CN108780677A - 导电性粒子、导电材料以及连接结构体 - Google Patents

导电性粒子、导电材料以及连接结构体 Download PDF

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Abstract

提供一种导电性粒子，其能够在较低温度下进行导电连接，并且即使在较低温度下进行导电连接也能够提高导通可靠性。本发明的导电性粒子，其具备：具有导电部的导电性粒子主体、以及配置在所述导电性粒子主体的表面上的绝缘性粒子，所述导电性粒子主体在所述导电部的外表面上具有多个突起，所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度低于100℃，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。

Description

导电性粒子、导电材料以及连接结构体
技术领域
本发明涉及一种导电性粒子，其可用于例如电极之间的电连接。另外，本发明涉及一种使用所述导电性粒子的导电材料、连接结构体以及连接结构体的制造方法。
背景技术
各向异性导电糊剂和各向异性导电膜等各向异性导电材料是众所周知的。在这些各向异性导电材料中，导电性粒子分散在树脂粘合剂中。另外，作为导电性粒子，有时会使用在导电性粒子主体的表面附着有绝缘性粒子的导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)。
所述各向异性导电材料用于得到各种连接结构体，例如柔性印刷基板与玻璃基板(FOG(Film on Glass))之间的连接、半导体芯片与柔性印刷基板之间的连接(COF(Chip onGlass))、半导体芯片与玻璃基板之间的连接(COG(Chip on Glass))、以及柔性印刷基板与环氧玻璃基板(FOB(Film on Board))之间的连接等。
作为所述导电性粒子的一个例子，下述专利文献1公开了一种绝缘化导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)，其中，在导电性粒子表面的至少一部分上存在树脂粒子。所述树脂粒子是聚合性成分的共聚物，该聚合性成分至少包含(甲基)丙烯酸烷基酯和多价(甲基)丙烯酸酯。所述多价(甲基)丙烯酸酯是各个(甲基)丙烯酰基通过三个以上的碳原子彼此键合的化合物。此外，在专利文献1中，记载了所述树脂粒子的玻璃化转变温度可以为180℃以下。在专利文献1的实施例和比较例中，记载了玻璃化转变温度为108℃、113℃、115℃、134℃、以及200℃以上的树脂粒子。
下述专利文献2中公开了一种绝缘包覆导电粒子(附带绝缘性粒子的导电粒子)，其具备导电性粒子、和附着在该导电性粒子外侧的多个绝缘粒子。所述导电性粒子的平均粒径为1～10μm。所述绝缘粒子包含第一绝缘粒子、和玻璃化转变温度比第一绝缘粒子低的第二绝缘粒子。在专利文献2中，记载了第二绝缘粒子的玻璃化转变温度可以为80～120℃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012-72324号公报
专利文献2：特开2014-17213号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在通过所述各向异性导电材料，例如将半导体芯片的电极和玻璃基板的电极进行电连接时，在玻璃基板上配置包含上导电性粒子的各向异性导电材料。接着，将半导体芯片叠层、加热并加压。由此，固化各向异性导电材料，使电极间通过导电性粒子进行电连接，从而得到连接结构体。
在这种连接结构体的制造中，对低温下的热压合的需求变高。但是，在现有的导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)中，在低温下进行热压合时，有时连接电阻增大，导通可靠性降低
本发明的目的是提供导电性粒子，其能够在较低温度下进行导电连接，并且即使在较低温度下进行导电连接也能够提高导通可靠性。
另外，本发明提供使用所述导电性粒子的导电材料、连接结构体、以及连接结构体的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的广泛方面，提供一种导电性粒子，其具备：具有导电部的导电性粒子主体、以及配置在所述导电性粒子主体的表面上的绝缘性粒子，所述导电性粒子主体在所述导电部的外表面上具有多个突起，所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度低于100℃，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，多个所述绝缘性粒子配置在所述导电性粒子主体的表面上。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述绝缘性粒子的平均粒径与所述突起的平均高度之比超过0.5。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述绝缘性粒子在温度100℃和压力60MPa下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值为压缩前的所述突起的平均高度以下。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述绝缘性粒子在温度100℃和压力60MPa的压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值为压缩前的所述突起的平均高度以下。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述导电性粒子用于通过在120℃以下热压合以进行导电连接。
根据本发明的广泛方面，提供一种导电材料，其包含上述的导电性粒子和粘合剂树脂。
在本发明的导电性粒子的某一特定方面中，所述导电材料在100℃下的粘度为1000Pa·s以上且5000Pa·s以下。
根据本发明的广泛方面，提供一种连接结构体，其具备：表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接的连接部，所述连接部的材料为权利要求1～7中任一项所述的导电性粒子，或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料，所述第一电极和所述第二电极是通过所述导电性粒子中的所述导电性粒子主体进行电连接。
根据本发明的广泛方面，提供一种连接结构体的制造方法，其具备：在表面具有第一电极的第一连接对象部件和表面具有第二电极的第二连接对象部件之间，配置权利要求1～7中任一项所述的导电性粒子，或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料的工序；以及通过在所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度以上且160℃以下热压合以进行导电连接的工序。
在本发明的连接结构体的制造方法的某一特定方面中，热压合是在所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度以上且120℃以下进行的。
发明效果
由于本发明的导电性粒子具备：具有导电部的导电性粒子主体、以及配置在所述导电性粒子主体的表面上的绝缘性粒子，所述导电性粒子主体在所述导电部的外表面上具有多个突起，所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度低于100℃，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下，所以其能够在较低温度下进行导电连接，并且即使在较低温度下进行导电连接也能够提高导通可靠性。
附图的简单说明
图1是表示本发明的第1实施例的导电性粒子的截面图。
图2是表示本发明的第2实施例的导电性粒子的截面图。
图3是表示本发明的第3实施例的导电性粒子的截面图。
图4是表示绝缘部为绝缘层情况下的导电性粒子的截面图。
图5是示意性地表示使用了图1所示的导电性粒子的连接结构体的截面图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
(导电性粒子)
本发明的导电性粒子具备导电性粒子主体和绝缘部。所述导电性粒子主体具有导电部。所述绝缘部配置在所述导电性粒子主体的表面上。在本发明的导电性粒子中，所述导电性粒子主体在所述导电部的外表面上具有多个突起。在本发明的导电性粒子中，所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度低于100℃。在本发明的导电性粒子中，所述绝缘部为绝缘性粒子。在本发明的导电性粒子中，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，可以变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。在本发明中，当导电性粒子主体被称为导电性粒子时，具有绝缘部的导电性粒子可以被称为附带绝缘部的导电性粒子。由于绝缘部是绝缘性粒子，所以附带绝缘部的导电性粒子是附带绝缘性粒子的导电性粒子。
在本发明中，因为具备所述结构，所以即使在较低温度下进行导电连接也能够提高导通可靠性。
在本发明中，为了排除导电连接时位于导电性粒子主体和电极之间的绝缘部，即使在例如120℃以下进行热压合，也能够有效地排除绝缘部。其结果是，可以使电极和导电性粒子主体良好地接触，并且可以降低电极之间的连接电阻。在本发明中，可以提高电极之间的导通可靠性。
在本发明中，不仅是降低绝缘部的玻璃化转变温度，导电性粒子主体在导电部的外表面上具有多个突起也很重要。例如，即使绝缘部的玻璃化转变温度低于100℃，如果导电性粒子主体在导电部的外表面上不具有多个突起，则难以充分提高导通可靠性。其原因为，当热压合时的温度低于绝缘部的玻璃化转变温度时，绝缘部难以软化，所以绝缘部难以从导电性粒子主体上脱落。另一方面，如果导电性粒子主体在导电部的外表面上具有多个突起，则该突起可以排除绝缘部，并且可以使电极和导电性粒子主体充分地接触，从而可以充分提高导通可靠性。在本发明中，发现将绝缘部的玻璃化转变温度降低的结构、和导电性粒子主体在导电部的外表面上具有多个突起的结构的组合是极其重要的。
从进一步提高通过低温下的热压合的导通可靠性的观点出发，所述绝缘部的玻璃化转变温度优选低于95℃，更优选低于90℃，进一步优选低于85℃，更进一步优选低于80℃，更优选低于75℃，特别优选低于70℃。
从有效地抑制导电连接前的绝缘部的过度脱落以及过度变形的观点出发，所述绝缘部的玻璃化转变温度优选为30℃以上，更优选为35℃以上，进一步优选为40℃以上，更进一步优选为45℃以上，更加优选为50℃以上，特别优选为55℃以上。
需要说明的是，在本说明书中，所述玻璃化转变温度可以使用动态粘弹性测定(TAInstruments公司制造的“ARES-G2”)等来进行测定。
在本发明的导电性粒子中，所述绝缘部为绝缘性粒子。所述绝缘部可以为绝缘层，也可以为绝缘性粒子。所述导电性粒子主体的表面可以被所述绝缘层包覆。所述绝缘性粒子可以附着在所述导电性粒子主体的表面上。从进一步提高导电连接时绝缘部的排除性、和进一步提高导通可靠性的观点出发，所述绝缘部优选为绝缘性粒子。从进一步提高导通可靠性的观点出发，优选在所述导电性粒子主体的表面上配置多个绝缘性粒子。
另外，在导电性粒子主体的表面上，所述绝缘部可以是单层，也可以是多层，并且在绝缘性粒子主体的表面上配置的绝缘性粒子的外侧，可以配置其他绝缘性粒子。
所述突起的平均高度优选为0.001μm以上，更优选为0.05μm以上，且优选为0.9μm以下，更优选为0.2μm以下。当所述突起的平均高度为所述下限以上且所述上限以下时，可以有效地降低连接电阻。
所述突起的高度表示为：在连接导电性粒子主体的中心与突起的顶端的连接线(图1所示的虚线L1)上，从假设为没有突起情况下的导电部的假想线(图1所示的虚线L2)上(假设为没有突起情况下的球形导电性粒子主体的外表面上)到突起的顶端的距离。即，在图1中，表示为从虚线L1与虚线L2的交点到突起顶端的距离。
从进一步提高导通可靠性的观点出发，所述绝缘性粒子的平均粒径相对于所述突起的平均高度的比(绝缘性粒子的平均粒径/突起的平均高度)优选为大于0.5，更优选为大于2.0。从抑制绝缘性粒子的意外剥离、进一步提高绝缘可靠性的观点出发，所述比(绝缘性粒子的平均粒径/突起的平均高度)优选为4.0以下，更优选为3.0以下。
所述绝缘性粒子的平均粒径表示为数均粒径。绝缘性粒子的平均粒径，可以通过用电子显微镜或光学显微镜观察任意的50个绝缘性粒子，并算出平均值来求得。
在本发明的导电性粒子中，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时(优选为满足温度100℃～120℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件)，可以变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上(例如垂直方向)的粒径的最大值(L1)与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上(例如水平方向)的粒径的最大值(L2)之比(L1/L2)为0.7以下。从进一步提高导通可靠性的观点出发，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件的至少一个压缩条件下被压缩时(优选为满足温度100℃～120℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件的至少一个压缩条件)，优选可以变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上(例如垂直方向)的粒径的最大值(L1)与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上(例如水平方向)的粒径的最大值(L2)之比(L1/L2)为0.5以下，更优选可以变形以使得其为0.3以下。所述粒径的最大值为粒径为最大的部分的粒径。
在本发明中，在温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，没有必要可以变形以使得所述比(L1/L2)为所述上限以下。但是，在温度100℃～120℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，优选可以变形以使得所述比(L1/L2)为所述上限以下，在温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，更优选可以变形以使得所述比(L1/L2)为所述上限以下。另外，在温度100℃和压力60MPa的压缩条件下被压缩时，优选可以变形以使得所述比(L1/L2)为所述上限以下。
需要说明的是，在本说明书中，所述“变形”也包括绝缘性粒子的崩解。
从进一步提高导通可靠性的观点出发，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件的至少一个压缩条件下被压缩时(优选为满足温度100℃～120℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件的至少一个压缩条件)，优选可以变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上(例如垂直方向)的粒径的最大值为压缩前所述突起的平均高度以下，更优选可以变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上(例如垂直方向)的粒径的最大值为压缩前所述突起的平均高度的1.0倍以下。
在本发明中，在温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，没有必要可以变形以使得所述压缩后的所述绝缘性粒子的压缩方向上的粒径最大值为所述上限以下。但是，在温度100℃～120℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，优选可以变形，以使得所述压缩后的所述绝缘性粒子的压缩方向上的粒径最大值为所述上限以下，在温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的整个压缩条件下，更优选可以变形，以使得所述压缩后的所述绝缘性粒子的压缩方向上的粒径最大值为所述上限以下。另外，在温度100℃和压力60MPa的压缩条件下被压缩时，优选可以变形，以使得所述压缩后的所述绝缘性粒子的压缩方向上的粒径最大值为所述上限以下。
压缩所述绝缘性粒子时的温度优选为100℃以上，且优选为160℃以下，更优选为150℃以下，进一步优选为140℃以下，特别优选为120℃以下。压缩所述绝缘性粒子时的压力优选为60MPa以上，且优选为80MPa以下，特别优选为70MPa以下。
从进一步提高绝缘可靠性的观点出发，占据所述导电性粒子主体的整体表面积的，由所述绝缘部(绝缘层或绝缘性粒子)包覆的部分的面积的包覆率优选65％以上，更优选70％以上，进一步优选大于70％，特别优选75％以上，最优选80％以上。从进一步提高导通可靠性的观点出发，所述包覆率优选99％以下，更优选为98％以下，进一步优选为95％以下。所述包覆率可以为100％以下。
占据所述导电性粒子主体的整体表面积的，由所述绝缘性粒子包覆的部分的面积的包覆率，可以按照以下方式求得。
通过扫描型电子显微镜(SEM)下的观察，例如观察20个导电性粒子，求得导电性粒子中的导电性粒子主体的包覆率(％)(也称为附着率(％))。所述包覆率是占据导电性粒子主体的表面积的，由绝缘部包覆部分的总面积(投影面积)。
具体而言，在绝缘部为绝缘性粒子的情况下，所述包覆率是指，用扫描型电子显微镜(SEM)从一个方向观察导电性粒子时，占据观察图像中的导电性粒子主体的表面的外周边部分的圆内的总面积的，导电性粒子主体的表面的外周边部分的圆内的绝缘部的合计面积。
所述导电性粒子的平均粒径优选为0.5μm以上，更优选为1μm以上，进一步优选为3μm以上，且优选为500μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为50μm以下，特别优选为20μm以下。如果导电性粒子的平均粒径为所述下限以上且所述上限以下，当使用导电性粒子进行电极间的连接时，导电性粒子主体与电极的接触面积充分增大，并且在形成导电部时不易形成聚集了的导电性粒子。另外，通过导电性粒子主体连接的电极之间的间隔不会变得太大，并且导电部不易从基材粒子的表面剥离。再者，在所述导电性粒子的平均粒径较大(10μm以上且50μm以下)的情况下，与所述导电性粒子的平均粒径较小(1μm以上且10μm以下)的情况相比，由于能够在低压和低温下进行安装，所以所述导电性粒子能够适用于照相机模块等的半导体装置模块。
所述导电性粒子的平均粒径表示为数均粒径。导电性粒子的平均粒径，可以通过用电子显微镜或光学显微镜观察任意的50个导电性粒子，并算出平均值来求得。
所述导电性粒子优选用于通过在160℃以下热压合以进行导电连接，更优选用于通过在120℃以下热压合以进行导电连接，进一步优选用于通过在110℃以下热压合以进行导电连接，特别优选用于通过在110℃以下热压合以进行导电连接。
所述导电性粒子分散在粘合剂树脂中，并适用于得到导电材料。
下面，将参照附图对本发明的具体实施例进行说明。
图1是表示本发明的第1实施方式的导电性粒子的截面图。
图1所示的导电性粒子1具有导电性粒子主体2和多个绝缘性粒子3。
导电性粒子主体2具有基材粒子11、配置在基材粒子11的表面上的导电部12、以及多个芯物质13。导电部12为导电层。导电部12与基材粒子11相接。导电部12包覆基材粒子11的表面。导电性粒子主体2是基材粒子11的表面被导电部12所包覆的包覆粒子。导电性粒子主体2在其表面上具有导电部12。
导电性粒子主体2在导电部12的外表面上具有多个突起。导电部12在其外表面上具有多个突起。多个芯物质13配置于基材粒子12的表面上。多个芯物质13嵌入导电部12中。芯物质13配置在突起的内侧。导电部12包覆多个芯物质13。导电部12的外表面通过多个芯物质13而隆起，从而形成突起。
绝缘性粒子3配置在导电性粒子主体2的表面上。多个绝缘性粒子3与导电性粒子主体2的表面接触，并附着于导电性粒子主体2的表面上。多个绝缘性粒子3与导电性粒子主体2的导电部12的外表面接触，并附着于导电部12的外表面。
图2是表示本发明的第2实施方式的导电性粒子的截面图。
图2所示的导电性粒子1A具有导电性粒子主体2A、和多个绝缘性粒子3。
在导电性粒子1与导电性粒子1A中，导电性粒子主体2和导电性粒子主体2A不同。
导电性粒子主体2A包括基材粒子11、配置在基材粒子11的表面上的导电部12A、和多个芯物质13。
在导电性粒子1与导电性粒子1A中，导电部12和导电部12A不同。导电部12A整体具有基材粒子11侧的第一导电部12AA、和基材粒子11侧的相反侧的第二导电部12AB。相对于在导电性粒子1中形成的单层结构的导电部12，在导电性粒子1A中，形成具有第一导电部12AA和第二导电部12AB的双层结构的导电部12A。第一导电部12AA和第二导电部12AB是作为其他的导电部所形成的。
第一导电部12AA配置在基材粒子11的表面上。第一导电部12AA配置在基材粒子11和第二导电部12AB之间。第一导电部12AA与基材粒子11接触。第二导电部12AB与第一导电部12AA接触。因此，第一导电部12A配置在基材粒子11的表面上，第二导电部12AB配置在第一导电部12AA的外表面上。
导电性粒子主体2A在导电部12A的外表面上具有多个突起。导电部12A在其外表面上具有多个突起。多个芯物质13配置于基材粒子12的表面上。多个芯物质13嵌入导电部12A以及第一导电部12AA中。导电部12A以及第一导电部12AA包覆多个芯物质13。导电部12A、第一导电部12AA以及第二导电部12AB的外表面通过多个芯物质13而隆起，从而形成突起。
绝缘性粒子3配置在导电性粒子主体2A的表面上。
芯物质可以不与基材粒子接触。芯物质可以配置在第一导电部的外表面上。第一导电部的外表面的形状可以是球形的。
图3是表示本发明的第3实施方式的导电性粒子的截面图。
图3所示的导电性粒子1B具有导电性粒子主体2B、和多个绝缘性粒子3。
在导电性粒子1与导电性粒子1B中，导电性粒子主体2和导电性粒子主体2B不同。
导电性粒子主体2B具有基材粒子11、和配置在基材粒子11的表面上的导电部12B。导电性粒子主体2B不具有芯物质。
在导电性粒子主体2和导电性粒子主体2B中，芯物质的有无是不同的，因而导电部是不同的。在导电性粒子1中，使用芯物质13，并且形成导电部12以包覆芯物质13，与之相对，在导电性粒子1B中，形成了不使用芯物质的导电部12B。
导电部12B具有第一部分、和比该第一部分的厚度厚的第二部分。导电性粒子主体2B在导电部12B的外表面上具有多个突起。导电部12B在其外表面上具有多个突起。除了多个突起之外的部分是导电部12B的所述第一部分。多个突起是导电部12B的厚度较厚的所述第二部分。
绝缘性粒子3配置在导电性粒子主体2B的表面上。
图4是表示绝缘部为绝缘层时的导电性粒子的截面图。
图4所示的导电性粒子1C具有导电性粒子主体2、和绝缘层3C。
在导电性粒子1与导电性粒子1C中，绝缘性粒子3和绝缘层3C不同。
在导电性粒子1C中，绝缘层3C配置在导电性粒子主体2的表面上。绝缘层3C与导电性粒子主体2的表面接触并包覆导电性粒子主体2的表面。多个绝缘层3C与导电性粒子主体2的导电部12的外表面接触，并包覆导电部12的外表面。绝缘层3C配置在导电部12的有突起部分的表面上。绝缘层3C也配置在导电部12的没有突起部分的表面上。配置在导电部12的有突起部分的表面上的绝缘层3C和配置在导电部12的没有突起部分的表面上的绝缘层3C相连。
与导电性粒子1、1A、1B相比，在导电性粒子1C中，导通可靠性有变低的倾向。
绝缘部优选为绝缘性粒子或绝缘层。从进一步提高导通可靠性的观点出发，绝缘部优选为绝缘性粒子。从进一步提高绝缘可靠性的观点出发，绝缘部优选为绝缘层。在本发明的导电性粒子中，绝缘部是绝缘性粒子。
在下文中，将对导电性粒子以及绝缘性粒子等的其他细节进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的一方或双方，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”中的一方或双方。
“导电性粒子主体”
所述导电性粒子主体在导电部的外表面上具有突起。该突起优选为多个。通常在由导电性粒子主体连接的电极的表面上会形成氧化膜。通过使用在导电部的外表面上具有突起的导电性粒子，并将导电性粒子配置在电极之间并压合，能够通过突起有效地消除所述氧化膜。因此，电极和导电部更可靠地接触，并且电极之间的连接电阻进一步降低。再者，在进行电极之间的连接时，通过导电性粒子主体的突起，能够有效地消除导电性粒子主体和电极之间的绝缘部。此外，在本发明中，由于绝缘部的玻璃化转变温度较低，所以可以有效地消除绝缘部。
所述导电性粒子主体具有导电部。所述导电部优选为导电层。所述导电性粒子主体可以是具有基材粒子和配置在基材粒子表面上的导电部的导电性粒子，也可以是整体为导电部的金属粒子。从降低成本、提高导电性粒子主体的柔软性、进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发，优选具有基材粒子和配置在基材粒子表面的导电部的导电性粒子主体。
基材粒子:
作为所述基材粒子，可以列举树脂粒子、除去金属粒子的无机粒子、有机无机混合粒子以及金属粒子等。所述基材粒子，优选除去金属粒子的基材粒子，更优选树脂粒子、除去金属粒子的无机粒子或有机无机混合粒子。所述基材粒子可以是芯壳粒子。
所述基材粒子优选为由树脂形成的树脂粒子。当使用导电性粒子进行电极间的连接时，在将导电性粒子配置在电极之间后，通过压合导电性粒子来使导电性粒子压缩。当基材粒子为树脂颗粒时，导电性粒子主体在所述压合时容易变形，从而导电性粒子主体与电极之间的接触面积增大。因此，电极之间的导通可靠性进一步提高。
各种树脂适合用作所述树脂粒子的材料。作为所述树脂粒子的材料，可列举聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂；聚甲基丙烯酸甲酯、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、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、尿素树脂、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、以及通过聚合一种或两种以上具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体而获得的聚合物。
由于能够设计和合成具有适合于导电材料的任意压缩时的物性的树脂粒子，并且能够容易地将基材粒子的硬度控制在合适的范围内，所以所述树脂粒子的材料优选为通过聚合一种或两种以上具有多个烯属不饱和基团的聚合性单体而获得的聚合物。
当通过聚合具有烯属不饱和基团的聚合性单体而获得所述树脂粒子时，作为所述具有烯属不饱和基团的聚合性单体，可列举非交联性单体和交联性单体。
作为所述非交联性单体，可列举：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)丙烯酸鲸蜡酯、(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)丙烯酸烷基酯化合物；(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物；(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化合物；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化合物；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、氯苯乙烯等含卤素的单体等。
作为所述交联性单体，可列举：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)四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1、4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物；三烯丙基(异)氰脲酸酯、偏苯三酸三烯丙基酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、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的含硅烷单体等。
通过用公知的方法使具有所述烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合，能够得到所述树脂粒子。作为该方法，可列举：在自由基聚合引发剂存在下进行悬浮聚合的方法、以及使用非交联种子粒子，与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀聚合的方法等。
在所述基材粒子为除去金属粒子的无机粒子或者有机无机混合粒子的情况下，作为所述基材粒子的材料的无机物，可列举：二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆、以及炭黑等。所述无机物优选不是金属。作为由所述二氧化硅形成的粒子没有特别限制，可列举将具有两个以上水解性的烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解以形成交联聚合物粒子之后，可以根据需要进行烧制从而得到的粒子。作为所述有机无机混合粒子，可列举由交联了的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸树脂所形成的有机无机混合粒子等。
所述有机无机混合粒子优选为具有芯、和配置在该芯表面上的壳的芯壳型有机无机混合粒子。所述芯优选为有机芯。所述壳优选为无机壳。从有效地降低电极之间的连接电阻的观点来看，所述基材粒子优选为具有有机芯、和配置在有机芯表面上的无机壳的有机无机混合粒子。
作为所述有机芯的材料可以列举所述树脂粒子的材料等。
作为所述无机壳的材料可以列举，所述作为基材粒子的材料所列举的无机物。所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选为，通过在所述芯的表面上利用溶胶凝胶法将金属醇盐转化为壳状物，然后将该壳状物进行烧制而形成的无机壳。所述金属醇盐优选为硅烷醇盐。所述无机壳优选由硅烷醇盐形成。
在所述基材粒子为金属粒子的情况下，作为该金属粒子的材料的金属，可列举银、铜、镍、硅、金以及钛等。但是，所述基材粒子优选不是金属粒子。
导电部:
作为所述导电部的材料的金属没有特别的限制。当导电性粒子为整体是导电部的金属粒子时，作为该金属粒子的材料的金属没有特别限制。作为所述金属，可以列举金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅以及这些的合金等。另外，作为所述金属，还可以列举锡掺杂氧化铟(ITO)以及焊锡等。由于电极之间的连接电阻进一步降低，优选含锡合金、镍、钯、铜或金，且优选镍或钯。
此外，由于能够有效地提高导通可靠性，所述导电部以及所述导电部的外表面部分优选含有镍。含有镍的导电部100重量％中的镍的含量优选为10重量％以上，更优选为50重量％以上，进一步优选为60重量％以上，更进一步优选为70重量％以上，特别优选为90重量％以上。所述含有镍的导电部100重量％中的镍的含量可以为97重量％以上、97.5重量％以上、98重量％以上。
需要说明的是，在导电部的表面上通常由于氧化而存在羟基。一般而言，在由镍形成的导电部的表面上由于氧化而存在羟基。在这样的具有羟基的导电部的表面(导电性粒子主体的表面)上，可以通过化学键配来配置绝缘部。
所述导电部可以由单层形成。导电部也可以由多层形成。即，导电部可以具有两层以上的叠层结构。当导电部由多个层形成时，最外层优选为金层、镍层、钯层、铜层或含有锡和银的合金层，更优选为金层。当最外层为这些优选的导电部时，电极之间的连接电阻进一步降低。此外，当最外层是金层时，耐腐蚀性进一步提高。
在所述基材粒子的表面上形成导电部的方法没有特别限制。作为形成导电部的方法，可以列举无电解镀法、电镀法、物理蒸镀法、以及在基材粒子的表面上涂布含有金属粉末或者金属粉末和粘合剂的糊剂的方法等。由于导电部的形成简单，优选无电解镀法。作为所述物理蒸镀法，可以列举真空蒸镀、离子电镀、以及离子溅射等方法。
所述导电部的厚度优选为0.005μm以上，更优选为0.01μm以上，且优选为10μm以下，更优选为1μm以下，进一步优选为0.3μm以下。当导电部的厚度为所述下限以上且所述上限以下时，能够获得足够的导电性并且导电粒子不会变得太硬，导电粒子在进行电极之间的连接时充分变形。
在所述导电部由多个层形成的情况下，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，且优选为0.5μm以下，更优选为0.1μm以下。当所述最外层的导电层的厚度为所述下限以上且所述上限以下时，最外层的导电层的包覆变得均匀、耐腐蚀性充分提高、并且电极之间的连接电阻充分降低。
所述导电部的厚度，例如可以通过使用透射型电子显微镜(TEM)观察导电性粒子或附带绝缘性粒子的导电性粒子的截面来测定。
芯物质:
作为形成所述突起的方法，可以列举：将芯物质附着在基材粒子的表面上之后，通过无电解镀形成导电部的方法；以及通过无电解镀在基材粒子的表面上形成导电部之后，将芯物质附着，并进一步通过无电解镀形成导电部的方法等。作为形成所述突起的其他方法，可以列举：在基材粒子的表面上形成第一导电部之后，将芯物质配置在该第一导电部上，然后形成第二导电部的方法；以及在基材粒子的表面上形成导电部(第一导电部或第二导电部等)的中间阶段添加芯物质的方法等。此外，为了形成突起，在不使用芯物质的情况下，通过无电解镀在基材粒子上形成导电部之后，使镀层以突起状沉积在导电部的表面上，并进一步通过无电解镀形成导电部的方法等。
作为将芯物质配置于所述基材粒子的外表面的方法，可以列举：向基材粒子的分散液中添加芯物质，然后通过例如范德华力使芯物质聚集、附着在基材粒子的表面上的方法；以及将芯物质添加到加入了基材粒子的容器中，并通过容器的旋转等机械作用来使芯物质附着在基材粒子的表面上的方法等。由于容易控制所附着的芯物质的量，优选使芯物质聚集、附着在分散液中的基材粒子的表面上的方法。
所述芯物质的材料没有特别限制。所述芯物质的材料的莫氏硬度优选高。
作为所述芯物质的材料的具体例，可以列举：钛酸钡(莫氏硬度4.5)、镍(莫氏硬度5)、二氧化硅(二氧化硅、莫氏硬度6～7)、氧化钛(莫氏硬度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)和金刚石(莫氏硬度10)等。所述无机离子优选镍、二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨、或钻石，更优选二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨或钻石，进一步优选氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨或钻石，特别优选氧化锆、氧化铝、碳化钨或钻石。所述芯物质的材料的莫氏硬度优选为4以上，更优选为5以上，进一步优选为6以上，更进一步优选为7以上，特别优选为7.5以上。
所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，可以列举粒子状的块、多个微粒聚集形成的聚集块、以及无定形的块等。
所述芯物质的平均径(平均粒径)优选为0.001μm以上，更优选为0.05μm以上，且优选为0.9μm以下，更优选为0.2μm以下。当所述芯物质的平均径为所述下限以上且所述上限以下时，有效地降低电极之间的连接电阻。
所述芯物质的“平均径(平均粒径)”表示数平均径(数平均粒径)。芯物质的平均径可以通过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。
(绝缘部)
在本发明的导电性粒子中，所述绝缘部为绝缘性粒子。作为所述绝缘部的材料，可以列举聚烯烃化合物、(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、热固性树脂以及水溶性树脂等。所述绝缘部的材料，可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为所述聚烯烃化合物，可以列举：聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物以及乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作为所述(甲基)丙烯酸酯聚合物，可以列举：聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸十二烷基酯以及聚(甲基)丙烯酸硬脂酸酯等。作为上述嵌段聚合物，可以列举：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、以及SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、和这些的氢化物等。作为所述热塑性树脂，可以列举：乙烯基聚合物和乙烯基共聚物等。作为所述热固性树脂，可以列举：环氧树脂、酚醛树脂以及三聚氰胺树脂等。作为所述热塑性树脂的交联，可以列举：聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化三羟甲基丙烷甲基丙烯酸酯以及烷氧基化季戊四醇甲基丙烯酸酯等的导入。作为所述水溶性树脂，可以列举：聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷以及甲基纤维素等。另外，可以将链转移剂用于调节聚合度。作为链转移剂，可列举硫醇和四氯化碳等。
可以适当地选择所述绝缘部的材料，以使得绝缘部的玻璃化转变温度低于100℃。
所述导电部的表面以及绝缘部的表面可以分别被具有反应性官能团的化合物所包覆。导电部的表面和绝缘部的表面可以不进行直接化学键合，也可以通过具有反应性官能团的化合物进行间接化学键合。在将羧基引入到导电部的外表面之后，该羧基可以通过聚乙烯亚胺等聚合物电解质来和绝缘部表面上的官能团进行化学键合。
(导电材料)
本发明的导电材料包含所述导电性粒子和粘合剂树脂。所述导电性粒子优选分散在粘合剂树脂中被使用，并优选分散在粘合剂树脂中作为导电材料被使用。所述导电材料优选为各向异性导电材料。所述导电材料优选用于电极之间的电连接。所述导电材料优选为电路连接用导电材料。
所述粘合剂树脂没有被特别限制。作为所述粘合剂树脂，可以使用公知的绝缘性树脂。所述粘合剂树脂优选含有热塑性成分(热塑性化合物)或固化性成分，更优选含有固化性成分。作为所述固化性成分，可以列举光固化性成分以及热固化性成分。所述光固化性成分优选含有光固化性化合物以及光聚合引发剂。所述热固化性成分优选含有热固化性化合物以及热固化剂。
作为所述粘合剂树脂，可以列举：乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物以及弹性体等。所述粘合剂树脂可以仅使用一种、也可以组合使用两种以上。
作为所述乙烯基树脂，可以列举：醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂以及苯乙烯树脂等。作为所述热塑性树脂，可以列举：聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物以及聚酰胺树脂等。作为所述固化性树脂，可以列举：环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂以及不饱和聚酯树脂等。需要说明的是，所述固化性树脂可以是常温固化性树脂、热固化性树脂、光固化性树脂或湿气固化性树脂。所述固化性树脂可以与固化剂组合使用。作为所述热塑性嵌段共聚物，可列举：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氢化物、以及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等。作为所述弹性体，可列举：苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。
除了所述导电性粒子和所述粘合剂树脂之外，所述导电材料还可以包含例如充填剂、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、抗静电剂和阻燃剂等各种添加剂。
从进一步提高导通可靠性的观点出发，所述导电材料在100℃的粘度优选为1000Pa·s以上，更优选为2000Pa·s以上。从进一步提高绝缘可靠性的观点出发，所述导电材料在100℃的粘度优选为5000Pa·s以下，更优选为4000Pa·s以下。
所述粘度可以使用例如E型粘度计(东机产业公司制造的“TVE 22L”)等，在100℃以及5rpm的条件下进行测定。
本发明的导电材料可以用作导电糊剂以及导电膜等。在本发明的导电材料为导电膜的情况下，不包含导电性粒子的膜可以叠层在包含导电性粒子的导电膜上。所述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂。所述导电膜优选为各向异性导电膜。
在所述导电材料100重量％中，所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，且优选为99.99重量％以下，更优选为99.9重量％以下。当所述粘合剂树脂的含量为所述下限以上且所述上限以下时，导电性粒主体被有效地布置在电极之间，并且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。
在所述导电材料100重量％中，所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，且优选为80重量％以下，更优选为60重量％以下，进一步优选为40重量％以下，特别优选为20重量％以下，最优选为10重量％以下。当所述导电性粒子的含量为所述下限以上且所述上限以下时，电极间的导通可靠性进一步提高。
(连接结构体)
通过使用所述导电性粒子、或者所述包含导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料来连接连接对象部件，能够获得连接结构体。
所述连接结构体具备：第一连接对象部件、第二连接对象部件、以及连接第一连接对象部件和第二连接对象部件的连接部，且所述连接部的材料优选所述导电性粒子、或者所述含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料。所述连接部优选由所述导电性粒子形成，或者由所述含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电性材料形成。当使用导电性粒子时，连接部本身为导电性粒子。
所述第一连接对象部件优选在其表面上具有第一电极。所述第二连接对象部件优选在其表面上具有第二电极。所述第一电极和所述第二电极优选通过所述导电性粒子中的所述导电性粒子主体进行电连接。
所述连接结构体可以通过如下工序得到：在所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间配置所述导电性粒子或者所述导电材料的工序；以及通过热压合进行导电连接的工序。在进行所述热压合时，优选加热至所述绝缘部的玻璃化转变温度以上。
图5是示意性地表示使用了图1所示的导电性粒子的连接结构体的截面图。
图5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、以及连接第一连接对象部件52和第二连接对象部件53的连接部54。连接部54由包含导电性粒子1的导电材料形成。优选所述导电材料具有热固化性，且连接部54是通过使导电材料热固化而形成的。需要说明的是，在图5中，为了便于图示，示意性地表示导电性粒子1。可以使用导电性粒子1A和1B代替导电性粒子1。
第一连接对象部件52在其表面(上表面)上具有多个第一电极52a。第二连接对象部件53在其表面(下表面)上具有多个第二电极53a。第一电极52a和第二电极53a通过一个或多个导电性粒子1中的导电性粒子主体2(图中没有符号表示)进行电连接。因此，第一连接对象部件52和第二连接对象部件53通过导电性粒子主体2进行电连接。
所述连接结构体的制造方法没有特别限制。作为连接结构体的制造方法的一个例子，可以列举将所述导电材料配置在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间以获得叠层体，然后将该叠层体加热并加压的方法等。所述热压合的压力优选为40MPa以上，更优选为60MPa以上，且优选为90MPa以下，更优选为70MPa以下。所述热压合的加热温度优选为80℃以上，更优选为100℃以上，优选为140℃以下，更优选为120℃以下。
作为所述连接对象部件，具体可列举：半导体芯片、电容器以及二极管等电子部件，与印刷电路板、柔性印刷电路板、玻璃环氧板和玻璃电路板等电路板等电子部件。所述连接对象部件优选为电子部件。所述导电性粒子优选用于电子部件中的电极的电连接。
作为设置在所述连接对象部件上的电极，可以列举：金电极、镍电极、锡电极、铝电极、银电极、SUS电极、铜电极、钼电极以及钨电极等金属电极。在所述连接对象部件为柔性印刷电路板的情况下，所述电极优选为金电极、镍电极、锡电极或铜电极。在所述连接对象部件为玻璃电路板的情况下，所述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。在所述电极为铝电极的情况下，其可以是仅由铝形成的电极，也可以是将铝层叠层在金属氧化物层的表面上得到的电极。作为所述金属氧化物层的材料，可以列举：掺杂三价金属元素的氧化铟以及掺杂三价金属元素的氧化锌等。作为所述三价金属元素，可以列举：Sn、Al以及Ga等。
以下，将列举出实施例以及比较例对本发明进行具体说明。本发明不仅限于以下的实施例。
(实施例1)
(1)导电性粒子的制备
制备粒径为3.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子(基材粒子A，积水化学工业公司制造的“Micropearl SP-203”)。通过使用超声波分散器将10重量份的基材粒子A分散在100重量份的含有5重量％钯催化剂溶液的碱性溶液中，然后通过过滤溶液取出基材粒子A。随后，将基材粒子A加入到100重量份的1重量％二甲胺硼烷溶液中，以活化基材粒子A的表面。将表面活化了的基材粒子A充分水洗，然后加入到500重量份的蒸馏水中使其分散，从而获得分散液。接着，在3分钟内向所述分散液中添加1g氧化铝粒子浆料(平均粒径152nm)，从而得到含有附着了芯物质的基材粒子的悬浊液。
另外，制备含有0.35mol/L硫酸镍、1.38mol/L二甲胺硼烷以及0.5mol/L柠檬酸钠的镀镍溶液(pH8.5)。
将所得到的悬浊液在60℃下搅拌，同时将所述镀镍溶液慢慢滴加到悬浊液中，进行无电解镀镍。之后，通过过滤悬浊液将粒子取出，用水清洗并干燥，以在基材粒子A的表面上配置镍-硼导电层(厚度为0.15μm)，获得表面为导电层的导电性粒子A。在导电部的外表面的总表面积100％中，具有突起的部分的表面积为70％。
(2)绝缘性粒子的制备
将含有4000mL蒸馏水、900mL乙醇、3.3mol甲基丙烯酸甲酯、4.1mol甲基丙烯酸十三烷基酯、0.5mmol酸性磷氧基聚氧乙二醇甲基丙烯酸酯以及0.3mmol 2，2'-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)的单体组成物，放入安装有四个可分离盖、搅拌叶片、三通旋塞、冷却管以及温度探针的5000mL分离瓶中，然后以250rpm进行搅拌，并在氮气氛围下在60℃进行5小时的聚合。反应结束后，进行冷冻干燥，以得到表面具有来源于酸性磷酸氧基聚氧乙二醇甲基丙烯酸酯的P-OH基的绝缘性粒子(平均粒径374nm)。
(3)附带绝缘性粒子的导电性粒子的制备
将所述得到的绝缘性粒子分别在超声波照射下分散在蒸馏水中，以得到绝缘性粒子的10重量％水分散液。将10g得到的导电性粒子A分散在500mL蒸馏水中，再加入1g的绝缘性粒子的10重量％水分散液，并在室温下搅拌8小时。用3μm筛网过滤器过滤后，进一步用甲醇清洗并干燥，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)。
(4)导电材料(各向异性导电糊剂)的制备
将所得到的导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)7重量份、双酚A型苯氧树脂25重量份、芴型环氧树脂4重量份、酚醛型环氧树脂30重量份以及SI-60L(三新化学工业公司制造)进行混合，并进行3分钟消泡与搅拌，从而获得各向异性导电糊剂。
(5)连接结构体的制备
制备在上表面形成了L/S为10μm/20μm的IZO电极图案(第一电极，电极表面的金属的维氏硬度100Hv)的透明玻璃电路板。另外，制备在下表面形成了L/S为10μm/20μm的Au电极图案(第二电极，电极表面的金属的维氏硬度50Hv)的半导体芯片。
将得到的各向异性导电糊剂涂布在所述透明玻璃电路板上以使得厚度为30μm，形成各向异性导电糊剂层。接下来，将所述半导体芯片叠层在各向异性导电糊剂层上，以使得电极彼此相对。之后，调整加压加热头的温度以使的各向异性导电糊剂层的温度达到100℃，同时将加压加热头放置在半导体芯片的上表面，并施加60MPa的压力，以使各向异性导电糊剂层在100℃下固化，从而得到连接结构体。另外，如下面的表1所示的那样改变连接结构体的制备时的温度以及压力，以获得连接结构体。
(实施例2)
除了将用于制备绝缘性粒子的甲基丙烯酸十三烷基酯变更为甲基丙烯酸硬脂酸酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表1中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例3)
除了将用于制备绝缘性粒子的甲基丙烯酸十三烷基酯变更为甲基丙烯酸十二烷基酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表1中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例4)
除了将用于制备绝缘性粒子的甲基丙烯酸十三烷基酯变更为甲基丙烯酸辛酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表1中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例5)
除了将用于制备绝缘性粒子的甲基丙烯酸十三烷基酯变更为甲基丙烯酸戊酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表1中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例6)
除了将用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料的平均粒径变更为102nm以外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例7)
除了将用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料的平均粒径变更为308nm以外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例8)
除了将用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料变更为镍粒子浆料(平均粒径154nm)之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例9)
除了将绝缘性粒子的平均粒径变更为156nm以外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例10)
除了将绝缘性粒子的平均粒径变更为511nm以外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例11)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为10nm，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例12)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为10nm，用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料变更为镍粒子浆料(平均粒径154nm)，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例13)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为20nm，将用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料的平均粒径变更为457nm，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(实施例14)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为20nm，将用于制备导电性粒子的氧化铝粒子浆料变更为平均粒径461nm的镍粒子浆料，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(比较例1)
除了将用于制备绝缘性粒子的所有甲基丙烯酸酯变更为甲基丙烯酸甲酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(比较例2)
除了将用于制备绝缘性粒子的甲基丙烯酸十三烷基酯变更为甲基丙烯酸丁酯，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(比较例3)
除了在制备导电性粒子时不使用氧化铝粒子浆料之外，以与实施例1中相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(比较例4)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为10nm，在制备导电性粒子时不使用氧化铝粒子浆料，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(比较例5)
除了将基材粒子A的平均粒径变更为20nm，在制备导电性粒子时不使用氧化铝粒子浆料，并且将绝缘性粒子的平均粒径设定为如下表2中所示的之外，以与实施例1相同的方式，得到导电性粒子(附带绝缘性粒子的导电性粒子)、各向异性导电糊剂以及连接结构体。
(评价)
(1)导电材料(各向异性导电糊剂)的粘度
使用E型粘度计(东机产业公司制造的“TVE22L”)，在100℃和5rpm下测定各向异性导电糊剂的粘度。
(2)压缩时的绝缘性粒子的变形量
使用FIB-SEM复合装置，观察所得连接结构体的薄膜切片的SEM图像。在所获得的连接结构体中，测定夹在导电性粒子和透明玻璃基板之间的10个绝缘性粒子的变形量(所述比L1/L2)，从而求得测定值的平均值。
(3)导通可靠性(上下电极之间)
根据四端子法分别测定用与实施例1相同的方法制备得到的20个连接结构体的上下电极间的连接电阻。需要说明的是，根据电压＝电流×电阻的关系，可以通过测定恒定电流时的电压来求得连接电阻。根据以下标准判定导通可靠性。
[导通可靠性的判断标准]
○○:连接电阻为2.0Ω以下
○:连接电阻超过2.0Ω，且3.0Ω以下
△:连接电阻超过3.0Ω，且5.0Ω以下
×:连接电阻超过5.0Ω
(4)绝缘可靠性(在水平方向的相邻电极之间)
在所述(3)导通可靠性的评价中得到的20个连接结构体中，通过使用测试仪测定电阻来评价相邻电极之间是否存在泄漏。根据以下标准判定绝缘性。
[绝缘可靠性的判定标准]
○○:电阻值为108Ω以上的连接结构体的个数的比例为80％以上
○:电阻值为108Ω以上的连接结构体的个数的比例为70％以上低于80％
△:电阻值为108Ω以上的连接结构体的个数的比例为60％以上低于70％
×:电阻值为108Ω以上的连接结构体的个数的比例为低于60％
结果如下表1和2所示。
[表1]
[表2]
符号的说明
1，1A，1B，1C…导电性粒子
2，2A，2B…导电性粒子主体
3…绝缘性粒子
3C...绝缘层
11…基材粒子
12，12A，12B…导电部
12AA…第一导电部
12AB…第二导电部
13…芯物质
51…连接结构体
52…第一连接对象部件
52a…第一电极
53…第二连接对象部件
53a…第二电极
54…连接部

Claims (12)

1.一种导电性粒子，其具备：
具有导电部的导电性粒子主体、以及配置在所述导电性粒子主体的表面上的绝缘性粒子，
所述导电性粒子主体在所述导电部的外表面上具有多个突起，
所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度低于100℃，
所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。
2.根据权利要求1所述的导电性粒子，其中，在所述导电性粒子主体的表面上配置多个所述绝缘性粒子。
3.根据权利要求2所述的导电性粒子，其中，所述绝缘性粒子的平均粒径与所述突起的平均高度之比超过0.5。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的导电性粒子，其中，所述绝缘性粒子在温度100℃和压力60MPa下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值与压缩后的所述绝缘性粒子在与压缩方向垂直的方向上的粒径的最大值之比为0.7以下。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的导电性粒子，其中，所述绝缘性粒子在满足温度100℃～160℃和压力60MPa～80MPa的压缩条件中的至少一个压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值为压缩前的所述突起的平均高度以下。
6.根据权利要求5所述的导电性粒子，其中，所述绝缘性粒子在温度100℃和压力60MPa的压缩条件下被压缩时，能够变形，以使得压缩后的所述绝缘性粒子在压缩方向上的粒径的最大值为压缩前的所述突起的平均高度以下。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的导电性粒子，其用于通过在120℃以下热压合以进行导电连接。
8.一种导电材料，其包含：
权利要求1～7中任意一项所述的导电性粒子、以及粘合剂树脂。
9.根据权利要求8所述的导电材料，其在100℃下的粘度为1000Pa·s以上且5000Pa·s以下。
10.一种连接结构体，其具备：
表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接的连接部，
所述连接部的材料为权利要求1～7中任一项所述的导电性粒子，或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料，
所述第一电极和所述第二电极是通过所述导电性粒子中的所述导电性粒子主体进行电连接。
11.一种连接结构体的制造方法，其具备：
在表面具有第一电极的第一连接对象部件和表面具有第二电极的第二连接对象部件之间，配置权利要求1～7中任一项所述的导电性粒子，或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料的工序；以及
通过在所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度以上且160℃以下热压合以进行导电连接的工序。
12.根据权利要求11所述的连接结构体的制造方法，其中，热压合是在所述绝缘性粒子的玻璃化转变温度以上且120℃以下进行的。
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