後に導電性接着ができるという効果を有する。
The conductive adhesive having a silica skeleton of the present invention is a tube of nanometer-sized metal elements, for example, a metal element having a diameter of 10 nanometers or less, by selectively aggregating metal elements outside the micelles in the conductive adhesive. When the tube is formed and cured, it solidifies as uniform porous silica by silica polymerization and at the same time the surfactant decomposes and desorbs from the adhesive, but the remaining metal element tube forms a conductive path To do.
Therefore, the invention of the conductive adhesive having a silica skeleton has an effect that conductive bonding can be performed after thermosetting.
また本発明のシリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法では、シリカ骨格を有するシリカ導電性接着剤を作製することができるという効果を有する。 Further, the method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton of the present invention has an effect that a silica conductive adhesive having a silica skeleton can be produced.
以下、シリカ骨格を有する導電性接着剤の発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランと、シリコン原子を有する疎水性有機化合物（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）と、カチオン系界面活性剤と、添加金属とを含む多孔質シリカ材料前駆体溶液からなる熱硬化性の導電性接着剤であり、この導電性接着剤中のミセルに凝集した金属元素に基づいて熱硬化後に導電性の経路を形成して導電性接着可能にするものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the invention of a conductive adhesive having a silica skeleton will be described in detail.
In this embodiment mode, an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof and a hydrophobic organic compound having a silicon atom (an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) Is a thermosetting conductive adhesive comprising a porous silica material precursor solution containing a cationic surfactant and an additive metal, and the metal elements aggregated in micelles in the conductive adhesive Based on this, a conductive path is formed after thermosetting to enable conductive bonding.
多孔質シリカ材料前駆体溶液は、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）或いはこれらの混合物からなる有機シランに、水と、疎水性有機化合物と、カチオン系界面活性剤と、添加金属とを加えて作製する。 The porous silica material precursor solution is composed of an organic silane composed of tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS) or a mixture thereof , water, a hydrophobic organic compound, a cationic surfactant, and an additive metal. And is made.
シリコン原子を有する疎水性有機化合物（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）は、疎水基として炭素数６以下のアルキル基を１個以上有する非重合性の有機シラン化合物及び有機シロキサン化合物のいずれか、或いは両方を使用するのが望ましい。
これら非重合性の有機シラン及び有機シロキサン化合物は重合禁止剤であり、重合反応を抑制する。
非重合性の有機シラン化合物としては、アルコキシシラン（ＴＭＯＳ及びＴＥＯＳを除く）、シラザン等が利用でき、非重合性の有機シロキサン化合物としては、オルガノポリシロキサンを利用することができる。
Hydrophobic organic compounds having silicon atoms (excluding organic silanes composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) are non-polymerizable organics having at least one alkyl group having 6 or less carbon atoms as a hydrophobic group. It is desirable to use either or both of a silane compound and an organosiloxane compound.
These non-polymerizable organic silanes and organosiloxane compounds are polymerization inhibitors and suppress the polymerization reaction.
As the non-polymerizable organic silane compound, alkoxysilane (excluding TMOS and TEOS), silazane and the like can be used, and as the non-polymerizable organic siloxane compound, organopolysiloxane can be used.
アルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン及びトリフルオロプロピルトリメトキシシランが利用可能である。 Alkoxysilanes include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane. Methoxysilane, decyltrimethoxysilane and trifluoropropyltrimethoxysilane are available.
シラザンとしては、ヘキサメチルジシラザンが利用可能である。 As the silazane, hexamethyldisilazane can be used.
オルガノポリシロキサンとしては、メチル基を有するものが好ましく、例えばヘキサメチルジシロキサンが利用可能である。特に、このヘキサメチルジシロキサンは重合禁止剤として最適である。 As the organopolysiloxane, those having a methyl group are preferable. For example, hexamethyldisiloxane can be used. In particular, this hexamethyldisiloxane is optimal as a polymerization inhibitor.
カチオン系界面活性剤は、塩化アルキルメチルアンモニウム（ＣＨ2(ＣＨ3)nＮ（ＣＨ3)3Ｃｌ：n＝７〜１５）、塩化アルキルトリメチルアンモニウム（例えば、塩化セチルトリメチルアンモニウム）、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、臭化アルキルメチルアンモニウム（ＣＨ2(ＣＨ3)nＮ（ＣＨ3)3Ｂｒ：n＝７〜１５）、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化ジアルキルジメチルアンモニウム、臭化アルキルジメチルベンジルアンモニウム及びアルキルトリメチルアンモニウムヒドロキシド（ＣＨ2(ＣＨ3)nＮ（ＣＨ3)3ＯＨ：n＝７〜１５）のいずれかである。 Cationic surfactants, alkyl chloride ammonium (CH 2 (CH 3) n N (CH 3) 3 Cl: n = 7~15), alkyltrimethylammonium chloride (e.g., cetyl trimethyl ammonium chloride), dialkyl chloride-dimethyl ammonium, alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride, alkyl bromide-ammonium (CH 2 (CH 3) n n (CH 3) 3 Br: n = 7~15), bromide alkyltrimethylammonium bromide dialkyldimethylammonium bromide One of alkyldimethylbenzylammonium and alkyltrimethylammonium hydroxide (CH 2 (CH 3 ) n N (CH 3 ) 3 OH: n = 7 to 15).
またシリカ骨格を有する接着剤に導電性を付加するために金属元素を添加するが、その添加金属は、例えば金属アルコキシドである。
金属アルコキシドとしては、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウムなどのアルコキシドが利用できる。
Further, a metal element is added in order to add conductivity to the adhesive having a silica skeleton, and the added metal is, for example, a metal alkoxide.
As the metal alkoxide, alkoxides such as aluminum, titanium, and zirconium can be used.
この添加金属は、酸に溶解させた金属を利用してもよく、この酸の水素イオン濃度はｐＨ１〜３であることが好ましい。
例えば、ｐＨ１〜３の硝酸に溶解させたＡｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの金属が利用できる。
The added metal may be a metal dissolved in an acid, and the hydrogen ion concentration of the acid is preferably
For example, metals such as Al, Ti, Fe, Co and Ni dissolved in
ここで、「シリカ骨格を有する」とは、純粋な二酸化珪素の構造を有するものだけでなく、純粋な二酸化珪素の構造ではないがシロキサン結合を有する構造をも意味する。 Here, “having a silica skeleton” means not only a structure having a pure silicon dioxide structure but also a structure having a siloxane bond, although not having a pure silicon dioxide structure.
次に本実施形態の作用を説明する。
本実施形態は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランに、水と、シリコン原子を有する疎水性有機化合物（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）と、カチオン系界面活性剤と、金属とを加えた多孔質シリカ材料前駆体溶液からなる熱硬化性の導電性接着剤であるので、接着剤溶液中に円柱状のミセルを形成する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In this embodiment, an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof is added to a hydrophobic organic compound having water and silicon atoms ( an organic composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof). This is a thermosetting conductive adhesive consisting of a porous silica material precursor solution with the addition of a cationic surfactant and metal, except for silane, so that cylindrical micelles are formed in the adhesive solution. To do.
金属イオンは水分子と錯体をつくり、ミセル外部へ選択的に凝集する。そのため金属元素の筒が造られる。その大きさは例えば直径１０ｎｍ以下となる。このナノメートルサイズの金属筒が溶液中に分散しているため、例えば２５０℃以上で加熱することで、シリカの重合により均一な多孔質シリカとして固化すると同時に、界面活性剤は分解し、接着剤中から脱離する。 Metal ions form a complex with water molecules and selectively aggregate outside the micelles. Therefore, a tube of metal elements is made. The size is, for example, 10 nm or less in diameter. Since the nanometer-sized metal cylinder is dispersed in the solution, for example, by heating at 250 ° C. or higher, the silica is polymerized to solidify as uniform porous silica, and at the same time, the surfactant decomposes and the adhesive Detach from inside.
金属元素の筒は残留するが、接着剤中に互いにランダムに交差しているので、加熟により導電性の経路を形成し、接着剤は導電性を発揮する。
したがって、本実施形態のシリカ骨格を有する導電性接着剤では、熱硬化後に導電性を有するとともに対象物を接着することができる。
Although the metal element cylinders remain, they intersect each other randomly in the adhesive, so that a conductive path is formed by ripening, and the adhesive exhibits conductivity.
Therefore, in the conductive adhesive having the silica skeleton of the present embodiment, it is possible to adhere an object while having conductivity after thermosetting.
次にシリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法について説明する。
シリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法は、先ず、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランに、水と、シリコン原子を有する疎水性有機化合物（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、或いはこれらの混合物からなる有機シランを除く）と、カチオン系界面活性剤と、酸性の溶媒とを加えて均一な多孔質シリカ材料を得る前駆体溶液を作製し（第１の過程）、次いで、この前駆体溶液に添加金属を溶解し（第２の過程）、そして、金属を含有する前駆体溶液を水で希釈して接着剤原液を作製する（第３の過程）。
Next, a method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton will be described.
A method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton is as follows. First, an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof is added to water and a hydrophobic organic compound having a silicon atom (tetramethoxysilane, tetra (Excluding organic silane consisting of ethoxysilane or a mixture thereof) , a cationic surfactant and an acidic solvent to prepare a precursor solution for obtaining a uniform porous silica material (first process) Next, the added metal is dissolved in the precursor solution (second process), and the precursor solution containing the metal is diluted with water to prepare an adhesive stock solution (third process).
この接着剤原液を対象物に、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングその他のコーティングにより塗布し、例えば２５０℃で熱硬化させると導電性の接着ができる。 When this adhesive stock solution is applied to an object by spray coating, flow coating, spin coating, dip coating, roll coating or other coating, and thermally cured at 250 ° C., for example, conductive adhesion can be achieved.
このような接着剤原液では、接着剤原液中にミセルを形成し、金属イオンは水分子と錯体を造ってミセル外部に選択的に凝集して金属元素の筒を形成しており、熱硬化することによりシリカの重合により均一な多孔質シリカとして固化すると同時に、残留した金属元素の筒に基づいて導電性の経路を形成し、導電性接着可能にしている。
したがって、シリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法では、高温でも接着力の落ちないシリカ骨格を有するシリカ導電性接着剤を作製することができる。
In such an adhesive stock solution, micelles are formed in the adhesive stock solution, and metal ions form a complex with water molecules to selectively agglomerate outside the micelles to form a metal element tube, which is thermally cured. As a result, it is solidified as uniform porous silica by the polymerization of silica, and at the same time, a conductive path is formed based on the cylinder of the remaining metal element to enable conductive bonding.
Therefore, in the method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton, a silica conductive adhesive having a silica skeleton that does not lose its adhesive strength even at high temperatures can be produced.
なお、前駆体溶液に添加金属を溶解させる場合、金属アルコキシドを溶解させてもよい。また、好ましくはｐＨ１〜３の硝酸にＡｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを溶解させたものを混合してもよい。 In addition, when dissolving an addition metal in a precursor solution, you may dissolve a metal alkoxide. Moreover, it is preferable to mix a solution of Al, Ti, Fe, Co, and Ni in nitric acid having a pH of 1 to 3.
次に実施例１について説明する。
テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）として１モルと、Ｈ2Ｏとして６モルと、塩化セチルトリメチルアンモニウム（以下、「Ｃ１６ＴＡＣＬ」という）として０．２５モルと、ヘキサメチルジシロキサン（以下、「ＨＭＤＳＯ」いう）として０．１５モルとを、酸性（ｐＨ１〜３、硝酸）の溶媒中に混合して成る混合溶液を２０℃で反応させて、均一な多孔質シリカ材料を得る前駆体溶液を得た。これを原液とした。
Next, Example 1 will be described.
1 mol of tetramethoxysilane (TMOS), 6 mol of H 2 O, 0.25 mol of cetyltrimethylammonium chloride (hereinafter referred to as “C16TACL”), hexamethyldisiloxane (hereinafter referred to as “HMDSO”) As a mixture solution obtained by mixing 0.15 mol in an acidic (pH 1-3, nitric acid) solvent at 20 ° C. to obtain a precursor solution for obtaining a uniform porous silica material. This was used as a stock solution.
硝酸にＡｌとして０．１モルを溶解し、Ｈ2Ｏとして５モルで希釈したものを原液に添加し、６０分間撹拌した。これを接着剤とした。
両面を０．１μｍのラフネスに研磨した厚さ５ｍｍ、２０ｍｍ角のＣｕ板の研磨した面同士に塗布液を０．１ｇ／ｃｍ2塗り、両面を圧着したまま、２５０℃及び３００℃で１５分間加熱した。
A solution prepared by dissolving 0.1 mol of Al as nitric acid and diluting as 5 mol of H 2 O was added to the stock solution and stirred for 60 minutes. This was used as an adhesive.
A coating solution of 0.1 g / cm 2 was applied to the polished surfaces of a 5 mm thick, 20 mm square Cu plate with both surfaces polished to a roughness of 0.1 μm, and both surfaces were pressed and bonded at 250 ° C. and 300 ° C. for 15 minutes. Heated.
被接着物１、２を接着面に平行に引っ張り、せん断接着強度を調べた。
石英ガラス上に１μｍの厚さで形成した膜の抵抗率を求めた。
２５０℃では、せん断接着強度が５．５ＭＰａであり、膜の抵抗率が８．６×１０-4Ωｃｍであった。
３００℃では、せん断接着強度が６．２ＭＰａであり、膜の抵抗率が８．４×１０-4Ωｃｍであった。
これら膜の抵抗率及びせん断接着強度の結果を図１に示した。
The
The resistivity of a film formed with a thickness of 1 μm on quartz glass was determined.
At 250 ° C., the shear bond strength was 5.5 MPa, and the film resistivity was 8.6 × 10 −4 Ωcm.
At 300 ° C., the shear bond strength was 6.2 MPa, and the film resistivity was 8.4 × 10 −4 Ωcm.
The results of the resistivity and shear bond strength of these films are shown in FIG.
実施例２は、実施例１の原液を用い、硝酸にＦｅとして０．１モルを溶解し、Ｈ2Ｏとして５モルで希釈したものを原液に添加し６０分間撹拌し、これを接着剤とした。
両面を０．１μｍのラフネスに研磨した厚さ５ｍｍ、２０ｍｍ角のＣｕ板の研磨した面同士に塗布液を０．１ｇ／ｃｍ2塗り、両面を圧着したまま、２５０℃及び３００℃で１５分間加熱した。
In Example 2, the stock solution of Example 1 was dissolved in 0.1 mol of Fe as nitric acid and diluted with 5 mol of H 2 O to the stock solution and stirred for 60 minutes. did.
A coating solution of 0.1 g / cm 2 was applied to the polished surfaces of a 5 mm thick, 20 mm square Cu plate with both surfaces polished to a roughness of 0.1 μm, and both surfaces were pressed and bonded at 250 ° C. and 300 ° C. for 15 minutes. Heated.
被接着物１、２を接着面に平行に引っ張り、せん断接着強度を調べた。
そして、石英ガラス上に１μｍの厚さで形成した膜の抵抗率を求めた。
２５０℃では、せん断接着強度が５．１ＭＰａであり、膜の抵抗率が５．０×１０-3Ωｃｍであった。
３００℃では、せん断接着強度が５．５ＭＰａであり、膜の抵抗率が４．０×１０-3Ωｃｍであった。
これら膜の抵抗率及びせん断接着強度の結果を図２に示した。
The
And the resistivity of the film | membrane formed in thickness of 1 micrometer on quartz glass was calculated | required.
At 250 ° C., the shear bond strength was 5.1 MPa, and the film resistivity was 5.0 × 10 −3 Ωcm.
At 300 ° C., the shear bond strength was 5.5 MPa, and the film resistivity was 4.0 × 10 −3 Ωcm.
The results of the resistivity and shear bond strength of these films are shown in FIG.
実施例３は、実施例１の原液を用い、硝酸にＡｌ、０．１モルを溶解し、Ｈ2Ｏ、５モルで希釈したものを原液に添加し、６０分間撹拌し、これを接着剤とした。
両面を０．１μｍのラフネスに研磨した厚さ５ｍｍ、２０ｍｍ角のＣｕ板の研磨した面同士に塗布液を０．１ｇ／ｃｍ2塗り、両面を圧着したまま、３００℃で１５分間加熱した。
Example 3 uses the stock solution of Example 1, dissolves 0.1 mol of Al in nitric acid, adds H 2 O diluted with 5 mol of H 2 O to the stock solution, and stirs it for 60 minutes. It was.
The thickness was polished on both sides to the roughness of 0.1μm of 5 mm, 20 mm square of the Cu plate polished surface between the coating solution 0.1 g / cm 2 painted, while crimped on both sides, was heated at 300 ° C. 15 min.
被接着物１、２を接着面に平行に引っ張り、せん断接着強度を調べた。
石英ガラス上に１μｍの厚さで形成した膜の抵抗率を求めた。
膜の抵抗率は８．６×１０-4Ωｃｍ、せん断接着強度は６．２ＭＰａであった。
大気中４００℃で１時間加熟後のせん断接着強度は、６．２ＭＰａであり、抵抗率は、１．５×１０-3Ωｃｍであり、強度に劣化は見られない。
これら膜の抵抗率及びせん断接着強度の結果を図３に示した。
The
The resistivity of a film formed with a thickness of 1 μm on quartz glass was determined.
The resistivity of the film was 8.6 × 10 −4 Ωcm, and the shear bond strength was 6.2 MPa.
The shear bond strength after ripening at 400 ° C. for 1 hour in the atmosphere is 6.2 MPa, the resistivity is 1.5 × 10 −3 Ωcm, and no deterioration is observed in the strength.
The results of the resistivity and shear bond strength of these films are shown in FIG.
以上のように、本発明に係るシリカ骨格を有する導電性接着剤及びその作製方法は、高温でも接着力の落ちない導電性接着剤及びその作製方法として極めて有用である。 As described above, the conductive adhesive having a silica skeleton and the production method thereof according to the present invention are extremely useful as the conductive adhesive and the production method thereof that do not lose the adhesive force even at high temperatures.
Claims (9)
前記カチオン系界面活性剤が、塩化アルキルメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、臭化アルキルメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化ジアルキルジメチルアンモニウム、臭化アルキルジメチルベンジルアンモニウム及びアルキルトリメチルアンモニウムヒドロキシドのいずれかであり、
前記添加金属が、金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１記載のシリカ骨格を有する導電性接着剤。 The hydrophobic organic compound is a non-polymerizable organic silane compound (excluding an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) and an organic siloxane compound, or both,
The cationic surfactant is alkyl methyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, dialkyl dimethyl ammonium chloride, alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride, alkyl methyl ammonium bromide, alkyl trimethyl ammonium bromide, dialkyl dimethyl ammonium bromide, alkyl bromide. One of dimethylbenzylammonium and alkyltrimethylammonium hydroxide,
The conductive adhesive having a silica skeleton according to claim 1, wherein the additive metal is a metal alkoxide.
上記接着剤原液中のミセルに凝集した金属元素に基づいて熱硬化後に導電性の経路を形成して導電性接着可能にするシリカ骨格を有する導電性接着剤の作製方法。 An organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof , water, and a hydrophobic organic compound having a silicon atom (excluding an organic silane composed of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof) , A process of preparing a precursor solution to obtain a uniform porous silica material by adding a cationic surfactant and an acidic solvent, a process of dissolving an added metal in the precursor solution, and a precursor containing a metal A process of diluting the solution with water to prepare an adhesive stock solution,
A method for producing a conductive adhesive having a silica skeleton that enables conductive adhesion by forming a conductive path after thermosetting based on metal elements aggregated in micelles in the adhesive stock solution.
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