导热性导电性粘接剂组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种用作芯片接合材料并具有高的导热性和高温下的粘接性的导热性导电性粘接剂组合物。本发明专利技术涉及包含(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂的导热性导电性粘接剂组合物。

Thermal conductive adhesive composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导热性导电性粘接剂组合物
本专利技术涉及导热性导电性粘接剂组合物。
技术介绍
近年来，对于小型化、高功能化的电子零件(例如功率器件或发光二极管(LED))的需求急速扩大。功率器件作为可抑制电力损耗并高效率地转换电力的半导体元件，在电动汽车、混合动力汽车、快速充电器等领域中普及发展，此外在太阳能发电系统或百万瓦级太阳能系统等新能源领域中，其需求的提高也备受期待。另一方面，相较于白炽灯泡具有长寿命、小型、低消耗电力等优点的LED元件在照明、便携电话、液晶面板、汽车、信号机、街灯或影像显示装置等各种领域中快速地普及。在如上所述的电子零件的小型化、高功能化的进展中，半导体元件的发热量具有增大的倾向。然而，若电子零件长时间暴露在高温环境下，则变得无法发挥原本的功能并且寿命减少。因此，为了使由半导体元件产生的热有效地扩散，在用于芯片接合(diebonding)的接合材料(芯片接合材料)中，通常使用高散热性的接合材料。虽然也因用途而异，但是接合材料通常必须具有将从半导体元件产生的热有效地散往基板、壳体的功能，要求有高散热性。如此，用于电子零件的接合材料由于要求具有高散热性，因此一直以来广泛地使用了含有大量铅的高温铅焊料或含有大量金的金锡焊料。然而，高温铅焊料具有含有对人体有害的铅的问题。因此，无铅化的技术开发最近变得活跃，关于切换至无铅焊料的研究正积极发展。另一方面，金锡焊料含有昂贵的金，故具有成本方面的问题。在这样的情况下，近年来，作为替代高温铅焊料或金锡焊料的有力的代替材料，各向同性导电性粘接剂(以下简记为“导电性粘接剂”)备受瞩目。导电性粘接剂为具有导电性等功能的金属粒子(例如银、镍、铜、铝、金)与具有粘接功能的有机粘接剂(例如环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸类树脂及氨基甲酸酯树脂)的复合体，其使用多种金属粒子及有机粘接剂。由于导电性粘接剂在室温下为液体因而使用便利性良好、无铅且价格低，因此其为高温铅焊料或金锡焊料的有力替代材料，预测其市场将大幅扩大。对于作为导电性粘接剂原料的有机粘接剂，其热传导率基本上低于金属，因而通过掺合导热性的填料来赋予散热性的功能。常规上，关于使导热性提高了的导电性粘接剂，(例如)在专利文献1中提出了一种高导热性导电性组合物，其中，作为组合物中的固体成分，至少包含：5至80重量％的平均纤维直径为0.1至30μm、长径比为2至100、平均纤维长度为0.2至200μm、真密度为2.0至2.5g/cc的沥青系石墨化碳纤维填料，15至90重量％的平均粒径为0.001至30μm的金属微粒填料，以及5至50重量％的粘结剂树脂。此外，专利文献2提出了一种导电性组合物，其含有环氧树脂作为基材树脂，含有酚系固化剂作为固化剂，含有氨基甲酸酯改性环氧树脂作为柔韧性赋予剂，进一步含有金、银、铜、铁、铝、氮化铝、氧化铝、结晶性二氧化硅等粉末作为导热性填料。此外，在专利文献3中提出了一种粘接剂，其包含树脂成分、高导热性纤维状填料、以及由选自由银、金、铂、氮化铝、氧化硅、氧化铝及炭黑所组成的组中的至少一种所构成的高导热性球状填料，其中相对于100体积份的所述树脂成分，含有0.1至20体积份的所述高导热性纤维状填料以及10至200体积份的所述高导热性球状填料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-186590号公报专利文献2：日本特开平6-322350号公报专利文献3：日本特开2009-84510号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上所述，在电子零件的小型化、高功能化的进展中，对高温环境采取适当的措施是重要的课题。但是，对于含有树脂成分的导电性粘接剂，由于树脂成分的耐热性不足，因而会有在高温环境下对被粘接剂的粘接性容易降低的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种用作芯片接合(diebonding)材料、且具有高的导热性以及针对高温环境中的被粘接材料的高粘接性的导热性导电性粘接剂组合物。用于解决课题的手段本专利技术人为了实现上述目的而进行了研究，发现通过在构成导热性导电性粘接剂组合物的成分当中特别将作为导电性填料的银粉的平均粒径及振实密度设为特定范围，由此可以解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种导热性导电性粘接剂组合物，其包含(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂，特征在于，所述(A)导电性填料是平均粒径为0.5至4.8μm、振实密度为5.0至8.0g/cm3的银粉，所述(B)环氧树脂在一个分子中具有2个以上的环氧官能团及芳香环，并且是液态环氧树脂、或者液态环氧树脂和固体环氧树脂的混合物，所述(C)反应性稀释剂在脂肪族烃链上具有1个以上的缩水甘油基醚官能团，所述(D)固化剂是在一个分子中具有2个以上酚官能团的化合物、或者在一个分子中具有1个以上咪唑基的化合物、或者它们的混合物。[2]根据[1]所述的导热性导电性粘接剂组合物，其包含1至5质量％的在一个分子中具有2个以上环氧官能团的化合物作为所述(B)环氧树脂。[3]根据[1]或[2]所述的导热性导电性粘接剂组合物，其中，所述(B)环氧树脂包括芴型环氧树脂。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的导热性导电性粘接剂组合物，其中，所述(C)反应性稀释剂是在脂肪族烃链上具有2个缩水甘油基醚官能团的化合物。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的导热性导电性粘接剂组合物，其中，所述(D)固化剂是2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的导热性导电性粘接剂组合物，其为液体。专利技术的效果本专利技术的导热性导电性组合物在高温环境下显示出了针对被粘接材料的高的粘接性，这是因为，与以往的导热性导电性组合物中所使用的银粉相比，作为导电性填料的银粉的平均粒径较小，且振实密度在较高的范围内，由此使得与被粘材料接触的银粉的表面积增加，在接合界面处形成了金属键。因此，根据本专利技术，以低价格提供了具有高的导热性以及针对高温环境中的被粘接材料的高粘接性的导热性导电性粘接剂组合物。附图简要说明[图1]图1是表示除去了(A)导电性填料和溶剂后的导热性导电性粘接剂组合物的粘度与导热率之间的相关关系的图。[图2]图2是表示除去了(A)导电性填料和溶剂后的导热性导电性粘接剂组合物的粘度与260℃下的剪切强度之间的相关关系的图。具体实施方式本专利技术的导热性导电性粘接剂组合物(以下简记为“粘接剂组合物”)包含上述的(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂作为必要成分。以下，对于(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂的各成分进行详细说明。[(A)导电性填料](A)导电性填料为银粉，平均粒径为0.5至4.8μm，优选为0.5至4.5μm，更优选为0.6至4μm，进一步优选为0.7至4μm，最优选为0.8至4μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热性导电性粘接剂组合物，包含(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂，特征在于，/n所述(A)导电性填料是平均粒径为0.5至4.8μm、且振实密度为5.0至8.0g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 JP 2017-1126401.一种导热性导电性粘接剂组合物，包含(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)反应性稀释剂以及(D)固化剂，特征在于，
所述(A)导电性填料是平均粒径为0.5至4.8μm、且振实密度为5.0至8.0g/cm3的银粉，
所述(B)环氧树脂在一个分子中具有2个以上环氧官能团及芳香环，并且是液态环氧树脂、或者是液态环氧树脂和固体环氧树脂的混合物，
所述(C)反应性稀释剂在脂肪族烃链上具有1个以上的缩水甘油基官能团，
所述(D)固化剂是在一个分子中具有2个以上酚官能团的化合物、或在一个分子中具有1个以上咪唑基的化合物、或者它们的混合物。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部真太郎，古馆加奈子，近藤刚史，古正力亚，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP