专利名称：粘合剂、其制备方法以及部件安装方法
技术领域：
本发明涉及适于电子部件等部件安装时使用的粘合剂和其制备方法，以及使用了该粘合剂的部件安装方法。
背景技术：
作为适合电子部件安装时使用的粘合剂的一个例子，日本专利公开公报平1-2493号揭示了由标准纯度的环氧树脂、胺类硬化剂、触变剂、无机填充剂和染料构成的材料。
而且，以往电子部件安装在电路板上时，使用的安装方法是，将安装用粘合剂涂布在电路板的规定位置上，然后，在涂有粘合剂的位置安装电子部件，加热使粘合剂硬化，再在电路板上涂布焊剂，将电路板浸在熔融的焊锡中，使电路板与电子部件焊接在一起。
但是，以往的安装电子部件时使用的粘合剂的硬化温度很高，硬化时会对耐热性较弱的部件造成损伤，为了解决这一问题，历来都是在安装电子部件用粘合剂中掺和大量胺类硬化剂。
但是，以往的安装电子部件用粘合剂中即使掺和了大量胺类硬化剂，也必须限制在一定范围内以确保其保存性，在这种情况下，硬化温度仍然很高，所以，仍然存在硬化时对耐热性较弱的部件造成损伤的问题，而且，这种大量掺和了胺类硬化剂的情况下，加热硬化时，粘合剂被充分加热会形成流挂，可能会附着在电路板的电极上，一旦电极上附着了粘合剂，就存在难以将电子部件焊在该电极上的问题。
本发明的目的在于，针对上述以往存在的问题，提供在低温下可硬化、在加热硬化时对耐热性较弱的部件不造成损伤、不会破坏保存性、且粘合剂在加热硬化时不会发生加热流挂现象的粘合剂和其制备方法，以及部件安装方法。
本发明的粘合剂包含100重量份单核体含量为87～100重量％的环氧树脂和20～80重量份潜在性硬化剂，通过使用单核体含量高的环氧树脂和作为硬化剂的潜在性硬化剂，以及大量掺和硬化剂，能够降低加热硬化时的加热温度和部件的损伤率，同时还能够获得保存性良好的粘合剂。
此外，粘合剂中还包含2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料，这样能够获得具备粘合强度较大、可防止拉丝等必要特性的安装部件用粘合剂。
上述粘合剂可通过以下步骤制得，即预先分散、加热熔解环氧树脂和潜在性硬化剂，冷却后再分散无机填充剂和触变剂。其加热熔解时的加热温度为30～50℃，加热时间为1～50小时，这样就能够防止粘合剂在加热硬化时出现加热流挂现象。
本发明的部件安装方法如下，预先准备对应于100重量份环氧树脂，包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂、0.1～5重量份颜料的粘合剂，将该粘合剂涂在基板的规定位置上，然后将部件安装在涂布的粘合剂上，加热使粘合剂硬化，这样不需要很高的加热硬化温度就能够安装部件。如果加热硬化时的加热硬化最高温度在100℃以下，加热时间为30～300秒，就能够防止对耐热性较弱的部件的损伤。
此外，加热硬化粘合剂后，在基板上涂布焊剂，使基板浸在熔融的焊锡中，将部件与基板焊在一起。
实施发明的最佳状态对本发明实施状态之一的安装电子部件用粘合剂和其制备方法，以及使用了这种粘合剂的电子部件安装方法进行说明。
所用粘合剂的配比成分如下。
环氧树脂AEpikote806L(油化シェルエポキシ株式会社制)(单核体含量为87～100重量％)环氧树脂BEpikote828(油化シェルエポキシ株式会社制)(单核体含量为87重量％以下)硬化剂AフジキュアFXE1000(富士化成株式会社制)(胺脲化物型潜在性硬化剂)硬化剂BアミノキュアPN23(味之素株式会社制)(胺类硬化剂)无机填充剂ミストロンCB(日本ミストロン株式会社制)触变剂アエロジルRY200(日本アエロジル株式会社制)颜料カ-ミン68(大日本油墨株式会社制)此外，混合操作使用的是轧辊分散式搅拌装置。
各种特性的测定方法和评估方法如下。
部件损伤率利用粘合剂涂布机将粘合剂涂布在电路板上，通过部件安装机器安装圆筒型铝电解电容器，在各粘合剂完全硬化成形时，用高温炉加热硬化粘合剂，计算100个部件内的损伤数a，将(a/100)×100％的值计为部件损伤率(％)。
加热流挂率将粘合剂涂在电路板上，呈圆形，测定该涂布的圆形的直径r0(mm)，用高温炉加热硬化，测定涂布直径r1(mm)，将{(r1-r0)/r0}×100％的值计为加热流挂率(％)。
耐热性较弱的部件的损伤率通过粘合剂涂布机将粘合剂涂在电路板上，利用部件安装机器安装LED部件，在各粘合剂完全硬化成形时，用高温炉加热硬化粘合剂，计算100个部件内的损伤数b，将(b/100)×100％的值计为耐热性较弱的部件的损伤率(％)。
保存性用E粘度计测定新制备的粘合剂的粘度η0，于25±1℃的温度下，将粘合剂放置30天，再次测定粘度η1，保存性是否合格以是否满足(η1/η0)＜2为判定标准。
首先，对应于作为粘合剂主体的100重量份环氧树脂A，探讨上述各种材料可能的重量配比数，其结果如下。
对于作为无机填充剂的ミストロンCB(日本ミストロン株式会社制)来讲，能够维持粘合剂的各种特性的适当添加量的上限为40重量份，添加了无机填充剂仍然产生作用的最小添加量为2重量份。
对于作为触变剂的アエロジルRY200(日本アエロジル株式会社制)来讲，能够维持粘合剂的各种特性的适当添加量的上限为15重量份，添加了触变剂仍然产生作用的最小添加量为1重量份。
对于作为颜料的カ-ミン68(大日本油墨株式会社制)来讲，最佳添加量在0.1～5重量份的范围内。
对于环氧树脂来讲，使用单核体含量不足86重量％的Epikote807时对部件的损伤可能性较高。使用单核体含量为86～100重量％的Epikote806L时，其保存性等各种特性能满足实际使用时的要求，并可获得较好的防止部件损伤的效果。
对于硬化剂来讲，添加了作为胺类硬化剂的アミノキュアPN23时保存性下降。对应于100重量份环氧树脂，添加少于20重量份作为潜在性硬化剂的フジキュアFXE1000时会对部件造成损伤，如果添加量大于100重量份，则会使保存性变差。既能够获得实用的保存性等各种特性，又能够防止部件损伤的硬化剂添加量为20～80重量份。
接着，对制备方法进行探讨，其结果如下。
如果没有预先加热环氧树脂和潜在性硬化剂，就会使加热流挂率恶化，所以，要使加热硬化时的加热流挂率符合实际使用的要求，较好的是进行预先加热。
如果环氧树脂和潜在性硬化剂的预先加热温度超过50℃，则会导致保存性下降。为了使加热流挂率等各种特性符合实际使用的要求，并获得充分的保存性，较好的是将加热温度控制在30～50℃的范围内。
然后，对电子部件安装方法进行探讨，其结果如下。
如果粘合剂加热硬化的最高温度超过100℃，可能会对耐热性较弱的部件造成损伤。为了在粘合剂加热硬化时不对耐热性较弱的部件造成损伤，较好的是将加热硬化时的最高温度控制在100℃以下。
以下，对各实施例和比较例进行说明。表1所示的是成分配比上具有代表性的实施例和比较例。表2表示的是实施例1所示成分配比的粘合剂的制备过程中具有代表性的实施例和比较例。表3所示的是电子部件安装方法上具有代表性的实施例和比较例。
表1
数值单位重量份)表2
<p>表3
表4表示测定表1所示各成分配比的粘合剂的部件损伤率和保存性的结果。表5表示表2所示粘合剂的制备过程中对加热流挂率和保存性的测定结果。表6表示在表3所示加热硬化最高温度和时间时对耐热性较弱部件损伤率的测定结果。
表4
表5
表6
以上结果与综合探讨上述环氧树脂的单核体含量、硬化剂组分、无机填充剂、触变剂、颜料、环氧树脂和潜在性硬化剂的预先加热温度和预先加热时间、粘合剂加热硬化时的最高温度的结果一致。
产业上利用的可能性如上所述，由于本发明的粘合剂包含100重量份单核体含量为87～100重量％的环氧树脂和20～80重量份潜在性硬化剂，所以，在通过单核体含量较高的环氧树脂和潜在性硬化剂的组合能够大量混合硬化剂，降低加热硬化时的加热温度，减小部件损伤率同时，获得保存性良好的粘合剂。
而且，通过包含2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料，能够获得具备较大粘合强度和防止拉丝等必要特性的部件安装用粘合剂。
此外，通过以下方法能够制备该粘合剂，即预先分散、加热熔解环氧树脂和潜在性硬化剂，冷却后再分散无机填充剂、触变剂和颜料。如果将加热温度控制在30～50℃，加热时间控制在1～50小时，在防止加热流挂出现的同时，还能够防止粘合剂保存时的时效变化。
本发明的部件安装方法如下。预先准备对应于100重量份环氧树脂，包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料的粘合剂，将粘合剂涂布在基板规定位置上，然后将部件安装在涂布的粘合剂上，加热使粘合剂硬化，不需要很高的加热硬化温度，就能够安装部件。
如果加热硬化时的加热硬化最高温度在100℃以下，加热时间在30～300秒之间，就能够防止耐热性较弱的部件的损伤率。
加热硬化粘合剂后，在基板上涂布焊剂，使基板浸在熔融的焊锡中，将部件与基板焊在一起。
权利要求
1.一种粘合剂，其特征在于，包含100重量份单核体含量为87～100重量％的环氧树脂和20～80重量份潜在性硬化剂。
2.一种粘合剂，其特征在于，对应于100重量份单核体含量为87～100重量％的环氧树脂，包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料。
3.一种包含环氧树脂、潜在性硬化剂、无机填充剂、触变剂和颜料的粘合剂的制备方法，其特征在于，预先分散、加温熔解环氧树脂和潜在性硬化剂，冷却后再分散无机填充剂、触变剂和颜料。
4.如权利要求3所述的粘合剂的制备方法，其特征还在于，加温熔解时的加热温度为30～50℃，加热时间为1～50小时。
5.如权利要求3或4所述的粘合剂的制备方法，其特征还在于，对应于100重量份环氧树脂，包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料。
6.一种部件安装方法，其特征在于，预先准备对应于100重量份环氧树脂，包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料的粘合剂，将该粘合剂涂布在基板规定位置上，然后将部件安装在涂布的粘合剂上，加热使粘合剂硬化。
7.如权利要求6所述的部件安装方法，其特征还在于，粘合剂的加热硬化最高温度在100℃以下，加热时间为30～300秒。
8.如权利要求6或7所述的部件安装方法，其特征还在于，加热硬化粘合剂后在基板上涂布焊剂，将基板浸在熔融的焊锡中，使部件和基板焊接在一起。
全文摘要
本发明提供了加热硬化时不会损伤耐热性较弱的部件、具备良好保存性、且不会出现加热流挂现象的粘合剂。该粘合剂对应于100重量份单核体含量为87～100重量%的环氧树脂,包含20～80重量份潜在性硬化剂、2～40重量份无机填充剂、1～15重量份触变剂和0.1～5重量份颜料。预先分散、加热熔解环氧树脂和潜在性硬化剂,冷却后再分散无机填充剂、触变剂和颜料就能够制得上述粘合剂。
文档编号C08K3/00GK1203621SQ96198752
公开日1998年12月30日 申请日期1996年12月4日 优先权日1995年12月6日
发明者宫川秀规, 末次宪一郎, 福岛哲夫, 大川浩二 申请人:松下电器产业株式会社