一液型導電性接着剤
【目的】 硬化温度が比較的低温の１００℃程度で使用でき、短時間に硬化し、かつポットライフが長く作業性に優れた一液型導電性接着剤を提供する。
【構成】 導電性粒子、エポキシ樹脂、およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合して一液型導電性接着剤とする。１００℃の温度を加えるとカプセルが溶け、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤が速やかに反応して硬化する。ポットライフは３０日であった。
【構成】 導電性粒子、エポキシ樹脂、およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合して一液型導電性接着剤とする。１００℃の温度を加えるとカプセルが溶け、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤が速やかに反応して硬化する。ポットライフは３０日であった。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等の電極と印刷配線板等の電極を接続するための導電性接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性接着剤は、樹脂からなる結合剤と導電性粉体とから主として構成されている。この結合剤となる樹脂には、従来、エポキシ樹脂がよく用いられており、そのエポキシ樹脂を硬化するために硬化剤も併用されていた。従来の一液型導電性接着剤は、硬化速度が速いものは、安定性に欠けていた。また、安定性の良いものは、硬化時間がかかっていた。
【０００３】このような欠点を改善した一液型導電性接着剤として、（Ａ）導電性粉体、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）アミド系硬化剤、（Ｄ）尿素系硬化剤を主成分としたものが、例えば、特開昭５９−７１３８０号公報に提案された。この組成物の配合割合は重量比で、好ましくは（Ａ）：（Ｂ）＝７０：３０〜９０：１０、（Ａ）：（Ｃ）＋（Ｄ）＝１００：２０〜５０、（Ｃ）：（Ｄ）＝１００：２０〜１００の割合で配合されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成の導電性接着剤においては、アミド系硬化剤、例えば、ジシアンジアミドや、尿素系硬化剤、例えば３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素が、常温では固体の物質で融点が１５０℃以上の物質であるので、これらの硬化剤を用いた導電性接着剤は１５０℃以上の高温にしないと硬化しなかった。また、アミド系硬化剤や尿素系硬化剤を用いた接着剤は、内部の発熱反応等でゲル化が進行するため、接着剤を使用環境に置いたときの使用可能な時間（詳細な実験条件は実施例１に説明した。）、すなわち、ポットライフが１〜２日位と短かった。
【０００５】本発明は、以上述べた、硬化温度が高い問題点およびポットライフが短いという問題点を除去し、硬化温度が低温で使用でき、短時間で硬化し、かつ、ポットライフが長く作業性に優れた一液型導電性接着剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決するために、本発明は、導電性を付与する導電性粒子と、主剤であるエポキシ樹脂と、低融点の樹脂でアミン系硬化剤をマイクロカプセル化した硬化剤を配合したことを特徴とする一液型導電性接着剤とするものである。
【０００７】導電性粒子は銀粉、銀メッキ銅粉や金メッキしたプラスチック粒などが使用できる。製造された導電性接着剤の粘度を低くするため、付着性を良好にするため、および硬化物の導電性を良好にするために、粒径が２０μｍ以下であることが望ましい。エポキシ樹脂の種類はビスフェノールＡ型、ノボラック型、グリシジルエステル型などすべての種類が有効である。硬化物の導電性や強度などの諸物性が良好であるためにはエポキシ樹脂の平均分子量が小さいものが望ましく、平均分子量が５００以下が好ましい。
【０００８】硬化剤は、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラミンなどのポリアミンまたはＮ，Ｎ′−ビス（ヒドロキシエチル）−ジエチレントリアミンなどのポリアミンと、エチレンオキサイドのアダクトのようなアミン系硬化剤を用いる。このアミン系硬化剤は通常、硬化温度が低く、常温硬化が可能で硬化速度が速く硬化物の諸物性も良好であるという長所を有するが、アミン系硬化剤は発熱反応を起こすためにポットライフ（可使時間）が極端に短いという欠点を有する。そのため、アミン系硬化剤は通常、二液型のエポキシ接着剤用の硬化剤として用いられている。
【０００９】そこで、本発明は、アミン系硬化剤の前記した長所である硬化温度が低く、硬化物の諸物性が良好であるという特性を生かし、しかも、アミン系硬化剤の欠点であるポットライフが極端に短いという欠点を次のようにして取り除くものである。すなわち、ポットライフを長くするために、酢酸ビニル樹脂やＥＶＡ樹脂などの融点が１００℃以下であるような低融点樹脂でアミン系硬化剤を包んでマイクロカプセル化（好ましくは粒径２０μ以下）する。このようにすると、エポキシ樹脂中に混合しても硬化反応は起こらない。
【００１０】導電性粒子とエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤の配合比は重量比で７０：３０〜８５：１５が望ましい。導電性粒子が７０重量部未満では導電性が発現しない。また、導電性粒子が９０重量部を越えると、かえって電気抵抗が高くなる場合がある。エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の配合比は重量比で１００：１５〜１００：３０が望ましく、アミン硬化剤が１５重量部未満では硬化物の諸物性が良好でない、例えば、接着強度や硬度が低くなる。また、アミン硬化剤が３０重量部を越えると接着剤の粘度が高くなり、そのため作業性が悪くなったり、諸物性の低下、例えば、接着強度や硬度の低下の原因となる。
【００１１】
【作用】本発明の一液型導電性接着剤は、導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したので、カプセルが壊れるまでアミン系硬化剤はエポキシ樹脂と硬化反応を起こさないのでポットライフが飛躍的に長くなる。接着剤の使用時には、例えば１００℃の温度を加えるとカプセルが融け、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤が速やかに反応して硬化する。したがって、本発明の一液型導電性接着剤は、比較的低温で硬化し、しかも硬化速度が速いにもかかわらず、ポットライフのかなり長い一液型導電性接着剤が実現できる。
【００１２】
【実施例１】平均粒径５μｍの鱗片状の銀粉７８〜８０重量％、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１７．５〜１８．５重量％、およびマイクロカプセル化アミン系硬化剤としてアミキュアＰＮ−２３（味の素株式会社製）２．５〜３．３重量％を混練機にて混練して一液型導電性接着剤を製造した。製造された一液型導電性接着剤の配合例（１）、（２）とその特性を次の表１に示した。また、従来のアミン系硬化剤をマイクロカプセルとしない一液型導電性接着剤を比較例として、その配合例（３）とその特性を示した。比較例の配合例（３）の導電性接着剤は、前述の特開昭５９−７１３８０号公報に記載の導電性接着剤に相当するものである。
【００１３】ポットライフの測定条件は、初期粘度の２倍になるまでの時間とした。ポットライフ測定のための粘度の測定には、回転型粘度計ＨＢＴＤ型スモールサンプルチャンバー６Ｒ（ブルックフィールド社製）を使用し、測定温度を２５℃とし、回転数を１０ｒ．ｐ．ｍ．とし、回転を始めて１分後の粘度を測定した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１によれば、本発明の実施例の配合例（１）および（２）からなる一液型導電性接着剤は、比較例の配合例（３）からなる一液型導電性接着剤に比べ、硬化するための温度が低く、しかも硬化時間も短い。また、接着剤としてのポットライフが長い。また、体積抵抗率も低く、接着強度は比較例と同程度である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、本発明の一液型導電性接着剤は、導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したので、１００℃程度の比較的低温で硬化し、しかも硬化速度が速く、かつ、ポットライフのかなり長い一液型導電性接着剤となった。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等の電極と印刷配線板等の電極を接続するための導電性接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性接着剤は、樹脂からなる結合剤と導電性粉体とから主として構成されている。この結合剤となる樹脂には、従来、エポキシ樹脂がよく用いられており、そのエポキシ樹脂を硬化するために硬化剤も併用されていた。従来の一液型導電性接着剤は、硬化速度が速いものは、安定性に欠けていた。また、安定性の良いものは、硬化時間がかかっていた。
【０００３】このような欠点を改善した一液型導電性接着剤として、（Ａ）導電性粉体、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）アミド系硬化剤、（Ｄ）尿素系硬化剤を主成分としたものが、例えば、特開昭５９−７１３８０号公報に提案された。この組成物の配合割合は重量比で、好ましくは（Ａ）：（Ｂ）＝７０：３０〜９０：１０、（Ａ）：（Ｃ）＋（Ｄ）＝１００：２０〜５０、（Ｃ）：（Ｄ）＝１００：２０〜１００の割合で配合されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成の導電性接着剤においては、アミド系硬化剤、例えば、ジシアンジアミドや、尿素系硬化剤、例えば３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素が、常温では固体の物質で融点が１５０℃以上の物質であるので、これらの硬化剤を用いた導電性接着剤は１５０℃以上の高温にしないと硬化しなかった。また、アミド系硬化剤や尿素系硬化剤を用いた接着剤は、内部の発熱反応等でゲル化が進行するため、接着剤を使用環境に置いたときの使用可能な時間（詳細な実験条件は実施例１に説明した。）、すなわち、ポットライフが１〜２日位と短かった。
【０００５】本発明は、以上述べた、硬化温度が高い問題点およびポットライフが短いという問題点を除去し、硬化温度が低温で使用でき、短時間で硬化し、かつ、ポットライフが長く作業性に優れた一液型導電性接着剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決するために、本発明は、導電性を付与する導電性粒子と、主剤であるエポキシ樹脂と、低融点の樹脂でアミン系硬化剤をマイクロカプセル化した硬化剤を配合したことを特徴とする一液型導電性接着剤とするものである。
【０００７】導電性粒子は銀粉、銀メッキ銅粉や金メッキしたプラスチック粒などが使用できる。製造された導電性接着剤の粘度を低くするため、付着性を良好にするため、および硬化物の導電性を良好にするために、粒径が２０μｍ以下であることが望ましい。エポキシ樹脂の種類はビスフェノールＡ型、ノボラック型、グリシジルエステル型などすべての種類が有効である。硬化物の導電性や強度などの諸物性が良好であるためにはエポキシ樹脂の平均分子量が小さいものが望ましく、平均分子量が５００以下が好ましい。
【０００８】硬化剤は、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラミンなどのポリアミンまたはＮ，Ｎ′−ビス（ヒドロキシエチル）−ジエチレントリアミンなどのポリアミンと、エチレンオキサイドのアダクトのようなアミン系硬化剤を用いる。このアミン系硬化剤は通常、硬化温度が低く、常温硬化が可能で硬化速度が速く硬化物の諸物性も良好であるという長所を有するが、アミン系硬化剤は発熱反応を起こすためにポットライフ（可使時間）が極端に短いという欠点を有する。そのため、アミン系硬化剤は通常、二液型のエポキシ接着剤用の硬化剤として用いられている。
【０００９】そこで、本発明は、アミン系硬化剤の前記した長所である硬化温度が低く、硬化物の諸物性が良好であるという特性を生かし、しかも、アミン系硬化剤の欠点であるポットライフが極端に短いという欠点を次のようにして取り除くものである。すなわち、ポットライフを長くするために、酢酸ビニル樹脂やＥＶＡ樹脂などの融点が１００℃以下であるような低融点樹脂でアミン系硬化剤を包んでマイクロカプセル化（好ましくは粒径２０μ以下）する。このようにすると、エポキシ樹脂中に混合しても硬化反応は起こらない。
【００１０】導電性粒子とエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤の配合比は重量比で７０：３０〜８５：１５が望ましい。導電性粒子が７０重量部未満では導電性が発現しない。また、導電性粒子が９０重量部を越えると、かえって電気抵抗が高くなる場合がある。エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の配合比は重量比で１００：１５〜１００：３０が望ましく、アミン硬化剤が１５重量部未満では硬化物の諸物性が良好でない、例えば、接着強度や硬度が低くなる。また、アミン硬化剤が３０重量部を越えると接着剤の粘度が高くなり、そのため作業性が悪くなったり、諸物性の低下、例えば、接着強度や硬度の低下の原因となる。
【００１１】
【作用】本発明の一液型導電性接着剤は、導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したので、カプセルが壊れるまでアミン系硬化剤はエポキシ樹脂と硬化反応を起こさないのでポットライフが飛躍的に長くなる。接着剤の使用時には、例えば１００℃の温度を加えるとカプセルが融け、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤が速やかに反応して硬化する。したがって、本発明の一液型導電性接着剤は、比較的低温で硬化し、しかも硬化速度が速いにもかかわらず、ポットライフのかなり長い一液型導電性接着剤が実現できる。
【００１２】
【実施例１】平均粒径５μｍの鱗片状の銀粉７８〜８０重量％、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１７．５〜１８．５重量％、およびマイクロカプセル化アミン系硬化剤としてアミキュアＰＮ−２３（味の素株式会社製）２．５〜３．３重量％を混練機にて混練して一液型導電性接着剤を製造した。製造された一液型導電性接着剤の配合例（１）、（２）とその特性を次の表１に示した。また、従来のアミン系硬化剤をマイクロカプセルとしない一液型導電性接着剤を比較例として、その配合例（３）とその特性を示した。比較例の配合例（３）の導電性接着剤は、前述の特開昭５９−７１３８０号公報に記載の導電性接着剤に相当するものである。
【００１３】ポットライフの測定条件は、初期粘度の２倍になるまでの時間とした。ポットライフ測定のための粘度の測定には、回転型粘度計ＨＢＴＤ型スモールサンプルチャンバー６Ｒ（ブルックフィールド社製）を使用し、測定温度を２５℃とし、回転数を１０ｒ．ｐ．ｍ．とし、回転を始めて１分後の粘度を測定した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１によれば、本発明の実施例の配合例（１）および（２）からなる一液型導電性接着剤は、比較例の配合例（３）からなる一液型導電性接着剤に比べ、硬化するための温度が低く、しかも硬化時間も短い。また、接着剤としてのポットライフが長い。また、体積抵抗率も低く、接着強度は比較例と同程度である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、本発明の一液型導電性接着剤は、導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したので、１００℃程度の比較的低温で硬化し、しかも硬化速度が速く、かつ、ポットライフのかなり長い一液型導電性接着剤となった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したことを特徴とする一液型導電性接着剤。
【請求項１】 導電性粒子、エポキシ樹脂およびマイクロカプセル化したアミン系硬化剤を配合したことを特徴とする一液型導電性接着剤。
【公開番号】特開平５−４７２１２
【公開日】平成５年（１９９３）２月２６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２０９１２２
【出願日】平成３年（１９９１）８月２１日
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【公開日】平成５年（１９９３）２月２６日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）８月２１日
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
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