WO2021117604A1 - 接着剤組成物、接着フィルム及び接続構造体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an adhesive composition, an adhesive film and a connecting structure.
- adhesive compositions such as anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste) and anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film) and their film-like substances (ACF: Anisotropic Conductive Film) Adhesive film) is widely used.
- ACP Anisotropic Conductive Paste
- ACF Anisotropic Conductive Film
- Adhesive film adheres various terminals to each other and electrically, including when connecting the terminals of a flexible printed circuit board (FPC) and the terminals of a glass substrate of an FPD panel (so-called FOG). It is used when connecting to.
- FPC flexible printed circuit board
- FOG glass substrate of an FPD panel
- an alicyclic epoxy compound having a higher cationic polymerization reactivity than a general-purpose glycidyl ether-based compound is used as the polymerizable compound, and oxygen is used.
- a sulfonium salt-based thermoacid generator that generates protons by heat as a polymerization initiator that does not inhibit polymerization due to the above and exhibits dark reactivity.
- an adhesive composition using a combination of an alicyclic epoxy compound and a sulfonium salt-based thermoacid generator exhibits excellent adhesiveness when used immediately after production, but it is difficult to manage the product life due to storage conditions. In some cases.
- thermoacid generators In addition to sulfonium salt-based thermoacid generators, quaternary ammonium salt-based thermoacid generators are also known as polymerization initiators for alicyclic epoxy compounds. When a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator is used instead of the sulfonium salt-based thermoacid generator, the present inventors can use the same adhesive conditions as when using the sulfonium salt-based thermoacid generator. It was found that even if it is used immediately after production, it may not be possible to guarantee the desired adhesiveness. Adhesiveness can be improved by shifting the bonding conditions to the high temperature / long time side, but it goes against the recent tendency of shifting to the low temperature / short time side from the viewpoint of reducing thermal stress on electronic components and production efficiency. Resulting in.
- An object of the present invention is to obtain an adhesive composition that can suppress a decrease in adhesiveness even after storage in a room temperature / refrigerated environment and realizes excellent adhesiveness under the same adhesive conditions as before. To provide.
- An adhesive composition containing a cationically polymerizable component, a film-forming component, and a cationic polymerization initiator.
- the cationic polymerization initiator is a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator.
- An adhesive composition in which the cationically polymerizable component comprises a bifunctional alicyclic epoxy compound and a tetrafunctional alicyclic epoxy compound.
- [2] Mass ratio of tetrafunctional alicyclic epoxy compound to bifunctional alicyclic epoxy compound [4-functional alicyclic epoxy compound / bifunctional alicyclic epoxy compound] (hereinafter referred to as "4-functional / bifunctional mass ratio"
- the mass ratio of the thiol compound to the quaternary ammonium salt-based thermoacid generator is 0.1 or more, [8] to [11].
- the adhesive composition according to any one of the above. [13] The adhesive composition according to any one of [1] to [12], wherein the film-forming component contains a phenoxy resin. [14] The adhesive composition according to any one of [1] to [13], which further contains conductive particles. [15] An adhesive film comprising the adhesive composition according to any one of [1] to [14].
- connection in which the first electronic component and the second electronic component are connected by the adhesive composition according to any one of [1] to [14] or the adhesive film according to [15].
- Structure [17] The first electronic component and the second electronic component are interposed with the adhesive composition according to any one of [1] to [14] or the adhesive film according to [15].
- a method of manufacturing a connecting structure which includes a process of crimping.
- an adhesive composition capable of suppressing a decrease in adhesiveness even after storage in a normal temperature / refrigerated environment and realizing excellent adhesiveness under the same adhesive conditions as before can be obtained. Can be provided.
- C n to C m (n and m are positive integers and satisfy n ⁇ m) is described immediately after the term in that the number of carbon atoms of the organic group is n. Indicates that it is ⁇ m.
- C 1 to C 12 alkyl group indicates an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- the "alicyclic epoxy compound” means an epoxy compound having an alicyclic in the molecule.
- the oxylane ring may be formed of two carbon atoms and one oxygen atom constituting the alicyclic, or may be formed as a glycidyl group apart from the alicyclic. ..
- the adhesive composition of the present invention contains a binder composition containing a cationically polymerizable component and a film forming component, and a cationic polymerization initiator.
- the cationic polymerization initiator is a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator.
- the cationically polymerizable component is characterized by containing a bifunctional alicyclic epoxy compound and a tetrafunctional alicyclic epoxy compound.
- the adhesive composition of the present invention is characterized by containing a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator as a cationic polymerization initiator.
- the sulfonium salt-based thermoacid generator contributes to low-temperature quick-curing property in combination with the alicyclic epoxy compound, and although it provides excellent adhesiveness immediately after the production of the adhesive composition, it adheres.
- the agent composition was stored in a normal temperature / refrigerated environment for a certain period of time, its adhesiveness may be significantly reduced.
- the adhesive composition of the present invention using a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator can suppress a decrease in adhesiveness even when stored for a certain period of time in a room temperature / refrigerated environment. it can.
- thermoacid generator in combination with a specific cationically polymerizable component described later, excellent adhesion is achieved under the same adhesive conditions as when using a sulfonium salt-based thermoacid generator. It has led to the realization of sex.
- quaternary ammonium salt-based thermoacid generator a salt of a quaternary ammonium cation and an acid anion or a borate anion can be preferably used.
- Examples of the quaternary ammonium cation include a cation represented by the formula: NR a R b R c R d +.
- R a , R b , R c and R d are linear, branched or cyclic C 1 to C 12 alkyl groups or aryl groups, which are hydroxyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, amino groups and esters, respectively. It may have a group or the like.
- the acid anion may be either an inorganic acid anion or an organic acid anion, and for example, an antimonic acid hexafluoride anion, a phosphoric acid hexafluoride anion, a trifluoromethanesulfonic acid anion, a perfluorobutane sulfonic acid anion, and a difluorite anion.
- an antimonic acid hexafluoride anion e.g., a phosphoric acid hexafluoride anion
- a trifluoromethanesulfonic acid anion a perfluorobutane sulfonic acid anion
- difluorite anion examples thereof include nonylnaphthalene sulfonic acid anion, dinonylnaphthalene sulfonic acid anion, p-toluene sulfonic acid anion, and dodecylbenzene sulfonic acid anion.
- borate anion examples include an alkyl borate anion and an aryl borate anion, which may further have a halogen atom.
- arylborate anions having a fluorine atom F ⁇ ; fluorogroup
- tetrakis (pentafluorophenyl) borate anions are particularly preferable.
- the quaternary ammonium salt-based thermoacid generator may be used alone or in combination of two or more.
- quaternary ammonium salt-based thermoacid generator examples include King Industries, Inc. Examples thereof include CXC-1612, CXC-1733, CXC-1738, TAG-2678, CXC-1614, TAG-2689, TAG-2690, TAG-2700, CXC-1802-60, and CXC-1821 manufactured. These are available from Kusumoto Kasei Co., Ltd.
- the content of the quaternary ammonium salt-based thermoacid generator in the adhesive composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass, when the total of the non-volatile components of the cationically polymerizable components is 100% by mass. % Or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 7% by mass or more.
- the upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less.
- the adhesive composition of the present invention contains a binder composition containing a cationically polymerizable component and a film forming component.
- the adhesive composition of the present invention is characterized in that a bifunctional alicyclic epoxy compound and a tetrafunctional alicyclic epoxy compound are used in combination as a cationically polymerizable component.
- a specific cationically polymerizable component in combination with a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator, the adhesive composition of the present invention may be stored for a certain period of time in a normal temperature / refrigerated environment.
- the adhesive composition of the present invention may be stored for a certain period of time in a normal temperature / refrigerated environment.
- the decrease in adhesiveness be suppressed, but also excellent adhesiveness can be realized under the same adhesive conditions as when the sulfonium salt-based thermoacid generator is used.
- the bifunctional alicyclic epoxy compound is not particularly limited as long as it is an alicyclic epoxy compound having two epoxy groups in one molecule, and for example, a bifunctional cycloalkene oxide type epoxy compound and an alicyclic 2 It may be appropriately selected from diglycidyl ether compounds of epoxides.
- the bifunctional cycloalkene oxide type epoxy compound is a compound having two epoxycycloalkyl groups in one molecule.
- the number of carbon atoms of the epoxycycloalkyl group is preferably 3 to 10. Therefore, in one preferred embodiment, the bifunctional alicyclic epoxy compound has an epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl group.
- the number of carbon atoms of the epoxycycloalkyl group is more preferably 4 to 10, still more preferably 6 to 10, even more preferably 6 to 8, and particularly preferably 6.
- the two epoxycycloalkyl groups of the bifunctional alicyclic epoxy compound may be the same or different from each other. Above all, the bifunctional alicyclic epoxy compound preferably has two epoxycyclohexyl groups.
- the bifunctional cycloalkene oxide type epoxy compound can, for example, directly epoxidize a compound having two cycloalkene skeletons, or have a polymerizable functional group (for example, a (meth) acrylic group, an allyl group, a silanol group, etc.). It can be produced by polymerizing a monofunctional cycloalkene oxide type epoxy compound to make it bifunctional.
- a polymerizable functional group for example, a (meth) acrylic group, an allyl group, a silanol group, etc.
- the structure other than the epoxycycloalkyl group is not particularly limited, and any structure may be used as long as the reactivity is not impaired.
- the epoxy equivalent is preferably 500 or less, more preferably 400 or less, still more preferably 350 or less, still more preferably 300 or less, particularly preferably 250 or less. In particular, it is more preferable to have a structure having a structure of 200 or less.
- the lower limit of the epoxy equivalent of the bifunctional cycloalkene oxide type epoxy compound is not particularly limited, but is preferably 70 or more, more preferably 80 or more, still more preferably 90 or more, still more preferably 95 or more.
- bifunctional cycloalkene oxide type epoxy compound examples include 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3', 4'-epoxycyclohexene carboxylate, diepoxybicyclohexyl and the like.
- the alicyclic dihydric alcohol diglycidyl ether compound is a compound having an alicyclic and two glycidyl groups in one molecule.
- the alicyclic may have any structure as long as it does not inhibit the reactivity, and may be a monocyclic ring or a condensed ring, and may be contained alone in one molecule or contained in two or more. May be good. From the viewpoint of realizing an adhesive composition exhibiting excellent adhesiveness, it is preferable to have a structure in which the epoxy equivalent is in the same range as that described for the cycloalkene oxide type epoxy compound.
- the diglycidyl ether compound of the alicyclic dihydric alcohol is obtained by hydrolyzing the aromatic ring of, for example, an aromatic dihydric alcohol diglycidyl ether (for example, a bisphenol type diglycidyl ether such as bisphenol A diglycidyl ether). It can be produced by converting or converting an aliphatic dihydric alcohol (for example, hydrogenated bisphenol such as hydrogenated bisphenol A) into glycidyl ether.
- an aromatic dihydric alcohol diglycidyl ether for example, a bisphenol type diglycidyl ether such as bisphenol A diglycidyl ether
- an aliphatic dihydric alcohol for example, hydrogenated bisphenol such as hydrogenated bisphenol A
- Specific examples of the alicyclic dihydric alcohol diglycidyl ether compound include hexahydrobisphenol A diglycidyl ether and the like.
- the bifunctional alicyclic epoxy compound may be used alone or in combination of two or more.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound is not particularly limited as long as it is an alicyclic epoxy compound having four epoxy groups in one molecule, and for example, a tetrafunctional cycloalkene oxide type epoxy compound and an alicyclic 4 It may be appropriately selected from the tetraglycidyl ether compound of the epoxide.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound preferably contains a tetrafunctional cycloalkene oxide type epoxy compound from the viewpoint of realizing an adhesive composition having particularly excellent adhesiveness in combination with the bifunctional alicyclic epoxy compound. Is.
- the tetrafunctional cycloalkene oxide type epoxy compound is a compound having four epoxycycloalkyl groups in one molecule.
- the number of carbon atoms of the epoxycycloalkyl group is preferably 3 to 10. Therefore, in one preferred embodiment, the tetrafunctional alicyclic epoxy compound has epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl groups.
- the number of carbon atoms of the epoxycycloalkyl group is more preferably 4 to 10, still more preferably 6 to 10, even more preferably 6 to 8, and particularly preferably 6.
- the four epoxycycloalkyl groups of the tetrafunctional alicyclic epoxy compound may be the same or different from each other. Among them, the tetrafunctional alicyclic epoxy compound preferably has four epoxycyclohexyl groups.
- the tetrafunctional cycloalkene oxide type epoxy compound can, for example, directly epoxidize a compound having four cycloalkene skeletons, or have a polymerizable functional group (for example, a (meth) acrylic group, an allyl group, a silanol group, etc.). It can be produced by polymerizing a monofunctional cycloalkene oxide type epoxy compound to tetrafunctionalize it.
- the structure other than the epoxycycloalkyl group is not particularly limited, and any structure may be used as long as the reactivity is not impaired.
- the epoxy equivalent is preferably 500 or less, more preferably 400 or less, still more preferably 350 or less, still more preferably 300 or less, and particularly preferably 250 or less. It is preferable to have such a structure.
- the lower limit of the epoxy equivalent of the tetrafunctional cycloalkene oxide type epoxy compound is not particularly limited, but is preferably 70 or more, more preferably 80 or more, still more preferably 90 or more, still more preferably 95 or more.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound comprises a structural unit represented by the formula (1).
- R 1 represents a monovalent organic group having an epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl group
- R 2 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or an alkoxy group.
- the organic group having an epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl group represented by R 1 is not particularly limited as long as it has an epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl group.
- the number of epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl groups contained in the organic group is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
- R 1 is a monovalent group represented by the formula: E ⁇ (L) m ⁇ .
- E represents an epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl group
- L represents an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, or an oxycycloalkylene group
- m represents 0 or 1.
- the epoxy C 3 to C 10 cycloalkyl groups represented by E are more preferably epoxy C 4 to C 10 cycloalkyl groups, epoxy C 6 to C 10 cycloalkyl groups, and epoxy C 6 to C 8 cycloalkyl groups. , more preferably an epoxy C 6 cycloalkyl group, i.e. epoxycyclohexyl group.
- the number of carbon atoms of the alkylene group and the oxyalkylene group represented by L is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4.
- the number of carbon atoms of the cycloalkylene group represented by L and the oxycycloalkylene group is preferably 3 to 10, and more preferably 3 to 6.
- L is preferably an alkylene group, more preferably a C 1 to C 6 alkylene group, from the viewpoint of realizing an adhesive composition having particularly excellent adhesiveness.
- m is preferably 1 from the viewpoint of realizing an adhesive composition having particularly excellent adhesiveness.
- examples of the hydrocarbon group represented by R 2 include an alkyl group, a cycloalkyl group, and a monovalent group in which two or more of these are bonded.
- the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 3.
- the number of carbon atoms of the cycloalkyl group is preferably 3 to 10, more preferably 3 to 6, and even more preferably 4 to 6.
- the number of carbon atoms of the alkoxy group represented by R 2 is preferably 1-6, more preferably 1-4, more preferably 1-3.
- R 2 is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and further, from the viewpoint of realizing an adhesive composition having particularly excellent adhesiveness in combination with a bifunctional alicyclic epoxy compound. It is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound has, preferably 2 to 4, more preferably 3 or 4, particularly preferably 4 structural units represented by the above formula (1) in one molecule.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound When the tetrafunctional alicyclic epoxy compound has a structural unit represented by the above formula (1), it may have a chain-like siloxane structure or a cyclic siloxane structure. In combination with a bifunctional alicyclic epoxy compound, it is preferable to have a cyclic siloxane structure from the viewpoint of realizing an adhesive composition having particularly excellent adhesiveness.
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound comprises a compound represented by the formula (1-1).
- the tetrafunctional alicyclic epoxy compound may be used alone or in combination of two or more.
- the total content of the bifunctional alicyclic epoxy compound and the tetrafunctional alicyclic epoxy compound is preferably 100% by mass when the non-volatile component in the adhesive composition is 100% by mass. It is 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, still more preferably 18% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more.
- the upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, or 50% by mass or less.
- the mass ratio of the tetrafunctional alicyclic epoxy compound to the bifunctional alicyclic epoxy compound is the same as before in combination with the quaternary ammonium salt-based thermoacid generator. From the viewpoint of achieving good adhesiveness under the bonding conditions, it is preferably less than 1.0, more preferably 0.9 or less. In particular, when the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is 0.85 or less, it is preferable because it is possible to remarkably suppress the occurrence of floating at the connection portion of the connection structure even after the reliability test in a high temperature and high humidity environment. Is.
- the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is more preferably 0.7 or less, still more preferably 0.6 or less, even more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.4 or less.
- the present inventors have found that an adhesive composition having exceptionally excellent adhesiveness can be realized when the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is 0.4 or less.
- the lower limit of the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is preferably 0.05 or more from the viewpoint of achieving good adhesiveness under the same adhesive conditions as before in combination with a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator. More preferably, it is 0.1 or more.
- the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is 0.1 or more, it is possible to remarkably suppress the occurrence of floating at the connection portion of the connection structure even after the reliability test in a high temperature and high humidity environment.
- the present inventors have found that an adhesive composition that is suitable and has exceptionally excellent adhesiveness can be realized.
- the tetrafunctional / bifunctional mass ratio is more preferably 0.11 or more, still more preferably 0.12 or more.
- the adhesive composition of the present invention may contain other cationically polymerizable components as long as it contains a bifunctional alicyclic epoxy compound and a tetrafunctional alicyclic epoxy compound.
- examples of other cationically polymerizable components include trifunctional alicyclic epoxy compounds, pentafunctional or higher alicyclic epoxy compounds, and oxetane compounds.
- the content thereof is not particularly limited, but when an oxetane compound is contained, the content of the oxetane compound is a bifunctional alicyclic epoxy compound and a tetrafunctional alicyclic epoxy compound.
- the total of is 100% by mass, it is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, further preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. Yes, it does not have to be contained.
- the film-forming component is not particularly limited as long as it has a film-forming ability.
- the film-forming component may be appropriately selected according to the intended purpose.
- phenoxy resin epoxy resin (excluding alicyclic epoxy resin), polyvinyl acetal resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, urethane resin, and butadiene
- examples thereof include resins, polyimide resins, polyamide resins, and polyolefin resins.
- the film-forming component may be used alone or in combination of two or more.
- a phenoxy resin can be preferably used from the viewpoint of film formation property, processability, and connection reliability
- a polyvinyl acetal resin can also be preferably used from the viewpoint of achieving good adhesiveness. Therefore, in one embodiment, the film-forming component comprises a phenoxy resin. In another embodiment, the film forming component comprises a polyvinyl acetal resin. In other suitable embodiments, the film-forming component comprises a phenoxy resin and a polyvinyl acetal resin.
- the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the film forming component is preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more, and further preferably 20,000 or more.
- the upper limit of the Mw is not particularly limited, but may be preferably 80,000 or less, more preferably 70,000 or less, and 60,000 or less. It may be appropriately selected according to other formulations and the purpose of use.
- the film-forming component contains a phenoxy resin having a Mw of 50,000 or less, it is preferable because it is possible to remarkably suppress the occurrence of floating at the connection portion of the connection structure even after the reliability test in a high temperature and high humidity environment. is there.
- the polystyrene-equivalent Mw of the film-forming component can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method and calculated using a standard polystyrene calibration curve.
- GPC gel permeation chromatography
- the content of the film-forming component in the adhesive composition is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the intended purpose, but when the non-volatile component in the adhesive composition is 100% by mass, it is preferably 10% by mass. % Or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 30% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more.
- the upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
- the adhesive composition of the present invention may further contain a thiol compound.
- the present inventors specify the adhesiveness by further containing a thiol compound in the adhesive composition of the present invention using a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator in combination with a specific cationically polymerizable component. And it was found that it can be dramatically improved. In this respect, in the adhesive composition using the conventional sulfonium salt-based thermal acid generator, not only the adhesiveness is not improved even if the thiol compound is added, but also the adhesiveness may be lowered. The present inventors have confirmed that (Comparative Example 3).
- the thiol compound has a structure represented by the formula (2) from the viewpoint of achieving outstanding adhesiveness in combination with a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator and a specific cationically polymerizable component. It is preferable to include the unit.
- the structural unit of the formula (2) may be contained in the main chain of the thiol compound or may be present at the terminal. Above all, when the structure of the formula (2) is present at the terminal as a 3-mercapto-butyryloxy group, it tends to result in an adhesive composition having exceptionally excellent adhesiveness.
- the functional number of the thiol compound is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and further preferably 4 or more from the viewpoint of achieving excellent adhesiveness.
- a compound having preferably two, more preferably three, and even more preferably four structural units represented by the above formula (2) in the molecule is preferable from the viewpoint of achieving exceptionally excellent adhesiveness. Is.
- the molecular weight of the thiol compound is preferably 200 or more, more preferably 250, from the viewpoint of achieving outstanding adhesiveness in combination with a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator and a specific cationically polymerizable component. Above, it is more preferably 300 or more, and the upper limit of the molecular weight is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, still more preferably 700 or less, still more preferably 600 or less.
- Suitable specific examples of the thiol compound include 1,4-bis (3-mercaptobutylyloxy) butane [bifunctional, molecular weight 294], 1,3,5-tris (3-mercaptobutylyloxyethyl) -1. , 3,5-Triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -Trione [Trifunctional, Molecular Weight 568], Trimethylol Propane Tris (3-Mercaptobutyrate) [Trifunctional, Molecular Weight 440], Pentaerythritol Tetrakiss (3-mercaptobutyrate) [tetrafunctional, molecular weight 545] and the like can be mentioned.
- the thiol compound may be used alone or in combination of two or more.
- the mass ratio of the thiol compound to the quaternary ammonium salt-based thermoacid generator can realize outstanding adhesiveness. Therefore, it is preferably 0.1 or more, more preferably 0.12 or more, still more preferably 0.14 or more, still more preferably 0.15 or more, particularly preferably 0.16 or more, and particularly more preferably 0.18 or more. Is.
- the upper limit of the mass ratio is not particularly limited, but is preferably 2 or less, more preferably 1.5 or less, and further preferably 1 or less.
- the adhesive composition of the present invention may further contain conductive particles.
- the adhesive composition and its film-like material can be used as a conductive paste and a conductive film, an anisotropic conductive paste and an anisotropic conductive film.
- Conductive particles include, for example, metal particles such as nickel, iron, copper, aluminum, tin, lead, chromium, cobalt, silver, and gold; particles of alloys of these metals; metal oxides, carbon, graphite, glass, etc. Examples thereof include coated particles in which the surface of particles such as ceramic and resin is coated with metal.
- the materials of the resin particles include, for example, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, acrylonitrile-styrene (AS) resin, benzoguanamine resin, and divinylbenzene resin.
- the conductive particles if the conduction performance after connection is not hindered, in order to avoid the risk of short circuit between the terminals, the surface of the particles is further coated with an insulating thin film, or the insulating particles are coated on the surface. It may be the one which has been subjected to the insulation treatment such as the one adhered to. These conductive particles may be used alone or in combination of two or more.
- the average particle size of the conductive particles is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the intended purpose, but is preferably 40 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, still more preferably 25 ⁇ m or less, still more preferably 20 ⁇ m or less.
- the lower limit of the average particle size is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 2 ⁇ m or more, and further preferably 3 ⁇ m or more.
- the content of the conductive particles in the adhesive composition is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the intended purpose, but is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more. , More preferably 3% by mass or more.
- the upper limit of the content is preferably 30% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, still more preferably 25% by mass or less, still more preferably 20% by mass or less, from the viewpoint of obtaining the desired anisotropic conductivity. Is.
- the adhesive composition of the present invention may further contain other components if necessary.
- Such components include, for example, an organic filler (for example, butadiene-based rubber particles, acrylic-based rubber particles, silicone-based rubber particles), an insulating inorganic filler (for example, silica filler), or a filler that does not inhibit conduction, or a surface.
- organic filler for example, butadiene-based rubber particles, acrylic-based rubber particles, silicone-based rubber particles
- an insulating inorganic filler for example, silica filler
- a filler that does not inhibit conduction or a surface.
- examples thereof include known additives used in the production of adhesive compositions such as modifiers, flame retardants, coupling agents, colorants and the like.
- the adhesive composition of the present invention can suppress a decrease in adhesiveness even when stored in a normal temperature / refrigerated environment for a certain period of time, and has the same adhesion as when a sulfonium salt-based thermoacid generator is used. Excellent adhesiveness can be achieved under the conditions. Therefore, the adhesive composition of the present invention can be suitably used as a means for adhering electronic parts and the like. Further, when conductive particles are contained, it can be used as a conductive paste or an anisotropic conductive paste.
- the adhesive composition of the present invention has a good film-forming property and can be preferably a film-like substance (adhesive film).
- the present invention also provides such an adhesive film, which is characterized by comprising the adhesive composition of the present invention.
- the adhesive film of the present invention may be composed of a single layer or a plurality of layers.
- the adhesive film of the present invention comprises a first adhesive layer made of the adhesive composition of the present invention and an adhesive composition of the present invention provided on the first adhesive layer. Includes at least a second adhesive layer.
- One of the first adhesive layer and the second adhesive layer preferably contains conductive particles. Therefore, in one embodiment, the adhesive film of the present invention is composed of a first adhesive layer made of the adhesive composition of the present invention and an adhesive composition of the present invention provided on the first adhesive layer. At least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer contains conductive particles. Further, the adhesive layer of the present invention may be provided with a layer different from that of the present invention.
- the front and back of the layer may be sandwiched between the adhesive layers of the present invention.
- the conductive particles may be contained in at least one of the adhesive layers of the present invention, or may be contained in different layers.
- the different layers may be layers made of an adhesive composition different from that of the present invention, or may be a resin layer that is not an adhesive layer (does not contribute to adhesion). It is preferably insulating. Even if different layers are included, there is no particular limitation as long as they can be adhered.
- the adhesive film can be produced, for example, by mixing the adhesive composition of the present invention with an organic solvent, if necessary, applying it on a release base material, and further drying it to form an adhesive layer. it can.
- the adhesive composition may be applied using a coating device such as a bar coater.
- a known adhesive film coating method such as the doctor blade method can be used.
- the above coating and drying steps may be repeated a plurality of times. Alternatively, it may be manufactured individually and laminated by laminating or the like.
- the peeling base material is not particularly limited as long as it is a film-like material that can support the adhesive film and can be peeled from the adhesive film at a desired timing.
- the material of the release base material include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polyolefin such as polypropylene (PP), and plastic materials such as poly-4-methylpen-1 (PMP) and polytetrafluoroethylene (PTFE). You may use it.
- the release base material may also be a base material having a release layer on the surface on the side to be bonded to the adhesive film, and the release layer may contain a release agent such as a silicone resin or a polyolefin resin.
- the thickness of the peeling base material is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, still more preferably 60 ⁇ m or less, and even more preferably 50 ⁇ m or less.
- the lower limit of the thickness of the release base material is not particularly limited, but is preferably 8 ⁇ m or more from the viewpoint of handleability during manufacturing of the adhesive film and slit processing.
- the thickness of the adhesive film of the present invention is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the intended purpose, but is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more, still more preferably 5 ⁇ m or more.
- the upper limit of the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, still more preferably 60 ⁇ m or less, still more preferably 50 ⁇ m or less, and particularly preferably 40 ⁇ m or less. If multiple layers are stacked, the total thickness shall be used.
- the adhesive film may be slit so as to have the desired width.
- a cover film may be provided on the exposed surface of the adhesive layer in order to prevent the adhesive layer from being contaminated by cutting chips and the like during slitting.
- the thickness in this case may be appropriately selected according to the purpose.
- As the cover film a known film used when slitting the adhesive film may be used.
- the cover film may be provided separately from the release base material as a product used for connection use in order to prevent contamination during use.
- the cover film is preferably peelable, and the thickness is preferably the same as or thinner than the peelable base material.
- the adhesive film of the present invention can suppress a decrease in adhesiveness even when stored in a room temperature / refrigerated environment for a certain period of time, and under the same adhesive conditions as when a sulfonium salt-based thermoacid generator is used. Excellent adhesiveness can be realized. Therefore, the adhesive film of the present invention can be suitably used as a means for adhering electronic parts and the like. Further, when conductive particles are contained, it can be used as an anisotropic conductive film.
- the adhesive composition or adhesive film of the present invention can be used to produce a connecting structure in which electronic components are bonded to each other.
- the present invention also provides such a connecting structure, in which the first electronic component and the second electronic component are connected by the adhesive composition of the present invention or the adhesive film of the present invention. It is characterized by that.
- the first electronic component may be, for example, a general PWB, and examples thereof include a rigid substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, a plastic substrate, an FPC, and the like, and examples of the second electronic component include an FPC, an IC chip, and the like. Examples thereof include semiconductor elements other than IC chips.
- the connection structure There are no particular restrictions on electronic components, and there are no particular restrictions on the use of the connection structure. For example, it may be used for a mobile information terminal, or it may be used for an in-vehicle electrical mounting.
- various connection structures such as FOB, FOG, FOP, FOF, COG, and COP can be manufactured. In particular, it can be preferably applied to FOG and FOP.
- connection structure of the present invention is not particularly limited as long as the connection structure in which the first electronic component and the second electronic component are connected by the adhesive composition or the adhesive film of the present invention can be produced. ..
- an example of the method for manufacturing the connection structure of the present invention will be shown.
- the method for manufacturing a connecting structure of the present invention includes a step of crimping a first electronic component and a second electronic component with an adhesive composition or an adhesive film of the present invention interposed therebetween. ..
- the first electronic component is placed on the stage, the adhesive composition or adhesive film of the present invention is provided on the stage, and then the second electronic component is placed.
- the electrodes of the first electronic component and the electrodes of the second electronic component face each other. Align and temporarily crimp from the second electronic component side with a crimping tool.
- the temperature, pressure and time at the time of temporary crimping may be appropriately determined according to the specific design, and may be, for example, 60 to 80 ° C., 0.5 to 2 MPa, 0.5 to 2 seconds.
- the electronic components can be more accurately aligned and connected.
- By performing temporary crimping it can be expected that the positional deviation during the main crimping, which is pressed with a higher pressure, is suppressed.
- the temperature, pressure, and time at the time of the main crimping may be any known conditions used when bonding electronic components using an adhesive film, and may be appropriately determined according to a specific design.
- the adhesive film of the present invention that uses a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator in combination with a specific cationically polymerizable component, conventional adhesion using a sulfonium salt-based thermoacid generator Good adhesiveness can be achieved under the conditions. For example, even if crimping is performed at a low temperature (for example, 200 ° C. or less, 180 ° C. or less, 160 ° C. or less) and for a short time (for example, 10 seconds or less, 8 seconds or less, 6 seconds or less), the first electronic component and the first It is possible to adhere the two electronic components well.
- a low temperature for example, 200 ° C. or less, 180 ° C. or less, 160 ° C. or less
- a short time for example, 10 seconds or less, 8 seconds
- a cushioning material for example, a cushioning sheet
- the cushioning material may be appropriately adjusted and determined according to the combination of electronic components, including whether or not the cushioning material is used.
- the adhesive composition or adhesive film of the present invention used in combination with a quaternary ammonium salt-based thermoacid generator and a specific cationically polymerizable component can be stored for a certain period of time in a normal temperature / refrigerated environment. , It is possible to suppress a decrease in adhesiveness. For example, when bonded under the bonding conditions of 160 ° C., 3 MPa, and 5 seconds, the connecting structure between the FPC and the glass substrate manufactured using the adhesive composition or adhesive film of the present invention is bonded immediately after production.
- an adhesive strength of 7 N / cm or more should be exhibited in a 90-degree peeling test. Can be done.
- a PET film (thickness 50 ⁇ m) was prepared as a release base material.
- the adhesive composition was uniformly applied onto the release base material so that the thickness of the adhesive film (adhesive layer) after drying was 18 ⁇ m. Then, it was dried in an oven at 70 ° C. for 5 minutes to form an adhesive layer on the release base material. Next, a cover film was laminated on the exposed surface of the adhesive layer at 45 ° C.
- Example 1 (Difunctional alicyclic epoxy compound + quaternary ammonium salt-based thermoacid generator system) An adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that only 23.9 parts of a bifunctional alicyclic epoxy compound (trade name: Celoxide 2021P, manufactured by Daicel Co., Ltd.) was used as the cationically polymerizable component. , An adhesive film was prepared.
- a bifunctional alicyclic epoxy compound trade name: Celoxide 2021P, manufactured by Daicel Co., Ltd.
- Example 2 (Effect of 4-functional / 2-functional mass ratio) An adhesive composition was prepared and an adhesive film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount ratios of the bifunctional alicyclic epoxy compound and the tetrafunctional alicyclic epoxy compound were changed as shown in Table 2. ..
- Example 16 (Effect of composition of film-forming component-without polyvinyl acetal resin-) An adhesive composition was prepared and an adhesive film was prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyvinyl acetal resin (trade name: KS-10, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was not used.
- a polyvinyl acetal resin trade name: KS-10, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
- Example 17 (system containing no conductive particles) An adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that conductive particles (trade name: Micropearl, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Ni resin particles having an average particle size of 4 ⁇ m) were not used. , An adhesive film was prepared.
- conductive particles trade name: Micropearl, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Ni resin particles having an average particle size of 4 ⁇ m
- the FPC and the glass substrate were thermocompression-bonded with an adhesive layer interposed therebetween, and all the opposing conductive portions of the FPC and the glass substrate were bonded with a cured product of the adhesive layer to obtain a connected connection structure.
- the conditions for thermocompression bonding were 160 ° C., 3 MPa, and 5 seconds.
- connection structure consists of (1) an adhesive film immediately after production (initial), (2) an adhesive film stored at 25 ° C. and 65% RH for 14 days after production, and (3) a refrigerating environment at 5 ° C. after production. It was made using each of the adhesive films stored below for 1 month.
- connection structure The adhesive strength of the obtained connection structure was measured by a 90-degree peel test. Specifically, the FPC and the cured product are cut to a length of 10 mm, the FPC having a length of 10 mm is grasped with a grasping tool, and the FPC is vertically projected from the glass substrate at a speed of 50 mm / min at room temperature (25 ° C.). The load (N / cm) at the time of peeling was measured until it was peeled off. A Tensilon tester (manufactured by Orientec Co., Ltd .: STA-1150) was used for the measurement.
- connection structure ⁇ Evaluation of conduction resistance> -Manufacturing of connection structure-
- the adhesive film immediately after being produced in Examples and Comparative Examples was slit to a width of 1.0 mm, and then the cover film was peeled off.
- an adhesive film was attached to the edge of the ITO glass substrate so that the exposed surface of the adhesive layer was bonded to the ITO glass substrate (thickness 0.7 mm), and a force was uniformly applied on a hot plate at 45 ° C.
- the peeled base material was peeled off, and the gold wiring portion of the FPC (thickness 50 ⁇ m) was connected and bonded so that the exposed surface of the adhesive layer was completely covered.
- the FPC and the ITO glass substrate were thermocompression bonded with an adhesive layer interposed therebetween to obtain a connection structure.
- the conditions for thermocompression bonding were 160 ° C., 3 MPa, and 5 seconds.
- connection structure was measured immediately after bonding and after holding at 110 ° C. and 85% RH for 32 hours under high temperature and high humidity conditions, and evaluated according to the following criteria. In addition, this evaluation was not carried out about Example 17 which did not contain conductive particles.
- an index was set as a performance comparison, not as a practical evaluation standard. If the reliability test is B evaluation or higher, there is no problem in practical use, and A evaluation is preferable.
- Tables 1 to 3 show the evaluation results of Examples and Comparative Examples.
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Abstract
常温・冷蔵環境下での保管を経たとしても接着性の低下を抑制することができ、かつ、従前と変わらない接着条件において優れた接着性を実現する接着剤組成物を提供する。すなわち、カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含む接着剤組成物であって、カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む、接着剤組成物を提供する。
Description
本発明は、接着剤組成物、接着フィルム及び接続構造体に関する。
電子部品と回路基板等とを接着する手段として、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)や異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)などの接着剤組成物やそのフィルム状物(接着フィルム)が広く用いられている。例えば、異方性導電フィルムは、フレキシブルプリント基板(FPC)の端子と、FPDパネルのガラス基板の端子とを接続する場合(所謂、FOG)をはじめとして、種々の端子同士を接着すると共に電気的に接続する場合に用いられている。
このような接着剤組成物には、低温速硬化性を実現するために、重合性化合物として、汎用のグリシジルエーテル系化合物よりもカチオン重合反応性の高い脂環式エポキシ化合物を使用すると共に、酸素による重合阻害がなく、暗反応性を示す重合開始剤として、熱によりプロトンを発生するスルホニウム塩系熱酸発生剤を使用することが提案されている(特許文献1~3)。
接着剤組成物については、商取引の国際化等により製造から実使用に至るまでの保管・運搬に係る期間が長期化する傾向にある。脂環式エポキシ化合物とスルホニウム塩系熱酸発生剤を組み合わせて使用する接着剤組成物は、製造直後に使用する場合には優れた接着性を呈するものの、保管条件に伴う製品ライフの管理が難しい場合がある。
脂環式エポキシ化合物の重合開始剤としてはスルホニウム塩系熱酸発生剤のほか第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤も知られている。本発明者らは、スルホニウム塩系熱酸発生剤に代えて第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を使用する場合には、スルホニウム塩系熱酸発生剤の使用時と変わらない接着条件では、製造直後の使用であっても、所期の接着性を担保できない場合のあることを見出した。接着条件を高温・長時間側にシフトさせることにより接着性は改善し得るものの、電子部品への熱的ストレス低減や生産効率の観点から低温・短時間側へシフトさせてきた近年の傾向に逆行してしまう。
本発明の課題は、常温・冷蔵環境下での保管を経たとしても接着性の低下を抑制することができ、かつ、従前と変わらない接着条件において優れた接着性を実現する接着剤組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題につき鋭意検討した結果、下記構成を有する接着剤組成物によって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含む接着剤組成物であって、
カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、
カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む、接着剤組成物。
[2] 2官能脂環式エポキシ化合物に対する4官能脂環式エポキシ化合物の質量比[4官能脂環式エポキシ化合物/2官能脂環式エポキシ化合物](以下「4官能/2官能質量比」という。)が、1.0未満である、[1]に記載の接着剤組成物。
[3] 4官能/2官能質量比が0.1以上0.85以下である、[1]又は[2]に記載の接着剤組成物。
[4] 2官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、[1]~[3]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[5] 4官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、[1]~[4]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[6] 4官能脂環式エポキシ化合物が、式(1)で表される構造単位を含む、[1]~[5]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
(式中、R1はエポキシC3~C10シクロアルキル基を有する1価の有機基を表し、R2は水素原子、炭化水素基、又はアルコキシ基を表す。)
[7] 4官能脂環式エポキシ化合物が、式(1)で表される構造単位を1分子中に4個有する、[6]に記載の接着剤組成物。
[8] さらにチオール化合物を含む、[1]~[7]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[9] チオール化合物が、1分子中にメルカプト基と同数のカルボニルオキシ基を含む、[8]に記載の接着剤組成物。
[10] チオール化合物の官能数が、2以上である、[8]又は[9]に記載の接着剤組成物。
[11] チオール化合物が、式(2)で表される構造単位を含む、[8]~[10]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[12] 第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤に対するチオール化合物の質量比[チオール化合物/第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤]が、0.1以上である、[8]~[11]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[13] 成膜用成分が、フェノキシ樹脂を含む、[1]~[12]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[14] さらに導電性粒子を含む、[1]~[13]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[15] [1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物からなる接着フィルム。
[16] 第1の電子部品と第2の電子部品とが[1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物又は[15]に記載の接着フィルムにより接続されている接続構造体。
[17] 第1の電子部品と第2の電子部品とを、[1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物又は[15]に記載の接着フィルムを介在させて、圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。
[1] カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含む接着剤組成物であって、
カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、
カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む、接着剤組成物。
[2] 2官能脂環式エポキシ化合物に対する4官能脂環式エポキシ化合物の質量比[4官能脂環式エポキシ化合物/2官能脂環式エポキシ化合物](以下「4官能/2官能質量比」という。)が、1.0未満である、[1]に記載の接着剤組成物。
[3] 4官能/2官能質量比が0.1以上0.85以下である、[1]又は[2]に記載の接着剤組成物。
[4] 2官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、[1]~[3]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[5] 4官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、[1]~[4]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[6] 4官能脂環式エポキシ化合物が、式(1)で表される構造単位を含む、[1]~[5]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[7] 4官能脂環式エポキシ化合物が、式(1)で表される構造単位を1分子中に4個有する、[6]に記載の接着剤組成物。
[8] さらにチオール化合物を含む、[1]~[7]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[9] チオール化合物が、1分子中にメルカプト基と同数のカルボニルオキシ基を含む、[8]に記載の接着剤組成物。
[10] チオール化合物の官能数が、2以上である、[8]又は[9]に記載の接着剤組成物。
[11] チオール化合物が、式(2)で表される構造単位を含む、[8]~[10]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[13] 成膜用成分が、フェノキシ樹脂を含む、[1]~[12]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[14] さらに導電性粒子を含む、[1]~[13]の何れか1つに記載の接着剤組成物。
[15] [1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物からなる接着フィルム。
[16] 第1の電子部品と第2の電子部品とが[1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物又は[15]に記載の接着フィルムにより接続されている接続構造体。
[17] 第1の電子部品と第2の電子部品とを、[1]~[14]の何れか1つに記載の接着剤組成物又は[15]に記載の接着フィルムを介在させて、圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。
本発明によれば、常温・冷蔵環境下での保管を経たとしても接着性の低下を抑制することができ、かつ、従前と変わらない接着条件において優れた接着性を実現する接着剤組成物を提供することができる。
<用語の説明>
本明細書において、「Cn~Cm」(n及びmは正の整数であり、n<mを満たす。)という用語は、この用語の直後に記載された有機基の炭素原子数がn~mであることを表す。例えば、「C1~C12アルキル基」は、炭素原子数1~12のアルキル基を示す。
本明細書において、「Cn~Cm」(n及びmは正の整数であり、n<mを満たす。)という用語は、この用語の直後に記載された有機基の炭素原子数がn~mであることを表す。例えば、「C1~C12アルキル基」は、炭素原子数1~12のアルキル基を示す。
本明細書において、「脂環式エポキシ化合物」とは、分子中に脂環を有するエポキシ化合物を意味する。脂環式エポキシ化合物において、オキシラン環は、脂環を構成する2個の炭素原子と1個の酸素原子で形成されていてもよく、脂環とは離れてグリシジル基として形成されていてもよい。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
[接着剤組成物]
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含み、
カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、
カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含むことを特徴とする。
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含み、
カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、
カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含むことを特徴とする。
<カチオン重合開始剤>
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合開始剤として、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を含むことを特徴とする。
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合開始剤として、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を含むことを特徴とする。
先述のとおり、スルホニウム塩系熱酸発生剤は、脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて低温速硬化性に寄与し、接着剤組成物の製造直後にあっては優れた接着性をもたらすものの、接着剤組成物を常温・冷蔵環境下で一定期間保管すると、その接着性は著しく低下する場合があった。これに対し、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を用いる本発明の接着剤組成物は、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制することができる。そればかりか、後述する特定のカチオン重合性成分との組み合わせにおいて第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を用いることにより、スルホニウム塩系熱酸発生剤の使用時と変わらない接着条件において優れた接着性を実現するに至ったものである。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤としては、第4級アンモニウムカチオンと、酸アニオン又はボレートアニオンとの塩を好適に用いることができる。
第4級アンモニウムカチオンとしては、式:NRaRbRcRd+で表されるカチオンを挙げることができる。式中、Ra、Rb、Rc及びRdは、直鎖、分岐鎖若しくは環状のC1~C12アルキル基又はアリール基であり、それぞれ水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、エステル基等を有していてもよい。
酸アニオンとしては、無機酸アニオン及び有機酸アニオンの何れであってもよく、例えば、6フッ化アンチモン酸アニオン、6フッ化リン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、パーフルオロブタンスルホン酸アニオン、ジノニルナフタレンスルホン酸アニオン、ジノニルナフタレンスルホン酸アニオン、p-トルエンスルホン酸アニオン、ドデシルベンゼンスルホン酸アニオンが挙げられる。
ボレートアニオンとしては、アルキルボレートアニオン及びアリールボレートアニオンが挙げられ、さらにハロゲン原子を有していてもよい。中でも、フッ素原子(F-;フルオロ基)を有するアリールボレートアニオンが好ましく、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオンが特に好ましい。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤の具体例としては、King Industries,Inc.製造のCXC-1612、CXC-1733、CXC-1738、TAG-2678、CXC-1614、TAG-2689、TAG-2690、TAG-2700、CXC-1802-60、CXC-1821等が挙げられる。これらは、楠本化成(株)から入手可能である。
接着剤組成物中の第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤の含有量は、カチオン重合性成分の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、さらにより好ましくは7質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。
<バインダ組成物>
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物を含む。
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物を含む。
(カチオン重合性成分)
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分として、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を併用することを特徴とする。第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤との組み合わせにおいて、斯かる特定のカチオン重合性成分を用いることにより、本発明の接着剤組成物は、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制し得るばかりでなく、スルホニウム塩系熱酸発生剤の使用時と変わらない接着条件において優れた接着性を実現することができる。
本発明の接着剤組成物は、カチオン重合性成分として、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を併用することを特徴とする。第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤との組み合わせにおいて、斯かる特定のカチオン重合性成分を用いることにより、本発明の接着剤組成物は、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制し得るばかりでなく、スルホニウム塩系熱酸発生剤の使用時と変わらない接着条件において優れた接着性を実現することができる。
-2官能脂環式エポキシ化合物-
2官能脂環式エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を2個有する脂環式エポキシ化合物である限り特に限定されず、例えば、2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物、及び、脂環式2価アルコールのジグリシジルエーテル化合物から適宜選択してよい。
2官能脂環式エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を2個有する脂環式エポキシ化合物である限り特に限定されず、例えば、2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物、及び、脂環式2価アルコールのジグリシジルエーテル化合物から適宜選択してよい。
2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物は、1分子中に2個のエポキシシクロアルキル基を有する化合物である。エポキシシクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3~10である。したがって好適な一実施形態において、2官能脂環式エポキシ化合物は、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する。エポキシシクロアルキル基の炭素原子数は、より好ましくは4~10、さらに好ましくは6~10、さらにより好ましくは6~8であり、特に好ましくは6である。2官能脂環式エポキシ化合物が有する2個のエポキシシクロアルキル基は互いに同じでも異なっていてもよい。中でも、2官能脂環式エポキシ化合物は、2個のエポキシシクロヘキシル基を有することが好適である。
2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物は、例えば、2個のシクロアルケン骨格を有する化合物を直接エポキシ化したり、重合性官能基(例えば、(メタ)アクリル基、アリル基、シラノール基等)を有する1官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物を重合して2官能化したりすることにより製造することができる。
2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物において、エポキシシクロアルキル基以外の構造は特に限定されず、反応性を阻害しない限りにおいて任意の構造としてよい。優れた接着性を呈する接着剤組成物を実現する観点から、エポキシ当量が、好ましくは500以下、より好ましくは400以下、さらに好ましくは350以下、さらにより好ましくは300以下、特に好ましくは250以下、特により好ましくは200以下となるような構造を有することが好適である。2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物のエポキシ当量の下限は、特に限定されないが、好ましくは70以上、より好ましくは80以上、さらに好ましくは90以上、さらにより好ましくは95以上である。
2官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物の具体例としては、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ジエポキシビシクロヘキシル等が挙げられる。
脂環式2価アルコールのジグリシジルエーテル化合物は、1分子中に脂環と2個のグリシジル基を有する化合物である。脂環は、反応性を阻害しない限りにおいて任意の構造としてよく、単環であっても縮合環であってもよく、1分子中に1個含まれてもよく、2個以上含まれていてもよい。優れた接着性を呈する接着剤組成物を実現する観点から、エポキシ当量が、上記シクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物について説明したものと同じ範囲となるような構造を有することが好適である。
脂環式2価アルコールのジグリシジルエーテル化合物は、例えば、芳香族2価アルコールジグリシジルエーテル(例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のビスフェノール型ジグリシジルエーテル)の芳香環を水添処理して脂環化したり、脂肪族2価アルコール(例えば、水添ビスフェノールA等の水添ビスフェノール)をグリシジルエーテル化したりすることにより製造することができる。脂環式2価アルコールのジグリシジルエーテル化合物の具体例としては、ヘキサヒドロビスフェノールAジグリシジルエーテル等が挙げられる。
2官能脂環式エポキシ化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
-4官能脂環式エポキシ化合物-
4官能脂環式エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を4個有する脂環式エポキシ化合物である限り特に限定されず、例えば、4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物、及び、脂環式4価アルコールのテトラグリシジルエーテル化合物から適宜選択してよい。
4官能脂環式エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を4個有する脂環式エポキシ化合物である限り特に限定されず、例えば、4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物、及び、脂環式4価アルコールのテトラグリシジルエーテル化合物から適宜選択してよい。
2官能脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて、とりわけ接着性に優れる接着剤組成物を実現できる観点から、4官能脂環式エポキシ化合物は、4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物を含むことが好適である。
4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物は、1分子中に4個のエポキシシクロアルキル基を有する化合物である。エポキシシクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3~10である。したがって好適な一実施形態において、4官能脂環式エポキシ化合物は、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する。エポキシシクロアルキル基の炭素原子数は、より好ましくは4~10、さらに好ましくは6~10、さらにより好ましくは6~8であり、特に好ましくは6である。4官能脂環式エポキシ化合物が有する4個のエポキシシクロアルキル基は互いに同じでも異なっていてもよい。中でも、4官能脂環式エポキシ化合物は、4個のエポキシシクロヘキシル基を有することが好適である。
4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物は、例えば、4個のシクロアルケン骨格を有する化合物を直接エポキシ化したり、重合性官能基(例えば、(メタ)アクリル基、アリル基、シラノール基等)を有する1官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物を重合して4官能化したりすることにより製造することができる。
4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物において、エポキシシクロアルキル基以外の構造は特に限定されず、反応性を阻害しない限りにおいて任意の構造としてよい。優れた接着性を呈する接着剤組成物を実現する観点から、エポキシ当量が、好ましくは500以下、より好ましくは400以下、さらに好ましくは350以下、さらにより好ましくは300以下、特に好ましくは250以下となるような構造を有することが好適である。4官能のシクロアルケンオキサイド型エポキシ化合物のエポキシ当量の下限は、特に限定されないが、好ましくは70以上、より好ましくは80以上、さらに好ましくは90以上、さらにより好ましくは95以上である。
好適な一実施形態において、4官能脂環式エポキシ化合物は、式(1)で表される構造単位を含む。
R1で表されるエポキシC3~C10シクロアルキル基を有する有機基としては、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する限り特に限定されない。該有機基に含まれるエポキシC3~C10シクロアルキル基の個数は特に限定されないが、好ましくは1~4個、より好ましくは1又は2個、さらに好ましくは1個である。
一実施形態において、R1は、式:E-(L)m-で表される1価の基である。式中、EはエポキシC3~C10シクロアルキル基を表し、Lはアルキレン基、シクロアルキレン基、オキシアルキレン基、又はオキシシクロアルキレン基を表し、mは0又は1を表す。
Eで表されるエポキシC3~C10シクロアルキル基は、より好ましくはエポキシC4~C10シクロアルキル基、エポキシC6~C10シクロアルキル基、エポキシC6~C8シクロアルキル基であり、さらに好ましくはエポキシC6シクロアルキル基、すなわちエポキシシクロヘキシル基である。
Lで表されるアルキレン基、オキシアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~4である。
Lで表されるシクロアルキレン基、オキシシクロアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは3~10、より好ましくは3~6である。
2官能脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて、とりわけ接着性に優れる接着剤組成物を実現できる観点から、Lは、好ましくはアルキレン基、より好ましくはC1~C6アルキレン基である。
2官能脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて、とりわけ接着性に優れる接着剤組成物を実現できる観点から、mは1であることが好ましい。
式(1)中、R2で表される炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、及びこれらの2つ以上が結合してなる1価の基が挙げられる。アルキル基の炭素原子数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、さらに好ましくは1~3である。シクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3~10、より好ましくは3~6、さらに好ましくは4~6である。
式(1)中、R2で表されるアルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、さらに好ましくは1~3である。
2官能脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて、とりわけ接着性に優れる接着剤組成物を実現できる観点から、R2は、好ましくはアルキル基、より好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。
4官能脂環式エポキシ化合物は、上記式(1)で表される構造単位を、1分子中に、好ましくは2~4個、より好ましくは3又は4個、特に好ましくは4個有する。
4官能脂環式エポキシ化合物は、上記式(1)で表される構造単位を有する場合、鎖状のシロキサン構造を有していてもよく、環状のシロキサン構造を有していてもよい。2官能脂環式エポキシ化合物との組み合わせにおいて、とりわけ接着性に優れる接着剤組成物を実現できる観点から、環状のシロキサン構造を有することが好ましい。
特に好適な一実施形態において、4官能脂環式エポキシ化合物は、式(1-1)で表される化合物を含む。
4官能脂環式エポキシ化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
本発明の接着剤組成物において、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物との合計の含有量は、接着剤組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは18質量%以上、さらにより好ましくは20質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されないが、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下又は50質量%以下である。
2官能脂環式エポキシ化合物に対する4官能脂環式エポキシ化合物の質量比(すなわち、4官能/2官能質量比)は、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤との組み合わせにおいて、従前と変わらない接着条件において良好な接着性を実現する観点から、好ましくは1.0未満、より好ましくは0.9以下である。特に4官能/2官能質量比が0.85以下であると高温高湿環境下における信頼性試験後においても接続構造体の接続箇所に浮きが発生することを顕著に抑制することができるため好適である。4官能/2官能質量比は、より好ましくは0.7以下、さらに好ましくは0.6以下、さらにより好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.4以下である。4官能/2官能質量比が0.4以下であると、接着性に格別優れる接着剤組成物を実現できることを本発明者らは見出した。4官能/2官能質量比の下限は、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤との組み合わせにおいて、従前と変わらない接着条件において良好な接着性を実現する観点から、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.1以上である。特に4官能/2官能質量比が0.1以上であると、高温高湿環境下における信頼性試験後においても接続構造体の接続箇所に浮きが発生することを顕著に抑制することができるため好適であると共に、接着性に格別優れる接着剤組成物を実現できることを本発明者らは見出した。4官能/2官能質量比は、より好ましくは0.11以上、さらに好ましくは0.12以上である。
-その他のカチオン重合性成分-
本発明の接着剤組成物は、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む限りにおいて、他のカチオン重合性成分を含んでもよい。他のカチオン重合性成分としては、例えば、3官能脂環式エポキシ化合物、5官能以上の脂環式エポキシ化合物、オキセタン化合物が挙げられる。他のカチオン重合性成分を含む場合、その含有量は特に限定されないが、オキセタン化合物を含む場合には、該オキセタン化合物の含有量は、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物の合計を100質量%としたとき、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらにより好ましくは5質量%以下、特に好ましくは1質量%以下であり、含有しなくてよい。
本発明の接着剤組成物は、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む限りにおいて、他のカチオン重合性成分を含んでもよい。他のカチオン重合性成分としては、例えば、3官能脂環式エポキシ化合物、5官能以上の脂環式エポキシ化合物、オキセタン化合物が挙げられる。他のカチオン重合性成分を含む場合、その含有量は特に限定されないが、オキセタン化合物を含む場合には、該オキセタン化合物の含有量は、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物の合計を100質量%としたとき、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらにより好ましくは5質量%以下、特に好ましくは1質量%以下であり、含有しなくてよい。
(成膜用成分)
成膜用成分は、膜形成能を有する限り特に限定されない。成膜用成分は、目的に応じて適宜選択すればよく、例えば、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂(脂環式エポキシ樹脂を除く)、ポリビニルアセタール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂が挙げられる。成膜用成分は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
成膜用成分は、膜形成能を有する限り特に限定されない。成膜用成分は、目的に応じて適宜選択すればよく、例えば、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂(脂環式エポキシ樹脂を除く)、ポリビニルアセタール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂が挙げられる。成膜用成分は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
中でも、成膜性、加工性、接続信頼性の観点から、フェノキシ樹脂を好適に用いることができ、また、良好な接着性を実現する観点からポリビニルアセタール樹脂も好適に用いることができる。したがって一実施形態において、成膜用成分は、フェノキシ樹脂を含む。他の一実施形態において、成膜用成分は、ポリビニルアセタール樹脂を含む。好適な他の実施形態において、成膜用成分は、フェノキシ樹脂及びポリビニルアセタール樹脂を含む。
成膜性の観点から、成膜用成分のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10000以上、より好ましくは15000以上、さらに好ましくは20000以上である。該Mwの上限は、特に限定されないが、好ましくは80000以下、より好ましくは70000以下、60000以下であってもよい。他の配合物や使用目的に応じて適宜選択すればよい。成膜用成分が、Mw50000以下のフェノキシ樹脂を含むと、高温高湿環境下における信頼性試験後においても接続構造体の接続箇所に浮きが発生することを顕著に抑制することができるため好適である。成膜用成分のポリスチレン換算のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
接着剤組成物中の成膜用成分の含有量は、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、接着剤組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、さらにより好ましくは40質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。
<チオール化合物>
本発明の接着剤組成物は、チオール化合物をさらに含んでよい。
本発明の接着剤組成物は、チオール化合物をさらに含んでよい。
本発明者らは、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤と特定のカチオン重合性成分とを組み合わせて用いる本発明の接着剤組成物では、チオール化合物をさらに含むことにより、接着性を特異的かつ飛躍的に向上させ得ることを見出した。この点、従来のスルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する接着剤組成物にあっては、チオール化合物を添加しても接着性の向上はみられないばかりか、接着性は低下する場合のあることを本発明者らは確認している(比較例3)。
チオール化合物としては、1分子中にメルカプト基(-SH)を有する限り特に限定されないが、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤と特定のカチオン重合性成分とを組み合わせて用いる本発明の接着剤組成物において一際優れた接着性を実現し得る観点から、分子中にメルカプト基と同数のカルボニルオキシ基(-C(=O)-O-)を有する化合物が好適である。
中でも、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤及び特定のカチオン重合性成分との組み合わせにおいて、一際優れた接着性を実現し得る観点から、チオール化合物は、式(2)で表される構造単位を含むことが好適である。式(2)の構造単位は、チオール化合物の主鎖中に含まれてもよく、末端に存在してもよい。中でも、式(2)の構造が、3-メルカプト-ブチリルオキシ基として末端に存在すると、接着性に格別優れる接着剤組成物に帰着する傾向にある。
チオール化合物の官能数は、優れた接着性を実現し得る観点から、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上である。特に、上記式(2)で表される構造単位を好ましくは2個、より好ましくは3個、さらに好ましくは4個、分子中に有する化合物が、格別優れた接着性を実現し得る観点から好適である。
チオール化合物の分子量は、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤及び特定のカチオン重合性成分との組み合わせにおいて、一際優れた接着性を実現し得る観点から、好ましくは200以上、より好ましくは250以上、さらに好ましくは300以上であり、該分子量の上限は、好ましくは1000以下、より好ましくは800以下、さらに好ましくは700以下、さらにより好ましくは600以下である。
チオール化合物の好適な具体例としては、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン[2官能、分子量294]、1,3,5-トリス(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[3官能、分子量568]、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)[3官能、分子量440]、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)[4官能、分子量545]等が挙げられる。
チオール化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
チオール化合物を用いる場合、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤に対するチオール化合物の質量比[チオール化合物/第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤]は、一際優れた接着性を実現し得る観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.12以上、さらに好ましくは0.14以上、さらにより好ましくは0.15以上、特に好ましくは0.16以上、特により好ましくは0.18以上である。該質量比の上限は、特に限定されないが、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1以下である。
<導電性粒子>
本発明の接着剤組成物は、導電性粒子をさらに含んでよい。導電性粒子を含むことにより、接着剤組成物及びそのフィルム状物は、導電性ペースト及び導電性フィルム、異方性導電ペースト及び異方性導電フィルムとして用いることができる。
本発明の接着剤組成物は、導電性粒子をさらに含んでよい。導電性粒子を含むことにより、接着剤組成物及びそのフィルム状物は、導電性ペースト及び導電性フィルム、異方性導電ペースト及び異方性導電フィルムとして用いることができる。
導電性粒子としては、異方性導電フィルムにおいて用いられる公知の導電性粒子を用いてよい。導電性粒子としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の金属の粒子;これら金属の合金の粒子;金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、樹脂等の粒子の表面に金属を被覆した被覆粒子等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属を被覆した金属被覆樹脂粒子を用いる場合、樹脂粒子の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン(AS)樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。なお、導電性粒子は、接続後の導通性能に支障を来さなければ、端子間でのショートリスクの回避のために、上記粒子の表面に更に絶縁薄膜を被覆したものや、絶縁粒子を表面に付着させたものなど絶縁処理を施したものであってもよい。これら導電性粒子は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
導電性粒子の平均粒子径は、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは25μm以下、さらにより好ましくは20μm以下である。該平均粒子径の下限は、特に限定されないが、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは3μm以上である。導電性粒子の平均粒子径は、例えば、走査型電子顕微鏡観察(SEM)により観察し、複数個(n≧10)の導電性粒子について粒子径を測定し、その平均値を算出すればよい。もしくは、画像型粒度分布測定装置(例として、FPIA-3000(マルバーン社))を用いて測定した測定値(N=1000以上)であってもよい。
導電性粒子を用いる場合、接着剤組成物中の導電性粒子の含有量は、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上である。該含有量の上限は、所期の異方導電性を得る観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下、さらにより好ましくは20質量%以下である。
本発明の接着剤組成物は、必要に応じてさらに他の成分を含んでもよい。斯かる成分としては、例えば、有機充填材(例えば、ブタジエン系ゴム粒子、アクリル系ゴム粒子、シリコーン系ゴム粒子)、絶縁性無機フィラー(例えば、シリカフィラー)などの導通を阻害しない充填剤、表面改質剤、難燃剤、カップリング剤、着色剤等の、接着剤組成物の製造において使用される公知の添加剤が挙げられる。
本発明の接着剤組成物は、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制し得ると共に、スルホニウム塩系熱酸発生剤を利用する場合と変わらない接着条件において優れた接着性を実現することができる。したがって、本発明の接着剤組成物は、電子部品等を接着する手段として好適に使用することができる。また、導電性粒子を含む場合、導電性ペーストや異方性導電ペーストとして用いることが可能である。
[接着フィルム]
本発明の接着剤組成物は、成膜性が良好であり、好適にフィルム状物(接着フィルム)とし得る。本発明は、斯かる接着フィルムも提供し、該接着フィルムは、本発明の接着剤組成物からなることを特徴とする。
本発明の接着剤組成物は、成膜性が良好であり、好適にフィルム状物(接着フィルム)とし得る。本発明は、斯かる接着フィルムも提供し、該接着フィルムは、本発明の接着剤組成物からなることを特徴とする。
本発明の接着フィルムは、単層からなっても複数層からなってもよい。複数層からなる場合、本発明の接着フィルムは、本発明の接着剤組成物からなる第1接着剤層と、該第1接着剤層上に設けられた、本発明の接着剤組成物からなる第2接着剤層とを少なくとも含む。第1接着剤層と第2接着剤層の一方は、導電性粒子を含むことが好ましい。したがって、一実施形態において、本発明の接着フィルムは、本発明の接着剤組成物からなる第1接着剤層と、該第1接着剤層上に設けられた、本発明の接着剤組成物からなる第2接着剤層とを少なくとも含み、第1接着剤層と第2接着剤層の一方が導電性粒子を含む。また本発明の接着剤層に、本発明とは異なる層を設けてもよい。その層の前後を本発明の接着剤層で挟持してもよい。このとき、導電性粒子は本発明の接着剤層の少なくともいずれか一方に含まれてもよく、異なる層に含まれてもよい。この異なる層は、本発明とは異なる接着剤組成物からなる層であってもよく、接着剤層ではない(接着に寄与しない)樹脂層であってもよい。絶縁性であることが好ましい。異なる層を含んでも、接着ができれば特に制限はない。
接着フィルムは、例えば、本発明の接着剤組成物を、必要に応じて有機溶剤と混合した後に、剥離基材上に塗布し、更に乾燥させて接着剤層を形成させることにより製造することができる。接着剤組成物の塗布は、バーコーター等の塗布装置を用いて実施すればよい。ドクターブレード法など、公知の接着フィルムの塗布方式を用いることができる。複数層からなる接着フィルムを製造する場合、上記塗布、乾燥の工程を繰り返し複数回実施すればよい。もしくは個別に製造し、ラミネートなどで積層すればよい。
剥離基材は、接着フィルムを支持することができ、所期のタイミングにて接着フィルムから剥離することができるフィルム状物である限り特に限定されない。剥離基材の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリ-4-メチルペン-1(PMP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のプラスチック材料を用いてよい。剥離基材はまた、接着フィルムと接合する側の表面に剥離層を有する基材であってよく、剥離層は、例えば、シリコーン樹脂やポリオレフィン樹脂等の剥離剤を含んでよい。
剥離基材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは50μm以下である。剥離基材の厚さの下限は、特に限定されないが、接着フィルムの製造時、スリット加工時の取り扱い性の観点から、好ましくは8μm以上である。
本発明の接着フィルムの厚さは、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上、さらに好ましくは5μm以上である。接着剤層の厚さの上限は、特に限定されないが、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは50μm以下、特に好ましくは40μm以下である。複数層で積層している場合は、合計の厚みとする。
接着フィルムは、所期の幅を有するようにスリット加工してよい。スリット加工の際、切削屑等により接着剤層が汚染されるのを防止すべく、その露出表面にカバーフィルムを設けてよい。この場合の厚みは、目的に応じて適宜選択すればよい。カバーフィルムは、接着フィルムのスリット加工時に使用される公知のフィルムを用いてよい。カバーフィルムはスリットなどの製造工程の他、接続使用に用いる製品として、使用時の汚染防止のために剥離基材とは別に設けられていてもよい。この場合、カバーフィルムは剥離性があることが好ましく、厚みは剥離基材と同じか、より薄いことが好ましい。
本発明の接着フィルムは、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制し得ると共に、スルホニウム塩系熱酸発生剤を利用する場合と変わらない接着条件において優れた接着性を実現することができる。したがって、本発明の接着フィルムは、電子部品等を接着する手段として好適に使用することができる。また、導電性粒子を含む場合、異方性導電フィルムとして用いることが可能である。
[接続構造体]
本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを用いて、電子部品同士を接着した接続構造体を製造することができる。本発明は、斯かる接続構造体も提供し、該接続構造体は、第1の電子部品と第2の電子部品とが本発明の接着剤組成物又は本発明の接着フィルムにより接続されていることを特徴とする。
本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを用いて、電子部品同士を接着した接続構造体を製造することができる。本発明は、斯かる接続構造体も提供し、該接続構造体は、第1の電子部品と第2の電子部品とが本発明の接着剤組成物又は本発明の接着フィルムにより接続されていることを特徴とする。
第1の電子部品としては、例えば、一般的なPWBでよく、リジッド基板、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板、FPC等が挙げられ、また、第2の電子部品としては、FPC、ICチップ、ICチップ以外の半導体素子等が挙げられる。電子部品の制約は特になく、接続構造体の用途も特に制限はない。例えば、携帯情報端末に使用してもよく、車載用の電気的実装に用いてもよい。本発明においては、一例として、FOB、FOG、FOP、FOF、COG、COP等の多用な接続構造体を製造し得る。特に、FOG、FOPに好ましく適用できる。
[接続構造体の製造方法]
本発明の接続構造体の製造方法は、本発明の接着剤組成物又は接着フィルムにより第1の電子部品と第2の電子部品とが接続されている接続構造体を製造し得る限り特に限定されない。以下、本発明の接続構造体を製造する方法について一例を示す。
本発明の接続構造体の製造方法は、本発明の接着剤組成物又は接着フィルムにより第1の電子部品と第2の電子部品とが接続されている接続構造体を製造し得る限り特に限定されない。以下、本発明の接続構造体を製造する方法について一例を示す。
一実施形態において、本発明の接続構造体の製造方法は、第1の電子部品と第2の電子部品とを、本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを介在させて、圧着する工程を含む。
はじめに第1の電子部品をステージに載置し、その上に本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを設け、次いで第2の電子部品を載置する。ここで、ステージに載置した第1の電子部品上に本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを設けた後、第1の電子部品の電極と第2の電子部品の電極が対向するように位置合わせし、第2の電子部品側から圧着ツールにて仮圧着を実施する。仮圧着時の温度、圧力及び時間は、具体的な設計に応じて適宜決定してよく、例えば60~80℃、0.5~2MPa、0.5~2秒間とし得る。後述する本圧着を実施するに先立ち、斯かる仮圧着を実施することにより、電子部品同士(それぞれの部品の導通部同士)をより精確に位置合わせして接続することができ好適である。仮圧着を行うことで、より高圧力で押圧する本圧着時の位置ずれの抑制が期待できる。
仮圧着の後、第2の電子部品側から圧着ツールにて本圧着を実施する。本圧着時の温度、圧力及び時間は、接着フィルムを用いて電子部品を接着する際に用いられる公知の任意の条件としてよく、具体的な設計に応じて適宜決定してよい。先述のとおり、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤と特定のカチオン重合性成分とを組み合わせて使用する本発明の接着フィルムを用いることにより、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する従前の接着条件にて良好な接着性を実現することができる。例えば、低温(例えば、200℃以下、180℃以下、160℃以下)かつ短時間(例えば、10秒間以下、8秒間以下、6秒間以下)の圧着であっても、第1の電子部品と第2の電子部品を良好に接着することが可能である。
なお、仮圧着、本圧着の別を問わず、第2の電子部品と圧着ツールの間に緩衝材(例えば緩衝シート)を設けてよい。緩衝材は、その使用の有無も含めて、電子部品の組み合わせに応じて適宜調整、決定すればよい。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤と特定のカチオン重合性成分とを組み合わせて使用する本発明の接着剤組成物又は接着フィルムは、常温・冷蔵環境下で一定期間保管した場合であっても、接着性の低下を抑制することができる。例えば、160℃、3MPa、5秒間という接着条件にて接着した場合に、本発明の接着剤組成物又は接着フィルムを用いて製造されたFPCとガラス基板との接続構造体は、製造直後の接着剤組成物(接着フィルム)を用いたか常温・冷蔵環境下で一定期間保管した接着剤組成物(接着フィルム)を用いたかによらず、90度剥離試験において7N/cm以上の接着強度を呈することができる。
以下、本発明について、実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。以下の説明において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ意味する。
[実施例1]
-接着剤組成物の調製-
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(商品名:jER4007P、三菱ケミカル(株)製)17.4部、フェノキシ樹脂(商品名:YP-50、新日鉄住金化学(株)製、Mw=60,000)26.1部、ポリビニルアセタール樹脂(商品名:KS-10、積水化学工業(株)製)8.7部、2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製、下記式(i)で表される化合物)13.0部、4官能脂環式エポキシ化合物(商品名:KR-470、信越化学工業(株)製、下記式(ii)で表される化合物)10.9部、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部、導電性粒子(商品名:ミクロパール、積水化学工業(株)製、平均粒径4μmのNi樹脂粒子)5.7部、ブタジエン系ゴム(商品名:RKB-5515、レジナス化成(株)製)13.0部、シランカップリング剤(商品名:A187、東レ・ダウコーニング(株)製)2.6部を、溶媒としてPMAを全体の固形分が43.38%になるよう加え、均一に混合して、接着剤組成物を得た。
-接着剤組成物の調製-
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(商品名:jER4007P、三菱ケミカル(株)製)17.4部、フェノキシ樹脂(商品名:YP-50、新日鉄住金化学(株)製、Mw=60,000)26.1部、ポリビニルアセタール樹脂(商品名:KS-10、積水化学工業(株)製)8.7部、2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製、下記式(i)で表される化合物)13.0部、4官能脂環式エポキシ化合物(商品名:KR-470、信越化学工業(株)製、下記式(ii)で表される化合物)10.9部、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部、導電性粒子(商品名:ミクロパール、積水化学工業(株)製、平均粒径4μmのNi樹脂粒子)5.7部、ブタジエン系ゴム(商品名:RKB-5515、レジナス化成(株)製)13.0部、シランカップリング剤(商品名:A187、東レ・ダウコーニング(株)製)2.6部を、溶媒としてPMAを全体の固形分が43.38%になるよう加え、均一に混合して、接着剤組成物を得た。
-接着フィルムの作製-
剥離基材として、PETフィルム(厚さ50μm)を用意した。この剥離基材上に、乾燥後の接着フィルム(接着剤層)の厚さが18μmとなるように、接着剤組成物を均一に塗布した。その後、70℃のオーブン中で5分間乾燥させて、剥離基材上に接着剤層を形成した。次いで、接着剤層の露出面に、カバーフィルムを45℃でラミネート処理した。
剥離基材として、PETフィルム(厚さ50μm)を用意した。この剥離基材上に、乾燥後の接着フィルム(接着剤層)の厚さが18μmとなるように、接着剤組成物を均一に塗布した。その後、70℃のオーブン中で5分間乾燥させて、剥離基材上に接着剤層を形成した。次いで、接着剤層の露出面に、カバーフィルムを45℃でラミネート処理した。
[参考例1](2官能脂環式エポキシ化合物+スルホニウム塩系熱酸発生剤の従来系)
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部に代えてスルホニウム塩系熱酸発生剤(商品名:SI-60L、三新化学工業(株)製)2.6部を使用すると共に、カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)のみを表1に示す量にて使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部に代えてスルホニウム塩系熱酸発生剤(商品名:SI-60L、三新化学工業(株)製)2.6部を使用すると共に、カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)のみを表1に示す量にて使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[比較例1](2官能脂環式エポキシ化合物+第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤の系)
カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)23.9部のみ使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)23.9部のみ使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[比較例2](2官能脂環式エポキシ化合物+スルホニウム塩系熱酸発生剤の従来系)
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部に代えてスルホニウム塩系熱酸発生剤(商品名:SI-60L、三新化学工業(株)製)2.5部を使用すると共に、カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)のみを使用し、各成分の配合量を表1に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤(商品名:CXC-1612、楠本化成(株)製)2.6部に代えてスルホニウム塩系熱酸発生剤(商品名:SI-60L、三新化学工業(株)製)2.5部を使用すると共に、カチオン重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物(商品名:セロキサイド2021P、(株)ダイセル製)のみを使用し、各成分の配合量を表1に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[実施例2~6](4官能/2官能質量比の影響)
2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物の量比を表2に示すとおり変更した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物の量比を表2に示すとおり変更した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[実施例7~11](チオール化合物の影響)
4官能チオール化合物(商品名:カレンズMT PE1、昭和電工(株)製、下記式(iii)で表される化合物)、3官能チオール化合物(商品名:カレンズMT NR1、昭和電工(株)製、下記式(iv)で表される化合物)、又は2官能チオール化合物(商品名:カレンズMT BD1、昭和電工(株)製、下記式(v)で表される化合物)を、表3に示す量にてさらに添加した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
4官能チオール化合物(商品名:カレンズMT PE1、昭和電工(株)製、下記式(iii)で表される化合物)、3官能チオール化合物(商品名:カレンズMT NR1、昭和電工(株)製、下記式(iv)で表される化合物)、又は2官能チオール化合物(商品名:カレンズMT BD1、昭和電工(株)製、下記式(v)で表される化合物)を、表3に示す量にてさらに添加した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[比較例3](従来系に対するチオール化合物の影響)
4官能チオール化合物(商品名:カレンズMT PE1、昭和電工(株)製)0.4部をさらに添加した以外は、参考例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
4官能チオール化合物(商品名:カレンズMT PE1、昭和電工(株)製)0.4部をさらに添加した以外は、参考例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[実施例12~15](成膜用成分の組成の影響-フェノキシ樹脂Mw-)
フェノキシ樹脂(商品名:YP-50、新日鉄住金化学(株)製、Mw=60,000)に加えて/代えて、フェノキシ樹脂(商品名:jER4210、三菱ケミカル(株)製、Mw=30,000)を表3に示す量にて使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
フェノキシ樹脂(商品名:YP-50、新日鉄住金化学(株)製、Mw=60,000)に加えて/代えて、フェノキシ樹脂(商品名:jER4210、三菱ケミカル(株)製、Mw=30,000)を表3に示す量にて使用した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[実施例16](成膜用成分の組成の影響-ポリビニルアセタール樹脂不含-)
ポリビニルアセタール樹脂(商品名:KS-10、積水化学工業(株)製)を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
ポリビニルアセタール樹脂(商品名:KS-10、積水化学工業(株)製)を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
[実施例17](導電性粒子不含の系)
導電性粒子(商品名:ミクロパール、積水化学工業(株)製、平均粒径4μmのNi樹脂粒子)を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
導電性粒子(商品名:ミクロパール、積水化学工業(株)製、平均粒径4μmのNi樹脂粒子)を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を調製し、接着フィルムを作製した。
以下、試験・評価方法について説明する。
<接着強度の評価>
-接続構造体の作製-
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを幅1.0mmにスリット加工した後、カバーフィルムを剥離した。次いで、接着剤層の露出面がガラス基板(厚さ0.7mm)と接合するように、接着フィルムをガラス基板のエッジに貼り、45℃のホットプレート上で均一に力を加えた。その後、剥離基材を剥離し、接着剤層の露出面が完全に覆われるようにフレキシブルプリント基板(FPC;厚さ50μm)の金配線部分を接続し貼り合わせた。接着剤層を介在させてFPCとガラス基板とを熱圧着し、FPCとガラス基板の対向した導通部を全て接着剤層の硬化物により接着することで接続された接続構造体を得た。熱圧着の条件は、160℃、3MPa、5秒間であった。
-接続構造体の作製-
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを幅1.0mmにスリット加工した後、カバーフィルムを剥離した。次いで、接着剤層の露出面がガラス基板(厚さ0.7mm)と接合するように、接着フィルムをガラス基板のエッジに貼り、45℃のホットプレート上で均一に力を加えた。その後、剥離基材を剥離し、接着剤層の露出面が完全に覆われるようにフレキシブルプリント基板(FPC;厚さ50μm)の金配線部分を接続し貼り合わせた。接着剤層を介在させてFPCとガラス基板とを熱圧着し、FPCとガラス基板の対向した導通部を全て接着剤層の硬化物により接着することで接続された接続構造体を得た。熱圧着の条件は、160℃、3MPa、5秒間であった。
接続構造体は、(1)作製直後(初期)の接着フィルム、(2)作製後に25℃、65%RHの常温環境下で14日間保管した接着フィルム、(3)作製後に5℃の冷蔵環境下で1ヶ月間保管した接着フィルムの各々を用いて作製した。
-接着強度の測定・評価-
得られた接続構造体について、90度剥離試験により接着強度を測定した。詳細には、FPCおよび硬化物を長さ10mmになるよう切り込み、その長さ10mmのFPCをつかみ具で掴み、室温(25℃)下、50mm/分の速度で垂直方向にFPCがガラス基板から剥離するまで引き剥がした時の荷重(N/cm)を測定した。なお、測定には、テンシロン試験機(株式会社オリエンテック製:STA-1150)を使用した。
得られた接続構造体について、90度剥離試験により接着強度を測定した。詳細には、FPCおよび硬化物を長さ10mmになるよう切り込み、その長さ10mmのFPCをつかみ具で掴み、室温(25℃)下、50mm/分の速度で垂直方向にFPCがガラス基板から剥離するまで引き剥がした時の荷重(N/cm)を測定した。なお、測定には、テンシロン試験機(株式会社オリエンテック製:STA-1150)を使用した。
<導通抵抗の評価>
-接続構造体の作製-
実施例及び比較例で作製した直後の接着フィルムを幅1.0mmにスリット加工した後、カバーフィルムを剥離した。次いで、接着剤層の露出面がITOガラス基板(厚さ0.7mm)と接合するように、接着フィルムをITOガラス基板のエッジに貼り、45℃のホットプレート上で均一に力を加えた。その後、剥離基材を剥離し、接着剤層の露出面が完全に覆われるようにFPC(厚さ50μm)の金配線部分を接続し貼り合わせた。接着剤層を介在させてFPCとITOガラス基板とを熱圧着し、接続構造体を得た。熱圧着の条件は、160℃、3MPa、5秒間であった。
-接続構造体の作製-
実施例及び比較例で作製した直後の接着フィルムを幅1.0mmにスリット加工した後、カバーフィルムを剥離した。次いで、接着剤層の露出面がITOガラス基板(厚さ0.7mm)と接合するように、接着フィルムをITOガラス基板のエッジに貼り、45℃のホットプレート上で均一に力を加えた。その後、剥離基材を剥離し、接着剤層の露出面が完全に覆われるようにFPC(厚さ50μm)の金配線部分を接続し貼り合わせた。接着剤層を介在させてFPCとITOガラス基板とを熱圧着し、接続構造体を得た。熱圧着の条件は、160℃、3MPa、5秒間であった。
-導通抵抗の測定・評価-
得られた接続構造体について、接着直後と、110℃、85%RHの高温高湿条件にて32時間保持した後に、導通抵抗を測定し、以下の基準で評価した。なお、導電性粒子を含まない実施例17に関しては、本評価は実施しなかった。
得られた接続構造体について、接着直後と、110℃、85%RHの高温高湿条件にて32時間保持した後に、導通抵抗を測定し、以下の基準で評価した。なお、導電性粒子を含まない実施例17に関しては、本評価は実施しなかった。
初期導通に関しては、実用上の評価基準ではなく、性能比較として指標を設けた。尚、信頼性試験でB評価以上であれば実用上は問題なく、A評価であることが好ましい。
初期(評価基準)
A:0.5Ω未満
B:0.5Ω以上1.0Ω未満
C:1.0Ω以上
信頼性試験後(評価基準)
A:1.0Ω未満
B:1.0Ω以上5.0Ω未満
C:5.0Ω以上
初期(評価基準)
A:0.5Ω未満
B:0.5Ω以上1.0Ω未満
C:1.0Ω以上
信頼性試験後(評価基準)
A:1.0Ω未満
B:1.0Ω以上5.0Ω未満
C:5.0Ω以上
実施例及び比較例の評価結果を表1~3に示す。
表1の結果(比較例1と参考例1との対比)から、スルホニウム塩系熱酸発生剤に代えて第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤を使用すると、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する場合と同じ接着条件では、そもそもの接着強度が低下してしまうことがわかる。
また表1の結果(実施例1と比較例1との対比)から、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤との組み合わせにおいて、ラジカル重合性成分として2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を併用すると、常温・冷蔵環境下での保管による接着性の低下が抑制されるばかりでなく、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する場合と同じ接着条件でも、接着強度が著しく向上することがわかる。なお、比較例1において、カチオン重合性成分である2官能脂環式エポキシ化合物の全量を4官能脂環式エポキシ化合物に代えると(すなわち、カチオン重合性成分として4官能脂環式エポキシ化合物を単独で用いると)、そもそも接着剤層がガラス基板に貼り付かないことを確認した。
表2の結果から、4官能/2官能質量比が0.1~0.85の範囲にあると、優れた接着強度を呈することがわかる。また、4官能/2官能質量比が0.1~0.85の範囲にあると、高温高湿環境下における信頼性試験後においても接続構造体の接続箇所に浮きが発生することを顕著に抑制し得ることを確認した。さらに、4官能/2官能質量比が0.1~0.4の範囲にあると、顕著に優れた接着強度が実現されることがわかる。
表3の結果(実施例7~11と比較例3との対比)から、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する接着剤組成物にあっては、チオール化合物を添加しても接着強度の向上はみられないばかりか、接着強度はむしろ低下することがわかる。これに対し、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤と特定のカチオン重合性成分(2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物の併用系)とを組み合わせて用いる本発明の接着剤組成物では、チオール化合物をさらに含むことにより、接着強度が飛躍的に向上することがわかる。
また表3の結果(実施例12~16(と実施例1との対比))から、成膜用成分の組成を変更する場合であっても、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する場合と同じ接着条件にて、良好な接着強度を呈することがわかる。また、成膜用成分としてMw30,000のフェノキシ樹脂を含むと、高温高湿環境下における信頼性試験後においても接続構造体の接続箇所に浮きが発生することを顕著に抑制し得ることを確認した。
さらに表3の結果(実施例17)から、導電性粒子を添加しない場合であっても、スルホニウム塩系熱酸発生剤を使用する場合と同じ接着条件にて、良好な接着強度を呈することがわかる。
なお、初期導通および信頼性試験後の導通に関しては、何れの実施例も実用上問題がない値を示した。
Claims (17)
- カチオン重合性成分と成膜用成分を含有するバインダ組成物と、カチオン重合開始剤とを含む接着剤組成物であって、
カチオン重合開始剤が、第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤であり、
カチオン重合性成分が、2官能脂環式エポキシ化合物と4官能脂環式エポキシ化合物を含む、接着剤組成物。 - 2官能脂環式エポキシ化合物に対する4官能脂環式エポキシ化合物の質量比[4官能脂環式エポキシ化合物/2官能脂環式エポキシ化合物](以下「4官能/2官能質量比」という。)が、1.0未満である、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 4官能/2官能質量比が0.1以上0.85以下である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
- 2官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、請求項1~3の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 4官能脂環式エポキシ化合物が、エポキシC3~C10シクロアルキル基を有する、請求項1~4の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 4官能脂環式エポキシ化合物が、式(1)で表される構造単位を1分子中に4個有する、請求項6に記載の接着剤組成物。
- さらにチオール化合物を含む、請求項1~7の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- チオール化合物が、1分子中にメルカプト基と同数のカルボニルオキシ基を含む、請求項8に記載の接着剤組成物。
- チオール化合物の官能数が、2以上である、請求項8又は9に記載の接着剤組成物。
- 第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤に対するチオール化合物の質量比[チオール化合物/第4級アンモニウム塩系熱酸発生剤]が、0.1以上である、請求項8~11の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 成膜用成分が、フェノキシ樹脂を含む、請求項1~12の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- さらに導電性粒子を含む、請求項1~13の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 請求項1~14の何れか1項に記載の接着剤組成物からなる接着フィルム。
- 第1の電子部品と第2の電子部品とが請求項1~14の何れか1項に記載の接着剤組成物又は請求項15に記載の接着フィルムにより接続されている接続構造体。
- 第1の電子部品と第2の電子部品とを、請求項1~14の何れか1項に記載の接着剤組成物又は請求項15に記載の接着フィルムを介在させて、圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。
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