Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Zusammensetzung, die als elektrisch leitfähige Klebstoffzusammensetzung verwendet werden kann, insbesondere für Anwendungen in der Elektronik und Mikroelektronik. Sie kann insbesondere in solchen Elektronik- und Mikroelektronikanwendungen eingesetzt werden, bei denen Bauteile und/oder Substrate über eine Zinnkontaktfläche durch Verkleben mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden.

Im vorhergehenden Absatz werden die Begriffe "Elektronik" und "Mikroelektronik" verwendet. In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Kürze halber der Begriff "Elektronik" verwendet. Er soll auch "Mikroelektronik" umfassen.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begriffe "Bauteil" und "Substrat" verwendet. Aus dem Zusammenhang wird der Fachmann verstehen, dass diese Begriffe insbesondere elektronische Bauteile und Substrate bedeuten, die im Folgenden näher erläutert werden.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Begriff "Zinnkontaktfläche" verwendet. Er soll auch verzinnte Kontaktflächen und Kontaktflächen aus Zinnlegierungen (Legierungen mit einem Zinnanteil >50 Gewichts-%) umfassen. Daher bedeutet der hier verwendete Begriff "Zinnkontaktfläche" eine äußere Zinn- oder Zinnlegierungsoberfläche eines Bauteils oder eines Substrats, die als Kontaktfläche dient.

Elektronische Geräte benötigen elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen Substraten und aktiven und/oder passiven Bauteilen. Solche Vorrichtungen werden zum Beispiel bei der Kommunikation (z. B. Mobiltelefone, Tablets und Computer), der Leistungselektronik (z.B. leistungselektronische Module) oder dergleichen verwendet. Es gibt zahlreiche

Anforderungen, die ein leitfähiger Klebstoff in diesen Anwendungen erfüllen muss. Neben einer hohen mechanischen Stabilität (Haftkraft, ausgedrückt als Scherfestigkeit) sind eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit und Kompatibilität mit einer Vielzahl von Substraten erforderlich.

Beispiele für vorerwähnte Substrate umfassen Leadframes, PCBs (printed Circuit boards, gedruckte Leiterplatten), flexible Elektronik, Keramiksubstrate, Metallkeramiksubstrate wie beispielsweise DCB-Substrate (direct copper bonded-Substrate), IMS (isoliertes

Metallsubstrat) und dergleichen. Beispiele für vorerwähnte Bauteile umfassen Dioden, LEDs (Leuchtdioden), Chips, IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode), MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistoren), ICs (integrierte Schaltungen), Sensoren, Verbindungselemente (z. B. Clips), Kühlkörper, Bodenplatten, Widerstände, Kondensatoren, Induktoren und Antennen.

Es ist sehr üblich, dass solche Bauteile und Substrate eine lötbare Zinnkontaktfläche aufweisen.

Es ist möglich, ein Bauteil über seine Zinnkontaktfläche und/oder über eine

Zinnkontaktfläche des zu verbindenden Substrats mittels einer herkömmlichen elektrisch leitfähigen Klebstoffzusammensetzung auf dem Substrat zu fixieren. Eine derartige

Klebeverbindung zu einer Zinnkontaktfläche oder zwischen zwei Zinnkontaktflächen wird mit der Zeit schwächer und ihr elektrischer Widerstand steigt an, insbesondere nachdem die Klebeverbindung eine bestimmte Anzahl von Temperaturänderungen erfahren hat. Solche Temperaturänderungen können im Labor durch konventionelle Temperatur-Cycling-Tests (TCT) simuliert werden.

Bislang wurde das vorgenannte Problem gelöst, indem Bauteile und Substrate mit

Kontaktflächen aus anderen Materialien als Zinn, beispielsweise aus Silber, Nickel, Gold oder Kupfer, verwendet wurden. Jedoch ist es nicht zuletzt aus Kostengründen

wünschenswert, mit Bauteilen und/oder Substraten vom Zinnkontaktflächen-Typ unabhängig vom Befestigungsverfahren, d.h. Verlöten oder Verkleben, zu arbeiten.

Es besteht daher der Wunsch, eine elektrisch leitfähige Klebstoffzusammensetzung bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Haftfestigkeit (Langzeithaftung) und elektrischen Eigenschaften von Verklebungen von Bauteilen mit Zinnkontaktfläche und/oder Substraten mit Zinnkontaktfläche verbessert ist, insbesondere wenn solche Bauteile und/oder Substrate während ihres Gebrauchszeitraums Temperaturänderungen erfahren.

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Zusammensetzung enthaltend die

Bestandteile:

(A1 a) 30 bis 50 Gew.-% (Gewichts-%) elektrisch leitfähige Partikel mit einer

durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 bis 25 pm und einem Aspektverhältnis im Bereich von 5 bis 30 : 1 und (A1 b) 20 bis 60 Gew.-% nichtmetallische Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 bis 25 pm und einem Aspektverhältnis im Bereich von 1 bis 3 : 1 oder

(A2a) 70 bis 90 Gew.-% elektrisch leitfähige Partikel und (A2b) 0 bis 15 Gew.-%

nichtmetallische Partikel,

(B) 5 bis 25 Gew.-% von (A1a) und (A2a) verschiedener Partikel aus einer im Bereich von 50 bis 180°C schmelzenden Legierung enthaltend Indium und/oder Zinn,

(C) 5 bis 25 Gew.-% eines härtbaren Harzsystems, und

(D) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Additivs,

wobei die elektrisch leitfähige Zusammensetzung frei von Substanzen mit einer oder mehreren Cyanatgruppen (Cyanatestergruppen) ist.

In der Beschreibung und den Ansprüchen wird der Begriff "durchschnittliche Partikelgröße" verwendet. Er bedeutet die mittlere Primärpartikelgröße (mittlerer Partikeldurchmesser, d50), die mittels Laserbeugung bestimmt werden kann. Laserbeugungsmessungen können unter Verwendung eines Partikelgrößenanalysators, beispielsweise eines Mastersizer 3000 von Malvern Instruments, durch geführt werden.

In der Beschreibung und den Ansprüchen wird der Ausdruck "Aspektverhältnis" in Bezug auf die Form der Partikel (A1 a) und (A1 b) verwendet, die in der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung enthalten sind. Das Aspektverhältnis kann durch

Rasterelektronenmikroskopie und Auswertung der elektronenmikroskopischen Bilder durch Messung der Abmessungen einer statistisch bedeutsamen Anzahl von einzelnen Partikeln bestimmt werden.

Diese Offenbarung unterscheidet zwischen verschiedenen Bestandteilen mit den

Bezeichnungen (A1a), (A1 b), (A2a), (A2b), (B), (C) und (D), d.h. jede zu einer Kategorie dieser Bestandteile gehörende Substanz oder Material kann nicht gleichzeitig auch einer anderen Kategorie angehören.

In einer Ausführungsform kann die Summe der Gew.-% von (A1a), (A1 b), (B), (C), und, falls vorhanden, (D) oder (A2a), (B), (C) und, falls vorhanden, (A2b) und (D) jeweils insgesamt 100 Gew.-% der elektrisch leitfähigen Zusammensetzung ausmachen, d.h. die elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann aus (A1a), (A1 b), (B), (C), und, falls vorhanden, (D) oder (A2a), (B), (C) und, falls vorhanden, (A2b) und (D) bestehen.

Die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Gew.-% beziehen sich auf die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung, d.h. noch nicht gehärtet, oder noch genauer, auf die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung vor ihrer Verwendung oder Anwendung.

Bei Bestandteil (A) der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung handelt es sich entweder um den Bestandteil (A1 ) umfassend (A1a) und (A1 b) oder um den

Bestandteil (A2) umfassend (A2a) und gegebenenfalls (A2b).

Konkret umfasst die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung (A1 a) 30 bis 50 Gew.-% elektrisch leitfähige Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 bis 25 pm, bevorzugt 1 bis 20 pm, am meisten bevorzugt 1 bis 15 pm, und einem Aspektverhältnis im Bereich von 5 bis 30 : 1 , bevorzugt 6 bis 20 : 1 , insbesondere 7 bis 15 :

1 und (A1 b) 20 bis 60 Gew.-% nichtmetallische Partikel mit einer durchschnittlichen

Partikelgröße im Bereich von 1 bis 25 pm und einem Aspektverhältnis im Bereich von 1 bis 3 : 1 oder, in einer anderen Ausführungsform, (A2a) 70 bis 90 Gew.-% elektrisch leitfähige Partikel und (A2b) 0 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0 Gew.-% nichtmetallische Partikel.

Eine erste Gruppe elektrisch leitfähiger Partikel (A1 a) umfasst metallische Partikel. Das Metall oder die Metalllegierung der metallischen Partikel hat eine elektrische Leitfähigkeit von beispielsweise >10 ⁷ S/m. Beispiele für geeignete Metall(legierungs)-Partikel umfassen Silber(legierungs)-Partikel, Gold(legierungs)-Partikel, Aluminium(legierungs)-Partikel und Kupfer(legierungs)-Partikel.

Eine zweite Gruppe elektrisch leitfähiger Partikel (A1a) umfasst Partikel, die mit einem Metall oder einer Metalllegierung beschichtet sind, insbesondere mit einem Metall mit einer elektrischen Leitfähigkeit von beispielsweise >10 ⁷ S/m. Beispiele umfassen

metallbeschichtete Metallpartikel, z.B. mit Silber beschichtete Kupferpartikel und

metallbeschichtete Glaspartikel, z.B. mit Silber beschichtete Glaspartikel.

Die Partikel (A1a) weisen ein Aspektverhältnis im Bereich von 5 bis 30 : 1 , bevorzugt 6 bis 20 : 1 , am meisten bevorzugt 7 bis 15 : 1 auf. Das Aspektverhältnis bedeutet, dass die Partikel (A1 a) beispielsweise nadelförmige Partikel (Nadeln) oder Flocken (Plättchen,

Flakes) sind, im Gegensatz zu beispielsweise Partikeln mit einer sphärischen, einer im Wesentlichen sphärischen, einer elliptischen oder einer eiförmigen Form. Ideal kugelförmige Partikel haben ein Aspektverhältnis von 1 : 1. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann eine oder mehrere verschiedene Arten von Partikeln (A1 a) umfassen. In jedem Fall erfüllen alle Arten von Partikeln (A1a) die vorstehend erwähnten Bedingungen bezüglich mittlerer Partikelgröße und des Aspektverhältnisses. Um dies zu veranschaulichen, kann das folgende theoretische Beispiel in Betracht gezogen werden:

Eine erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann zwei verschiedene Arten von Silberpartikeln als die einzigen Partikel (A1a) umfassen, nämlich X Gew.-% Silberpartikel mit einem d50-Wert von x pm und einem Aspektverhältnis von y : 1 und Y Gew.-% Silberpartikel mit einem d50-Wert von v pm und einem Aspektverhältnis von w : 1 , wobei X + Y in dem genannten Bereich von 30 bis 50 Gew.-% liegt, x und v unabhängig voneinander im Bereich von 1 bis 25 pm liegen und y und w unabhängig voneinander im Bereich von 5 bis 30 : 1 liegen.

Partikel des Typs (A1a) sind im Handel erhältlich. Beispiele für solche Partikel umfassen NZS-610, SF-3, SF-3J von Arnes Goldsmith; TSC-10F20A, TSC-10F20B, TSC-10F20C von Chang Sung; Silver Flake # 80 von Ferro; RA-0101 , AA-192N, SA 4084, P 54314 von Metalor.

Nichtmetallische Partikel (A1 b) weisen eine mittlere Partikelgröße auf im Bereich von 1 bis 25 pm, bevorzugt 1 bis 20 pm, insbesondere 1 bis 15 pm und ein Aspektverhältnis im Bereich von 1 bis 3 : 1 , bevorzugt 1 bis 2 : 1 , am meisten bevorzugt 1 bis 1 ,5 : 1. Beispiele für geeignete Partikel vom Typ (A1 b) umfassen Graphitpartikel und elektrisch nicht leitfähige nichtmetallische Partikel, die jeweils die Bedingungen der mittleren Partikelgröße und des Aspektverhältnisses erfüllen. Der hier verwendete Ausdruck "elektrisch nicht leitfähige nichtmetallische Partikel" soll nichtmetallische Partikel eines Materials mit einer elektrischen Leitfähigkeit von <10 ⁵ S/m bedeuten. Beispiele für solche Materialien umfassen Glas, Keramik, Kunststoffe, Diamant, Bornitrid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Alumosilikat, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Zirkoniumoxid und Titandioxid.

Die nichtmetallischen Partikel (A1 b) weisen ein Aspektverhältnis im Bereich von 1 bis 3 : 1 , bevorzugt 1 bis 2 : 1 , insbesondere 1 bis 1 ,5 : 1 auf. Das Aspektverhältnis bedeutet, dass die nichtmetallischen Partikel (A1 b) im Gegensatz zu Partikeln wie beispielsweise nadelförmigen Partikeln oder Flocken eine echte sphärische oder im Wesentlichen sphärische Form haben. Die einzelnen Partikel (A1 b) haben, wenn sie unter einem Elektronenmikroskop betrachtet werden, eine zumindest kugelähnliche, d.h. sie können vollkommen rund oder fast rund, elliptisch oder eiförmig sein.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann eine oder mehrere verschiedene Arten von Partikeln (A1 b) umfassen. In jedem Fall erfüllen alle Arten von Partikeln (A1 b) die vorstehend erwähnten Bedingungen für die mittlere Partikelgröße und das Aspektverhältnis. Partikel des Typs (A1 b) sind im Handel erhältlich. Beispiele sind AE9104 von Admatechs; EDM99,5 von AMG Mining; CL4400, CL3000SG von Almatis;

Glaskugeln von Sigma Aldrich; Spheromers® CA6, CA10, CA15 von Microbeads®.

Eine erste Gruppe elektrisch leitfähiger Partikel (A2a) umfasst metallische Partikel. Das Metall oder die Metalllegierung der metallischen Partikel hat eine elektrische Leitfähigkeit von beispielsweise >10 ⁷ S/m. Beispiele für geeignete Metall(legierungs)-Partikel umfassen Silber(legierungs)-Partikel, Gold(legierungs)-Partikel, Aluminium(legierungs)-Partikel und Kupfer(legierungs)-Partikel.

Eine zweite Gruppe elektrisch leitfähiger Partikel (A2a) umfasst Partikel, die mit einem Metall oder einer Metalllegierung beschichtet sind, insbesondere mit einem Metall mit einer elektrischen Leitfähigkeit beispielsweise >10 ⁷ S/m. Beispiele umfassen metallbeschichtete Metallpartikel, z.B. mit Silber beschichtete Kupferpartikel und metallbeschichtete

Glaspartikel, z.B. mit Silber beschichtete Glaspartikel.

Die elektrisch leitfähigen Partikel (A2a) können eine beliebige Form haben. Flocken und sphärische Partikel sind bevorzugt. Die mittlere Partikelgröße der elektrisch leitfähigen Partikel (A2a) liegt im Bereich von beispielsweise 1 bis 15 pm.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann eine oder mehrere verschiedene Arten von Partikeln (A2a) umfassen. Zum Beispiel kann die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung eine Art von Partikeln (A2a) oder eine Kombination von verschiedenen Arten von Partikeln (A2a) umfassen.

Partikel des Typs (A2a) sind im Handel erhältlich. Beispiele für solche Partikel umfassen NZS-610, SF-3, SF-3J von Arnes Goldsmith; TSC-10F20A, TSC-10F20B, TSC-10F20C von Chang Sung; Silberflake # 80, EG-ED-SF von Ferro; RA-0101 , P 543-14, P408-4, P582-5, AA-192N von Metalor.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann eine oder mehrere verschiedene Arten von Partikeln (A2b) umfassen. Die mittlere Partikelgröße der

nichtmetallischen Partikel (A2b) liegt im Bereich von beispielsweise 1 bis 25 pm, bevorzugt 1 bis 20 pm, am meisten bevorzugt 1 bis 15 pm.

Beispiele für geeignete Partikel vom Typ (A2b) umfassen Graphitpartikel und elektrisch nicht leitfähige nichtmetallische Partikel. Der hier verwendete Ausdruck "elektrisch nicht leitfähige nichtmetallische Partikel" soll nichtmetallische Partikel eines Materials mit einer elektrischen Leitfähigkeit von <10 ⁵ S/m bedeuten. Beispiele für solche Materialien umfassen Glas, Keramik, Kunststoffe, Diamant, Bornitrid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Alumosilikat, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Zirkoniumoxid und Titandioxid.

Partikel des Typs (A2b) sind im Handel erhältlich. Beispiele sind AE9104 von Admatechs; EDM99,5 von AMG Mining; CL4400, CL3000SG von Almatis; Glaskugeln von Sigma Aldrich; und Spheromers® CA6, CA10, CA15 von Microbeads®.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann eine oder mehrere verschiedene Arten von von Partikeln der Typen (A1a) und (A2a) verschiedenen Partikeln (B) aus einer im Bereich von 50 bis 180°C schmelzenden Indium und/oder Zinn enthaltenden Legierung umfassen. Die Legierungspartikel des Typs (B) schmelzen im Bereich von 50 bis 180°C, bevorzugt 50 bis 150°C. Die Partikel (B) sind bevorzugt sphärisch. Die mittlere Partikelgröße der Partikel (B) liegt beispielsweise im Bereich von 1 bis 15 pm. Vorzugsweise handelt es sich bei den Partikeln (B) um Lotlegierungskugeln, beispielsweise solche vom Typ 6, 7 und/oder 8, bevorzugt solche vom Typ 7 gemäß der Norm J-STD-005.

Die Legierungen der Partikel (B) enthalten Indium und/oder Zinn beispielsweise in einem Gesamtmengenanteil von 30 bis 100 Gew.-%. Bevorzugt enthalten sie Zinn.

Beispiele für geeignete Legierungen umfassen Bi33.7ln66.3 (Schmelztemperatur 72°C), Bi67ln33 (Schmelztemperatur 109°C), Sn48ln52 (Schmelztemperatur 117°C), Sn50ln50 (Schmelztemperatur 120°C), Sn52ln48 (Schmelztemperatur 123 °C), Sn58ln42

(Schmelztemperatur 142°C), ln97Ag3 (Schmelztemperatur 144°C), Bi40Sn60

(Schmelztemperatur 150°C) und insbesondere Bi32.5Sn16.5ln51 (Schmelztemperatur 62°C), Bi57Sn17ln26 (Schmelztemperatur 79°C) und Bi58Sn42 (Schmelztemperatur 137°C).

Das härtbare Harzsystem (C) umfasst diejenigen Bestandteile der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, die nach dem Aufträgen und Härten eine kovalent vernetzte Polymermatrix bilden, in die die Partikel der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung eingebettet sind.

Härtbares Harzsystem bedeutet ein Harzsystem, umfassend mindestens ein

selbstvernetzbares Harz, typischerweise in Kombination mit einem Starter oder Initiator, und/oder ein oder mehrere vernetzbare Harze in Kombination mit einem oder mehreren Härtern (Vernetzer, Härtungsmittel) für das oder die vernetzbaren Harze. Jedoch ist auch die Anwesenheit von nichtreaktiven Harzen in einem solchen härtbaren Harzsystem (C) möglich. Um Missverständnisse zu vermeiden, der Begriff "Harzsystem" soll, obwohl er sich nach allgemeinem Verständnis auf polymere Materialien bezieht, nicht dahingehend verstanden werden, dass er die optionale Anwesenheit oligomerer Materialien ausschließt. Oligomere Materialien können reaktive Verdünner (reaktive Verdünnungsmittel) einschließen. Die Grenze zwischen oligomeren und polymeren Materialien ist definiert durch das

Gewichtsmittel der Molmasse, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC;

Divinylbenzol-vernetztes Polystyrol als immobile Phase, Tetrahydrofuran als flüssige Phase, Polystyrolstandards). Oligomere Materialien können ein Gewichtsmittel der Molmasse von beispielsweise < 500 aufweisen, während das Gewichtsmittel der Molmasse von

Polymermaterialien typischerweise beispielsweise > 500 ist.

Typischerweise sind die Bestandteile des härtbaren Harzsystems (C) nicht flüchtig; jedoch können auch flüchtige Verbindungen vorhanden sein, die am Härtungsmechanismus des härtbaren Harzsystems (C) beteiligt sein können.

Das härtbare Harzsystem (C) ist durch Bildung kovalenter Bindungen härtbar. Kovalente Bindungen bildende Härtungsreaktionen können radikalische Polymerisations-,

Kondensations- und/oder Additionsreaktionen sein, wobei Kondensationsreaktionen weniger bevorzugt sind.

Wie bereits zuvor erwähnt, umfasst das härtbare Harzsystem (C) diejenigen Bestandteile der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, die nach deren Applikation und Härtung eine kovalent vernetzte Polymermatrix oder Polymernetzwerk bilden. Diese Polymermatrix kann von beliebigem Typ sein, d.h. sie kann ein oder mehrere Polymere oder einen oder mehrere Hybride von zwei oder mehreren verschiedenen Polymeren umfassen. Beispiele für mögliche Polymere können (Meth)acrylcopolymere, Polyester, Polyurethane, Polysiloxane, Polyether, Epoxy-Amin-Polyaddukte und beliebige Kombinationen

einschließen. Die Polymere, die die Polymermatrix bilden, können aus polymeren

Komponenten des härtbaren Harzsystems (C) stammen und/oder sie können während Polymer bildenden Härtungsreaktionen des härtbaren Harzsystems (C) nach dem Aufträgen und während des Härtens der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung gebildet werden.

Daher können das oder die Harze, die Bestandteile des härtbaren Harzsystems (C) sein können, ausgewählt sein aus beispielsweise (Meth)acrylcopolymerharzen, Polyesterharzen, Polyurethanharzen, Polysiloxanharzen, Polyetherharzen einschließlich Polyether vom Epoxyharztyp, Epoxy-Amin-Polyaddukten und Hybriden davon.

Selbstvernetzbare Harze des härtbaren Harzsystems (C) können Harze sein, die funktionelle Gruppen tragen, die unter Bildung von kovalenten Bindungen im Sinne der Bildung vernetzter Netzwerke untereinander reagieren können. Alternativ sind selbstvernetzbare Harze, die unterschiedliche funktionelle Gruppen (F1 ) und (F2) in ein und demselben Molekül tragen, wobei die funktionellen Gruppen (F2) eine reaktive Funktionalität

komplementär zur Funktionalität der funktionellen Gruppen (F1 ) aufweisen. Die Kombination eines vernetzbaren Harzes mit einem Härter bedeutet, dass das vernetzbare Harz funktionelle Gruppen (F1 ) trägt, während der Härter andere funktionelle Gruppen (F2) trägt, die eine zur Funktionalität der funktionellen Gruppen (F1 ) komplementäre reaktive

Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche komplementäre Funktionalitäten (F1 )/(F2) sind: Carboxyl/Epoxy, Epoxy/Amin, radikalisch polymerisierbare olefinische

Doppelbindung/radikalisch polymerisierbare olefinische Doppelbindung und dergleichen.

Die Reaktion der komplementären Funktionalitäten (F1 )/(F2) führt in jedem Fall zur Bildung kovalenter Bindungen mit dem Resultat der Bildung eines kovalent vernetzten

Polymernetzwerkes.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das härtbare Harzsystem (C) ein

selbstvernetzbares Epoxidharz oder ein System aus Epoxidharz und Härter für das

Epoxidharz ausgewählt unter Polyaminhärtern, Polycarbonsäure-Härtern und

Polycarbonsäureanhydrid-Härtern. Das System aus Epoxidharz und Polyaminhärter für das Epoxidharz kann gegebenenfalls Lacton umfassen.

Ein härtbares Harzsystem (C), das ein selbstvernetzbares Epoxidharz umfasst, kann einen Starter oder einen Initiator umfassen. Es kann ein kationisch härtbares System sein. Um die kationische Härtung zu initiieren, benötigt es einen kationischen Initiator, der thermo- oder UV-labil sein kann.

Daher kann ein kationisch härtbares Harzsystem (C), das ein selbstvernetzbares Epoxidharz umfasst, ein thermisch härtbares oder ein UV-härtbares Harzsystem sein.

Beispiele für geeignete Epoxidharze sind Bisphenol-A- und/oder Bisphenol-F-Epoxidharze, Novolak-Epoxidharze, aliphatische Epoxidharze und cycloaliphatische Epoxidharze.

Beispiele für solche im Handel erhältliche Epoxidharze umfassen Araldite® GY 279, Araldite® GY 891 , Araldite® PY 302-2, Araldite® PY 3483, Araldite® GY 281 und Quatrex® 1010 von Huntsman; D.E.R.TM 331 , D.E.R.TM 732, D.E.R.TM 354 und D.E.NTM 431 von Dow Chemical; JER YX8000 von Mitsubishi Chemical; und EPONEX™ Resin 1510 von Momentive Specialty Chemicals.

Beispiele für geeignete Polyaminhärter umfassen solche mit > 1 primären respektive sekundären Aminogruppen pro Molekül. Typische Beispiele sind Diamine, Triamine und andere Polyamine mit mindestens zwei Aminogruppen im Molekül, wobei die Aminogruppen unter primären und sekundären Aminogruppen ausgewählt sind. Sekundäre Aminogruppen können als laterale oder endständige funktionelle Gruppen oder als Glied eines

heterocyclischen Rings vorliegen. Beispiele für Polyaminhärter umfassen Diethylentriamin, Ethylendiamin, Triethylentetramin, Aminoethylpiperazin, Jeffamine® D230 von Huntsman und heterocyclische Polyaminhärter wie Imidazolderivate.

Beispiele für geeignete Polycarbonsäure-Härter umfassen Methylhexahydrophthalsäure und ihre möglichen Anhydride.

Beispiele für geeignete Lactone sind Delta-Valerolacton, Delta-Hexalacton, Delta- Nonalacton, Delta-Decalacton, Delta-Undecalacton, Gamma-Butyrolacton, Gamma- Hexalacton, Gamma-Heptalacton, Gamma-Octalacton, Epsilon-Caprolacton, Epsilon- Octalacton, Epsilon-Nonalacton und Mischungen davon.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung enthält 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Additivs (D). Beispiele für Additive (D) umfassen 1 ,4- Cyclohexandimethanol-Divinylether; organische Lösungsmittel wie zum Beispiel Isopropanol, Terpineol; Benetzungsmittel wie zum Beispiel Ölsäure; Rheologiesteuerer wie zum Beispiel Ethylcellulose.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann durch Mischen der Bestandteile vom Typ (A) bis (D) hergestellt werden, wobei es bevorzugt ist, Bestandteil (C) vorzulegen vor Zugabe partikelförmiger Bestandteile. Nach Beendigung des Mischens kann die so hergestellte erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung bis zu ihrer Verwendung oder Anwendung gelagert werden. Es kann vorteilhaft sein, die

erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung bei niedrigen Temperaturen von beispielsweise -78 bis +8 ° C zu lagern. In Abhängigkeit von der chemischen Natur der Komponente (C) und, falls gewünscht oder zweckmäßig, ist es auch möglich, die Komponente (C) in Teilkomponenten aufzuspalten, beispielsweise in eine härtbare Harzkomponente (C1 ) und eine Härterkomponente (C2), und beispielsweise die Bestandteile vom Typ (A), (B), (C1 ) und gegebenenfalls (D) zu vermischen und diese Mischung getrennt von (C2) zu lagern. Auf diese Weise kann ein Zweikomponenten-Typ einer erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung erhalten werden. Seine zwei Komponenten werden getrennt voneinander bis zur

Verwendung oder Anwendung der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen

Zusammensetzung gelagert. Die zwei Komponenten werden dann kurz oder unmittelbar vor der Anwendung gemischt.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann als elektrisch leitfähige Klebstoffzusammensetzung verwendet werden, insbesondere für Elektronik-Anwendungen. Zu diesem Zweck wird die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung auf die Kontaktfläche eines zu verklebenden Teils aufgebracht. Beispiele für solche Teile sind die vorerwähnten Substrate und Bauteile. Wie bereits erwähnt, hat es sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung einen besonderen Vorteil aufweist, wenn mindestens eines der Teile, die mit einem anderen (d.h. Bauteil und/oder Substrat) klebend verbunden werden sollen, eine Zinnkontaktfläche aufweist.

Die Applikation der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung kann zum Beispiel durch Drucken, z.B. Siebdruck oder Schablonendruck, Sprühen, Jetten oder Dispensen erfolgen. Die typische Dicke der aufgebrachten und ungehärteten

erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung liegt im Bereich von beispielsweise 5 bis 50 pm.

Nach der Applikation kann ein Trocknungsschritt durchgeführt werden, um eventuell vorhandene flüchtige Verbindungen, wie beispielsweise organisches Lösungsmittel, zu entfernen. Wenn ein solcher Trocknungsschritt durchgeführt wird, betragen die

Trocknungsparameter beispielsweise 1 bis 120 Minuten bei einer Objekttemperatur von beispielsweise 50 bis 160 °C.

Nach dem Auftrag und der optionalen Trocknung wird das andere zu verklebende Teil mit seiner Kontaktfläche auf die Schicht aus elektrisch leitfähigem Kleber gelegt. Die so gebildete Anordnung, die aus den Teilen mit der Schicht der elektrisch leitfähigen

Zusammensetzung dazwischen besteht, wird dann gehärtet. Die Härtung kann durch UV- Bestrahlung initiiert werden, beispielsweise wenn mindestens eines der zu verklebenden Teile für UV-Licht transparent ist und die Härtungschemie des (C)-Systems eine UV-Härtung ermöglicht. Beispiele für UV-härtbare (C)-Systeme sind das bereits erwähnte härtbare Harzsystem (C) enthaltend ein selbstvernetzbares Epoxidharz und einen UV-labilen kationischen Initiator oder ein härtbares Harzsystem (C) enthaltend radikalisch

polymerisierbare Komponenten und einen UV-labilen frei radikalischen Initiator.

Bei der gebräuchlicheren Alternative der thermischen Aushärtung wird Wärme angewendet, und die elektrisch leitfähige Zusammensetzung oder die Anordnung wird zum Beispiel für 5 bis 30 Minuten auf eine Objekttemperatur von beispielsweise 80 bis 160 °C erhitzt

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine gehärtete Zusammensetzung, die durch Härten der erfindungsgemäßen härtbaren elektrisch leitfähigen Zusammensetzung erhältlich ist. Daher ist auch ein Aufbau, bei dem sich die elektrisch leitfähige Zusammensetzung in einem gehärteten Zustand befindet, Teil der Erfindung. Mit anderen Worten ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung eine Anordnung, die ein Substrat, die gehärtete elektrisch leitfähige Zusammensetzung und ein Bauteil umfasst. Die gehärtete elektrisch leitfähige Zusammensetzung dient als elektrisch leitfähiger Klebstoff und befindet sich daher zwischen dem Substrat und dem Bauteil oder, genauer gesagt, zwischen der Kontaktfläche des Substrats und der des Bauteils, wobei in einer Ausführungsform mindestens eine der Kontaktflächen eine Zinnkontaktfläche ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung als härtbarer elektrisch leitfähiger Klebstoff, insbesondere in Elektronikanwendungen, insbesondere zur Verklebung eines Bauteils mit einem Substrat über deren Kontaktflächen, wobei mindestens eine der Kontaktflächen eine Zinnkontaktfläche ist.