CN107073577A - 导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物和各向异性导电片 - Google Patents

导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物和各向异性导电片 Download PDF

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Abstract

本发明提供与现有技术相比体积电阻率格外小且导电性良好、更理想为廉价的导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物以及各向异性导电片。导电性颗粒10具有覆盖含有5～15质量％以下P的球状Ni核11的表面的第一镀层12(纯Ni镀层或含有4.0质量％以下P的Ni镀层)。导电性颗粒可以还具有覆盖第一镀层12的表面的厚度5～200nm的Au镀层。导电性粉体是含有导电性颗粒的粉体，中位粒径d50为3～100μm，并且(d90－d10)/d50≤0.8。导电性高分子组合物包含上述导电性粉体和高分子。各向异性导电片由上述导电性高分子组合物形成，其中，上述导电性颗粒沿厚度方向排列。

Description

导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物和各向异性导 电片
技术领域
本发明涉及导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物和各向异性导电片。
背景技术
近年来，以含有P等的半金属的球状Ni合金颗粒为核的导电性颗粒、作为该导电性颗粒的集合体的导电性粉体、使用该导电性粉体的导电性高分子组合物、以及使用该导电性高分子组合物的导电片(导电膜)广泛用于电子部件之间的电连接的用途等。特别地，在小型电子装置(例如移动电话等)中，广泛使用在厚度方向上具有特殊的导电性的各向异性导电片或各向异性导电膜。
虽然上述Ni合金颗粒本身也是导电性颗粒，但是，通常进行在表面设置导电性优异且金属特性稳定的Au镀层的操作。例如，专利文献1中记载了一种导电性颗粒，其配置为具有含有半金属(C、B、P、Si、As、Te、Ge、Sb等)的结晶质的Ni合金颗粒(核)、和设置在该核的表面的1μm以下的厚度的Au镀层的结构。专利文献2中记载了一种导电性颗粒，其配置为具有：以Ni为主体且含有P、并且具有分散有NiP金属间化合物的表层部的球状NiP微粒(核)；和设置在该核的表面的Au镀层的结构。专利文献3中记载了含有Ni、P和Cu，还可以含有Sn的还原析出型球状NiP微粒(核)、其制造方法以及在该核的表面具有Au的结构的导电性颗粒。
此外，专利文献4、5中记载了具有在导电细颗粒的最外表面具有Pd层的结构的导电性颗粒。在专利文献4中记载了如下结构的导电性颗粒：例如在树脂微粒(核)的表面具有含有Ni和7质量％以上的P的、厚度例如为40nm～150nm的镀层，进一步在最外表面具有厚度例如为10nm～50nm的Pd层。专利文献5记载了如下结构的导电性颗粒：其在材料不受限制的芯材颗粒(核)的表面具有含有Ni和1质量％以上且小于10质量％的P的晶体结构的基膜，在该基膜的表面具有含有Ni、P和M(W、Pd、Pt和Mo中的一种以上)的晶体结构的上层被膜，还具有由Au或Pd构成的最外层被膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-363603号公报
专利文献2：日本特开2006-131978号公报
专利文献3：日本特开2009-197317号公报
专利文献4：日本特开2011-175951号公报
专利文献5：日本特开2014-13660号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1～3中记载的导电性颗粒使用含有Ni和P等的Ni颗粒(以下称为“NiP颗粒”)作为核。NiP颗粒本身也是导电性颗粒，通过例如使用次磷酸作为还原剂的湿式无电解还原反应制造。然而，含有P等的NiP颗粒比不含P等的高纯度Ni颗粒(以下称为“纯Ni颗粒”)体积电阻值大且电导性低。纯Ni颗粒可以通过例如使用肼作为还原剂的湿式无电解还原反应制造，但是能够制造的最大粒径例如为5μm。因此，例如，需要20μm～50μm的粒径时，使用的是NiP颗粒。另外，专利文献4、5中记载的导电性颗粒中，也可以使用非金属颗粒作为核。然而，非金属颗粒的体积电阻率格外大于NiP颗粒，并且导电性低。
如上所述，核的体积电阻率大且导电性低时，并不着眼于该核本身的体积电阻率，而是如专利文献1～5中任一个所记载的那样，专注于通过在作为核的NiP颗粒或非金属颗粒的表面设置导电性优异的Au镀层来使整个颗粒的体积电阻率变小，由此提高导电性。然而，Au镀层虽然几乎不发生导电性的经时性变化并且经常使用，但是昂贵。代替Au，例如也可以考虑使用Ag、Cu、Al等。然而，虽然Ag具有比Au更好的导电性，但是存在迁移、硫化、氧化等问题。虽然Cu和Al具有良好的导电性，但存在氧化等的问题。此外，由于Al不能进行水溶性镀敷，所以存在Al层的形成需要高成本的问题。此外，由于以往所使用的Pd镀层具有比相同厚度的Au镀层更低的导电性，因此需要充分增大厚度。
本发明的目的在于提供一种导电性颗粒，其在将由最外表面不具有Au镀层的NiP颗粒形成的导电性颗粒作为对象时，体积电阻率比现有技术格外小。
另外，提供一种导电性颗粒，其在将由最外表面不具有Au镀层的NiP颗粒形成的导电性颗粒作为对象时，体积电阻率比现有技术格外小，并且提供一种导电性颗粒，根据所要求的导电性能，上述导电性颗粒为Au镀层的厚度比现有技术小的廉价的导电性颗粒。
另外，通过使用包括NiP颗粒的、体积电阻率比现有技术小的导电性颗粒，提供作为该导电性颗粒的集合体的导电性粉体、使用该导电性粉体的导电性高分子组合物、以及利用该导电性高分子组合物的各向异性导电片。
解决问题的方案
本发明的发明人发现了NiP颗粒所含的P量与NiP颗粒的体积电阻率之间的关系，并且发现了也可以适用于通过以往使用次磷酸作为还原剂的湿式无电解还原反应制造的NiP颗粒的导电性颗粒的新型结构，以至于完成了本发明。
即，本发明的实施方式的导电性颗粒具有含有5质量％以上且15质量％以下的P的球状Ni核和覆盖上述Ni核的表面的第一镀层，其中，上述第一镀层为纯Ni镀层或含有4.0质量％以下的P的Ni镀层。上述第一镀层的厚度为0.1μm以上且10μm以下。
在某些实施方式中，上述Ni核的直径为1μm以上且100μm以下。
在某些实施方式中，具有覆盖上述第一镀层的表面的第二镀层，上述第二镀层是厚度为5nm以上且200nm以下的Au镀层。
本发明的实施方式的导电性粉体是含有上述的任一种导电性颗粒的粉体，该分体的累计体积分布曲线中的中位粒径d50为3μm以上且100μm以下，并且，(d90－d10)/d50≤0.8。
本发明的实施方式的导电性高分子组合物包含上述导电性粉体和高分子，其中，上述高分子例如为橡胶、热塑性树脂、热固性树脂或光固化树脂。
本发明的实施方式的各向异性导电片由上述导电性高分子组合物形成，上述导电性颗粒沿厚度方向排列。
发明效果
根据本发明，能够使包括最外表面不具有Au镀层的NiP颗粒的导电性颗粒的体积电阻率比现有技术格外小。而且，能够使包括在最外表面具有Au镀层的NiP颗粒的导电性颗粒的体积电阻率比现有技术小。并且，在该结构中，根据所要求的导电性能，能够提供Au镀层的厚度比现有技术小的廉价的导电性颗粒。因此，通过使用本发明的实施方式的导电性颗粒，能够得到作为体积电阻率比现有技术小的导电性颗粒即导电性优异的导电性颗粒的集合体的导电性粉体，并能够得到使用该导电性粉体的导电性优异的导电性高分子组合物以及各向异性导电片。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的导电性颗粒的截面图像的图。
图2是表示本发明的另一实施方式的导电性颗粒的截面图像的图。
图3是表示实施例2的导电性颗粒10a的截面SEM像的图(照片)。
图4是表示用于测定导电性颗粒的体积电阻率的装置的结构的图。
具体实施方式
本发明的重要特征在于，在含有P的球状Ni核(NiP颗粒)的表面具有纯Ni镀层或含有少量P的Ni镀层的结构。
本发明实施方式的导电性颗粒具有含有5质量％以上且15质量％以下的P的球状Ni核和覆盖上述Ni核的表面的第一镀层，其中，上述第一镀层为纯Ni镀层或含有4.0质量％以下的P的Ni镀层。如上所述通常使用次磷酸作为还原剂的以往的NiP颗粒中，含有5质量％以上的P。因此，本发明的上述第一镀层，以确实地成为比上述Ni核中的P的含有比率更小的比率的方式，并且考虑P的含有比率的偏差，设为含有4.0质量％以下的P的Ni镀层。此外，如果上述Ni镀层中的P小于0.1质量％，则上述第一镀层相当于实质上不含P的纯Ni镀层。通过该结构，本发明的导电性颗粒能够具有比以往的NiP颗粒的体积电阻率格外小的体积电阻率。
以下，适当地参照附图对本发明的实施方式的导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物以及各向异性导电性片进行说明。
图1中表示本发明的实施方式的导电性颗粒10的截面图像。导电性颗粒10具有含有Ni和P的球状Ni核11(NiP颗粒)和覆盖Ni核11的表面的第一镀层12。由于例如用于各向异性导电片时，被要求不是扁平的形状，本发明中所提到的球状假设为具有0.80以上的球度的球形或者接近球形的形状，但可以不限于此。另外，所谓球度，是指与完美球体的偏差，是多个颗粒中的每一个颗粒的直径除以长径计算出的算术平均值，该值越接近上限1.00时，表示颗粒越接近完美球体。
另外，图2中表示本发明的另一实施方式的导电性颗粒10a的截面图像。导电性颗粒20具有含有Ni和P的球状Ni核11(NiP颗粒)、覆盖Ni核11的表面的第一镀层12、和覆盖第一镀层12的表面的Au镀层13。此外，为了便于说明，附图标记在图1和图2中共享。
用于导电性颗粒10、10a的Ni核11的直径(粒径)优选为例如1μm以上且100μm以下。如果Ni核11的直径小于1μm，则Ni核11严重凝聚，因此难以将Ni核11作为集合体(粉体)来进行操作。Ni核11的直径超过100μm时，Ni核11从导电路径突出，例如在相邻布线之间引起短路的可能性增加。另外，Ni核11的直径优选为3μm以上，并优选为30μm以下。Ni核11的直径为3μm以上时，在形成第一镀层时的镀敷处理中，Ni核11的凝聚得到缓和，因而实用。Ni核11的直径为30μm以下时，可以消除或减少从导电路径突出的现象。
作为使用Ni核11的导电性颗粒10、10a的集合体的导电性粉体(以下称为“Ni粉体”)，优选累计体积分布曲线中的中位粒径d50为3μm以上且100μm以下，并且，(d90－d10)/d50≤0.8。中位粒径d50可以用作Ni粉体的平均粒径的基准。另外，(d90－d10)/d50超过0.8时，粒径的偏差大，并且导电路径中存在不与布线或电极接触的小粒径的导电性颗粒，因此，有连接可靠性降低的可能性。d10和d90分别表示累计体积分数为10％和90％的粒径。应当注意，除非另有说明，本说明书中的粒度分布是指通过激光衍射散射法求得的粒度分布。
作为导电性颗粒10、10a的Ni核11，例如可以适当地使用专利文献2或3所记载的导电性颗粒。由于作为通过专利文献3所记载的制造方法制造的导电性粉体的Ni粉体是单分散的，并且粒径分布窄，因此，具有能够容易地制造满足(d90－d10)/d50≤0.8的关系的Ni粉体的优点。
Ni核11以Ni(镍)作为主要成分，且含有P(磷)。在Ni核11的球化过程中，以促进通过Ni的还原析出导致的核的成长为目的，可以作为反应处理液中的起始成分添加P。为了使Ni核11自身的体积电阻率降低，Ni核11中所含的P的量越少越优选。具体而言，由于P的含量超过15质量％时Ni核11的体积电阻率的增加是显著的，所以为了使Ni核11发挥本发明的作用效果，使用相对于整体具有5～15质量％的P的Ni核，优选为10质量％以下。
另外，Ni核11中，除了上述P以外，有时相对于整体含有0.01质量％～18质量％的Cu(铜)。以抑制核的成长、凝聚为目的，可以作为反应处理液中的起始成分添加Cu。为了使Ni核11自身的体积电阻率降低，Ni核11中所含的Cu的量越少越优选。Cu含量超过18质量％时，还存在Ni核11与第一镀层12之间的密接性降低的可能性。
另外，Ni核11中，除了P和Cu以外，有时相对于整体含有0.05质量％～10质量％的Sn(锡)。与Cu同样，以抑制核的成长、凝聚为目的，可以作为反应处理液中的起始成分添加Sn。为了使Ni核11自身的体积电阻率降低，Ni核11中所含的Sn的量越少越优选。Sn含量超过10质量％时，还存在Ni核11与第一镀层12之间的密接性降低的可能性。
上述Cu和Sn在制造用于Ni核11的粉体时作为核生成反应的催化剂毒物发挥作用，因此，能够容易地制造单分散且粒度分布窄的粉体。另外，Cu和Sn在NiP导电性颗粒的成长过程中共析。
设置在Ni核11的表面的第一镀层12设为纯Ni镀层或含有4.0质量％以下的P的Ni镀层(以下称为“低P-Ni镀层”)。纯Ni镀层可以通过无电解镀敷法或电解镀敷法形成。低P-Ni镀层通常通过无电解还原镀敷法形成。
第一镀层12的厚度优选为0.1μm以上且10μm以下。第一镀层12的厚度小于0.1μm时，存在在Ni核11的表面具有第一镀层12的颗粒(导电性颗粒10)的体积电阻率不能充分地变小的可能性。另外，即使第一镀层12的厚度超过10μm以上而增大，在Ni核11的表面具有第一镀层12的颗粒(导电性颗粒10)的体积电阻率也不会相应于该厚度的增量而发生特别的变化，因此从成本来讲是浪费，而且不实用。
优选形成为在Ni核11的表面设置第一镀层12并且在该第一镀层12的表面进一步设置Au镀层13的颗粒(导电性颗粒10a)。在最外表面具有Au镀层13的导电性颗粒10a的体积电阻率，能够设为比在Ni核11的表面具有第一镀层12的颗粒(导电性颗粒10)的体积电阻率更小。Au镀层13通常通过无电解镀敷法形成，但与无电解还原镀敷法相比，优选通过无电解置换镀敷法形成。与无电解还原Au镀层相比，通过无电解置换镀敷法形成的Au镀层13(无电解置换Au镀层)与第一镀层12(纯Ni镀层或低P-Ni镀层)的密接性更好。
Au镀层13的厚度优选为5nm以上且200nm以下。Au镀层13的厚度小于5nm时，存在与在Ni核11的表面具有第一镀层12的颗粒(导电性颗粒10)相比，导电性颗粒10a的体积电阻率不能变得充分地小的可能性。另外，即使Au镀层13的厚度超过200nm而增大，导电性颗粒10a的体积电阻率也不会相应于该厚度的增量而发生特别的变化，因此从成本来讲是浪费，而且不实用。从如上所述的体积电阻率的降低效果和成本上的观点出发，Au镀层13的更优选的厚度为10nm以上且100nm以下。在形成例如50nm以上且200nm以下的大厚度的Au镀层的情况下，通过将无电解置换Au镀敷和无电解还原Au镀敷在一个镀敷处理中进行的无电解置换·还原镀敷法形成，或者通过无电解置换镀敷法形成厚度例如为50nm的Au镀层之后，通过无电解还原镀敷法进行使Au镀层的厚度增加到例如150nm的镀敷处理即可。
本发明的实施方式的导电性颗粒10具有Ni核11和覆盖Ni核11的表面的第一镀层12(纯Ni镀层或低P-Ni镀层)，因此，与以往的NiP颗粒(导电性颗粒)相比，能够使体积电阻率格外小。因此，通过利用作为本发明实施方式的导电性颗粒10，与利用以往的NiP颗粒时相比，能够获得体积电阻率更小且导电性更好的Ni粉体(导电性粉体)。另外，能够获得使用该Ni粉体的导电性良好的导电性高分子组合物和各向异性导电片。
另外，在本发明的另一实施方式的导电性颗粒10a中，由于导电性比第一镀层12(纯Ni镀层或低P-Ni镀层)更好的Au镀层13覆盖导电性颗粒10的表面，所以能够使体积电阻率比导电性颗粒10的体积电阻率还小。因此，通过利用作为本发明另一实施方式的导电性颗粒10a，与利用在以往的NiP颗粒的表面具有Au镀层的导电性颗粒时相比，能够获得体积电阻率更小且导电性更好的Ni粉体(导电性粉体)。另外，能够获得使用该Ni粉体的导电性良好的导电性高分子组合物和各向异性导电片。
本发明的实施方式的导电性颗粒10、10a例如可以通过以下方法制造。
首先，准备作为含有P的球状Ni核11的集合体的Ni粉体。此时，优选为通过专利文献3所记载的方法制造的Ni粉体。
具体而言，将硫酸镍六水合物、硫酸铜五水合物和锡酸钠三水合物以Ni、Cu、Sn的摩尔比成为0.29：0.01：0.05的方式进行配制，并溶解在纯水中，制备金属盐水溶液15(dm3)。另外，通过配合硫酸铜五水合物、还配合锡酸钠三水合物，可以制备如上所述含有Cu、还含有Sn的NiP颗粒，发挥容易使NiP颗粒直径(粒径)变得均匀，容易且稳定地实现颗粒的大直径化等的作用效果。接下来，将乙酸钠溶解在纯水中，设为1.0(kmol/m3)的浓度，进一步添加氢氧化钠，制备pH调节水溶液15(dm3)。然后，将上述金属盐水溶液和pH调节水溶液搅拌混合，得到30(dm3)的混合水溶液，测定pH值，结果显示8.1的值。之后，一边利用N2气体使上述混合水溶液起泡(bubbling)，一边通过外部加热器加热保持为343(K)，并继续搅拌。接着，制备在纯水中以1.8(kmol/m3)的浓度溶解次磷酸钠(次磷酸钠)得到的还原剂水溶液15(dm3)，并利用外部加热器将还原剂水溶液也加热至343(K)。然后，将上述30(dm3)的混合水溶液和15(dm3)的还原剂水溶液配制成温度为343±1(K)之后，进行混合。
使用通过上述方法准备的无电解还原镀敷液，通过无电解还原镀敷法获得Ni粉体。构成所制造的Ni粉体的Ni核11具有含有7.4质量％的P、3.9质量％的Cu、0.3质量％的Sn、剩余部分为Ni的成分组成。此外，即使在无电解还原镀敷液中不加入作为Cu源的硫酸铜五水合物、作为Sn源的锡酸钠三水合物，也可以通过与上述方法相同的方式制备NiP颗粒。此时，NiP颗粒不含Cu、Sn。
以下，在实施例1～7和比较例1、2中，用于Ni核的Ni粉体的中位粒径d50为20μm，(d90－d10)/d50为0.7。在比较例3中，用于Ni核的Ni粉体的中位粒径d50为6μm，(d90－d10)/d50为0.7。
(实施例1)
使用通过上述方法制造的Ni核11，在Ni核11的表面形成低P-Ni镀层(第一镀层12)。具体而言，准备具有规定成分组成的无电解还原Ni镀敷液(以下称为“Ni镀敷液”)，利用外部加热器加热，将Ni镀敷液的温度调节至规定的温度。接着，一边搅拌Ni镀敷液，一边将液体中的Ni浓度调节至规定的浓度。然后，将进行酸处理而除去表面的氧化膜之后进行了水洗的Ni核11放入至该Ni镀敷液中。之后，通过无电解还原镀敷法，得到在Ni核11的表面具有厚度约1.3μm的低P-Ni镀层(第一镀层12)的导电性颗粒10。利用能量分散式X射线光谱法(EDX：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)对该低P-Ni镀层进行定性分析的结果，含有1.4质量％的P，剩余部分为Ni。
(实施例2)
在实施例1中得到的导电性颗粒10的表面，即，在低P-Ni镀层(第一镀层12)的表面，进一步形成Au镀层13(第二镀层)。具体而言，准备无电解置换Au镀敷液(以下称为“置换型Au镀敷液”)，利用外部加热器加热，将置换型Au镀敷液的温度调整至规定的温度。接着，一边搅拌置换型Au镀敷液，一边调节液体中的氰化Au钾浓度，由此将Au浓度调节至规定的浓度。然后，将经过酸处理和水洗的导电性颗粒10放入至置换型Au镀敷液中。之后，通过无电解置换镀敷法，得到在低P-Ni镀层的表面具有厚度约20nm的无电解Au镀层(第二镀层)的导电性颗粒10a。
(实施例3)
与上述实施例1同样，通过改变了Ni镀敷液中的Ni浓度的无电解还原镀敷法，得到在Ni核11的表面具有厚度约2.6μm的低P-Ni镀层(第一镀层12)的导电性颗粒10。通过EDX对该低P-Ni镀层进行定性分析的结果，含有1.3质量％的P，剩余部分为Ni。
(实施例4)
另外，与上述实施例2同样，通过无电解置换镀敷法，得到在实施例3中获得的导电性颗粒10的低P-Ni镀层(第一镀层12)的表面具有厚度约20nm的无电解Au镀层(第二镀层)的导电性颗粒10a。
图3中表示利用扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)观察实施例4中得到的具有Ni核11、低P-Ni镀层和Au镀层13的导电性颗粒10a的截面的观察图像(截面SEM图像)。确认到低P-Ni镀层12覆盖了NiP核11的周围。此外，在图3所示的截面SEM图像中，难以确认厚度约20nm的Au镀层13的存在。
(实施例5)
使用上述实施例3中得到的、在Ni核11的表面具有厚度约2.6μm的低P-Ni镀层(第一镀层12)的导电性颗粒10，得到在其表面具有厚度约100nm的Au镀层13(第二镀层)的导电性颗粒10a。具体而言，准备实质上能够在一个镀敷处理中同时进行无电解置换Au镀敷处理和无电解还原Au镀敷处理的通用的无电解Au镀敷液，利用外部加热器加热，将无电解Au镀敷液的温度调节至规定的温度。接着，一边搅拌无电解Au镀敷液，一边调节液体中的氰化Au钾浓度，由此将Au浓度调节至规定的浓度。然后，将经过酸处理和水洗的导电性颗粒10放入至无电解Au镀敷液中。然后，通过无电解置换Au镀敷法和无电解还原Au镀敷法，得到在低P-Ni镀层(第一镀层12)的表面具有厚度约100nm的无电解Au镀层(第二镀层)的导电性颗粒10a。
(实施例6)
使用通过上述方法制造的Ni核11，在Ni核11的表面形成实质上不含P等的半金属的高纯度的纯Ni镀层(第一镀层12)。具体而言，准备镀层中难以含有P等的Ni以外的元素的、具有规定的成分组成的无电解还原Ni镀敷液(以下称为“纯Ni镀敷液”)，利用外部加热器加热，将纯Ni镀敷液的温度调节至规定的温度。接着，一边搅拌纯Ni镀敷液，一边将液体中的Ni浓度调节至规定的浓度。然后，经进行酸处理而除去表面的氧化膜之后进行了水洗的Ni核11放入至该纯Ni镀敷液中。然后，通过无电解还原镀敷法，得到在Ni核11的表面具有厚度约0.9μm且P小于0.1质量％的纯Ni镀层(第一镀层12)的导电性颗粒10。
(实施例7)
另外，与上述实施例1同样，通过无电解置换镀敷法，得到在实施例6中得到的导电性颗粒10的纯Ni镀层(第一镀层12)的表面具有厚度约20nm的无电解Au镀层(第二镀层)的导电性颗粒10a。
(比较例1)
将通过上述方法制造的Ni核11作为比较例1。即，Ni核11不具有第一镀层12(纯Ni镀层或低P-Ni镀层)和第二镀层(Au镀层13)，因此，可以认为是与以往的NiP颗粒实质上等同的导电性颗粒。
(比较例2)
使用通过上述方法制造的Ni核11，在Ni核11的表面形成Au镀层。具体而言，与上述实施例1同样，通过无电解置换镀敷法，得到在Ni核11的表面具有厚度约20nm的无电解Au镀层的导电性颗粒(以下称为“Ni核Au镀敷颗粒”)。
(比较例3)
通过与上述的Ni核11相同的方法，得到具有含有7.9质量％的P、3.3质量％的Cu、0.4质量％的Sn，剩余部分为Ni的成分组成的颗粒的直径(粒径)为6μm的Ni核11(以下称为“Ni核11a”，以将其与实施例1～4和比较例1、2中的Ni核11区分开)。接着，在所得到的Ni核11a的表面形成包括Pd(钯)的Pd镀层。具体而言，准备具有规定的成分组成的无电解还原Pd镀敷液(以下称为“Pd镀敷液”)，利用外部加热器加热，将Pd镀敷液的温度调节至规定的温度。接着，一边搅拌Pd镀敷液，一边将溶液中的Pd浓度调节至规定的浓度。然后，将进行酸处理而除去表面的氧化膜之后进行了水洗的Ni核11a放入至该Pd镀敷液中。之后，通过无电解还原镀敷法，得到在Ni核11a的表面具有厚度约30nm的无电解Pd镀层的导电性颗粒(以下称为“Ni核Pd镀敷颗粒”)。
对于通过上述方法得到的实施例1～7和比较例1～3的各自的导电性颗粒，在表1中表示Ni核的直径(粒径)、第一镀层和第二镀层的种类和厚度、以及体积电阻率。
[表1]
导电性颗粒的体积电阻率Rc，通过将作为该导电性颗粒的集合体的导电性粉体作为试样粉体，利用图4所示结构的测量装置进行测定。具体而言，将1.15g的试样粉体20容纳于在底部设置有铜制夹具22的内径D的圆筒21内，并且在通过铜制活塞23从圆筒21的开口侧沿箭头24的方向施加约22MPa的负载的状态下，将铜制夹具22与铜制活塞23的间隔L保持为一定。此外，以彼此的电阻值几乎相同的方式制备铜制夹具22和铜制活塞23。接着，在铜制夹具22和铜制活塞23之间通电，通过市售电阻计(日置电机制电阻计3541)测定电阻值Rm。基于这样测得的整体的电阻值Rm(Ω)、铜制夹具22和铜制活塞23的电阻值Rj(Ω)、上述内径D(m)和上述间隔L(m)，利用公式：Rc＝(Rm－Rj)×π×(D/2)2/L求得导电性颗粒的体积电阻率Rc(Ωm)。
纯Ni镀层和低P-Ni镀层的厚度，通过测量在导电性颗粒的截面SEM图像中观察到的对应镀层的多个位置处的厚度并进行算术平均而求得。另外，在具有第一镀层的情况下，Au镀层和Pd镀层的厚度利用导电性颗粒的化学成分和质量、Ni核的密度和粒径(中位粒径)和总表面积、构成镀层的Au、Pd等元素的理论密度，利用如下公式求得：镀层的厚度(μm)＝(镀层的质量％/100)×(1/构成镀层的元素的密度(g/cm3))×(1/具有第一镀层的Ni核的总表面积(cm2))×10000，但是，在不具有第一镀层的情况下，上述总表面积为Ni核的总表面积(cm2)。导电性颗粒的化学成分可以通过将一定量的导电性颗粒溶解在例如王水中，用纯水稀释之后，使用ICP光谱分析装置仪进行分析。此外，硝酸系溶液也可用于溶解Ni。另外，Au的密度为19.32g/cm3，Pd的密度为11.99g/cm3，Ni核的密度为7.8g/cm3。另外，具有第一镀层的Ni核的总表面积设为一个具有第一镀层的Ni核的表面积(中位粒径d50的球的表面积)与试样粉体中所包含的具有第一镀层和Ni核的总数之积。
(导电性颗粒10的体积电阻率)
就表1所示的体积电阻率而言，在本发明的Ni核11的表面具有第一镀层12(低P-Ni镀层或纯Ni镀层)的导电性颗粒10(实施例1、3、6)的情况下，为以往的NiP颗粒(比较例1)的约0.03倍(实施例6)～约0.05倍(实施例1)。因此，确认到本发明的导电性颗粒10具有比以往的导电性颗粒(NiP颗粒)的体积电阻率格外小的体积电阻率。
(导电性颗粒10a的体积电阻率)
就表1所示的体积电阻率而言，在本发明的第一镀层12的表面具有Au镀层13的导电性颗粒10a(实施例2、4、5)的情况下，为以往具有Au镀层或Pd镀层的导电性颗粒(比较例2、3)的约0.29倍(实施例5)～约0.57倍(实施例2)。因此，确认到了本发明的导电性颗粒10a具有比以往的导电性颗粒(Ni核Au镀敷颗粒或Ni核Pd镀敷颗粒)的体积电阻率更小的体积电阻率。
(第一镀层的厚度)
将低P-Ni镀层的实施例1和实施例3进行比较时，可知镀层的厚度为实施例1的2倍的实施例3的体积电阻率为实施例1的0.76倍。另外，将还具有相同厚度的Au镀层的低P-Ni镀层(实施例4)和纯Ni镀层(实施例7)进行比较时，两者的体积电阻率是等同的。因此，在将图1所示的导电性颗粒10的第一镀层12选定为低P-Ni镀层的情况下，优选增大低P-Ni镀层的厚度，可知能够使导电性颗粒10的体积电阻率变得更小。这一点，可以认为，在将图1所示的导电性颗粒10的第一镀层12选定为纯Ni镀层的情况下，也具有同样的趋势，可以认为如果使纯Ni镀层的厚度增大，则体积电阻率变小。
(第一镀层的种类)
将低P-Ni镀层(实施例3)和纯Ni镀层(实施例6)进行比较时，镀层的厚度为低P-Ni镀层(实施例3)厚度的约0.35倍的纯Ni镀层(实施例6)的体积电阻率为实施例3的约0.62倍。因此，可知在选择图1所示的导电性颗粒10的第一镀层12的种类时，优选纯Ni镀层。此外，由于低P-Ni镀层的形成速度大于纯Ni镀层的形成速度，所以低P-Ni镀层具有镀敷处理时间短且镀敷液便宜等实用的优点。
(Au镀敷层的厚度)
将在具有相同的Ni核11和低P-Ni镀层结构的导电性颗粒10的表面设置有不同厚度的Au镀层13的实施例4和实施例5进行比较时，Au镀层的厚度为实施例4的5倍(大80nm)的实施例5的体积电阻率为实施例4的体积电阻率的约0.67倍(小0.1×10-5Ωm)。因此，优选使Au镀层更厚，但是，从低成本化的观点来看，优选第一镀层选择纯Ni镀层并增大纯Ni镀层的厚度。
如上所述，能够确认到，根据本发明的实施方式，能够使由最外表面不具有Au镀层的NiP颗粒形成的导电性颗粒的体积电阻率比现有技术格外小。另外，还确认到，在由最外表面具有相同厚度的Au镀层的NiP颗粒形成的导电性颗粒的情况下，能够使其体积电阻率比现有技术更小。因此，可以认为，通过本发明，根据所要求的导电性能，能够使Au镀层的厚度比现有技术更小，从而实现低成本化。具体而言，例如要求体积电阻率为0.7×10-5Ωm左右的导电性颗粒(对应于比较例2)的情况下，参照体积电阻率为0.4×10-5Ωm的导电性颗粒(实施例2)Au镀层的厚度为20nm这一事实，则可以认为，即使将该导电性颗粒的Au镀层的厚度减小到10nm左右，也能够获得0.7×10-5Ωm左右的体积电阻率。
本发明实施方式的导电性粉体为以该粉体的累计体积分布曲线中的中位粒径d50为3μm以上且100μm以下且满足(d90－d10)/d50≤0.8的方式进行选择的、如上所述比现有技术体积电阻率更小且导电性更好的、本发明的导电性颗粒的集合体。这种导电性粉体可以通过准备本发明的导电性颗粒的集合体，通过例如筛分法等选择上述d50为3μm以上且100μm以下的范围的导电性颗粒，进而类似地选择(d90－d10)/d50≤0.8的导电性颗粒来获得。实际上，例如可以得到上述d50为20μm、(d90－d10)/d50为0.7的导电性粉体。因此，本发明的导电性粉体是体积电阻率比现有技术的体积电阻率更小且具有尖锐的粒度分布和小的偏差的导电性良好的导电性粉体。
本发明实施方式的导电性高分子组合物包含：导电性粉体，其是如上所述比现有技术体积电阻率更小且导电性更好的本发明的导电性颗粒的集合体；和高分子。因此，本发明的导电性高分子组合物是比现有技术体积电阻率更小且导电性更好的导电性高分子组合物。此外，除非另有说明，高分子是电绝缘的。作为高分子，可以根据用途使用各种已知的高分子材料。高分子材料例如为橡胶、热塑性树脂、热固性树脂或光固化树脂。本发明实施方式的导电性高分子组合物可以广泛地用于各向异性导电片(ACF)、各向异性导电性糊料(ACP)等。导电性颗粒的含有率根据用途适当设定，以体积分数计，为大致3％以上且50％以下，优选为5％以上30％以下。
由于构成上述导电性粉体的导电性颗粒10和导电性颗粒10a是体积电阻率比现有技术更小且导电率更好的本发明的导电性颗粒，具有以Ni为主要成分的Ni核11，所以显示强磁性。因此，通过使用本发明实施方式的高分子组合物，能够形成导电性颗粒10或导电性颗粒10a通过磁场在厚度方向以几乎相等的间隔连续排列的各向异性导电片。因此，在本发明的各向异性导电片中，在厚度方向，由于体积电阻率比现有技术的体积电阻率更小，所以导电性良好，而在与厚度方向垂直的片表面方向，与现有技术相比导电性相对地被抑制，因此，成为各向异性得到加强的各向异性导电片。这里，使用橡胶(或弹性体)作为高分子时，能够获得压敏型各向异性导电片。压敏型各向异性导电片具有仅在片的厚度方向加压(压缩)时显示导电性、并且停止加压时返回绝缘性的性质。压敏型各向异性导电片适合用于在布线基板、半导体器件等的检查等中暂时形成电连接的用途。作为橡胶，可以使用已知的各种橡胶(包括弹性体)。从加工性、耐热性等的观点出发，优选为固化型的硅橡胶。
ACF和ACP也可以用于在液晶显示装置、平板电脑、移动电话等电气装置中形成电连接。在这些用途中，使用热固性树脂或光固化树脂作为高分子。作为热固性树脂，例如使用各种环氧树脂，作为光固化树脂，使用丙烯酸树脂。
产业上的可利用性
本发明可适用于导电性颗粒、导电性粉体、导电性高分子组合物和各向异性导电片。
附图标记说明
10 导电性颗粒
10a 导电性颗粒
11 Ni核(NiP颗粒)
12 第一镀层
13 Au镀层
20 试样粉体
21 圆筒
22 铜制夹具
23 铜制活塞
24 箭头

Claims (7)

1.一种导电性颗粒，其特征在于：
具有含有5质量％以上且15质量％以下的P的球状Ni核和覆盖所述Ni核的表面的第一镀层，其中，所述第一镀层为纯Ni镀层或含有4.0质量％以下的P的Ni镀层。
2.如权利要求1所述的导电性颗粒，其特征在于：
所述第一镀层的厚度为0.1μm以上且10μm以下。
3.如权利要求1所述的导电性颗粒，其特征在于：
所述Ni核的直径为1μm以上且100μm以下。
4.如权利要求1所述的导电性颗粒，其特征在于：
具有覆盖所述第一镀层的表面的第二镀层，所述第二镀层是厚度为5nm以上且200nm以下的Au镀层。
5.一种导电性粉体，其特征在于：
其为含有权利要求1所述的导电性颗粒的粉体，该粉体的累计体积分布曲线中的中位粒径d50为3μm以上且100μm以下，并且，[(d90－d10)/d50]≤0.8。
6.一种导电性高分子组合物，其特征在于：
包含权利要求5所述的导电性粉体和高分子，其中，所述高分子为橡胶、热塑性树脂、热固性树脂或光固化树脂。
7.一种各向异性导电片，其特征在于：
其由权利要求6所述的导电性高分子组合物形成，所述导电性颗粒沿厚度方向排列。
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