CN106270496A - 导电性粒子、各向异性导电膜、接合体及连接方法 - Google Patents

导电性粒子、各向异性导电膜、接合体及连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可以防止凝集且在电路部件彼此之间的连接中可以破坏所述电路部件中电极表面的氧化被膜而获得高连接可靠性的导电性粒子、使用该导电性粒子的各向异性导电膜、接合体及连接方法。导电性粒子是具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层的导电性粒子,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm。

Description

导电性粒子、各向异性导电膜、接合体及连接方法
本申请是分案申请,原申请的申请日为2010年07月12日、申请号为201080032115.9(PCT/JP2010/061790)、发明名称为“导电性粒子、各向异性导电膜、接合体及连接方法”。
技术领域
本发明涉及一种导电性粒子、使用该导电性粒子的各向异性导电膜、接合体及连接方法。
背景技术
在液晶显示器与带载封装(Tape Carrier Package.:TCP)的连接、柔性电路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)与TCP的连接或FPC与印刷配线板(Printed WiringBoard:PWB)的连接等电路部件彼此之间的连接中,使用在粘合剂树脂中分散有导电性粒子的电路连接材料(例如,各向异性导电膜)。另外,近来在将半导体硅芯片组装于基板时,为了电路部件彼此之间的连接,不使用引线键合而将半导体硅芯片倒装地直接组装于基板,进行所谓倒装焊芯片组装。在该倒装焊芯片组装中,在电路部件彼此之间的连接中也使用各向异性导电膜等电路连接材料。
一般而言,所述各向异性导电膜含有粘合剂树脂和导电性粒子。作为该导电性粒子,从硬度高且与金(Au)相比可以降低成本的观点看,例如,镍(Ni)类导电性粒子备受瞩目。
作为所述镍类导电性粒子,例如可以举出(1)在树脂芯粒子表面形成有镀镍层、在表面具有突起的导电性粒子(参照例如专利文献1~4),(2)在镍芯粒子容易发生氧化的表面进行镀金的导电性粒子(参照例如专利文献5)等。
在导电连接时按压电路部件之间时,在所述(1)的导电性粒子表面形成的突起使得压力集中于突起部与电路部件的接点,从而可以进行坚固的连接。而且,可以通过突起部分破坏电极表面的氧化被膜,从而提高连接可靠性。
但是,所述(1)的导电性粒子由于所述芯粒子为树脂而具有弹性变形性,因此,即便镀镍层具有突起,也会由于电路基板的硬度导致不能破坏电路部件中形成于电极表面的氧化被膜,而存在连接可靠性变低的问题。
另外,所述(2)的在镍芯粒子的表面进行镀金的导电性粒子由于在表面形成的金的莫氏硬度较低至2.5而不能破坏电路部件中电极表面的氧化被膜,存在连接可靠性变低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-302716号公报
专利文献2:日本特开4235227号公报
专利文献3:日本特开2006-228475号公报
专利文献4:日本特开2007-173075号公报
专利文献5:日本特开2004-238738号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明解决现存的诸多问题,以实现以下目的为课题。即,本发明的目的是提供可以防止凝集同时在电路部件彼此之间的连接中可以破坏所述电路部件中电极表面的氧化被膜而获得高连接可靠性的导电性粒子、使用该导电性粒子的各向异性导电膜、接合体及连接方法。
解决课题的手段
解决上述课题的手段如下。即,
(1)一种导电性粒子,其特征在于具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm。
(2)如所述(1)中记载的导电性粒子,其中导电层中的表面的磷浓度为0.3质量%~6质量%。
(3)如所述(2)中记载的导电性粒子,其中导电层中的表面的磷浓度为0.3质量%~1.5质量%。
(4)如所述(3)中记载的导电性粒子,其中导电层中的表面的磷浓度为0.3质量%~0.8质量%。
(5)如所述(1)~(4)任一项中记载的导电性粒子,其中表面具有突起,所述突起具有尖端部。
(6)一种各向异性导电膜,其特征在于具有所述(1)~(5)任一项中记载的导电性粒子和粘合剂树脂,所述粘合剂树脂含有环氧树脂及丙烯酸酯树脂中的至少任一种。
(7)如所述(6)中记载的各向异性导电膜,其进一步含有苯氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂及聚氨酯树脂中的至少任一种。
(8)如所述(6)~(7)任一项中记载的各向异性导电膜,其进一步含有潜在性固化剂。
(9)如所述(6)~(8)任一项中记载的各向异性导电膜,其进一步含有硅烷偶联剂。
(10)一种接合体,其特征在于具有第一电路部件、与所述第一电路部件相对向的第二电路部件以及配置于所述第一电路部件与所述第二电路部件之间的所述(6)~(9)任一项中记载的各向异性导电膜,所述第一电路部件中的电极与所述第二电路部件中的电极通过导电性粒子而连接。
(11)如所述(10)中记载的接合体,其中第一电路部件为柔性电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
(12)如所述(11)中记载的接合体,其中在印刷配线基板的电极上形成有由埋入导电性粒子而形成的压痕。
(13)一种连接方法,其特征在于使用所述(6)~(9)任一项中记载的各向异性导电膜,包括将所述各向异性导电膜粘贴于第一电路部件及第二电路部件中的任一个的薄膜粘贴步骤、使所述第一电路部件与所述第二电路部件位置对准的对准步骤以及使所述第一电路部件中的电极与所述第二电路部件中的电极通过导电性粒子而连接的连接步骤。
(14)如所述(13)中记载的连接方法,其中第一电路部件为柔性电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
根据本发明,可以解决以往的诸多问题,实现所述目的,即提供了一种可以防止凝集,同时在电路部件彼此之间的连接中可以破坏所述电路部件中电极表面的氧化被膜而获得高连接可靠性的导电性粒子、使用该导电性粒子的各向异性导电膜、接合体及连接方法。
附图说明
图1是本发明的导电性微粒子的剖面图(其1)。
图2是本发明的导电性微粒子的剖面图(其2)。
图3是表示比较例1的接合体2的压痕有无的观察结果的照片。
图4是表示实施例1的接合体2的压痕有无的观察结果的照片。
具体实施方式
(导电性粒子)
本发明的导电性粒子至少具有芯粒子和导电层,根据需要,具有突起等。
(芯粒子)
作为所述芯粒子,只要为镍粒子,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
-镍粒子-
作为所述镍粒子,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
作为所述镍粒子的形状,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是从增大连接面积可以使高电流流动的观点看,表面形状优选具有微小凹凸。
作为所述镍粒子的结构,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
作为所述镍粒子的平均粒径,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是优选为1μm~50μm,较优选为2μm~20μm,特别优选为5μm~10μm。
如果所述平均粒径不足1μm或超过50μm,会不能获得窄的粒径分布,从工业制造上的实用用途的观点看也是不必要的。另一方面,如果所述平均粒径在所述特别优选的范围内,在PWB与FPC连接后可以进行压痕检查(后述图4)方面是有利的。
此外,所述镍粒子的平均粒径表示数量平均粒径,例如使用粒度分布测定装置(日机装公司制、Microtrack MT3100)进行测定。
作为所述镍粒子的材质,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:纯镍、含有杂质的镍等。作为所述杂质,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以是有机物、无机物中任意一种,例如可以举出:磷、硼、碳等。
(导电层)
作为所述导电层,只要是形成于芯粒子表面、表面的磷浓度为10质量%以下、平均厚度为1nm~10nm的镀镍层,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
作为形成作为所述导电层的镀镍层的镀镍方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:无电解法、溅射法等。通过所述镀镍方法可以同时形成后述的突起。
所述导电层中表面的磷浓度越低,由于结晶性增加,则导电率越高,硬度越高,导电性粒子的表面不容易发生氧化。因而,所述导电层中表面的磷浓度低时,在通过导电性粒子的电路部件彼此之间的连接中,可以获得高连接可靠性。
作为所述导电层中表面的磷浓度,只要为10质量%以下,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是优选为0.3质量%~6质量%,较优选为0.3质量%~1.5质量%,特别优选为0.3质量%~0.8质量%。
在此,所述导电层中表面的磷浓度只要为10质量%以下即可,在所述导电层内也可以具有磷浓度梯度。例如,即使导电层的芯粒子侧的磷浓度为15质量%,只要导电层表面的磷浓度为10质量%以下即可。
所述导电层中表面的磷浓度为10质量%以下时,导电层的导电率及硬度变高,相对于具有氧化膜的电极(配线)也具有长期维持优异连接可靠性的优点,而且导电性粒子的表面不容易发生氧化。另一方面,所述导电层中表面的磷浓度高于10质量%时,由于延展性增加,存在不能获得相对于具有氧化膜的电极(配线)低的连接电阻。
另外,所述导电层中表面的磷浓度为0.3质量%以上时,可以正常进行电镀,为6质量%以下时,可以获得较好的镍结晶性,从导通可靠性优异的方面看是有利的。而且,所述导电层中表面的磷浓度在所述特别优选的范围内时,从可以获得高连接可靠性的方面看是有利的。
作为调整所述导电层中表面的磷浓度的方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:控制电镀反应pH的方法、控制镀镍液中磷酸浓度的方法等。
在这些方法中,控制电镀反应pH的方法从反应控制优异的方面看是优选的。
另外,所述导电层中表面的磷浓度例如可以使用能量分散型X线分析装置(堀场制作所制、商品名FAEMAX-7000)进行测定。
作为所述导电层的平均厚度,只要为1nm~10nm,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
所述平均厚度不足1nm时,会不能防止所述芯粒子的氧化,超过10nm时,粒子之间容易因电镀而凝集,容易形成巨大颗粒。
另外,所述导电层的平均厚度为10nm以下时,可以获得高连接可靠性,另外,在形成导电层的电镀步骤时可以避免电镀粒子的凝集,防止形成2个~3个电镀连结颗粒而防止短路。
另外,所述芯粒子为镍粒子的导电性粒子,与所述芯粒子为树脂粒子的导电性微粒子相比,作为所述导电层可以形成较薄的镀镍层。
另外,所述导电层平均厚度是使用例如聚焦离子束加工观察装置(日立高科技公司制、商品名FB-2100)进行剖面研磨并使用穿透式电子显微镜(日立高科技公司制、商品名H-9500),测定随机选择的10个导电性粒子的导电层厚度,将这些测定值进行算术平均后得到的厚度。
在此,为了获得高连接可靠性,要求芯粒子硬度高、电镀层的导电性高、芯粒子与电镀层没有剥离等。
本发明的导电性粒子由于芯粒子为高硬度的镍粒子、导电层的导电性高、与镍粒子的结合力高的含磷的镀镍层因而可以获得高连接可靠性。
另外,在所述导电性粒子的芯粒子为树脂粒子或镍以外的金属的情况下,压缩时导电层容易从芯粒子剥离。但是,在本发明的导电性粒子中,芯粒子及导电层均含有镍,而且所述导电层可以较薄,因此可以进一步提高所述芯粒子与所述导电层的结合力。
以下,利用图1以及图2对本发明的导电性粒子进行说明。作为导电性粒子10,可以举出:具有镍粒子12和形成于镍粒子12表面的磷浓度为10质量%以下且平均厚度为1nm~10nm的由镀镍层构成的导电层11的导电性粒子(图1)、在导电性粒子10的表面进一步具有突起13的导电性粒子(图2)等。在此,所述突起优选具有尖端部。
(各向异性导电膜)
本发明的各向异性导电膜至少含有本发明的导电性粒子和粘合剂树脂,根据需要含有潜在性固化剂、常温下为固体的树脂、硅烷偶联剂等其他成分。
(粘合剂树脂)
作为所述粘合剂树脂,只要含有环氧树脂及丙烯酸酯树脂中的至少任一种,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是优选为热固化树脂、光固化树脂等。另外,在所述粘合剂树脂为热塑性树脂的情况下,导电性粒子无法坚实地压制而导致连接可靠性变差。
-环氧树脂-
作为所述环氧树脂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、这些树脂的改性环氧树脂、脂环式环氧树脂等。这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
-丙烯酸酯树脂-
作为所述丙烯酸酯树脂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸环氧酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙酯、二丙烯酸二羟甲基三环癸酯、四丙烯酸四甲二醇酯、2-羟基-1,3-二丙烯酰氧基丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基-甲氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基-乙氧基)苯基]丙烷、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸三环癸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等。这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
另外,所述丙烯酸酯可以举出甲基丙烯酸酯,这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
(潜在性固化剂)
作为所述潜在性固化剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:通过加热而活化的潜在性固化剂、通过加热而产生游离自由基的潜在性固化剂等。
作为所述通过加热而活化的潜在性固化剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:聚胺、咪唑等阴离子类固化剂和锍盐等阳离子固化剂等。
作为所述通过加热而产生游离自由基的潜在性固化剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:有机过氧化物和偶氮化合物等。
(常温下为固体的树脂)
作为所述常温下为固体的树脂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:苯氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂及聚氨酯树脂等。
作为所述常温下为固体的树脂的含量,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是优选为相对于各向异性导电膜10质量%~80质量%。
所述常温下为固体的树脂的含量相对于各向异性导电膜不足10质量%时,则缺乏膜性,在制成卷状产品时,会引起阻塞现象,超过80质量%时,薄膜的粘性降低,会无法粘贴到电路部件上。
(硅烷偶联剂)
作为所述硅烷偶联剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:环氧类硅烷偶联剂、丙烯酸类硅烷偶联剂等,主要使用烷氧基硅烷衍生物。
(接合体)
本发明的接合体具有第一电路部件、与所述第一电路部件相对向的第二电路部件以及配置于所述第一电路部件与所述第二电路部件之间的本发明的各向异性导电膜,所述第一电路部件中的电极与所述第二电路部件中的电极通过导电性粒子而连接。
本发明的导电性粒子因硬度高而埋入(潜入)第二电路部件(例如,印刷配线基板)中的电极。由此,在第二电路部件中的电极上形成导电性粒子的压痕。
-第一电路部件-
作为所述第一电路部件,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:FPC基板、PWB基板等。在这些电路部件中,优选FPC基板。
-第二电路部件-
作为所述第二电路部件,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出:FPC基板、COF(晶粒软膜结合(chip on film))基板、TCP基板、PWB基板、IC基板、面板等。在这些电路部件中,优选PWB基板。
(连接方法)
本发明的连接方法至少包含薄膜粘贴步骤、对准步骤及连接步骤,进一步含有根据需要适当选择的其他步骤。
-薄膜粘贴步骤-
所述薄膜粘贴步骤是将本发明的各向异性导电膜粘贴于第一电路部件或第二电路部件的步骤。
-对准步骤-
是将粘贴有各向异性导电膜的第一电路部件或第二电路部件与没有粘贴各向异性导电膜的另一个电路部件位置对准的步骤,以使相对的端子(电极)彼此之间为相对向。
-连接步骤-
所述连接步骤是将第一电路部件中的电极与第二电路部件中的电极通过导电性粒子而连接的步骤。
-其他步骤-
作为所述其他步骤,没有特别限制,可以根据目的适当选择。
实施例
以下,对本发明的实施例进行说明,但是本发明并不限于下述实施例中的任何一个。
(比较例1)
(导电性粒子的制作)
对于平均粒径4.8μm的甲基丙烯酸树脂粒子(日本触媒公司制、商品名Eposuta YS48)10g,进行5质量%氢氧化钠水溶液所致的碱蚀刻、酸中和、二氯化锡溶液中的敏化。其后,实施由二氯化钯溶液中的活化构成的无电解电镀前处理,过滤洗净后,得到粒子表面附着有钯的树脂粒子。
将得到的树脂粒子用水1,500mL稀释,作为电镀稳定剂,添加硝酸铋0.005mmol、硝酸铊0.006mmol,用10质量%硫酸水溶液和2N的氢氧化钠水溶液调整pH至5.7,作为浆液,并将其温度设定为26℃。
通过定量泵以80mL/分的添加速度向该浆液中添加前期反应电镀液,其为添加了硫酸镍450g/L 40mL、次磷酸钠150g/L与枸橼酸钠116g/L的混合液80mL、水280mL及作为电镀稳定剂添加的硝酸铋0.02mmol、硝酸铊0.024mmol并用28重量%氨水调整pH至9.3而获得。
其后,搅拌直至pH稳定,确认氢气泡停止,进行无电解电镀前期步骤。
然后,通过定量泵以27mL/分的添加速度添加后期反应电镀液,其含有硫酸镍450g/L 180mL、次磷酸钠150g/L与枸橼酸钠116g/L的混合液440mL及作为电镀稳定剂的硝酸铋0.3mmol、硝酸铊0.36mmol。
其后,搅拌直至pH稳定,确认氢气泡停止,进行无电解电镀后期步骤。
然后,过滤电镀液,过滤物用水洗净后,用80℃的真空干燥机干燥,从而得到具有镀镍层的镀镍树脂粒子,所述镀镍层在表面具有突起。
另外,所述丙烯酸树脂粒子的平均粒径使用粒度分布测定装置(日机装公司制、Microtrack MT3100)进行测定。
(导电性粒子的评价)
将得到的导电性粒子使用聚焦离子束加工观察装置(日立高科技公司制、商品名FB-2100)进行剖面研磨并使用穿透式电子显微镜(日立高科技公司制、商品名H-9500)测定导电层的厚度。另外,使用能量分散型X线分析装置(堀场制作所制、商品名FAEMAX-7000)测定镀镍层最表面的磷浓度。结果示于表1中。
(各向异性导电膜的制作)
将得到的导电性粒子分散于含有微胶囊型胺类固化剂(旭化成化学品公司制、商品名Novacure HX3941HP)50份、液态环氧树脂(日本环氧树脂公司制、商品名EP828)14份、苯氧树脂(京都化成公司制、商品名YP50)35份及硅烷偶联剂(信越化学公司制、商品名KBE403)1份的热固化性粘合剂中,使得到的导电性粒子的体积比率为10%,在经硅处理的剥离PET薄膜上进行涂布,成为厚度20μm和35μm,并制作薄片状的各向异性导电膜。
(接合体1的制作)
使用制成20μm厚的各向异性导电膜,进行评价用COF(200μm点距(线/空间=1/1)、Cu8μm厚-镀Sn、38μm厚-S’perflex基材)与评价用铬/铝涂膜玻璃(表层铬-底层铝涂膜玻璃、基材厚度1.1mm)的连接。首先,将裁成1.5mm宽的各向异性导电膜粘贴于评价用铬/铝涂膜玻璃上,于其上对准评价用COF的位置后,在190℃-3MPa-10秒的按压条件下,使用作为缓冲材料的70μm厚的铁氟龙(注册商标)及1.5mm宽的加热工具进行按压,并制作接合体1。
(接合体1的评价)
对于制得的接合体1,采用4端子法,在初期和可靠性试验(温度85℃、湿度85%下处理500小时)后测定流经电流1mA时的连接电阻(Ω)。结果示于表3中。
(接合体2的制作)
使用制成35μm厚的各向异性导电膜,进行评价用COF(200μm点距(线/空间=1/1)、Cu8μm厚-镀Sn、38μm厚-S’perflex基材)与评价用PWB(200μm点距(线/空间=1/1)、Cu35μm厚-镀金、FR-4基材)的连接。首先,将裁成1.5mm宽的连接材料粘贴于评价用PWB上,于其上对准评价用COF的位置后,在190℃-3MPa-10秒的按压条件下,使用作为缓冲材料的厚250μm的硅橡胶、1.5mm宽的加热工具进行按压,并制作接合体2。
(接合体2的评价)
对于制得的接合体2,采用4端子法,在初期和可靠性试验(温度85℃、湿度85%下处理500小时)后测定流经电流1mA时的连接电阻(Ω)。结果示于表4中。
在接合体2中,使用金属显微镜(奥林巴斯公司制、商品名MX51),观察形成于评价用PWB的电极上有无在电极间被捕捉粒子的压痕。结果示于图3中。
(比较例2)
在比较例1中,导电性粒子的制作如下进行,除此之外,与比较例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(导电性粒子的制作)
将平均粒径5.0μm的镍粒子(Nikko-rica公司制、商品名镍粉123)依据日本特开2004-238738号公报记载的方法进行无电解电镀,从而制作镀金-镍粒子。另外,所述镍粒子的平均粒径使用粒度分布测定装置(日机装公司制、Microtrack MT3100)进行测定。
(实施例1)
在比较例1中,导电性粒子的制作如下进行,除此之外,与比较例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作、接合体2的评价及接合体2中压痕有无的观察。结果示于表1、3及4、图4中。
(导电性粒子的制作)
将绝对比重8.9、平均粒径5.0μm的镍粒子(Nikko-rica公司制、商品名镍粉123)投入硝酸铊水溶液中,在加热至60℃状态下,一边搅拌,一边以30mL/分的速度添加用氨水或硫酸调至规定pH的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合溶液,从而进行镀镍处理。将该电镀液过滤,过滤物用纯水洗净后,用80℃的真空干燥机使其干燥,从而制作表面的磷浓度为0.3质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子A。
(实施例2)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比以制作表面的磷浓度为2.3质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子B,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(实施例3)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比以制作表面的磷浓度为6.9质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子C,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(实施例4)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比以制作表面的磷浓度为9.7质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子D,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(比较例3)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比以制作表面的磷浓度为10.4质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子E,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(比较例4)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比以制作表面的磷浓度为17.3质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子F,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
(实施例5)
在实施例1中,改变混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、枸橼酸钠、硝酸铊的混合比及混合溶液的添加量以制作电镀厚度4nm、表面的磷浓度为5.0质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子G,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
进一步,对制得的镀镍-镍粒子的粒度分布进行测定。结果示于表2中。
(实施例6)
在实施例5中,改变混合溶液的添加量以制作电镀厚度8nm、表面的磷浓度为5.0质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子H,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
进一步,对制得的镀镍-镍粒子的粒度分布进行测定。结果示于表2中。
(实施例7)
在实施例5中,改变混合溶液的添加量以制作电镀厚度10nm、表面的磷浓度为5.1质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子I,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
进一步,对制得的镀镍-镍粒子的粒度分布进行测定。结果示于表2中。
(比较例5)
在实施例5中,改变混合溶液的添加量以制作电镀厚度28nm、表面的磷浓度为5.1质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子J,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
进一步,对制得的镀镍-镍粒子的粒度分布进行测定。结果示于表2中。
(比较例6)
在实施例5中,改变混合溶液的添加量以制作电镀厚度34nm、表面的磷浓度为5.3质量%的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子K,除此之外,与实施例1相同,进行导电性粒子的评价、各向异性导电膜的制作、接合体1的制作、接合体1的评价、接合体2的制作及接合体2的评价。结果示于表1、3及4中。
进一步,对制得的镀镍-镍粒子的粒度分布进行测定。结果示于表2中。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
由表2可知,电镀厚度28nm的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子J的粒径较处理前的镍粒径有某些程度的变大。
另外,由表2可知,如镀镍-镍粒子J及K,镀镍层变厚时,则产生粒子凝集,粒径变大。特别是对于电镀厚度34nm的镀镍层所形成的镀镍-镍粒子K,可知最大粒径(41.1μm)为处理前镍粒子的2倍以上,粒度分布变广,因粒子凝集而发生短路。
根据表3,在与玻璃基板连接的情况下,比较例2的镀金镍粒子在可靠性试验后电阻值显著恶化。
另外,由表3可知,通过对镀镍镍粒子A~F、I进行比较,镀镍层的磷浓度越低,连接电阻值越低。
另外,由表3可知,磷浓度为0.3质量%~5.1质量%的镀镍层所形成的镀镍镍粒子A、B、G~I若初期连接电阻(Ω)的最大值不足2Ω,则显示出极低的值。
另外,由表3可知,磷浓度为10.4质量%的镀镍层所形成的镀镍镍粒子E,可靠性试验后的电阻值成为初期值的2倍以上。
由表3及4可知,镀镍镍粒子A~D、G~I,在评价用COF与玻璃基板的连接和评价用COF与评价用PWB的连接中均获得良好的连接电阻(Ω)。
由图3及4可知,在使用柔软镀镍-树脂粒子的情况下,在评价用PWB的电极上未见压痕(图3),与此相对,在使用镀镍-镍粒子的情况下,在评价用PWB的电极上可见压痕(图4)。由见到压痕,可以确认电极(配线)与导电性粒子的连接。
产业上的可利用性
本发明的导电性粒子可以适合用于液晶显示器与带载封装(Tape CarrierPackage:TCP)的连接、柔性电路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)与TCP的连接及FPC与印刷配线板(Printed Wiring Board:PWB)的连接等电路部件彼此之间的连接。
符号说明
10 导电性粒子
11 导电层
12 镍粒子
13 突起

Claims (14)

1.一种导电性粒子,其特征在于具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm。
2.如权利要求1所述的导电性粒子,其中导电层中表面的磷浓度为0.3质量%~6质量%。
3.如权利要求2所述的导电性粒子,其中导电层中表面的磷浓度为0.3质量%~1.5质量%。
4.如权利要求3所述的导电性粒子,其中导电层中表面的磷浓度为0.3质量%~0.8质量%。
5.如权利要求1所述的导电性粒子,其中在表面上具有突起,所述突起具有尖端部。
6.一种各向异性导电膜,其特征在于具有导电性粒子和粘合剂树脂,所述导电性粒子具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm,以及所述粘合剂树脂包含环氧树脂及丙烯酸酯树脂中的至少任一种。
7.如权利要求6所述的各向异性导电膜,进一步包含苯氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂及聚氨酯树脂中的至少任一种。
8.如权利要求6所述的各向异性导电膜,进一步包含潜在性固化剂。
9.如权利要求6所述的各向异性导电膜,进一步包含硅烷偶联剂。
10.一种接合体,其特征在于具有第一电路部件、与所述第一电路部件相对向的第二电路部件及配置于所述第一电路部件与所述第二电路部件之间的各向异性导电膜,
所述各向异性导电膜具有导电性粒子和粘合剂树脂,所述导电性粒子具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm,所述粘合剂树脂包含环氧树脂及丙烯酸酯树脂中的至少任一种,
所述第一电路部件中的电极与所述第二电路部件中的电极通过导电性粒子而连接。
11.如权利要求10所述的接合体,其中第一电路部件为柔性电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
12.如权利要求11所述的接合体,其中在印刷配线基板中的电极上形成有通过埋入导电性粒子而形成的压痕。
13.一种连接方法,其特征在于使用各向异性导电膜,所述各向异性导电膜具有导电性粒子和粘合剂树脂,所述导电性粒子具有芯粒子和形成于该芯粒子表面的导电层,所述芯粒子为镍粒子,所述导电层为表面的磷浓度为10质量%以下的镀镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm,所述粘合剂树脂包含环氧树脂及丙烯酸酯树脂中的至少任一种,
所述方法包括将所述各向异性导电膜粘贴于第一电路部件及第二电路部件中的任一个的薄膜粘贴步骤、使所述第一电路部件与所述第二电路部件位置对准的对准步骤及使所述第一电路部件中的电极与所述第二电路部件中的电极通过所述导电性粒子而连接的连接步骤。
14.如权利要求13所述的连接方法,其中第一电路部件为柔性电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
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