潜在性固化剂及其制备方法、以及采用潜在性固化剂的粘合剂技术

本发明专利技术所涉及的潜在性固化剂（３０）具有芯体（３１）和包覆芯体（３１）表面的被膜（３７），其中芯体（３１）具有二级粒子（３２）与保持在二级粒子（３２）间隙（３８）中的固化剂（３５）。该固化剂（３５）常温下为液体，通过破坏被膜（３７），将固化剂（３５）释放到粘合剂中，从而使固化剂（３５）与粘合剂中的其它成分混合。固化剂（３５）采用常温下为液态的金属醇化物或者常温下为液态的金属螯合物，并且，通过向粘合剂加入硅烷偶联剂，使固化剂（３５）与硅烷偶联剂进行反应生成阳离子，该阳离子使环氧树脂进行阳离子聚合反应。由于与现有的粘合剂相比，生成阳离子的反应可以在更低的温度下进行，因此与现有的粘合剂相比，该粘合剂在更低温下迅速地固化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粘合剂，特别是涉及用于将半导体芯片或TCP(载带封装)通过热压粘合，以电并进一步以机械方式连接到基板的粘合剂中使用的潜在性固化剂及其制备方法，以及采用该固化剂的粘合剂。本申请以日本国的2002年2月18日申请的日本专利申请号2002-039748为基础而要求优先权，该申请以参考的方式引用到本申请中。
技术介绍
迄今，在将半导体芯片连接在基板上的情况下和连接TCP与LCD(液晶显示器)而制备电装置的情况下，采用含有作为热固化性树脂的环氧树脂的粘合剂。这种粘合剂通过环氧树脂热聚合而固化。为了促进环氧树脂的热聚合反应，在粘合剂中添加潜在性固化剂。作为这种潜在性固化剂，有如附图说明图1所示的固化剂。图1中所示的潜在性固化剂130有由粉末状固化剂(固化剂颗粒)形成的芯体131和包覆该芯体131表面的被膜137。在将这种潜在性固化剂与环氧树脂混合而制备粘合剂的情况下，由于常温下构成芯体131的固化剂与粘合剂中的环氧树脂被被膜137隔断，环氧树脂不进行聚合反应。另外，被膜137是通过氨酯树脂等热塑性树脂形成的，当将粘合剂加热到一定温度以上时，被膜137发生熔融、或热变形而被破坏，从而芯体131被释放到粘合剂中。在这种状态下继续加热粘合剂，通过构成芯体131的固化剂，环氧树脂的聚合反应急剧进行，从而粘合剂发生固化。若采用上述潜在性固化剂130，则能够得到常温下贮存的贮存性能优良、且加热时固化性高的粘合剂。但是，与液态固化剂相比，上述粉末状固化剂难以分散在粘合剂中，与使用液态固化剂的情况相比，环氧树脂聚合反应进行得较慢。作为构成芯体131的固化剂，通常使用改性胺化合物等，但是采用这种固化剂使环氧树脂进行聚合时，需要将粘合剂加热到180℃或以上，所粘合的被粘物存在热变形的危险。降低加热温度，可以解决该问题，但是加热处理所需的时间变长，使生产率降低。专利技术公开本专利技术的目的是提供能够解决上述现有粘合剂存在的问题的潜在性固化剂及其制备方法、以及采用该潜在性固化剂的粘合剂。本专利技术的另一目的是提供贮存性能优良、能够在低温和短时间的条件下固化的粘合剂。为实现上述目的而提出的本专利技术是一种潜在性固化剂，包括含有固化剂的芯体和包覆芯体的被膜，通过破坏被膜而将固化剂从芯体释放到外部而构成的潜在性固化剂，该芯体含有多个粒子，固化剂被保留于粒子间的空隙中。该潜在性固化剂中所用的多个粒子聚集在一起而构成二级粒子。构成该二级粒子的粒子平均粒径为0.1μm至1.0μm，优选该二级粒子的平均粒径为1μm至20μm。构成二级粒子的粒子优选为由树脂粒子构成的潜在性固化剂。作为构成树脂粒子的树脂，可以使用脲甲醛(ホルマリン)树脂。被膜内保留的固化剂的重量优选为二级粒子重量的15重量％或以上。本专利技术涉及的其它潜在性固化剂是包括含有固化剂的芯体和包覆芯体的被膜，当被膜被破坏，固化剂从芯体被释放到外部而构成的潜在性固化剂，芯体具有多孔性粒子，固化剂被保留于多孔性粒子中。作为多孔性粒子，可以使用沸石。被膜中保留的固化剂的重量优选为多孔性粒子重量的15重量％或以上。对于本专利技术涉及的其它潜在性固化剂，固化剂包含金属螯合物或者金属醇化物中的任意一方或两方。金属螯合物采用铝螯合物或钛螯合物中的任意一方或者两方。金属醇化物采用以铝醇化物或钛醇化物中的任意一方或两方为主要成分的醇化物。本专利技术是潜在性固化剂的制备方法，包括将内部结构中具有间隙的载体与液态固化剂混合；制备由载体与保留于载体中的固化剂所构成的芯体的混合工序；将芯体与被膜树脂粒子混合、在芯体表面附着被膜树脂粒子的附着工序；使附着在芯体上的被膜树脂粒子熔融，形成包覆芯体表面的被膜的熔融工序。本专利技术涉及的潜在性固化剂的制备方法进一步包括混合工序后的洗涤载体的工序。本专利技术进一步为粘合剂，该粘合剂是包括热固性树脂、硅烷偶联剂、含有固化剂的芯体和包覆芯体的被膜，通过破坏被膜，使固化剂从芯体释放到外部而构成的潜在性固化剂，芯体含有多个粒子、且固化剂含有保留于粒子间空隙中的潜在性固化剂。本专利技术将内部结构中具有间隙的载体与常温下为液态固化剂进行混合，与载体表面接触的固化剂由于毛细管作用而进入载体内的间隙中，进入间隙内的固化剂由于毛细管引力而被保留在载体中。而且，所谓间隙，不仅指聚集粒子间的间隙，还包括多孔性粒子内部结构中的细孔。采用常温下为液态的金属醇化物或金属螯合物作为固化剂，且向粘合剂中添加具有烷氧基的硅烷化合物(硅烷偶联剂)的情况下，硅烷偶联剂水解生成的硅烷醇与金属螯合物或金属醇化物反应而生成阳离子，通过该阳离子，环氧树脂进行阳离子聚合。在使用铝螯合物作为固化剂的情况的粘合剂中，利用以下反应式(1)～(4)，对环氧树脂聚合步骤进行说明。…反应式(1) …反应式(2) …反应式(3) …反应式(4)在反应式(1)中，表示了硅烷化合物的一个烷氧基，硅烷化合物与粘合剂中的水反应，通过水解，烷氧基转化为硅烷醇基。当加热粘合剂，硅烷醇基与铝螯合物反应，硅烷化合物与铝螯合物结合(反应式(2))。粘合剂中残留的其它硅烷醇基经平衡反应与结合硅烷醇基的铝螯合物配位，产生反应式(3)的右式所示的布朗斯台德熔点，生成活化质子。如反应式(4)的左式中所示，通过质子，位于环氧树脂末端的环氧环发生开环，如反应式(4)的右式所示，与其它环氧树脂的环氧环进行聚合(阳离子聚合)。由于反应式(2)～(3)所示的反应是在与现有粘合剂固化温度(180℃或以上)相比更低的温度下进行，与现有粘合剂相比，上述粘合剂可以在低温和短时间内进行固化。在使用金属螯合物或金属醇化物作为固化剂、且采用沸石作为具有多个间隙的粒子的情况下，暴露于沸石表面的硅烷醇基与固化剂反应生成阳离子，但是，由于阳离子通过被膜与粘合剂中的环氧树脂隔断，在常温下，不进行环氧树脂聚合反应。在被膜化的工序中，可以使用混合装置(例如，奈良机械制作所(株)社制的商品名“NHS-0”)。在这种情况下，混合的芯体与被膜树脂粒子的混合比例可以通过以下数学式(1)求出。M/m＝D×F/(4×d×f)…数学式(1)在数学式(1)中，M表示芯体的混合量(g)，m表示被膜树脂粒子的混合量(g)，D表示芯体的平均粒径(μm)、d表示被膜树脂粒子的平均粒径(μm)，F表示芯体的比重，f表示被膜树脂粒子的比重。而且，本说明书中，所谓比重，表示相对于作为标准物质的4℃水的密度的各物质的密度比。上述数学式(1)为理论式，芯体与被膜树脂粒子的最佳混合比率根据具体情况进行确定。若向粘合剂中添加热塑性树脂，由于热塑性树脂的性质使粘合剂的凝聚力增加，粘合剂的粘合性变得更高。在使用极性大的作为热塑性树脂时，由于热塑性树脂不仅参与树脂成分的固化反应，而且通过硅烷偶联剂与无机材料进行结合，因此，可以得到固化性高、且与无机材料组成的被粘物的亲和性高的粘合剂。参照以下的附图，通过阐述的实施方式和实施例，将本专利技术另外的其它目的和通过本专利技术实现的具体优点，更清楚的表现出来。附图的简单说明图1为表示现有技术所用的潜在性固化剂的剖面图。图2为表示构成本专利技术涉及的潜在性固化剂的二级粒子的剖面图，图3为表示使固化剂浸渍于二级粒子的状态的剖面图。图4为表示构成本专利技术涉及的潜在性固化剂的芯体的剖面图，图5为表示使被膜树脂粒子静电附着于芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜在性固化剂，是包括含有固化剂的芯体和包覆所述芯体的被膜，通过所述被膜破损，将所述固化剂从所述芯体中释放到外部而构成的潜在性固化剂，所述芯体含有多个粒子，所述固化剂保留在所述粒子之间的间隙中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松岛隆行，齐藤雅男，
申请(专利权)人：索尼化学信息部件株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]