CN111095441A - 含金属粒子、连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置 - Google Patents

含金属粒子、连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含金属粒子,其可以使含金属粒子的突起的前端在较低温度下发生熔融,在熔融后使其固化而与其它粒子或其它部件接合,可以提高连接可靠性,并且,抑制离子迁移现象,可以提高绝缘可靠性。本发明的含金属粒子,其为在外表面具有多个突起的含金属粒子,并且具备:基材粒子;金属部,其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起,以及金属膜,其覆盖所述金属部的外表面,所述含金属粒子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。

Description

含金属粒子、连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方 法、导通检查用部件以及导通检查装置
技术领域
本发明涉及一种含金属粒子,其具备基材粒子和金属部,该金属部在外表面具有突起。另外,本发明涉及使用有所述含金属粒子的连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法,导通检查用部件以及导通检查装置。
在电子部件等中,为了形成连接两个连接对象部件的连接部,有时使用含有金属粒子的连接材料。
已知当金属粒子的粒径变小至100nm以下的尺寸,构成原子数变少时,相对于粒子的体积的表面积比急剧增大,熔点或烧结温度与块状态相比大幅度降低。已知有利用该低温烧结性能,将粒径为100nm以下的金属粒子用作连接材料,通过加热而使金属粒子彼此烧结而进行连接的方法。该连接方法中,连接后的金属粒子变化成块金属,同时在连接界面可得到基于金属键合的连接,因此,耐热性、连接可靠性和放热性变得非常高。
例如,下述的专利文献1公开了用于进行该连接的连接材料。
专利文献1中记载的连接材料包含纳米尺寸的复合银粒子、纳米尺寸的银粒子和树脂。所述复合银粒子是在作为银原子的集合体的银核的周围形成了有机包覆层的粒子。所述有机包覆层由碳原子数10或12的醇分子残基、醇分子衍生物(在此,醇分子衍生物限定于羧酸和/或醛)和/或醇分子中的一种以上的醇成分形成。
另外,下述的专利文献2中公开有含有纳米尺寸的含金属粒子和导电性粒子的连接材料。
另外,众所周知各向异性导电糊剂以及各向异性导电膜等各向异性导电材料。在这些各向异性导电材料中,导电性粒子分散于粘合剂树脂中。
各向异性导电材料用于得到各种连接结构体。作为所述连接结构体,例如,可列举:柔性印刷基板和玻璃基板(FOG(Film on Glass))之间的连接,半导体芯片和柔性印刷基板(COF(Chip on Film))之间的连接,半导体芯片和玻璃基板的连接(COG(Chip onGlass))以及柔性印刷基板和玻璃环氧基板(FOB(Film on Board))之间的连接等。
作为所述导电性粒子的一个实例,下面的专利文献3公开了具有锡、银和铜的三元合金被膜的导电性粒子。专利文献3记载了连接电阻低,连接时的电流容量大,并且防止了迁移的情况。
下述专利文献4公开了一种导电性粒子,其具有金属或合金粒子多个连接成列状而形成的粒子连接体构成的突起。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5256281号公报
专利文献2:日本特开2013-55046号公报
专利文献3:WO2006/080289A1
专利文献4:日本特开2012-113850号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
纳米尺寸的银粒子等金属粒子存在下述问题:通过连接时的加热处理发生熔融接合并形成块。形成块时,熔点升高,因此,存在加热温度升高。另外,在所形成的块中,在纳米尺寸的粒子间产生间隙。结果,连接可靠性变低。
此外,电子设备的小型化和高密度布线正在进行中。因此,银(Ag)、铅(Pb)、铜(Cu)、锡(Sn)和锌(An)等金属在水分(湿度)较高的严苛环境条件下施加电压时,有时发生离子化的金属在电极之间移动而发生短路的离子迁移现象,有时绝缘可靠性发生劣化。
而且,近年来,使用各向异性导电材料得到连接结构体时,在电极的连接工序中,通过比以往更低的压力进行连接,即所谓的低压安装。例如,在将驱动半导体芯片直接安装于柔软的挠性印刷基板上,为了抑制柔性印刷电路的变形,需要在低压下进行安装。
然而,在低压安装中,由于导电性粒子与电极之间的物理接触不充分,有时无法得到足够的导通特性。此外,在安装后,有时在高温和高湿的环境条件下,由于各向异性导电材料中的粘合剂树脂发生收缩而不能得到期望的导通特性。
本发明的目的在于,提供一种含金属粒子,其可以使含金属粒子的突起的前端在较低温度下发生熔融,在熔融后使其固化而与其它粒子或其它部件接合,可以提高连接可靠性。并且,抑制离子迁移现象,可以提高绝缘可靠性的含金属粒子。另外,本发明的目的在于含金属粒子的金属部的突起的成分在相对低温下发生金属扩散或者熔融变形,可以与其他粒子或其他部件接合,提高连接可靠性的含金属粒子。另外,本发明的目的还在于,提供一种使用有所述含金属粒子的连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置。
解决技术问题的手段
根据本发明的广泛局面,提供一种含金属粒子,其为在外表面具有多个突起的含金属粒子,并且具备:基材粒子;金属部,其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起,以及金属膜,其覆盖所述金属部的外表面,所述含金属粒子的所述突起的前端可以在400℃以下熔融。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属膜包覆所述金属部的所述突起的前端。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分可以在400℃以下熔融。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属膜的厚度为0.1nm以上且50nm以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属膜的材料包含金、钯、铂、铑、钌或铱。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子在外表面上具有多个凸部,所述含金属粒子在所述凸部的外表面具有所述突起。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述凸部的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的平均高度之比为5以上且1000以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述凸部的基部的平均直径为3nm以上且5000nm以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的外表面的表面积100%中,存在所述凸部的部分的表面积为10%以上。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述凸部的形状为针状或者为球体的一部分的形状。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟或锌。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的材料不是焊料。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其具备:基材粒子、以及配置于所述基材粒子的表面上的金属部,其中,所述金属部在外表面具有多个突起,所述金属部的所述突起包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,或者所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形,所述金属部不存在所述突起的部分的熔点超过400℃。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的所述突起含有能够在400℃以下发生金属扩散的成分。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的所述突起包含焊料。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的所述突起的焊料的含量为50重量%以上。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部中不存在所述突起的部分,不包含焊料或者含有40重量%以下的焊料。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部的外表面的表面积整体100%中,具有所述突起的部分的表面积为10%以上。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的顶角的平均为10°以上且60°以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的平均高度为3nm以上且5000nm以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的基部的平均直径为3nm以上且1000nm以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的基部的平均直径之比为0.5以上且10以下。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述含金属粒子的所述突起的形状为针状或球体的一部分的形状。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其中,所述金属部件的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟、锌、镍、钴、铁、钨、钼、钌、铂、铑、铱、磷或硼。
根据本发明的含金属粒子的特定方面,其压缩10%时的压缩弹性模量为100N/mm2以上且25000N/mm2以下。
根据本发明的广泛方面,提供一种连接材料,其具备所述的含金属粒子和树脂。
根据本发明的广泛方面,提供一种连接结构体,其具备:第一连接对象部件、第二连接对象部件、以及将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部,所述连接部的材料为所述的含金属粒子、或者为含有所述含金属粒子和树脂的连接材料。
根据本发明的广泛方面,提供一种连接结构体的制造方法,其包括:在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间,配置所述的含金属粒子,或者配置含有所述含金属粒子和树脂的连接材料的工序;对所述含金属粒子进行加热,使所述金属部的所述突起的前端熔融,熔融后使其固化,利用所述含金属粒子或所述连接材料形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部的工序,或者加热所述含金属粒子,使所述金属部的所述突起的成分发生金属扩散或熔融变形,利用所述含金属粒子或者所述连接材料形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部的工序。
根据本发明的广泛方面,提供一种导通检查用部件,其具备:含有通孔的基体和导电部,多个所述通孔设置于所述基体,所述导电部设置于所述通孔内,所述导电部的材料含有所述的含金属粒子。
根据本发明的广泛方面,提供一种导通检查装置,其具备:电流计、以及所述的导通检查用部件。
发明的效果
本发明的含金属粒子,其为在外表面具有多个突起的含金属粒子。本发明的含金属粒子,基材粒子;金属部,其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起,以及金属膜,其覆盖所述金属部的外表面,所述含金属粒子的所述突起的前端可以在400℃以下熔融。本发明的含金属粒子由于具备所述技术特征,可以使含金属粒子的突起的前端在较低温度下熔融,熔融后使其固化,与其他粒子或其他部件接合,可以提高连接可靠性。并且可以抑制离子迁移现象,可以提高绝缘可靠性。
本发明的含金属粒子具备基材粒子和配置于所述基材粒子的表面上的金属部。本发明的含金属粒子中,所述金属部在外表面上具有多个突起。本发明的含金属粒子中,所述金属部的所述突起含有能够在400℃以下扩散的成分,或者所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形。本发明的含金属粒子中,所述金属部中不存在所述突起的部分的熔点超过400℃。本发明的含金属粒子由于具备所述技术特征,因此含金属粒子的金属部的突起的成分可以在较低温度下使金属扩散或熔融变形,可以与其他粒子或者其他部件接合,可以提高连接可靠性。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的含金属粒子的剖视图。
图2是示意性地表示本发明的第二实施方式的含金属粒子的剖视图。
图3是示意性地表示本发明的第三实施方式的含金属粒子的剖视图。
图4是示意性地表示本发明的第四实施方式的含金属粒子的剖视图。
图5是示意性地表示本发明的第五实施方式的含金属粒子的剖视图。
图6是示意性地表示本发明的第六实施方式的含金属粒子的剖视图。
图7是示意性地表示本发明的第七实施方式的含金属粒子的剖视图。
图8是示意性地表示本发明的第八实施方式的含金属粒子的剖视图。
图9是示意性地表示本发明的第九实施方式的含金属粒子的剖视图。
图10是示意性地表示本发明的第十实施方式的含金属粒子的剖视图。
图11是示意性地表示本发明的第十一实施方式的含金属粒子的剖视图。
图12是示意性地表示本发明的第十二实施方式的含金属粒子的剖视图。
图13是示意性地表示本发明的第十三实施方式的含金属粒子的剖视图。
图14是示意性地表示本发明的第十四实施方式的含金属粒子的剖视图。
图15是示意性地表示使用本发明的第一实施方式的含金属粒子的连接结构体的剖视图。
图16是示意性地表示使用本发明的第一实施方式的含金属粒子的连接结构体的变形例的剖视图。
图17是形成金属膜之前的含金属粒子的图像的图。
图18是形成金属膜之前的含金属粒子的图像的图。
图19是形成金属膜之前的含金属粒子的图像的图。
图20是形成金属膜之前的含金属粒子的图像的图。
图21是用于说明金属部的突起部分的图。
图22是用于说明金属部存在突起的部分的图。
图23是用于说明金属部不存在突起的部分的图。
图24(a)、图24(b)是表示导通检查用部件的一个例子的平面图及剖视图。
图25(a)~图25(c)是示意性地表示利用导通检查用部件检查电子电路装置的电特性的情形的图。
具体实施方式
以下,说明本发明的详细情况。
(含金属粒子)
本发明的含金属粒子是在外表面具有多个突起的含金属粒子。本发明的含金属粒子具备基材粒子、金属部和金属膜。本发明的含金属粒子中,所述金属部配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起。本发明的含金属粒子中,所述金属膜包覆所述金属部的外表面。本发明的含金属粒子中,所述含金属粒子的所述突起的前端可以在400℃以下熔融。
本发明,由于具备所述的技术特征,可以使所述含金属粒子的突起的前端在较低温度下熔融。因此,可以使所述含金属粒子中的所述突起的前端在较低温度下熔融,在熔融后使其固化而与其它粒子或其它部件接合。另外,可以使多个含金属粒子熔融接合。另外,可以使含金属粒子与连接对象部件熔融接合。并且,可以使含金属粒子与电极熔融接合。此外,本发明由于具备所述技术特征,可以抑制离子迁移现象,可以绝缘可靠性。
已知当金属粒子的粒径缩小至100nm以下的尺寸,构成原子数变少时,表面积与粒子体积之比急剧增大,熔点或烧结温度与块状态相比大幅度降低。本发明的发明人发现:通过缩小所述含金属粒子的所述突起的前端直径,与使用有纳米尺寸的金属粒子同样地,可以降低所述含金属粒子的所述突起的前端的熔融温度。
所述含金属粒子的所述突起优选由金属形成,更优选为金属突起。在该情况下,由金属形成的突起的前端以及金属突起的前端能够在400℃以下熔融。为了降低所述含金属粒子的所述突起的前端的熔融温度,可以使所述突起部的形状为前端变细的针状。为了降低所述含金属粒子的所述突起的前端的熔融温度,可以在所述含金属粒子的外表面形成多个小的突起。为了降低所述含金属粒子的所述突起的前端的熔融温度,本发明的含金属粒子中,优选所述含金属粒子在外表面上具有多个凸部(第一突起),所述含金属粒子在所述凸部的外表面上具有所述突起(第二突起)。所述凸部优选比所述含金属粒子的所述突起大。所述含金属粒子的所述突起不同,通过存在比所述突起大的所述凸部,连接可靠性更进一步提高。凸部和突起可以一体化,突起也可以附着于凸部上。所述含金属粒子中的所述突起可以由粒子构成。本说明书中,所述凸部与所述突起并存时,为了区别所述含金属粒子的所述突起,将该突起形成于外表面上的突起部分称为凸部。所述凸部的前端可以不能够在400℃以下熔融。所述含金属粒子的所述凸部优选由金属形成,优选为金属凸部。
如上所述,通过缩小突起的前端直径,可以降低熔融温度。另外,为了降低熔融温度,可以选择金属部的材料。为了使所述含金属粒子的突起的前端的熔融温度控制在400℃以下,优选选择突起的形状和金属部的材料。
所述含金属粒子的突起的前端的熔融温度如下地进行评价。
所述含金属粒子的突起的前端的熔融温度可以使用差示扫描热量计(Yamato科学株式会社制造的“DSC-6300”)进行测定。所述测定使用含金属粒子15g、升温范围30℃~500℃、升温速度5℃/分钟、氮净化量5ml/分钟的测定条件下进行。
然后,确认在所述的测定中得到的熔融温度下所述含金属粒子的所述突起的前端发生了熔融。将含金属粒子1g放入容器中,并放入电炉中。在电炉中设定与所述测定中得到的熔融温度相同的温度,在氮气氛围下加热10分钟。其后,从电炉中取出经过加热的含金属粒子,使用扫描型电子显微镜确认突起的前端的熔融状态(或熔融后的固化状态)。
从有效地降低突起的前端的熔融温度,及有效地提高连接可靠性的观点出发,所述含金属粒子的所述突起的形状优选为前端变细的针状。该含金属粒子中,所述含金属粒子的外表面的所述突起的形状与现有的形状不同,可发挥基于突起的形状为前端变细的针状而产生的新的效果。
本发明的含金属粒子可以使所述含金属粒子的所述的突起的前端在较低温度下熔融接合,因此,可以用于两个连接对象部件的连接。在两个连接对象部件之间,使含金属粒子中的突起的前端熔融接合,由此,可以形成发挥牢固的连接的连接部,可以提高连接可靠性。
另外,本发明的含金属粒子可以用于导电连接。并且,本发明的金属含有性粒子可以用作间隙控制材料(间隔物)。
本发明的含金属粒子具备包覆所述金属部的外表面的金属膜。所述含金属粒子具备所述金属膜,将所述含金属粒子用于导电连接时,可以抑制离子迁移现象,可以提高绝缘可靠性。另外,所述含金属粒子由于具备所述金属膜,可以有效抑制所述金属部的氧化或者硫化。结果,可以有效提高连接可靠性。
所述金属膜只要包覆所述金属部的外表面的至少一部分即可,可以包覆整体。从抑制离子迁移现象,提高绝缘可靠性以及进一步有效提高连接可靠性的观点出发,所述金属膜优选包覆所述金属部的所述突起的前端。所述金属膜包覆所述金属部的所述突起的前端,由此,更进一步抑制离子迁移现象,可以更进一步提高绝缘可靠性。另外,可以有效抑制所述突起的前端的氧化或硫化,可以有效降低突起的前端的熔融温度。
从抑制离子迁移现象,提高绝缘可靠性的观点出发,以及从更进一步有效提高连接可靠性的观点出发,优选所述金属膜的包覆所述突起的前端的部分能够在400℃以下熔融。所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端可以在400℃以下熔融,因此优选适宜选择所述金属膜的厚度及所述金属膜的材料等。所述金属部的所述突起的前端在400℃以下发生了熔融时,优选所述金属膜和所述金属部的所述突起的先端进行了合金化。
所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分的熔融温度与上述测量所述含金属粒子的突起的前端的熔融温度相同地进行测定。
本发明的含金属粒子具备基材粒子和金属部。所述金属部设置于所述基材粒子的表面上。本发明的含金属粒子中,所述金属部在外表面具有多个突起。本发明的含金属粒子中,所述金属部的所述突起可以包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,或者所述金属部的所述突起可以在400℃以下熔融变形。本发明的所述含金属粒子中,所述金属部的所述突起可以包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,或者所述金属部的所述突起也可以在400℃以下熔融变形。本发明的所述含金属粒子中,所述金属部的所述突起可以包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,并且所述金属部的所述突起可以在400℃以下熔融变形。本发明的含金属粒子中,所述金属部的不存在所述突起的部分的熔点超过400℃。
需要说明的是,本发明的金属扩散指金属原子由于热、压力、变形等在金属部和接合部中扩散。
需要说明的是,本发明的熔融变形是指通过使其成分的一部分或者全部熔融,成为由于外部压力而容易变形的状态。
本发明中,由于具备所述技术特征,因此在较低的温度下突起中所含有的所述成分发生金属扩散或者熔融变形,可以在结合部分之间形成金属接合。由此在熔融后使其固化,并使其与其他粒子或其他部分接合。另外,可以使多个含金属粒子熔融接合。另外,可以使含金属粒子与连接对象部件熔融接合。更进一步,可以使含金属粒子与电极熔融接合。特别是使其与电极接合时,可以在电极和导电粒子间形成金属接合,由此,与现有物理接触相比,可以得到飞跃性优异的导通特性。
另外,本发明由于具备上述技术特征,加热到金属部的突起能够发生金属扩散或者熔融变形的温度以上,且金属部的不存在突起的部分的熔点温度以下,由此可以防止金属部的不存在突起的部分发生过度熔融变形,可以确保金属部的不存在突起的部分的厚度,提高连接可靠性。
通过选择所述突起的材料,可以实现:所述金属部的所述突起的成分可以发生金属扩散的温度以及所述金属部的所述突起的所述熔融变形温度。例如,通过使突起包含焊料,或使用焊料合金,容易使所述金属部的所述突起的成分能够发生金属扩散的温度以及所述金属部的所述突起的熔融变形温度控制在400℃以下。
可以有效地使所述金属部的所述突起的熔融变形温度降低,所述金属部可以在所述突起的先端具有熔点为400℃以下的部分,也可以在所述突起的表面具有熔点为400℃以下的部分,还可以在所述突起的内部具有熔点为400℃以下的部分。
从导电连接时,可以维持突起的形状,提高连接可靠性的观点出发,所述金属部优选在所述突起的内部具有熔点为400℃以下的部分,所述突起的外表面材料的熔点也可以超过400℃。所述金属部在所述突起的内部具有熔点为400℃以下的部分时,该熔点在400℃以下的部分的外侧,存在熔点超过400℃的部分,并且该熔点超过400℃的部分的厚度为200nm以下(优选为100nm以下)。
从更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效地提高连接可靠性的观点出发,优选所述金属部的所述突起含有焊料。
从更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效地提高连接可靠性的观点出发,优选所述金属部的所述突起的焊料含量在50重量%以上。
从更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效地提高连接可靠性的观点出发,优选所述金属部中不存在所述突起的部分不含焊料或者含有40%以下(优选为10重量%以下)的焊料。优选所述金属部中不存在所述突起的部分的焊料含量少。
从更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效地提高连接可靠性的观点出发,优选所述金属部的隆起部分的内侧的部分(具有突起的部分中,除去突起的部分)不含有焊料,或者含有40重量%以上(优选为10重量%以下)。优选所述金属部中不存在所述突起的部分的焊料含量少。
需要说明的是,本说明书中,突起是指金属部的隆起的部分(图9对应的图21的斜线部分)。
本说明书中,存在突起的部分是指金属部的隆起的部分和金属部隆起部分的内侧部分(图9对应图22的斜线部分)。连接金属部的隆起部分和金属部未隆起部分的边界点和导电性粒子中心的直线是存在突起部分和不存在突起部分的边界线。
本说明书中,不存在突起的部分是指金属部除去不存在突起部分的部分(图9对应图23的斜线部分)。连接金属部的隆起部分与金属部的未隆起部分的边界点和导电性粒子中心的直线,是突起部分和无突起部分的边界线。
在400℃加热时,突起体积整体100体积%中,优选5体积%以上可以熔融,更优选10体积%以上可以熔融,进一步优选20体积%以上可以熔融,特别优选30体积%以上可以熔融,最优选50体积%以上可以熔融。在400℃加热时可以熔融的体积在上述优选范围内时,可以更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效提高连接可靠性。在400℃加热时能够熔融的体积越大,越能有效使突起发生熔融变形。
所述金属部的突起成分的金属扩散状态,以如下方式进行评价。
准备含金属粒子的含量为10重量%的导电糊剂。
准备在上表面具有铜电极的透明玻璃基板。另外,准备在下表面具有金电极的半导体芯片。
在上述透明玻璃基板上,涂布导电糊剂,形成导电糊剂层。然后,在导电糊剂层上叠层所述半导体芯片并使电极对置。然后,调整喷头的温度,使导电糊剂层的温度为250℃,并将加压加热喷头放置于半导体芯片的上表面,施加0.5MPa的压力使导电糊剂层在250℃下固化,得到连接结构体。
使用离子铣削装置进行机械研磨,切出含金属粒子的剖面,并使得通过连接结构体的中心附近。需要说明的是,为了使连接结构体的机械研磨容易,将连接结构体埋入树脂中,可以对埋入树脂中的连接结构体进行机械研磨。
然后,使用透过电子显微镜FE-TEM,通过能量分散型X射线分析装置(EDS),通过射线分析或者元素映射,对含金属粒子与铜电极以及金电极的接触部分,观察金属的扩散状态。
通过观察所述金属的扩散状态,可以确认含金属粒子的外周向铜电极以及金电极发生了金属扩散。
另外,通过所述金属的扩散状态的映射,可以算出含金属粒子的外周与铜电极以及金电极的接触比例,由此,可以进行定量。
所述金属部的突起的熔融温度如下地进行评价。
所述金属部的突起的熔融温度可以使用差示扫描热量计(Yamato科学株式会社制造的“DSC-6300”)进行测定。所述测定使用含金属粒子15g,在温度范围30℃~500℃、升温速度5℃/分钟、氮净化量5ml/分钟的测定条件下进行。
然后,确认在所述的测定中得到的熔融温度下所述含金属部的突起发生了熔融。将含金属粒子1g放入容器中,并放入电炉中。电炉设定与所述测定中得到的熔融温度相同的温度,在氮氛围下加热10分钟。其后,从电炉中取出经过加热的含金属粒子,使用扫描型电子显微镜确认突起的熔融状态(或熔融后的固化状态)。需要说明的是,使突起的前端、突起的表面、突起的内部等突起的一部分区域熔融,由此可以使突起熔融变形。
由于本发明的含金属粒子可以使所述金属部的所述突起在较低温度下熔融接合,因此,可以用于两个连接对象部件的连接。在两个连接对象部件之间,使含金属粒子中的所述金属部的所述突起熔融接合,由此,可以形成发挥牢固得连接的连接部,可以提高连接可靠性。
所述含金属粒子的多个所述突起的顶角的平均(a)优选为10°以上,更优选为20°以上,优选为60°以下,更优选为45°以下。所述顶角的平均(a)为所述下限以上时,突起不易过度地弯折。所述顶角的平均(a)为所述上限以下时,熔融温度更进一步变低。需要说明的是,弯折的突起有时在导电连接时使电极间的连接电阻提高。
所述突起的所述顶角的平均(a)通过对1个含金属粒子中所含的突起的各顶角进行平均而求出。
所述含金属粒子的多个所述突起的平均高度(b)优选为3nm以上,更优选为5nm以上,进一步优选为50nm以上,优选为5000nm以下,更优选为1000nm以下,进一步优选为800nm以下。所述突起的平均高度(b)为所述下限以上时,熔融温度或熔融变形温度更进一步变低。所述突起的平均高度(b)为所述上限以下时,突起不易过度地弯折。
所述突起的平均高度(b)为1个含金属粒子所含的突起的高度的平均值。所述含金属粒子具有所述突起但不具有所述凸部的情况下,所述突起的高度表示:对含金属粒子的中心和突起的前端进行连结的线(图1所示的虚线L1)上的、从假设不存在突起时的所述含金属粒子的虚拟线(图1所示的虚线L2)上(假设不存在突起时的球状的含金属粒子的外表面上)至突起的前端的距离。所述含金属粒子具有所述突起并且不具有所述凸部的情况下,所述突起的高度表示:连结含金属粒子的中心和突起的前端的线(图9所示的虚线L11)上的、从假设不存在突起时的所述含金属粒子的虚拟线(图9所示的虚线L12)上(假设不存在突起时的球状的含金属粒子的外表面上)至突起的前端的距离。即,在图1中,表示:从虚线L1和虚线L2的交点到突起的前端的距离。图9中,表示:虚线L11和虚线L12的交点到突起的前端的距离。需要说明的是,在所述含金属粒子具有所述凸部,且具有所述突起的情况下,即所述含金属粒子在所述凸部上具有所述突起的情况下,所述突起的高度表示:从假设不存在突起时的所述含金属粒子(凸部)的虚拟线至突起的前端的距离。突起可以为多个粒状物的集合体。例如,就突起而言,构成突起的粒子可以多个连接而形成。该情况下,突起的高度可以是,从整体上对多个粒状物的集合体或连接的粒子进行观察时的突起的高度。
在图3中,突起1Ba、3Ba的高度表示:从假设不存在突起时的含金属粒子的虚拟线上至突起的前端的距离。但是,突起1Ba、3Ba由多个粒子重叠而形成的情况下,该多个粒子的单个粒子的平均高度作为突起的高度。
所述含金属粒子的多个所述突起的基部的平均直径(c)优选为3nm以上,更优选为5nm以上,进一步优选为50nm以上,优选为1000nm以下,更优选为800nm以下。所述平均直径(c)为所述下限以上时,突起不易过度地弯折。所述平均直径(c)为所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。
所述突起的基部的平均直径(c)为1个含金属粒子所含突起基部的直径的平均值。基部的直径为突起的各基部的最大直径。在所述含金属粒子具有所述凸部且具有所述突起的情况下,即所述含金属粒子在所述凸部上具有所述突起的情况下,连接含金属粒子的中心和突起的前端的线上的、假设不存在突起时的含金属粒子的虚拟线部分的端部为所述突起的基部。另外,所述虚拟线部分的端部间距离(用直线连结了端部的距离)为基部的直径。
多个所述突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))优选为0.5以上,更优选为1.5以上,优选为10以下,更优选为5以下。所述比值(平均高度(b)/平均直径(c))为所述下限以上时,连接可靠性更进一步提高。所述比值(平均高度(b)/平均直径(c))为所述上限以下时,突起不易过度地弯折。
多个所述突起的高度的中央位置上的平均直径(d)与多个所述突起基部的平均直径(c)之比(平均直径(d)/平均直径(c))优选为1/5以上,更优选为1/4以上,进一步优选为1/3以上,优选为4/5以下,更优选为3/4以下,进一步优选为2/3以下。所述比值(平均直径(d)/平均直径(c))为所述下限以上时,突起不易过度地弯折。所述比值(平均直径(d)/平均直径(c))为所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。
所述含金属粒子的所述突起的高度的中央位置上的平均直径(d)为1个含金属粒子所含的突起的高度的中央位置上的直径的平均值。突起的高度的中央位置上的直径为突起的高度的各中央位置的最大直径。
从抑制突起的过度的弯折,更进一步提高基于突起产生的熔融接合性,有效地提高连接可靠性的观点出发,所述含金属粒子的多个所述突起的形状优选为针状或为球体的一部分的形状。针状的形状优选为角锥状、圆锥状或旋转抛物面状,更优选为圆锥状或旋转抛物面状,进一步优选为圆锥状。所述含金属粒子的所述突起的形状可以为角锥状,也可以为圆锥状,还可以为旋转抛物面状。本发明中,旋转抛物面状包含在前端变细的针状中。就旋转抛物面状的突起而言,从基部到前端逐渐尖细。
1个所述含金属粒子的外表面的突起优选为3个以上,更优选为5个以上。所述突起的数量的上限没有特别限定。所述突起的数量的上限可以考虑含金属粒子的粒径等而适当选择。需要说明的是,所述含金属粒子所含的突起可以不是前端变细的针状,并且不需要所述含金属粒子所含的全部突起为尖端变细的针状。
作为尖端变细的针状的突起的数量占据1个所述含金属粒子所含的突起的数量的比例优选为30%以上,更优选为50%以上,进一步优选为60%以上,特别优选为70%以上,最优选为80%以上。针状的突起的数量的比例越多,越更进一步有效地得到基于针状的突起产生的效果。
所述含金属粒子的外表面的表面积的整体100%中,存在所述突起的部分的表面积的比例(x)优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上,优选为90%以下,更优选为80%以下,进一步优选为70%以下。存在突起的部分的表面积的比例越多,越更进一步有效地得到基于突起产生的效果。
从有效地提高连接可靠性的观点出发,所述含金属粒子的外表面的表面积的整体100%中,存在针状突起的部分的表面积的比例优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上,优选为90%以下,更优选为80%以下,进一步优选为70%以下。存在针状的突起的部分的表面积的比例越多,越更进一步有效地得到基于突起产生的效果。
多个所述凸部的顶角的平均(A)优选为10°以上,更优选为20°以上,优选为60°以下,更优选为45°以下。所述顶角的平均(A)为所述下限以上时,凸部不易过度地弯折。所述顶角的平均(A)为所述上限以下时,熔融温度更进一步变低。需要说明的是,弯折的凸部有时在导电连接时使电极间的连接电阻增大。
所述凸部的所述顶角的平均(A)通过对1个含金属粒子所含的凸部的各顶角进行平均而求出。
多个所述凸部的平均高度(B)优选为5nm以上,更优选为50nm以上,优选为5000nm以下,更优选为1000nm以下,进一步优选为800nm以下。所述凸部的平均高度(B)为所述下限以上时,熔融温度更进一步变低。所述凸部的平均高度(B)为所述上限以下时,凸部不易过度地弯折。
所述凸部的平均高度(B)为1个含金属粒子所含的凸部的高度的平均值。所述凸部的高度表示:连结含金属粒子的中心和凸部的前端的线(图8所示的虚线L1)上的、从假设不存在凸部时的金属部的虚拟线(图8所示的虚线L2)上(假设不存在凸部时的球状的含金属粒子的外表面上)至凸部的前端的距离。即,在图8中,表示从虚线L1和虚线L2的交点至凸部的前端的距离。
多个所述凸部的基部的平均直径(C)优选为3nm以上,更优选为5nm以上,进一步优选为50nm以上,优选为5000nm以下,更优选为1000nm以下,进一步优选为800nm以下。所述平均直径(C)为所述下限以上时,凸部不易过度地弯折。所述平均直径(C)为所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。
所述凸部的基部的平均直径(C)为1个含金属粒子所含凸部的基部的直径的平均值。基部的直径为凸部中的各基部的最大直径。连结含金属粒子的中心和凸部的前端的线(图8所示的虚线L1)上的、假设不存在凸部时的金属部的虚拟线部分(图8所示的虚线L2)的端部为所述凸部的基部,所述虚拟线部分的端部间距离(用直线连结端部得到的距离)为基部的直径。
多个所述凸部的高度的中央位置上的平均直径(D)与多个所述凸部的基部的平均直径(C)之比(平均直径(D)/平均直径(C))优选为1/5以上,更优选为1/4以上,进一步优选为1/3以上,优选为4/5以下,更优选为3/4以下,进一步优选为2/3以下。所述比值(平均直径(D)/平均直径(C))为所述下限以上时,凸部不易过度地弯折。所述比值(平均直径(D)/平均直径(C))为所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。
所述凸部的高度的中央的位置上的平均直径(D)为1个含金属粒子所含的凸部的高度的中央位置上的直径的平均值。凸部的高度的中央位置上的直径为凸部的高度的各中央位置的最大直径。
从抑制凸部的过度弯折,更进一步提高基于凸部产生的熔融接合性,且有效地提高连接可靠性的观点出发,多个所述凸部的形状优选为针状或为球体的一部分的形状。针状的形状优选为角锥状、圆锥状或旋转抛物面状,更优选为圆锥状或旋转抛物面状,进一步优选为圆锥状。所述凸部的形状可以为角锥状,也可以为圆锥状,还可以为旋转抛物面状。本发明中,旋转抛物面状也包含在前端变细的针状中。在旋转抛物面状的凸部中,从基部到前端逐渐尖细。
1个所述含金属粒子的外表面的凸部优选为3个以上,更优选为5个以上。所述凸部的数量的上限没有特别限定。所述凸部的数量的上限可以考虑含金属粒子的粒径等而适当选择。需要说明的是,所述含金属粒子所含的凸部可以不是前端变细的针状,不需要所述含金属粒子所含的全部凸部均为前端变细的针状。
前端变细的针状的凸部的数量占据1个所述含金属粒子所含的凸部的数量的比例优选为30%以上,更优选为50%以上,进一步优选为60%以上,特别优选为70%以上,最优选为80%以上。针状的凸部的数量的比例越多,越更进一步有效地得到基于针状的凸部产生的效果。
所述含金属粒子的表面积的整体100%中,存在所述凸部的部分的表面积的比例(X)优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上,优选为90%以下,更优选为80%以下,进一步优选为70%以下。存在凸部的部分的表面积的比例越多,越更进一步有效地得到基于凸部上的突起产生的效果。
从有效地提高连接可靠性的观点出发,所述含金属粒子的外表面的表面积的整体100%中,存在针状凸部的部分的表面积的比例优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上,优选为90%以下,更优选为80%以下,进一步优选为70%以下。存在针状凸部的部分的表面积的比例越多,越更进一步有效地得到基于凸部上的突起产生的效果。
多个所述凸部的平均高度(B)与所述含金属粒子的多个所述突起的平均高度(b)之比(平均高度(B)/平均高度(b))优选为5以上,更优选为10以上,优选为1000以下,更优选为800以下。所述比值(平均高度(B)/平均高度(b))为所述下限以上时,连接可靠性更进一步提高。所述比值(平均高度(B)/平均高度(b))为所述上限以下时,凸部不易过度地弯折。
具有多个所述突起的所述金属部优选通过金属或合金的结晶取向而形成。需要说明的是,在后述的实施例中,金属部通过金属或合金的结晶取向而形成。
从有效地提高连接可靠性的观点出发,将所述含金属粒子压缩了10%时的压缩弹性模量(10%K值)优选为100N/mm2以上,更优选为1000N/mm2以上,优选为25000N/mm2以下,更优选为10000N/mm2以下,更优选为8000N/mm2以下。
所述含金属粒子的所述压缩弹性模量(10%K值)可以如下地进行测定。
使用微小压缩试验机,在圆柱(直径100μm、金刚石制)的平滑压子端面上,在25℃、压缩速度0.3mN/秒钟以及最大试验负载20mN的条件下,对含金属粒子进行压缩。测定此时的负载值(N)及压缩变位(mm)。可以由得到的测定值,利用下述式求出所述压缩弹性模量。作为所述微小压缩试验机,可使用例如FISCHER公司制造的“FISCHERSCOPE H-100”等。
10%K值(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F:含金属粒子压缩变形了10%时的负载值(N)
S:含金属粒子压缩变形了10%时的压缩变位(mm)
R:含金属粒子的半径(mm)
优选所述突起的X射线衍射中的(111)面的比例优选为50%以上。所述突起的X射线衍射的(111)面的比例在所述下限以上,可以更进一步有效地提高连接可靠性。
以下,一边参照附图,一边说明本发明的具体的实施方式。
图1是示意性地表示本发明第一实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图1所示,含金属粒子1具备基材粒子2和金属部3和金属膜5。
金属部3配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1是通过金属部3对基材粒子2的表面进行包覆而得到的包覆粒子。金属部3为连续被膜。
金属膜5对金属部3进行了包覆。含金属粒子1是金属部3的外表面由金属膜5包覆得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全地包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有,所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。
含金属粒子1在金属部3的外表面具有多个突起1a。金属部3在外表面具有多个突起3a。多个突起1a、突起3a的形状为前端变细的针状,本实施方式中,为圆锥状。本实施方式中,突起1a、突起3a的前端能够在400℃以下熔融。金属部3具有第一部分,以及厚度比该第一部分厚的第二部分。除多个突起1a、突起3a之外的部分是金属部3的所述第一部分。多个突起1a、突起3a是金属部3的厚度较厚的所述第二部分。本实施方式中,多个突起1a、突起3a的外表面通过金属膜5进行了包覆。
图2是示意性地表示本发明的第二实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图2所示,含金属粒子1A具备基材粒子2和金属部3A和金属膜5A。
金属部3A配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1A在金属部3A的外表面上具有多个突起1Aa。金属部3A在外表面上具有多个突起3Aa。多个突起1Aa、突起3Aa的形状为前端变细的针状,本实施方式中,为旋转抛物面状。本实施方式中,突起1Aa、突起3Aa的前端能够在400℃以下熔融。
金属膜5A包覆金属部3A。含金属粒子1A是金属部3A的外表面由金属膜5A包覆的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Aa、突起3Aa的外表面由金属膜5A进行了包覆。
如含金属粒子1、含金属粒子1A,所述含金属粒子的多个突起的形状优选为前端变细的针状,可以为圆锥状,也可以为旋转抛物面状。
图3是示意性地表示本发明的第三实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图3所示,含金属粒子1B具备基材粒子2和金属部3B和金属膜5B。
金属部3B配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1B在金属部3B的外表面具有多个突起1Ba。金属部3B在外表面具有多个突起3Ba。多个突起1Ba、3Ba的形状为球体的一部分的形状。金属部3B具有以一部分露出在外表面上的方式被埋入的金属粒子3BX。金属粒子3BX的露出的部分构成突起1Ba、突起3Ba。本实施方式中,突起1Ba、突起3Ba的前端可以在400℃以下熔融。
金属膜5B包覆金属膜3B。含金属粒子1B是金属部3B的外表面由金属膜5B包覆而得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,金属粒子3BX露出的部分由金属膜5B进行了包覆,多个突起1Ba、3Ba的外表面由金属膜5B进行了包覆。
如含金属粒子1B,由于缩小突起,突起的形状例如可以为球体的一部分的形状,可以不是前端变细的针状,。
图4是示意性地表示本发明的第四实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图4所示,含金属粒子1C具备基材粒子2和金属部3C和金属膜5C。
在含金属粒子1和含金属粒子1C中,仅金属部不同。即,在含金属粒子1中,形成了1层结构的金属部3,与此相对,在含金属粒子1C中,形成2层结构的金属部3C。
金属部3C具有第一金属部3CA及第二金属部3CB。第一金属部3CA、第二金属部3CB配置于基材粒子2的表面上。在基材粒子2和第二金属部3CB之间配置有第一金属部3CA。因此,在基材粒子2的表面上配置有第一金属部3CA,在第一金属部3CA的外表面上配置有第二金属部3CB。第一金属部3CA的外形为球状。含金属粒子1C在金属部3C的外表面上具有多个突起1Ca。金属部3C在外表面上具有多个突起3Ca。第二金属部3CB在外表面具有多个突起。多个突起1Ca、突起3Ca的形状为前端变细的针状,本实施方式中,为圆锥状。本实施方式中,突起1Ca、突起3Ca的前端可以在400℃以下熔融。内侧的第一金属部可以在外表面具有多个突起。
金属膜5C包覆金属部3C。含金属粒子1C是金属部3C的外表面被金属膜5C包覆而得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Ca、突起3Ca的外表面由金属膜5C进行了包覆。
图5是示意性地表示本发明的第五实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图5所示,含金属粒子1D具备基材粒子2和金属部3D和金属膜5D。
金属部3D配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1D在金属部3D的外表面上具有多个突起1Da。含金属粒子1D在金属部3D的外表面上具有多个凸部(第一突起)3Da。金属部3D在外表面具有多个凸部(第一突起)3Da。金属部3D在凸部(第一突起)3Da的外表面具有比凸部(第一突起)3Da小的突起3Db(第二突起)。凸部(第一突起)3Da和突起3Db(第二突起)进行了一体化而实现了连接。本实施方式中,突起3Db(第二突起)的前端直径小,突起3Db(第二突起)的前端能够在400℃以下熔融。
金属膜5D对金属部3D进行了。含金属粒子1D是金属部3D的外表面由金属膜5D包覆的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Da、凸部(第一突起)3Da以及突起3Db(第二突起)的外表面由金属膜5D进行了包覆。
图6是示意性地表示本发明的第六实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图6所示,含金属粒子1E具备基材粒子2、金属部3E、芯物质4E以及金属膜5E。
金属部3E配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1E在金属部3E的外表面具有多个突起1Ea。含金属粒子1E在金属部3E的外表面上具有多个凸部(第一突起)3Ea。金属部3E在外表面上具有多个凸部(第一突起)3Ea。金属部3E在凸部(第一突起)3Ea的外表面上具有比凸部(第一突起)3Ea小的突起3Eb(第二突起)。凸部(第一突起)3Ea和突起3Eb(第二突起)进行了一体化而实现了连接。本实施方式中,突起3Eb(第二突起)的前端直径小,突起3Eb(第二突起)的前端能够在400℃以下熔融。
金属膜5E对金属部3E进行了包覆。含金属粒子1E是金属部3E的外表面被金属膜5E包覆而得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Ea、凸部(第一突起)3Ea以及突起3Eb(第二突起)的外表面由金属膜5E进行了包覆。
含金属粒子1E中,多个芯物质4E配置于基材粒子2的外表面上。多个芯物质4E配置于金属部3E的内侧。多个芯物质4E被埋入于金属部3E的内侧。芯物质4E配置于凸部3Ea的内侧。金属部3E对多个芯物质4E进行了包覆。由于多个芯物质4E,金属部3E的外表面发生了隆起,形成凸部3Ea。
如金属原子的粒子1E,含金属粒子可以具备使含金属粒子或金属部的外表面隆起的多个芯物质。
图7是示意性地表示本发明的第七实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图7所示,含金属粒子1F具备基材粒子2、金属部3F和金属膜5F。
金属部3F配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1F在金属部3F的外表面上具有多个突起1Fa。含金属粒子1F中,在金属部3F的外表面上具有多个凸部(第一突起)3Fa。金属部3F在外表面具有多个凸部(第一突起)3Fa。金属部3F在凸部(第一突起)3Fa的外表面,具有比凸部(第一突起)3Fa小的突起3Fb(第二突起)。凸部(第一突起)3Fa和突起3Fb(第二突起)没有进行一体化。本实施方式中,突起3Fb(第二突起)的前端直径小,突起3Fb(第二突起)的前端能够在400℃以下熔融。
金属膜5F对金属部3F进行了包覆。含金属粒子1F是金属部3F的外表面由金属膜5F包覆而得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Fa、凸部(第一突起)3Fa以及突起3Fb(第二突起)的外表面由金属膜5F进行了包覆。
图8是示意性地表示本发明的第八实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图8所示,含金属粒子1G具备基材粒子2、金属部3G和金属膜5G。
金属部3G具有第一金属部3GA及第二金属部3GB。第一金属部3GA、第二金属部3GA、3GB配置于基材粒子2的表面上。在基材粒子2和第二金属部3GB之间配置有第一金属部3GA。因此,在基材粒子2的表面上配置有第一金属部3GA,在第一金属部3GA的外表面上配置有第二金属部3GB。
金属部3G配置于基材粒子2的表面上。含金属粒子1G在金属部3G的外表面上具有多个突起1Ga。含金属粒子1G在金属部3G的外表面具有多个凸部(第一突起)3Ga。金属部3G在凸部(第一突起)3Ga的外表面具有比凸部(第一突起)3Ga小的突起3Gb(第二突起)。在凸部(第一突起)3Ga和突起3Gb(第二突起)之间存在界面。本实施方式中,突起3Gb(第二突起)的前端直径小,突起3Gb(第二突起)的前端可以在400℃以下熔融。
金属膜5G对金属部3G进行了包覆。含金属粒子1G是金属部3G的外表面(第二金属部3GB)被金属膜5G包覆而得到的包覆粒子。所述金属膜可以完全包覆所述金属部的表面,也可以不完全包覆所述金属部的表面。所述含金属粒子可以具有所述金属部的表面没有被所述金属膜包覆的部分。本实施方式中,多个突起1Ga、凸部(第一突起)3Ga以及突起3Gb(第二突起)的外表面由金属膜5G进行了包覆。
另外,图17~20是实际上制得的含金属粒子,在形成金属膜之前的含金属粒子的图像。图17~20所示的含金属粒子具备在外表面具有多个突起的金属部。所述金属部的多个所述突起的前端能够在400℃以下熔融。图20所示的含金属粒子中,金属部在外表面具有多个凸部,在该凸部的外表面上具有比所述凸部小的突起。通过以金属膜包覆图17~20所示的含金属粒子的金属部,得到本发明的含金属粒子。
图9是示意性地表示本发明的第九实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图9所示,具备含金属粒子11、基材粒子2和金属部13。
金属部13设置于基材粒子2的表面上。含金属粒子11是基材粒子2的表面由金属部13包覆而得到的包覆粒子。金属部13是包覆基材粒子2表面整体的连续覆膜。
含金属粒子11在金属部13的外表面上具有多个突起11a。金属部13在外表面具有多个突起13a。多个突起11a、突起13a的形状是前端变细的针状。本实施方式是旋转抛物面状。
金属部13具有第一金属部13X、第二金属部13Y。第二金属部13Y是粒子,例如焊料。第一金属部13X是金属部13的除了第二金属部13Y以外的部分。第二金属部13Y在400℃以下能够熔融变形。第一金属部13X的熔点超过400℃。第一金属部13X在400℃不发生熔融变形。
一个第二金属部13Y设置于一个突起11a、13a的内部。本实施方式中,突起11a、13a含有在400℃以下可以发生金属扩散的第二金属部13Y。另外,由于第二金属部13Y的存在,突起11a、突起13a在400℃以下在第二金属部13Y和第一金属部13X之间发生金属扩散,形成在400℃以下能够发生熔融变形的突起。或者由于第二金属部13Y,突起11a、突起13a在400℃以下可以发生熔融变形。金属部13中,第一部分具有厚度比第一部分厚的第二部分。多个突起11a中,除了13a以外的部分为金属部13的所述第一部分。多个突起11a、13a是金属部13的厚度较厚的所述第二部分。第一部分由于不存在第二金属部13Y,因此可以确保其厚度,即使在安装时也不会形成能够由金属扩散引起熔融变形的部分。
图10是示意性地表示本发明的第十实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图10所示,具备含金属粒子11A、基材粒子2和金属部13A。
含金属粒子11和含金属粒子11A仅金属部不同。即,含金属粒子11中,形成一层结构的金属部13,与此相对,含金属粒子11A中,形成两层结构的金属部13A。
金属部13A具备第一金属部13AX、第二金属部13AY以及第三金属部13AZ。第一金属部13AX、第二金属部13AY、第三金属部13AZ设置于基材粒子2的表面上。
第一金属部13AX是内层。第二金属部13AY是外层。基材粒子2和第二金属部13AY之间,设置有第一金属部13AX。与此,第一金属部13AX设置于基材粒子2的表面上,第二金属部13AY设置于第一金属部13AX的外表面上。第一金属部13AX的外形为球状。含金属粒子11A在金属部13A的外表面上,具有多个突起11Aa。金属部13A在外表面具有多个突起13Aa。第二金属部13AY在外表面具有多个突起。多个突起11Aa、突起13Aa的形状是前端变细的针状,本实施方式是旋转抛物面状。
第三金属部13AZ是粒子,例如焊料。第三金属部13AZ能够在400℃以下熔融变形。第一金属部13AX、第二金属部13AY的熔点超过400℃。第一金属部13AX、第二金属部13AY在400℃下不发生熔融变形。
一个第三金属部13AZ设置于一个突起11Aa、突起13Aa的内部。本实施方式中,突起11Aa、突起13Aa含有能够在400℃以下发生金属扩散的第三金属部13AZ。另外,由于第三金属部13AZ的存在,突起11Aa、突起13Aa在第二金属部13AY和第三金属部13AZ之间发生金属扩散,形成能够在400℃以下发生熔融变形的突起。或者由于第三金属部13AZ,突起11Aa、13Aa可以在400℃以下发生熔融变形。
第三金属部13AZ设置于第二金属部13AY的内部。第三金属部13AZ没有设置于第一金属部13AX的内部。第三金属部13AZ设置于第一金属部13AX的外表面上。第三金属部13AZ与第一金属部13AX相接触。第三金属部13AZ也可以不与第一金属部13AX相接触。
图11是示意性地表示本发明的第十一实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图11所示,具备含金属粒子11B、基材粒子2和金属部13B。
含金属粒子11和含金属粒子11B仅金属部不同。
金属部13B具备第一金属部13BX、第二金属部13BY以及第三金属部13BZ。第一金属部13BX、第二金属部13BY、第三金属部13BZ设置于基材粒子2的表面上。
第一金属部13BX是内层。第二金属部13BY是外层。基材粒子2和第二金属部13BY之间,设置有第一金属部13BX。因此,第一金属部13BX设置于基材粒子2的表面上,第二金属部13BY设置于第一金属部13BX的外表面上。含金属粒子11B在金属部13B的外表面上,具有多个突起11Ba。金属部13B在外表面具有多个突起13Ba。第一金属部13BX在外表面具有多个突起。第二金属部13BY在外表面具有多个突起。多个突起11Ba、突起13Ba的形状是前端变细的针状,本实施方式是旋转抛物面状。
第三金属部13BZ是粒子,例如焊料。第三金属部13BZ能够在400℃以下熔融变形。第一金属部13BX、第二金属部13BY的熔点超过400℃。第一金属部13BX、第二金属部13BY在400℃不发生熔融变形。
第三金属部13BZ设置于突起11Ba、突起13Ba的内部。一个第三金属部13BZ设置于一个突起11Ba、突起13Ba的内部。本实施方式中,突起11Ba、突起13Ba含有能够在400℃以下发生金属扩散的第三金属部13BZ。另外,由于第三金属部13BZ的存在,突起11Ba、突起13Ba在第一金属部13BX和第三金属部13BZ之间发生金属扩散,形成在400℃以下能够发生熔融变形的突起。或者由于第三金属部13BZ,突起11Ba、13Ba能够在400℃以下发生熔融变形。
第三金属部13BZ的一部分区域设置于第一金属部13BX的内部。第三金属部13BZ的一部分区域设置于第二金属部13BY的内部。第三金属部13BZ设置于基材粒子2的表面上。第三金属部13BZ与基材粒子2相接触。第三金属部13BZ也可以不与基材粒子2相接触。
图12是示意性地表示本发明的第十二实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图12所示,具备含金属粒子11C、基材粒子2和金属部13C。
含金属粒子11和含金属粒子11C仅金属部不同。
金属部13C具备第一金属部13CX、第二金属部13CY。含金属粒子11C在金属部13C的外表面具有多个突起11Ca。金属部13C在外表面具有多个突起13Ca。多个突起11Ca、13Ca的形状是前端变细的针状,本实施方式是旋转抛物面状。
第二金属部13CY是粒子,例如焊料。第一金属部13CX是除了金属部13C的第二金属部CY以外的部分。第二金属部13CY能够在400℃以下熔融变形。第一金属部13CX的熔点超过400℃。第一金属部13CX在400℃不发生熔融变形。
多个第二金属部13CY设置于一个突起11Ca、13Ca的内部。本实施方式中,突起11Ca、13Ca含有能够在400℃以下发生金属扩散的第二金属部13CY。另外,由于第二金属部13CY的存在,突起11Ca、突起13Ca在第二金属部13CY和第一金属部13CX之间发生金属扩散,形成能够在400℃以下发生熔融变形的突起。或者由于第二金属部13CY,突起11Ca、突起13Ca能够在400℃以下发生熔融变形。
如含金属粒子11C,为了使突起能够熔融变形,相对于一个突起,可以形成多个能够在400℃以下发生熔融变形的区域。
图13是示意性地表示本发明的第十三实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图13所示,具备含金属粒子11D、基材粒子2和金属部13D。
含金属粒子11和含金属粒子11D仅金属部不同。
金属部13D具备第一金属部13DX、第二金属部13DY。含金属粒子11D在金属部13D的外表面具有多个突起11Da。金属部13D在外表面具有多个突起13Da。第二金属部13DY在外表面具有多个突起。多个突起11Da、突起13Da的形状是球体的一部分的形状,本实施方式是半球状。
第二金属部13DY是粒子,例如焊料。第一金属部13DX是除了金属部13D的第二金属部13DY以外的部分。第二金属部13DY能够在400℃以下熔融变形。第一金属部13DX的熔点超过400℃。第一金属部13DX在400℃不发生熔融变形。
第二金属部13DY设置于突起11Da、13Da的内部。一个第二金属部13DY设置于一个突起11Da、13Da的内部。本实施方式中,突起11Da、突起13Da含有能够在400℃以下发生金属扩散的第二金属部13DY。另外,由于第二金属部13DY的存在,突起11Da、13Da在第二金属部13DY和第一金属部13DX之间发生金属扩散,形成能够在400℃以下发生熔融变形的突起。或者由于第二金属部13DY,突起11Da、突起13Da能够在400℃以下发生熔融变形。
如含金属粒子11、11D,突起的形状可以适当变更,突起的尖端可以不变尖细。
图14是示意性地表示本发明的第十四实施方式的含金属粒子的剖视图。
如图14所示,含金属粒子11E具备基材粒子2和金属部13E。
含金属粒子11和含金属粒子11E仅金属部不同。
金属部13E具备第一金属部13EX、第二金属部13EY。第一金属部13EX、第二金属部13EY设置于基材粒子2的表面上。
第一金属部13EX设置于基材粒子2与第二金属部13EY之间。因此,第一金属部13EX设置于基材粒子2的表面上,第二金属部13EY设置于第一金属部13EX的外表面上。第一金属部13EX的外形为球形。含金属粒子11E在金属部13E的外表面具有多个突起11Ea。金属部13E在外表面具有多个突起13Ea。多个第二金属部13EY设置于第一金属部13EX的外表面上的一部分区域。第二金属部13EY自身为突起。多个突起11Ea、突起13Ea的形状是前端变细的针状。本实施方式是旋转抛物面状。
第二金属部13EY是旋转抛物面状的粒子,例如焊料或焊料合金。第二金属部13EY可以在400℃以下熔融变形。第一金属部13EY的熔点超过400℃。第一金属部13EX在400℃不发生熔融变形。
本实施方式中,突起11Ea、突起13Ea含有能够在400℃以下发生金属扩散的第二金属部13EY。另外,由于第二金属部13EY,突起11Ea、突起13Ea能够在400℃以下发生熔融变形。
如含金属粒子11E,为了能够使突起熔融变形,在400℃以下能够发生熔融变形的金属部可以位于金属部的外表面。
以下,更详细地说明含金属粒子。需要说明的是,在以下的说明中,“(甲基)丙烯酸”指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”的一者或两者,“(甲基)丙烯酰氧基”是指“丙烯酰氧基”和“甲基丙烯酰氧基”的一者或两者。另外,“(甲基)丙烯酰基”是指“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”的一者或两者,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”的一者或两者。
[基材粒子]
作为所述基材粒子,可列举树脂粒子、除金属粒子之外的无机粒子、有机无机杂化粒子及金属粒子等。所述基材粒子可以具有芯和配置于该芯的表面上的壳,可以为芯壳粒子。所述基材粒子优选为除金属粒子之外的基材粒子,更优选为树脂粒子,除金属粒子之外的无机粒子或有机无机杂化粒子。
所述基材粒子进一步优选为树脂粒子或有机无机杂化粒子,可以为树脂粒子,也可以为有机无机杂化粒子。通过使用这些优选的基材粒子,可以得到适于两个连接对象部件的连接用途的含金属粒子。
所述基材粒子为树脂粒子或有机无机杂化粒子时,所述含金属粒子容易变形,所述含金属粒子的柔软性提高。因此,在连接后,冲击吸收性升高。
作为用于形成所述树脂粒子的树脂,优选使用各种有机物。作为用于形成所述树脂粒子的树脂,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、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸类树脂;聚对苯二甲酸烷烃二醇酯、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、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、聚醚砜以及使1种或2种以上的具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体进行聚合而得到的聚合物等。由于可以设计及合成树脂粒子,所述树脂粒子具有适于两个连接对象部件的连接用途的任意的压缩时的物性,且将基材粒子的硬度容易地控制在适合的范围,因此,用于形成所述树脂粒子的树脂优选为使1种或2种以上的具有多个烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而得到的聚合物。
在使具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而得到所述树脂粒子的情况下,作为具有所述烯属不饱和基团的聚合性单体,可列举非交联性的单体和交联性的单体。
作为所述非交联性的单体,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、马来酸酐等含羧基的单体;(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)丙烯酸蜡鲸酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(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氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈的单体;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;乙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯、硬脂酸乙烯基酯等酸乙烯基酯酯化合物;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯等不饱和烃;三氟甲基(甲基)丙烯酸酯、五氟乙基(甲基)丙烯酸酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤的单体等。
作为所述交联性的单体,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、三烯丙基偏苯三酸酯、二乙烯基苯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯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的单体等。
通过利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,可以得到所述树脂粒子。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进行聚合的方法等。
在所述基材粒子为除金属粒子之外的无机粒子或有机无机杂化粒子的情况下,作为用于形成所述基材粒子的无机物,可列举:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆及炭黑等。所述无机物优选非金属。作为由所述二氧化硅形成的粒子,没有特别限定,可列举,例如通过在对具有2个以上的水解性的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,然后根据需要进行烧成而得到的粒子。作为所述有机无机杂化粒子,可列举,例如:由进行了交联得到的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸类树脂形成的有机无机杂化粒子等。
所述有机无机杂化粒子优选为芯壳型的有机无机杂化粒子,其具有芯和配置于该芯的表面上的壳。所述芯优选为有机芯。所述壳优选为无机壳。从有效地提高连接可靠性的观点出发,所述基材粒子优选为具有有机芯和配置于所述有机芯的表面上的无机壳的有机无机杂化粒子。
作为用于形成所述无机壳的材料,可列举用于形成所述的基材粒子的无机物。用于形成所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选通过利用溶剂凝胶法在所述芯的表面上将金属醇盐制成壳状物,然后,使该壳状物进行烧成而形成。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。
所述芯的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,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,最优选为10μm以下。所述芯的粒径为所述下限以上及所述上限以下时,可以优选用于两个连接对象部件的连接用途。例如,所述芯的粒径为所述下限以上及所述上限以下时,在使用所述含金属粒子对两个连接对象部件进行了连接的情况下,含金属粒子和连接对象部件的接触面积充分地变大,且在形成金属部时不易形成凝聚的含金属粒子。另外,经由含金属粒子而连接的两个连接对象部件的间隔不过大,且金属部不易从基材粒子的表面剥离。
就所述芯的粒径而言,在所述芯为圆球状的情况下指直径,在所述芯为圆球状以外的形状的情况下,指最大直径。另外,芯的粒径指利用任意的粒径测定装置测定芯得到的平均粒径。例如,可以利用使用有激光光散射、电阻值变化、拍摄后的图像分析等原理的粒度分布测定机。
所述壳的厚度优选为100nm以上,更优选为200nm以上,优选为5μm以下,更优选为3μm以下。所述壳的厚度为所述下限以上及所述上限以下时,可以优选用于两个连接对象部件的连接用途。所述壳的厚度为1个基材粒子的平均厚度。通过溶剂凝胶法的控制,可以对所述壳的厚度进行控制。
在所述基材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,可列举银、铜、镍、硅、金及钛等。但是,所述基材粒子优选为非金属粒子。
所述基材粒子的粒径优选为0.1μm以上,更优选为0.5μm以上,更进一步优选为1μm以上,进一步优选为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400μm以下,进一步优选为100μm以下,进一步优选为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。所述基材粒子的粒径为所述下限以上时,连接可靠性更进一步提高。并且,在基材粒子的表面利用无电解镀敷形成金属部时不易凝聚,不易形成凝聚的含金属粒子。基材粒子的平均粒径为所述上限以下时,含金属粒子容易被充分地压缩,连接可靠性更进一步提高。
就所述基材粒子的粒径而言,在基材粒子为圆球状的情况下,表示直径,在基材粒子不是圆球状的情况下,表示最大直径。
从更进一步抑制连接可靠性的热循环试验中的连接部的裂缝或剥离的产生,更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生的观点出发,所述基材粒子优选为含有聚硅氧烷树脂的粒子(有机硅粒子)。所述基材粒子的材料优选含有聚硅氧烷树脂。
所述有机硅粒子的材料优选为具有自由基聚合性基团的硅烷化合物和具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物,或为具有自由基聚合性基团且具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物,或在两末端具有自由基聚合性基团的硅烷化合物。在使这些材料反应的情况下,形成硅氧烷键。在得到的有机硅粒子中,一般残留自由基聚合性基团及碳原子数5以上的疏水基。通过使用这种材料,可以容易地得到具有0.1μm以上且500μm以下的1次粒径的有机硅粒子,而且提高有机硅粒子的耐药品性,且可以降低透湿性。
就具有所述自由基聚合性基团的硅烷化合物而言,自由基聚合性基团优选直接键合于硅原子。具有所述自由基聚合性基团的硅烷化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
具有所述自由基聚合性基团的硅烷化合物优选为烷氧基硅烷化合物。作为具有所述自由基聚合性基团的硅烷化合物,可列举:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙烯基甲氧基乙烯基硅烷、二乙烯基乙氧基乙烯基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷以及1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷等。
在具有所述碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物中,碳原子数5以上的疏水基优选直接键合于硅原子。所述具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
所述具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物优选为烷氧基硅烷化合物。作为所述具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物,可列举:苯基三甲氧基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、二乙氧基甲基苯基硅烷、二甲基甲氧基苯基硅烷、二甲基乙氧基苯基硅烷、六苯基二硅氧烷、1,3,3,5-四甲基-1,1,5,5-四乙烯基三硅氧烷、1,1,3,5,5-五苯基-1,3,5-三甲基三硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、苯基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷以及八苯基环四硅氧烷等。
所述具有自由基聚合性基团且具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物中,自由基聚合性基团优选直接键合于硅原子上,碳原子数5以上的疏水基优选直接键合于硅原子上。所述具有自由基聚合性基团且具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述具有自由基聚合性基团且具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物,可列举:苯基乙烯基二甲氧基硅烷、苯基乙烯基二乙氧基硅烷、苯基甲基乙烯基甲氧基硅烷、苯基甲基乙烯基乙氧基硅烷、二苯基乙烯基甲氧基硅烷、二苯基乙烯基乙氧基硅烷、苯基二乙烯基甲氧基硅烷、苯基二乙烯基乙氧基硅烷以及1,1,3,3-四苯基-1,3-二乙烯基二硅氧烷等。
为了得到有机硅粒子,在使用具有所述自由基聚合性基团的硅烷化合物和所述具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物的情况下,所述具有自由基聚合性基团的硅烷化合物和所述具有碳原子数5以上的疏水基的硅烷化合物优选以重量比为1:1~1:20使用,更优选以1:5~1:15使用。
在用于得到有机硅粒子的硅烷化合物的整体中,自由基聚合性基团的数量和碳原子数5以上的疏水基的数量优选为1:0.5~1:20,更优选为1:1~1:15。
就有效地提高耐药品性,有效地降低透湿性,且将10%K值控制在适合的范围的观点出发,所述有机硅粒子优选具有在1个硅原子上键合有2个甲基的二甲基硅氧烷骨架,所述有机硅粒子的材料优选含有在1个硅原子上键合有2个甲基的硅烷化合物。
从有效地提高耐药品性,有效地降低透湿性,且将10%K值控制在适合的范围的观点出发,所述有机硅粒子优选利用自由基聚合引发剂使所述的硅烷化合物反应而形成硅氧烷键。一般而言,使用自由基聚合引发剂难以得到具有0.1μm以上且500μm以下的1次粒径的有机硅粒子,特别是难以得到具有100μm以下的1次粒径的有机硅粒子。与此相对,即使在使用自由基聚合引发剂的情况下,通过使用所述硅烷化合物,也可以得到具有0.1μm以上且500μm以下的1次粒径的有机硅粒子,可以得到具有100μm以下的1次粒径的有机硅粒子。
为了得到所述硅氧烷粒子,可以不使用具有与硅原子键合的氢原子的硅烷化合物。在该情况下,可以使用自由基聚合引发剂而不使用金属催化剂来使硅烷化合物聚合。结果,可以使得在有机硅粒子中不含有金属催化剂,可以减少有机硅粒子中的金属催化剂的含量,可以进一步有效地提高耐药品性,有效地降低透湿性,并将10%K值控制在适合的范围。
作为所述有机硅粒子的具体的制造方法,有通过悬浮聚合法、分散聚合法、细乳液聚合法、或乳液聚合法等进行硅烷化合物的聚合反应而制作有机硅粒子的方法等。进行硅烷化合物聚合而得到聚合物,然后,可以通过悬浮聚合法、分散聚合法、细乳液聚合法、或乳液聚合法等进行作为聚合物(聚合物等)的硅烷化合物的聚合反应,制作有机硅粒子。例如,使具有乙烯基的硅烷化合物进行聚合,可以得到在末端上键合有硅原子的具有乙烯基的硅烷化合物。可以使具有苯基的硅烷化合物进行聚合得到作为聚合物(聚合物等)的在侧链上具有键合于硅原子的苯基的硅烷化合物。可以使具有乙烯基的硅烷化合物和具有苯基的硅烷化合物进行聚合而得到作为聚合物(低聚物等)的在末端上具有键合于硅原子的乙烯基且在侧链上具有键合于硅原子的苯基的硅烷化合物。
有机硅粒子可以在外表面具有多个粒子。该情况下,有机硅粒子可以具备有机硅粒子主体和配置于有机硅粒子主体的表面上的多个粒子。作为所述多个粒子,可列举有机硅粒子及球状二氧化硅等。由于存在所述多个粒子而抑制有机硅粒子的凝聚。
[金属部]
所述金属部的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。所述含金属粒子的所述突起的前端优选能够在350℃以下熔融,更优选能够在300℃以下熔融,进一步优选能够在250℃以下熔融,特别优选能够在200℃以下熔融。所述金属部的所述突起的前端优选能够在400℃以下熔融。所述金属部的所述突起的前端优选能够在350℃以下熔融,更优选能够在300℃以下熔融,进一步优选能够在250℃以下熔融,特别优选能够在200℃以下熔融。所述金属部的所述突起的前端,由于可以满足所述优选方式,抑制加热时的能量的消费量,进一步抑制连接对象部件等热劣化。所述突起的前端的熔融温度可以根据突起的前端的金属的种类及突起的前端的形状而控制。所述凸部的基部、所述含金属粒子的所述突起的高度的中央位置、所述含金属粒子的所述突起的基部、以及所述含金属粒子的所述突起的高度的中央位置的熔点可以超过200℃。该熔点也可以超过250℃,也可以超过300℃,也可以超过350℃,还可以超过400℃。所述金属部、所述凸部及所述突起可以具有超过200℃的部分,可以具有超过250℃的部分,也可以具有超过300℃的部分,也可以具有超过350℃的部分,还可以具有超过400℃的部分。
所述金属部的所述突起包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,或者所述金属部的所述突起能够在400℃以下可以熔融变形。通过降低能够发生金属扩散的温度,可以形成连接部分之间的金属接合。因此,所述能够发生金属扩散的温度优选350℃以下,更优选300℃以下,进一步优选250℃以下,特别优选200℃以下。所述能够发生金属扩散的温度,可以通过金属种类控制。
另外,优选所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形。
所述金属部的所述突起优选能够在350℃以下熔融变形,更优选能够在300℃以下熔融变形,进一步优选能够在250℃以下熔融变形,特别优选能够在200℃以下熔融变形。所述金属部的所述突起的熔融变形的温度在所述优选范围内时,可以降低熔融变形温度,抑制加热时的能量消耗量,进一步抑制连接对象部件的热劣化。所述突起的熔融变形温度可以根据突起的金属种类控制。所述金属部以及所述突起可以具有超过200℃的部分,也可以具有超过250℃的部分,也可以具有超过350℃的部分,还可以具有超过400℃的部分。
所述金属部的材料没有特别限定。所述金属部的材料优选含有金属。作为该金属,可列举:金、银、钯、铑、铱、锂、铜、铂、锌、铁、锡、铅、钌、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅以及它们的合金等。另外,作为所述金属,可列举锡掺杂氧化铟(ITO)等。
本发明中,选择金属部材料使所述含金属粒子的突起前端的能够在400℃以下熔融。
本发明优选选择的金属部的材料使所述金属部的突起能够在400℃以下熔融变形。所述金属部优选含有焊料。
从有效地提高连接可靠性的观点出发,所述含金属粒子的所述突起的材料优选含有银、铜、金、钯、锡、铟或锌。所述突起的材料优选包含于所述金属部的所述突起。所述含金属粒子的所述突起的材料可以不含有锡。
所述金属部的材料优选为非焊料。通过所述金属部的材料为非焊料,可以抑制金属部整体过度地熔融。所述金属部的材料可以不含有锡。
所述金属部的材料优选含有银、铜、金、钯、锡、铟、锌、镍、钴、铁、钨、钼、钌、铂、铑、铱、磷或硼,更优选含有银、铜、金、钯、锡、铟或锌,进一步优选含有银。所述金属部的材料为所述优选材料时,可以进一步有效地提高连接可靠性。所述金属部的材料可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。从有效地提高连接可靠性的观点出发,所述银可以以银单质或氧化银的形式而含有。作为氧化银,可列举Ag2O及AgO。
含有银的金属部100重量%中,银的含量优选为0.1重量%以上,更优选为1重量%以上,优选为100重量%以下,更优选为90重量%以下,可以为80重量%以下,可以为60重量%以下,可以为40重量%以下,可以为20重量%以下,也可以为10重量%以下。银的含量为所述下限以上及所述上限以下时,接合强度提高,连接可靠性更进一步提高。
所述铜可以以铜单质或氧化铜的形式而含有。
含有铜的金属部100重量%中,铜的含量优选为0.1重量%以上,更优选为1重量%以上,优选为100重量%以下,更优选为90重量%以下,可以为80重量%以下,可以为60重量%以下,可以为40重量%以下,可以为20重量%以下,也可以为10重量%以下。铜的含量为所述下限以上及所述上限以下时,接合强度提高,连接可靠性更进一步提高。
所述镍可以作为镍单体或氧化镍包含于其中。
含有镍的金属部100重量%中,镍含量优选为0.1重量%以上,更优选为1重量%以上。含有镍的金属部100重量%中,镍的含量优选为100重量%以下,更优选为90重量%以下,可以为80重量%以下,可以为60重量%以下,可以为40重量%以下,可以为20重量%以下,也可以为10重量%以下。镍的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,接合强度和连接可靠性进一步提高。
上述焊料优选为熔点为450℃以下的金属(低熔点金属)。低熔点金属表示熔点为450℃以下的金属。低熔点金属的熔点优选为300℃以下,更优选为160℃以下。此外,所述焊料含有锡。在包含于所述焊料的金属100重量%中,锡的含量优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。当所述焊料中的锡含量在所述下限以上时,连接可靠性进一步提高。
需要说明的是,使用高频电感耦合等离子体发射光谱仪(株式会社堀场制作所制造的“ICP-AES”)或荧光X射线分析仪(株式会社岛津制作所制造的“EDX-800HS”)等测定所述锡的含量。
通过使用上述焊料,焊料发生熔化并与电极接合,从而焊锡对电极间进行导通。例如,焊料与电极之间容易进行面接触而不是点接触,因此连接电阻降低。另外,由于使用焊料来,焊料和电极之间的接合强度增加,焊料和电极之间的剥离更进一步不易发生,导通可靠性和连接可靠性得到有效地提高。
构成所述焊料的低熔点金属没有特别限定。该低熔点金属优选为锡或含锡的合金。该合金的包括锡-银合金、锡-铜合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-锌合金、锡-铟合金等。从对电极的润湿性优异的观点出发,所述低熔点金属优选为锡、锡-银合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-铟合金等。更优选使用锡-铋合金或锡-铟合金。
上述焊料优选为基于JISZ3001:焊接项的液相线为450℃以下的填充材料。作为所述焊料的成分,可列举:包含锌、金、银、铅、铜、锡、铋、铟等的金属成分。优选低熔点的无铅锡-铟系(117℃共晶)或锡-铋系(139℃共晶)。即,所述焊料优选不含铅,优选含有锡和铟,或含有锡和铋。
为了进一步提高连接强度,上述焊料可以含有镍、铜、锑、铝、锌、铁、金、钛、磷、锗、碲、钴、铋、锰、铬、钼、钯等金属。另外,从进一步提高连接强度的观点出发,焊料优选含有镍、铜、锑、铝或锌。从进一步提高连接强度的观点出发,这些用于提高粘合强度的金属的含量在100重量%的焊料中优选为0.0001重量%以上,优选为1重量%以下。
所述金属部可以由一层形成。所述金属部也可以由多层形成。
所述金属部的外表面可以进行防锈处理。所述含金属粒子可在所述金属部的外表面上具有防锈膜。作为防锈处理,存在在金属部的外表面上设置防锈剂的方法;使金属部的外表面合金化以提高耐腐蚀性的方法;在金属部的外表面上涂覆高耐腐蚀金属膜的方法等。作为所述防锈剂,可列举:苯并三唑化合物和咪唑化合物等含氮杂环化合物;硫醇化合物、噻唑化合物和有机二硫化物化合物等含硫化合物;有机磷酸化合物等含磷化合物等。
[金属膜]
所述金属膜对所述金属部的外表面进行了包覆。所述金属膜的覆盖所述金属部的所述突起的前端的部分优选能够在400℃以下的温度熔融,优选能够在350℃以下的温度熔融,更优选能够在300℃以下的温度熔融,更进一步优选能够在250℃以下的温度熔融,特别优选能够在200℃以下的温度熔融。所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起前端的部分,通过满足所述优选的方式,可以抑制加热时的能量消耗量,可以更进一步抑制连接对象部件等的热劣化。基于上述金属膜的原料及厚度,所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分的熔融温度可以得到抑制。所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起前端的部分以外的部分的熔点,可以超过200℃,可以超过250℃,可以超过300℃,可以超过350℃,也可以超过400℃。所述金属膜可以具有超过200℃的部分,可以具有超过250℃的部分,可以具有超过300℃的部分,也可以具有超过350℃的部分,也可以具有超过400℃的部分。
所述金属膜的材料没有特别限制。所述金属膜的材料优选含有金属。作为该金属,可列举,例如:金、银、钯、铑、铱、锂、铜、铂、锌、铁、锡、铅、钌、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅及其合金等。另外,作为上述金属、可列举锡掺杂氧化铟(ITO)等。
适当选择所述金属膜的材料,从而有效地发挥本发明的效果。
从有效提高连接可靠性的观点出发,所述金属膜的材料优选含有金、钯、铂、铑、钌或铱,更优选含有金。所述金属膜的材料是上述优选材料时,可以有效地抑制所述金属部的氧化或硫化。结果,可以有效地提高连接可靠性。另外,当在具有大量水分(湿度)的环境条件下对连接部件施加电压时,有时发生离子迁移现象,其为发生了电离化的金属在电极之间移动而产生短路,这成为导致绝缘可靠性的劣化的原因。所述金属膜的材料为所述优选材料时,可以抑制所述离子迁移现象,从而可以提高绝缘可靠性。所述金属膜的材料为所述优选材料时,可以抑制所述离子迁移现象,提高绝缘可靠性。所述金属膜的材料可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
在含金金属膜100重量%中,金的含量优选为0.1重量%以上,更优选为0.5重量%以上,优选为100重量%以下,更优选为90重量%以下,可以是80重量%以下,可以是60重量%以下,可以是40重量%以下,可以是20重量%以下,也可以是10重量%以下。金的含量在上述下限以上且在上述上限以下时,接合强度变高,连接可靠性更进一步提高。另外,金含量在所述下限以上且所述上限以下时,可以抑制离子迁移现象,可以提高绝缘可靠性。
所述金属膜可以由1层形成。所述金属膜也可以由多层形成。
所述金属膜的外表面可以进行防锈处理。所述含金属粒子可以在所述金属膜的外表面具有防锈膜。作为防锈处理,可列举在金属膜的外表面配置防锈剂的方法;对金属膜的外表面进行合金化从而提高耐腐蚀性的方法;在金属膜的外表面涂敷高耐腐蚀金属膜的方法等。作为所述防锈剂,可列举:苯并三唑化合物、咪唑化合物等含氮杂环化合物;硫醇化合物、咪唑化合物、有机二硫醚化合物这样的含硫化合物;有机磷酸化合物等含磷化合物等。
[防锈处理]
为了抑制含金属粒子的腐蚀并降低电极间的连接电阻,优选对所述金属部的外表面进行防锈处理、或耐硫化处理。
作为耐硫化剂、防锈剂或防变色剂,可列举:苯并三唑化合物、咪唑化合物等含氮杂环化合物;硫醇化合物、咪唑化合物、有机二硫醚化合物等含硫化合物;有机磷酸化合物等含磷化合物。
从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选利用具有碳原子数6~22的烷基的化合物对所述金属部或所述金属膜的外表面进行防锈处理。可以利用不含有磷的化合物对所述金属部或所述金属膜的表面进行防锈处理,也可以利用具有碳原子数6~22的烷基且不含有磷的化合物进行防锈处理。从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选利用烷基磷酸化合物或烷基硫醇对所述金属部或所述金属膜的外表面进行防锈处理。通过防锈处理,可以在所述金属部或所述金属膜的外表面形成防锈膜。
所述防锈膜优选由具有碳原子数6~22的烷基的化合物(以下,也称为化合物A)形成。优选利用所述化合物A对所述金属部或所述金属膜的外表面进行表面处理。所述烷基的碳原子数为6以上时,金属部整体或金属膜整体上更进一步不易产生锈。所述烷基的碳原子数为22以下时,含金属粒子的导电性更提高。从更进一步提高含金属粒子的导电性的观点出发,所述化合物A中的所述烷基的碳原子数优选为16以下。所述烷基可以具有直链结构,也可以具有支链结构。所述烷基优选具有直链结构。
所述化合物A只要具有碳原子数6~22的烷基即可,没有特别限定。所述化合物A优选为具有碳原子数6~22的烷基的磷酸酯或其盐;具有碳原子数6~22的烷基的亚磷酸酯或其盐;具有碳原子数6~22的烷基的烷氧基硅烷;具有碳原子数6~22的烷基的烷基硫醇。所述化合物A优选具有碳原子数6~22的烷基的二烷基二硫醚。即,具有所述碳原子数6~22的烷基的化合物A优选为磷酸酯或其盐、亚磷酸酯或其盐、烷氧基硅烷、烷基硫醇、或二烷基二硫醚。通过使用这些优选的化合物A,可以更进一步不易在金属部或金属膜上产生锈。就更进一步不易产生锈的观点出发,所述化合物A优选为所述磷酸酯或其盐、亚磷酸酯或其盐、或烷基硫醇,更优选为所述磷酸酯或其盐、或亚磷酸酯或其盐。所述化合物A可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
所述化合物A优选具有可与所述金属部或所述金属膜的外表面反应的反应性官能团。所述金属部含有镍的情况下,优选具有可与金属部的镍的外表面反应的反应性官能团,所述金属膜含有金的情况下,优选具有可与金属膜的金的外表面反应的反应性官能团。优选所述含金属粒子具备配置于所述金属部或所述金属膜的外表面上的绝缘性物质的情况下,所述化合物A优选具有可与所述绝缘性物质反应的反应性官能团。所述防锈膜优选与所述金属部或所述金属膜进行了化学键合。所述防锈膜优选与所述绝缘性物质进行了化学键合。所述防锈膜更优选与所述金属部或所述金属膜以及所述绝缘性物质进行化学键合。通过所述反应性官能团的存在以及通过所述化学键合,不易产生所述防锈膜的剥离,该结果,在金属部或金属膜上更进一步不易产生锈,且绝缘性物质更进一步不易发生从含金属粒子的表面的非目的性的脱离。
作为具有所述碳原子数6~22的烷基的磷酸酯或其盐,可列举:磷酸己酯、磷酸庚酯、磷酸单辛酯、磷酸单壬酯、磷酸单癸酯、磷酸单十一烷基酯、磷酸单十二烷基酯、磷酸单十三烷基酯、磷酸单十四烷基酯、磷酸单十五烷基酯、磷酸单己基酯单钠盐、磷酸单庚酯单钠盐、磷酸单辛酯单钠盐、磷酸单壬酯单钠盐、磷酸单癸酯单钠盐、磷酸单十一烷基酯单钠盐、磷酸单十二烷基酯单钠盐、磷酸单十三烷基酯单钠盐、磷酸单十四烷基酯单钠盐及磷酸单十五烷基酯单钠盐等。可以使用所述磷酸酯的钾盐。
作为具有所述碳原子数6~22的烷基的亚磷酸酯或其盐,可列举:亚磷酸己酯、亚磷酸庚酯、亚磷酸单辛酯、亚磷酸单壬酯、亚磷酸单癸酯、亚磷酸单十一烷基酯、亚磷酸单十二烷基酯、亚磷酸单十三烷基酯、亚磷酸单十四烷基酯、亚磷酸单十五烷基酯、亚磷酸单己基酯单钠盐、亚磷酸单庚酯单钠盐、亚磷酸单辛酯单钠盐、亚磷酸单壬酯单钠盐、亚磷酸单癸酯单钠盐、亚磷酸单十一烷基酯单钠盐、亚磷酸单十二烷基酯单钠盐、亚磷酸单十三烷基酯单钠盐、亚磷酸单十四烷基酯单钠盐及亚磷酸单十五烷基酯单钠盐等。可以使用所述亚磷酸酯的钾盐。
作为具有所述碳原子数6~22的烷基的烷氧基硅烷,可列举:己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、庚基三甲氧基硅烷、庚基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、壬基三甲氧基硅烷、壬基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十一烷基三甲氧基硅烷、十一烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三乙氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三乙氧基硅烷、十五烷基三甲氧基硅烷及十五烷基三乙氧基硅烷等。
作为具有所述碳原子数6~22的烷基的烷基硫醇,可列举:己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇、十二烷基硫醇、十三烷基硫醇、十四烷基硫醇、十五烷基硫醇及十六烷基硫醇等。所述烷基硫醇优选在烷基链的末端具有硫醇基。
作为具有所述碳原子数6~22的烷基的二烷基二硫醚,可列举:二己基二硫醚、二庚基二硫醚、二辛基二硫醚、二壬基二硫醚、二癸基二硫醚、双十一烷基二硫醚、双十二烷基二硫醚、双十三烷基二硫醚、双十四烷基二硫醚、双十五烷基二硫醚及双十六烷基二硫醚等。
从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选利用以硫醚化合物或硫醇化合物为主成分的含硫的化合物、苯并三唑化合物或聚氧乙烯醚表面活性剂的任一种,对所述金属部或所述金属膜的外表面进行耐硫化处理。通过耐硫化处理,可以在所述金属部或所述金属膜的外表面形成防锈膜。
作为所述硫醚化合物,可列举:二己基硫醚、二庚基硫醚、二辛基硫醚、二癸基硫醚、双十二烷基硫醚、双十四烷基硫醚、双十六烷基硫醚、双十八烷基硫醚等碳原子数6~40左右(优选碳原子数10~40左右)的直链状或支链链状的二烷基硫醚(烷基硫醚);二苯基硫醚、苯基-对甲苯基硫醚、4,4-硫代双苯硫醇等碳原子数12~30左右的芳香族硫醚;3,3’-硫代二丙酸、4、4’-硫代二丁酸等硫代二羧酸等。所述硫醚化合物特别优选为二烷基硫醚。
作为所述硫醇化合物,可列举:2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并
Figure BDA0002402279460000391
唑、2-巯基苯并咪唑、2-甲基-2-丙烷硫醇或十八烷基硫醇等碳原子数4~40左右(更优选6~20左右)的直链状或支链链状的烷基硫醇等。另外,可列举键合于这些化合物的碳基的氢原子被氟取代得到的化合物等。
作为所述苯并三唑化合物,可列举:苯并三唑、苯并三唑盐、甲基苯并三唑、羧基苯并三唑以及苯并三唑衍生物等。
另外,作为所述防变色剂(银防变色剂),可列举:北池产业株式会社制造的商品名为“AC-20”、“AC-70”、“AC-80”、Meltex株式会社制造的商品名为“ENTECH CU-56”、大和化成株式会社制造的商品名为“NEWDAINSILVER”、“NEWDAINSILVERS-1”、千代田chemical株式会社制造的商品名为“B-1057”以及千代田chemical株式会社制造的商品名为“B-1009NS”等。
在所述基材粒子的表面上形成所述金属部或所述金属膜的方法没有特别限定。作为形成所述金属部或所述金属膜的方法,可列举:利用无电解镀敷的方法;利用电镀的方法;利用物理蒸镀的方法;以及将含有金属粉末或金属粉末和粘合剂的糊剂涂敷于基材粒子的表面的方法等。由于所述金属部以及所述金属膜的形成简便,因此,优选利用无电解镀敷的方法。作为所述利用物理蒸镀的方法,可列举真空蒸镀、离子喷镀及离子溅射等方法。
作为在金属部的外表面形成具有前端变细的针状形状的突起的方法,可列举下述的方法。
可列举:基于使用肼作为还原剂的无电解高纯度镀镍进行的方法;基于使用肼作为还原剂的无电解钯-镍合金进行的方法;基于使用次亚磷酸化合物作为还原剂的无电解CoNiP合金镀敷进行的方法;基于使用肼作为还原剂的无电解镀银的方法;以及基于使用次亚磷酸化合物作为还原剂的无电解铜-镍-磷合金镀敷的方法等。
就利用无电解镀敷形成的方法而言,一般进行催化剂化工序和无电解镀敷工序。以下,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面上形成含有铜及镍的合金镀层及在金属部的外表面上形成具有前端变细的针状形状的突起的方法的实例进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面上形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为在树脂粒子的表面形成所述催化剂的方法,可列举如下方法。
在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法;以及在含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法等。
作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,通过使用含磷的还原剂,可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含铜的化合物、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解铜-镍-磷合金镀方法中,优选使用铜-镍-磷合金镀敷液,其含有次亚磷酸化合物作为还原剂,并含有含镍的化合物作为还原剂的反应引发金属催化剂,并且优选含有非离子表面活性剂。
通过将树脂粒子浸渍于铜-镍-磷合金镀敷浴中,可以使铜-镍-磷合金析出于表面形成有催化剂的树脂粒子的表面,可以形成含有铜、镍及磷的金属部。
作为所述含铜的化合物,可列举硫酸铜、氯化铜以及硝酸铜等。所述含铜化合物优选为硫酸铜。
作为所述含镍的化合物,可列举硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍以及硝酸镍等。所述含镍的化合物优选为硫酸镍。
作为所述含磷的还原剂,可列举次亚磷酸以及次亚磷酸钠等。除所述含磷的还原剂,可以使用含硼的还原剂。作为所述含硼的还原剂,可列举二甲基胺硼烷、氢化硼钠及氢化硼钾等。
所述络合剂优选为乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂;丙二酸二钠等二羧酸类络合剂;琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂;乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂;甘氨酸、EDTA等氨基酸类络合剂;乙二胺等胺络合剂;马来酸等有机酸类络合剂、或它们的盐等。上述络合剂优选上述一元羧酸类类络合剂、二元羧酸类络合剂、三元羧酸类络合剂、羟基酸类络合剂、氨基酸类络合剂、胺类络合剂、有机酸类络合剂及其盐。这些优选的络合剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述表面活性剂,可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂,特别优选非离子表面活性剂。优选的非离子表面活性剂为含有醚氧原子的聚醚。作为优选的非离子表面活性剂,可列举聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺以及乙二胺的聚氧化烯烃加成物等。所述表面活性剂优选为聚氧乙烯单丁醚、聚氧丙烯单丁醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇单丁醚等聚氧乙烯单烷基醚、聚乙二醇或乙氧基苯酚。所述表面活性剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。特别优选分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
为了在金属部的外表面形成具有前端变细的针状形状的突起,优选控制铜化合物和镍化合物的摩尔比。所述的铜化合物的使用量优选以相对于镍化合物的摩尔比为2倍~100倍。
另外,即使不使用所述的非离子表面活性剂等,也可得到具有针状的形状的突起。为了形成顶角更锐利地前端变细的形状的突起,优选使用非离子表面活性剂,特别优选使用分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以用在镀敷浴的浸渍时间进行控制。镀敷温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,对镀敷浴的浸渍时间优选为5分钟以上。
然后,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面、在镀银层及金属部的外表面上形成具有前端变细的针状形状的突起的方法的实例进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为在树脂粒子的表面形成所述催化剂的方法,可列举如下方法。
在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化而使钯析出于树脂粒子表面的方法;以及在含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,使钯析出于树脂粒子表面的方法等。
作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,使用含磷的还原剂,由此可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含银的化合物、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解镀银方法中,优选使用含有作为还原剂的肼、非离子表面活性剂及含硫的有机化合物的镀银液。
通过将树脂粒子浸渍于镀银浴中,可以使银析出于表面形成有催化剂的树脂粒子表面,可以形成含有银的金属部。
作为所述含银的化合物,优选氰化银钾、硝酸银、硫代硫酸银钠、葡糖酸银、银-半胱氨酸络合物、甲磺酸银。
作为所述还原剂可列举肼、次亚磷酸钠、二甲基胺硼烷、氢化硼钠及氢化硼钾、福尔马林、葡萄糖等。
作为用于形成具有针状的形状的突起的还原剂,优选肼一水合物、盐酸肼以及硫酸肼。
作为所述络合剂优选乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂;丙二酸二钠等二羧酸类络合剂;琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂;乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂;甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂;乙二胺等胺类络合剂;马来酸等有机酸类络合剂;或它们的盐。或者,所述络合剂优选单羧酸类络合剂、二羧酸类络合剂、三羧酸类络合剂、羟酸类络合剂、氨基酸类络合剂、胺类络合剂、有机酸类络合剂或者这些络合剂的盐。这些优选的络合剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述表面活性剂,可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂,特别优选非离子表面活性剂。优选的非离子表面活性剂为含有醚氧原子的聚醚。作为优选的非离子表面活性剂,可列举:聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺以及乙二胺的聚氧化烯烃加成物等。所述表面活性剂优选为聚氧乙烯单丁醚、聚氧丙烯单丁醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇单丁醚等聚氧乙烯单烷基醚;聚乙二醇或乙氧基苯酚。所述表面活性剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。特别优选分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
另外,即使不使用所述的非离子表面活性剂等,也可得到具有针状的形状的突起。为了形成顶角更锐利的前端变细的形状的突起,优选使用非离子表面活性剂,特别优选使用分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
作为所述含硫的有机化合物,可列举硫醚或具有磺酸基的有机化合物、硫脲化合物以及苯并噻唑化合物等。作为所述硫醚或具有磺酸基的有机化合物,可列举:N,N-二甲基-二硫代氨基甲酸-(3-磺基丙基)酯、3-巯基-丙基磺酸-(3-磺基丙基)酯、3-巯基-丙基磺酸钠盐、3-巯基-1-丙烷磺酸钾盐、碳酸-二硫代-o-乙酯、双磺基丙基二硫醚、双-(3-磺基丙基)-二硫醚二钠盐、3-(苯并噻唑基-s-硫代)丙基磺酸钠盐、吡啶
Figure BDA0002402279460000431
丙基磺基甜菜碱、1-钠-3-巯基丙烷-1-磺酸酯、N,N-二甲基-二硫代氨基甲酸-(3-磺基乙基)酯、3-巯基-乙基丙基磺酸-(3-磺基乙基)酯、3-巯基-乙基磺酸钠盐、3-巯基-1-乙烷磺酸钾盐、碳酸-二硫代-o-乙基酯-s-酯、双磺基乙基二硫醚、3-(苯并噻唑基-s-硫代)乙基磺酸钠盐、吡啶
Figure BDA0002402279460000432
乙基磺基甜菜碱、1-钠-3-巯基乙烷-1-磺酸酯以及硫脲化合物等。作为所述硫脲化合物,可列举硫脲、1,3-二甲基硫脲、三甲基硫脲、二乙基硫脲以及烯丙基硫脲等。
另外,即使不使用所述的含硫的有机化合物等,也可得到具有针状的形状的突起。为了形成顶角更锐利的前端变细的形状的突起,优选使用含硫的有机化合物,特别优选使用硫脲。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以根据在镀敷浴的浸渍时间来控制。电镀的温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,在镀敷浴的浸渍时间优选为5分钟以上。
然后,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面形成高纯度镀镍层及在金属部的外表面形成具有前端变细的针状形状的突起的方法的实例进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为在树脂粒子的表面形成所述催化剂的方法,可列举以下方法。
在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子表面的方法。向含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法等。
作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,通过使用含磷的还原剂,可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含镍的化合物、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解高纯度镀镍方法中,优选使用含有肼作为还原剂的高纯度镀镍溶液。
通过将树脂粒子浸渍于高纯度镀镍浴中,可以使高纯度镍镀析出于表面形成有催化剂的树脂粒子的表面,可以形成高纯度镍的金属部。
作为所述含镍的化合物,可列举硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍以及硝酸镍等。所述含镍的化合物优选为氯化镍。
作为所述的还原剂,可列举肼一水合物、盐酸肼以及硫酸肼。所述的还原剂优选为肼一水合物。
作为所述络合剂,可列举:乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂;丙二酸二钠等二羧酸类络合剂、琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂、乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂、甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂、乙二胺等胺类络合剂、马来酸等有机酸类络合剂等。所述络合剂优选为作为氨基酸类络合剂的甘氨酸。
为了在金属部的外表面形成具有前端变细的针状的形状的突起,优选将镀敷液的pH调整为8.0以上。在使用作为还原剂的肼的无电解镀敷液中,通过肼的氧化反应而对镍进行还原时,伴随有pH的急剧的降低。为了抑制所述的pH的急剧的降低,优选使用磷酸、硼酸、碳酸等缓冲剂。所述缓冲剂优选为具有pH8.0以上的缓冲作用的效果的硼酸。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以根据在镀敷浴的浸渍时间来控制。电镀温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,在镀敷浴中的浸渍时间优选为5分钟以上。
然后,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面上形成钯-镍合金镀层以及在金属部的外表面形成具有尖细的针状的形状的突起的方法的实例进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为使所述催化剂形成于树脂粒子的表面的方法,可列举如下方法。
在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法;以及在含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法等。
作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,使用含磷的还原剂,由此可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含镍的化合物、钯化合物、稳定剂、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解钯-镍电镀方法中,优选使用含有肼作为还原剂的钯-镍合金镀敷液。
通过将树脂粒子浸渍于钯-镍合金镀敷浴中,可以使钯-镍合金镀析出于表面形成有催化剂的树脂粒子表面,可以形成钯-镍的金属部。
作为所述含镍的化合物,可列举硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍以及硝酸镍等。所述含镍的化合物优选为硫酸镍。
作为所述含钯的化合物,可列举:二氯乙二胺钯(II)、氯化钯、二氯二氨合钯(II)、二硝基二氨合钯(II)、硝酸四氨合钯(II)、硫酸四氨合钯(II)、草酸根合二氨合钯(II)、草酸四氨合钯(II)以及四氨合氯化钯(II)等。所述含钯的化合物优选为氯化钯。
作为所述稳定剂,可列举:铅化合物、铋化合物以及铊化合物等。作为这些化合物,具体而言,可列举:构成化合物的金属(铅、铋、铊)的硫酸盐、碳酸盐、乙酸盐、硝酸盐以及盐酸盐等。考虑对环境的影响时,优选铋化合物或铊化合物。这些优选的稳定剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述的还原剂,可列举肼一水合物、盐酸肼以及硫酸肼。所述的还原剂优选为肼一水合物。
作为所述络合剂,可列举:乙酸钠以及丙酸钠等单羧酸类络合剂、丙二酸二钠等二羧酸类络合剂、琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂、乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等羟基酸类络合剂、甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂、乙二胺等胺类络合剂、马来酸等有机酸类络合剂等。所述络合剂优选为作为氨基酸类络合剂的乙二胺。
为了在金属部的外表面形成具有前端变细的针状形状的突起,优选将镀敷液的pH从8.0调整为10.0。如果为pH7.5以下,则镀敷液的稳定性降低,引起浴分解,因此,优选设为pH8.0以上。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以根据在镀敷浴的浸渍时间来控制。电镀温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,对镀敷浴的浸渍时间优选为5分钟以上。
然后,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面形成含有钴和镍的合金镀层以及在金属部的外表面形成具有前端变细的针状形状的突起的方法的一个例子进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为在树脂粒子的表面形成所述催化剂的方法,可列举如下例子。
在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子表面的方法。在含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子表面的方法等。
作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,使用含磷的还原剂,由此可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含钴的化合物、无机添加剂、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解钴-镍-磷合金电镀方法中,优选使用钴-镍-磷合金镀敷液,其含有次亚磷酸化合物作为还原剂,并含有含钴的化合物作为还原剂的反应引发金属催化剂。
通过将树脂粒子浸渍于钴-镍-磷合金镀敷浴中,可以使钴-镍-磷合金析出于表面形成有催化剂的树脂粒子表面,可以形成含有钴、镍以及磷的金属部。
所述含钴的化合物优选为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴、乙酸钴、或碳酸钴。所述含钴的化合物更优选为硫酸钴。
作为所述含镍的化合物,可列举硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍以及硝酸镍等。所述含镍的化合物优选为硫酸镍。
作为所述含磷的还原剂,可列举次亚磷酸以及次亚磷酸钠等。除所述含磷的还原剂之外,可以使用含硼的还原剂。作为所述含硼的还原剂,可列举二甲基胺硼烷、氢化硼钠以及氢化硼钾等。
作为所述络合剂,优选为乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂、丙二酸二钠等二羧酸类络合剂、琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂、乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠以及葡糖酸钠等羟基酸类络合剂、甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂、乙二胺等胺类络合剂、马来酸等有机酸类络合剂、或它们的盐等。所述络合剂优选所述单羧酸类络合剂、二羧酸类络合剂、三羧酸类络合剂、羟酸类络合剂、氨基酸类络合剂、胺类络合剂、有机物酸类络合剂或它们的盐。这些优选的络合剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
所述无机添加剂优选为硫酸铵、氯化铵、或硼酸。这些优选的无机添加剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。认为所述无机添加剂具有促进无电解钴镀层进行析出的作用。
为了在金属部的外表面形成具有前端变细的针状的形状的突起,优选控制钴化合物和镍化合物的摩尔比。所述的钴化合物的使用量优选为相对于镍化合物以摩尔比计为2倍~100倍。
另外,即使不使用所述的无机添加剂,也可得到具有针状的形状的突起。为了形成顶角更小且前端锐利地变细的形状的突起,优选使用无机添加剂,特别优选使用硫酸铵。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以根据在镀敷浴的浸渍时间来控制。镀敷温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,在镀敷浴的浸渍时间优选为5分钟以上。
如上所述,通过无电解镀敷,可以在树脂粒子表面、外表面上形成具有前端变细的针状突起的金属部。并且,通过无电解镀敷等可以通过形成对具有所述突起的所述金属部外表面进行了包覆的金属膜,得到含金属粒子。
作为形成包覆所述金属部的外表面的所述金属膜的方法,可列举:通过无电解镀敷金,在所述金属部的外表面形成金镀层的方法等。
在上述无电镀金工序中,在使用含有含金化合物和络合剂的镀敷液的无电镀金方法中,优选使用通过金与金属基材之间的置换反应析出金的无电解镀金液。
通过在无电镀金浴中浸渍形成有金属部的含金属粒子,具有高的电极电位(离子化倾向小)的金离子溶解电极电位低(离子化倾向大)的金属基底,溶液中的金离子可以被此时释放的电子还原而以镀膜(置换反应)的形式析出,并且金的金属膜形成于金属部的外表面。
作为所述络合剂优选乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂、丙二酸二钠等二羧酸类络合剂;琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂;乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂;甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂;乙二胺等胺类络合剂;马来酸等有机酸类络合剂;或它们的盐。或者,所述络合剂优选单羧酸类络合剂、二羧酸类络合剂、三羧酸类络合剂、羟酸类络合剂、氨基酸类络合剂、胺类络合剂、有机酸类络合剂或者这些络合剂的盐。这些优选的络合剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为形成金属部的外表面可能够在400℃以下熔融变形且具有凹凸形状的突起的方法,可列举以下方法等。通过用镀金覆盖锡纳米粒子进行复合化及热处理,形成金锡合金焊料的方法。通过用镀银覆盖锡纳米粒子复合化而热处理以形成银锡合金焊料的方法。通过用镀铜覆盖锡纳米粒子进行复合化及热处理,形成铜锡合金焊料的方法。通过用镀铋覆盖锡纳米粒子复合化而热处理以形成铋锡合金焊料的方法。通过用镀锌覆盖锡纳米粒子进行复合化及热处理以形成锌锡合金焊料的方法。通过用镀铟覆盖锡纳米粒子进行复合化及热处理以形成铟锡合金焊料的方法。通过在突起凹凸部析出镀锡以形成纯锡焊料的方法。
就利用无电解镀敷形成的方法而言,一般进行催化剂化工序和无电解镀敷工序。以下,对利用无电解镀敷在树脂粒子的表面上形成含有铜及镍的合金镀层以及在金属部的外表面上形成能够在400℃以下熔融变形的具有凹凸形状的突起的方法的实例进行说明。
在所述催化剂化工序中,在树脂粒子的表面上形成催化剂,所述催化剂作为用于通过无电解镀敷形成镀层的起点。
作为在树脂粒子的表面形成所述催化剂的方法,可列举如下方法。在含有氯化钯和氯化锡的溶液中添加树脂粒子,然后,利用酸溶液或碱溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法。在含有硫酸钯和氨基吡啶的溶液中添加树脂粒子,然后,利用含有还原剂的溶液使树脂粒子的表面活化,从而使钯析出于树脂粒子的表面的方法等。作为所述还原剂,可使用含磷的还原剂。另外,作为所述还原剂,通过使用含磷的还原剂,可以形成含有磷的金属部。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含镍化合物、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解镍-磷合金镀敷方法中,优选使用镍-磷合金镀敷液,其含有次亚磷酸化合物作为还原剂,并含有含镍的化合物作为还原剂的反应引发金属催化剂,且含有非离子表面活性剂。
通过将树脂粒子浸渍于镍-磷合金镀敷浴中,可以使镍-磷合金析出于表面形成有催化剂的树脂粒子的表面,可以形成含有镍以及磷的金属部。
作为所述含镍的化合物,可列举硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍以及硝酸镍等。所述含镍的化合物优选为硫酸镍。
作为所述含磷的还原剂,可列举次亚磷酸以及次亚磷酸钠等。除所述含磷的还原剂之外,可以使用含硼的还原剂。作为所述含硼的还原剂,可列举二甲基胺硼烷、氢化硼钠及氢化硼钾等。
所述络合剂优选为乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂;丙二酸二钠等二羧酸类络合剂;琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂;乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂;甘氨酸、EDTA等氨基酸类络合剂;乙二胺等胺类络合剂;马来酸等有机酸类络合剂等。作为所述络合剂,可列举含有选自这些有机酸络合剂的盐的至少一种络合剂等。
作为所述表面活性剂,可列举阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂,特别优选非离子表面活性剂。优选的非离子性表面活性剂为含有醚氧原子的聚醚。作为优选的非离子表面活性剂,可列举聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺以及乙二胺的聚氧亚烷基加成物等。优选为聚氧乙烯单丁醚、聚氧丙烯单丁醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇单丁醚等聚氧乙烯单烷基醚、聚乙二醇或乙氧基苯酚。所述表面活性剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。特别优选分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
然后,将锡纳米粒子浆料吸附于含有镍和磷的金属部的表面上,在锡纳米粒子表面上形成无电镀银。
在所述无电解镀敷工序中,在使用含有含银的化合物、络合剂及还原剂的镀敷液的无电解镀银方法中,优选使用含有作为还原剂的肼、非离子表面活性剂以及含硫的有机化合物的镀银液。
通过将树脂粒子浸渍于镀银浴中,可以使银析出于表面形成有催化剂的树脂粒子表面,可以形成含有银的金属部。
作为所述含银的化合物,优选氰化银钾、硝酸银、硫代硫酸银钠、葡糖酸银、银-半胱氨酸络合物、甲磺酸银。
作为所述还原剂可列举肼、次亚磷酸钠、二甲基胺硼烷、氢化硼钠以及氢化硼钾、福尔马林、葡萄糖。
作为用于形成能够在400℃以下熔融变形的具有凹凸形状的突起的还原剂,优选一水合肼、盐酸肼和硫酸肼。
作为所述络合剂优选乙酸钠、丙酸钠等单羧酸类络合剂、丙二酸二钠等二羧酸类络合剂、琥珀酸二钠等三羧酸类络合剂、乳酸、DL-苹果酸、罗谢尔盐、枸橼酸钠、葡糖酸钠等醇酸类络合剂、甘氨酸以及EDTA等氨基酸类络合剂、乙二胺等胺类络合剂、马来酸等有机酸类络合剂等。作为所述络合剂,可列举含有选自有机酸类络合剂的盐的至少一种络合剂的络合剂等。
作为所述表面活性剂,可列举阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂,特别优选非离子性表面活性剂。优选的非离子性表面活性剂为含有醚氧原子的聚醚。作为优选的非离子表面活性剂,可列举:聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺以及乙二胺的聚氧化烯烃加成物等。所述表面活性剂优选为聚氧乙烯单丁醚、聚氧丙烯单丁醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇单丁醚等聚氧乙烯单烷基醚、聚乙二醇或乙氧基苯酚。所述表面活性剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。特别优选分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
另外,即使不使用所述的非离子表面活性剂等,也可得到具有能够在400℃以下熔融变形的具有凹凸形状的突起。为了形成能够在更低温度下熔融变形的具有凹凸形状的突起,优选使用非离子性表面活性剂,特别优选使用分子量1000左右(例如500以上且2000以下)的聚乙二醇。
作为所述含硫的有机化合物,可列举硫醚或具有磺酸基的有机化合物、硫脲化合物以及苯并咪唑化合物等。作为所述硫醚或具有磺酸基的有机化合物,可列举:N,N-二甲基-二硫代氨基甲酸-(3-磺基丙基)酯、3-巯基-丙基磺酸-(3-磺基丙基)酯、3-巯基-丙基磺酸钠盐、3-巯基-1-丙烷磺酸钾盐、碳酸-二硫代-o-乙酯、双磺基丙基二硫醚、双-(3-磺基丙基)-二硫醚二钠盐、3-(苯并噻唑基-s-硫代)丙基磺酸钠盐、吡啶
Figure BDA0002402279460000511
丙基磺基甜菜碱、1-钠-3-巯基丙烷-1-磺酸盐、N,N-二甲基-二硫代氨基甲酸-(3-磺基乙基)酯、3-巯基-乙基丙基磺酸-(3-磺基乙基)酯、3-巯基-乙基磺酸钠盐、3-巯基-1-乙烷磺酸钾盐、碳酸-二硫代-o-乙基酯-s-酯、双磺基乙基二硫醚、3-(苯并噻唑基-s-硫代)乙基磺酸钠盐、吡啶
Figure BDA0002402279460000512
乙基磺基甜菜碱、1-钠-3-巯基乙烷-1-磺酸酯以及硫脲化合物等。作为所述硫脲化合物,可列举硫脲、1,3-二甲基硫脲、三甲基硫脲、二乙基硫脲以及烯丙基硫脲等。
另外,即使不使用所述的含硫的有机化合物等,也可以得到具有针状的形状的突起。为了形成顶角更锐利的前端变细的形状的突起,优选使用含硫的有机化合物,特别优选使用硫脲。
多个突起的平均高度(b)与多个所述突起的基部的平均直径(c)之比(平均高度(b)/平均直径(c))取决于金属部的厚度,可以根据在镀敷浴的浸渍时间来控制。镀敷的温度优选为30℃以上,优选为100℃以下,另外,在镀敷浴的浸渍时间优选为5分钟以上。
然后,将锡纳米粒子浆料吸附于含有镍和磷的金属部的表面上,在锡纳米粒子的表面上形成无电镀银,并且在氮气氛中进行热处理,由此突起芯的锡和与锡突起接触的银镀层相互扩散以形成银-锡合金焊料。焊料合金化在氮气氛中的热处理温度优选为100℃以上,优选为200℃以下,并且热处理时间优选为3分钟以上。
不存在所述突起的部分的金属部整体的厚度优选为5nm以上,更优选为10nm以上,进一步优选为20nm以上,特别优选为50nm以上,优选为1000nm以下,更优选为800nm以下,进一步优选为500nm以下,特别优选为400nm以下。所述不存在凸部的部分的所述金属部整体的厚度优选为5nm以上,更优选为10nm以上,进一步优选为20nm以上,特别优选为50nm以上,优选为1000nm以下,更优选为800nm以下,进一步优选为500nm以下,特别优选为400nm以下。所述金属部整体的厚度为所述下限以上时,可抑制所述金属部的剥离。所述金属部整体的厚度为所述上限以下时,基材粒子和金属部的热膨胀率之差减小,金属部不易从基材粒子上剥离。就所述金属部的厚度而言,在金属部具有多个金属部(第一金属部和第二金属部)的情况下,表示金属部整体的厚度(第一金属部、第二金属部的总计厚度)。
在所述金属部具有多个金属部的情况下,最外层的不存在所述突起的部分的金属部的厚度优选为1nm以上,更优选为10nm以上,优选为500nm以下,更优选为200nm以下。在所述金属部具有多个金属部的情况下,最外层的所述不存在凸部的部分中的所述金属部的厚度优选1nm以上,更优选为10nm以上,优选为500nm以下,更优选为200nm以下。所述最外层的金属部的厚度为所述下限以上及所述上限以下时,可以使基于最外层的金属部的包覆均匀,耐腐蚀性充分地提高,且电极间的连接电阻充分地变低。另外,在所述最外层与内层的金属部相比为高价的情况下,最外层的厚度越薄,成本越低。
所述金属部的厚度可以通过例如使用透过型电子显微镜(TEM)对含金属粒子的剖面进行观察而测定。
从进一步有效提高连接可靠性的观点出发,所述金属膜的厚度优选为0.1nm以上,更优选1nm以上,进一步优选10nm以上,优选500nm以下,更优选200nm以下,更进一步优选100nm以下,更优选50nm以下,最优选30nm以下。所述金属膜的厚度在所述上限以下以及所述下限以上时,可以有效抑制所述金属部的氧化或硫化。结果,可以有效提高连接可靠性。另外,所述金属膜的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,可以抑制离子迁移现象,提高绝缘可靠性。所述金属膜可以由一层形成。所述金属膜可以由多层形成。金属膜具有多层时,金属膜的厚度表示金属膜整体的厚度。
所述金属膜的对所述金属部的所述突起的前端进行了包覆的厚度优选为0.1nm以上,更优选为1nm以上,优选为50nm以下,更优选为30nm以下。包覆所述金属部的所述突起的前端的部分的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,可以有效使所述含金属粒子的突起的前端熔融。
所述金属膜具有多层时,最外层的金属膜的厚度优选为0.1nm以上,更优选1nm以上,优选为50nm以下,更优选为30nm以下。所述最外层的金属膜的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,可以有效抑制所述金属部的氧化或硫化。结果,可以有效提高连接可靠性。另外,所述金属膜的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,可以抑制离子迁移现象,提高绝缘可靠性。
所述金属膜的厚度可以通过例如使用透过型电子显微镜(TEM)对含金属粒子的剖面进行观察而测定。
[芯物质]
所述含金属粒子优选具备使所述金属部的表面隆起的多个芯物质,更优选具备使所述金属部的表面隆起的多个芯物质,使得在所述金属部内形成多个所述凸部或多个所述突起。由于所述芯物质埋入于所述金属部中,所述金属部容易在外表面具有多个所述凸部或多个突起。但是,为了在含金属粒子及金属部的外表面形成凸部或突起,可以未必一定使用芯物质。例如,作为利用无电解镀敷形成凸部或突起而不使用芯物质的方法,可列举利用无电解镀敷产生金属核,并使金属核附着于基材粒子或金属部的表面,进一步利用无电解镀敷形成金属部的方法等。
作为形成所述凸部或突起的方法,可列举如下方法。
使芯物质附着于基材粒子的表面,然后,利用无电解镀敷形成金属部的方法;以及利用无电解镀敷在基材粒子表面形成金属部,然后,使芯物质附着,并进一步利用无电解镀敷形成金属部的方法。在基材粒子的表面上通过无电解镀敷形成金属部的中间阶段添加芯物质的方法。
作为在所述基材粒子的表面上配置芯物质的方法,可列举在基材粒子的分散液中添加芯物质,利用例如范德华力使芯物质聚集累积并附着于基材粒子表面的方法;以及在放入有基材粒子的容器中添加芯物质,并通过容器的旋转等产生的机械作用使芯物质附着于基材粒子表面的方法等。其中,为了容易地控制所附着的芯物质的量,优选使芯物质聚集累积并附着于分散液中的基材粒子表面的方法。
作为所述芯物质的材料,可列举导电性物质和非导电性物质。作为所述导电性物质,可列举;金属、金属氧化物、石墨等导电非金属以及导电聚合物等。其中,作为所述导电性聚合物,可列举聚乙炔等。作为所述非导电材料,可列举:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡和氧化锆等。其中,从提高导电性并且可以有效地降低连接电阻的观点出发,优选金属。所述芯物质优选为金属粒子。所述芯物质的材料的金属,可以适合使用作为所述金属部的材料或所述金属膜的材料所列举的金属。
作为所述芯物质的材料的具体例,可列举: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)及金刚石(莫氏硬度10)等。所述芯物质的材料优选为镍、二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨或金刚石,更优选二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨或金刚石。所述芯物质的材料进一步优选为氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化钨或金刚石,特别优选氧化锆、氧化铝、碳化钨或金刚石。所述芯物质的材料的莫氏硬度优选为5以上,更优选为6以上,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,可列举:粒子状的块、多个微小粒子凝聚成的凝聚块以及不定形的块等。
所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。所述芯物质的平均直径为所述下限以上及所述上限以下时,电极间的连接电阻有效地变低。
所述芯物质的“平均直径(平均粒径)”表示平均直径(数均粒径)。芯物质的平均直径通过用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意的芯物质,并算出平均直径而求出。
[绝缘性物质]
本发明的含金属粒子优选具备配置于所述金属部或所述金属膜的外表面上的绝缘性物质。本发明的含金属粒子可以使附有绝缘性物质的含金属粒子。在该情况下,将含金属粒子用于电极间的连接时,可以防止邻接的电极间的短路。具体而言,在多个含金属粒子接触时,由于在多个电极间存在绝缘性物质,因此,可以防止横向相邻的电极间的短路而并非上下的电极间的短路。需要说明的是,在电极间进行连接时,用两个电极对含金属粒子进行加压,由此可以容易地将含金属粒子的金属部和电极之间的绝缘性物质排除。由于金属部在外表面具有多个突起,因此,可以容易地将含金属粒子的金属部或金属膜和电极之间的绝缘性物质排除。另外,金属部在外表面上具有多个凸部的情况下,可以容易地将含金属粒子的金属部或金属膜和电极之间的绝缘性物质排除。
由于在电极间进行压接时可以更进一步容易地将所述绝缘性物质排除,因此,所述绝缘性物质优选为绝缘性粒子。
作为所述绝缘性物质的材料的绝缘性树脂的具体例,可列举: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、热固化性树脂及水溶性树脂等。
作为所述聚烯烃化合物,可列举: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,可列举: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。作为所述嵌段聚合物,可列举: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、以及它们氢化物等。作为所述热塑性树脂,可列举乙烯基聚合物及乙烯基共聚物等。作为所述热固化性树脂,可列举环氧树脂、酚醛树脂及三聚氰胺树脂等。作为所述水溶性树脂,可列举:聚乙烯基醇、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,更优选聚乙烯基醇。
作为在所述金属部或所述金属膜的表面上配置绝缘性物质的方法,可列举化学的方法以及物理或机械的方法等。作为所述化学的方法,可列举:界面聚合法、粒子存在下的悬浮聚合法及乳液聚合法等。作为所述物理的或机械方法,可列举:利用喷雾干燥、杂化、静电附着法、喷雾法、浸渍及真空蒸镀的方法等。其中,从绝缘性物质不易脱离方面考虑,优选在所述金属部或所述金属膜的表面经由化学键而配置所述绝缘性物质的方法。
所述金属部或所述金属膜的外表面及绝缘性物质(绝缘性粒子等)的表面分别可以利用具有反应性官能团的化合物进行包覆。金属部或金属膜的外表面和绝缘性物质的表面可以直接进行化学键合,也可以利用具有反应性官能团的化合物间接地进行化学键合。在金属部或金属膜的外表面导入羧基,然后,该羧基可以经由聚亚乙基亚胺等高分子电解质与绝缘性物质表面的官能团进行化学键合。
所述绝缘性物质的平均直径(平均粒径)可以根据含金属粒子的粒径及含金属粒子的用途等适当选择。所述绝缘性物质的平均直径(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。绝缘性物质的平均直径为所述下限以上时,在含金属粒子分散于粘合剂树脂中时,多个含金属粒子中的金属部或金属膜彼此不易接触。绝缘性物质的平均直径为所述上限以下时,在电极间的连接时,为了将电极和含金属粒子之间的绝缘性物质排除,不需要过于提高压力,也不需要加热到高温。
所述绝缘性物质的“平均直径(平均粒径)”表示数均直径(数均粒径)。绝缘性物质的平均直径使用粒度分布测定装置等而求出。
(粒子连接体)
本发明的含金属粒子如上所述,可以使含金属粒子彼此熔融接合。通过在使所述含金属粒子的突起相互熔融接合之后进行固化,可以形成2个以上含金属粒子连接而成的粒子连接体。这种粒子连接体可以用作将连接可靠性提高至比现有的含金属粒子高的新型材料。即,作为新型的连接材料,本发明的发明人进一步发现下述的发明。
(1)多个含金属粒子(与本发明的含金属粒子不同,也称为含金属粒子主体)为经由含有金属的柱状连接部实现了连结的粒子连接体。
(2)所述柱状连接部为含有与所述含金属粒子所含的金属相同种类的金属的所述1)的粒子连接体。
(3)构成所述粒子连接体的所述含金属粒子为源自本发明的含金属粒子的所述(1)或(2)的粒子连接体。
(4)构成所述粒子连接体的所述含金属粒子以及所述柱状连接部为通过本发明的含金属粒子的所述突起熔融固化而形成的所述(1)~(3)中任一项粒子连接体。
(5)所述柱状连接部为源自本发明的含金属粒子的突起的所述(1)~(4)中任一项粒子连接体。
所述粒子连接体可以通过前述的方法而制造,但制造方法并不限定于前述的方法。例如可以分别地制造含金属粒子和柱状体,利用柱状体使含金属粒子连结而形成柱状连接部。
所述柱状连接部可以为圆柱状连接部或多角柱状连接部,柱的中央部分可以变粗,也可以变细。
在所述柱状连接部中,与所述含金属粒子的连接面的外接圆的直径(d)优选为3nm以上,更优选为100nm以上,优选为10000nm以下,更优选为1000nm以下。
在所述柱状连接部中,柱状连接部的长度(l)优选为3nm以上,更优选为100nm以上,优选为10000nm以下,更优选为1000nm以下。
在所述柱状连接部中,所述含金属粒子的连接面的外接圆的直径(d)与柱状连接部的长度(l)之比((d)/(l))优选为0.001以上,更优选为0.1以上,优选为100以下,更优选为10以下。
本发明的粒子连接体可以为2个含金属粒子的连结体,也可以为3个以上的含金属粒子的连结体。
(连接材料)
本发明的连接材料优选用于形成连接两个连接对象部件起的连接部。所述连接材料含有所述的含金属粒子和树脂。所述连接材料优选用于通过在使多个含金属粒子的突起的前端熔融之后进行固化而形成所述连接部。所述连接材料,优选通过使多个含金属粒子的金属部的突起发生金属扩散或者熔融变形之后进行固化而用于形成所述连接部。
所述树脂没有特别限定。所述树脂为使所述含金属粒子分散的粘合剂。所述树脂优选含有热塑性树脂或固化性树脂,更优选含有固化性树脂。作为所述固化性树脂,可列举光固化性树脂及热固化性树脂。所述光固化性树脂优选含有光固化性树脂及光聚合引发剂。所述热固化性树脂优选含有热固化性树脂及热固化剂。作为所述树脂,可列举,例如: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。所述树脂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述乙烯基树脂,可列举:乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸类树脂及苯乙烯树脂等。作为所述热塑性树脂,可列举,例如:聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚酰胺树脂等。作为所述固化性树脂,可列举,例如: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,所述固化性树脂可以为常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿气固化型树脂。作为所述热塑性嵌段共聚物,可列举,例如: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,例如:苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶以及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物橡胶等。
在所述含金属粒子的突起含有金属氧化物的情况下,优选使用还原剂。作为所述还原剂,可列举醇化合物(具有醇羟基的化合物)、羧氧化合物(具有羧基的化合物)及胺化合物(具有氨基的化合物)等。所述还原剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述醇化合物,可列举烷基醇。作为所述醇化合物的具体例,可列举:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷基醇、十二烷基醇、十三烷基醇、十四烷基醇、十五烷基醇、十六烷基醇、十七烷基醇、十八烷基醇、十九烷基醇及二十烷基醇等。另外,作为所述醇化合物,并不限于伯醇型化合物,也可以使用仲醇型化合物、叔醇型化合物、烷基二醇及具有环状结构的醇化合物。并且,作为所述醇化合物,可以使用乙二醇及三乙二醇等许多具有醇基的化合物。另外,作为所述醇化合物,可以使用枸橼酸、抗坏血酸及葡萄糖等化合物。
作为所述羧酸化合物,可列举烷基羧酸等。作为所述羧酸化合物的具体例,可列举:丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸及二十烷酸等。另外,所述羧酸化合物并不限于伯羧酸型化合物,也可以使用仲羧酸型化合物、叔羧酸型化合物、二羧酸及具有环状结构的羧基化合物等。
作为所述胺化合物,可列举烷基胺等。作为所述胺化合物的具体例,可列举:丁基胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。另外,所述胺化合物可以具有支链结构。作为具有支链结构的胺化合物,可列举:2-乙基己胺及1,5-二甲基己胺等。所述胺化合物并不限于伯胺型化合物,可以使用仲胺型化合物、叔胺型化合物及具有环状结构的胺化合物。
所述还原剂可以为具有醛基、酯基、磺酰基或酮基等的有机物,也可以为羧酸金属盐等有机物。羧酸金属盐也用作金属粒子的前体,另一方面,由于含有有机物,因此,也用作金属氧化物粒子的还原剂。
所述连接材料除所述含金属粒子及所述树脂之外,例如可以含有: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、防静电剂及阻燃剂等各种添加剂。
所述连接材料优选用于导电连接,优选为导电连接材料。所述连接材料优选用于各向异性导电连接,优选为各向异性导电连接材料。所述连接材料可作为糊剂及膜等被使用。在所述连接材料为膜的情况下,可以在含有含金属粒子的膜上叠层不含有含金属粒子的膜。所述糊剂优选为导电糊剂,更优选为各向异性导电糊剂。所述膜优选为导电膜,更优选为各向异性性导电膜。
在所述连接材料100重量%中,所述树脂的含量优选为1重量%以上,更优选为5重量%以上,可以为10重量%以上,可以为30重量%以上,也可以为50重量%以上,还可以为70重量%以上,优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。所述树脂的含量为所述下限以上及所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。
在所述连接材料100重量%中,所述含金属粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上。在所述连接材料100重量%中,所述含金属粒子的含量优选为99重量%以下,更优选为95重量%以下,可以为80重量%以下,可以为60重量%以下,可以为40重量%以下,也可以为20重量%以下,还可以为10重量%以下。所述含金属粒子的含量为所述下限以上及所述上限以下时,连接可靠性更进一步提高。另外,所述含金属粒子的含量为所述下限以上及所述上限以下时,可以使含金属粒子充分地存在于第一连接对象部件及第二连接对象部件间,由于使用含金属粒子,可以更进一步抑制第一连接对象部件及第二连接对象部件间的间隔部分变窄。因此,可以抑制连接部的放热性局部地变低。
与含金属粒子不同,所述连接材料可以含有不具有基材粒子的含金属原子的粒子。
作为所述含金属原子的粒子,可列举:金属粒子以及金属化合物粒子等。所述金属化合物粒子含有金属原子和该金属原子以外的原子。作为所述金属化合物粒子的具体例,可列举金属氧化物粒子、金属的碳酸盐粒子、金属的羧酸盐粒子及金属的络合物粒子等。所述金属化合物粒子优选为金属氧化物粒子。例如所述金属氧化物粒子在还原剂的存在下通过连接时的加热而形成金属粒子之后进行烧结。所述金属氧化物粒子为金属粒子的前体。作为所述金属的羧酸盐粒子,可列举金属的乙酸盐粒子等。
作为构成所述金属粒子及所述金属氧化物粒子的金属,可列举:银、铜、镍及金等。优选为银或铜,特别优选为银。因此,所述金属粒子优选为银粒子或铜粒子,更优选为银粒子。所述金属氧化物粒子优选为氧化银粒子或氧化铜粒子,更优选为氧化银粒子。在使用银粒子及氧化银粒子的情况下,在连接后残渣少,体积减少率也非常小。作为该氧化银粒子中的氧化银,可列举Ag2O及AgO。
所述含金属原子的粒子优选通过低于400℃的加热而进行烧结。所述含金属原子的粒子进行烧结的温度(烧结温度)更优选为350℃以下,优选为300℃以上。所述含金属原子的粒子进行烧结的温度为所述上限以下或低于所述上限时,可以有效地进行烧结,可以进一步降低烧结所需要的能量,且减小环境负荷。
含有所述含金属原子的粒子的连接材料优选为含有平均粒径为1nm以上且100nm以下的金属粒子的连接材料,或者优选为含有平均粒径为1nm以上且50μm以下的金属氧化物粒子和还原剂的连接材料。使用这种连接材料时,可以通过连接时进行加热而使所述含金属原子的粒子彼此良好地烧结。所述金属氧化物粒子的平均粒径优选为5μm以下。就所述含金属原子的粒子的粒径而言,在含金属原子的粒子为圆球状的情况下,表示直径,在含金属原子的粒子不是圆球状的情况下,表示最大直径。
所述连接材料100重量%中,所述含金属原子的粒子的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上且100重量%以下,优选为99重量%以下,更优选为90重量%以下。所述连接材料的总量可以为所述含金属原子的粒子。所述含金属原子的粒子的含量为所述下限以上时,可以使所述含金属原子的粒子更进一步致密地烧结。该结果,连接部中的放热性及耐热性也提高。
在所述含金属原子的粒子为金属氧化物粒子的情况下,优选使用还原剂。作为所述还原剂,可列举醇化合物(具有醇羟基的化合物)、羧酸化合物(具有羧基的化合物)及胺化合物(具有氨基的化合物)等。所述还原剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述醇化合物,可列举烷基醇。作为所述醇化合物的具体例,可列举,例如:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷基醇、十二烷基醇、十三烷基醇、十四烷基醇、十五烷基醇、十六烷基醇、十七烷基醇、十八烷基醇、十九烷基醇及二十烷基醇等。另外,作为所述醇化合物,并不限于伯醇型化合物,也可以使用仲醇型化合物、叔醇型化合物、烷烃二醇及具有环状结构的醇化合物。并且,作为所述醇化合物,可以使用乙二醇及三乙二醇等具有多醇基的化合物。另外,作为所述醇化合物,可以使用枸橼酸、抗坏血酸及葡萄糖等化合物。
作为所述羧酸化合物,可列举烷基羧酸等。作为所述羧酸化合物的具体例,可列举:丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸及二十烷酸等。另外,所述羧酸化合物并不限于伯羧酸型化合物,也可以使用仲羧酸型化合物、叔羧酸型化合物、二羧酸及具有环状结构的羧基化合物等。
作为所述胺化合物,可列举烷基胺等。作为所述胺化合物的具体例,可列举丁基胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。另外,所述胺化合物可以具有支链结构。作为具有支链结构的胺化合物,可列举:2-乙基己胺及1,5-二甲基己胺等。所述胺化合物并不限于伯胺型化合物,也可以使用仲胺型化合物、叔胺型化合物及具有环状结构的胺化合物。
并且,所述还原剂可以为具有醛基、酯基、磺酰基或酮基等的有机物,也可以为羧酸金属盐等有机物。羧酸金属盐也用作金属粒子的前体,另一方面,由于含有有机物,因此,也用作金属氧化物粒子的还原剂。
使用具有低于所述含金属原子的粒子的烧结温度(接合温度)的熔点的还原剂时,存在容易在接合时发生凝聚,并在接合部产生孔隙的倾向。通过使用羧酸金属盐,该羧酸金属盐不会通过接合时的加热而发生熔解,因此,可以抑制产生空隙。需要说明的是,除羧酸金属盐以外,可以将含有有机物的金属化合物用作还原剂。
在使用所述还原剂的情况下,在所述连接材料100重量%中,所述还原剂的含量优选为1重量%以上,更优选为10重量%以上,优选为90重量%以下,更优选为70重量%以下,进一步优选为50重量%以下。所述还原剂的含量为所述下限以上时,可以使所述含金属原子的粒子更进一步致密地烧结。该结果,接合部中的放热性及耐热性也提高。
使用所述还原剂的情况下,所述连接材料100重量%中,所述金属氧化物粒子的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为60重量%以上。所述连接材料100重量%中,所述金属氧化物粒子的含量优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下,更进一步优选为99.5重量%以下,进一步优选为99重量%以下,特别优选为90重量%以下,最优选为80重量%以下。所述金属氧化物粒子的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,可以更进一步密致烧成所述金属氧化物粒子。结果,接合部的放热性以及耐热性提高。
所述连接材料为含有含金属原子粒子的糊剂的情况下,该糊剂中,可以与含金属原子粒子一起使用粘合剂。用于所述糊剂的粘合剂没有特别限定。所述粘合剂优选在所述含金属原子的粒子进行烧结时消失。所述粘合剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述粘合剂的具体例,可列举溶剂等。作为溶剂,可列举:脂肪族类溶剂、酮类溶剂、芳香族类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、烯烃类溶剂及石油类溶剂等。
作为所述脂肪族类溶剂,可列举环己烷、甲基环己烷及乙基环己烷等。作为所述酮类溶剂,可列举丙酮及甲基乙基酮等。作为所述芳香族类溶剂,可列举甲苯及二甲苯等。作为所述酯类溶剂,可列举乙酸乙酯、乙酸丁酯及乙酸异丙酯等。作为所述醚类溶剂,可列举四氢呋喃(THF)以及二
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烷等。作为所述醇类溶剂,可列举乙醇及丁醇等。作为所述烯烃类溶剂,可列举烯烃油及环烷油等。作为所述石油类溶剂,可列举矿物质松节油及石脑油等。
(连接结构体)
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、将第一连接对象部件和第二连接对象部件连接在一起的连接部。在本发明的连接结构体中,所述连接部由所述含金属粒子或所述连接材料形成。所述连接部的材料为所述含金属粒子或所述连接材料。
本发明的连接结构体的制造方法具备:在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间配置所述含金属粒子、或配置所述连接材料的工序。本发明的连接结构体的制造方法,对所述含金属粒子进行加热而使所述金属部的所述突起的前端熔融,熔融后使其固化,由所述含金属粒子或所述连接材料形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部的工序。本发明的连接结构体的制造方法具备如下工序:加热所述含金属粒子,使所述金属部的所述突起的成分发生金属扩散或者熔融变形,利用所述含金属粒子或所述连接材料,形成连接所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件的连接部。
图15是示意性地表示使用有本发明的第一实施方式的含金属粒子的连接结构体的剖视图。
图15所示的连接结构体51包含:第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、和连接第一连接对象部件52与第二连接对象部件53的连接部54。连接部54包含含金属粒子1和树脂(进行了固化的树脂等)。连接部54由含有含金属粒子1的连接材料形成。连接部54的材料为所述连接材料。连接部54优选通过使连接材料固化而形成。需要说明的是,图15中,含金属粒子1的金属部3的突起3a的前端在熔融之后进行固化。连接部54中,包含多个含金属粒子1的接合体。连接结构体51中,含金属粒子1和第一连接对象部件51进行接合,含金属粒子1和第二连接对象部件53实现了接合。
可以使用含金属粒子1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、11A、11B、11C、11D、11E等其它含金属粒子代替含金属粒子1。
第一连接对象部件52在表面(上面)具有多个第一电极52a。第二连接对象部件53在表面(下表面)具有多个第二电极53a。第一电极52a和第二电极53a利用1个或多个含金属粒子1进行电连接。因此,第一连接对象部件52、第二连接对象部件53利用含金属粒子1实现了电连接。连接结构体51中,含金属粒子1和第一电极52a实现了接合,含金属粒子1和第二电极53a实现了接合。
所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,可列举在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间配置所述连接材料,得到叠层体之后,对该叠层体进行加热及加压的方法等。所述加压的压力为9.8×104~4.9×106Pa左右。所述加热的温度为120~220℃左右。
作为所述连接对象部件,具体而言,可列举:半导体芯片、电容器及二极管等电子部件、以及作为印刷基板、挠性印刷基板、玻璃环氧基板及玻璃基板等电路基板的电子部件等。所述连接对象部件优选为电子部件。所述含金属粒子优选用于电子部件中的电极的电连接。
作为设置于所述连接对象部件的电极,可列举:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、银电极、SUS电极、钼电极及钨电极等金属电极。在所述连接对象部件为挠性印刷基板的情况下,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基板的情况下,所述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。需要说明的是,在所述电极为铝电极的情况下,可以为由铝单独形成的电极,也可以为在金属氧化物层的表面叠层有铝层的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可列举掺杂有3价的金属元素的氧化铟及掺杂有3价的金属元素的氧化锌等。作为所述3价的金属元素,可列举Sn、Al及Ga等。
图16为示意性地表示使用有本发明的第一实施方式的含金属粒子的连接结构体的变形例的剖视图。
图16所示的连接结构体61具备:第一连接对象部件62、第二连接对象部件63、第二连接对象部件64、以及连接第一连接对象部件62和第二连接对象部件63、第二连接对象部件64的连接部65、连接部66。连接部65、连接部66使用含有含金属粒子1和其它含金属粒子67的连接材料形成。连接部65、连接部66的材料为所述连接材料。所述连接材料含有含金属原子粒子。
在第一连接对象部件62的第一表面(一个表面)侧配置有连接部65及第二连接对象部件63。连接部65将第一连接对象部件62和第二连接对象部件63连接在一起。
在与第一连接对象部件62的第一表面相反的第二表面(另一个表面)侧配置有连接部66及第二连接对象部件64。连接部66将第一连接对象部件62和第二连接对象部件64连接在一起。
在第一连接对象部件62和第二连接对象部件63、第二连接对象部件64之间分别配置有含金属粒子1和其他含金属粒子67。本实施方式中,在连接部65、连接部66中,含金属原子的粒子为经过烧结而得到的烧结物的状态。在第一连接对象部件62和第二连接对象部件63、第二连接对象部件64间配置有含金属粒子1。利用含金属粒子1,第一连接对象部件62和第二连接对象部件63、第二连接对象部件64实现了连接。
在与第二连接对象部件63的连接部65侧相反的表面上,配置有散热槽68。在与第二连接对象部件64的连接部66侧相反一侧的表面上,配置有散热槽69。因此,连接结构体61具有依次对散热槽68、第二连接对象部件63、连接部65、第一连接对象部件62、连接部66、第二连接对象部件64及散热槽69进行了叠层而得到的部分。
作为第一连接对象部件62,可列举:整流二极管、功率晶体管(功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管)、晶闸管、门极可关断晶闸管及三端双向开关等中使用的Si、SiC、GaN等作为材料的功率半导体元件等。在具备这种第一连接对象部件62的连接结构体61中,在使用连接结构体61时,在第一连接对象部件62中容易产生较大的热量。因此,有必要使由第一连接对象部件62产生的热量有效地释放于散热槽68、散热槽69等。因此,配置于第一连接对象部件62和散热槽68、散热槽69之间的连接部65、连接部66,要求高放热性和高可靠性。
作为第二连接对象部件63、第二连接对象部件64,可列举陶瓷、塑料等为材料的基板等。
连接部65、连接部66通过对所述连接材料进行加热,使所述含金属粒子的前端熔融之后进行固化而形成。
(导通检查用部件或导通检查装置)
所述含金属粒子、所述粒子连接体以及连接材料可以使用于导通检查用部件以及导通检查装置。以下,记载导通检查用部件以及导通检查装置的一个方式。需要说明的是,导通检查用部件以及导通检查装置并不限定于下述方式。所述导通检查用部件可以是导通用部件。所述导通检查用部件及所述导通用部件可以为片状导通用部件。
本发明的导通检查用部件具备具有贯通孔的基体以及导电部。本发明的导通检查用部件中,多个所述贯通孔设置于所述基体,所述导电部设置于所述贯通孔内。本发明的导通检查用部件中,所述导电部的材料含有所述含金属粒子。
本发明的导通检查装置具备电流计以及所述导通检查用部件。
图24(a)、图24(b)为表示导通检查用部件的一个例子的平面图及剖视图。图24(b)为沿图24(a)中的A-A线的剖视图。
图24(a)、图24(b)所示的导通检查用部件21具备:具有贯通孔22a的基体22和配置于基体22的贯通孔22a内的导电部23。导电部23的材料含有所述含金属粒子。导通检查用部件21可以为导通用部件。
所述基体为作为所述导通检查用部件的基板的部件。所述基体优选具有绝缘性,所述基体优选由绝缘性的材料形成。作为绝缘性的材料,可列举绝缘性树脂。
构成所述基体的绝缘性树脂,例如,可以为热塑性树脂及热固化性树脂的任一种。作为热塑性树脂,可列举:聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、ABS树脂以及聚碳酸酯树脂等。作为热固化性树脂,可列举:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺类树脂、有机硅树脂以及酚醛树脂等。作为有机硅树脂,可列举有机硅橡胶等。
由绝缘性树脂形成所述基体的情况下,构成所述基体的绝缘性树脂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
所述基体例如为板状、片状等。在片状中包含膜状。所述基体的厚度可以根据导通检查用部件的种类而适当设定,例如可以为0.005mm以上且50mm以下的厚度。所述基体的俯视的大小也可以根据目标的检查装置而适当设定。
所述基体例如可以通过以所述的绝缘性树脂等绝缘性材料为原料成形为期望的形状而得到。
所述基体的所述贯通孔多个配置在所述基体中。所述贯通孔优选沿所述基体的厚度方向贯通。
所述基体的所述贯通孔可以形成为圆柱状,但并不限于圆柱状,也可以形成为其它的形状,例如可以形成为多角柱状。另外,所述贯通孔可以在一个方向形成为前端变细的锥状,此外,也可以形成为变形的形状。
所述贯通孔的大小,例如俯视的所述贯通孔的表观面积也可以形成为适当的大小,例如只要可以形成为收纳导电部且保持的程度的大小即可。如果所述贯通孔为例如圆柱状,则所述贯通孔的直径优选为0.01mm以上,优选为10mm以下。
需要说明的是,所述基体的全部所述贯通孔可以为相同的形状,相同的大小,所述基体的所述贯通孔中的一部分的形状或大小可以与其它贯通孔不同。
所述基体的所述贯通孔的个数可以在适当的范围内设定,只要具有可进行导通检查的程度的个数即可,可以根据目标的检查装置而适当设定。另外,所述基体的所述贯通孔的配置场所也可以根据目标的检查装置而适当设定。
形成所述基体的所述贯通孔的方法没有特别限定,可以用公知的方法(例如激光加工)形成贯通孔。
所述基体的所述贯通孔内的导电部具有导电性。
具体地导电部含有源自所述含金属粒子的粒子。例如,导电部是多个含金属粒子收容于贯通孔内而形成的。所述导电部含有源自含金属粒子的粒子的集合体(粒子组)。
所述导电部的材料可以含有所述含金属粒子以外的材料。例如,所述导电部的材料除所述含金属粒子以外,还可以含有粘合剂。通过所述导电部的材料含有粘合剂,所述含金属粒子更牢固地集合,由此源自所述含金属粒子的粒子容易保持在所述贯通孔内。
所述粘合剂树脂没有特别限定。作为所述粘合剂树脂可列举光固化性树脂、热固化性树脂。所述光固化性树脂优选含有光固化性树脂及光聚合引发剂。所述热固化性树脂优选含有热固化性树脂及热固化剂。作为所述粘合剂树脂,可列举:聚硅氧烷类共聚物、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。所述树脂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。
源自所述含金属粒子的粒子优选紧密地充填于所述贯通孔内,该情况下,可以利用所述导通检查用部件进行更可靠的导通检查。所述导电部优选收纳于所述贯通孔内,并使其遍及导通检查用部件或导通用部件的表里而可以导通。
在所述导电部中,源自所述含金属粒子的粒子优选源自所述含金属粒子的粒子从导电部的表面至背面连续地相互接触而存在。该情况下,所述导电部的导通性提高。
将所述导电部收容于所述贯通孔内的方法没有特别限定。例如,用将含有所述含金属粒子和粘合剂树脂的材料涂敷于基体的方法,将所述含金属粒子充填于贯通孔内,在适当的条件下使其固化,由此可以在贯通孔内形成导电部。由此,导电部被收容于贯通孔。在含有所述含金属粒子和粘合剂的材料中可以根据需要含有溶剂。
含有所述含金属粒子和粘合剂树脂的材料相对于所述含金属粒子100重量份,粘合剂的含量以固态成分计优选为5重量份以上,更优选为10重量份以上,优选为70重量份以下,更优选为50重量份以下。
所述导通检查用部件可以用作探针卡或者探针片。需要说明的是,所述导通检查用部件只要是不阻碍本发明的效果的程度即可,可以具备其它的构成要素。
图25(a)~图25(c)是示意性地表示利用导通检查装置对电子电路装置的电特性进行检查的方式的图。
在图25(a)~图25(c)中,电子电路装置为BGA基板31(球栅极阵列基板)。就BGA基板31而言,具有连接垫以格子状排列于多层基板31A上,具有在各垫上配设有焊料球31B的结构。另外,在图25(a)~图25(c)中,导通检查用部件41为探针卡。导通检查用部件41在基体42上形成有多个贯通孔42a,在贯通孔42a内收容有导电部43。导电部43含有所述含金属粒子,具有导电性。如图25(a)所示,准备BGA基板31和导通检查用部件41,如图25(b)所示,使BGA基板31与导通检查用部件41接触而进行压缩。此时,焊料球31B与贯通孔42a内的导电部43接触。在该状态下,如图25(c)所示,可以连接电流计32而实施导通检查,判定BGA基板31是否合格。
以下,列举实施例及比较例,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)
作为基材粒子A,准备粒径为3.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子(积水化学工业株式会社制造的“Micropearl SP-203”)。
使用超声波分散器,将10重量份的基材粒子A分散于含有钯催化剂液5重量%的碱溶液100重量份中,然后,对溶液进行过滤,由此取出基材粒子A。然后,将基材粒子A添加于二甲基胺硼烷1重量%溶液100重量份,使基材粒子A的表面活化。对表面已活化的基材粒子A充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到悬浊液(A)。
然后,将金属镍粒子浆料(三井金属株式会社制造的“2020SUS”、平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述悬浊液(A),得到含有附着有芯物质的基材粒子A的悬浊液(B)。
将悬浊液(B)放入于含有硫酸铜20g/L以及乙二胺四乙酸30g/L的溶液中,得到粒子混合液(C)。
另外,作为无电解镀铜液,准备用氨将下述混合液调整为pH10.5而得到的镀铜液(D),所述混合液含有硫酸铜250g/L、乙二胺四乙酸150g/L、葡糖酸钠100g/L以及甲醛50g/L。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH10.0)。
另外,作为无电解镀金液,准备镀金液(F),其制备含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(G)(pH6.5)。
在调整为55℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述镀铜液(D),进行无电解铜镀。镀铜液(D)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解铜镀。如上所述,得到粒子混合液(H),其含有具备金属部的粒子,所述粒子在树脂粒子的表面上配置有铜金属部,且所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(H)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,由此进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边将产生的银突起核通过超声波搅拌进行分散,一边进行镀银(突起形成工序)。对该粒子进行充分地水洗,然后,添加500重量份的蒸馏水,使其分散,得到粒子混合液(J)。然后,向粒子分散的60℃的粒子混合液(J)逐渐滴加所述无电解镀金液(G),进行无电解镀金。无电解镀金液(G)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀金。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述含金属粒子在基材粒子A的表面上配置有铜及银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在表面上具有凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例2)
将金属镍粒子浆料变更为氧化铝粒子浆料(平均粒径150nm),除此之外,以与实施例1同样的方式,得到含金属粒子。
(实施例3)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有硫酸镍40ppm、枸橼酸三钠2g/L以及氨水10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备含有硫酸铜100g/L、硫酸镍10g/L、次亚磷酸钠100g/L、枸橼酸三钠70g/L、硼酸10g/L以及作为非离子表面活性剂的聚乙二醇1000(分子量:1000)5mg/L的混合液。然后,准备用氨水将所述混合液调整为pH10.0而得到的无电解铜-镍-磷合金镀敷液的针状突起形成用镀敷液(C)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
此外,作为无电解镀金液,准备含有氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(F)(PH6.5)。
在调整为70℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述针状突起形成用镀敷液(C),形成针状突起。针状突起形成用镀敷液(C)的滴加速度为40mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行了无电解铜-镍-磷合金电镀(针状突起形成及铜-镍-磷合金镀敷工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,得到具备金属部的粒子(G),所述粒子(G)在基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。将粒子(G)加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到悬浊液(H)。
其后,通过对悬浊液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有针状凸部。对该粒子进行充分地水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,形成突起。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边通过超声波搅拌使产生的银突起核分散,一边进行镀银(突起形成工序)。对该粒子进行充分地水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(J)。然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(J)中,缓慢地滴加所述镀金液(F),进行无电解镀金。其后,通过进行过滤而取出粒子,水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金、银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子具备在表面具有多个针状凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例4)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有硫酸镍80g/L、硝酸铊10ppm及硝酸铋5ppm的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备作为无电解高纯度镀镍液的针状突起形成用镀敷液(C),其通过用氢氧化钠将含有氯化镍100g/L、肼一水合物100g/L、枸橼酸三钠50g/L以及聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L的混合液调整为pH9.0而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
另外,作为无电解镀金液,准备含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解取代镀金液(F)(pH6.5)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述针状突起形成用镀敷液(C),形成针状突起。针状突起形成用镀敷液(C)的滴加速度为20mL/分钟,滴加时间为50分钟,进行无电解高纯度镍镀(针状突起形成及铜-镍-磷合金电镀工序)。其后,通过过滤而取出粒子,得到具备金属部的粒子(G),所述粒子(G)在基材粒子A的表面上配置有高纯度镍金属部,所述金属部表面具有凸部。将粒子(G)加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到悬浊液(H)。
其后,通过对悬浊液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置高纯度镍金属部,且所述金属部在表面具有针状凸部。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),形成突起。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边通过超声波搅拌使产生的银突起核分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子进行充分地水洗,然后,添加500重量份的蒸馏水,使其分散,得到粒子混合液(J)。然后,向分散有粒子的60℃的粒子混合液(J)逐渐滴加所述无电解置换镀金液(F),进行无电解置换镀金。无电解置换镀金液(F)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解置换镀金。其后,通过进行过滤而取出粒子,得到含金属粒子。所述含金属粒子在基材粒子A的表面上配置有高纯度镍、银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在表面具有多个针状凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例5)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有硝酸银500ppm、琥珀酸酰亚胺10g/L、氨水10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为无电解镀银液,准备镀银液(C),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(D)(pH10.0)。
另外,作为无电解置换镀金液,准备无电解置换镀金液(E)(pH6.5),其含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L、氢氧化钠20g/L。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银(镀银工序)。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(D),形成突起。突起形成用镀敷液(D)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,形成突起。突起形成用镀敷液(D)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子充分地水洗,然后,添加500重量份的蒸馏水,使其分散,得到粒子混合液(F)。然后,向粒子分散的60℃的粒子混合液(F)逐渐滴加所述无电解镀金液(E),进行无电解镀金。无电解置换镀金液(E)的滴加速度为2mL/分钟、滴加时间为45分钟,由此进行无电解置换镀金。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述含金属粒子在基材粒子A的表面上配置有银金属部以及金金属膜(不存在突起部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在表面上具有多个突起。
(实施例6)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有氰化银钾500ppm、氰化钾10g/L以及氢氧化钾10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备镀银液(C),其通过用氢氧化钾将含有氰化银钾80g/L、氰化钾10g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L、硫脲50ppm以及肼一水合物100g/L的混合液调整为pH7.5而得到。
另外,作为无电解置换镀金液,准备含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(D)(pH6.5)。
在调整为80℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镀银(针状突起形成及镀银工序)。将该粒子进行充分地水洗,然后,添加500重量份的蒸馏水,使其分散,得到粒子混合液(E)。然后,向分散有粒子的60℃的粒子混合液(E)逐渐滴加所述无电解置换镀金液(D),进行无电解置换镀金。无电解置换镀金液(D)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解置换镀金。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述含金属粒子在树脂粒子的表面配置有银金属部以及金金属膜(不存在突起部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面形成有多个针状突起。
(实施例7)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有氰化银钾500ppm、氰化钾10g/L以及氢氧化钾10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备镀银液(C),其通过用氢氧化钾将含有氰化银钾80g/L、氰化钾10g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L、硫脲50ppm以及肼一水合物100g/L的混合液调整为pH7.5而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
另外,作为无电解置换镀金液,准备含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(F)(pH6.5)。
在调整为80℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀银(针状突起形成及镀银工序)。
其后,通过过滤而取出粒子,得到具备金属部的粒子(G),所述粒子(G)在基材粒子A的表面上配置有银金属部,所述金属部在表面具有针状凸部。将粒子(G)加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子充分水洗,然后,添加至500重量份的蒸馏水中,使其分散,得到粒子混合液(I)。然后,向粒子分散的60℃的粒子混合液(I)逐渐滴加所述无电解置换镀金液(F),进行无电解置换镀金。无电解置换镀金液(F)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解置换镀金。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在表面具有多个针状凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例8)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
作为无电解镍-钨-硼合金镀敷液,准备无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D),其含有硫酸镍100g/L、钨酸钠5g/L、二甲基胺硼烷30g/L、硝酸铋10ppm以及枸橼酸三钠30g/L的混合液。然后,将所述混合液通过用氢氧化钠调整为pH6而得到无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH10.0)。
另外,作为无电解置换镀金液,制备含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(G)(pH6.5)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D),进行无电解镍-钨-硼合金镀。无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)的滴加速度为15mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镍-钨-硼合金镀。如上所述,得到含有具备金属部的粒子的粒子混合液(H),所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属层,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(J)。然后,向粒子分散的60℃的粒子混合液(J)逐渐滴加所述无电解置换镀金液(G),进行无电解置换镀金。无电解置换镀金液(G)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解置换镀金。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金及银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例9)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
作为无电解镍-钨-硼合金镀敷液,准备含有硫酸镍100g/L、钨酸钠2g/L、二甲基胺硼烷30g/L、硝酸铋10ppm以及枸橼酸三钠30g/L的混合液。然后,通过用氢氧化钠将所述混合液调整为pH6而得到无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有氢化硼钠30g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH10.0)。
另外,作为无电解镀钯液将硫酸钯2.5g/L、乙二胺30ml/L、甲酸钠80g/L和糖酸钠5mg/L的混合物用氨调节至pH8,制备无电解镀钯液(G)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D),进行无电解镍-钨-硼合金镀。无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)的滴加速度为15mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镍-钨-硼合金镀。如上所述,得到具备金属部的粒子(H),所述粒子(H)在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对悬浊液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。将该粒子进行了充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(E),进行无电解镀银。无电解镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,由此进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为5分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的金突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子充分水洗,然后,添加500重量份的蒸馏水,使其分散,得到粒子混合液(J)。然后,向粒子分散的55℃的粒子混合液(J)逐渐滴加所述无电解镀钯液(G),进行无电解镀钯。无电解镀钯液(G)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀钯。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金及银金属部以及钯金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例10)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸铜20g/L以及乙二胺四乙酸30g/L的溶液中,得到粒子混合液(C)。
另外,作为无电解镀铜液,准备镀铜液(D),其通过用氨将含有硫酸铜250g/L、乙二胺四乙酸150g/L、葡糖酸钠100g/L以及甲醛50g/L的混合液调整为pH10.5而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH7.0)。
另外,作为无电解镀钯液将硫酸钯2.5g/L、乙二胺30ml/L、甲酸钠80g/L和糖酸钠5mg/L的混合物用氨调节至pH8,制备无电解钯镀液(G)。
在调整为55℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述镀铜液(D),进行无电解铜镀。镀铜液(D)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为30分钟,由此进行无电解铜镀。其后,通过过滤而取出粒子,这样,得到含有具备金属部的粒子的粒子混合液(H),所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子进行充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,由此进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子充分水洗,然后,添加到500重量份的蒸馏水中,使其分散,得到粒子混合液(J)。然后,向分散有粒子的55℃的粒子混合液(J)中逐渐滴加所述无电解镀钯液(G),进行无电解镀钯。无电解镀钯液(G)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀钯。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜及银金属部以及钯金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例11)
(1)硅氧烷低聚物的制作
在设置于温浴槽内的100ml的可拆式烧瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷1重量份和0.5重量%对甲苯磺酸水溶液20重量份。在40℃下搅拌1小时后,添加碳酸氢钠0.05重量份。其后,添加二甲氧基甲基苯基硅烷10重量份、二甲基二甲氧基硅烷49重量份、三甲基甲氧基硅烷0.6重量份以及甲基三甲氧基硅烷3.6重量份,进行1小时搅拌。其后,添加10重量%氢氧化钾水溶液1.9重量份,升温至85℃,一边用吸引器进行减压,一边搅拌10小时,进行反应。反应结束后,返回到常压并冷却至40℃,添加乙酸0.2重量份,在分液漏斗内静置12小时以上。取出两层分离后的下层,用蒸发器进行纯化,由此得到硅氧烷低聚物。
(2)有机硅粒子材料(含有有机聚合物)的制备
准备在得到的硅氧烷低聚物30重量份中溶解有叔丁基-2-乙基过氧化己酸酯(聚合引发剂、日油株式会社制造的“Perbutyl O”)0.5重量份的溶解液A。另外,在离子交换水150重量份中,混合月桂基硫酸三乙醇胺盐40重量%水溶液(乳化剂)0.8重量份和聚乙烯基醇(聚合度:约2000、皂化度:86.5~89摩尔%、日本合成化学株式会社制造的“GOHSENOLGH-20”)的5重量%水溶液80重量份,准备水溶液B。在设置于温浴槽中的可拆式烧瓶中放入所述溶解液A之后,添加所述水溶液B。其后,通过使用Shirasu Porous Glass(SPG)膜(细孔平均直径约1μm)而进行乳化。其后,升温至85℃,进行9小时聚合。将聚合后的粒子的总量通过离心分离进行水清洗,进行冻结干燥。干燥后,用球磨机对粒子进行粉碎直到粒子的凝聚体成为目标比值(平均2次粒径/平均1次粒径),得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子B)。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子B,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例12)
使用两末端丙烯酸硅油(信越化学工业株式会社制造的“X-22-2445”)代替硅氧烷低聚物,得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子C)。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子C,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例13)
准备纯铜粒子(日本atomize加工株式会社制造的“HXR-Cu”、粒径2.5μm)作为基材粒子D。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子D,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例14)
准备纯银粒子(粒径2.5μm)作为基材粒子E。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子E,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例15)
准备仅粒径与基材粒子A不同的,粒径为2.0μm的基材粒子F。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子F,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例16)
准备仅粒径与基材粒子A不同的,粒径为10.0μm的基材粒子G。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子G,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例17)
准备仅粒径与基材粒子A不同的,粒径为50.0μm的基材粒子H。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子H,以与实施例1同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例18)
在安装有四口可拆式盖、搅拌子、三通活栓、冷却管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶中,在离子交换水中称取含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧基乙基氯化铵1mmol和2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物,并使固态成分率为5重量%,然后,以200rpm进行搅拌,在气氛围下于70℃下进行24小时聚合。反应结束后,进行冻结干燥,得到在表面具有铵基、平均粒径220nm及CV值10%的绝缘性粒子。
使绝缘性粒子在超声波照射下分散于离子交换水,得到绝缘性粒子为10重量%水分散液。
使实施例1中得到的含金属粒子10g分散于离子交换水500mL,添加绝缘性粒子的水分散液4g,在室温下搅拌6小时。用3μm的网眼过滤器过滤之后,进一步用甲醇进行清洗、干燥,得到附着有绝缘性粒子的含金属粒子。
利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,结果在含金属粒子的表面仅形成1层绝缘性粒子的包覆层。通过图像分析算出绝缘性粒子的包覆面积相对于距离含金属粒子的中心2.5μm处的面积的包覆率(即绝缘性粒子的粒径的投影面积),结果包覆率为30%。
(实施例19)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
作为无电解镍-磷合金镀敷液,准备无电解镍-磷合金镀敷液(D),其通过用氢氧化钠将含有硫酸镍100g/L、次亚磷酸钠30g/L、硝酸铋10ppm以及枸橼酸三钠30g/L的混合液调整为pH6而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有次亚磷酸钠130g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH12.0)。
另外,作为无电解置换镀金液,制备含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠20g/L、乙二胺四乙酸3.0g/L和氢氧化钠20g/L的电解置换镀金液(G)(pH6.5)。
在调整为65℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述无电解镍-磷合金镀敷液(D),进行无电解镍-磷合金镀。无电解镍-磷合金镀敷液(D)的滴加速度为15mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镍-磷合金镀。如上所述,得到粒子混合液(H),其含有具备金属部的粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(H)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子进行充分地水洗之后,加入到蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到粒子混合液(I)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(I)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,由此进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。将该粒子充分水洗,然后,添加到500重量份的蒸馏水中,使其分散,得到粒子混合液(J)。然后,向粒子分散的60℃的粒子混合液(J)逐渐滴加所述无电解置换镀金液(G),进行无电解置换镀金。无电解置换镀金液(G)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀金。其后,通过进行过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金及银金属部以及金金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例20)
对实施例1中得到的含金属粒子,使用大和化成株式会社制造的“NEWDAINSILVER”作为防银变色剂,进行防硫化处理。
在含有NEWDAINSILVER10重量%的异丙醇溶液100重量份中,使用超声波分散器使实施例1中得到的10重量份的含金属粒子分散,然后,将溶液进行过滤,由此得到形成有防硫化膜的含金属粒子。
(实施例21)
对实施例1中得到的含金属粒子,使用2-巯基苯并咪唑溶液作为防银硫化剂,进行防硫化处理。
在含有2-巯基苯并咪唑0.5重量%的异丙醇溶液100重量份中,使用超声波分散器对10重量份的实施例1中得到的含金属粒子进行分散,然后,对溶液进行过滤,由此得到形成有防硫化膜的含金属粒子。
(实施例22)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸铜20g/L以及乙二胺四乙酸30g/L的溶液中,得到粒子混合液(C)。
另外,作为无电解镀铜液,准备镀铜液(D),其通过将含有硫酸铜250g/L、乙二胺四乙酸150g/L、葡萄糖酸钠100g/L以及甲醛50g/L的混合液通过氨水调节至pH10.5而制备镀敷液(D)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,制备含有二甲胺硼烷100g/L和氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀液(F)(pH10.0)。
在调整为55℃的分散状态的粒子混合液(C)中,缓慢地滴加所述无电解镀铜液(D),进行无电解镀铜。镀铜液(D)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀铜。如上所述,得到粒子混合液(G),其含有具备金属部的粒子,所述粒子在基材粒子的表面上配置有铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子进行充分地水洗之后,加入到蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,由此进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜及银金属部以及银金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例23)
将金属镍粒子浆料变更为氧化铝粒子浆料(平均粒径150nm),除此以外,与实施例22同样的方式得到含金属粒子。
(实施例24)
对实施例1中得到的悬浊液(A),将其置于含有硫酸镍40ppm、枸橼酸三钠2g/L和氨水10g/L的溶液中,得到粒子混合物(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备混合液,其含有硫酸铜100g/L、硫酸镍10g/L、次亚磷酸钠100g/L、枸橼酸三钠70g/L、硼酸10g/L以及作为非离子表面活性剂的聚乙二醇1000(分子量:1000)5mg/L。准备用氨水将混合液调整为pH10.0得到的作为无电解铜-镍-磷合金镀敷液的针状突起形成用镀敷液(C)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
在调整为70℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述针状突起形成用镀敷液(C),形成针状突起。针状突起形成用镀敷液(C)的滴加速度为40mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行了无电解铜-镍-磷合金镀(针状突起形成及铜-镍-磷合金镀工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,得到具备金属部的粒子(F),所述粒子(F)在基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。将粒子(F)加入于蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到悬浊液(G)。
其后,通过对悬浊液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有针状凸部。对该粒子进行充分地水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边通过超声波搅拌使产生的银突起核分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜-镍-磷合金、银金属部以及银金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)(不存在凸部的部分中的金属部整体的厚度:0.1μm),所述含金属粒子具备在表面具有多个针状凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例25)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有硫酸镍80g/L、硝酸铊10ppm及硝酸铋5ppm的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备作为无电解高纯度镀镍液的针状突起形成用镀敷液(C),其通过用氢氧化钠将含有氯化镍100g/L、肼一水合物100g/L、枸橼酸三钠50g/L以及聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L的混合液调整为pH9.0而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),起通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述针状突起形成用镀敷液(C),形成针状突起。针状突起形成用镀敷液(C)的滴加速度为20mL/分钟,滴加时间为50分钟,由此进行无电解高纯度镍镀(针状突起形成及高纯度敷镍工序)。其后,通过过滤而取出粒子,所述粒子(F)在基材粒子A的表面上配置有高纯度镍金属部,所述金属部表面具有凸部。将粒子(F)加入于蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到悬浊液(G)。
其后,通过对悬浊液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置高纯度镍金属部,且所述金属部在表面具有针状凸部。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边将产生的银突起核通过超声波搅拌而分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,得到含金属粒子。所述含金属粒子在基材粒子A的表面上配置有高纯度镍以及银金属部。所述含金属粒子在表面具有针状凸部,且在凸部的表面上含有具有多个突起的金属部而得到粒子混合液(I)。其后,通过过滤粒子混合液(I)而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子A的表面上配置有高纯度镍、银金属部以及银金属膜(不存在突起部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面上具有多个针状凸部,未在凸部表面上具有所突起。
(实施例26)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有硝酸银500ppm、琥珀酸酰亚胺10g/L、氨水10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为无电解镀银液,准备镀银液(C),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(D)(pH10.0)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银(镀银工序)。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(D),进行突起形成。突起形成用镀敷液(D)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(D)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述含金属粒子在基材粒子A的表面上配置有银金属部以及银金属膜(不存在凸部的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面上具有多个突起。
(实施例27)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有氰化银钾500ppm、氰化钾10g/L以及氢氧化钾10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备镀银液(C),其通过用氢氧化钾将含有氰化银钾80g/L、氰化钾10g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L、硫脲50ppm以及肼一水合物100g/L的混合液调整为pH7.5而得到。
在调整为80℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镀银(针状突起形成及镀银工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述含金属粒子在树脂粒子的表面配置有银金属部以及银金属膜(不存在凸部的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面形成有多个针状突起。
(实施例28)
将实施例1中得到的悬浊液(A)放入含有氰化银钾500ppm、氰化钾10g/L以及氢氧化钾10g/L的溶液中,得到粒子混合液(B)。
作为针状突起形成用镀敷液,准备镀银液(C),其通过用氢氧化钾将含有氰化银钾80g/L、氰化钾10g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000)20mg/L、硫脲50ppm以及肼一水合物100g/L的混合液调整为pH7.5而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(D),其通过用氨水将含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(E)(pH10.0)。
在调整为80℃的分散状态的粒子混合液(B)中缓慢地滴加所述无电解镀银液(C),形成针状突起。无电解镀银液(C)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀银(针状突起形成及镀银工序)。
其后,通过过滤而取出粒子,得到粒子(F),所述粒子(F)在基材粒子A的表面上配置有银金属部,所述金属部在表面具有针状凸部。将粒子(F)加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(G)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(G)中缓慢地滴加所述镀银液(D),进行无电解镀银。镀银液(D)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(E),进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(E)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有银金属部以及银金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在表面具有多个针状凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例29)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
作为无电解镍-钨-硼合金镀敷液,准备无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D),其含有硫酸镍100g/L、钨酸钠5g/L、二甲基胺硼烷30g/L、硝酸铋10ppm以及枸橼酸三钠30g/L的混合液。然后,将所述混合液通过用氢氧化钠调整为pH6而得到无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH10.0)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D),进行无电解镍-钨-硼合金镀。无电解镍-钨-硼合金镀敷液(D)的滴加速度为15mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镍-钨-硼合金镀。如上所述,得到含有具备金属部的粒子的粒子混合液(G),所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金金属层,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-钨-硼合金及银金属部以及银金属膜(不存在凸部的部分的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例30)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸铜20g/L以及乙二胺四乙酸30g/L的溶液中,得到粒子混合液(C)。
另外,作为无电解镀铜液,准备镀铜液(D),其通过用氨将含有硫酸铜250g/L、乙二胺四乙酸150g/L、葡糖酸钠100g/L以及甲醛50g/L的混合液调整为pH10.5而得到。
另外,作为无电解镀锡液,准备镀锡液(E),通过硫酸将氯化锡20g/L、次氮基三乙酸50g/L、硫脲2g/L、硫代苹果酸1g/L、乙二胺四乙酸7.5g/L、三氯化钛15g/L的混合物调整为pH7.0而得到。
另外,准备含有二甲基胺硼烷100g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH7.0)。
在调整为55℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述镀铜液(D),进行无电解铜镀。镀铜液(D)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解铜镀。其后,通过过滤而取出粒子,如上所述,得到含有具备金属部的粒子的粒子混合液(G),所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置铜金属部,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子进行充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀锡液(E),进行无电解锡镀。镀锡液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有铜及锡金属部以及锡金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例31)
(1)硅氧烷低聚物的制备
在设置于温浴槽内的100ml的可拆式烧瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷1重量份和0.5重量%对甲苯磺酸水溶液20重量份。在40℃下搅拌1小时后,添加碳酸氢钠0.05重量份。其后,添加二甲氧基甲基苯基硅烷10重量份、二甲基二甲氧基硅烷49重量份、三甲基甲氧基硅烷0.6重量份以及甲基三甲氧基硅烷3.6重量份,进行1小时搅拌。其后,添加10重量%氢氧化钾水溶液1.9重量份,升温至85℃,一边用吸引器进行减压,一边搅拌10小时,进行反应。反应结束后,返回到常压并冷却至40℃,添加乙酸0.2重量份,在分液漏斗内静置12小时以上。取出两层分离后的下层,用蒸发器进行纯化,由此得到硅氧烷低聚物。
(2)有机硅粒子材料(含有有机聚合物)的制作
准备在得到的聚硅氧烷低聚物30重量份中溶解有叔丁基-2-乙基过氧化己酸酯(聚合引发剂、日油株式会社制造的“Perbutyl O”)0.5重量份的溶解液A。另外,在离子交换水150重量份中,混合月桂基硫酸三乙醇胺盐40重量%水溶液(乳化剂)0.8重量份和聚乙烯基醇(聚合度:约2000、皂化度:86.5~89摩尔%、日本合成化学株式会社制造的“GOHSENOLGH-20”)的5重量%水溶液80重量份,准备水溶液B。在设置于温浴槽中的可拆式烧瓶中放入所述溶解液A之后,添加所述水溶液B。其后,通过使用Shirasu Porous Glass(SPG)膜(细孔平均直径约1μm)而进行乳化。其后,升温至85℃,进行9小时聚合。将聚合后的粒子的总量通过离心分离进行水清洗,进行冻结干燥。干燥后,用球磨机对粒子进行粉碎直到凝聚体成为目标比值(平均2次粒径/平均1次粒径),得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子B)。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子B,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例32)
使用两末端丙烯酸硅油(信越化学工业株式会社制造的“X-22-2445”)代替硅氧烷低聚物,得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子C)。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子C,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例33)
准备纯铜粒子(日本atomize加工株式会社制造的“HXR-Cu”、粒径2.5μm)作为基材粒子D。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子D,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例34)
准备纯银粒子(粒径2.5μm)作为基材粒子E。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子E,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例35)
准备仅粒径与基材粒子A不同的、粒径为2.0μm的基材粒子F。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子F,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例36)
准备仅粒径与基材粒子A不同的、粒径为10.0μm的基材粒子G。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子G,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例37)
准备仅粒径与基材粒子A不同的、粒径为50.0μm的基材粒子H。
将所述基材粒子A变更为所述基材粒子H,以与实施例22同样的方式,形成金属部以及金属膜,得到含金属粒子。
(实施例38)
在离子交换水中称取含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧基乙基氯化铵1mmol和2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物,并使固态成分率成为5重量%。在安装有四口可拆式盖、搅拌翼、三通活栓、冷却管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶中,放入上述单体组合物,以200rpm进行搅拌,在氮气氛下于70℃下进行24小时聚合。反应结束后,进行冻结干燥,得到在表面具有铵基、平均粒径220nm及CV值10%的绝缘性粒子。
使绝缘性粒子在超声波照射下分散于离子交换水,得到绝缘性粒子为10重量%水分散液。
使实施例22中得到的含金属粒子10g分散于离子交换水500mL,添加绝缘性粒子的水分散液4g,在室温下搅拌6小时。用3μm的网眼过滤器过滤之后,进一步用甲醇进行清洗、干燥,得到附着有绝缘性粒子的含金属粒子。
利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,结果在含金属粒子的表面仅形成1层绝缘性粒子的包覆层。通过图像分析算出绝缘性粒子的包覆面积相对于距离含金属粒子的中心2.5μm处的面积的包覆率(即绝缘性粒子的粒径的投影面积),结果包覆率为30%。
(实施例39)
将实施例1中得到的悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
作为无电解镍-磷合金镀敷液,准备无电解镍-磷合金镀敷液(D),其通过用氢氧化钠将含有硫酸镍100g/L、次亚磷酸钠30g/L、硝酸铋10ppm以及枸橼酸三钠30g/L的混合液调整为pH6而得到。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH8.0而得到。
另外,准备含有次亚磷酸钠130g/L以及氢氧化钠0.5g/L的突起形成用镀敷液(F)(pH12.0)。
在调整为65℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述无电解镍-磷合金镀敷液(D),进行无电解镍-磷合金镀。无电解镍-磷合金镀敷液(D)的滴加速度为15mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镍-磷合金镀。如上所述,得到粒子混合液(G),其含有具备金属部的粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金金属部,所述金属部在表面具有凸部。
其后,通过对粒子混合液(G)进行过滤而取出粒子并进行水洗,由此得到具备金属部的粒子,所述粒子在所述基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金金属层,所述金属部在表面具有凸部。对该粒子进行充分地水洗之后,加入蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H)中缓慢地滴加所述镀银液(E),进行无电解镀银。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(F),进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(F)的滴加中,一边通过超声波对产生的银突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀银(突起形成工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备金属部的含金属粒子,所述粒子在基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金及银金属部以及银金属膜(不存在凸部的部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,且在凸部的表面上具有多个突起。
(实施例40)
在实施例22中得到的含金属粒子10g中,使用大和化成株式会社制造的“NEWDAINSILVER”作为防银变色剂,进行防硫化处理。
在含有NEWDAINSILVER10重量%的异丙醇溶液100重量份中,使用超声波分散器使实施例22中得到的10重量份的含金属粒子分散,然后,将溶液进行过滤,由此得到形成有防硫化膜的含金属粒子。
(实施例41)
对实施例1中得到的含金属粒子10g,使用2-巯基苯并咪唑溶液作为防银硫化剂,进行防硫化处理。
在含有2-巯基苯并噻唑0.5重量%的异丙醇溶液100重量份中,使用超声波分散器对实施例1中得到的含金属粒子10g进行分散,然后,对溶液进行过滤,由此得到形成有防硫化膜的含金属粒子。
(比较例1)
在含有钯催化剂液5重量%的碱溶液100重量份中,使用超声波分散器对10重量份的所述基材粒子A进行分散,然后,对溶液进行过滤,由此取出基材粒子A。然后,将基材粒子A添加于二甲基胺硼烷1重量%溶液100重量份,使基材粒子A的表面活化。对表面进行了活化的基材粒子A充分地水洗之后,加入于500重量份的蒸馏水中并使其分散,由此得到分散液(A)。
然后,将金属镍粒子浆料(三井金属株式会社制造的“2020SUS”、平均粒径150nm)1g用3分钟添加于所述分散液(A),得到含有附着有芯物质的基材粒子A的悬浊液(B)。
将悬浊液(B)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm以及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(C)。
另外,准备含有硫酸镍200g/L、次亚磷酸钠85g/L、枸橼酸钠30g/L、硝酸铊50ppm以及硝酸铋20ppm的镀镍液(D)(pH6.5)。
另外,作为无电解镀银液,准备镀银液(E),其通过用氨水将硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的混合液调整为pH7.0而得到。
在调整为50℃的分散状态的粒子混合液(C)中缓慢地滴加所述镀镍液(D),进行无电解镀镍。镀镍液(D)的滴加速度为25mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镀镍(镀镍工序)。如此,得到分散状态的粒子混合液(F)。在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(F)中,缓慢地滴加所述镀银液(E),进行突起形成。镀银液(E)的滴加速度为10mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀银。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子A的表面上配置有镍-磷合金、银金属部以及银金属膜(不存在突起部分中的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm)。所述含金属粒子在外表面上具有多个针状凸部,未在凸部表面上具有所突起。
(比较例2)
在含有钯催化剂液5重量%的碱溶液100重量份中,使用超声波分散器对10重量份的基材粒子A进行分散,然后,对溶液进行过滤,由此取出基材粒子A。然后,将基材粒子A添加于100重量份的二甲基胺硼烷1重量%溶液,使基材粒子A的表面活化。对表面进行了活化的基材粒子A充分地进行水洗,然后,加入于500重量份的蒸馏水并使其分散,由此得到悬浊液(A)。
将悬浊液(A)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm以及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(B)。
另外,准备含有次亚磷酸钠300g/L以及氢氧化钠10g/L的突起形成用镀敷液(C)(pH11.0)。
另外,准备含有硫酸镍200g/L、次亚磷酸钠85g/L、枸橼酸钠30g/L、硝酸铊50ppm以及硝酸铋20ppm的镀镍液(D)(pH6.5)。
在调整为50℃的分散状态的粒子混合液(B)中,缓慢地滴加所述突起形成用镀敷液(C),进行突起形成。突起形成用镀敷液(C)的滴加速度为20mL/分钟,滴加时间为5分钟,进行突起形成。突起形成用镀敷液(C)的滴加中,一边通过超声波对产生的Ni突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀镍(突起形成工序)。如上所述,得到分散状态的粒子混合液(E)。
其后,在分散状态的粒子混合液(E)中,缓慢地滴加所述镀镍液(D),进行无电解镀镍。镀镍液(D)的滴加速度为25mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镀镍。镀镍液(D)的滴加中,一边通过超声波对产生的Ni突起核进行搅拌而使其分散,一边进行镀镍(镀Ni工序)。其后,通过进行过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到具备镍-磷合金金属部以及银金属膜(不存在凸部的金属部整体以及金属膜整体的厚度:0.105μm),所述含金属粒子在外表面上配置有多个凸部,在凸部的表面上具有多个突起。
(评价)
关于实施例1-41以及比较例1、2,进行如下评价。
(1)凸部及突起的高度的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,使其含量为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心附近。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子的凸部及突起进行观察。对得到的含金属粒子中的凸部及突起的高度进行测量,对其进行算术平均而设为凸部及突起的平均高度。
(2)突起的基部的平均直径的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,并使其含量为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心附近。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子的凸部及突起进行观察。对得到的含金属粒子的凸部及突起的基部直径进行测量,对其进行算术平均而设置凸部及突起的平均基部直径。
(3)凸部及突起的形状的观察
使用扫描型电子显微镜(FE-SEM),将图像倍率设定为25000倍,随机地选择20个含金属粒子,对各自的含金属粒子的凸部及突起进行观察,对全部的凸部及属于突起的形状的种类进行调查。
(4)凸部及突起的顶角的平均的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,使其含量成为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”),以通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心附近的方式切出含金属粒子的剖面。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率100万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各自的含金属粒子的突起部进行观察。对得到的含金属粒子中的凸部及突起的顶角进行测量,对其进行算术平均而设为凸部及突起的顶角的平均值。
(5)凸部及突起的高度的中央的位置上的平均直径的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,使其含量成为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各自的含金属粒子的突起部进行观察。对得到的含金属粒子中的凸部及突起的基部直径进行测量,对其进行算术平均而求出凸部及突起的高度的中央的位置上的平均直径。
(6)作为针状的凸部及突起的数量的比例的测定
使用扫描型电子显微镜(FE-SEM),将图像倍率设定为25000倍,随机地选择20个含金属粒子,对各自的含金属粒子的凸部及突起进行观察。全部的凸部及突起分类为:评价凸部形状及突起形状是否为前端变细的针状,区别为凸部形状以及突起形状为由前端变细的针状形成的凸部及突起、和凸部形状及突起形状不是由前端变细的针状形成的凸部及突起。如上所述,对1个含金属粒子的1)由前端变细的针状形成的凸部及突起的个数和2)不是由尖细的针状形状形成的凸部及突起的个数进行测量。算出1)和2)的突起部的总个数100%中的1)作为针状的凸部及突起的个数的比例X。
(7)不存在凸部及突起部分的金属部整体的厚度的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,使其以含量成为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各自的含金属粒子的不存在突起部分的金属部进行观察。对得到的含金属粒子的不存在突起部分中的金属部整体的厚度进行测量,将其进行算术平均而设为厚度(平均厚度)(记载于所述实施例及比较例中)。
(8)含金属粒子的压缩弹性模量(10%K值)
将得到的含金属粒子的所述压缩弹性模量(10%K值)在23℃的条件通过所述的方法使用微小压缩试验机(FISCHER株式会社制造的“FISCHERSCOPE H-100”)进行测定。求出10%K值。
(9)金属部的面晶格的评价
使用X射线衍射装置(理学电机株式会社制造的“RINT2500VHF”)算出取决于衍射角的装置固有的衍射线的峰强度比。求出金层的衍射线整体的衍射峰强度所占的(111)方位的衍射峰强度的比例((111)面的比例)。
(10)连接结构体A中的含金属粒子的突起的前端的熔融及固化状态
将得到的含金属粒子添加于三井化学株式会社制造的“Struct.Bond XN-5A”并使其分散,并使其含量成为10重量%,制作各向异性导电糊剂。
准备上表面具有作为L/S为30μm/30μm的铜电极图案的透明玻璃基板。另外,准备下表面具有作为L/S为30μm/30μm的金电极图案的半导体芯片。
在所述透明玻璃基板上涂布刚制作之后的各向异性导电糊剂,形成各向异性导电糊剂层,使得厚度为30μm。然后,在各向异性导电糊剂层上叠层所述半导体芯片,并使电极L彼此对置。其后,一边调整头的温度使各向异性导电糊剂层的温度为250℃,一边在半导体芯片的上表面载置加压加热头,施加0.5MPa的压力而使各向异性导电糊剂层在250℃下固化,得到连接结构体A。为了得到连接结构体A,将电极间以0.5MPa的低压进行连接。
将得到的连接结构体放入于Kulzer公司制造的“Technovit4000”而使其固化,制作连接结构体检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得通过该检查用树脂中的连接结构体的中心附近。
而且,通过使用扫描型电子显微镜(FE-SEM)观察得到的连接结构体A的剖面,判定是否在含金属粒子的突起的前端熔融之后进行固化。
[含金属粒子的突起的前端的熔融及固化状态的判定基准]
A:含金属粒子的突起的前端在熔融之后进行了固化
B:含金属粒子的突起的前端不是在熔融之后进行的固化
(11)连接结构体A中的含金属粒子的突起的接合状态
在所述(10)的评价中得到的连接结构体A中,通过对连接结构体A进行剖面观察,判定含金属粒子的突起的接合状态。
[含金属粒子的突起的接合状态的判定基准]
A:在连接部中,含金属粒子的突起的前端发生熔融之后进行固化,与电极及其它含金属粒子实现了接合。
B:在连接部中,含金属粒子中的突起的前端熔融之后进行固化,未与电极及其它含金属粒子接合。
(12)连接结构体A中的连接可靠性
利用4端子法对所述(10)的评价中得到的连接结构体A15个上下电极间的连接电阻进行测定。算出连接电阻的平均值。需要说明的是,可以由电压=电流×电阻的关系,通过对使一定的电流流动时的电压进行测定而求出连接电阻。用下述的基准判定连接可靠性。
[连接可靠性的判定基准]
○○○:连接电阻为1.0Ω以下
○○:连接电阻超过1.0Ω且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5Ω以下
×:连接电阻超过5Ω
(13)连接结构体A的绝缘可靠性
作为所述(10)的评价中得到的15个连接结构体A的芯电极间的绝缘电阻,对迁移试验(温度60℃、湿度90%、20V施加条件下放置2000小时)后的绝缘电阻的值进行测定。通过以下标准判断绝缘可靠性。
[连接结构体A的绝缘可靠性的评定标准]
○:绝缘电阻为109Ω以上
×:绝缘电阻小于109Ω
(14)连接结构体B的含金属粒子的突起的前端的熔融及固化状态
将得到的含金属粒子添加于日本superior株式会社制造的“ANP-1”(含有含金属原子的粒子)使其分散,并使其含量为5重量%,制作烧结银糊剂。
作为第一连接对象部件,准备在连接面上实施有Ni/Au镀的功率半导体元件。作为第二连接对象部件,准备在连接面上实施有Cu镀的氮化铝基板。
在第二连接对象部件上,涂布所述烧结银糊剂,形成连接用银糊剂层,并使得厚度成为约70μm。其后,在连接用银糊剂层上叠层所述第一连接对象部件,得到叠层体。
将得到的叠层体在130℃的电热板下预热60秒钟,其后,对叠层体施加10MPa的压力,在300℃下加热3分钟,由此使烧结银糊剂中所含的所述含金属原子的粒子烧结,形成含有烧结物和含金属粒子的连接部,利用该烧结物将对所述第一连接对象部件、第二连接对象部件进行接合,得到连接结构体B。
将得到的连接结构体放入于Kulzer公司制造的“Technovit4000”而使其固化,制作连接结构体检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过该检查用埋入树脂中的连接结构体的中心附近。
而且,通过使用扫描型电子显微镜(FE-SEM)对得到的连接结构体B进行剖面观察。判定是否在含金属粒子的突起的前端熔融之后进行了固化。
[含金属粒子的突起的前端的熔融及固化状态的判定基准]
A:含金属粒子的突起的前端在熔融之后进行了固化
B:含金属粒子的突起的前端不是在熔融之后进行的固化
(15)连接结构体B中的含金属粒子的突起的接合状态
对所述(14)的评价中得到的连接结构体B,通过剖面观察连接结构体B,判定含金属粒子的突起的接合状态。
[含金属粒子的突起的接合状态的判定基准]
A:在连接部中,含金属粒子中的突起的前端在熔融之后进行固化,与电极及其它含金属粒子进行了接合。
B:在连接部中,含金属粒子中的突起的前端熔融之后进行固化,未与电极及其它含金属粒子接合。
(16)连接结构体B的连接可靠性
将所述(14)的评价中得到的连接结构体B添加于冷热冲击试验机(ESPEC株式会社制造:TSA-101S-W),将在最低温度-40℃下保持时间30分钟,并在最高温度200℃下保持时间30分钟的处理条件设为1个循环,在3000个循环后以剪切强度试验机(Rhesca株式会社制造:STR-1000)测定接合强度。用下述的基准判定连接可靠性。
[连接可靠性的判定基准]
○○○:接合强度为50MPa以上
○○:接合强度超过40MPa且50MPa以下
○:接合强度超过30MPa且40MPa以下
△:接合强度超过20MPa且30MPa以下
×:接合强度为20MPa以下
(17)导通检查用部件的接触电阻值
将聚硅氧烷类共聚物10重量份、得到的含金属粒子90重量份、环氧硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制造、“KBE-303”)1重量份及异丙醇36重量份进行配合,使用高速分散器以1000rpm搅拌20分钟后,使用THINKY株式会社制造的“练太郎ARE250”进行脱泡,由此制备含有含金属粒子和粘合剂的导电材料。
所述的聚硅氧烷类共聚物用以下的方法进行聚合。在内容量2L的金属混练机内放入4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(Degussa公司制造)162g(628mmol)、单末端氨基改性聚二甲基硅氧烷(迈图公司制造的“TSF4709”)(分子量10000)900g(90mmol),在70~90℃下溶解后,进行搅拌2小时。其后,缓慢地加入新戊二醇(三菱gas化学株式会社制造)65g(625mmol),混练30分钟,接着对未反应的新戊二醇进行减压除去。得到的聚硅氧烷类共聚物溶解于异丙醇使用,并使其为20重量%。需要说明的是,用IR光谱确认异氰酸酯基的消失。在得到的聚硅氧烷类共聚物中,聚硅氧烷含量为80重量%,重均分子量为25000,SP值为7.8,具有极性基团的结构(聚氨酯)的重复单元的SP值为10。
然后,作为导通检查用部件的基材(由绝缘材料形成的片状的基材),准备有机硅橡胶。有机橡胶的尺寸为横向宽度25mm、纵向宽度25mm及厚度1mm。在有机硅橡胶中,通过激光加工形成纵20个及横20个总数400个形成的直径0.5mm的圆柱状的贯通孔。
在具有贯通孔的有机硅橡胶上使用刀涂机涂布所述导电材料,将导电材料充填于贯通孔。然后,将在贯通孔中充填有导电材料的有机硅橡胶在烘箱中于50℃下干燥10分钟,然后,进一步继续在100℃下干燥20分钟,得到厚度的1mm的导通检查用部件。
得到的导通检查用部件的接触电阻值使用接触电阻测定系统(Factk株式会社制造的“MS7500”)进行测定。就接触电阻测定而言,用直径0.5mm的铂探针从通过负载15gf而得到的导通检查用部件的导电部垂直方向进行加压。此时,低电阻计(鹤贺电机株式会社制造的“MODEL3566”)施加5V,测定接触电阻值。算出测得的5处导电部的连接电阻值的平均值。用下述的基准判定接触电阻值。
[接触电阻值的判定基准]
○○:连接电阻的平均值为50.0mΩ以下
○:连接电阻的平均值超过50.0mΩ且100.0mΩ以下
△:连接电阻的平均值超过100.0mΩ且500.0mΩ以下
×:连接电阻的平均值超过500.0mΩ
(18)导通检查用部件的重复可靠性试验
准备所述(17)导通检查用部件的接触电阻值的评价的导通检查用部件。
得到的导通检查用部件的重复可靠性试验以及接触电阻值使用接触电阻测定系统(Factk株式会社制造的“MS7500”)进行测定。就重复可靠性试验而言,用直径0.5mm的铂探针从与通过荷重15gf得到的探针片的导电部垂直方向重复加压1000次。在重复加压1000次之后,用低电阻计(鹤贺电机株式会社制造的“MODEL3566”)施加5V,测定接触电阻值。算出同样地测定了5处导电部的接触电阻值的平均值。用下述的基准判定接触电阻值。
[重复加压后的接触电阻值的判定基准]
○○:连接电阻的平均值为100.0mΩ以下
○:连接电阻的平均值超过100.0mΩ且500.0mΩ以下
△:连接电阻的平均值超过500.0mΩ且1000.0mΩ以下
×:连接电阻的平均值超过1000.0mΩ
将组成及结果显示于表1~10。
[表1]
Figure BDA0002402279460001011
[表2]
Figure BDA0002402279460001021
[表3]
Figure BDA0002402279460001031
[表4]
Figure BDA0002402279460001041
[表5]
Figure BDA0002402279460001042
[表6]
Figure BDA0002402279460001051
[表7]
Figure BDA0002402279460001052
[表8]
Figure BDA0002402279460001061
[表9]
Figure BDA0002402279460001062
[表10]
Figure BDA0002402279460001071
需要说明的是,凸部及突起中的球状包含球的一部分的形状。需要说明的是,比较例1、2中,即使加热至400℃,也确认到突起的前端没有发生熔融。
(实施例42)
作为基材粒子S1,制备粒径为3.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子(积水化学工业株式会社制造的“Micropearl SP-203”)。
使用超声波分散器将10重量份的基材粒子S1分散于含有钯催化剂液5重量%的碱溶液100重量份中,然后,对溶液进行过滤,由此取出基材粒子S1。然后,将基材粒子S1添加于二甲基胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子S1的表面活化。对表面已活化的基材粒子S1充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到悬浊液(A1)。
将悬浊液(A1)放入含有硫酸镍25g/L、硝酸铊15ppm及硝酸铋10ppm的溶液中,得到粒子混合液(B1)。
另外,准备含有硫酸镍100g/L、次亚磷酸钠40g/L、枸橼酸钠15g/L、硝酸铊25ppm以及硝酸铋10ppm的镀镍液(C1)(pH5.5)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有金氰化钾10g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸3.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金溶液(D1)(pH8.0)。
在调整为50℃的分散状态的粒子混合液(B1)中缓慢地滴加所述镀镍液(C1),进行无电解镀镍。镀镍液(C1)的滴加速度为12.5mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀镍(镀Ni工序)。如上所述,得到粒子混合液(E1),该粒子含有在树脂粒子的表面作为第一金属部具备镍-磷合金金属部。
其后,通过过滤粒子混合液(E1)而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金部的粒子。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到粒子混合液(F1)。
然后,用3分钟向粒子混合物(F1)中加入1重量份金属锡粒子浆料(平均粒子直径150nm),得到在镍-磷合金金属部上附着有芯物质的粒子的粒子混合液(G1)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子混合液(G1)中,缓慢地滴加所述镀金液(D1),进行无电解镀金。镀金液(D1)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀金。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,由此得到含金属粒子,所述含金属粒子在基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部、金金属部(不存在凸部的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起。
(实施例43)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将所述悬浊液(A1)放入含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠10g/L、乙二胺四乙酸0.5g/L、氢氧化钠5g/L的溶液,得到粒子混合液(C2)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有氰化金钾10g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸3.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金溶液(D2)(pH8.0)。
此外,用硫酸将含有氯化锡20g/L、次氮基三乙酸50g/L、硫脲2g/L和乙二胺四乙酸7.5g/L的混合溶液调节至pH7.0的镀锡镀敷液(E2)。
此外,作为锡突起形成用的还原液,制备硼氢化钠10g/L、氢氧化钠5g/L的混合液调整pH10.0,以制备还原液(F2)。
在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(C2)中缓慢地滴加所述镀金液(D2),进行无电解镀金。镀金液(D2)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀金。如此,得到粒子混合液(G2),其含有在基材粒子S1的表面上设置有金金属部的粒子。
其后,通过过滤粒子混合液(G2)而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子S1的表面上配置有金金属部。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H2)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H2)中缓慢地滴加所述镀锡液(E2),进行无电解镀锡。之后,逐渐滴加还原液(F2)得到含有锡突起核,得到在金金属部上附着有核的粒子的粒子混合液(I2)。
其后,通过对粒子混合液(I2)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到粒子,所述粒子在所述基材粒子S1的表面上配置有金金属部,形成有锡突起。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到粒子混合液(J2)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(J2)中缓慢地滴加所述镀金液(D2),进行无电解镀金。镀金液(D2)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,由此进行无电解镀金。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,得到含金属粒子,其在基材粒子S1的表面上配置有金金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起。
(实施例44)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将金属锡粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加到所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(B3)。
将粒子混合液(B3)加入含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠10g/L、乙二胺四乙酸0.5g/L、氢氧化钠5g/L的溶液中,以得到粒子混合液(C3)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有氰化金钾20g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸7.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金溶液(D3)(pH8.0)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(B3)中缓慢地滴加所述镀金液(D3),进行无电解镀金。镀金液(D3)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀金。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子S1的表面上配置有金金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例45)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将金属锡粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加到所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(B4)。
将粒子混合液(B4)加入含有金氰化钾2g/L、枸橼酸钠10g/L、乙二胺四乙酸0.5g/L、氢氧化钠5g/L的溶液中,以得到粒子混合液(C4)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有氰化金钾10g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸3.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金液(D4)(pH8.0)。
另外,制备含有硫酸镍100g/L、次磷酸钠40g/L、枸橼酸钠15g/L、硝酸铊25ppm和硝酸铋10ppm的镀镍液(E4)(pH5.5)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(B4)中缓慢地滴加所述镀金液(D4),进行无电解镀金。镀金液(D4)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀金。如上所述,得到在基材粒子S1的表面上配置有金金属部的粒子混合液(F4)。
其后,通过对粒子混合液(F4)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到粒子,所述粒子在所述基材粒子S1的表面上配置有金金属部,形成锡突起的粒子。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(G4)。
然后,在调整为50℃的分散状态的粒子混合液(G4)中缓慢地滴加所述镀镍液(E4),进行无电解镀镍。镀镍液(E4)的滴加速度为2.5mL/分钟,滴加时间为10分钟,由此进行无电解镀镍(Ni镀镍工序)。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,得到含金属粒子,其在基材粒子S1的表面上配置有金金属部以及镍-磷合金金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)突起。
(实施例46)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将金属锡粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加到所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(B5)。
将粒子混合液(B5)加入含有硝酸银5g/L、琥珀酰亚胺10g/L、乙二胺四乙酸0.1g/L、氢氧化钠5g/L的溶液中,以得到粒子混合液(C5)。
另外,作为无电解镀银液,准备含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的镀银银(D5)(pH7.0)。
然后,在调整为55℃的分散状态的粒子混合液(B5)中缓慢地滴加所述镀银液(D5),进行无电解镀银。镀银液(D5)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀银。其后,进行过滤,取出粒子并进行水洗并干燥,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有银金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例47)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将悬浊液(A1)放入含有硫酸镍25g/L、硝酸铊15ppm及硝酸铋10ppm的溶液中,得到粒子混合液(B6)。
另外,准备含有硫酸镍100g/L、次磷酸钠40g/L、枸橼酸钠15g/L、硝酸铊25ppm和硝酸铋10ppm的镀镍液(C6)(pH5.5)。
另外,作为无电解镀银液,准备含有硝酸银30g/L、琥珀酸酰亚胺100g/L以及甲醛20g/L的镀银液(D6)(pH7.0)。
然后,在调整为50℃的分散有粒子的粒子混合液(B6)中缓慢地滴加所述镀镍液(C6),进行无电解镀镍。镀镍液(D6)的滴加速度为12.5mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀镍(镀镍工序)。由此得到含有在树脂粒子的表面上配置有镍-磷合金金属部作为第一金属部的粒子的粒子混合液(E6)。
然后,通过对粒子混合液(E6)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部的粒子。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(F6)。
然后,将金属镍粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述粒子混合液(F6),得到含有在镍-磷合金金属部上附着有芯物质的粒子混合液(G6)。
然后,在调整为55℃的分散有粒子的粒子混合液(G6)中缓慢地滴加所述镀银液(D6),进行无电解镀银。镀银液(D6)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,进行无电解镀银。其后,进行过滤,取出粒子并进行水洗并干燥,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部以及银金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例48)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
然后,将金属锡粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的悬浊液(B7)。
将粒子混合液(B7)放入于含有硫酸铜20g/L以及乙二胺四乙酸30g/L的溶液中,得到粒子混合液(C7)。
另外,作为无电解镀铜液,准备通过用氨将含有硫酸铜230g/L、乙二胺四乙酸150g/L、葡糖酸钠100g/L以及甲醛35g/L的混合液调整为pH10.5而得到的镀铜液(D7)。
然后,在调整为55℃的分散有粒子的粒子混合液(B7)中缓慢地滴加所述镀铜液(D7),进行无电解铜镀。镀铜液(D7)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解铜镀。其后,进行过滤,取出粒子并进行水洗并干燥,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有铜金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例49)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将悬浊液(A1)放入含有硫酸镍25g/L、硝酸铊15ppm及硝酸铋10ppm的溶液中,得到粒子混合液(B8)。
另外,准备含有硫酸镍100g/L、次亚磷酸钠40g/L、枸橼酸钠15g/L、硝酸铊25ppm和硝酸铋10ppm的镀镍液(C8)(pH5.5)。
另外,作为无电解铜溶液,将含有130g/L硫酸铜、乙二胺四乙酸100g/L、葡萄糖酸钠80g/L和甲醛30g/L的混合溶液用氨调节至pH10.5,以制备铜镀敷液(D8)。
在调整为50℃的分散状态的粒子混合液(B8)中缓慢地滴加所述镀镍液(C8),进行无电解镀镍。镀镍液(C8)的滴加速度为12.5mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀镍(镀镍工序)。由此得到含有在树脂粒子的表面上配置有镍-磷合金金属部作为第一金属部的粒子的粒子混合液(E8)。
然后,通过对粒子混合液(E8)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部的粒子。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(F8)。
然后,将金属镍粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述粒子混合液(F8),得到含有在镍-磷合金金属部上附着有芯物质的粒子混合液(G8)。
然后,在调整为55℃的分散有粒子的粒子混合液(G8)中缓慢地滴加所述镀铜液(D8),进行无电解镀铜。镀铜液(D8)的滴加速度为25mL/分钟,滴加时间为15分钟,进行无电解镀铜。其后,通过进行过滤,取出粒子并进行水洗并干燥,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部以及铜金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例50)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将悬浊液(A1)放入含有硫酸镍25g/L、硝酸铊15ppm及硝酸铋10ppm的溶液中,得到粒子混合液(B9)。
准备含有硫酸镍100g/L、次亚磷酸钠40g/L、枸橼酸钠15g/L、硝酸铊25ppm和硝酸铋10ppm的镀镍液(C9)(pH5.5)。
另外,作为无电解镀锡液,通过硫酸将氯化锡20g/L、次氮基三乙酸50g/L、硫脲2g/L、硫代苹果酸1g/L、乙二胺四乙酸7.5g/L、三氯化钛15g/L的混合物调整为pH7.0而得到镀锡溶液(D9)。
然后,在调整为50℃的分散有粒子的粒子混合液(B9)中缓慢地滴加所述镀镍液(C9),进行无电解镀镍。镀镍液(C9)的滴加速度为12.5mL/分钟,滴加时间为30分钟,进行无电解镀镍(镀镍工序)。由此得到含有在树脂粒子的表面上配置有镍-磷合金金属部作为第一金属部的粒子的粒子混合液(E9)。
然后,通过对粒子混合液(E9)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部的粒子。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份中并使其分散,由此得到粒子混合液(F9)。
然后,将金属锡粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述粒子混合液(F9),得到含有在镍-磷合金金属部上附着有芯物质的粒子混合液(G9)。
然后,在调整为70℃的分散状态的粒子混合液(G9)中缓慢地滴加所述镀锡液(D9),进行无电解镀锡。镀锡液(D9)的滴加速度为30mL/分钟,滴加时间为25分钟,进行无电解镀锡。其后,进行过滤,取出粒子并进行水洗并干燥,由此得到在所述基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部以及锡金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例51)
(1)聚硅氧烷低聚物的制备
在设置于温浴槽内的100ml的可拆式烧瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷1重量份和0.5重量%对甲苯磺酸水溶液20重量份。在40℃下搅拌1小时后,添加碳酸氢钠0.05重量份。其后,添加二甲氧基甲基苯基硅烷10重量份、二甲基二甲氧基硅烷49重量份、三甲基甲氧基硅烷0.6重量份以及甲基三甲氧基硅烷3.6重量份,进行1小时搅拌。其后,添加10重量%氢氧化钾水溶液1.9重量份,升温至85℃,一边用吸引器进行减压,一边搅拌10小时,进行反应。反应结束后,返回到常压并冷却至40℃,添加乙酸0.2重量份,在分液漏斗内静置12小时以上。取出两层分离后的下层,用蒸发器进行纯化,由此得到聚硅氧烷低聚物。
(2)有机硅粒子材料(含有有机聚合物)的制作
准备在得到的聚硅氧烷低聚物30重量份中溶解有叔丁基-2-乙基过氧化己酸酯(聚合引发剂、日油株式会社制造的“Perbutyl O”)0.5重量份的溶解液A。另外,在离子交换水150重量份中,混合月桂基硫酸三乙醇胺盐40重量%水溶液(乳化剂)0.8重量份和聚乙烯基醇(聚合度:约2000、皂化度:86.5~89摩尔%、日本合成化学株式会社制造的“GOHSENOLGH-20”)的5重量%水溶液80重量份,由此准备水溶液B。在设置于温浴槽中的可拆式烧瓶中放入所述溶解液A之后,添加所述水溶液B。其后,通过使用Shirasu PorousGlass(SPG)膜(细孔平均直径约1μm)而进行乳化。其后,升温至85℃,进行9小时聚合。将聚合后的粒子的总量通过离心分离进行水清洗,进行冻结干燥。干燥后,用球磨机对粒子进行粉碎直到凝聚体成为目标比值(平均2次粒径/平均1次粒径),得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子S2)。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S2,除此以外,以与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例52)
使用两末端丙烯酸硅油(信越化学工业株式会社制造的“X-22-2445”)代替聚硅氧烷低聚物,除此以外,以与实施例51相同的方式得到粒径为3.0μm的有机硅粒子(基材粒子S3)。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S3,与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例53)
准备与基材粒子S1仅粒径不同的,粒径2.0μm的基材粒子S4。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S4,除此以外,与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例54)
准备与基材粒子S1仅粒径不同的,粒径10.0μm的基材粒子S5。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S5,除此以外,与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例55)
准备与基材粒子S1仅粒径不同的,粒径35.0μm的基材粒子S6。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S6,除此以外,与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例56)
将100g二甲基丙烯酸乙二醇酯、800g丙烯酸异冰片酯、100g甲基丙烯酸环己酯和35g过氧化苯甲酰混合并均匀溶解,得到单体混合液。制备5kg聚乙烯醇1重量%水溶液并置于反应釜中。向其中加入上述单体混合物并搅拌2~4小时以调节粒径,使得单体液滴具有预定的粒径。然后,在氮气氛下在90℃下进行反应9小时以得到粒径。将得到的粒子用热水洗涤数次,然后分级操作,得到粒径为35.0μm的基材粒子S7。
将所述基材粒子S1变更为所述基材粒子S7,除此以外,以与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例57)
准备与实施例56的基材粒子S7仅粒径不同的,粒径50.0μm的基材粒子S8。将所述基材粒子S7变更为所述基材粒子S8,以与实施例42同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例58)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将金属铟粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(B17)。
将粒子混合液(B17)加入含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠10g/L、乙二胺四乙酸0.5g/L、氢氧化钠5g/L的溶液中,以得到粒子混合液(C17)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有氰化金钾20g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸7.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金溶液(D17)(pH8.0)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(B17)中缓慢地滴加所述镀金液(D17),进行无电解镀金。镀金液(D17)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀金。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,由此得到在基材粒子S1的表面上具备金金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例59)
制备实施例42的悬浊液(A1)。
将金属铟粒子浆料(平均粒径150nm)1重量份用3分钟添加于所述悬浊液(A1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(B18)。
将粒子混合液(B18)放入含有氰化金钾2g/L、枸橼酸钠10g/L、乙二胺四乙酸0.5g/L、氢氧化钠5g/L的溶液,得到粒子混合液(C18)。
另外,作为无电解镀金液,其制备含有氰化金钾10g/L、枸橼酸钠20g/L、硝酸铊5ppm、乙二胺四乙酸3.0g/L、氢氧化钠20g/L和二甲胺硼烷10g/L的镀金溶液(D18)(pH8.0)。
此外,作为锡溶液,含有氯化锡20g/L、次氮基三乙酸50g/L、硫脲2g/L和乙二胺四乙酸7.5g/L的溶液用硫酸调节至pH7.0,制备电镀溶液(E18)。
此外,作为锡突起形成用还原液,制备含有硼氢化钠10g/L、和氢氧化钠5g/L的混合液,调整至pH10.0的还原液(F18)。
然后,在调整为60℃的分散有粒子的粒子混合液(C18)中缓慢地滴加所述镀金液(D18),进行无电解镀金。镀金液(D18)的滴加速度为2mL/分钟,滴加时间为45分钟,由此进行无电解镀金。由此得到含有在基材粒子S1的表面上具备金金属部的粒子的粒子混合液(G18)。
然后,对粒子混合液(G18)进行过滤,由此取出粒子,通过水洗,得到所述基材粒子S1的表面上配置有金金属部的粒子。对该粒子充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(H18)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(H18)中缓慢地滴加所述镀锡液(E18)。之后,逐渐滴加还原液(F18)得到含有锡突起核,得到在金金属部上附着锡突起核的粒子的粒子混合液(I18)。
其后,通过对粒子混合液(I18)进行过滤,取出粒子并进行水洗,由此得到在所述基材粒子S1的表面上设置金金属部并且形成锡突起的粒子。将该粒子充分地水洗之后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到粒子混合液(J18)。
然后,在调整为60℃的分散状态的粒子混合液(J18)中缓慢地滴加所述镀金液(D18),进行无电解镀金。镀金液(D18)的滴加速度为1mL/分钟,滴加时间为10分钟,由此进行无电解镀金。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,得到在基材粒子S1的表面上配置有金金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)以及突起的含金属粒子。
(实施例60)
制备氧化钛粒子浆料(平均粒径150nm)。
将氧化铝粒子浆料变更为氧化钛粒子浆料(平均粒径150nm),除此之外,与实施例59同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例61)
制备金属镍粒子浆料(平均粒径150nm)。
将氧化铝粒子浆料变更为金属镍粒子浆料,除此之外,与实施例59同样的方式,形成金属部,得到含金属粒子。
(实施例62)
准备安装有四口可拆式盖、搅拌翼、三通活栓、冷却管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶。在所述可拆式烧瓶中,在离子交换水中称取含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧基乙基氯化铵1mmol和2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物,并使固态成分含有率为5重量%,然后,以200rpm进行搅拌,在氮气氛下于70℃下进行24小时聚合。反应结束后,进行冻结干燥,得到在表面具有铵基、平均粒径220nm及CV值10%的绝缘性粒子。
使绝缘性粒子在超声波照射下分散于离子交换水,得到绝缘性粒子为10重量%水分散液。
使实施例42中得到的含金属粒子10g分散于离子交换水500mL,添加绝缘性粒子的水分散液4g,在室温下搅拌6小时。用3μm的网眼过滤器过滤之后,进一步用甲醇进行清洗、干燥,得到附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,结果在导电性粒子的表面仅形成1层绝缘性粒子的包覆层。通过图像分析算出绝缘性粒子的包覆面积相对于距离导电性粒子的中心2.5μm处的面积的包覆率(即绝缘性粒子的粒径的投影面积),结果包覆率为30%。
(比较例3)
制备实施例42的基材粒子S1。
使用超声波分散器将10重量份的所述基材粒子S1分散于含有钯催化剂液5重量%的碱溶液100重量份中,然后,对溶液进行过滤,由此取出基材粒子S1。然后,将基材粒子S1添加于二甲基胺硼烷1重量%溶液100重量份,使基材粒子S1的表面活化。对表面已活化的基材粒子S1充分地进行水洗,然后,加入于蒸馏水500重量份并使其分散,由此得到悬浊液(a1)。
将悬浊液(a1)放入含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm以及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(b1)。
另外,准备含有硫酸镍200g/L、次亚磷酸钠85g/L、枸橼酸钠30g/L、硝酸铊50ppm以及硝酸铋20ppm的镀镍液(c1)(pH6.5)。
在调整为50℃的分散有粒子的粒子混合液(b1)中缓慢地滴加所述镀镍液(c1),进行无电解镀镍。镀镍液(C)的滴加速度为25mL/分钟,滴加时间为60分钟,进行无电解镀镍(镀镍工序)。其后,通过过滤而取出粒子,进行水洗并进行干燥,由此得到在基材粒子S1的表面上设置了镍-磷金属部,且具备金属部的含金属粒子(金属部整体的厚度:0.1μm)。
(比较例4)
将金属镍粒子浆料(三井金属株式会社制造的“2020SUS”、平均粒径150nm)1g,用3分钟添加于所述悬浊液(a1),得到含有附着有芯物质的基材粒子S1的粒子混合液(b2)。
将粒子混合液(b2)放入于含有硫酸镍50g/L、硝酸铊30ppm及硝酸铋20ppm的溶液中,得到粒子混合液(c2)。
另外,准备含有硫酸镍200g/L、次亚磷酸钠85g/L、枸橼酸钠30g/L、硝酸铊50ppm以及硝酸铋20ppm的镀镍液(d2)(pH6.5)。
然后,在调整为50℃的分散有粒子的粒子混合液(c2)中缓慢地滴加所述镀镍液(d2),进行无电解镀镍。镀镍液(d2)的滴加速度为25mL/分钟,滴加时间为60分钟,由此进行无电解镀镍(镀Ni工序)。其后,通过过滤取出粒子,进行水洗并干燥,所述含金属粒子在基材粒子S1的表面上配置有镍-磷合金金属部以及在表面具有突起的金属部(不存在突起的部分的金属部整体的厚度:0.1μm)的含金属粒子。
(评价)
关于实施例42-62以及比较例3、4实施如下评价。
(1)突起的平均高度的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,使得其含量为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心附近的。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子的突起进行观察。对得到的含金属粒子中的突起的高度进行测量,对其进行算术平均而作为突起的平均高度(a)。
(2)突起的基部的平均直径的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,并使其含量为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心附近。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子的突起进行观察。对得到的含金属粒子的突起的基部直径进行测量,对其进行算术平均而作为突起的基部的平均直径(b)。
(3)相对于含金属粒子的面积突起部分的占用面积比例(具有突起部分的表面积的比例)的测定
使用扫描式电子显微镜(FE-TEM),设定为图像倍率6000倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子进行摄影。然后,通过市售的图像解析软件进行FE-SEM照片的解析。
进行平坦化等图像处理之后,确定突起部分的面积,并求出具有突起的部分的表面积在金属部的外表面的总表面积的100%中的比例。对于20个含金属粒子,确定突起相对于金属部的外表面的所占据面积,并采用平均值。
(4)金属部整体的厚度的测定
将得到的含金属粒子添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其分散,并使其含量为30重量%,制作含金属粒子检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的含金属粒子的中心。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F”),设定为图像倍率5万倍,随机地选择20个含金属粒子,对各含金属粒子的金属部进行观察。对得到的含金属粒子的金属部整体的厚度进行测量,对其进行算术平均而作为金属部的厚度。
(5)含金属粒子的弹性模量(10%K值)
使用微压缩测试仪(Fisher制造的“Fisher scope H-100”),通过上述方法在23℃的条件下,测量所得到的含金属粒子的上述压缩弹性模量(10%K值)。测量求出10%K值。
(6)连接结构体A的金属部的突起的熔融变形以及固化状态
将得到的含有金属的粒子添加到三井化学株式会社制造的“Structbond XN-5A”中,使其含量为10重量%并使其分散,制备各向异性导电糊剂。
准备上表面具有作为L/S为30μm/30μm的铜电极图案的透明玻璃基板。另外,准备下表面具有作为L/S为30μm/30μm的金电极图案的半导体芯片。
在所述透明玻璃基板上涂敷制作之后的各向异性导电糊剂,形成各向异性导电糊剂层,使得厚度为30μm。然后,在各向异性导电糊剂层上叠层所述半导体芯片,并使电极L彼此对置。其后,一边调整头的温度使各向异性导电糊剂层的温度为250℃,一边在半导体芯片的上表面载置加压加热头,施加0.5MPa的压力而使各向异性导电糊剂层在250℃下固化,得到连接结构体A。为了得到连接结构体A,将电极间以0.5MPa的低压进行连接。
将得到的连接结构体A添加于Kulzer公司制造的“Technovit4000”并使其固化,制作连接结构体检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,并使得剖面通过分散于该检查用埋入树脂中的连接结构体的中心附近。
而且,使用电场放射型透过电子显微镜(FE-TEM),观察得到的连接结构体A。含金属粒子的突起的金属部的突起熔融变形后,判断是否固化。
[金属部的突起的熔融变形以及固化状态的判断基准]
A:金属部的突起在熔融变形后发生了固化
B:金属部的突起在熔融变形后未发生固化
(7)连接结构体A的金属部的突起的接合状态
在所述(6)的评价中得到的连接结构体A,观察连接结构体A的剖面,判断金属部的突起的接合状态。
[金属部的突起的接合状态的判断基准]
A:连接部中,含金属粒子的金属部的突起发生了熔融变形后固化,与电极以及其他含金属粒子实现了接合
B:连接部中,含金属粒子的金属部的突起熔融发生了变形后固化,未与电极以及其他含金属粒子接合
(8)连接结构体A的金属部的突起的扩散状态
在所述(6)的评价中得到的连接结构体A,观察连接结构体A的剖面,判断金属部的突起的扩散状态。
然后,使用透过电子显微镜FE-TEM(日本电子株式会社JEM-2010FEFJ),通过能量分散型X射线分析装置(EDS),将含金属粒子和铜电极以及金电极接触部分通过射线分析或者元素映射,观察金属部的突起的扩散状态。
[金属部的突起的扩散状态的判断基准]
A:连接部中,含金属粒子的金属部突起与铜电极图案以及金电极发生金属扩散
B:连接部中,含金属粒子的金属部突起与铜电极图案以及金电极未发生金属扩散
(9)连接结构体A的连接可靠性
利用4端子法对所述(6)的评价中得到的连接结构体A15个上下电极间的连接电阻进行测定。算出连接电阻的平均值。需要说明的是,可以由电压=电流×电阻的关系,通过对使一定的电流流过时的电压进行测定而求出连接电阻。用下述的基准判定连接可靠性。
[连接可靠性的判定基准]
○○○:连接电阻为1.0Ω以下
○○:连接电阻超过1.0Ω且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
(10)连接结构体B的金属部的突起的熔融变形及固化状态
将得到的含金属粒子添加于日本superior株式会社制造的“ANP-1”(含有含金属原子粒子)并使其分散,使含量为5重量%,制作烧结银糊剂。
作为第一连接对象部件,准备在连接面上实施有Ni/Au镀的功率半导体元件。作为第二连接对象部件,准备在连接面上实施有Cu镀的氮化铝基板。
在第二连接对象部件上,涂布所述烧结银糊剂,形成连接用银糊剂层,并使得厚度成为约70μm。其后,在连接用银糊剂层上叠层所述第一连接对象部件,得到叠层体。
将得到的叠层体在130℃的电热板下预热60秒钟,其后,对叠层体施加10MPa的压力,在300℃下加热3分钟,由此使烧结银糊剂中所含的所述含金属原子的粒子烧结,形成含有烧结物和含金属粒子的连接部,利用该烧结物对所述第一连接对象部件、第二连接对象部件进行接合,得到连接结构体B。
将得到的连接结构体放入于Kulzer公司制造的“Technovit4000”而使其固化,制作连接结构体检查用埋入树脂。使用离子铣削装置(日立高科技株式会社制造的“IM4000”)切出含金属粒子的剖面,使得剖面通过该检查用埋入树脂中的连接结构体的中心附近。
而且,通过使用扫描型电子显微镜(FE-SEM)对得到的连接结构体B进行剖面观察。判定是否在含金属粒子的金属部的突起发生了熔融之后进行了固化。
[金属部的突起的熔融变形及固化状态的判定基准]
A:金属部的突起发生了熔融变形后进行了固化
B:金属部的突起发生了熔融变形未进行固化
(11)连接结构体B中的金属部的突起的接合状态
对所述(10)的评价中得到的连接结构体B,通过剖面观察连接结构体B,判定金属部的突起的接合状态。
[金属部的突起的接合状态的判定基准]
A:在连接部中,含金属粒子中的金属部的突起在发生了熔融变形之后进行固化,与电极及其它含金属粒子实现了接合。
B:在连接部中,含金属粒子中的金属部的突起发生了熔融变形之后进行固化,不与电极及其它含金属粒子接合。
(12)连接结构体B的连接可靠性
将所述(10)的评价中得到的连接结构体B添加于冷热冲击试验机(ESPEC株式会社制造:TSA-101S-W),将在最低温度-40℃下保持时间30分钟,并在最高温度200℃下保持时间30分钟的处理条件设为1个循环,在3000个循环后以剪切强度试验机(Rhesca株式会社制造:STR-1000)测定接合强度。
[连接可靠性的判定基准]
○○○:接合强度为50MPa以上
○○:接合强度超过40MPa且50MPa以下
○:接合强度超过30MPa且40MPa以下
△:接合强度超过20MPa且30MPa以下
×:接合强度为20MPa以下
(13)连接结构体B中的功率半导体元件的平坦度
利用高精度激光位移计(基恩士株式会社制造的“LK-G5000”)测量在上述(10)的评估中得到的连接结构体B的功率半导体元件的平坦度的最大位移量和最小位移量。根据得到测量值,通过以下等式确定所述平坦度。
平坦度(μm)=最大位移(μm)-最小位移(μm)
[平坦度的判断标准]
○○○:平面度小于0.5μm
○○:平坦度超过0.5μm且1μm以下
○:平坦度超过1μm且5μm以下
△:平坦度超过5μm且10μm以下
×:平坦度超过10μm
详细内容和结果显示于表11~13。
[表11]
Figure BDA0002402279460001241
[表12]
Figure BDA0002402279460001251
[表13]
Figure BDA0002402279460001261
需要说明的是,突起中的球状包含球的一部分的形状。另外是比较例4中,即使加热至400℃,也确认到突起的成分并未发生金属扩散,突起并未发生熔融变形。
需要说明的是,形成含有焊料的金属部的实施例42~62的含金属粒子在连接结构体中,焊料和电极材料进行合金化,与含金属原子粒子的电极接触的部分含有焊料合金。
标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G…含金属粒子
1a、1Aa、1Ba、1Ca、1Da、1Ea、1Fa、1Ga…突起
2…基材粒子
3、3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G…金属部(金属层)
3a、3Aa、3Ba、3Ca、3Da、3Ea、3Fa、3Ga…突起
3BX…金属粒子
3CA、3GA…第一金属部
3CB、3GB…第二金属部
3Da、3Ea、3Fa、3Ga…凸部
3Db、3Eb、3Fb、3Gb…突起
4E…芯物质
5、5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G…金属膜
11、11A、11B、11C、11D、11E…含金属粒子
11a、11Aa、11Ba、11Ca、11Da、11Ea…突起
13、13A、13B、13C、13D、13E…金属部(金属层)
13a、13Aa、13Ba、13Ca、13Da、13Ea…突起
13X、13AX、13BX、13CX、13DX、13EX…第一金属部
13Y、13AY、13BY、13CY、13DY、13EY…第二金属部
13AZ、13BZ…第三金属部
21…导通检查用部件
22…基体
22a…贯通孔
23…导电部
31…BGA基板
31A…多层基板
31B…焊料球
32…电流计
41…导通检查用部件
42…基体
42a…贯通孔
43…导电部
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
61…连接结构体
62…第一连接对象部件
63、64…第二连接对象部件
65、66…连接部
67…其它含金属粒子
68、69…散热槽

Claims (31)

1.一种含金属粒子,其为在外表面具有多个突起的含金属粒子,并且具备:
基材粒子;
金属部,其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起,以及
金属膜,其覆盖所述金属部的外表面,
所述含金属粒子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。
2.根据权利要求1所述的含金属粒子,其中,
所述金属膜包覆所述金属部的所述突起的前端。
3.根据权利要求1或2所述的含金属粒子,其中,所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分能够在400℃以下熔融。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属膜的厚度为0.1nm以上且50nm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属膜的材料包含金、钯、铂、铑、钌或铱。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子在外表面具有多个凸部,
所述含金属粒子在所述凸部的外表面具有所述突起。
7.根据权利要求6所述的含金属粒子,其中,
所述凸部的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的平均高度之比为5以上且1000以下。
8.根据权利要求6或7所述的含金属粒子,其中,所述凸部的基部的平均直径为3nm以上且5000nm以下。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的外表面的表面积100%中,存在所述凸部的部分的表面积为10%以上。
10.根据权利要求6~9中任一项所述的含金属粒子,其中,所述凸部的形状为针状或者为球体的一部分的形状。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟或锌。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属部的材料不是焊料。
13.一种含金属粒子,其具备:
基材粒子、以及
配置于所述基材粒子的表面上的金属部,
其中,所述金属部在外表面具有多个突起,
所述金属部的所述突起包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分,或者所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形,
所述金属部中不存在所述突起的部分的熔点超过400℃。
14.根据权利要求13所述的含金属粒子,其中,所述金属部的所述突起含有能够在400℃以下发生金属扩散的成分。
15.根据权利要求13或14所述的含金属粒子,其中,所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形。
16.根据权利要求13~15中任一项所述的含金属粒子,其中,
所述金属部的所述突起包含焊料。
17.根据权利要求16所述的含金属粒子,其中,所述金属部的所述突起的焊料的含量为50重量%以上。
18.根据权利要求13~17中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属部中不存在所述突起的部分不包含焊料或者含有40重量%以下的焊料。
19.根据权利要求13~18中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属部外表面的表面积整体100%中,具有所述突起的部分的表面积为10%以上。
20.根据权利要求1~19中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的顶角的平均为10°以上且60°以下。
21.根据权利要求1~20中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的平均高度为3nm以上5000nm以下。
22.根据权利要求1~21中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的基部的平均直径为3nm以上1000nm以下。
23.根据权利要求1~22中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的基部的平均直径之比为0.5以上且10以下。
24.根据权利要求1~23中任一项所述的含金属粒子,其中,所述含金属粒子的所述突起的形状为针状或球体的一部分的形状。
25.根据权利要求1~24中任一项所述的含金属粒子,其中,所述金属部的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟、锌、镍、钴、铁、钨、钼、钌、铂、铑、铱、磷或硼。
26.根据权利要求1~25中任一项所述的含金属粒子,其压缩10%时的压缩弹性模量为100N/mm2以上且25000N/mm2以下。
27.一种连接材料,其具备权利要求1~26中任一项所述的含金属粒子和树脂。
28.一种连接结构体,其具备:
第一连接对象部件、
第二连接对象部件、以及
将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部,
所述连接部的材料为权利要求1~26中任一项所述的含金属粒子、或者为含有所述含金属粒子和树脂的连接材料。
29.一种连接结构体的制造方法,其包括:
在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间,配置权利要求1~26中任一项所述的含金属粒子,或者配置含有所述含金属粒子和树脂的连接材料的工序;
对所述含金属粒子进行加热,使所述金属部的所述突起的前端熔融,熔融后使其固化,利用所述含金属粒子或所述连接材料形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部的工序,或者加热所述含金属粒子,使所述金属部的所述突起的成分发生金属扩散或熔融变形,利用所述含金属粒子或者所述连接材料形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部的工序。
30.一种导通检查用部件,其具备:
含有通孔的基体和导电部,
多个所述通孔设置于所述基体,
所述导电部设置于所述通孔内,
所述导电部的材料含有权利要求1~26中任一项所述的含金属粒子。
31.一种导通检查装置,其具备:
电流计、以及
权利要求30所述的导通检查用部件。
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