[发明专利]导电聚合组合物

说明书

本发明涉及对用于制造微电路元件的导电聚合组合物。

导电聚合组合物是由导电金属如银或银合金的微小分散颗粒分散在一种由通常的固体有机聚合物溶解在有机溶剂所构成的有机介质中组成的。组合物通常是稠状糊，这样它们就能利用丝网印刷到合适的基材上。为此，可使用各种合成聚合物，而最常使用的是丙烯酸聚合物，这类组合物常使用1-40％(重量)的有机聚合物固体，相对于100％重量的有机介质(聚合物加溶剂)来说。

含有丙烯酸聚合物的导电聚合组合物对焊接元件提供了良好的粘合性，尽管如此，当在更高的焊接温度如240℃和更高时，它们还是有从它们的基材上脱层的趋向。

本发明的目的是克服上述组合物制品的脱层问题。本发明在它的原始组成中指明了一导电聚合组合物包含选自导电金属，合金及其它们混合物的导电固体的微细分散颗粒(1)分散在一有机介质，此介质包含(2)一丙烯聚合物或共聚物和(3)具有一高于300℃的热降解温度溶于(4)挥发性有机溶剂中的网状聚合物。

在优选组成中，本发明指出了上述组合物另外还包含软化点不低于290℃的以金属氧化物为基体材料的微小分散颗粒。

附图由两张图组成，两张图图解说明了本发明组合物当在其中包含一定的含金属氧化物材料的量时的焊接能力和抗焊接渗漏性的相关性。

A.本发明的详细说明

导电树脂组合物膜脱层的原因之一是当其暴露在200℃或更高的温度时在液化的丙烯酸树脂的粘度会急剧下降，因此在焊接时，很不希望看到当加入颗粒状主要是金属氧化物的材料结合以更高的耐热性聚合物时所导致的聚合物的流动抑制。考虑到丙烯酸树脂的玻璃化转变通常为110℃或更低的温度的这个事实，就特别不希望发生这种现象，假定本发明的含金属氧化物的无机材料和耐高温聚合物组份能改善耐焊性，当树脂温度提高到一高温的同时覆盖在导电填料，如银粉等的表面，因而就减少了银粉等与焊锡的接触面积。已知的焊接步骤包括一些银粉的迁移，当银粉与焊锡接触时，这种迁移是发生在导电聚合物组份膜到膜表面之间，而银粉的迁移同样会导致聚合物本身向膜表面的迁移，因此，银粉表面的覆盖就减少了能迁移到膜表面并与焊锡接触的银粉量，因而同样抑制了树脂的迁移，故可以想象这也延缓了膜从基体材料上的脱层，这点是很明显地，丙烯酸或网状树脂必须液化到某种程度以容许银粉移动并与焊锡接触，以便使焊锡粘着在导电树脂组合物膜上，因此，加入的无机或有机材料的量要限制在能使树脂在高温下能液化到某种程度的范围内，下面将详细描述这些无机和有机材料。B.丙烯酸聚合物组份

各种烯不饱和丙烯酸单体的均聚物和共聚物都可用来作为本发明组合物的基本粘合剂树脂。如这里所使用的，术语“丙烯酸的”包括甲基丙烯酸以及丙烯酸树脂和术语“聚合物”包括共聚物和(多)共聚物。无论是丙烯酸聚合物或是网状聚合物都可作为本发明的聚合物组份。合适的丙烯酸聚合物包括甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物。虽然不一定要丙烯酸聚合物具有高的热降解温度，但若能如此就相当理想。

在本发明组合物中基本粘合剂的量应至少为6份(重量)，基于100份的导电金属，以便能很好地粘合颗粒固体。但是，所使用的基本粘合剂不应超过30份(重量)以免导电组合物的过分减少。C.耐热聚合物组份

本发明组合物较佳的耐热聚合物组份是每个分子中含12-200个碳原子，并且此聚合物必须在高达300℃，较佳为350℃时的温度时也不会发生热降解，450℃或更高温度的热降解仍可进一步优选。网状聚合物在这种性能方面是特别有用的，它包括可溶可熔酚醛清漆聚合物，苯氧树脂和改性的松香聚合物。环氧树脂和密胺树脂同样可应用于此用途。

用于本发明组合物的这些聚合物，优选的量为每100份(重量)的导电填料中有2-40份(重量)。小于这个范围时就不能充分改善抗焊性，大于此范围时就会产生粘合焊接或阻抗值的问题。所使用的网状树脂的优选量相当于3-10份(重量)，基于100份(重量)的导电金属颗粒，所使用的有机材料的量以使用在按导电树脂组合物应用的上述范围内有机材料的类型来选择最佳值。

按在此处所使用的，术语“聚合物”和“树脂”可互换。D.以金属氧化物为基体的材料