导电环氧树脂组合物及其应用制造技术

目的是提供快速固化性能、耐热耐湿性、粘合可靠性、储存性和低温固化性能都有改善的导电环氧树脂组合物。这种组合物可有效地用于制备导电粘合剂薄膜。溶液是指含有脂环类环氧树脂、任选的二醇、分子中有环氧基的苯乙烯类热塑弹性体、紫外活化的阳离子聚合催化剂、分子中有芳环的任选增粘剂和导电颗粒的导电环氧树脂组合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术的详细描述工业应用领域本专利技术涉及适于形成各向异性导电粘合剂薄膜的环氧树脂组合物、由该环氧树脂组合物制成的各向异性导电粘合剂薄膜以及用该各向异性导电粘合剂薄膜在导体之间进行电连接的方法。现有技术许多常规的环氧树脂组合物是众所周知的，且为了改善它们的性能作过许多努力。例如为了改善环氧树脂组合物的耐冲击性，加入苯乙烯类热塑弹性体(下文中称为“苯乙烯类弹性体”)。加入苯乙烯类弹性体可以改善环氧树脂在宽温度范围内的耐冲击性，减轻由固化反应引起的残余内应力以及改善粘合可靠性。这种环氧树脂和苯乙烯类弹性体组合物例如揭示在日本未经审查的专利公报(公开)8-20629、7-166145、4-370137和49-25039。然而，由于这些公报中公开的组合物不涉及苯乙烯类弹性体和环氧树脂之间的反应，固化后的组合物的耐热性和耐湿性低，因此粘合可靠性不够。而且由于环氧树脂和苯乙烯类弹性体一般相容性低，所以如果需要均匀的组合物，则混合比就有限制。另外，日本未经审查的专利公报(公开)7-197000、4-224818和4-91183揭示含有环氧树脂和酸改性的苯乙烯类弹性体的固化组合物。上述的酸改性苯乙烯类弹性体能与环氧树脂反应。在固化组合物中使用酸改性的苯乙烯类弹性体使苯乙烯类弹性体和环氧树脂之间相容性有所改善。不过，在这些组合物的储存过程中酸官能团与环氧树脂之间的逐渐反应会缩短其可用的寿命。这些组合物中所含的固化剂通过聚加成反应引起交联，反应温度至少为150℃，反应时间较长，为半小时或更长。因此，它们不适用作电或电子领域中所用的粘合剂材料。这种粘合剂材料需要高速固化，即在很短时间内(例如在1分钟内)固化。用于形成各向异性导电粘合剂薄膜(下文中称为“导电粘合剂薄膜”)的含有环氧树脂和反应性苯乙烯类弹性体的环氧树脂组合物揭示在日本未经审查的专利公报(公开)5-32799(Sumitomo Bakelite Co.)中。该组合物使用微囊密封的咪唑衍生物作为固化剂。这种导电粘合剂薄膜使微电路板(如FPC)(柔性印刷电路)之间的粘接足够牢固，同时在相互面对基底上的导体(如导电端)之间建立电连续连接，而不会使电路短路。这种导电粘合剂薄膜的形成方法是将导电颗粒分散在绝缘粘合剂(如环氧树脂)中，然后形成薄膜。导体间的连接通常按如下方式用导电粘合剂薄膜建立。将粘合剂薄膜插入两个基底间之后，加压加热以实现粘合。因此，由于用沿薄膜的厚度方向(一般称为“Z-轴方向”)处于电连续状态的导电颗粒在相互对立的连接端之间进行粘合，所以在对立的连接端之间形成连续性。然而，为了满足最近提高生产率的要求，必须在很短的粘合时间内完成粘合，具体为在10-30秒内热接触粘合。现已提出的满足这个要求的一个方法是如上述日本未经审查的专利公报(公开)5-32799所述将微囊密封咪唑衍生物用作固化剂。这就产生在制造过程中由于热和机械因素造成微囊破裂的危险。因此，从制造的角度来看，这项提议是不利的。因此，使用环氧树脂和苯乙烯类弹性体的常规导电粘合剂薄膜已不能使快速固化、耐热和耐湿性和粘合可靠性的所有性能参数有所改进。现已认为，加入阳离子聚合引发剂催化剂也可用于高速固化的环氧树脂粘合剂。路易斯酸及其配位化合物一般可用作阳离子聚合引发剂催化剂。因此，通过将阳离子聚合引发剂催化剂与脂环类环氧树脂混合可获得比缩水甘油醚型环氧树脂更高的反应性和更高速的固化。然而，由于可用的寿命短，脂环类环氧树脂与常规阳离子聚合引发剂催化剂的混合是不实用的。因此，已把注意力转向“紫外光活化的阳离子聚合催化剂”(下文中称为“UV催化剂”)。这种催化剂在没有紫外辐射的情况下具有低的催化活性，而在紫外辐射时增加其催化活性。这就是说，曾提议用这种UV催化剂可获得更好的储存稳定性(更长的可用寿命)。有关UV催化剂的文献包括H.J.Hageman，Progr.Org.Coat.13，123(1985)和欧洲专利申请0094915(1984)。美国专利5,362,421(相应于日本国家公报(公告)8-511570)揭示通过使用醇(包括二醇)的阳离子聚合反应来促进环氧树脂固化反应。然而到目前为止，还未提出含有脂环类环氧树脂和UV催化剂的混合物并有足够耐冲击性的环氧树脂组合物。另一种提供导电粘合剂薄膜的方法是改善低温固化性能(允许在低温下固化)。近年来，为了降低成本和降低液晶(LCD)板的重量，已开发了将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜用作基材的塑料基液晶显示器(LCD)和柔性印刷电路(FPC)。因此，在已知导电粘合剂薄膜的接触粘合温度(150-200℃)下建立连接会对LCD和FPC造成热损坏。另外，FPC的高柔韧性不能减轻由相互粘接的电路板之间热膨胀差产生的应力，高温下的接触粘接造成薄膜基材的很大变形，并在FPC上产生“皱折”。这种应力减轻问题也需要用聚酰亚胺类薄膜基材在LCD玻璃板和FPC之间的连接加以解决。从这个观点来看，通常需要120℃或更低的粘接温度。可在低温下固化的导电粘合剂薄膜的实例揭示在日本未经审查的专利公报(公开)4-189883和7-90237中。这些公报中公开的两种导电粘合剂薄膜改进了环氧树脂的固化剂，且在100℃左右(用升温速度为10℃/分钟的DSC(差示扫描量热计)测量)具有峰值活化温度。当粘接实际上在120℃或更低的接触粘接温度下在较短的时间内进行时，为了获得足够的粘接可靠性，峰值活化温度必须低于100℃。而且由于储存时高活性的固化剂与环氧树脂混合，也有储存稳定性降低的危险。日本未经审查的专利公报(公开)8-111124揭示了有三层结构的导电粘合剂薄膜，该三层结构包括热固树脂层、分隔层和固化剂层。这种导电粘合剂薄膜具有与热固树脂分离的高活性固化剂，因此获得极好的储存稳定性，同时在100℃接触粘接20秒的条件下也提供1000克/厘米的剥离强度。然而，用涂布法形成三层需要复杂的制造工艺，同时分隔层上的涂布缺陷会降低储存稳定性。如上所述，常规环氧树脂组合物和用这种组合物制成的导电粘合剂薄膜具有许多问题。因此，本专利技术的目的是提供适用作电和电子领域中所用的粘合剂材料的环氧树脂组合物，如导电粘合剂薄膜，具体为在如下几方面获得提高和改进的环氧树脂组合物(i)高速固化、(ii)耐热耐湿性、(iii)耐冲击性、(iv)储存稳定性和(v)低温固化性能，以克服这些问题。本专利技术的另一个目的是提供使用本专利技术环氧树脂组合物的导电粘合剂薄膜。本专利技术的再一个目的是提供用本专利技术的导电粘合剂薄膜在导体间建立电连接的方法。专利技术概述在本专利技术的一个方面，本专利技术提供导电环氧树脂组合物。该组合物含有如下组分(a)脂环类环氧树脂，(b)分子中有环氧基的苯乙烯类热塑弹性体，(c)紫外光活性的阳离子聚合催化剂，(d)任选的一种或多种二醇，(e)任选的分子中含有芳环的增粘剂，(f)按100重量份脂环类环氧树脂计约1-50重量份任选的导电颗粒。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供各向异性的导电粘合剂薄膜。这种薄膜含有本专利技术的导电环氧树脂组合物，它的厚度约为10-100微米。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提供在两种不同基底(substrate)的表面上设置的导体间建立电连接的电连接方法。这种方法包括放置本专利技术的各向异性导电粘合剂薄膜，使其与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧树脂组合物，它含有如下组分： （ａ）脂环类环氧树脂， （ｂ）具有至少一个环氧基的苯乙烯类热塑弹性体， （ｃ）紫外光活性的阳离子聚合催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弘重裕司，伊藤広治，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]