はんだに代わり、低温で接合できる導電性接着剤

弊社では独自の技術で、世界初となる毬栗状の銀粉をはじめとし、様々な特殊形状の「TK銀粉」を次々と生み出しています。 そして、これらTK銀粉がもつ「少ない銀量で導通パスを形成」、「見かけ比重が軽い」、「均一な粒子径」、「低温での焼結性」などのユニークな特長を活かし、様々な特長をもつ導電性接着剤「TKペースト」を開発しています。

導電性接着剤が必要とされる理由

電子デバイスの小型化や、ウェアラブル機器の開発において、樹脂部品を使用したり、FPC(フレキシブル基板)上に部品を搭載するケースが増加しています。

従来、部品の導電接合にはもっぱらはんだが使用されてきましたが、こうした樹脂部品やFPCの中には耐熱性が低く、はんだ付けの際の加熱によってダメージを受けるものも多いです。 そのため、はんだの代わりに使用できる導電接合材料に対するニーズが高まっています。

はんだに比べてより低温で接合できる導電接合材料として、導電性接着剤は以前から使用されていました。 エポキシやウレタンのバインダー樹脂の中に導電性のフィラーを分散させ、接着後にそれらのフィラーが導電パスを形成することで導電接合を達成するというものです。

使用される導電性のフィラーとして、銅、ニッケル、銀などの金属粉や、グラファイトやCNT(カーボンナノチューブ)などの炭素系材料があります。

これらのフィラーを使用した導電性接着剤で、炭素系材料を使用したものは金属粉を使用したものに比べて抵抗値が高く、目的の導電性を得られないケースがあります。

また、銅やニッケルなどの金属粉を使用したものは、フィラーが酸化されたり腐食が生じたりすることで導電性が徐々に低下することがあり、電子デバイスに求められる長期的な信頼性が損なわれる場合があります。

以上の理由から、導電性接着剤のフィラーとしては貴金属である銀が使用されることが多く、様々な粒子形状、粒子サイズの銀を配合した導電性接着剤(銀ペースト)が上市されています。

当社の導電性接着剤(TKペースト)の製品紹介はこちら

当社の導電性接着剤の特徴

接着剤のコストは銀の含有量に比例して高くなるため、なるべく銀粉の配合量は少なくしたいところですが、安定した導電パスを形成し、導電性を発現させるためにはどうしても一定量以上の銀粉を配合する必要があります。

球状やフレーク状といった一般的な形状の銀粉を使用した従来の銀ペーストでは、重量比で70~80%程度の銀粉が必要であり、ペースト価格が高くなるという課題がありました。

化研テックは独自の特許技術で、毬栗(いがぐり)形状や大型鱗片形状などの特殊形状銀粉(TK銀粉)を製造することができます。

これらの銀粉の特徴として、一般的な銀粉のかさ比重が5g/cm³程度であるのに対し、TK銀粉のかさ比重は2g/cm³と小さいです。 つまり、TK銀粉をフィラーとして使用した場合、銀配合量(重量)が少なくても、かさ高い銀粉が導電パスを効率的に形成することで高い導電性を発揮することができます。

この特殊形状銀粉を配合した銀ペーストがTKペーストであり、重量比で50%という低い銀配合量でも、従来の銀ペーストと同等の導電性を発揮するため、導電性や信頼性を維持したままでコストダウンを図ることが可能です。

例えば、重量比で80%の銀を含むペースト(密度約4g/cm³)をTKペースト(密度約2g/cm³)に置き換えた場合、銀ペースト単価(kg当たり価格)が同じならば、ランニングのコストを半分にすることができます。

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