TW202128928A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種樹脂組成物,其係抑制在導電性粒子之存在下之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物不預期的硬化,且容易製造包含2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之電子零件用膏。
本發明之樹脂組成物係包含(a)1種以上之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物、(b)1種以上之導電性粒子及(c)1種以上之碳數3以上的單羧酸。
Description
本發明係關於一種樹脂組成物。又,本發明係關於一種抑制2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之聚合的方法。
在電子零件或半導體裝置之製造中,在硬化性樹脂組成物中調配有導電性粒子(尤其,銀粒子等金屬粒子)之導電性膏係例如使用作為接著劑來接著需要電性或熱之傳導性之部位。如此導電性膏係有可在比焊接更低的溫度下進行接著之優點。
可應用於低溫之硬化的反應已知有以胺基甲酸乙酯化進行之聚加成、烯-硫醇(ene-thiol)反應、陽離子聚合、自由基聚合等。但,以胺基甲酸乙酯化進行之聚加成係反應慢,且難以在短時間完全硬化。硫醇-烯反應係有所使用之硫醇化合物會腐蝕金屬之問題,故難以應用於導電性膏。陽離子聚合(在特殊的條件下之活性陽離子聚合除外)係生長種之安定性低,且難以控制反應。自由基聚合係因被氧阻礙,故尤其有容易引起在表面之硬化不良,且難以應用於大氣下之硬化的問題。
相對於此,丙二酸亞甲酯等之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係藉由使用鹼性物質作為起始劑經陰離子聚合而硬化。再者,包含2-亞甲基-1,3-二羰基
化合物之硬化性樹脂組成物係即使如室溫之低溫下在短時間亦會進行硬化,故在避免為了硬化所進行的加熱而產生的不良影響、或提升製造效率方面為有用。因此,作為導電性膏所含有之硬化性樹脂,已研究使用亞甲基丙二酸酯等之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2017-527667
[專利文獻2]日本特表2018-517809
然而,以使用2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之電子零件用膏的開發作為目的,本發明人等已進行各種研究,可知若在2-亞甲基-1,3-二羰基化合物中調配導電性粒子,尤其銀粒子等之金屬粒子,其安定性(適用時間)明顯降低,儘管在起始劑不存在下,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物在短時間亦會進行硬化。導電性粒子引發2-亞甲基-1,3-二羰基化合物不預期之硬化至今尚未為人所知。只要不抑制如此之不預期的硬化,將2-亞甲基-1,3-二羰基化合物使用於電子零件用膏並無實用性。
在專利文獻1及專利文獻2係已記載使用各種酸作為2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之安定化劑、或可在2-亞甲基-1,3-二羰基化合物中添加填充劑(尤其,金屬粒子等之無機充填劑(專利文獻1))。但,有關如上述之導電性粒子的
存在下之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物不預期的硬化、或其抑制,在專利文獻1及專利文獻2中係完全未被記載。
本發明之目的係為解決上述之習知技術的問題點而提供一種樹脂組成物,其係可提高在導電性粒子之共存下的2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之安定性,並適用於電子零件用膏之製造。
本發明人等係為解決上述問題點,不斷積極研究之結果,遂而完成本發明。
亦即,本發明係包含下列之發明,但並不受以下之內容所限定。
1.一種樹脂組成物,係包含下述成分(a)至(c):
(a)1種以上之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物;
(b)1種以上之導電性粒子;及
(c)1種以上之碳數3以上的單羧酸。
2.如前述1所述之樹脂組成物,其中,單羧酸為飽和或不飽和脂肪族單羧酸。
3.如前述2所述之樹脂組成物,其中,前述飽和或不飽和脂肪族單羧酸為直鏈狀或分枝狀。
4.如前述2或3所述之樹脂組成物,其中,前述飽和或不飽和脂肪族單羧酸之碳數為6以上。
5.如前述1至4中任一項所述之樹脂組成物,其中,1種以上之導電性粒子包含銀或銅。
6.如前述1至5中任一項所述之樹脂組成物,其係導電性硬化物製造用者。
7.一種電子零件用膏,係包含前述1至6中任一項所述之樹脂組成物及含有1種以上之鹼性物質的起始劑。
8.如前述7所述之電子零件用膏,其係可藉由加熱至150℃以下之溫度而硬化。
9.一種硬化物,係使前述7或8所述之電子零件用膏硬化而獲得。
10.一種半導體裝置,係包含前述7或8所述之電子零件用膏、或前述9所述之硬化物。
11.一種電磁波遮蔽材,係包含前述9所述之硬化物。
本發明之樹脂組成物係除了導電性粒子以外,尚包含碳數3以上之單羧酸。如上述,導電性粒子係有引發2-亞甲基-1,3-二羰基化合物不預期之硬化之虞。但,若使用本發明之樹脂組成物,因如此之不預期的硬化被單羧酸抑制,故可製造包含2-亞甲基-1,3-二羰基化合物的電子零件用膏。
以下詳細地說明有關本發明之實施型態。
本發明之樹脂組成物係包含下述成分(a)至(c)。
(a)1種以上之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物
(b)1種以上之導電性粒子
(c)1種以上之碳數3以上的單羧酸
以下說明有關前述成分(a)至(c)。
[2-亞甲基-1,3-二羰基化合物(成分(a))]
本發明之樹脂組成物係包含2-亞甲基-1,3-二羰基化合物(成分(a))。在本說明書中,所謂2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係至少具有1個下述式(I):
2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係因包含前述式(I)之構造單元,故在起始劑、典型上屬於鹼性物質(後述之起始劑)之存在下,引起上述構造單元彼此間之聚合,故在本發明中,可使用來作為成分(a)。上述之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物包含具有2個以上之上述式(I)之構造單元者(多官能成分)時,預料在硬化時會產生交聯,硬化物在高溫下的機械特性會提高等之物性的改善。
成分(a)係包含1種以上之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物。在成分(a)中所含有之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物較佳係分子量為180至10000,更佳係180至5000,又更佳係180至2000,再更佳係220至2000,再更佳係220至1500,又再更佳係240至1500,特佳係250至1500,最佳係250至1000。使在成分(a)中所含有之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之分子量、及樹脂組成物整體(或樹脂組成物中之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物整體)設為1時,各2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之質量含有率係例如可藉由以下之方法明確得知:以逆相高速液體色層分析法(逆相HPLC)之方法,使用ODS管柱作為管柱、使用質量分析器(MS)及PDA(檢測波長:190至800nm)或ELSD作為檢測器而進行測量。成分(a)之分
子量未達180時,在25℃之蒸氣壓過高,而有產生起因於揮發成分之各種問題之虞。尤其,揮發成分係若附著於周邊構件,因表面之鹼而進行硬化,故會導致周邊構件之污染。另一方面,若成分(a)之分子量超過10000,樹脂組成物之黏度變高,不但作業性會降低之外,並且會有成分(b)之導電性粒子或其他之填充劑的添加量受到限制等缺點產生。
成分(a)係可含有多官能成分。所謂多官能係指2-亞甲基-1,3-二羰基化合物為包含2個以上之前述式(I)的構造單元。在2-亞甲基-1,3-二羰基化合物所含有之前述式(I)的構造單元之數稱為該2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之「官能基數」。2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之中,官能基數為1者稱為「單官能」,官能基數為2者稱為「2官能」,官能基數為3者稱為「3官能」。使用包含多官能成分之成分(a)所得到的硬化物因已交聯,故硬化物之物性、例如耐熱性或在高溫之機械特性會提高。使用多官能成分時,較佳係使本發明之樹脂組成物整體設為1時之多官能成分的質量比為0.01以上。在某態樣中,係使本發明之樹脂組成物整體設為1時,包含2個以上之前述式(I)所示之構造單元的成分(a)之質量比較佳係0.001至0.899,更佳係0.001至0.799,再更佳係0.001至0.50,特佳係0.001至0.25。
成分(a)為包含多官能成分時,其硬化物因形成網目狀之交聯構造,故在高溫時,尤其即使在玻璃轉移溫度以上之溫度亦不會流動,且能保持一定之儲存模數。硬化物在高溫時之儲存模數例如可藉由動態黏彈性測定(DMA)來進行評估。一般藉由DMA評估形成有交聯構造之硬化物時,係以涵蓋廣範圍的方式來觀察在玻璃轉移溫度以上之溫度區域被稱為「平線區(plateau region)」
之儲存模數的溫度變化較小之區域。該平線區域之儲存模數係被評估作為交聯密度,亦即與在成分(a)中之多官能成分的含有率相關的量。
在某態樣中,係使本發明之樹脂組成物整體設為1時,成分(a)之質量比較佳係0.01至0.899,更佳係0.05至0.799,特佳係0.05至0.50,最佳係0.05至0.25。
在某態樣中,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係以下述式(II)所示:
X1及X2係分別獨立地表示單鍵、O或NR3(式中,R3係表示氫或1價烴基),
R1及R2係分別獨立地表示氫、1價烴基或以下述式(III)所示:
X3及X4係分別獨立地表示單鍵、O或NR5(式中,R5係表示氫或1價烴基),
W係表示間隔物,
R4係表示氫或1價烴基))。
在某態樣中,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係以下述式(IV)所示:
R1及R2係分別獨立地表示氫、1價烴基或下述式(V)所示:
W係表示間隔物,
R4係表示氫或1價烴基))。
在另一態樣中,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物係以下述式(VI)所示之二羰基乙烯衍生物:
R11係以下述式(VII):
各別之R12係分別獨立地表示間隔物,
R13及R14係分別獨立地表示氫或1價烴基,
X11以及各別之X12及X13係分別獨立地表示單鍵、O或NR15(式中,R15係表示氫或1價烴基),
各別之m係分別獨立地表示0或1,
n係表示1以上20以下之整數)。
在本說明書中,所謂1價烴基係指從烴基之碳原子去除1個氫原子所生成之基。該1價烴基係可列舉例如烷基、烯基、炔基、環烷基、烷基取代
環烷基、芳基、芳烷基、烷芳基,亦可在此等之一部分包含N、O、S、P及Si等雜原子。
前述1價烴基係可分別經烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基、烯丙基、烷氧基、烷硫基、羥基、硝基、醯胺基、疊氮基、氰基、醯氧基、羧基、亞碸基、丙烯醯氧基、矽氧基、環氧基、或酯取代。
前述1價烴基較佳係烷基、環烷基、芳基或經環烷基取代之烷基,更佳係烷基、環烷基、或經環烷基取代之烷基。
前述烷基、烯基、及炔基(以下,總稱為「烷基等」。)之碳數係無特別限定。前述烷基之碳數通常為1至18,較佳係1至16,更佳係2至12,又更佳係3至10,特別佳係4至8。又,前述烯基及炔基之碳數通常為2至12,較佳係2至10,更佳係3至8,又更佳係3至7,特別佳係3至6。前述烷基等為環狀構造時,前述烷基等之碳數通常為5至16,較佳係5至14,更佳係6至12,再更佳係6至10。前述烷基等之碳數例如可藉由前述之逆相HPLC或核磁共振法(NMR法)來確定。
前述烷基等之構造並無特別限定。前述烷基等可為直鏈狀,亦可具有側鏈。前述烷基等可為鏈狀構造,亦可為環狀構造(環烷基、環烯基、及環炔基)。前述烷基等亦可具有1種或2種以上之其他的取代基。例如,前述烷基等就取代基而言,可具有包含碳原子及氫原子以外之原子的取代基。又,前述烷基等可在鏈狀構造中或環狀構造中含有1個或2個以上之碳原子及氫原子以外之原子。前述碳原子及氫原子以外之原子係可列舉例如氧原子、氮原子、硫原子、磷原子、及矽原子之1種或2種以上。
就前述烷基而言,具體而言係可列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、及2-乙基己基。就前述環烷基具體而言,可列舉例如環戊基、環己基、環庚基、及2-甲基環己基。前述烯基係可列舉例如乙烯基、烯丙基、及異丙烯基。就前述環烯基而言,具體而言,可列舉例如環己烯基。
2-亞甲基-1,3-二羰基化合物為以前述式(II)或(IV)所示,R1及R2之任一者為1價烴基時,R1及R2特別佳係任一者皆為碳數2至8之烷基、環烷基、烷基取代環烷基、芳基、芳烷基或烷芳基。
在本說明書中,所謂間隔物係指2價烴基,更具體而言,係指環狀、直鏈或分枝之取代或非取代之伸烷基。前述伸烷基之碳數並無特別限定。前述伸烷基之碳數通常為1至12,較佳係2至10,更佳係3至8,再更佳係4至8。在此,前述伸烷基係依照期望而在中間包含含有選自N、O、S、P、及Si之雜原子的基。又,前述伸烷基亦可具有不飽和鍵。在某態樣中,間隔物係碳數4至8之非取代伸烷基。較佳係間隔物為直鏈之取代或非取代伸烷基,更佳係具有以式-(CH2)n-(式中,n係2至10,較佳係4至8之整數)所示之構造的伸烷基,且其兩末端之碳原子與2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之殘留的部分進行鍵結。
作為上述間隔物之2價烴基之具體例係可列舉1,4-伸正丁基及1,4-伸環己基二亞甲基,但不受此等限定。
2-亞甲基-1,3-二羰基化合物具有間隔物時,末端之一價烴基之碳數係以6以下為較佳。亦即,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物為前述式(II)或(IV)所示時,在前述式(III)或(V)中之R4係以碳數1至6之烷基為較佳,但R1及R2之一者為前述式(III)或式(V)所示時,R1及R2之另一者係以碳數1至6之烷基為較
佳。此時,在前述式(II)或(IV)中,R1及R2之兩者可以前述式(III)或式(V)所示,但較佳係僅R1及R2之一者以前述式(III)或式(V)所示。較佳係2-亞甲基-1,3-二羰基化合物以前述式(IV)所示。
具有間隔物之尤佳的化合物係可列舉在前述式(IV)中之R1或R2之其中一者為乙基、正己基、環己基之任一者,另一者為以前述式(V)所示,W為1,4-伸正丁基或1,4-伸環己基二亞甲基之任一者,R4為乙基、正己基、環己基之任一者的化合物。又,另一特別佳的化合物係可列舉在前述式(IV)中之R1及R2為以前述式(V)所示,W係1,4-伸正丁基或1,4-伸環己基二亞甲基之任一者,R4係乙基、正己基、環己基之任一者的化合物。
各種2-亞甲基-1,3-二羰基化合物可從美國俄亥俄州SIRRUS Inc.取得,其合成方法係已公開於WO2012/054616、WO2012/054633及WO2016/040261等公開專利公報。在2-亞甲基-1,3-二羰基化合物所含有之前述式(I)所示的構造單元之兩端鍵結在氧原子時,可藉由使用與在日本特表2015-518503所揭示之二元醇或多元醇之酯交換等公知方法,而製造由複數個前述式(I)所示之構造單元隔著酯鍵及前述間隔物而鍵結而成之更大的分子量之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物。如此之方式所製造之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物中,前述式(II)或前述式(IV)中之R1及R2、前述式(III)或前述式(V)中之R4、以及前述式(VI)中之R14及R13可含有羥基。藉由適當調配此等之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物,可獲得包含2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之成分(a)。
作為成分(a)較佳之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之具體例係可列舉亞甲基丙二酸二丁酯、亞甲基丙二酸二戊酯、亞甲基丙二酸二己酯、亞甲基丙二酸二環己酯、亞甲基丙二酸乙基辛酯、亞甲基丙二酸丙基己酯、乙基亞甲基丙
二酸2-乙基己酯、乙基亞甲基丙二酸乙基苯酯等。此等係因揮發性低、反應性高,故為較佳。從處理性之觀點而言,以亞甲基丙二酸二己酯、亞甲基丙二酸二環己酯為特別佳。
(b)導電性粒子(成分(b))
本發明之樹脂組成物係包含導電性粒子(成分(b))。在本發明中,所謂導電性粒子係平均粒徑為0.01至100μm,導電率為106S/m以上之粒子,可為使導電性物質成形為粒子狀者,亦可為使核(芯粒子)以導電性物質被覆者。前述核(芯粒子)係只要其一部分以導電性物質被覆,則可由非導電性物質所構成。導電性粒子之例係包含金屬粉或塗敷粉。導電性粒子係用以在本發明之樹脂組成物中賦予其導熱性及/或導電性而使用。
上述導電性物質並無特別限制。如此之導電性物質之例係可列舉金、銀、鎳、銅、鈀、鉑、鉍、錫、此等之合金(尤其為鉍-錫合金、焊料等)、鋁、銦錫氧化物、銀被覆銅、銀被覆鋁、金屬被覆玻璃球、銀被覆纖維、銀被覆樹脂、摻雜銻之錫、氧化錫、碳纖維、石墨、碳黑及此等之混合物。
若考量導熱性或導電性,成分(b)較佳係包含選自由銀、鎳、銅、錫、鋁、銀合金、鎳合金、銅合金、錫合金及鋁合金所成之群中的至少1種之金屬,更佳係包含選自由銀、銅及鎳所成之群中的至少1種之金屬,又更佳係包含銀或銅,最佳係包含銀。在某態樣中,導電性粒子係銀粒子。在另一態樣中,導電性粒子為銅粒子。銀粒子及銅粒子係如以上所定義,分別包含以銀及銅被覆芯粒子之塗敷粉。
成分(b)之平均粒徑係以0.05至50μm為較佳,以0.1至20μm為更佳,以0.1至15μm為最佳。若平均粒徑過小,構成成分(b)之粒子會凝集,物
性降低。若平均粒徑過大,引起成分(b)之沈降。在本說明書中,若無特別言明,「平均粒徑」係指藉由雷射繞射法而測定之體積基準的中值徑。
成分(b)之形狀並無特別限定,可為球狀、不定形、片狀(鱗片狀)、絲狀(針狀)及樹枝狀等之任一者。可組合具有相異之形狀的成分(b)而使用。
從導熱性或導電性之觀點而言,相對於本發明之樹脂組成物之總質量,成分(b)係10質量%以上,以20質量以上%為較佳。若成分(b)過少,硬化後之樹脂組成物之導熱性或導電性會變得不充分(有時幾乎全無)。又,相對於樹脂組成物之總質量,成分(b)典型上係95質量%以下,較佳係92質量%以下。若成分(b)過多,無法使其充分地硬化。在某態樣中,成分(b)係相對於本發明之樹脂組成物之總質量,為10質量%至95質量%,典型上係20質量%至95質量%。又,在某態樣中,成分(b)係相對於本發明之樹脂組成物之總質量,為50質量%至95質量%,典型上係80質量%至95質量%。
(c)碳數3以上之單羧酸(成分(c))
本發明之樹脂組成物係包含碳數3以上之單羧酸(成分(c))。所謂單羧酸係指僅具有1個羧基之有機化合物。
碳數3以上之單羧酸係可單獨使用,亦可併用2種以上。
如先前所述,若於成分(a)中添加成分(b),即使在起始劑不存在下,成分(a)在短時間亦會硬化。但,藉由成分(c)之使用而抑制如此之成分(a)不預期之聚合。亦即,藉由成分(c)之使用而改善成分(a)之安定性。
成分(c)係只要為僅具有1個碳數3以上的羧基之有機化合物,即無特別限制,亦可使用脂肪族羧酸及芳香族羧酸之任一者。在某態樣中,成分(c)之單羧酸為脂肪族單羧酸。脂肪族單羧酸可為飽和脂肪族單羧酸及不飽和脂肪
族單羧酸之任一者。又,脂肪族單羧酸亦可具有直鏈狀、分枝狀及環狀之任一者的構造,但較佳係直鏈狀或分枝狀。又,只要對本發明之效果不會造成不良影響,成分(c)亦可具有取代基。在某態樣中,成分(c)之單羧酸之碳數為3至30,更典型的為3至24。另一態樣中,成分(c)之單羧酸之碳數為6以上,更佳係6至20。
若使用碳數未達3之單羧酸,或具有複數個羧基的有機酸(多羧酸)取代成分(c)、例如使用二羧酸取代成分(c),在成分(b)之存在下的成分(a)之安定性的改善會變得不充分。
成分(c)之例係可列舉丙酸、丙烯酸、丁酸、丁烯酸、異丁烯酸、異丁酸、甲基丙烯酸、吉草酸、異吉草酸、三甲基乙酸、己酸、山梨酸、辛酸、2-乙基己酸、環戊基甲酸、環己基甲酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、膽酸、五氟丙酸、五氯丙酸、乳酸、乙醇酸、丙酮酸、葡萄糖醛酸、苯甲酸、甲苯甲酸、萘-1-羧酸、萘-2-羧酸、水楊酸、菸鹼酸、桂皮酸、苦杏仁酸等,但不限定於此等。又,成分(c)之中,有關可具有異構物者係不限定於具有特定之構造者。
就成分(c)而言,從改善成分(a)之安定性的高效果之觀點而言,以脂肪族單羧酸為較佳,以碳數6以上之脂肪族單羧酸為更佳,以碳數6以上20以下之脂肪族單羧酸為再更佳。在某態樣中,成分(c)係以碳數18之脂肪族單羧酸為較佳。又,在某態樣中,成分(c)係至少包含硬脂酸或油酸。尤其,成分(c)係以包含油酸為較佳。
成分(c)之量在使本發明之樹脂組成物整體設為1時,成分(c)之質量比較佳係0.0001至0.1,更佳係0.0001至0.05,特佳係0.0005至0.03。若成
分(c)之量過少,有時無法充分改善成分(a)之安定性,有適用時間變差之情形。另一方面,若成分(c)之量過多,有可能硬化性變差。
成分(c)之添加的樣式並無特別限制。例如,首先,混合不含有成分(b)之成分(a)與成分(c),接著可在所得到之混合物中添加成分(b)。或者,首先混合不含有成分(a)之成分(b)與成分(c),接著可在所得到之混合物中添加成分(a)。就後者之方法之例而言,可列舉藉由將成分(b)以成分(c)進行表面處理,調製經成分(c)被覆之成分(b),再將此與成分(a)進行混合之方法。如同先前所述,混合成分(a)與成分(b)所得到之混合物有時即使不添加成分(c)亦會硬化。然而,若其硬化過快,亦可首先混合成分(a)與成分(b),接著在所得到之混合物中添加成分(c)。
又,成分(b)亦可藉由任意之物質進行表面處理。就使用於表面處理之物質(表面處理劑)之例而言,係可列舉脂肪酸(硬脂酸等)、胺(異丁胺、辛胺等)、矽烷偶合劑等,但不限定於此等。使用之成分(b)係如上所述以成分(c)(例如為硬脂酸等之脂肪酸)表面處理時,成分(c)之至少一部分可為使用於成分(b)之表面處理的成分(c)。
將成分(b)進行表面處理之方法並無特別限定。例如,將作為成分(b)之金屬粉(例如銀粉)以脂肪酸進行表面處理時,表面處理之方法係可列舉下述(1)至(3)之方法為例:
(1)在液狀脂肪酸中添加金屬粉,將所得到之混合物攪拌後,使附著有脂肪酸之金屬粉乾燥;
(2)將脂肪酸(液狀或固體成分)溶解於溶劑中,在所得到之溶液中添加金屬粉,將所得到之混合物攪拌後,使附著有脂肪酸溶液之金屬粉乾燥;
(3)在液狀脂肪酸與固體成分脂肪酸之混合物中添加金屬粉,然後添加溶劑,將所得到之混合物攪拌後,使附著有脂肪酸溶液之金屬粉乾燥,但不限定於此等。
在上述(1)至(3)之方法中,溶劑係可使用任意之溶劑,例如水等無機溶劑及/或醇(例如乙醇)等有機溶劑。又,在攪拌中係可使用球磨機等適當的攪拌機。
已知目的在於意圖使藉由鹼性物質起始之聚合停止,或抑制因微量之鹼性雜質所引起的不預期聚合時,會於成分(a)中添加羧酸等酸成分(例如參照專利文獻2)。然而,不預期地促進在成分(b)之存在下的成分(a)之聚合,以及以1種以上且碳數3以上的單羧酸之成分(c)所產生的抑制首先被本發明人所發現。
在某實施型態中,本發明係有關一種調製包含成分(a)之樹脂組成物的方法,其包含下述者:
混合成分(a)與成分(b),而獲得混合物;及
在前述混合物中添加成分(c),而獲得樹脂組成物。
在另一實施型態中,本發明係有關一種調製包含成分(a)之樹脂組成物的方法,其包含下述者:
混合成分(a)與成分(c),而獲得混合物;及
在前述混合物中添加成分(b),而獲得樹脂組成物。
在再另一實施型態中,本發明係有關一種調製包含成分(a)之樹脂組成物的方法,其包含下述者:
混合成分(b)與成分(c),而獲得混合物;及
在前述混合物中添加成分(a),而獲得樹脂組成物。
在以上之方法中,成分(a)、成分(b)及成分(c)等較佳之態樣係與在本發明之樹脂組成物中者為相同。
在成分(b)存在下,成分(a)之安定性會降低,但此有可能係由於具有促進成分(a)之陰離子聚合的活性部位存在於成分(b)之表面上之故。藉由使用成分(c)而改善安定性之理由雖不確定,但咸信認為碳數3以上之單羧酸與該安定化之機制有關。
[安定化劑]
本發明之樹脂組成物亦可進一步含有安定化劑。前述成分(c)亦具有使樹脂組成物安定之效果,惟仍可依需要而進一步使用安定化劑。
安定化劑為用以提高樹脂組成物保存時的安定性之屬於成分(c)以外的物質,係為了抑制不預期的自由基或鹼性成分所引起之聚合反應的發生所添加。2-亞甲基-1,3-二羰基化合物有時會有將偶然所產生的自由基作為基點而發生不預期的自由基聚合反應之情形。又,2-亞甲基-1,3-二羰基化合物會有因非常微量之鹼性成分的混入而發生陰離子聚合反應之情形。藉由添加安定化劑,可抑制因此種不預期的自由基或鹼性成分所引起的聚合反應之發生。
安定化劑係可使用公知者,例如,可使用強酸或自由基清除劑。具體的安定化劑之例係可列舉三氟甲磺酸、甲磺酸、磷酸、N-亞硝基-N-苯基羥基胺鋁、三苯膦、4-甲氧基酚及氫醌等。其中,較佳之安定化劑係選自甲磺酸、N-亞硝基-N-苯基羥基胺鋁及4-甲氧基酚之至少1者。又,就安定化劑而言,亦可使用日本特開2010-117545號公報、日本特開2008-184514號公報等所揭示之公知者。
安定化劑係可單獨使用,亦可併用2種以上。
本發明之樹脂組成物除了前述成分(a)至(c)以外,亦可視需要而含有絕緣性粒子、偶合劑等界面處理劑、顏料、塑化劑等。
本發明之樹脂組成物係包含前述成分(a)至(c),但可視需要而進一步含有上述安定化劑或絕緣性粒子等之成分。本發明之樹脂組成物係可將此等成分混合而進行調製。在混合時可使用公知之裝置。例如,可藉由漢歇爾混合機或輥磨機等公知之裝置而進行混合。可將此等成分同時進行混合,亦可將一部分先進行混合,其餘在後面進行混合。
本發明之樹脂組成物只要在無損本發明之效果的範圍亦可含有前述成分(a)至(c)及上述安定化劑或絕緣性粒子等以外之成分,例如阻燃劑、離子阱劑、消泡劑、調平劑、破泡劑等。又,若為必要,將調節黏度等作為目的,而可在本發明之樹脂組成物中添加溶劑。然而通常,由於本發明之樹脂組成物之黏度較低而無需溶劑。
[起始劑]
本發明之樹脂組成物係可使用起始劑而使其硬化。起始劑係被期待有助於樹脂組成物藉由Michael加成反應而硬化時之聚合起始反應。使用於本發明之起始劑係包含鹼性物質。本發明中使用來作為起始劑之鹼性物質係可單獨使用,亦可併用2種以上。
在本發明所使用之鹼性物質典型上係包含有機鹼、無機鹼、或有機金屬材料。
就有機鹼而言係可列舉後述之胺化合物等。無機鹼係可列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫等鹼金屬氫氧化物;氫氧化鈣等鹼土金屬氫氧化物;碳酸鋰、碳酸鉀、碳酸鈉等鹼金或鹼土金屬碳酸鹽;碳酸氫鉀、碳酸氫鈉等金屬
碳酸氫鹽;等。就有機金屬材料而言係可列舉丁基鋰、第三丁基鋰、苯基鋰等有機鹼金屬化合物及從其等所調製之有機銅試藥;溴化甲基鎂、二甲基鎂、氯化苯基鎂等有機鹼土金屬化合物及從其等所調製之有機銅試藥;及甲氧化鈉、第三丁基甲氧化物等烷氧化物;苯甲酸鈉等羧酸鹽等。
將本發明之樹脂組成物使用於電子材料用途時,若樹脂組成物包含無機鹼或有機金屬材料,有對周邊電性/電子電路中產生不預期的電性特性的影響之疑慮。因此,使用於本發明之鹼性物質較佳係不含有鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬元素、或鹵素元素者。在另一態樣中,使用於本發明之鹼性物質屬於非離子性。
在本發明所使用之鹼性物質較佳係有機鹼,更佳係胺化合物。前述胺化合物係指在分子內至少具有1個以上之一級胺基、二級胺基、或三級胺基之任一者的有機化合物,亦可在同一分子內同時具有2種以上之此等級別相異的胺基。
具有一級胺基之化合物係可列舉例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、乙二胺、丙二胺、己二胺、二乙三胺、三乙四胺、乙醇胺、丙醇胺、環己胺、異佛爾酮二胺、苯胺、甲苯胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基碸等。
具有二級胺基之化合物係可列舉例如二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二甲醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺、二環己基胺、六氫吡啶、哌啶酮、二苯基胺、苯甲胺、苯乙胺等。
具有三級胺基之化合物係可列舉例如三乙胺、三丁胺、三己胺、三烯丙胺、3-二乙胺基丙胺、二丁胺基丙胺、四甲基乙二胺、三-正辛胺、二甲基胺基丙胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-甲基-N,N-二
乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、三苯基胺、4-甲基三苯胺、4,4-二甲基三苯胺、二苯基乙胺、二苯基苯甲胺、N,N-二苯基-對-甲氧苯胺、1,1,3,3-四甲基胍、N,N-二環己基甲胺、1,4-二氮雜雙環[2,2,2]辛烷、2,6,10-三甲基-2,6,10-三氮雜十一烷、1-苯甲基六氫吡啶、N,N-二甲基苯甲胺、N,N-二甲基十二烷基胺、N-乙基-N-甲基苯甲胺、N,N-二乙基苯甲胺等。
又,在同一分子內同時具有2種以上相異的胺基之化合物並無特別限定,惟可列舉例如使用來作為本實施型態之原料的胍化合物或咪唑化合物等。胍化合物係可列舉例如二氰二胺、甲胍、乙胍、丙胍、丁胍、二甲胍、三甲胍、苯胍二苯胍甲苯胍、1,1,3,3-四甲基胍等。咪唑化合物係可列舉例如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2-苯基-4-苯甲基-5-羥基甲基咪唑、2,4-二胺基-6-(2-甲基咪唑基-(1))-乙基-S-三嗪、2,4-二胺基-6-(2’-甲基咪唑基-(1)’)-乙基-S-三嗪/三聚異氰酸加成物、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑-偏苯三甲酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑-偏苯三甲酸酯、N-(2-甲基咪唑基-1-乙基)-尿素、及、N,N’-(2-甲基咪唑基-(1)-乙基)-己二醯二胺。但,上述咪唑化合物係不受此等化合物所限定者。
上述胺化合物較佳係包含二級或三級胺基。在胺化合物所含之胺基為一級時,產生自胺基之活性氫抑制聚合反應之可能性升高。上述胺化合物更佳係包含三級胺基。換言之,上述胺化合物更佳係三級胺化合物。
上述胺化合物較佳係不包含鹼金屬、鹼土金屬、及過渡金屬元素、以及鹵素元素者。
上述胺化合物較佳係不包含羥基、氫硫基等活性氫者。
上述胺化合物之分子量較佳係100至1000,更佳係100至500,再更佳係110至300。胺化合物之分子量未達100時,揮發性高,且會有對周邊構件產生影響以及硬化物之物性變動等之疑慮。胺化合物之分子量超過1000時,會有胺化合物之黏度增加、對樹脂組成物中之分散性降低等之疑慮。
在本發明中,起始劑係可單獨使用,亦可併用2種以上。
作為起始劑較佳的胺化合物之具體例係可列舉三乙胺、1,4-二氮雜雙環[2,2,2]辛烷、1,1,3,3-四甲基胍、N,N-二甲基苯甲胺、N-乙基-N-甲基苯甲胺、2,6,10-三甲基-2,6,10-三氮雜十一烷、N,N-二甲基辛基胺、N,N-二甲基十八烷基胺及N,N-二甲基十二烷基胺、N,N-二異丙基乙胺、N,N-二環己基甲胺,但不限定於此等。
在本發明中,起始劑係可為藉由分離或潛在化而成為非活性,亦可藉由任意之熱、光、機械剪切等之刺激而活性化者。更具體而言,起始劑係可為微膠囊、離子解離型、包藏型等之潛在性硬化觸媒,亦可為藉由熱、光、電磁波、超音波、物理性剪切而產生鹼之型態。
在本發明中,相對於樹脂組成物中之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之全量(100mol%),鹼性物質之量較佳係0.01mol%至30mol%,更佳係0.01mol%至10mol%。若鹼性物質之含量未達0.01mol%,硬化變成不安定。反之,鹼性物質之含量多於30mol%時,在硬化物中不與樹脂基質形成化學鍵之鹼性物質會大量殘留,並引起硬化物之物性降低或滲出等。
藉由使用如以上之起始劑而使其硬化,本發明之樹脂組成物可提供具有依照其組成之電阻率的硬化物。
在本發明之某態樣中,本發明之樹脂組成物所提供之硬化物在25℃時所具有之電阻率係1000μΩ‧cm以下2μΩ‧cm以上,典型而言,係具有700μΩ‧cm以下2μΩ‧cm以上之電阻率。然而視需要有時本發明之樹脂組成物所提供之硬化物亦具有1000μΩ‧cm以上之電阻率。
在本發明之某態樣中,本發明之樹脂組成物係於導電性硬化物之製造所用。所謂硬化性「屬於導電性」係指該硬化物具有10000μΩ‧cm以下之電阻率。導電性硬化物可用於要求一定程度的高導電率之用途中。
在本發明之某態樣中,藉由將本發明之樹脂組成物與起始劑組合,可獲得電子零件用膏。該電子零件用膏特別可用於電子零件或半導體裝置之製造中。本發明之電子零件用膏係包含本發明之樹脂組成物、及含有1種以上之鹼性物質的起始劑。
由於該電子零件用膏係包含硬化性樹脂組成物,故可使用來作為接著劑,尤其是單液型接著劑。該電子零件用膏可進一步作為無溶劑型之單液型接著劑使用。如此接著劑係適用於電子零件之接著。在某實施型態中,本發明係關於含有起始劑之單液型接著劑,該起始劑係包含樹脂組成物及1種以上之鹼性物質,尤其係關於電子零件用之單液型接著劑。在其他實施型態中,本發明係關於本發明之樹脂組成物,或包含本發明之接著劑的半導體裝置。
又,亦可使用本發明之樹脂組成物作為主劑,並將其與包含含有1種以上鹼性物質的上述起始劑之硬化劑組合,用來作為二液混合型之接著劑使用。
應用電子零件用膏時,係可使用噴射配佈機、空氣式配佈機等。又,可使用公知之塗敷法(浸漬塗佈、噴塗塗佈、桿式塗佈機塗佈、凹版塗佈、逆式凹版塗佈及旋轉塗佈機塗佈等)及公知之印刷方法(平版印刷、紙盒印刷、金
屬印刷、膠版印刷、網版印刷、凹版印刷、柔版印刷及噴墨印刷等)。在某態樣中,本發明之電子零件用膏係可不經由加熱而在常溫下硬化。在另一態樣中,本發明之電子零件用膏係可藉由加熱至150℃以下之溫度,例如25至80℃之溫度而硬化。此時,加熱溫度較佳係50至80℃。加熱時間典型上係0.5至4小時,較佳係0.5至2小時。
在本發明中,亦提供使本發明之樹脂組成物硬化所得到之硬化物。又,在本發明中,亦提供使本發明之電子零件用膏硬化所得到之硬化物。
在本發明中,亦進一步提供包含本發明之樹脂組成物之硬化物,或包含本發明之電子零件用膏之硬化物的半導體裝置。
在本發明,亦提供一種包含將本發明之樹脂組成物塗佈於第1電子零件用構件,及使本發明之樹脂組成物接觸第2前述電子零件用構件之電子零件用構件的接著方法。又,本發明亦提供一種包含在第1電子零件用構件與第2電子零件用構件之間注入本發明之樹脂組成物之電子零件用構件的接著方法。在接著此等電子零件用構件的方法之某態樣中,塗佈或注入係藉由噴射配佈機或空氣式配佈機而進行。再者,本發明亦提供一種包含將本發明之樹脂組成物塗佈於電子零件或基板之將電子零件接著於基板上之方法。在將前述電子零件接著於基板上之方法中,塗佈係可藉由注入而進行,亦可藉由噴射配佈機或空氣式配佈機而進行。又,在將前述電子零件接著於基板上之方法中,電子零件可為半導體元件。又,本發明亦提供一種包含將本發明之樹脂組成物應用於電子零件之表面的至少一部分之被覆電子零件的方法。在被覆前述電子零件之方法中,所應用者係可藉由噴霧塗佈而進行,亦可藉由隔著掩罩之網版印刷等印刷方法來進行。
在某態樣中,因本發明之樹脂組成物之硬化物,或本發明之電子零件用膏之硬化物為導電體,故可在依據其導電性而定的用途中使用。例如,可使用此等硬化物而製作用以防止伴隨致動器之操作而帶電之構件。本發明之樹脂組成物之硬化物,或本發明之電子零件用膏之硬化物可進一步使用來作為電磁波遮蔽材。在本發明中,亦提供本發明之樹脂組成物之硬化物,或包含本發明之電子零件用膏之硬化物的電磁波遮蔽材。更具體而言,本發明之樹脂組成物,或本發明之電子零件用膏係可使用於需要來自外部或在內部產生之電磁波的遮斷之半導體裝置用之各種模組的組裝等。本發明之樹脂組成物之硬化物係可進一步使用來作為印刷電路配線板之導電圖型。
在另一態樣中,本發明之樹脂組成物之硬化物,或本發明之電子零件用膏之硬化物為導熱性。此時,導熱性硬化物之導熱率典型上係0.5至250W/m.K。
[實施例]
以下說明有關本發明之實施例及比較例。惟本發明不限定於以下之實施例及比較例。
[樹脂組成物之調製]
以下之實施例及比較例中所使用之樹脂組成物的原料係如下述。
‧2-亞甲基-1,3-二羰基化合物(成分(a)):
(a-1)DHMM (SIRRUS公司製)
(a-2)DCHMM (SIRRUS公司製)
前述2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之具體構造係如以下之表1中之化學式。
‧導電性粒子(成分(b)):
(b-1)銀粒子(無表面處理)(平均粒徑:5μm、形狀:球狀)
(b-1a)銀粒子(經辛胺(和光純藥股份有限公司)表面處理之成分(b-1)、燒失值:0.9%)
(b-1b)銀粒子(經硬脂酸(新日本理化股份有限公司)表面處理之成分(b-1)、燒失值:0.7%)
(b-1c)銀粒子(經油酸(日油股份有限公司)表面處理之成分(b-1)、燒失值:0.7%)
(b-2)銅粒子(無表面處理)(平均粒徑:2.5μm、形狀:球狀)
(b-2a)銅粒子(經油酸(日油股份有限公司)表面處理之成分(b-2)、燒失值:0.9%)
又,燒失值(燃燒損失)係從使經表面處理之乾燥後的銀粒子或銅粒子以20℃/分鐘升溫至800℃,並以800℃燒成5分鐘後之殘留成分的質量算出。
‧成分(b)之表面處理
將成分(b-1)100g、各種之酸或胺2g、及乙醇10g之混合物以球磨機進行攪拌而進行銀粒子之表面處理,調製成分(b-1a)至(b-1c)。
又,將成分(b-2)100g、油酸2g及乙醇10g之混合物以球磨機進行攪拌而進行銅粒子之表面處理,調製成分(b-2a)。
‧單羧酸(成分(c)):
(c-1)丙酸(碳數3、和光純藥股份有限公司)
(c-2)山梨酸(碳數6、和光純藥股份有限公司)
(c-3)硬脂酸(碳數18、新日本理化股份有限公司)
(c-4)異硬脂酸(碳數18、日產化學工業股份有限公司)
(c-5)油酸(碳數18、日油股份有限公司)
上述異硬脂酸係具有下述之構造。
‧碳數少之單羧酸、或二羧酸(成分(c’)):
(c’-1)乙酸(碳數2、和光純藥股份有限公司)
(c’-2)丙二酸(碳數3、和光純藥股份有限公司)
(c’-3)順丁烯二酸(碳數4、和光純藥股份有限公司)
[實施例1至21及比較例1至15]
將成分(a)、成分(b)及成分(c)(或成分(c’))以於表2至7中所示之調配(表中之調配量係重量(單位:g))置入於軟膏瓶(30ml、聚丙烯製)中。將軟膏瓶之內容物使用抹刀進行攪拌後,藉由使用混合機而在室溫(20至25℃)混合15秒鐘,以獲得樹脂組成物。所得到之樹脂組成物係藉由目視觀察及傳遞至手的觸感,判斷為均質。對於該樹脂組成物,以下述之方式而測定適用時間。
樹脂組成物中之各種表面處理劑之量係從上述燒失值算出。又如上所述,在成分(b-1c)及(b-2a)係使用成分(c-5)作為表面處理劑,在成分(b-1b)係使用成分(c-3)作為表面處理劑。關於此等之成分(b)係將用作為表面處理劑之成分(c)的種類及其量呈示於表中之「成分(b)表面處理劑」之項目中。在表2至7中之「成分(b)」之項目中所示的量係不包含表面處理劑之量,又,在「成分(c)」之項目中所示之量係不包含使用來作為表面處理劑之成分(c)的量。
[樹脂組成物之適用時間的測定]
將以如上所述之方式所剛調製的軟膏瓶(蓋子係調製結束後立即封閉)中之樹脂組成物在室溫(20至25℃)下靜置。在預定的時點檢查該樹脂組成物之黏度,從靜置開始之時點至檢測出該樹脂組成物中之明顯的黏度上昇所需要的時間視為適用時間(單位:小時)。
樹脂組成物之黏度的檢查係如以下之方式進行。開啟軟膏瓶之蓋子,使用抹刀攪拌瓶中之樹脂組成物,偵知攪拌需要之力量明顯增加(藉由傳遞至手之觸感來判斷)時,視為檢測出樹脂組成物中之明顯的黏度上昇。
該黏度之檢查係從樹脂組成物之靜置開始至12小時後為止每隔1小時進行。但,對於靜置開始至12小時以內未檢測出明顯的黏度上昇之樹脂組成物,係將其樹脂組成物經重新調製之樣品在室溫下靜置12小時,其後每隔1小時,從靜置開始至24小時後為止進行黏度之檢查。對於該樣品從靜置開始至24小時以內未檢測出明顯的黏度上昇時,除了每隔24小時進行黏度之檢查以外,其餘係以同樣之方式,至檢測出明顯的黏度上昇為止持續該試驗。
(結果之考察)
從實施例1至12、34至36及比較例1、6、7、9可知,在成分(b)之存在下,引起不預期之成分(a)的硬化,又,藉由添加成分(c),在成分(b)之存在下的樹脂組成物之適用時間,相較於未添加成分(c)之情形被延長,亦即,成分(a)之安定性提高。
從實施例13至18及比較例5、8可知,即使藉由添加作為成分(b)之表面處理劑的成分(c),在成分(b)之存在下之成分(a)的安定性亦提高。
從實施例13及19至30可知,藉由經成分(c)表面處理之成分(b)中另外添加成分(c),相較於未添加成分(c)之情形,在成分(b)之存在下之樹脂組成物的適用時間被延長。
從實施例31至33及比較例5可知,成分(b)即使以成分(c)以外之成分進行表面處理,藉由添加成分(c),相較於未添加成分(c)之情形,樹脂組成物之適用時間亦被延長。
從比較例1至4可知,如碳數未達3之單羧酸,或二羧酸之多羧酸即使為具有羧基之有機化合物,亦未顯示提升在成分(b)之存在下之成分(a)的安定性之效果。
[產業上之可利用性]
若使用本發明之樹脂組成物,因抑制在導電性粒子之存在下之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物不預期的硬化,故可容易製造包含2-亞甲基-1,3-二羰基化合物之電子零件用膏。
藉由整體參照日本國專利申請案2019-226531(申請日:2019年12月16日)之揭示而摘入於本說明書。
在本說明書中所記載之全部文獻、專利申請案、及技術規格,係與將各個文獻、專利申請案、及技術規格藉由參照而摘入所為具體且各個記載之情形相同程度地進行,而藉由參照摘入於本說明書中。
Claims (11)
- 一種樹脂組成物,係包含下述成分(a)至(c):(a)1種以上之2-亞甲基-1,3-二羰基化合物;(b)1種以上之導電性粒子;及(c)1種以上之碳數3以上的單羧酸。
- 如請求項1所述之樹脂組成物,其中,單羧酸為飽和或不飽和脂肪族單羧酸。
- 如請求項2所述之樹脂組成物,其中,前述飽和或不飽和脂肪族單羧酸為直鏈狀或分枝狀。
- 如請求項2或3所述之樹脂組成物,其中,前述飽和或不飽和脂肪族單羧酸之碳數為6以上。
- 如請求項1至4中任一項所述之樹脂組成物,其中,1種以上之導電性粒子包含銀或銅。
- 如請求項1至5中任一項所述之樹脂組成物,其係導電性硬化物製造用者。
- 一種電子零件用膏,係包含請求項1至6中任一項所述之樹脂組成物及含有1種以上之鹼性物質的起始劑。
- 如請求項7所述之電子零件用膏,其係可藉由加熱至150℃以下之溫度而硬化。
- 一種硬化物,係使請求項7或8所述之電子零件用膏硬化而獲得。
- 一種半導體裝置,係包含請求項7或8所述之電子零件用膏、或請求項9所述之硬化物。
- 一種電磁波遮蔽材,係包含請求項9所述之硬化物。
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