硬化剂粒子、硬化剂粒子的制造方法及粘接剂技术

得到低温、固化时间短，保存性好的粘接剂。本发明专利技术硬化剂粒子３０，由于位于表面的中心金属与硅氧烷３２或烷氧基结合，所以可使硬化剂粒子３０与硅烷偶合剂一起分散于环氧树脂中，这样得到的粘接剂，硬化剂粒子３０常温下不与硅烷偶合剂反应，粘接剂的保存性好。硬化剂粒子３０表面以外的金属螯合物及烷氧基金属不与硅氧烷结合，所以加热粘接剂时，硬化剂粒子３０裂开，与硬化剂粒子３０表面以外的金属螯合物或金属醇盐反应生成阳离子，环氧树脂通过该阳离子聚合，粘接剂固化。由于硅烷偶合剂与金属螯合物的反应能在低温下进行，因此与以前的粘接剂相比，本发明专利技术的粘接剂可在低温、短时间固化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粘接剂，特别涉及通过热压接将半导体芯片和TCP与基板进行连接的粘接剂中使用的硬化剂粒子。
技术介绍
多年来，在使半导体芯片与基板连接时和在使TCP(Tape CarrlerPackage)和LCD(Liquid Crystal Display)进行连接、制造电装置时，使用含有作为热固性树脂的环氧树脂的粘接剂。图9(a)中符号111表示LCD，LCD 111具有玻璃基板112和配置在玻璃基板112上的ITO电极(Indium tin oxide)113。在将LCD111和下述TCP连接时，首先，在LCD 111的配置了ITO电极113侧的面上涂布粘接剂。图9(b)中的符号125表示涂布在LCD 111上的粘接剂。图9(c)中符号115表示TCP，TCP 115具有基膜116和配置在基膜116表面的金属配线117。将TCP 115的配置金属配线117的面，向着LCD 111上的粘接剂125进行配置，使位置合对后，将TCP 115的配置金属配线117的面压接在粘接剂125上。在此状态下边挤压边加热，则粘接剂125软化，金属配线117压入到软化了的粘接剂125中，与ITO电极113表面接触。在上述的粘接剂中，一般添加用加热使环氧树脂聚合的咪唑一类的硬化剂，金属配线117与ITO电极113接触的状态下，继续加热时，受到硬化剂的催化作用，环氧树脂进行聚合，粘接剂125形成硬化。图9(d)中符号101表示粘接剂125硬化状态下的电装置。在该电装置101中，在金属配线117与ITO电极113接触状态下，通过硬化的粘接剂125使TCP115和LCD 111固定，因此，TCP 115和LCD 111既是电连接也是机械连接。然而，使上述粘接剂硬化时，粘接剂必须加热到180℃以上的高温，在金属配线117的图案细微时，加热时，有时会使TCP 115发生伸展和弯曲等变形。虽然降低加热温度可消除此类问题，但加热处理需要很长的时间，生产效率降低。作为低温下硬化性优良的粘接剂，近年来，虽然开发了含有像丙烯酸酯一类的游离基聚合性树脂和游离基聚合引发剂的粘接剂，但这样粘接剂与使用环氧树脂时比较，在硬化状态下，电特性和耐热性都很差。
技术实现思路
本专利技术就是为解决上述现有技术的不足之处而研制的，其目的是提供一种在低温、短时间的条件下可硬化的且保存性优良的粘接剂。本专利技术的专利技术者们着眼于不使用一般使用的硬化剂、而使环氧树脂进行阳离子聚合的办法，经过深入研究，结果发现，向粘接剂中添加构造中至少具有一种烷氧基的硅烷化合物(硅烷偶合剂)和金属螯合物(或金属醇盐)，由硅烷偶合剂水解而得的硅烷醇与金属螯合物反应时产生阳离子，由此阳离子使环氧树脂聚合。使用下述反应式(5)～(8)说明用添加了金属螯合物和硅烷偶合剂的粘接剂使环氧树脂硬化的过程。…反应式(5) …反应式(6) …反应式(7) …反应式(8)至少含有一个烷氧基的硅烷化合物，如反应式(5)所示，与粘接剂中的水反应，烷氧基加水分解生成硅烷醇基。加热粘接剂时，硅烷醇基与铝螯合物那样的金属螯合物反应，硅烷化合物与铝螯合物结合。(反应式(6))。接着，如反应式(7)所示，硅烷醇基结合的铝螯合物在平衡反应时，由残留在粘接剂中的硅烷醇基配位生成布郎斯台德酸点，如反应式(8)所示，通过活性化质子使环氧树脂末端处的环氧环开环，与其它环氧树脂的环氧环聚合(阳离子聚合)。如此，在粘接剂中添加硅烷偶合剂和金属螯合物，环氧树脂那样的热固性树脂发生阳离子聚合。反应式(6)～反应式(8)的反应是在低于以前粘接剂的固化温度(180℃以上)下进行的，因此与以前的粘接剂相比，上述粘接剂可低温、短时间固化。但是，硅烷偶合剂易加水分解，而且该硅烷醇与金属螯合物或金属烷氧基的反应性高，如果将粉状金属螯合物和烷氧基金属作为硬化剂粒子直接分散在粘接剂中，即使常温也发生环氧树脂的聚合反应，粘接剂的保存性差。本专利技术者进一步进行了锐意研究，结果发现将硬化剂粒子添加到粘接剂之前，使硅烷偶合剂(硅烷醇)、醇等的含羟基化合物与硬化剂粒子表面接触，该化合物与硬化剂粒子表面的中心金属原子反应时，粘接剂的保存性提高。本专利技术是基于上述见识完成的，按本专利技术的第1种实施方式为，以中心金属与至少一个配位原子配位而成的金属螯合物、中心金属与至少一个烷氧基结合而成的金属醇盐中的一者或两者为主要成分的硬化剂粒子，其中，硅通过氧与所述硬化剂粒子表面的所述中心金属结合。按本专利技术的第2种实施方式为第1种实施方式的硬化剂粒子，其中与前述中心金属结合的硅通过氧互相结合。按本专利技术的第3种实施方式为，第1或2种实施方式中的任意一项的硬化剂粒子，其中，下述一般式(1)表示的取代基与前述硅结合， …一般式(1)(上述一般式中取代基X1与所述硅结合)。按本专利技术的第4种实施方式，第1或2种实施方式中的任意一项的硬化剂粒子，其中，下述一般式(2)表示的取代基与前述硅结合， …一般式(2)(上述一般式(2)中取代基X2～X4中，至少一个取代基X2～X4与所述硅结合)。这里，作为取代基X1，例如可举出-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2NHCH2CH2-、-CH2CH2CHNHC(＝O)-等。此外，作为取代基X2～X4，可举出苯基、H、-(CH)n-(n为整数)等，其中的与硅结合的取代基X2～X4也可为-CH2CH2CH2NHCH2CH2-、-CH2CH2CHNHC(＝O)-等。按本专利技术的第5种实施方式为，为以中心金属与至少一个配位原子配位而成的金属螯合物、中心金属与至少一个烷氧基结合而成的金属醇盐中的一者或两者为主要成分的硬化剂粒子，其中，碳通过氧与所述硬化剂粒子表面的所述中心金属结合。按本专利技术的第6种实施方式为硬化剂粒子的制造方法，其中，使下述一般式(3)表示的硅烷偶合剂水解形成硅烷醇 …一般式(3)(上述一般式(3)中取代基X5～X8中，至少一个取代基是烷氧基)，使以中心金属与至少一个配位原子配位而成的金属螯合物、中心金属与至少一个烷氧基结合而成的金属醇盐中的一者或两者为主要成分的硬化剂粒子与前述硅烷醇接触，使前述硬化剂粒子表面的中心金属与前述硅烷醇反应，形成下述一般式(4)表示的硅氧烷， …一般式(4)(上述一般式(4)中，和硅结合的氧与前述中心金属结合)。按本专利技术的第7种实施方式为，第6种实施方式的制造硬化剂粒子的方法，其中，使与前述一般式(4)表示的硅氧烷的硅结合的取代基X9～X11中的至少一个的取代基与环氧树脂反应。按本专利技术的第8种实施方式为，第7种实施方式的制造硬化剂粒子的方法，其中，与前述环氧树脂反应的取代基的结构中含有氨基。按本专利技术的第9种实施方式为，硬化剂粒子的制造方法，其中，使以中心金属与至少一个配位原子配位而成的金属螯合物、中心金属与至少一个烷氧基结合而成的金属醇盐中的一者或两者为主要成分的硬化剂粒子与带羟基的化合物接触，使前述硬化剂粒子表面的中心金属与所述带羟基的化合物反应。按本专利技术的第10种实施方式为，第9种实施方式的制造硬化剂粒子的方法，其中，带羟基的化合物为醇。按本专利技术的第11种实施方式为，按本专利技术的第10种实施方式的硬化剂粒子的制造方法中，所述醇为三丙二醇。按本专利技术的第12种实施方式为粘接剂，其中含有热固性树脂、硅烷偶合本文档来自技高网...

【技术保护点】
硬化剂粒子，其为以中心金属与至少一个配位原子配位而成的金属螯合物、中心金属与至少一个烷氧基结合而成的金属醇盐中的一者或两者为主要成分的硬化剂粒子，其中，硅通过氧与所述硬化剂粒子表面的所述中心金属结合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：松岛隆行，
申请(专利权)人：索尼化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]