CN101111903A - 导电性微粒、各向异性导电材料以及导电连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电性微粒,由该导电性微粒制成的各向异性导电材料以及导电连接方法,该导电性微粒特别是在用于等离子体显示屏时,连接电阻低,连接时的容许电流大,可以通过加热防止迁移,连接可靠性高。本发明涉及导电性微粒2,其通过非电解镀覆法依次在粒子2的表面形成镀镍覆膜3、镀锡覆膜4、镀铋覆膜5,而后在最表面形成镀银覆膜6,以及将该导电性微粒分散于树脂粘合剂中形成各向异性的导电材料,将该导电性微粒在电极表面加热,引起金属热扩散,形成银-铋-锡合金覆膜,同时使软化的合金覆膜的一部分在电极表面流动,以扩大接触面积的导电连接方法。
Description
技术领域
本发明涉及导电性微粒、各向异性导电材料以及导电连接方法,详细地说,涉及连接电阻低,连接时的容许电流大,通过加热防止迁移,连接可靠性高的导电性微粒、使用该导电性微粒的各向异性导电材料以及导电连接方法。
背景技术
导电性微粒通过与粘合剂树脂等混合等,作为各向异性导电膜、各向异性导电糊、各向异性导电粘合剂等各向异性导电材料的主要构成材料而被广泛使用。在液晶显示器、个人电脑、手机等电子机器中,为了使基板之间电连接,或使半导体元件等小型零件与基板电连接,这些各向异性导电材料被夹入对置的基板或电极端子间使用。
作为这样的导电性微粒广泛使用的是在有机基体材料粒子或无机基体材料粒子的外表面实施了金属覆的微粒。
近年来,电子机器或电子零件的小型化得到发展,基板等的配线也变得微细,提高连接部的可靠性势在必行。而且,为了使适用于最近开发的等离子体显示板的元件等成为大电流驱动型,寻求一种能够对应大电流的导电性微粒。但是,基体材料粒子是树脂粒子等非导电性粒子时,通过非电解镀覆得到的导电层通常不能制成很厚,存在连接时容许电流少的问题。
另一方面,作为必须对应大电流的用于等离子体显示板的电极连接部件,报道了以金属粒子为基体材料粒子的导电性微粒(例如:参照专利文献1、专利文献2)。
专利文献1公开了分散有镍粒子或镀金的镍粒子等导电性微粒的粘接剂薄板的压合连接的方法。专利文献2公开了一种使用导电性微粒的部件,该导电性微粒是在以镍、铜等为主成分的金属粉末上包覆金后形成的。
但是,在基体材料粒子为镍粒子的导电性微粒中,在对应更大电流、提高连接可靠性方面不充分。而且,基体材料粒子使用比镍电阻值低的铜时,存在铜的氧化、迁移的问题。即,如果对铜金属粒子表面进行通常使用的置换镀金,镀金覆膜通过扩散形成合金,在由此形成的金-铜合金覆膜的情况下,会在合金覆膜层产生针孔,不能充分的防止铜的氧化和迁移。另外,通常为了降低连接电阻值或谋求表面的稳定化,在其最表面使用金。但是,由于金价格昂贵,考虑例如最表面使用银,可是银单体存在容易迁移的问题。
另外,近年来,提高连接部的可靠性成为当务之急,采用使用了导电性微粒的例如各向异性导电膜(ACF)通过热压合将电极间连接时,通常导电性微粒与电极间的接触面积小,有时连接可靠性不足。因此,特别是为了适用于作为大电流驱动型的离子体显示板,要求连接可靠性的进一步提高。
专利文献1:特开平11-16502号公报
专利文献2:特开2001-143626号公报
发明内容
鉴于上述现状,本发明的目的在于,提供导电性微粒、使用该导电性微粒的各向异性导电材料以及导电连接方法,特别是在用于等离子体显示板时,连接电阻低,连接时的容许电流大,另外,可以通过加热防止迁移,并且连接可靠性高。
为了达到上述目的,权利要求1中所述的发明提供一种导电性微粒,其包括:粒子和通过非电解镀覆法在粒子表面上形成的导电性覆膜,上述导电性覆膜包括:通过非电解镀覆由内侧开始依次形成的镀镍覆膜、镀锡覆膜、镀铋覆膜,再在该导电性覆膜的最外侧表面形成镀银覆膜。
另外,权利要求2所述的发明提供一种各向异性导电材料,该各向异性导电材料是将权利要求1所述的导电性微粒分散于树脂粘合剂中制得的。
另外,权利要求3所述的发明提供一种导电连接方法,该导电连接方法包括:通过将权利要求1所述的导电性微粒在电极表面上加热,使金属热扩散,形成银-铋-锡合金覆膜,同时,使软化后的合金覆膜的一部分在电极表面流动,从而接触面积扩大。
以下,对本发明进行详细说明。
本发明的导电性微粒具有在作为基体材料粒子的粒子表面形成导电性覆膜的结构。在该导电性覆膜中,通过非电解镀覆法依次形成有镀镍覆膜、镀锡覆膜、镀铋覆膜,并在最表面形成镀银覆膜。
即,例如,图1的模式截面图所示,本发明的导电性微粒1具有如下结构,即,在作为基体材料粒子的粒子2表面通过非电解镀覆法依次形成镀镍覆膜3、镀锡覆膜4、镀铋覆膜5。在上述导电性覆膜中,在该镀镍覆膜3、镀锡覆膜4、镀铋覆膜5的叠层部分的外侧形成镀银覆膜6。因此,最表面为镀银覆膜6。
另外,以铜金属粒子作为基体材料粒子,在其表面形成各金属镀覆膜时,连接电阻低,连接时的容许电流大,特别是用于等离子体显示板时等,成为良好的导电性微粒。
本发明的导电性微粒在加热时,通过金属热扩散在镀锡覆膜、镀铋覆膜以及镀银覆膜之间形成银-铋-锡合金覆膜。形成上述合金覆膜时,本发明的导电性微粒就可以防止迁移。
通常地,在等离子体显示板中,由于在端子间施加250V左右的高电压,因此,如果电极间存在水分和金属离子,它们就会与高电压共同作用成为迁移发生的原因。上述合金覆膜形成后,金属离子不溶出,防止了迁移的发生。
上述加热优选在120℃以上进行。加热低于120℃时,镀锡覆膜、镀铋覆膜和镀银覆膜间的金属热扩散很难发生。另外,加热的上限温度优选在不引起基体材料粒子熔融的温度以下。而且,使用铜金属粒子时优选在1000℃以下。
上述加热方法并没有特别的限定,优选如下方法,例如:用本发明的导电性微粒制作各向异性导电材料,将例如各向异性导电膜热压合在电极上时,加热到120℃以上的方法。通常,用各向异性导电膜将电极间连接时,在120℃以上进行热压合。
本发明的导电性微粒,在例如用各向异性导电膜将电极间连接时通常使用的120-400℃范围加热时,通过金属热扩散在镀锡覆膜、镀铋覆膜以及镀银覆膜间形成银-铋-锡合金覆膜。此外,以铜金属粒子为基体材料粒子时,镀镍覆膜是为了防止锡向基体材料粒子铜进行金属热扩散而设置的。
在本发明中,确认形成银-铋-锡合金覆膜,可以通过例如X射线衍射分析、能量分散型X射线分光法(以下,简称为“EDX”)等进行。
研究上述合金覆膜组成的含有比例的方法可通过例如荧光X射线衍射分析、EDX等进行。
本发明的各向异性导电材料是将本发明的导电性微粒分散于树脂粘合剂中而制得的。
作为上述各向异性导电材料,只要是将本发明的导电性微粒分散于树脂粘合剂中即可,并没有特别的限制,例如,可以列举,各向异性导电糊、各向异性导电油墨、各向异性导电粘合剂、各向异性导电膜、各向异性导电片等。
作为使用了上述各向异性导电材料的连接对象,可以举出,基板、半导体等部件。在这些元件的表面形成各种电极部。作为本发明的各向异性导电材料,例如用各向异性导电膜将电极间连接时,如上所述在120℃以上进行热压合。
本发明的导电连接方法是通过将本发明的导电性微粒在电极表面上加热引起金属热扩散,并形成银-铋-锡合金覆膜,同时,使软化后的合金覆膜的一部分在电极表面流动,使接触面积扩大。
本发明的导电连接方法是通过将本发明的导电性微粒在电极表面上加热引起金属热扩散,并形成银-铋-锡合金覆膜,因此,特别是用于等离子体显示板时,可以防止迁移,得到良好的导电连接。
另外,由于本发明的导电连接方法是通过加热来形成银-铋-锡合金覆膜,合金覆膜可以软化,并可以使软化后的合金覆膜的一部分在电极表面流动,从而扩大接触面积。由此,通过扩大导电性微粒在电极上的接触面积,特别是在用于等离子体显示板时,连接可靠性优异。
在本发明的导电连接方法中,将导电性微粒在电极表面上加热的方法并没有特别的限定,例如,优选使用在将各向异性导电膜热压合在电极上时进行加热的方法。
如本发明的导电性微粒中所述,上述加热优选在120℃以上进行。低于120℃加热时,镀锡覆膜、镀铋覆膜以及镀银覆膜间的金属热扩散很难发生。另外,加热的上限优选不引起作为基体材料粒子的铜金属粒子熔融的1000℃以下。
本发明的导电连接方法是通过加热使导电性微粒发生金属热扩散,形成银-铋-锡合金覆膜。如上所述,导电性微粒在例如用各向异性导电膜连接电极间时通常使用的120-400℃范围加热时,通过金属热扩散在镀锡覆膜、镀铋覆膜和镀银覆膜之间形成银-铋-锡合金覆膜。
以下,对本发明进行更详细的说明。
作为本发明中的基体材料粒子,可以列举:树脂粒子、无机粒子、有机无机混合粒子、金属粒子等。作为构成树脂粒子的树脂,可以列举:二乙烯基苯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、尿素树脂、酰亚胺树脂等。作为构成无机粒子的无机物,可以列举:二氧化硅、炭黑等。另外,作为有机无机混合粒子,可以列举:包含交联烷氧基甲硅烷基聚合物与丙烯酸类树脂的有机无机混合物。另外,作为金属粒子,可以列举,铜金属或铜合金等。其中,优选基体材料粒子为铜金属。
本发明中铜金属粒子的铜的纯度并没有特别的限制,优选95重量%以上,更优选99重量%以上。铜的纯度低于95重量%时,例如用于等离子体显示板时,有时对流通大电流的连接可靠性很难得到保证。
上述粒子的形状并没有特别的限制,例如:可以是球状、纤维状、中空状、针状等具有特定形状的粒子,也可以是不定形状的粒子。其中,为了得到良好的电连接,优选粒子为球状。
上述粒子的平均粒径并没有特别的限制,优选1-100μm,更优选2-20μm。
上述粒子的CV值并没有特别的限制,优选10%以下,更优选7%以下。CV值是粒径分布的标准偏差除以平均粒径所得的百分率值。
作为上述平均粒径能够满足CV值的铜金属粒子市售品,可以列举:エス·サイエンス公司制造的球状铜粉“SCP-10”、三井金属公司制造的球状铜粉“MA-CD-S”等。
基体材料粒子为铜金属粒子的情况,对上述粒子表面进行非电解镀覆时,优选将铜金属粒子表面净化直至露出金属铜的活性面。铜金属粒子表面净化的方法并没有特别的限制,例如,可以是用过硫酸盐等的湿式法、利用等离子体等的干式法等,其中,由于简便,处理方法特别优选湿式法。
本发明中的镀镍覆膜的膜厚没有特别的限制,优选为粒子平均粒径的1-5%。
此外,镀锡覆膜的膜厚没有特别的限制,优选为粒子平均粒径的1-5%。
另外,镀铋覆膜的膜厚没有特别的限制,优选为粒子平均粒径的1-3.5%。
镀银覆膜的膜厚没有特别的限制,优选为粒子平均粒径的0.01-0.05%。
在本发明中,通过非电解镀覆法形成镀覆膜的方法没有特别的限定,例如:通过还原镀镍、还原镀锡、还原镀铋、还原镀银等还原镀覆或置换镀锡等形成覆膜的方法均适用。
通过上述还原镀覆形成覆膜的方法,可以是通过自催化型还原镀覆进行镀覆的方法,也可以是通过基底催化型还原镀覆进行镀覆的方法,还可以将通过自催化型还原镀覆进行镀覆的方法和通过基底催化型还原镀覆进行镀覆的方法同时使用。
上述通过基底催化型还原镀覆进行镀覆的方法,是使基底金属的表面存在还原剂,该还原剂在基底金属的表面引起氧化反应而在析出金属的表面不引起氧化反应,通过使要镀覆的金属盐还原、析出而形成镀覆覆膜的方法。
形成上述镀镍覆膜时,对镍盐没有特别的限定,例如,可以列举:硫酸镍、氯化镍、硝酸镍等。
另外,形成上述镀锡覆膜时,对锡盐没有特别的限定,例如,可以列举:氯化锡、硝酸锡等。
此外,形成上述镀铋覆膜时,对铋盐没有特别的限定,可以列举:硝酸铋等。
另外,形成上述镀银覆膜时,对银盐没有特别的限定,例如,可以列举:硝酸银、氯化银、氰化银等。
下面,就自催化型还原镀镍的具体方法的进行说明。
上述采用自催化型还原镀镍的方法包括,首先附着钯金属作为催化剂,随后通过自催化剂使镀镍覆膜析出。
作为自催化型还原镀镍浴,例如,可以列举:在以镍盐为基本的镀覆浴中添加了作为络合剂的柠檬酸、酒石酸等羧酸类,甘氨酸等氨基酸类,作为还原剂的次磷酸钠等磷类还原剂、二甲基氨基硼烷等硼类还原剂,作为pH缓冲剂的硼酸等,以及醋酸、丙酸等一元羧酸、以及pH调节剂的镀覆浴等。
上述镀覆浴中镍盐的浓度优选为0.01-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为络合剂的柠檬酸的浓度优选0.08-0.8mol/l。
上述镀覆浴中作为还原剂的次磷酸的浓度优选0.03-0.7mol/l。
上述镀覆浴中抑制pH变动的pH缓冲剂浓度优选0.01-0.3mol/l。
另外,上述镀覆浴中,作为用于调整pH的pH调节剂,例如,可以列举:向碱性一侧调整时可以用氨、氢氧化钠等,特别优选氨,向酸性一侧调整时可以用硫酸、盐酸等,特别优选硫酸。
为了提高反应驱动力,上述镀覆浴的pH高者为好,优选8-10。
另外,为了提高反应驱动力上述镀覆浴的温度高者为好,但因为过高会引起镀覆浴分解,因此,优选50-70℃。
另外,由于粒子未均匀分散于水溶液中时容易因反应而产生凝集,因此上述镀覆浴优选使用超声波和搅拌机中的至少任意一种分散装置,以使粒子均匀分散,避免凝集的产生。
下面,对置换镀锡以及自催化型还原镀锡的具体方法进行说明。
上述采用置换镀锡的方法包括将作为基底的镍溶解,锡盐接受溶解的镍盐的电子,使镀锡覆膜析出。
作为置换镀锡浴,可以列举,例如,在以锡盐为基本的镀覆浴中加入作为络合剂的酒石酸等羧酸类,以及硫脲等硫类化合物形成的镀覆浴。
上述镀覆浴中锡盐的浓度优选0.01-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为络合剂的酒石酸浓度优选0.08-0.8mol/l,硫脲的浓度优选为0.08-0.8mol/l。
上述镀覆浴的pH调节、镀覆浴温度调节以及分散装置优选用与上述还原镀镍浴同样。
上述采用自催化型还原镀锡的方法包括在形成置换镀锡覆膜后,通过歧化反应形成镀锡覆膜作为自身催化型还原镀锡。
作为歧化反应的还原镀锡浴,可以举出,例如:在以锡盐为基本的镀覆浴中添加作为络合剂的柠檬酸、酒石酸等羧酸类,作为还原剂的氢氧化钠、氢氧化钾等以及作为缓冲剂的磷酸氢钠、磷酸氢铵等形成的镀锡浴。
上述镀覆浴中的锡盐浓度优选为0.01-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为络合剂的柠檬酸浓度优选为0.08-0.8mol/l。
上述镀覆浴中作为还原剂的氢氧化钠浓度优选为0.3-2.4mol/l。
上述镀覆浴中稳定锡析出的缓冲剂磷酸氢钠浓度优选为0.1-0.3mol/l。
另外,上述镀覆浴的pH调节、镀覆浴温度调节以及分散装置优选用与上述还原镀镍浴同样。
下面针对自催化型还原镀铋的具体方法进行说明。
上述采用自身催化型还原镀铋的方法包括先使作为基底的镀锡覆膜上附着钯金属作为催化剂,然后通过自催化使镀铋覆膜析出。
作为自催化型还原镀铋浴,可以举出,例如,在以铋盐为基本的镀覆浴中添加作为络合剂的柠檬酸钠等羧酸类,作为还原剂的氯化钛(III)、氯化钛(IV)等,作为结晶调节剂的乙醛酸等,作为缓冲剂的磷酸氢盐等以及pH调节剂形成的镀覆浴等。
上述镀覆浴中铋盐浓度优选为0.01-0.03mol/l。
上述镀覆浴中作为络合剂的柠檬酸钠浓度优选为0.04-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为还原剂的氯化钛浓度优选为0.12-0.8mol/l。
上述镀覆浴中作为结晶调节剂的乙醛酸浓度优选为0.001-0.005mol/l。
上述镀覆浴中作为缓冲剂的磷酸氢盐浓度优选为0.04-0.12mol/l。
另外,作为上述镀覆浴中用于调节pH的pH调节剂,可以举出,例如,向碱性一侧调节时可以用氨等,向酸性一侧调节时可以用硫酸、盐酸等,特别优选硫酸。
为了提高反应驱动力,上述镀覆浴的pH高者为好,优选8-10。
再有,上述镀覆浴的镀覆浴温度优选10-30℃。
另外,上述镀覆浴的分散装置优选用与上述还原镀镍浴同样。
下面针对自催化型还原镀银的具体方法进行说明。
作为自催化型还原镀银浴,可以举出,例如,在以银盐为基本的镀覆浴中添加作为络合剂的琥珀酰亚胺等羧酸类,作为还原剂的咪唑化合物、作为以用于生成细小结晶的结晶调节剂乙醛酸等以及pH调节剂形成的镀覆浴等。
上述镀覆浴中银盐浓度优选为0.01-0.03mol/l。
上述镀覆浴中作为络合剂的琥珀酰亚胺浓度优选为0.04-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为还原剂的咪唑化合物浓度优选为0.04-0.1mol/l。
上述镀覆浴中作为结晶调节剂的乙醛酸浓度优选为0.001-0.005mol/l。
另外,上述镀覆浴中用于调节pH的pH调节剂,可以列举:向碱性一侧调节时可以用氨等,向酸性一侧调节时可以用硫酸、盐酸等,特别优选硫酸。
为提高反应驱动力,上述镀覆浴的pH高者为好,优选为8-10。
上述镀覆浴的镀覆浴温度优选为10-30℃。
上述镀覆浴的分散装置优选用与上述还原镀镍浴同样。
作为本发明的各向异性导电材料的制作方法没有特别的限定,可以列举,例如:在绝缘性树脂粘合剂中添加本发明的导电性微粒,使均匀混合分散,制成例如各向异性导电糊、各向异性导电油墨、各向异性导电粘合剂等的方法,或在绝缘性树脂粘合剂中添加本发明的导电性微粒,使均匀混合制成导电性组合物后,试需要使该导电性组合物均匀溶解(分散)于有机溶剂中,或者使之加热熔融,以一定的膜厚涂布在脱模纸或脱模膜等脱模材料的脱模处理面上,必要时进行干燥或冷却等,制成各向异性导电膜、各向异性导电片等的方法等,可以根据要制作的各向异性导电材料的种类而采用适宜的制作方法。另外,也可以不将绝缘性树脂粘合剂与本发明的导电性微粒混合,而分别使用来制作各向异性导电材料。
作为上述绝缘性树脂粘合剂的树脂没有特别的限定,可以举出,例如:醋酸乙烯酯类树脂、氯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂等乙烯基类树脂;聚烯烃类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺类树脂等热塑性树脂;包含环氧类树脂、聚氨酯类树脂、聚酰亚胺类树脂、不饱和聚酯类树脂以及它们的固化剂的固化性树脂;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、这些物质的氢化物等热塑性嵌段共聚物;苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、氯丁橡胶、丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等弹性体(橡胶类)等。这些树脂可以单独使用,也可以2种以上同时使用。另外,上述固化性树脂可以是常温固化型、热固化型、光固化型、湿固化型等中的任一固化形态。
除了绝缘性树脂粘合剂以及本发明的导电性微粒以外,在不影响达到本发明的课题完成的范围内,视需要,还可以在本发明的各向异性导电材料中同时使用例如,增量剂、软化剂(增塑剂)、增粘剂、抗氧剂(抗老化剂)、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、着色剂、阻燃剂、有机溶剂等各种添加剂中的一种或两种以上。
由于本发明的导电性微粒是由上述构成的,因此,尤其是在用于等离子体显示板时,可以得到连接电阻低,连接时容许电流大,可以通过加热防止迁移,连接可靠性高的导电材料。
而且,使用本发明的导电性微粒的各向异性导电材料以及导电连接方法,尤其是用于等离子体显示屏时,连接电阻低,连接时容许电流大,可以通过加热防止迁移,连接可靠性高。
附图说明
[图1]图1是模式地示出的本发明的导电性微粒一个结构例的正面截面图。
符号说明
1...导电性微粒
2...粒子
3...镀镍覆膜
4...镀锡覆膜
5...镀铋覆膜
6...镀银覆膜
具体实施方式
以下,通过列举实施例对本发明进行更详细的说明。但本发明并不局限于下列实施例。
实施例1
将粒径为5μm的铜金属粒子(纯度99重量%)浸入过氧化氢-硫酸混合液中通过湿法进行净化处理,得到表面露出金属铜且表面被净化的铜金属粒子。
通过双液活化法(二液活性化法)在得到的铜金属粒子上附着钯,得到附着有钯的铜金属粒子。
然后配制含有25g硫酸镍和1000ml离子交换水的溶液,混合得到的附着有钯的铜金属粒子10g,制成水性悬浮液。
向得到的水性悬浮液中加入30g柠檬酸、80g次磷酸钠、10g醋酸,制得镀覆液。
对得到的镀覆液用氨调整pH至10,浴温调整为60℃,使之反应15-20分钟左右,由此得到形成有镀镍覆膜的粒子。
随后配制含有5g氯化锡和1000ml离子交换水的溶液,混合得到的形成有镀镍覆膜的粒子15g,制成水性悬浮液。
在得到的水性悬浮液中加入30g硫脲和80g酒石酸,制成镀覆液。
通过将得到的镀覆液调整为浴温60℃,并使之反应15-20分钟左右,得到形成有置换镀锡覆膜的粒子。
然后,再向该镀覆浴中加入20g氯化锡、40g柠檬酸以及30g氢氧化钠,通过在浴温60℃下使之反应15-20分钟左右,得到形成有镀锡覆膜的粒子。
通过双液活化法使钯附着于得到的形成有镀锡覆膜的粒子上,得到附着了钯并形成有镀锡覆膜的粒子。
接下来配制含有18g硝酸铋和1000ml离子交换水的溶液,混合20g得到的附着了钯并形成有镀锡覆膜的粒子,制成水性悬浮液。
向得到的水性悬浮液中加入30g柠檬酸钠、40g氯化钛(III)、40g氯化钛(IV)以及40g磷酸氢铵,制成镀覆液。
向得到的镀覆液中加入5g乙醛酸后用氨调整pH至10,将浴温调整为20℃,使之反应15-20分钟左右,由此得到形成有镀铋覆膜的粒子。
随后配制含有5g硝酸银和1000ml离子交换水的溶液,与24g得到的形成有镀铋覆膜的粒子混合,制成水性悬浮液。
在得到的水性悬浮液中加入30g琥珀酰亚胺、80g咪唑以及5g乙醛酸,制成镀覆液。
将得到的镀覆液用氨调节pH至9,将浴温调整为20℃,使之反应15-20分钟左右,由此得到形成有镀银覆膜的粒子。将得到的形成有镀银覆膜的粒子作为导电性微粒。
实施例2
除用平均粒径为4μm的二乙烯基苯树脂微粒代替铜金属粒子使用以外,均按与实施例1同样的方法制得导电微粒。
比较例1
按照与实施例1同样的方法得到表面被净化的铜金属粒子。
不在得到的表面被净化的铜金属粒子上形成镀镍覆膜、镀锡覆膜以及镀铋覆膜。
然后,配制含有10g硝酸银和1000ml离子交换水的溶液,与得到的表面被净化的铜金属粒子10g混合,制成水性悬浮液。
向得到的水性悬浮液中加入30g琥珀酰亚胺、80g咪唑以及5g乙醛酸,制成镀覆液。
将得到的镀覆液用氨调节pH至9,将浴温调节为60℃,使之反应15-20分钟左右,得到形成有镀银覆膜的粒子。将得到的形成有镀银覆膜的粒子作为导电性微粒。
(导电性微粒的电阻值测定)
针对得到的各导电性微粒,可以用微小压缩测试机(“DUH-200”,岛津制作所社制)测定电阻值,将导电性微粒压缩,同时施加10-7V电压进行通电,通过测定每个粒子的电阻值,由此测定导电性微粒的电阻值。
另外,在进行PCT试验(在80℃,95%RH的高温高湿环境下保持1000小时)后,同样地测定导电性微粒的电阻值。
评价结果如表1所示
(泄漏电流的评价)
向100质量份作为树脂粘合剂树脂的环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン社制造,“エピコ一ト828”)、2质量份三(二甲胺基)乙基苯酚以及100质量份甲苯中添加得到的各种导电性微粒,用行星式搅拌机充分混合后,涂布于脱模膜上,使干燥后的厚度为7μm,蒸发甲苯后得到含有导电性微粒的粘接膜。另外,导电性微粒的添加量为膜中含量为5万个/cm2。
随后,将含有导电性微粒的粘接膜与不含有导电性微粒的粘接膜在常温下贴合,得到厚度为17μm的具有2层结构的各向异性导电膜。
将得到的各向异性导电膜切成5×5mm大小。而且,另一方面,准备2张具有电阻测定用导线(引き回し線),宽200μm、长1mm、高0.2μm、L/S为20μm的形成有铝电极的玻璃基板。将各向异性导电膜贴于一张玻璃基板大致中央的位置后,将另一张玻璃基板对准与贴有各向异性导电膜的玻璃基板的电极图案重合的位置进行贴合。
将2张玻璃基板在压力10N、温度180℃的条件下热压合后,对得到的各向异性导电膜分别测定电极间有无泄漏电流。
另外,在进行PCT试验(在80℃,95%RH的高温高湿环境下保持1000小时)后,同样地测定电极间有无泄漏电流。
评价结果如表1所示。
将热压合后的各种导电性微粒取出,通过能量分散型X射线分光机(日本電子デ一タム公司制造)研究合金覆膜的形成。其结果,实施例1的导电性微粒形成了银-铋-锡合金覆膜,比较例1的导电性微粒没有形成合金覆膜。
[表1]
实施例1 | 实施例2 | 比较例1 | ||
通常 | 导电性微粒的电阻值电极间有无泄漏电流 | 1.5×10-6Ω无 | 1.2×10-2Ω无 | 1.5×10-6Ω无 |
PCT试验后(80℃、95%RH、1000Hr后) | 导电性微粒的电阻值电极间有无泄漏电流 | 3.4×10-6Ω无 | 7×10-2Ω无 | 19.5×10-6Ω无 |
各向异性导电膜热压合后,导电性微粒形成合金覆膜 | 银-铋-锡合金覆膜 | 银-铋-锡合金覆膜 | 无 |
如表1所示,实施例1、实施例2与比较例1相比,PCT试验后电阻值上升的幅度低,电极间也没有泄漏电流。这是因为,比较例1发生银迁移,与此相对,实施例1防止了迁移的发生。
另外,作为在等离子体显示板中使用这样的高电压的对策,通过以下的方法进行通电,并评价。
准备2张20mm×40mm,连接部ITO线宽300μm的ITO玻璃基板。在作为热固化型树脂的环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン公司制造,“エピコ一ト1009”)中分散0.5重量%得到的各种导电性微粒、1.5重量%的二氧化硅隔片(シリカスペ一サ),再将得到的组合物涂布于一张玻璃基板上后,再将另一张玻璃基板对准与电极图案重合的位置进行贴合,通过热压合制作具有ITO/导电性微粒糊/ITO的形态的试验片。通过对该试验片施加10mA电流,100V电压,确认导电性微粒是否被破坏,以此判断是否可能应对高电压。
其结果,由于实施例1和比较例1均是以铜金属粒子为基体材料粒子,因以没有发生以树脂粒子为基体材料粒子的导电性微粒所发生的基体材料粒子的破坏等导致的通电不良。另一方面,实施例2得到的导电性微粒其基体材料粒子被破坏。
工业实用性
按照本发明,可以提供特别是用于等离子体显示板时等连接电阻低,连接时容许电流大,可以通过加热防止迁移,连接可靠性高的导电性微粒、利用该导电性微粒的各向异性导电材料以及导电连接方法。
Claims (3)
1.一种导电性微粒,该微粒包括粒子和通过非电解镀覆法在粒子表面形成的导电性覆膜,
上述导电性覆膜具有通过非电解镀覆从内侧开始依次形成的镀镍覆膜、镀锡覆膜和镀铋覆膜,另外,该导电性覆膜的最外侧表面具有镀银覆膜。
2.一种各向异性导电材料,其是将权利要求1所述的导电性微粒分散于树脂粘合剂中而形成的。
3.一种导电连接方法,该方法包括,通过在电极表面上加热权利要求1所述的导电性微粒,引起金属热扩散,形成银-铋-锡合金覆膜,同时,使软化的合金覆膜的一部分在电极表面流动,以扩大接触面积。
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