CN103748636A - 导电性粒子、导电材料及连接结构体 - Google Patents

导电性粒子、导电材料及连接结构体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够降低电极间的连接电阻的导电性粒子。本发明的导电性粒子(1)具备：基体材料粒子(2)、包覆基体材料粒子(2)的导电层(3)、及埋入导电层(3)内的多个芯物质(4)。导电层(3)在外侧表面具有多个突起(3a)。在导电层(3)的突起(3a)的内侧配置有芯物质(4)。基体材料粒子(2)的表面和芯物质(4)的表面隔开距离。基体材料粒子(2)的表面和芯物质(4)的表面之间的平均距离超过5nm。

Description

导电性粒子、导电材料及连接结构体
技术领域
本发明涉及在基体材料粒子的表面上配置有导电层的导电性粒子，更详细而言，涉及例如可以用于电极间的电连接的导电性粒子。另外，本发明涉及使用上述导电性粒子的导电材料及连接结构体。
背景技术
各向异性导电糊及各向异性导电膜等各向异性导电材料已广为人知。就该各向异性导电材料而言，在粘合剂树脂中分散有导电性粒子。
上述各向异性导电材料可用于IC芯片和挠性印刷电路基板的连接、及IC芯片和具有ITO电极的电路基板的连接等。例如，可以通过在将各向异性导电材料配置于IC芯片的电极和电路基板的电极之间之后进行加热及加压，来实现这些电极的电连接。
作为上述导电性粒子的一个例子，在下述专利文献1中公开了一种导电性粒子，其通过在平均粒径1～20μm的球状基体材料粒子的表面利用非电解镀法形成镍导电层或镍合金导电层而得到。该导电性粒子在导电层的最表层具有0.05～4μm的微小突起。该导电层与该突起实质上连续地相连。
在下述专利文献2中公开了一种导电性粒子，其具备：塑料核体、覆盖该塑料核体的高分子电解质层、经由该高分子电解质层吸附于上述塑料核体的金属粒子、以及以覆盖该金属粒子的方式形成于上述塑料核体周围的非电解金属镀层。
在下述专利文献3中公开了一种导电性粒子，其在基体材料粒子的表面形成有含有镍及磷的镀金属被膜层和金层的多层导电层。在该导电性粒子中，在基体材料粒子的表面上配置有芯物质，该芯物质被导电层包覆。由于芯物质的存在，导电层隆起，在导电层的表面形成有突起。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2000-243132号公报
专利文献2：(日本)特开2011-108446号公报
专利文献3：(日本)特开2006-228475号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述专利文献1～3中公开了在导电层的外侧表面具有突起的导电性粒子。在由导电性粒子连接的电极及导电性粒子的导电层的表面大多形成有氧化被膜。形成上述导电层的突起的目的在于，在经由导电性粒子将电极间压合时，排除电极及导电性粒子表面的氧化被膜，使导电层和电极接触。
但是，在使用导电层的外侧表面具有突起的现有的导电性粒子将电极间连接的情况下，有时不能充分排除电极及导电性粒子表面的氧化被膜，连接电阻变高。
本发明的目的在于提供一种在将电极间连接而得到连接结构体的情况下，能够降低电极间的连接电阻的导电性粒子以及使用了该导电性粒子的导电材料及连接结构体。
解决问题的方法
根据本发明的宽泛方面，可提供一种导电性粒子，其具备：基体材料粒子、包覆该基体材料粒子的导电层、以及埋入该导电层内的多个芯物质，上述导电层在外侧表面具有多个突起，在上述导电层的上述突起的内侧配置有上述芯物质，在上述基体材料粒子和上述芯物质之间配置有上述导电层，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面隔开距离，且上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm。
在本发明的导电性粒子的某个特定方面中，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm且为800nm以下。
在本发明的导电性粒子的某个特定方面中，在上述芯物质的总个数100%中，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例超过80%且为100%以下。
在本发明的导电性粒子的某个特定方面中，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述导电层中含量最多的金属元素相同。
在本发明的导电性粒子的其它特定方面中，上述导电层具备：包覆上述基体材料粒子的第一导电层、和包覆上述第一导电层及上述芯物质的第二导电层，上述芯物质配置于上述第一导电层的表面上且埋入上述第二导电层内，上述第二导电层在外侧表面具有多个突起，在上述第二导电层的上述突起的内侧配置有上述芯物质，在上述基体材料粒子和上述芯物质之间配置有上述第一导电层。
在本发明的导电性粒子的另一特定方面中，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述第二导电层中含量最多的金属元素相同。
在本发明的导电性粒子的又一特定方面中，上述导电层为单层的导电层。
在本发明的导电性粒子的其它特定方面中，上述芯物质为金属粒子。
在本发明的导电性粒子的其它特定方面中，其还具备附着于上述导电层表面的绝缘物质。
本发明的导电材料含有上述导电性粒子和粘合剂树脂。
本发明的连接结构体具备：第一连接对象部件、第二连接对象部件、连接该第一、第二连接对象部件的连接部，该连接部由上述导电性粒子形成、或由含有该导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成。
发明的效果
本发明的导电性粒子具备基体材料粒子、包覆该基体材料粒子的导电层、及埋入该导电层内的多个芯物质，上述导电层在外侧表面具有突起，在上述导电层的上述突起的内侧配置有上述芯物质，在上述基体材料粒子和上述芯物质之间配置有上述导电层，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面隔开距离，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm，因此，在将本发明的导电性粒子用于电极间的连接时，能够降低电极间的连接电阻。
附图说明
图1为剖视图，示出了本发明第一实施方式的导电性粒子；
图2为剖视图，示出了本发明第二实施方式的导电性粒子；
图3为剖视图，示出了本发明第三实施方式的导电性粒子；
图4为正面剖视图，示意性地示出了使用了本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体。
符号说明
1…导电性粒子
2…基体材料粒子
3…导电层
3a…突起
3b…导电层部分
4…芯物质
5…绝缘物质
11…导电性粒子
12…导电层
12a…突起
12b…导电层部分
16…第一导电层
17…第二导电层
17a…突起
21…导电性粒子
22…导电层
22a…突起
22b…导电层部分
26…第一导电层
27…第二导电层
27a…突起
28…第三导电层
28a…突起
51…连接结构体
52…第一连接对象部件
52a…上表面
52b…电极
53…第二连接对象部件
53a…下表面
53b…电极
54…连接部
具体实施方式
以下，对本发明的详情进行说明。
本发明的导电性粒子具备：基体材料粒子、包覆该基体材料粒子的导电层、及埋入该导电层内的多个芯物质。上述导电层在外侧表面具有多个突起。在上述导电层的上述突起的内侧配置有上述芯物质。在上述基体材料粒子和上述芯物质之间配置有上述导电层。上述导电层的一部分区域配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面隔开距离。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm。
在由导电性粒子连接的电极表面上大多形成有氧化被膜。而且，在上述导电层的外侧表面上大多形成有氧化被膜。上述导电层在外侧表面具有多个突起，由此，通过在电极间配置导电性粒子后进行压合，可利用突起而排除氧化被膜。因此，可使电极和导电性粒子接触，能够降低电极间的连接电阻。
另外，在本发明的导电性粒子中，由于在上述基体材料粒子和上述芯物质之间配置有上述导电层，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面隔开距离，且上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm，因此，在电极间压缩导电性粒子时，芯物质不易被压入基体材料粒子，芯物质的部分区域不易嵌入基体材料粒子内。特别是，即使基体材料粒子是比较柔软的树脂粒子，芯物质也不易被压入基体材料粒子，芯物质的部分区域不易嵌入基体材料粒子内。因此，在进行电极间的压合时，导电层的突起强有力地挤压电极。其结果，可利用突起而有效地排除氧化被膜。因此，可使电极和导电性粒子有效地接触，能够有效地降低电极间的连接电阻。
另外，本发明的导电性粒子由于具备上述构成，因此，压缩导电性粒子将电极间连接时，也可能在电极上形成适度的压痕。需要说明的是，形成于电极的压痕是导电性粒子挤压电极而形成的电极的凹部。另外，在将粘合剂树脂中分散有导电性粒子的导电材料(各向异性导电材料等)用于电极间的压合的情况下，可有效地排除导电层和电极之间的粘合剂树脂。通过有效地排除粘合剂树脂，也能够降低电极间的连接电阻。另外，在使用具备绝缘物质的导电性粒子的情况下，利用上述突起，也可以有效地排除导电层和电极之间的绝缘物质，因此能够有效地提高电极间的导通可靠性。
从更进一步有效地排除电极及导电性粒子表面的氧化被膜、更进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离优选为5nm以上，更优选为10nm以上。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离的上限没有特别限定，可以考虑导电层的厚度等而适宜确定。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离可以为800nm以下，也可以为100nm以下。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离优选为30nm以下，更优选为20nm以下。上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离可以为导电层厚度的9／10以下，也可以为1／2以下，也可以为1／3以下。
从更进一步有效地排除电极及导电性粒子表面的氧化被膜、更进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发，在上述芯物质的总个数100%中，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例优选为50%以上，更优选超过80%且为100%以下。在全部上述芯物质中，上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的距离也可以超过5nm。
上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的平均距离如下算出，即，分别测定基体材料粒子的表面和多个芯物质的各表面之间的距离(间隙的最短距离)后，对测定的值进行平均。在导电性粒子具备埋入导电层内的5个芯物质A～E的情况下，如下地算出：测定基体材料粒子的表面和芯物质A表面的距离、基体材料粒子的表面和芯物质B表面的距离、基体材料粒子的表面和芯物质C表面的距离、基体材料粒子的表面和芯物质D表面的距离、及基体材料粒子的表面和芯物质E表面的距离，并对测定的5个值进行平均。需要说明的是，在芯物质为10个以上的情况下，优选测定基体材料粒子的表面和所有芯物质的各表面的距离，但也可以测定基体材料粒子的表面和任意选择的10个芯物质的各表面的距离，并由测定的10个值算出上述平均距离。
上述基体材料粒子的表面和上述芯物质的表面之间的距离可以通过拍摄导电性粒子的多个部位的剖面而得到图像，并由所得图像制作立体图像，使用所得立体图像，从而精确地测定。上述剖面的拍摄可以使用聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM)等进行。例如，使用聚焦离子束，制作导电性粒子的薄膜切片，并利用扫描电子显微镜观察剖面。通过将该操作重复进行数百次并进行图像解析，可得到粒子的立体图像。
上述导电层在外侧表面具有突起。该突起为多个。在导电层的表面以及由导电性粒子连接的电极表面上大多形成有氧化被膜。通过使用在导电层的外侧表面具有突起的导电性粒子，可以通过在电极间配置导电性粒子并进行压合，从而利用突起而有效地排除上述氧化被膜。因此，可使电极和导电性粒子的导电层更为切实地接触，能够降低电极间的连接电阻。另外，在导电性粒子的表面具备绝缘物质的情况下，或导电性粒子分散于粘合剂树脂中而作为导电材料使用的情况下，可利用导电性粒子的突起而有效地排除导电性粒子和电极之间的绝缘物质或粘合剂树脂。因此，能够提高电极间的导通可靠性。
多个上述突起的平均高度优选为0.001μm以上，更优选为0.05μm以上，优选为0.9μm以下，更优选为0.2μm以下。当上述突起的平均高度为上述下限以上及上述上限以下时，能够有效地降低电极间的连接电阻。
以下，对导电性粒子、导电材料及连接结构体的详情进行说明。
(导电性粒子)
图1是示出本发明第一实施方式的导电性粒子的剖视图。
图1所示的导电性粒子1具备：基体材料粒子2、导电层3、多个芯物质4及绝缘物质5。导电层3配置于基体材料粒子2的表面上。在导电性粒子1中，形成有单层的导电层3。导电层3包覆基体材料粒子2。导电层3在外侧表面具有多个突起3a。多个芯物质4配置于基体材料粒子2的表面上，并埋入导电层3内。芯物质4配置于突起3a的内侧。在1个突起3a的内侧配置有1个芯物质4。由于多个芯物质4的存在，导电层3的外侧表面隆起，形成了多个突起3a。
在基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间配置有导电层3。基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面隔开距离。芯物质4未与基体材料粒子2接触。在导电性粒子1中，基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的平均距离超过5nm。因此，在基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间配置有充分厚度的导电层3部分(导电层部分3b)。基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的距离为配置于基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的导电层部分3b的厚度。
绝缘物质5配置于导电层3的表面上。绝缘物质5为绝缘性粒子。绝缘物质5由具有绝缘性的材料形成。导电性粒子也可以不必具备绝缘物质。另外，导电性粒子也可以具备包覆导电层的外侧表面的绝缘层代替绝缘性粒子作为绝缘物质。
图2以剖视图示出了本发明第二实施方式的导电性粒子。
图2所示的导电性粒子11具备：基体材料粒子2、导电层12、多个芯物质4及绝缘物质5。导电层12配置于基体材料粒子2的表面上。导电层12包覆基体材料粒子2。导电层12在外侧表面具有多个突起12a。
在导电性粒子11中，形成有多层的导电层12。导电层12具有第一导电层16和第二导电层17。第一导电层16配置于基体材料粒子2的表面上。第一导电层16包覆基体材料粒子2。第一导电层16为单层。第一导电层也可以为多层。
芯物质4配置于第一导电层16上。芯物质4埋入导电层12及第二导电层17内。在基体材料粒子2和芯物质4之间配置有第一导电层16。通过在基体材料粒子2和芯物质4之间配置第一导电层16，基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面隔开距离。基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的平均距离超过5nm。在导电性粒子11中，基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的距离为配置于基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的导电层部分12b及第一导电层16(第一导电层16部分)的厚度。
第二导电层17区别于第一导电层16地形成。在形成第一导电层16后，第二导电层17形成于第一导电层16的表面。第二导电层17配置于第一导电层16的表面上。第二导电层17包覆芯物质4及第一导电层16。第二导电层17在外侧表面具有多个突起17a。多个芯物质4埋入第二导电层17内。芯物质4配置于突起17a的内侧。由于多个芯物质4的存在，第二导电层17的外侧表面隆起，形成了突起17a。
图3以剖视图示出了本发明第三实施方式的导电性粒子。
图3所示的导电性粒子21具备：基体材料粒子2、导电层22、多个芯物质4及绝缘物质5。导电层22配置于基体材料粒子2的表面上。导电层22包覆基体材料粒子2。导电层22在外侧表面具有多个突起22a。
在导电性粒子21中，形成有多层的导电层22。导电层22具有第一导电层26、第二导电层27及第三导电层28。第一导电层26配置于基体材料粒子2的表面上。第一导电层26包覆基体材料粒子2。
芯物质4配置于第一导电层26上。芯物质4埋入导电层22内及第二导电层27内。在基体材料粒子2和芯物质4之间配置有第一导电层26。通过在基体材料粒子2和芯物质4之间配置第一导电层26，基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面隔开距离。基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的平均距离超过5nm。在导电性粒子21中，基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的距离为配置于基体材料粒子2的表面和芯物质4的表面之间的导电层部分22b及第一导电层26部分的厚度。
第二导电层27配置于第一导电层26的表面上。第二导电层27包覆芯物质4及第一导电层26。第二导电层27在外侧表面具有多个突起27a。芯物质4配置于突起27a的内侧。由于多个芯物质4的存在，第二导电层27的外侧表面隆起，形成了突起27a。
第三导电层28配置于第二导电层27的表面上。第三导电层28包覆第二导电层27。第三导电层28在外侧表面具有多个突起28a。芯物质4配置于突起28a的内侧。由于多个芯物质4的存在，第三导电层28的外侧表面隆起，形成了突起28a。
优选上述芯物质中含量最多的金属元素和上述导电层中含量最多的金属元素相同。在该情况下，芯物质和导电层的密合性良好，其结果，连接结构体中的连接电阻变得更为良好。需要说明的是，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述导电层中含量最多的金属元素也可以在上述芯物质中、上述导电层中、或上述芯物质和上述导电层中存在浓度梯度。另外，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述导电层中含量最多的金属元素也可以与其它金属形成合金。另外，上述芯物质中所包含的金属和上述导电层中所包含的金属也可以在界面处发生合金化。
优选上述芯物质中含量最多的金属元素和上述第一导电层中含量最多的金属元素相同。在该情况下，芯物质和导电层的密合性良好，其结果，连接结构体中的连接电阻变得更为良好。需要说明的是，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述第一导电层中含量最多的金属元素也可以在上述芯物质中、上述第一导电层中、或上述芯物质和上述第一导电层中存在浓度梯度。上述第一导电层中含量最多的金属元素也可以与其它金属形成合金。上述芯物质中所包含的金属和上述第一导电层中所包含的金属也可以在界面处发生合金化。
优选上述芯物质中含量最多的金属元素和上述第二导电层中含量最多的金属元素相同。在该情况下，芯物质和导电层的密合性良好，其结果，连接结构体中的连接电阻变得更为良好。需要说明的是，上述芯物质中含量最多的金属元素和上述第二导电层中含量最多的金属元素也可以在上述芯物质中、上述第二导电层中、或上述芯物质和上述第二导电层中存在浓度梯度。上述第二导电层中含量最多的金属元素也可以与其它金属形成合金。上述芯物质所包含的金属和上述第二导电层中所包含的金属也可以在界面处发生合金化。
优选上述芯物质的莫氏硬度与配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分的莫氏硬度相同、或上述芯物质的莫氏硬度比配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分的莫氏硬度大。另外，优选上述芯物质的莫氏硬度与上述第一导电层的莫氏硬度相同、或上述芯物质的莫氏硬度比上述第一导电层的莫氏硬度大。在这些情况下，芯物质不易被压入基体材料粒子，芯物质的部分区域不易嵌入基体材料粒子内。其结果，能够更进一步降低电极间的连接电阻。从更进一步降低电极间的连接电阻的观点出发，优选上述芯物质的莫氏硬度比配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分或上述第一导电层的莫氏硬度大。
在上述芯物质的莫氏硬度与配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分或上述第一导电层的莫氏硬度为同等以上的情况下，从更进一步降低连接电阻的观点出发，上述芯物质的莫氏硬度与配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分或上述第一导电层的莫氏硬度的差的绝对值优选为0.1以上，更优选为0.5以上。
优选上述芯物质的莫氏硬度比配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分的莫氏硬度小。优选上述芯物质的莫氏硬度比上述第一导电层的莫氏硬度小。在这些情况下，上述导电层部分及上述第一导电层具有一定程度的缓冲性。由此，不仅能够降低由配置于基体材料粒子和芯物质之间的导电层部分或第一导电层引起的连接电阻，而且，即使对利用导电性粒子连接电极间而成的连接结构体施加冲击，也不易发生导通不良。即，还能够提高连接结构体的耐冲击性。
在上述芯物质的莫氏硬度比配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分或上述第一导电层的莫氏硬度小的情况下，从更进一步提高耐冲击性的观点出发，上述芯物质的莫氏硬度与配置于上述基体材料粒子和上述芯物质之间的导电层部分或上述第一导电层的莫氏硬度的差的绝对值优选为0.1以上，更优选为0.5以上。
[基体材料粒子]
作为上述基体材料粒子，可举出：树脂粒子、除金属以外的无机粒子、有机无机杂化粒子及金属粒子等。上述基体材料粒子优选为除金属粒子以外的基体材料粒子，更优选为树脂粒子、除金属以外的无机粒子或有机无机杂化粒子。
上述基体材料粒子优选为由树脂形成的树脂粒子。如果上述基体材料粒子为树脂粒子，则通过本发明的导电层及芯物质的构成而获得的连接电阻的降低效果相当明显。在使用上述导电性粒子连接电极间时，在将上述导电性粒子配置于电极间后，通过压合使上述导电性粒子压缩。如果基体材料粒子为树脂粒子，则在进行上述压合时，上述导电性粒子易于变形，导电性粒子和电极的接触面积变大。因此，电极间的导通可靠性变高。
作为用于形成上述树脂粒子的树脂，可优选使用各种有机物。作为用于形成上述树脂粒子的树脂，可列举例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂；聚甲基丙烯酸甲酯及聚丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂；聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、以及由一种或两种以上具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体经聚合而得到的聚合物等。由于能够设计及合成出适于导电材料的具有任意的压缩时的物性的树脂粒子，且可容易地将基体材料粒子的硬度控制在适宜的范围，因此，用于形成上述树脂粒子的树脂优选为由一种或两种以上具有多个烯属不饱和基团的聚合性单体经聚合而得到的聚合物。
在使具有烯属不饱和基团的单体聚合而得到上述树脂粒子的情况下，作为上述具有烯属不饱和基团的单体，可举出非交联性的单体和交联性的单体。
作为上述非交联性的单体，例如可举出：苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体；(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基单体；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类；(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有氧原子的(甲基)丙烯酸酯类；(甲基)丙烯腈等含腈单体；甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯基醚类；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等酸乙烯酯类；乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯等不饱和烃；(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素单体等。
作为上述交联性的单体，例如可举出：四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)四亚甲基二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯类；(异)氰脲酸三烯丙酯、苯偏三酸三烯丙酯、二乙烯基苯、苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷等含硅烷单体等。
通过利用公知的方法使上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合，可以得到上述树脂粒子。作为该方法，例如可举出在自由基聚合引发剂的存在下进行悬浮聚合的方法、以及使用非交联的种粒子与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀而聚合的方法等。
上述基体材料粒子为除金属粒子以外的无机粒子或有机无机杂化粒子的情况下，作为用于形成上述基体材料粒子的无机物，可举出二氧化硅及炭黑等。作为由上述二氧化硅形成的粒子，没有特别限定，例如可举出通过将具有2个以上水解性烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解而形成交联聚合物粒子后，根据需要进行烧制而得到的粒子。作为上述有机无机杂化粒子，例如可举出由交联的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸树脂形成的有机无机杂化粒子等。
在上述基体材料粒子为金属粒子的情况下，作为用于形成该金属粒子的金属，可举出银、铜、镍、硅、金及钛等，但是，优选基体材料粒子不是金属粒子。
上述基体材料粒子的粒径优选为0.1μm以上，更优选为0.5μm以上，更进一步优选为1μm以上，更优选为1.5μm以上，特别优选为2μm以上，优选为1000μm以下，更优选为500μm以下，更进一步优选为300μm以下，更优选为50μm以下，更进一步优选为30μm以下，特别优选为5μm以下，最优选为3μm以下。如果基体材料粒子的粒径为上述下限以上，则由于导电性粒子和电极的接触面积变大，因此，可更进一步提高电极间的导通可靠性，更进一步降低经由导电性粒子连接的电极间的连接电阻。另外，在通过非电解镀在基体材料粒子表面形成导电层时，不易发生凝聚，不易形成凝聚的导电性粒子。如果粒径为上述上限以下，则易于充分压缩导电性粒子，电极间的连接电阻更进一步降低，且电极间的间隔进一步缩小。上述基体材料粒子的粒径在基体材料粒子为正球状的情况下，表示直径，在基体材料粒子不是正球状的情况下，表示最大直径。
上述基体材料粒子的粒径特别优选为0.1μm以上且5μm以下。如果上述基体材料粒子的粒径为0.1～5μm的范围内，则电极间的间隔缩小，并且即使增加导电层的厚度，也可得到较小的导电性粒子。从可更进一步缩小电极间的间隔、即使在增加导电层的厚度时也可得到更小的导电性粒子的观点出发，上述基体材料粒子的粒径优选为0.5μm以上，更优选为2μm以上，优选为3μm以下。
[导电层]
用于形成上述导电层的金属没有特别限定。并且，在导电性粒子为整体为导电层的金属粒子的情况下，用于形成该金属粒子的金属没有特别限定。作为该金属，例如可举出：金、银、铜、钯、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼及它们的合金等。另外，作为上述金属，可以举出：锡掺杂氧化铟(ITO)及焊锡等。其中，由于可以更进一步降低电极间的连接电阻，因此，优选含有锡的合金、镍、钯、铜或金，更优选镍或钯。构成上述导电层的金属元素优选含有镍。上述导电层优选含有选自镍、钨、钼、钯、磷及硼中的至少一种，更优选含有镍、磷或硼。构成上述导电层的材料也可以是含有磷及硼等的合金。在上述导电层中，镍和钨或钼也可以形成合金。
在上述导电层含有磷或硼的情况下，在上述导电层100重量%中，磷和硼的总含量优选为4重量%以下。如果磷和硼的总含量为上述上限以下，则镍等金属的含量相对性地增多，因此，可更进一步降低电极间的连接电阻。在上述导电层100重量%中，磷和硼的总含量优选为0.1重量%以上，更优选为0.5重量%以上。
上述芯物质、上述导电层及上述第二导电层中含量最多的金属元素优选为含有锡的合金、镍、钯、铜或金，更优选为镍或钯。
如导电性粒子1，上述导电层可以由1层形成。另外，如导电性粒子11、21，上述导电层也可以由多层形成。即，导电层可以为单层，也可以具有两层以上的叠层结构。在导电层由多层形成的情况下，优选最外层为金层、镍层、钯层、铜层或含有锡和银的合金层，更优选为金层或钯层，特别优选为金层。最外层为这些优选的导电层的情况下，可以更进一步降低电极间的连接电阻。另外，最外层为金层的情况下，可以进一步提高耐腐蚀性。
在上述基体材料粒子的表面上形成导电层的方法没有特别限定。作为形成导电层的方法，例如可以举出：利用非电解镀的方法、利用电镀的方法、利用物理蒸镀的方法、以及将金属粉末或含有金属粉末和粘合剂的糊料涂布于基体材料粒子的表面的方法等。其中，由于导电层的形成简单，因此，优选利用非电解镀的方法。作为上述利用物理蒸镀的方法，可以举出：真空蒸镀、离子镀及离子溅射等方法。
上述导电性粒子的平均粒径优选为0.11μm以上，更优选为0.5μm以上，进一步优选为0.51μm以上，特别优选为1μm以上，优选为100μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为5.6μm以下，特别优选为3.6μm以下。如果导电性粒子的平均粒径为上述下限以上及上述上限以下，则在使用导电性粒子连接电极间的情况下，可以充分增大导电性粒子和电极之间的接触面积，且在形成导电层时不易形成凝聚的导电性粒子。另外，经由导电性粒子连接的电极间的间隔不会变得过大，且导电层不易从基体材料粒子的表面剥离。
上述导电性粒子的“平均粒径”表示数均粒径。导电性粒子的平均粒径可通过用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个导电性粒子并算出平均值来求得。
上述导电层的厚度优选为0.005μm以上，更优选为0.01μm以上，优选为1μm以下，更优选为0.3μm以下。如果导电层的厚度为上述下限以上及上述上限以下，则可得到充分的导电性，且导电性粒子不会变得过硬，在进行电极间连接时可使导电性粒子充分地变形。
在上述导电层由多层形成的情况下，最外层的导电层的厚度优选为0.001μm以上，更优选为0.01μm以上，优选为0.5μm以下，更优选为0.1μm以下。如果上述最外层的导电层的厚度为上述下限以上及上述上限以下，则可以使最外层的导电层的包覆均匀，可充分提高耐腐蚀性，且可充分降低电极间的连接电阻。
上述导电层的厚度可以通过使用例如透射电子显微镜(TEM)对导电性粒子或带有绝缘性粒子的导电性粒子的剖面进行观察来测定。
每个上述导电性粒子的上述导电层的外侧表面的突起优选为3个以上，更优选为5个以上。上述突起的数量的上限没有特别限定。突起的数量的上限可以考虑导电性粒子的平均粒径等而适当选择。
[芯物质]
通过将上述芯物质埋入上述导电层中，上述导电层在外侧表面具有多个突起。
作为形成上述突起的方法，可举出：在基体材料粒子的表面上形成第一导电层后，在该第一导电层上配置芯物质，接着形成第二导电层的方法；以及在基体材料粒子的表面上形成导电层的中途阶段添加芯物质的方法等。
作为构成上述芯物质的物质，可举出导电性物质及非导电性物质。作为上述导电性物质，例如可举出：金属、金属氧化物、石墨等导电性非金属及导电性聚合物等。作为上述导电性聚合物，可以举出聚乙炔等。作为上述非导电性物质，可举出：二氧化硅、氧化铝、钛酸钡及氧化锆等。其中，由于能够提高导电性，且能够有效地降低连接电阻，因此，优选金属。上述芯物质优选为金属粒子。
作为上述金属，例如可举出：金、银、铜、铂、锌、铁、铅、锡、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、锗及镉等金属、以及锡-铅合金、锡-铜合金、锡-银合金、锡-铅-银合金及碳化钨等由两种以上的金属构成的合金等。其中，优选镍、铜、银或金。上述构成芯物质的金属与上述构成导电层的金属可以相同，也可以不同。上述构成芯物质的金属优选包含上述构成导电层的金属。上述构成芯物质的金属优选含有镍。上述构成芯物质的金属优选含有镍。
上述芯物质的形状没有特别限定。芯物质的形状优选为块状。作为芯物质，例如可以举出：粒子状的块、多个微小粒子凝聚而成的凝聚块及无定形的块等。
上述芯物质的平均直径(平均粒径)优选为0.001μm以上，更优选为0.05μm以上，优选为0.9μm以下，更优选为0.2μm以下。如果上述芯物质的平均直径为上述下限以上及上述上限以下，则能够有效地降低电极间的连接电阻。
上述芯物质的“平均直径(平均粒径)”表示数均直径(数均粒径)。芯物质的平均直径可通过使用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个芯物质并算出平均值来求得。
也可以在上述芯物质的表面上配置无机粒子。配置于芯物质的表面上的无机粒子优选为多个。也可以在芯物质的表面附着无机粒子。还可以使用具备这样的无机粒子和芯物质的复合粒子。优选无机粒子的大小(平均直径)小于芯物质的大小(平均直径)，上述无机粒子优选为无机微粒。
作为配置于上述芯物质的表面上的上述无机粒子的材料，可举出：钛酸钡(莫氏硬度4.5)、二氧化硅(二氧化硅，莫氏硬度6～7)、氧化锆(莫氏硬度8～9)、氧化铝(莫氏硬度9)、碳化钨(莫氏硬度9)及金刚石(莫氏硬度10)等。上述无机粒子优选为二氧化硅、氧化锆、氧化铝、碳化钨或金刚石，也优选为二氧化硅、氧化锆、氧化铝或金刚石。上述无机粒子的莫氏硬度优选为5以上，更优选为6以上。优选上述无机粒子的莫氏硬度比上述导电层的莫氏硬度大。优选上述无机粒子的莫氏硬度比上述第二导电层的莫氏硬度大。上述无机粒子的莫氏硬度与上述导电层的莫氏硬度的差的绝对值、以及上述无机粒子的莫氏硬度与上述第二导电层的莫氏硬度的差的绝对值优选为0.1以上，更优选为0.2以上，进一步优选为0.5以上，特别优选为1以上。另外，在导电层由多层形成的情况下，无机粒子比构成多个层的全部金属均硬时，可更为有效地发挥出连接电阻的降低效果。
上述无机粒子的平均粒径优选为0.0001μm以上，更优选为0.005μm以上，优选为0.5μm以下，更优选为0.1μm以下。如果上述无机粒子的平均粒径为上述下限以上及上述上限以下，则能够有效地降低电极间的连接电阻。
上述无机粒子的“平均粒径”表示数均粒径。无机粒子的平均粒径可通过利用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个无机粒子并算出平均值来求得。
在使用上述芯物质的表面上配置有无机粒子的复合粒子的情况下，上述复合粒子的平均直径(平均粒径)优选为0.0012μm以上，更优选为0.0502μm以上，优选为1.9μm以下，更优选为1.2μm以下。如果上述复合粒子的平均直径为上述下限以上及上述上限以下，则能够有效地降低电极间的连接电阻。
上述复合粒子的“平均直径(平均粒径)”表示数均直径(数均粒径)。上述复合粒子的平均直径可通过利用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个复合粒子并算出平均值来求得。
[绝缘物质]
本发明的导电性粒子优选具备配置于上述导电层表面上的绝缘物质。在该情况下，当将导电性粒子用于电极间的连接时，可防止邻接的电极间的短路。具体而言，在多个导电性粒子接触时，多个电极间存在绝缘物质，因此，可防止横向上相邻的电极间、而非上下电极间的短路。需要说明的是，在进行电极间的连接时，通过利用两个电极对导电性粒子进行加压，可容易地排除导电性粒子的导电层和电极之间的绝缘物质。由于导电性粒子在导电层的外表面具有多个突起，因此，可容易地排除导电性粒子的导电层和电极之间的绝缘物质。
在进行电极间的压合时，可更容易地排除上述绝缘物质，因此，上述绝缘物质优选为绝缘粒子。
作为上述绝缘物质的材料即绝缘性树脂的具体例，可举出聚烯烃类、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、热塑性树脂、热塑性树脂的交联物、热固性树脂及水溶性树脂等。
作为上述聚烯烃类，可举出聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作为上述(甲基)丙烯酸酯聚合物，可举出聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯及聚(甲基)丙烯酸丁酯等。作为上述嵌段聚合物，可举出聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及这些聚合物的加氢产物等。作为上述热塑性树脂，可举出乙烯基聚合物及乙烯基共聚物等。作为上述热固性树脂，可举出环氧树脂、酚醛树脂及三聚氰胺树脂等。作为上述水溶性树脂，可举出聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯及甲基纤维素等。其中，优选水溶性树脂，更优选聚乙烯醇。
作为在上述导电层的表面上配置绝缘物质的方法，可举出化学方法及物理或机械方法等。作为上述化学方法，可举出：界面聚合法、在粒子存在下的悬浮聚合法及乳液聚合法等。作为上述的物理或机械方法，可举出喷雾干燥法、杂化法、静电附着法、喷雾法、浸渍法及利用真空蒸镀的方法等。其中，由于绝缘物质不易脱离，因此优选通过化学键将上述绝缘物质配置于上述导电层的表面的方法。
上述绝缘物质的平均直径(平均粒径)可根据导电性粒子的粒径及导电性粒子的用途等适宜选择。上述绝缘物质的平均直径(平均粒径)优选为0.005μm以上，更优选为0.01μm以上，优选为1μm以下，更优选为0.5μm以下。如果绝缘物质的平均直径为上述下限以上，则使导电性粒子分散于粘合剂树脂中时，多个导电性粒子中的导电层彼此不易接触。如果绝缘性粒子的平均直径为上述上限以下，则在连接电极间时，无需为了排除电极和导电性粒子之间的绝缘物质而过度提高压力，也不需要加热至高温。
上述绝缘物质的“平均直径(平均粒径)”表示数均直径(数均粒径)。绝缘物质的平均直径可利用粒度分布测定装置等求得。
(导电材料)
本发明的导电材料含有上述导电性粒子和粘合剂树脂。上述导电性粒子优选分散于粘合剂树脂中作为导电材料使用。上述导电材料优选为各向异性导电材料。
上述粘合剂树脂没有特别限定。作为上述粘合剂树脂，可使用公知的绝缘性树脂。
作为上述粘合剂树脂，例如可举出：乙烯基树脂，热塑性树脂，固化性树脂，热塑性嵌段共聚物及弹性体等。上述粘合剂树脂可以只使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为上述乙烯基树脂，例如可以举出：乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂及苯乙烯树脂等。作为上述热塑性树脂，例如可以举出：聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚酰胺树脂等。作为上述固化性树脂，例如可以举出：环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂及不饱和聚酯树脂等。需要说明的是，上述固化性树脂可以为常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿固化型树脂。上述固化性树脂可以与固化剂组合使用。作为上述热塑性嵌段共聚物，例如可以举出：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、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加氢产物及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加氢产物等。作为上述弹性体，例如可以举出：苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。
上述导电材料中除了上述导电性粒子及上述粘合剂树脂以外，还可以含有例如填充剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、抗静电剂及阻燃剂等各种添加剂。
使上述导电性粒子分散于上述粘合剂树脂中的方法可以使用现有公知的分散方法，没有特别限定。作为使上述导电性粒子分散于上述粘合剂树脂中的方法，可以举出例如：在上述粘合剂树脂中添加上述导电性粒子后，用行星混合机等进行混炼使其分散的方法；使用均化器等使上述导电性粒子均匀地分散在水或有机溶剂中，然后添加至上述粘合剂树脂中，并用行星混合机等进行混炼使其分散的方法；以及将上述粘合剂树脂用水或有机溶剂等进行稀释后，添加导电性粒子，并用行星混合机等进行混炼使其分散的方法等。
本发明的导电材料可制成导电糊或导电膜使用。在本发明的导电材料为导电膜的的情况下，也可以在含有导电性粒子的导电膜上叠层不含导电性粒子的膜。上述导电糊优选为各向异性导电糊。上述导电膜优选为各向异性导电膜。
在上述导电材料100重量%中，上述粘合剂树脂的含量优选为10重量%以上，更优选为30重量%以上，进一步优选为50重量%以上，特别优选为70重量%以上，优选为99.99重量%以下，更优选为99.9重量%以下。如果上述粘合剂树脂的含量为上述下限以上及上述上限以下，则导电性粒子有效地配置于电极间，由导电材料连接的连接对象部件的连接可靠性进一步提高。
在上述导电材料100重量%中，上述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上，更优选为0.1重量%以上，优选为40重量%以下，更优选为20重量%以下，进一步优选为10重量%以下。如果上述导电性粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下，则电极间的导通可靠性进一步提高。
(连接结构体)
通过使用本发明的导电性粒子、或者使用含有该导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料对连接对象部件进行连接，可以得到连接结构体。
优选上述连接结构体具备第一连接对象部件、第二连接对象部件以及连接第一、第二连接对象部件的连接部，且该连接部由本发明的导电性粒子形成、或者由含有该导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料(各向异性导电材料等)形成。在使用导电性粒子的情况下，连接部本身为导电性粒子。即，第一、第二连接对象部件由导电性粒子连接。
图4中以正面剖视图示意性地示出了使用了本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体。
图4所示的连接结构体51具备第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、以及连接第一，第二连接对象部件52、53的连接部54。连接部54通过使含有导电性粒子1的导电材料固化而形成。需要说明的是，在图4中，为了图示方便，导电性粒子1以简图表示。
第一连接对象部件52在上表面52a(表面)具有多个电极52b。第二连接对象部件53在下表面53a(表面)具有多个电极53b。电极52b和电极53b通过一个或多个导电性粒子1电连接。因此，第一，第二连接对象部件52、53由导电性粒子1电连接。
上述连接结构体的制造方法没有特别限定。作为连接结构体的制造方法的一个例子，可举出：在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间配置上述导电材料而得到叠层体后，对该叠层体进行加热及加压的方法等。
上述加压的压力为9.8×104～4.9×106Pa左右。上述加热的温度为120～220℃左右。
作为上述连接对象部件，具体可举出：半导体芯片、电容器及二极管等电子部件、以及印刷基板、挠性印刷基板及玻璃基板等电路基板等电子部件等。上述连接对象部件优选为电子部件。上述导电性粒子优选用于电子部件中的电极的电连接。
作为设置于上述连接对象部件的电极，可以举出：金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、钼电极及钨电极等金属电极。在上述连接对象部件为挠性印刷基板的情况下，优选上述电极为金电极、镍电极、锡电极或铜电极。在上述连接对象部件为玻璃基板的情况下，优选上述电极为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。需要说明的是，在上述电极为铝电极的情况下，其可以为仅由铝形成的电极，也可以为在金属氧化物层的表面叠层铝层而成的电极。作为上述金属氧化物层的材料，可以举出掺杂有3价金属元素的氧化铟及掺杂有3价金属元素的氧化锌等。作为上述3价金属元素，可以举出：Sn、Al及Ga等。
以下，举出实施例及比较例更具体地说明本发明。本发明并不仅限定于以下的实施例。
(实施例1)
(1)钯附着工序
准备粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)。对该树脂粒子进行蚀刻、水洗。接着，在含有8重量%钯催化剂的100mL的钯催化剂化液中添加树脂粒子并进行搅拌。然后，进行过滤、清洗。在pH值为6的0.5重量%的二甲胺基硼烷液中添加树脂粒子，得到附着有钯的树脂粒子。
(2)非电解镀镍工序
为了形成镍-磷导电层，准备了含有0.25mol／L的硫酸镍、0.25mol／L的次磷酸钠、0.15mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钼酸钠的镀镍液(pH8.0)。
在1000mL的纯水中添加所得附着有钯的树脂粒子，利用超声波分散器进行分散，由此，得到了悬浮液。于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此，用镍-磷层(镍-钼-磷层(Ni-Mo-P层)即第一导电层(厚度5.2nm)包覆树脂粒子，得到了形成有第一导电层的粒子。
(3)芯物质附着工序及非电解镀镍工序
准备氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用形成有第一导电层的粒子和金属粒子浆料进行包覆。
为了形成镍-磷导电层，准备了含有0.25mol／L的硫酸镍、0.25mol／L的次磷酸钠、0.15mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钼酸钠的镀镍液(pH8.0)。
于60℃搅拌所得悬浮液，同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为90nm的第二导电层(镍-钼-磷层(Ni-Mo-P层))。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此得到了导电性粒子。得到的导电性粒子在第二导电层的外侧表面具有突起，且在第二导电层的突起的内侧配置有芯物质。另外，在树脂粒子和芯物质之间配置有第一导电层。
(实施例2)
除了将氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)变更成二氧化硅粒子浆料(平均粒径100nm)以外，与实施例1同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例3)
除了将氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)变更成碳化钨(ＷC)粒子浆料(平均粒径100nm)以外，与实施例1同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例4～8)
除了将镍-磷层即第一导电层的厚度变更成下述所示的值以外，与实施例1同样地实施，得到了导电性粒子。
第一导电层的厚度：
实施例4：10μm
实施例5：20μm
实施例6：100μm
实施例7：750μm
实施例8：860μm
(实施例9)
(1)绝缘性粒子的制作
在安装有四颈可拆盖(4ツ口セパラブルカバー)、搅拌桨、三通阀、冷凝管及温度传感器的1000mL的可拆式烧瓶中，称取含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧乙基氯化铵1mmol及2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物于离子交换水中、并使所述单体组合物的固体成分分率为5重量%，然后，以200rpm进行搅拌，在氮气氛围中、70℃下进行了24小时聚合。反应结束后，进行冷冻干燥，得到了表面具有铵基、平均粒径为220nm且CV值为10%的绝缘性粒子。
使绝缘性粒子在超声波振动下分散在离子交换水中，得到绝缘性粒子的10重量%水分散液。
使实施例1中得到的导电性粒子10g分散于500mL离子交换水中，添加绝缘性粒子的水分散液4g，于室温搅拌6小时。利用3μm的筛网过滤器过滤后，进一步用甲醇进行清洗、干燥，得到了附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察的结果，在导电性粒子的表面仅形成了1层由绝缘性粒子构成的包覆层。利用图像解析算出绝缘性粒子的包覆面积(即绝缘性粒子的粒径的投影面积)相对于距导电性粒子的中心2.5μm的面积的比例，结果，包覆率为30%。
(实施例10)
除了将粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)变更成由二氧化硅包覆粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)的表面而成的有机无机杂化粒子(粒径5.1μm)以外，与实施例1同样地实施，得到了导电性粒子。
(比较例1)
除了将镍-磷层即第一导电层的厚度变更成4.5nm以外，与实施例1同样地实施，得到了导电性粒子。
(比较例2)
准备粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)。另外，准备氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用树脂粒子和金属粒子浆料，利用芯物质包覆树脂粒子的表面，得到了悬浮液。
为了形成镍-磷导电层，准备了含有0.25mol／L的硫酸镍、0.25mol／L的次磷酸钠、0.15mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钼酸钠的镀镍液(pH8.0)。
于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为100nm的导电层。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此得到了导电性粒子。在得到的导电性粒子中，芯物质和基体材料粒子接触。
(实施例11)
(1)钯附着工序
准备了实施例1中得到的附着有钯的树脂粒子。
(2)非电解镀镍工序
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷、0.5mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钨酸钠的镀镍液(pH8.5)。
在1000mL的纯水中添加所得附着有钯的树脂粒子，利用超声波分散器进行分散，由此，得到了悬浮液。于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此，用镍-钨-硼层即第一导电层(厚度5.1nm)包覆树脂粒子，得到了形成有第一导电层的粒子。
(3)芯物质附着工序及非电解镀镍工序
准备氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用形成有第一导电层的粒子和金属粒子浆料进行包覆。
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷、0.5mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钨酸钠的镀镍液(pH8.5)。
于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为90nm的第二导电层。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此，得到了导电性粒子。得到的导电性粒子在第二导电层的外侧表面具有突起，且在第二导电层的突起的内侧配置有芯物质。另外，在树脂粒子和芯物质之间配置有第一导电层。
(实施例12)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成10nm以外，与实施例11同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例13)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成20nm以外，与实施例11同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例14)
准备实施例9中得到的绝缘性粒子的10重量%水分散液。使实施例11中得到的导电性粒子10g分散于500mL离子交换水中，添加绝缘性粒子的水分散液4g，于室温搅拌6小时。利用3μm的筛网过滤器过滤后，进一步用甲醇进行清洗、干燥，得到了附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察的结果，在导电性粒子的表面仅形成了1层由绝缘性粒子构成的包覆层。利用图像解析算出绝缘性粒子的包覆面积(即绝缘性粒子的粒径的投影面积)相对于距导电性粒子的中心2.5μm的面积的比例，结果，包覆率为30%。
(比较例3)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成3nm以外，与实施例11同样地实施，得到了导电性粒子。
(比较例4)
准备粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)。另外，准备氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用树脂粒子和金属粒子浆料，利用芯物质包覆树脂粒子的表面，得到了悬浮液。
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷、0.5mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钨酸钠的镀镍液(pH8.5)。
于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为100nm的导电层。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此得到了导电性粒子。在得到的导电性粒子中，芯物质和基体材料粒子接触。
(实施例15)
(1)钯附着工序
准备实施例1中得到的附着有钯的树脂粒子。
(2)非电解镀镍工序
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷、0.5mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钨酸钠的镀镍液(pH8.5)。
在1000mL的纯水中添加所得附着有钯的树脂粒子，利用超声波分散器进行分散，得到了悬浮液。于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此，用镍-钨-硼层即厚度10nm的第一导电层包覆树脂粒子，得到了形成有第一导电层的粒子。
(3)芯物质附着工序及非电解镀镍工序
准备钛酸钡(BaTiO3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用形成有第一导电层的粒子和金属粒子浆料，用金属粒子包覆第一导电层的表面，得到悬浮液。
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷及0.5mol／L的柠檬酸钠的镀镍液(pH7.0)。
于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为90nm的第二导电层。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此得到了导电性粒子。得到的导电性粒子在第二导电层的外侧表面具有突起，在第二导电层的突起的内侧配置有芯物质。另外，在树脂粒子和芯物质之间配置有第一导电层。
(实施例16)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成5.1nm以外，与实施例15同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例17)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成20nm以外，与实施例15同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例18)
除了将钛酸钡(BaTiO3)粒子浆料(平均粒径100nm)变更成氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)以外，与实施例15同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例19)
除了将钛酸钡(BaTiO3)粒子浆料(平均粒径100nm)变更成氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)以外，与实施例16同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例20)
除了将钛酸钡(BaTiO3)粒子浆料(平均粒径100nm)变更成氧化铝(Al2O3)粒子浆料(平均粒径100nm)以外，与实施例17同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例21)
除了在用于形成第二导电层的镀镍液中追加0.01mol／L的钨酸钠以外，与实施例15同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例22)
准备实施例9中得到的绝缘性粒子的10重量%水分散液。使实施例15中得到的导电性粒子10g分散于500mL离子交换水中，添加绝缘性粒子的水分散液4g，于室温搅拌6小时。利用3μm的筛网过滤器过滤后，进一步用甲醇进行清洗、干燥，得到了附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察的结果，在导电性粒子的表面仅形成了1层由绝缘性粒子构成的包覆层。利用图像解析算出绝缘性粒子的包覆面积(即绝缘性粒子的粒径的投影面积)相对于距导电性粒子的中心2.5μm的面积的比例，结果，包覆率为30%。
(比较例5)
准备粒径为5.0μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制“Micropearl SP-205”)。另外，准备钛酸钡(BaTiO3)粒子浆料(平均粒径100nm)。使用树脂粒子和金属粒子浆料，利用芯物质包覆树脂粒子的表面，得到了悬浮液。
准备含有0.23mol／L的硫酸镍、0.92mol／L的二甲胺基硼烷、0.5mol／L的柠檬酸钠及0.01mol／L的钨酸钠的镀镍液(pH8.5)。
于60℃搅拌所得悬浮液的同时向悬浮液中缓慢滴加上述镀镍液，进行非电解镀镍，形成了厚度为100nm的导电层。然后，通过对悬浮液进行过滤而分离出粒子，并进行水洗、干燥，由此得到了导电性粒子。在得到的导电性粒子中，芯物质和基体材料粒子接触。
(比较例6)
除了将镍-钨-硼层即第一导电层的厚度变更成1nm以外，与实施例18同样地实施，得到了导电性粒子。
(实施例23)
准备实施例9中得到的绝缘性粒子的10重量%水分散液。使实施例18中得到的导电性粒子10g分散于500mL离子交换水中，添加绝缘性粒子的水分散液4g，于室温搅拌6小时。利用3μm的筛网过滤器过滤后，进一步用甲醇进行清洗、干燥，得到了附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察的结果，在导电性粒子的表面仅形成了1层由绝缘性粒子构成的包覆层。利用图像解析算出绝缘性粒子的包覆面积(即绝缘性粒子的粒径的投影面积)相对于距导电性粒子的中心2.5μm的面积的比例，结果，包覆率为30%。
(评价)
(1)基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的平均距离
切割所得导电性粒子并进行剖面观察，由此测定了基体材料粒子的表面和多个芯物质之间的距离。基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的距离如下地测定：拍摄导电性粒子的多个部位的剖面而得到图像，由所得图像制作立体图像，使用得到的立体图像来进行测定。上述剖面的拍摄使用日本FEI公司制造的聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM)装置名Helious NanoLab.650进行。使用聚焦离子束制作导电性粒子的薄膜切片，并利用扫描电子显微镜观察剖面。通过将该操作重复200次并进行图像解析，得到了粒子的立体图像。由立体图像求出基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的距离。
(2)在芯物质的总个数100重量%中，基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例(%)
与上述(1)的评价项目同样地，测定在芯物质的总个数100重量%中，基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例(%)，并按照下述基准进行了判定。
[基体材料粒子的表面和芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例(%)的判定基准]
A：上述个数的比例超过80%
B：上述个数的比例为80%以下
(3)连接电阻
连接结构体的制作：
混合10重量份的双酚A型环氧树脂(三菱化学公司制“Epikote1009”)、40重量份的丙烯酸橡胶(重均分子量约为80万)、200重量份的甲基乙基酮、50重量份的微胶囊型固化剂(ASAHI KASEI CHEMICALS公司制“HX3941HP”)、2重量份的硅烷偶联剂(Dow Corning Toray Silicone公司制“SH6040”)，并添加导电性粒子使其含量为3重量%，进行分散，得到树脂组合物。
将得到的树脂组合物涂布于单面经过了脱模处理的厚度为50μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜，利用70℃的热风干燥5分钟，制作了各向异性导电膜。得到的各向异性导电膜的厚度为12μm。
将得到的各向异性导电膜裁切成5mm×5mm的大小。将裁切得到的各向异性导电膜贴合在设置有铝电极(高度0.2μm，L/S＝20μm/20μm)的玻璃基板(宽度3cm，长度3cm)的铝电极侧的大致中央，其中，所述铝电极是一侧具有电阻测定用引线的电极。接着，将具有相同铝电极的双层挠性印刷基板(宽度2cm、长度1cm)以电极彼此重叠的方式对齐后进行贴合。以10N、180℃及20秒钟的压合条件对该玻璃基板和双层挠性印刷基板的叠层体进行热压合，得到了连接结构体。其中，使用的是在聚酰亚胺膜上直接形成有铝电极的双层挠性印刷基板。
连接电阻的测定：
通过四端法测定了所得连接结构体的相对的电极间的连接电阻。另外，以下述基准判定了连接电阻。
[连接电阻的判定基准]
○○：连接电阻为2.0Ω以下
○：连接电阻超过2.0Ω且为3.0Ω以下
△：连接电阻超过3.0Ω且为5.0Ω以下
×：连接电阻超过5.0Ω
(4)耐冲击性
使在上述(3)连接电阻的评价中得到的连接结构体从高度70cm的位置落下，确认导通，由此进行了耐冲击性的评价。根据相对于初期电阻值的电阻值的上升率，按照下述基准判定了耐冲击性。
[耐冲击性的判定基准]
○○：相对于初期电阻值的电阻值的上升率为20%以下
○：相对于初期电阻值的电阻值的上升率超过20%且为35%以下
△：相对于初期电阻值的电阻值的上升率超过35%且为50%以下
×：相对于初期电阻值的电阻值的上升率超过50%
(5)压痕的状态
使用微分干涉显微镜，从在上述(3)连接电阻的评价中得到的连接结构体的玻璃基板侧观察设置于玻璃基板的电极，按照下述的判定基准对导电性粒子所接触的电极上有无压痕形成进行了评价。需要说明的是，关于电极上有无压痕形成，使电极面积为0.02mm2，利用微分干涉显微镜观察，算出了在每0.02mm2电极面积上的压痕个数。利用微分干涉显微镜观察任意10个部位，算出了每0.02mm2电极面积上的压痕个数的平均值。
[压痕状态的判定基准]
○：每0.02mm2电极面积上的压痕个数的平均值为20个以上
△：每0.02mm2电极面积上的压痕个数的平均值为5个以上且不足20个
×：每0.02mm2电极面积上的压痕个数的平均值少于5个
结果如下述表1～3所示。需要说明的是，下述表1～3中示出了第一、第二导电层及芯物质的莫氏硬度。另外，在下述表1～3中，“-”表示未进行评价。
Figure BDA0000467824250000311
Figure BDA0000467824250000321

Claims (11)

1.一种导电性粒子，其具备：
基体材料粒子、
包覆所述基体材料粒子的导电层、以及
埋入所述导电层内的多个芯物质，
所述导电层在外侧的表面具有多个突起，在所述导电层的所述突起的内侧配置有所述芯物质，
在所述基体材料粒子和所述芯物质之间配置有所述导电层，所述基体材料粒子的表面和所述芯物质的表面隔开距离，所述基体材料粒子的表面和所述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm。
2.根据权利要求1所述的导电性粒子，其中，
所述基体材料粒子的表面和所述芯物质的表面之间的平均距离超过5nm且为800nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的导电性粒子，其中，
在所述芯物质的总个数100%中，所述基体材料粒子的表面和所述芯物质的表面之间的距离超过5nm的芯物质的个数的比例超过80%且为100%以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电性粒子，其中，
所述芯物质中含量最多的金属元素和所述导电层中含量最多的金属元素相同。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的导电性粒子，其中，
所述导电层具备包覆所述基体材料粒子的第一导电层和包覆所述第一导电层及所述芯物质的第二导电层，
所述芯物质配置于所述第一导电层的表面上，且埋入所述第二导电层内，
所述第二导电层在外侧的表面具有多个突起，
在所述第二导电层的所述突起的内侧配置有所述芯物质，
在所述基体材料粒子和所述芯物质之间配置有所述第一导电层。
6.根据权利要求5所述的导电性粒子，其中，
所述芯物质中含量最多的金属元素和所述第二导电层中含量最多的金属元素相同。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的导电性粒子，其中，
所述导电层为单层的导电层。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的导电性粒子，其中，
所述芯物质为金属粒子。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的导电性粒子，其还具备附着于所述导电层的表面的绝缘物质。
10.一种导电材料，其含有权利要求1～9中任一项所述的导电性粒子和粘合剂树脂。
11.一种连接构造体，其具备：
第一连接对象部件、
第二连接对象部件、以及
连接所述第一、第二连接对象部件的连接部，
所述连接部由权利要求1～9中任一项所述的导电性粒子形成、或者由含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成。
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