导电粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及适合在制造电子器件、集成电路、半导体器件、无源元件、太阳能电池、太阳能电池组件和/或发光二极管中用作导电材料的粘合剂。该粘合剂包含至少一种树脂组分、平均粒径为2μm-50μm的微米级导电粒子、和0.01-15重量%的平均粒径为300nm-900nm的亚微米级导电粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合在制造电子器件、集成电路、半导体器件、无源元件、太阳能电池、太阳能电池组件和/或发光二极管中用作导电材料的粘合剂。
技术介绍
在电子器件、集成电路、半导体器件、无源元件、太阳能电池、太阳能电池组件、发光二极管和/或压电传动装置的制造和组装过程中，导电材料被用于各种目的。通常，导电粘合剂(ECA)在两个表面之间提供机械粘接并导电。典型来说，ECA配制物由填充有导电金属填料的聚合物树脂制成。树脂通常在两个基板之间提供机械粘接，而导电填料则通常提供所需的电连接。例如，W02008/048207A2公开了导电粘合剂组合物，该组合物具有固化的低模量弹性体和冶金结合的微米级金属粒子和纳米级金属粒子。所述导电粘合剂组合物常常表现出相当高的加工粘度、低的存储稳定性和/或不够的导电性。由于电子器件以及部件和基板之间的相应接触面积越来越小，因此导电材料例如导电粘合剂需要能够在小的接触面积之间提供改善的电连接。此外，需要提供表现出对热机械疲劳或机械疲劳增加的耐受性、低的加工粘度、和低的加工温度的ECA。另外，导电粘合剂的一个具体问题是实现填料加入量、粘合强度、固化速度、导电率和稳定的接触电阻的恰当平衡。因此，需要一种新型导电粘合剂，该导电粘合剂在小的接触面积(例如金属电极)之间提供改善的导电连接、对热机械疲`劳或机械疲劳具有增加的耐受性、具有低的加工粘度和低的加工温度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种粘合剂和所述粘合剂的固化产物，这二者均具有导电性质。本专利技术的粘合剂可以在约50°C至约220°C的温度下在约0.1秒至180分钟内固化。所述粘合剂表现出低的加工粘度和低的加工温度。当固化后，固化产物表现出良好的粘合性、高的导电率和对热机械疲劳或机械疲劳增加的耐受性。此外，本专利技术粘合剂的固化产物可以在两个表面之间形成导电连接，其中所述连接表现出低的和长期稳定的接触电阻。本专利技术的粘合剂包含:a)至少一种树脂组分；b)平均粒径为2 μ m-50 μ m的微米级导电粒子；和c)0.01重量％-15重量％的平均粒径为300nm-900nm的亚微米级导电粒子。本专利技术的粘合剂能够在两个基板之间形成导电粘接，且可用于制造和组装电子器件、集成电路、半导体器件、无源元件、太阳能电池、太阳能电池组件和/或发光二极管。本专利技术还提供粘接组件，其包括以间隔开的关系排列两个基板，所述基板中的每一个具有面向内的表面和面向外的表面，其中在两个基板中的每一个的面向内的表面之间，由本专利技术的粘合剂的固化产物形成导电粘接。具体实施例方式在本专利技术中使用的术语“树脂组分”是指在本专利技术粘合剂中存在的所有热固性树脂或热塑性树脂。在本专利技术中使用的术语“热固性树脂”是指适于产生热固性塑料和/或热固树脂的任何前体，例如，单体、低聚物或由天然或合成、改性或未改性树脂制得的、未完全固化和/或交联的预聚物，例如，其能够通过例如(自由基)聚合、缩聚和/或加聚反应被进一步固化和/或交联。热固性树脂在22°C下可以具有液体形态或者它们可以在相对低的温度下(例如低于100°C )被熔融形成液体，这可以在树脂没有显著降解的情况下发生。在本专利技术中使用的术语“热塑性树脂”是指这样的聚合物:在22°C下，如果聚合物是无定形的，以低于其玻璃化转变温度存在，或者如果聚合物是结晶的，以低于其熔点存在。这些聚合物具有这样的性质:当加热时变软，当冷却时变硬，而没有明显的化学变化。在本专利技术中使用的术语“热塑性树脂”包括合成聚酰胺、聚酯、聚醚、聚缩醛、嵌段聚酯醚共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚丙烯酸类、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚烯烃、例如聚乙烯和/或聚丙烯(共)聚合物、聚酰亚胺、聚芳醚(polyarylene oxides)、聚氧化烯、聚苯乙烯、聚醚砜、以及它们的混合物、(嵌段)共聚物或共混物。用于本专利技术的目的，热塑性树脂不同于当经受热和/或适合的固化剂时通过交联或固化而变硬的热固性树脂。在本专利技术中使用的术语“固化”和“交联”应被理解为是指其中热固性树脂和/或热固性树脂和交联剂/固化剂反应产生交联的或固化的结构的反应，所述交联的或固化的结构表现出比相应的未固化的热固性树脂更高的分子量。`在本专利技术中使用的术语“导电粒子”是指当被加入到非导电性树脂组分中时增加所形成的聚合物复合物的导电率的任何颗粒材料。导电粒子可以具有不同的形状，例如球形、片状和/或树状。优选地，用在本专利技术中的导电粒子不是纳米线或纳米管。在本专利技术中使用的术语“平均粒径”是指累计体积分布曲线的D5tl值，在该值处，50体积％的粒子具有小于该值的直径。在本专利技术中平均粒径或D5tl值通过激光衍射法测定，优选使用得自 Malvern Instruments Ltd.的 Malvern Mastersizer2000 测定。在该技术中，基于应用Fraunhofer或Mie理论,使用激光束的衍射测定悬浮体或乳液中的粒子的尺寸。在本专利技术中，适用Mie理论或用于非球形粒子的改进的Mie理论，并且平均粒径或D5tl值涉及相对于入射激光束在0.02-135度的角度的散射测定值。在本专利技术的一个实施方式中，所述树脂组分选自环氧树脂、苯并噁嗪树脂、丙烯酸类树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、聚异丁烯树脂和/或它们的任意组合。在本专利技术中使用环氧树脂和/或苯并噁嗪树脂是有利的，因为这些树脂或所述树脂的组合物提供良好的机械强度和/或高的热稳定性。合适的环氧树脂可以包括多官能的含环氧的化合物，例如C2-C28 二醇的缩水甘油醚、C1-C28烷基酚或多酚缩水甘油醚；邻苯二酚、间苯二酚、氢醌、4，4’ - 二羟基二苯基甲烧(或双酹F、如可商购自Nippon Kayuku(日本)的RE-3O3-S或RE-404-S)、4，4’ - 二轻基-3，3’ - 二甲基二苯基甲烷、4，4’ - 二羟基二苯基二甲基甲烷(或双酚A)、4，4’ - 二羟基二苯基甲基甲烷、4，4’ - 二羟基二苯基环己烷、4，4’ - 二羟基-3，3’ - 二甲基二苯基丙烷、4，4’- 二羟基二苯基砜和三(4-羟苯基)甲烷的聚缩水甘油醚；过渡金属络合物的聚缩水甘油醚；上述双酚的氯化和溴化产物；线性酚醛(novolac)的聚缩水甘油醚；通过酯化二酚的醚而获得的二酚的聚缩水甘油醚，所述二酚的醚是通过用二卤代烷或二卤二烷基醚使芳香族氢羧酸的盐酯化获得的；多酚的聚缩水甘油醚，通过使酚类与含至少两个卤素原子的长链卤素石蜡缩合而得到；苯酚线性酚醛环氧树脂；甲酚线性酚醛环氧树脂；和它们的组口 ο这当中，适合用于本专利技术的可商购的环氧树脂是酚类化合物的聚缩水甘油基衍生物，如可以以商品名 EP0N825、EP0N826、EP0N828、EP0N1001、EP0N1007 和 EP0N1009 从Huntsman 获得的，以商品名 Epiclon EXA830CRP、Epiclon EXA850CRP、Epiclon EXA835LVP从DIC获得的，以商品名Epalloy5000、Epalloy5001从CVC Chemicals获得的那些；环脂族的含环氧的化合物，例如购自Huntsman的Araldite CY179,购自CVC Chemicals的Epalloy5200 或购自 Daicel 的 Celloxide本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘合剂，其包含：a)至少一种树脂组分；b)平均粒径为2μm‑50μm的微米级导电粒子；和c)0.01重量%‑15重量%的平均粒径为300nm‑900nm的亚微米级导电粒子。

【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：G·德雷赞，L·托伊尼森，C·范德博尔格特，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE