CN115458206A - 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体 - Google Patents

导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体 Download PDF

Info

Publication number
CN115458206A
CN115458206A CN202210997623.5A CN202210997623A CN115458206A CN 115458206 A CN115458206 A CN 115458206A CN 202210997623 A CN202210997623 A CN 202210997623A CN 115458206 A CN115458206 A CN 115458206A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive
particles
conductive portion
particle
conductive particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210997623.5A
Other languages
English (en)
Inventor
大秦嘉代
真原茂雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Publication of CN115458206A publication Critical patent/CN115458206A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/12Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0026Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够有效地提高电极之间导通可靠性,能有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂的导电性粒子。本发明的导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部,其设置于所述第一导电部中的外表面上,使用电子显微镜观察所述第二导电部中的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。

Description

导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结 构体
本申请是中国申请号为201880030129.3、发明名称为“导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体”且申请日为2018年6月21日的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种例如用于对电极间进行电连接的导电性粒子。另外,本发明涉及所述导电性粒子的制造方法、使用所述导电性粒子的导电材料以及连接结构体。
背景技术
各向异性导电糊剂和各向异性导电膜等各向异性导电材料是众所周知的。该各向异性导电材料中,导电性粒子分散于粘合剂树脂中。另外,作为导电性粒子,可以使用导电层的表面经过绝缘处理的导电性粒子。
所述各向异性导电材料用于得到各种连接结构体。作为通过所述各向异性导电材料的连接,例如,可列举:挠性印刷基板与玻璃基板(FOG(Film on Glass))的连接、半导体芯片与挠性印刷基板(COF(Chip on Film)的连接、半导体芯片与玻璃基板(COG(Chip onGlass))之间的连接、挠性印刷基板与玻璃环氧基板(FOB(Film on Board)之间的连接等。
作为所述导电性粒子的一个例子,下述专利文献1公开了具备基材粒子和覆盖该基材粒子的表面的导电性金属层的导电性粒子。所述基材粒子是玻璃化转变温度(Tg)为50℃以上且100℃以下的聚合物粒子。所述导电金属层的厚度为0.01μm~0.15μm。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-064559号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
近年来,随着各种电子设备的开发,基板材料也变得多样化。例如,已经开发出弯曲面板、可自由弯曲的挠性面板等。由于所述弯曲面板等需要柔韧性,正在讨论作为用于弯曲面板等的挠性部件,使用聚酰亚胺基板等塑料基板代替传统的玻璃基板。
将半导体芯片等直接安装于塑料基板上时,由于塑料基板容易由安装时的温度或压力而产生变形或破裂,因此需要使安装时的温度或压力尽可能低。若降低安装时的温度或压力,导电性粒子在电极之间进行导电连接时不能充分变形。结果,可能难以充分确保导电性粒子与电极之间的接触面积。另外,使进行了压缩的导电性粒子恢复其原始形状的力起作用,可能会产生称为回弹的现象。发生回弹时,有时难以在导电性粒子和电极之间维持充分的接触面积。结果,有时电极间的导通可靠性降低。
此外,通过使用专利文献1中所述的现有导电性粒子,即使在安装时的温度或压力低时,也可以在某种程度上表现出高连接可靠性。然而,由于基材粒子相对柔软,有时由于外部冲击该导电性粒子容易产生导电性金属层破裂(导电部破裂)。对于传统的导电性粒子,难以防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
本发明的目的在于提供一种能够有效地提高电极之间导通可靠性,能有效地防止外部冲击导致导电部破裂的导电性粒子。另外,本发明提供使用所述导电性粒子的制造方法、使用了所述导电性粒子的导电材料和连接结构体。
解决技术问题的技术手段
根据本发明的广泛方面,提供一种导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部,其设置于所述第一导电部中的外表面上,使用电子显微镜观察所述第二导电部中的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
根据本发明的广泛方面,提供一种导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部,其设置于所述第一导电部中的外表面上,使用电子显微镜观察所述第二导电部中的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。
根据根据的导电性粒子的特定方面,所述导电性粒子满足下述式(1),并且在25℃的压缩恢复率为10%以下,
A≤5500-B×100…式(1)
所述式(1)中,A为所述导电性粒子的10%K值(N/mm2),B为所述导电性粒子的平均粒径(μm)。
根据本发明的导电性粒子的特定方面,其平均粒径为3μm以上且30μm以下。
根据本发明的导电性粒子的特定方面,其中,所述第二导电部包括金、银、钯、铂、铜、钴、钌、铟或锡。
根据本发明的导电性粒子的特定方面,其中,包含于所述第一导电部中的金属的电离趋势大于包含于所述第二导电部中的金属的电离趋势。
根据的导电性粒子的特定方面,其中,所述第一导电部包含镍和磷。
根据本发明的导电性粒子的特定方面,其中,在所述第一导电部中的厚度方向上,所述第一导电部中的所述第二导电部侧的磷含量大于所述第一导电部中的所述基材粒子侧的磷含量。
根据本发明的广泛方面,提供一种导电性粒子的制造方法,其包括以下工序:使用具备基材粒子以及设置于所述基材粒子表面上的第一导电部的导电性粒子,并在所述第一导电部的外表面上,施加镀敷处理而设置第二导电部的工序,其中,形成所述第二导电部,并使得使用电子显微镜观察所述第二导电部中的外表面时,以不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
根据本发明的广泛方面,提供一种导电材料,其包含:所述的导电性粒子以及粘合剂树脂。
根据本发明的广泛方面,提供一种连接结构体,其具备:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、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导电性粒子,或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料,所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。
发明效果
本发明的一种导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部,其设置于所述第一导电部的外表面上,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。本发明的导电性粒子,由于具备所述技术特征,可以有效地提高电极间的导通可靠性,有效地防止外部冲击导致的导电部的破裂。
本发明的导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部,其设置在所述第一导电部的外表面上,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。本发明的导电性粒子的制造方法,由于具备所述构技术特征,可以有效地提高电极间的导通可靠性,可以有效防止外部冲击导致的导电部的破裂。
本发明的导电性粒子的制造方法,其包括以下工序:使用具备基材粒子以及设置于所述基材粒子表面上的第一导电部的导电性粒子,并在所述第一导电部的外表面上,施加镀敷处理而设置第二导电部的工序,其中,形成所述第二导电部,并使得使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。本发明的导电性粒子的制造方法,由于具备所述技术特征,可以有效地提高电极间的导通可靠性,可以有效防止外部冲击导致的导电部的破裂。
附图说明
图1是显示本发明的第一实施方式的导电性粒子的剖面图;
图2是显示本发明的第二实施方式的导电性粒子的剖面图;
图3是示意性显示使用本发明的第一实施方式的导电性粒子的连接结构体的剖面图;
图4是显示实施例1所制造的导电性粒子的表面的图像的图;
图5是显示比较例1所制造的导电性粒子的表面的图像的图;
具体实施方式
以下将详细说明本发明的具体实施方式。
(导电性粒子)
本发明的一种导电性粒子,其具备:基材粒子、第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及第二导电部、其设置于所述第一导电部的外表面上。本发明的导电性粒子,优选使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。在该情况下,本发明的导电性粒子,存在所述针孔的情况下,计算出1μm2的所述针孔的个数为1个以下。本发明的导电性粒子中,计算的所述针孔的长度方向上的最大长度为50nm以上。在该情况下,本发明的导电性粒子,在存在所述针孔的情况下,计算出每1μm2的所述针孔的个数为1个以下。就本发明的导电性粒子而言,计算的所述针孔的最大长度方向上的尺寸为50nm以上。
就本发明的导电性粒子而言,以电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,优选不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。在这种情况下,就本发明的导电性粒子而言,计算出1μm2的所述针孔的个数为1个以下。就本发明的导电性粒子而言,计算的所述针孔的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下。
本发明由于具备所述技术特征,可以有效地提高电极间的导通可靠性,有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
即使在安装时的温度和压力低的条件下,也得到具有高连接可靠性的连接结构体,有必要使用具有相对柔软的基材粒子的导电性粒子。但是,具有相对柔软的基材粒子的导电性粒子,导电部容易由于外部冲击而产生的破裂。本发明的发明人深入讨论抑制由于外部冲击而导致的导电部的破裂,结果发现,由于外部冲击引起的导电部的破裂是用于形成导电性粒子的导电部的置换镀金处理产生的针孔引起的。本发明的本发明人发现使用具有相对柔软的基材粒子的导电性粒子中,以针孔为起点发生了外部冲击导致的导电部的破裂。本发明由于具备所述技术特征,可以有效地防止外部冲击导致的导电部的破裂。
例如,所述针孔是在由镀镍形成的第一导电部的表面上,通过置换镀金形成第二导电部时,镍以离子形式溶出而形成。例如,所述第一导电部中的金属溶出时,所述第一导电部的缺失部分是针孔。
本发明的导电性粒子中,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,优选不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
本发明的导电性粒子,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,存在所述针孔的情况下,存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,优选存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。所述针孔的个数在所述优选范围内的情况下,可以更进一步有效地提高电极间的导通可靠性,可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
就本发明的导电性粒子而言,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,优选不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。
本发明的导电性粒子,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,存在所述针孔的情况下,存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。从更进一步有效地提高电极间的导通可靠性的观点出发,以及更进一步有效地防止外部冲击引起的导电部的破裂的观点出发,最大长度方向上的尺寸为50nm以上的所述针孔的最大长度方向上的尺寸优选为150nm以下,更优选为100nm以下。使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,优选最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔的个数以0.1个/μm2以下而存在。所述针孔的个数在所述优选范围时,可以更进一步有效地提高电极间的导通可靠性,更进一步有效地防止外部冲击引起的导电部的破裂。
关于有无所述针孔,例如,可以通过电子显微镜观察任意的导电性粒子而确认。具体而言,在任意导电性粒子的外周朝向内侧0.5μm部分以外的部分,通过用电子显微镜观察任意五个位置来确定,可以确认是否存在所述针孔。
例如,可以通过用电子显微镜观察任意导电性粒子来计算所述针孔的最大长度方向上的尺寸。所述针孔的最大长度方向上的尺寸是通过将针孔的外周上的两个点连接成直线的距离,是将该针孔的外周上的两个点连接成直线的距离最大的尺寸。
所述针孔的形状没有特别限制。所述针孔的形状可以是圆形的,也可以是圆形以外的形状。所述针孔的形状是圆形时,所述针孔的最大长度方向上的尺寸相当于最大直径。
通常,通过无电解镀敷等形成导电部时,可能形成未形成导电部的微小区域。该区域的最大长度方向尺寸通常小于50nm,在本发明中,这些小区域不包括于所述针孔中。
从更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性的观点出发,所述导电性粒子优选满足下式(1)的关系。
A≤5500-B×100…式(1)
所述式(1)中,A为所述导电性粒子的10%K值(N/mm2),B为所述导电性粒子的平均粒径(μm)。
从进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发,所述导电性粒子的10%K值优选为500N/mm2以上,更优选为1000N/mm2以上,并且优选为4500N/mm2以下,更优选4000N/mm2以下。
所述导电性粒子的10%K值(当导电性粒子被压缩10%时的压缩模量)可以如下测量。
使用微压缩测试仪,在压力速度为0.33mN/s,最大测试载荷为20mN的条件下,用圆柱(直径100μm,金刚石制)的光滑压头端面对一个导电性粒子进行压缩。测量此时的载荷值(N)和压缩位移(mm)。根据得到的测量值,可以通过以下等式确定25℃下的10%K值(10%压缩模量)。作为所述微压缩试验机,例如,可以使用株式会社岛津制作所制造的“微压缩试验机MCT-W200”、Fisher公司制造的“Fisher Scope H-100”等。所述导电性粒子在25℃下的10%K值优选通过对25℃下任意选择50个导电性粒子的10%K值进行平均来计算。
10%K值(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F:导电性粒子被压缩变形10%时的载荷值(N)
S:导电性粒子被压缩变形10%时的压缩位移(mm)
R:导电性粒子半径(mm)
所述K值普遍且定量地表示导电性粒子的硬度。通过使用所述K值,可以定量且唯一地表示导电性粒子的硬度。
从更进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发,所述导电性粒子在25℃下的压缩恢复率优选为10%以下,更优选为8%以下。所述导电性粒子在25℃下的压缩恢复率的下限没有特别限制。所述导电性粒子在25℃下的压缩恢复率可以是3%以上。
所述导电性粒子在25℃下的压缩恢复率可以如下测量。
在样品台上散布导电性粒子。对一个分散的导电性粒子,使用微压缩测试仪,在25℃下,以圆柱体的平滑压头端面(直径100μm,金刚石制),沿导电性粒子的中心方向,在粒径为10μm以上的情况下,施加载荷(反向载荷值)至50mN,当粒径小于10μm的情况下,施加载荷(反向载荷值)至10mN。然后,解除载荷直到原点用载荷值(0.40mN)。可以在该期间的载荷-压缩位移进行测定,可以根据以下等式确定25℃下的压缩恢复率。需要说明的是,载荷速度为0.33mN/sec。作为所述微压缩试验机,例如,可以使用株式会社岛津制作所制造的“微压缩试验机MCT-W200”,由Fisher公司制造的“Fisher Scope H-100”等。
压缩恢复率(%)=[L2/L1]×100
L1:施加载荷时从原点用载荷值到回弹载荷值的压缩位移
L2:释放载荷时从回弹载荷值到原点用载荷值的除荷位移
由于所述导电性粒子具有所述压缩特性,因此导电性粒子可适合用于弯曲部分的导电连接用途。所述导电性粒子用于弯曲部分中的导电连接时,有效地表现出特别优异的导通可靠性。
所述导电性粒子具有所述压缩特性,因此优选用于挠性部件的电极的导电连接,更优选用于弯曲状态的挠性部件的电极的导电连接用途。通过使用所述导电性粒子,挠性部件可以以弯曲状态使用,并发挥高传导可靠性。
作为使用了挠性部件的连接结构体,可列举挠性面板等。挠性面板可用作曲面面板。所述导电性粒子优选用于形成挠性面板的连接部,并且优选用于形成曲面面板的连接部。
所述导电性粒子的平均粒径优选为3μm以上,更优选为5μm以上,进一步优选为7μm以上,特别优选为10μm以上,优选为1000μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为30μm以下,特别优选25μm以下,最优选20μm以下。所述导电性粒子的平均粒径为3μm以上且30μm以下时,导电性粒子可以优选用于导电连接用途。所述导电性粒子的平均粒径在所述下限以上且所述上限以下时,可以更进一步有效地降低电极之间的连接电阻,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性。
所述导电性粒子的平均粒径更优选为数均粒径。所述导电性粒子的平均粒径可以是,例如,用电子显微镜或光学显微镜观察的50个任意导电性粒子,计算出平均值而求出;或者使用激光衍射粒度分布测量装置进行多次测量,计算测量结果的平均值而求出。
导电性粒子的粒径的变异系数优选尽可能低,但通常为0.1%以上,优选为10%以下,更优选为8%以下,进一步优选为5%以下。所述导电性粒子的粒径的变异系数在所述下限以上且所述上限以下时,可以更进一步提高导通可靠性。其中,所述导电性粒子的粒径的变异系数可以小于5%。
所述变异系数(CV值)可以如下测量。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:导电性粒子的粒径的标准偏差
Dn:导电性粒子的平均粒径
所述导电性粒子的形状没有特别限制。所述导电性粒子的形状可以是球形,也可以是扁平状等球形之外的形状。
然后,参考附图说明本发明的具体实施方式。本发明不限于以下实施方式,在不损害本发明的特征的范围内,可以适当地修改或改进以下实施方式。需要说明的是,在参考的附图中,为了便于说明,适当改变实际尺寸和厚度等。
图1是显示本发明的第一实施方式的导电性粒子的剖面图;
图1所示的导电性粒子1包括基材粒子2、第一导电部3和第二导电部4。第一导电部3设置于基材粒子2的表面上。第二导电部4设置于第一导电部3的表面上。第一导电部3设置于基材粒子2和第二导电部4之间。第一导电部3与基材粒子2的表面接触。第一导电部3覆盖基材粒子2的表面。第二导电部4与第一导电部3的表面接触。第二导电部4覆盖第一导电部3的表面。导电性粒子1是包覆粒子,所述包覆粒子是通过基材粒子2的表面被第一导电部3和第二导电部4包覆而形成。第二导电部4位于导电部的最外侧表面上并且是最外层。导电性粒子1中,形成有多层导电部。
图1所示的导电性粒子1中针孔的存在状态满足所述技术特征。
导电性粒子1中,第一导电部3覆盖基材粒子2的整体表面,形成导电层。
所述第一导电部可以覆盖所述基材粒子的整体表面,可以不覆盖所述基材粒子的整体表面。所述第一导电部可以形成对所述基材粒子的整体表面进行包覆的导电层,也可以部形成对所述基材粒子的整体表面进行包覆的导电层。所述第一导电部可以是导电层。所述导电性粒子可以具有所述基材粒子未被所述第一导电部包覆的区域。
导电性粒子1中,第二导电部4对第一导电部3的整体表面进行包覆,形成导电层。所述第二导电部可以对所述第一导电部的整体表面进行包覆,也可以不对所述第一导电部的整体表面进行包覆。所述第二导电部可以形成对所述第一导电部的整体表面进行包覆的导电层,也可以形成不对所述第一导电部的整体表面进行包覆的导电层。所述第二导电部可以是导电层。所述导电性粒子可以具备所述第一导电部未被所述第二导电部包覆的区域。
导电性粒子1不具备芯物质。导电性粒子1在导电部外表面不具有突起。导电性粒子1为球状。第一导电部3以及第二导电部4在外表面不具备突起。如上所述,本发明的导电性粒子在导电部的表面可以不具有突起,也可以为球状。另外,导电性粒子1不具有绝缘性物质。其中,导电性粒子1可以具有设置于第二导电部4的外表面上的绝缘性物质。
另外,导电性粒子1中,第一导电部3直接叠层于基材粒子2的表面上。就所述导电性粒子而言,在所述基材粒子和所述第一导电部之间可以设置有其他导电部。所述导电性粒子在所述基材粒子的表面上,通过其他导电部也可以设置所述第一导电部。
图2是显示本发明的第二实施方式的导电性粒子的剖面图。
图2所示的导电性粒子21具备基材粒子2、第一导电部22、第二导电部23、多个芯物质24以及绝缘性物质25。第一导电部22设置于基材粒子2的表面上。第二导电部23设置于第一导电部22的表面上。多个芯物质24设置于基材粒子2的表面上。第一导电部22以及第二导电部23对基材粒子2以及多个芯物质24进行包覆。导电性粒子21是基材粒子2以及芯物质24的表面被第一导电部22以及第二导电部23包覆而形成的包覆粒子。
导电性粒子21在导电部的外表面具有多个突起21a。第一导电部22以及第二导电部23在外表面具备多个突起22a以及23a。多个芯物质24埋入于第一导电部22以及第二导电部23内。芯物质24设置于突起21a、22a以及23a的内侧。由于多个芯物质24,第一导电部22以及第二导电部23的外表面隆起,形成突起21a、22a以及23a。如上所述,所述导电性粒子可以在导电部的外表面具备突起。另外,所述导电性粒子可以在第二导电部的外表面具有突起而在第一导电部的外表面部具有突起。所述导电性粒子可以在第二导电部的内部或内侧具备使第二导电部的表面隆起的多个芯物质,使得形成多个突起。所述芯物质可以位于第一导电部内侧,也可以位于第一导电部内部,还可以位于第一导电部外侧。
导电性粒子21使用多个芯物质24用以形成突起21a、22a及23a。所述导电性粒子可以不使用多个所述芯物质用来形成所述突起。所述导电性粒子可以不具备多个所述芯物质。
导电性粒子21具有设置于第二导电部23的外表面上的绝缘性物质25。第二导电部23的外表面的至少一部分区域由绝缘性物质25所包覆。绝缘性物质25是由具有绝缘性的材料形成,是绝缘性粒子。如上所述,所述导电性粒子可以具有设置于导电部外表面上的绝缘性物质。其中,所述导电性粒子可以未必一定具有绝缘性物质。
以下将详细说明导电性粒子的其他详细情况。需要说明的是,在下面的说明中,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的一种或两种,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”中的一种或两种。。
(基材粒子)
作为所述基材粒子,可列举树脂粒子、除金属粒子的无机粒子、有机-无机杂化粒子以及金属粒子等。所述基材粒子优选为除金属粒子外的基材粒子,更优选树脂粒子、除金属粒子的无机粒子或有机-无机杂化粒子。所述基材粒子可以是核-壳粒子,所述核-壳粒子具有核和设置于核表面上的壳。
所述基材粒子更优选为树脂粒子或有机-无机杂化粒子,可以是树脂粒子,也可以是有机-无机杂化粒子。通过使用这些优选的基材粒子,可以更进一步有效地发挥本发明的效果,可以得到更进一步适于对电极之间进行电连接的导电性粒子。
在使用所述导电性粒子对电极间进行连接的情况下,将所述导电性粒子设置于电极间,然后,通过进行压接使所述导电性粒子压缩。基材粒子是树脂粒子或有机-无机杂化粒子时,在进行所述压接时所述导电性粒子容易变形,导电性粒子和电极之间的接触面积变大。因此,电极间的导通可靠性更进一步提高。
作为所述树脂粒子的材料,适宜使用各种树脂。作为所述树脂粒子的材料,可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯和聚丁二烯等聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂;聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚碳酸酯、聚酰胺、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜以及通过使一种或两种以上具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体聚合而得到的聚合物。
由于可以设计和合成具有适用于导电材料的任意压缩时的物理性质的树脂粒子,可以容易地将基材粒子的硬度控制在合适的范围内,因此所述树脂粒子的材料优选使一种或两种以上具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而得到的聚合物。
通过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时,作为所述具有烯属不饱和基团的聚合性单体,可以使用非交联性单体和交联性的单体。
作为所述非交联型单体,例如,可列举:苯乙烯和α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;(甲基)丙烯酸、马来酸和马来酸酐等含羧基单体;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯化合物;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈单体;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯等酸乙烯基酯化合物;乙烯、丙烯、异戊二烯和丁二烯等不饱和烃;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素的单体等。
作为所述交联性单体,例如,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)丙烯酸酯和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;三芳基(异)氰尿酸酯、偏苯三酸三烯丙酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷等含硅烷的单体等。
所述树脂粒子可以通过公知的方法使具有所述烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而得到。作为该方法,可列举在自由基聚合引发剂存在下的悬浮聚合方法;使用非交联种子粒子用自由基聚合引发剂溶胀并进行聚合单体的方法等。
所述基材粒子是除金属粒子的无机粒子或有机-无机杂化粒子时,作为所述基材粒子的材料的无机物质,可列举:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆、炭黑等。所述无机物质优选为非金属。由所述二氧化硅形成的粒子没有特别限制,可列举,例如,在通过对具有两个以上水解性的烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解,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,通过进行了交联的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸树脂而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核-壳型有机-无机杂化粒子,其具有核和设置于核表面上的壳。所述核优选为有机核。所述壳优选为无机壳。从更进一步有效地降低电极之间的连接电阻的观点出发,所述基材粒子优选是具有有机核和设置于有机核表面上的无机壳的有机-无机杂化粒子。
作为所述有机核的材料,可列举所述树脂粒子的材料等。
作为所述无机壳的材料,可列举出作为所述基材粒子的材料而列举的无机物。所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选在所述核表面上,通过溶胶-凝胶法在所述壳中形成金属醇盐,然后通过烧成该壳状物而形成。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。
所述基材粒子是金属粒子时,作为该金属粒子材料的金属,可列举:银、铜、镍、硅、金和钛等。其中,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1μm以上,更优选为2μm以上,还更优选为2.5μm以上,特别优选为3μm以上,优选为1000μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为30μm以下,特别优选为5μm以下。所述基材粒子的粒径在所述上限以下或所述下限以上时,导电性粒子与电极之间的接触面积变大,电极之间的导通可靠性更进一步提高,可以更进一步有效地降低连接电极之间的连接电阻。此外,在基材粒子的表面上形成导电部时难以凝聚,变得难以形成凝聚的导电性粒子。所述基材粒子的粒径在所述上限以下时,导电性粒子容易被充分压缩,可以更进一步有效地降低经由导电性粒子连接的电极之间的连接电阻。另外,即使减小电极间的间隔并增加导电部的厚度,也可以得到较小的导电性粒子。
所述基材粒子的粒径表示基材粒子为正球形时的直径,基材粒子为非正球状时,表示为最大直径。
所述基材粒子的粒径表示数均粒径。可以使用粒度分布测量装置等求出所述基材粒子的粒径。基材粒子的粒径优选通过用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意的基材粒子并计算平均值来求出。在导电性粒子中,对所述基材粒子的粒径进行测定的情况下,可以通过如下方式进行测定。
将导电性粒子加入并分散于Kulzer公司制造的“Technobit 4000”中,使得导电性粒子的含量为30重量%,并制备导电性粒子检查用埋入树脂。使用离子研磨装置(HitachiHigh-Technologies Corporation制造的“IM 4000”)切割处导电性粒子的横截面,使得横截面通过在检查用埋入树脂中分散的导电性粒子的中心附近。然后,使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),将图像倍率设定为25000倍,随机选择50个导电性粒子,观察各导电性粒子的基材粒子。对各导电性粒子中的基材粒子的粒径进行测量,将其进行平均作为基材粒子的粒径。
(第一导电部和第二导电部)
所述导电性粒子具有第一导电部。作为所述第一导电部的材料的金属没有特别限制。作为所述金属,可列举:金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅等以及所述物质的合金等。另外,作为所述金属,可列举锡掺杂氧化铟(ITO)以及焊料等。作为所述第一导电部的材料的金属,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性的观点出发,作为所述第一导电部的材料的金属,优选包含镍的合金、锡、镍、钯、铜或金,更优选为镍或钯。
从更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性的观点出发,所述第一导电部优选含有镍和磷。所述第一导电部优选为含镍的导电部,优选含有镍作为主要金属。所述第一导电部100重量%中的镍含量优选为10重量%以上,更优选为50重量%以上,进一步优选为60重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。所述第一导电部100重量%中的镍含量可以为97重量%以上,也可以是97.5重量%以上,还可以是98重量%以上。所述第一导电部的镍含量在所述下限以上时,电极间的导通可靠性更进一步有效地提高。
所述第一导电部的100重量%中的磷含量优选为0.1重量%以上,更优选为0.5重量%以上,并且优选为15重量%以下,更优选为10重量%以上。所述第一导电部的磷含量在所述下限以上以及所述上限以下时,电极之间的连接电阻更进一步有效地降低。
从更进一步有效地提高电极间的导通可靠性的观点出发,以及更进一步有效地防止由于外部冲击引起的导电部的破裂的观点出发,优选所述第一导电部的厚度方向上,所述第一导电部中的所述第二导电部侧的磷含量大于所述第一导电部的所述基材粒子侧的磷含量。
优选第一导电部的从第二导电部侧朝向内侧的1/2厚度的区域(外表面侧的厚度为50%的区域)的100重量%中的磷含量高于第一导电部的从基材粒子侧朝向外侧的1/2厚度的区域(内表面侧的厚度为50%的区域)的100重量%中的磷含量。通过将所述外表面侧的厚度为50%的区域的100重量%中的磷含量设定为高于所述内表面侧的50%厚度的100重量%中的磷含量,更进一步有效地提高电极间导通可靠性,可以更进一步地有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破损。
第一导电部的从第二导电部侧朝向内侧的1/2厚度区域(外表面侧的厚度为50%的区域)的100重量%中的磷含量优选为1重量%以上,更优选为3重量%以上,优选为15重量%以下,更优选为10重量%以下。所述外表面侧的50%厚度的区域的100重量%中的磷含量在所述下限以上以及所述上限以下时,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性。可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
第一导电部的从基材粒子侧向外侧的1/2厚度区域(内表面侧的厚度为50%的区域)的100重量%中的磷含量,优选为0.1重量%以上,更优选为0.5重量%以上,优选为10重量%以下,更优选为5重量%以下。所述内表面侧的50%厚度的区域100重量%中的磷含量在所述下限以上以及所述上限以下时,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性,可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
所述磷含量使用聚焦离子束制备导电性粒子的薄膜切片,使用场发射型透射电子显微镜(日本电子株式会社制造的“JEM-2010FEF”)产生能量分散型X射线分析仪(EDS)进行测量。
所述第一导电部的厚度优选为100nm以上,更优选为150nm以上,优选为300nm以下,更优选为250nm以下。所述第一导电部的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,更进一步有效地降低电极间的连接电阻。所述第一导电部的厚度是指形成有所述第一导电部的部分的厚度,不包括未形成所述第一导电部的部分。所述第一导电部的厚度表示导电性粒子中第一导电部的平均厚度。
所述第一导电部的厚度,例如,使用透射电子显微镜(TEM)观察导电性粒子的横截面进行测量。
所述导电性粒子具有第二导电部。所述第二导电部优选含有金、银、钯、铂、铜、钴、钌、铟或锡,更优选含金或银,更进一步优选含有金。
作为可用于所述第二导电部的金属,可列举:金,银、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、钯、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼和锡掺杂氧化铟(ITO)。这些金属可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
所述第二导电部优选是含金的导电部,优选含有金作为主金属。所述第二导电部的100重量%中的金含量优选为10重量%以上,更优选为50重量%以上,进一步优选为60重量%以上,进一步优选为70重量%以上,优选为90重量%以上。所述第二导电部的100重量%的金含量可以是97重量%以上,也可以是97.5重量%以上,也可以是98重量%以上。所述第二导电部中的金含量等在所述下限以上时,可以更进一步有效地降低电极之间的连接电阻。
从更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性出发,以及从更进一步有效地防止由于外部冲击导致导电部破裂的观点出发,优选所述第一导电部中包含的金属的离子化倾向大于包含于所述第二导电部中的金属的离子化倾向。
所述第二导电部的厚度优选为20nm以上,更优选为25nm以上,优选为40nm以下,更优选为35nm以下。所述第二导电部的厚度在所述下限以上以及所述上限以下时,电极之间的连接电阻进一步有效地降低。所述第二导电部的厚度是指形成所述第二导电部的部分的厚度,不包括未形成所述第二导电部的部分。所述第二导电部的厚度表示导电性粒子中第二导电部的平均厚度。
所述第二导电部的厚度,例如,可以通过使用透射电子显微镜(TEM)观察导电性粒子的横截面进行测量。
作为形成所述第一导电部和所述第二导电部的方法没有特别限制。作为形成所述第一导电部和所述第二导电部的方法,例如,可列举:基于无电解镀敷的方法;基于电镀的方法;基于物理蒸镀的方法;以及将含有金属粉末或含有金属粉末并含有粘合剂的糊剂涂覆于粒子表面上的方法等。导电部的形成简单,因此优选通过无电解镀敷的方法。通过所述物理蒸镀的方法,可列举:真空蒸镀、离子镀和离子溅射等方法。
作为对所述第一导电部中的镍和磷的含量进行控制的方法,可列举以下的方法等。在通过无电解镀敷形成第一导电部时,对镍镀敷溶液的pH进行控制的方法。通过无电解镀敷形成第一导电部时,调整含磷还原剂浓度的方法。调整镍镀敷液中镍浓度的方法。
所述导电性粒子的制造方法,使用具备基材粒子、配置于所述基材粒子表面上的第一导电部的导电性粒子,在所述第一导电部的外表面上通过镀敷处理而设置第二导电部的工序。通过该工序得到在所述第一导电部的外表面上具备所述第二导电部的导电性粒子。
形成所述第一导电部时,在所述第一导电部的厚度方向上,优选所述第一导电部中的所述第二导电部侧的磷含量多于所述第一导电部的所述基材粒子侧的磷含量。以优选的方式形成所述第一导电部,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性,可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。在所述第一导电部的厚度方向上,使所述第一导电部中的所述第二导电部侧上的磷含量多于述第一导电部中的所述基材粒子侧上的磷含量,由此可以抑制作为所述第一导电部的材料的金属(例如,镍等)的溶出。结果,可以更进一步有效地抑制所述第一导电部中针孔的产生,可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
从更进一步有效地提高电极间的导通可靠性的观点出发,和从更进一步有效地防止由于外部冲击引起的导电部的破裂的观点出发,在用于形成所述第二导电部的镀敷处理中,优选组合使用置换镀金和还原镀金。形成所述第二导电部时,组合使用置换镀金和还原镀金,可以抑制所述第一导电部的材料的金属(例如,镍等)的溶出。结果,可以更进一步有效地抑制所述第一导电部中针孔的产生,也可以更进一步有效地防止由于外部冲击引起的导电部的破裂。
另外,作为抑制所述第一导电部材料的金属(例如,镍等)溶出的其他方法,可列举在进行形成所述第二导电部的镀敷处理之前,预先进行镀镍的方法。通过预先进行镀镍,可以将通过进行形成所述第二导电部的镀敷处理(置换镀金和还原镀金)溶出的溶出用镍预先设置于所述第一导电部的表面上。在形成所述第二导电部的镀敷处理(置换镀金和还原镀金)时,通过溶出用镍发生溶出,可以抑制作为所述第一导电部的材料的金属(例如,镍等)的溶出。结果,可以更进一步有效地抑制所述第一导电部中针孔的产生,可以更进一步有效地防止由于外部冲击导致的导电部的破裂。
从更进一步有效地提高电极间的导通可靠性的观点出发,和从更进一步有效地防止外部冲击引起的导电部的破裂的观点出发,优选所述导电性粒子的制造方法为组合所述方法而得到。具体而言,优选组合下述(第一技术特征)、(第二技术特征)以及(第三技术特征)。(第一技术特征)就所述导电性粒子的制造方法而言,所述第一导电部的厚度方向上的所述第一导电部中的所述第二导电部侧的磷含量大于所述第一导电部中所述基材粒子侧的磷含量。(第二技术特征)形成所述第二导电部的镀敷处理组合使用置换镀金和还原镀金。(第三技术特征)进行形成所述第二导电部的镀敷处理之前,预先进行镀镍。通过组合所述全部技术特征,使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,可以形成所述第二导电部,并且使其不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
(芯物质)
优选所述导电性粒子在所述第一导电部和所述第二导电部的外表面上具有多个突起。所述导电性粒子优选在所述第一导电部和所述第二导电部的外表面上具有多个突起,由此可以更进一步增强电极之间的导通可靠性。通常在由所述导电性粒子连接的电极表面上形成有氧化膜。并且,通常在所述导电性粒子的所述第一导电部和所述第二导电部的表面上形成有氧化覆膜。通过使用具有所述突起的导电性粒子,可以将导电性粒子设置于电极间,然后,通过压合,通过突起有效地去除氧化覆膜。因此,可以更进一步可靠地使电极和导电性粒子接触,可以更进一步有效地减小电极间的连接电阻。此外,所述导电性粒子在表面上具有绝缘性物质时,或者导电性粒子分散于粘合剂树脂中并用作导电材料时,由于导电性粒子的突起,导电性粒子和电极之间的树脂被有效地排除。因此,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性。
所述芯物质埋入所述第一导电部和所述第二导电部中,由此可以在所述第一导电部和所述第二导电部的外表面上容易地形成多个突起。其中,可以未必一定使用芯物质用于在所述第一导电部和所述第二导电部的表面上形成突起。
作为形成所述突起的方法,使芯物质附着于基材粒子的表面后,通过无电解镀敷形成第一导电部和第二导电部的方法的方法;以及在基材粒子的表面通过无电解镀敷形成第一导电部之后,使芯物质附着,并且通过无电解镀敷形成第二导电部的方法等。作为形成所述突起的其他方法,在基材粒子的表面上形成第一导电部之后,将芯物质设置于该第一导电部上,然后形成第二导电部的方法;以及在基材粒子的表面上形成导电部(第一导电部或第二导电部等)的中间阶段添加芯物质的方法等。另外,为了形成突起,可以使用如下方法:通过对基材粒子进行无电解镀敷形成第一导电部但不使用所述芯物质,然后,在第一导电部的表面使镀敷层以突起状析出,并且可以使用通过无电解镀敷形成第二导电部。
作为将芯物质设置于所述基材粒子的外表面上的方法,可列举,例如,将芯物质添加到基材粒子的分散液中,通过范德华力等使芯物质凝聚和粘附到基材粒子的表面的方法;将芯物质添加到包含基材粒子的容器中,通过容器的旋转等机械作用使芯物质附着于基材粒子的表面的方法等。由于容易控制待附着的芯物质的量,优选使芯物质积聚并附着于分散液中的基材粒子的表面上的方法。
所述芯物质的材料没有特别限制。作为所述芯物质的材料,例如可列举出导电性物质和非导电性物质。作为所述导电物质,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。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。由于可以增加导电性并且可以有效地降低连接电阻,所述芯物质优选为金属。所述芯物质优选为金属粒子。作为所述芯物质的材料的金属,可以适当使用作为所述导电材料的材料而列举的金属。
所述芯物质的材料的莫氏硬度优选高。作为莫氏硬度高的材料,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)、金刚石(莫氏硬度10)等。所述芯物质优选为镍、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。所述芯物质更优选为氧化钛、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4以上,更优选为5以上,进一步优选为6以上,进一步优选为7以上,特别优选为7.5以上。
所述芯物质料的形状没有特别限制。芯物质的形状优选是块状。作为芯物质,可列举粒子状的块、多个微小粒子凝聚而成的凝聚块以及无定形的块等。
所述芯物质的粒径优选为0.001μm以上,更优选为0.05μm以上,优选为0.9μm以下,更有优选为0.2μm以下。所述芯物质的粒径在所述下限以上以及所述上限以下时,可以有效地降低电极间的连接电阻。
所述芯物质的粒径表示数均粒径。芯物质的粒径,优选通过电子显微镜或光学显微镜观察任意50个芯物质,计算平均值而求出。
所述导电性粒子1个对应的所述突起数量优选为3个以上,更优选为5个以上。所述突起的数量的上限并无特别限定。所述突起的数量的上限根据导电性粒子的粒径和导电性粒子的用途等考虑后适当选择。
所述导电性粒子1个对应的所述突起数量优选通过用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意导电性粒子并计算平均值而求出。
多个所述突起的高度优选为0.001μm以上,更优选为0.05μm以上,并且优选为0.9μm以下,更优选为0.2μm以下。所述突起的高度,在所述下限以上以及所述上限以下时,可以有效地降低电极间的连接电阻。
多个所述突起的高度通过用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意的导电性粒子,计算平均值而求出。
(绝缘性物质)
所述导电性粒子优选包括设置于所述导电部的表面上的绝缘性物质。在这种情况下,所述导电性粒子用于电极间的连接时,可以更进一步防止相邻电极之间的短路。具体而言,多个导电性粒子彼此接触时,在多个电极之间存在绝缘性物质,使得可以防止在横向方向上的相邻电极之间而不是在上下之间的短路。需要说明的是,另外,在电极间连接时,通过用两个电极对导电性粒子加压,可以容易地去除导电性粒子的导电部和电极之间的绝缘性物质。所述导电性粒子在导电部的外表面上具有多个突起时,可以更进一步容易地去除导电性粒子的导电部和电极之间的绝缘性物质。
从在电极间进行压合时可以更容易地去除所述绝缘性物质出发,优选所述绝缘性物质为绝缘性粒子。
作为所述绝缘性物质的材料,可列举出作为所述树脂粒子的材料以及作为所述基材粒子的材料而列举的无机物等。所述绝缘性物质的材料优选为所述树脂粒子的材料。所述绝缘性物质优选为所述树脂粒子或所述有机-无机杂化粒子,可以是树脂粒子,也可以是有机-无机杂化粒子。
作为所述绝缘性物质的其他材料,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、热固性树脂和水溶性材料等。所述绝缘性物质的材料,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为所述聚烯烃化合物,可列举:聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、聚十二烷基(甲基)丙烯酸酯和聚硬脂基(甲基)丙烯酸酯等。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、SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物以及其氢化产物等。作为所述热塑性树脂,可列举:乙烯基聚合物和乙烯基共聚物等。作为所述热固性树脂,可列举:环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等。作为所述热塑性树脂的交联产物,可列举导入:聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化三羟甲基丙烷甲基丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇甲基丙烯酸酯等。作为所述水溶性树脂,可列举:聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和甲基纤维素等。另外,可以使用链转移剂来调整聚合度。作为链转移剂,可列举:硫醇和四氯化碳等。
作为在所述导电部(第二导电部)的表面上设置绝缘性物质的方法,可列举:化学方法、物理或机械方法等。作为所述化学方法,可列举:界面聚合法、在粒子存在下的悬浮聚合法和乳液聚合法等。作为所述物理或机械方法,可列举:喷雾干燥法、杂交法、静电粘附法、喷雾法、浸渍和真空蒸发法等。由于绝缘性物质不易脱离,优选通过化学键将所述绝缘性物质设置于所述第二导电部的表面上。
所述导电部(第二导电部)的外表面和绝缘性物质的表面分别可以由具有反应性官能团的化合物进行包覆。导电部(第二导电部)的外表面和绝缘性物质的表面可以不直接化学键合,而是可以通过具有反应性官能团的化合物间接化学键合。在将羧基导入导电部(第二导电部)的外表面之后,该羧基可以通过聚乙烯亚胺等高分子电解质与绝缘性物质表面上的官能团进行化学键合。
所述绝缘性物质的粒径可以根据导电性粒子的粒径以及导电性粒子的用途等适当选择。所述绝缘性物质的粒径优选为10nm以上,更优选为100nm以上,优选为4000nm以下,更优选为2000nm以下。绝缘性物质的粒径在所述下限以上时,导电性粒子分散于粘合剂树脂中,多个导电性粒子的导电部不易彼此接触。绝缘性物质的粒径在所述上限以下时,电极间连接时,未必一定需要使压力过高并且不需要加热到高温来排除电极和导电性粒子之间的绝缘性物质。
所述绝缘性物质的粒径表示为数均粒径。所述绝缘性物质的粒径可以使用粒度分布测量装置等求出。优选通过电子显微镜或光学显微镜观察50个任意绝缘性物质并计算平均值来求出绝缘性物质的粒径。就导电性粒子而言,对绝缘性物质的粒径进行测量的情况下,例如,可以通过如下方式测量。
将导电性粒子加入并分散于Kulzer公司制造的“Technobit 4000”中,使得导电性粒子的含量为30重量%,并制备导电性粒子检查用埋入树脂。使用离子研磨设备(HitachiHigh-Technologies Corporation制造的“IM 4000”)切割导电性粒子的横截面,使得横截面通过在检查用嵌入树脂中分散的导电性粒子的中心附近。然后,使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),将图像放大率设定为5万倍,随机选择50个导电性粒子,观察各导电性粒子的基材粒子。测量各导电性粒子中的绝缘性物质的粒径,对其进行平均并将其作为绝缘性物质的粒径。
(导电材料)
本发明的导电材料包括所述导电性粒子和粘合剂树脂。所述导电性粒子优选分散于粘合剂树脂中使用,优选分散于粘合剂树脂中用作导电材料。所述导电材料优选是各向异性导电材料。所述导电材料优选用于电极之间的电连接。所述导电材料优选是用于电路连接的导电材料。
所述粘合剂树脂没有特别限制。使用公知的绝缘树脂作为所述粘合剂树脂。所述粘合剂树脂优选含有热塑性成分(热塑性化合物)或者固化性成分,更优选含有固化性成分。作为所述固化性成分,可列举光固化性成分以及热固化性成分。所述光固化性成分优选含有光固化性化合物以及光聚合引发剂。所述热固化性成分优选含有热固化性化合物和热固化剂。
作为所述粘合剂树脂,可列举:乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物及弹性体等。所述粘合剂树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为所述乙烯基树脂,可列举:乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂和苯乙烯树脂等。作为所述热塑性树脂,可列举:聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚酰胺树脂等。作为所述固化性树脂,可列举:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂等。需要说明的是,所述可固化树脂可以是常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿固化型树脂。所述固化性树脂可与固化剂组合使用。作为所述热塑性嵌段共聚物,可列举:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化产物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化产物等。作为所述弹性体,可列举:苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶和丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物橡胶等。
所述导电材料,除了所述导电性粒子和所述粘合剂树脂之外,还可以含有例如:填料、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、光稳定性、UV吸收剂、润滑剂、抗静电剂和阻燃剂等各种添加剂。
从更进一步有效地降低电极间的连接电阻的观点出发,以及更进一步有效地提高电极间的导通可靠性的观点出发,所述导电材料在25℃下的粘度(η25)优选为20Pa·s以上,更优选为30Pa·s以上,优选为400Pa·s以下,更优选为300Pa·s以下。所述粘度(η25)可根据混合组分的类型和混合量进行适当调整。
所述粘度可以例如使用E型粘度计(东机产业株式会社制造的“TVE 22L”)在25℃和5rpm的条件下测量。
所述导电材料可用作导电糊剂以及导电膜等。所述导电材料是导电膜时,可以将不含导电性粒子的膜叠层于含有导电性粒子的导电膜上。所述导电性糊剂优选为各向异性导电糊剂。所述导电膜优选为各向异性导电膜。
所述导电材料100重量%中,所述粘合剂树脂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,还更优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上。优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。所述粘合剂树脂的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,导电性粒子有效地设置于电极之间,更进一步有效提高由导电材料连接的连接对象部件的连接可靠性。
所述导电材料100重量%中,所述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,并且优选为80重量%以下,更优选为60重量%更低,更优选40%重量以下,特别优选20%重量以下,最优选10%重量以下。所述导电性粒子的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,电极间的导通可靠性更进一步增强。
(连接结构体)
使用所述导电性粒子或包含所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料对连接对象部件进行连接,可以得到连接结构体。
所述连接结构体具备:第一连接对象部件、第二连接对象部件以及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。所述连接部的材料优选为所述导电性粒子,或者优选为包含所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料。优选所述连接部由所述导电性粒子形成,或者由包含所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成。使用导电性粒子时,连接部自身是导电性粒子。
所述第一连接对象部件优选在表面上具有第一电极。所述第二连接对象部件优选在表面上具有第二电极。优选所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。
所述连接结构体优选具备挠性部件作为所述第一连接对象部件或所述第二连接对象部件。此时,所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件中的至少一者是挠性部件即可,所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件也可以两者均为挠性部件。优选在所述挠性部件弯曲的状态下使用所述连接结构体。优选在所述连接部弯曲的状态下使用所述连接结构体。
图3是示意性显示使用了本发明的第一实施方式的导电性粒子的连接结构体的剖面图。
图3所示的连接结构体51具备第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、连接第一连接对象部件52和第二连接对象部件53的连接部54。连接部54由含有导电性粒子1的导电材料形成。优选所述导电材料具有热固化性,连接部54通过使导电材料发生热固化而形成。需要说明的是,在图3中为了便于说明,示意性地表示导电性粒子1。可以使用导电性粒子21等代替导电性粒子1。
第一连接对象部件52在表面(上表面)上具有多个第一电极52a。第二连接对象部件53在表面(下表面)上具有多个第二电极53a。第一电极52a和第二电极53a通过一个或多个导电性粒子1实现电连接。因此,第一连接对象部件52和第二连接对象部件53通过导电性粒子1实现了电连接。
所述连接结构体的制造方法没有特别限制。作为制造连接结构体的一个例子,所述导电材料设置于第一连接对象部件和第二连接对象部件之间,得到叠层体之后,对该叠层体继续加热并加压的方法等。所述热压合的压力,相对于压接面积为0.5×106Pa~5×106Pa左右。所述热压合的加热温度为70℃~230℃左右。所述热压合的加热温度优选为80℃以上,更优选为100℃以上,优选为200℃以下,更优选为150℃以下。所述热压合的压力优选为0.5×106Pa以上,更优选为1×106Pa以上,优选为5×106Pa以下,更优选为3×106Pa以下。所述热压合的压力和温度在所述下限以上以及所述上限以下时,可以更进一步有效地提高电极之间的导通可靠性。
作为所述连接对象部件,具体而言,可列举:半导体芯片、电容器和二极管等电子部件以及印刷电路板、挠性印刷电路、玻璃环氧基板和玻璃基板等电路板等电子部件等。所述连接对象部件优选为电子部件。所述导电性粒子优选用于对电子部件中的电极进行电连接。
作为设置于所述连接对象部件中的电极,可列举:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、银电极、SUS电极、铜电极、钼电极、钨电极等金属电极。所述连接对象部件是挠性印刷板时,所述电极优选为金电极、镍电极、锡电极或铜电极。所述连接对象部件是玻璃基板时,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,可以是单独由铝形成的电极,也可以是在金属氧化物层的表面上层叠铝层形成的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可列举掺杂有3价金属元素的氧化铟、掺杂有3价金属元素的氧化锌等。作为所述三价金属元素,可列举Sn、Al、Ga等。
在下文中,将通过实施例和比较例具体说明本发明。本发明不限于以下实施例。
基材粒子:
基材粒子A:树脂粒子、二乙烯基苯和丙烯酸异冰片酯的共聚物树脂粒子,粒径:10μm
基材粒子B:树脂粒子、二乙烯基苯和丙烯酸异冰片酯的共聚物树脂粒子,粒径:5μm
基材粒子C:树脂粒子、二乙烯基苯和丙烯酸异冰片酯的共聚物树脂粒子,粒径:20μm
(实施例1)
(1)第一导电部(镍层)的形成
在使用超声波分散器将10重量份的基材粒子A分散于100重量份地含有5重量%的钯催化剂溶液的碱性溶液中,然后,将溶液过滤以取出基材粒子A。然后,将基材粒子A加入到1重量%的二甲基胺硼烷溶液100重量份中以活化基材粒子A的表面。对表面进行了活化的基材粒子A进行充分地洗涤后,将其加入到500重量份的蒸馏水中并进行分散,得到悬浮液。
另外,制备含有0.25mol/L硫酸镍、0.25mol/L次磷酸钠和0.15mol/L柠檬酸钠的镍镀敷液(pH9.0)。
在70℃下搅拌所得悬浮液,并且,将所述镍镀敷液逐渐滴加到悬浮液中以进行无电解镀敷镍。然后,通过过滤悬浮液,取出粒子,通过水洗并干燥,得到第一导电部(镍-磷层,厚度200nm)设置于基材粒子A的表面上的粒子。导电层100重量%中的镍含量为94.5重量%,磷含量为5.5重量%。
(2)第二导电部(金层)的形成
通过将10重量份的基材粒子A的表面上设置有第一导电部的粒子添加到100重量份的蒸馏水并进行分散,得到悬浮液。另外,制备含有0.03mol/L的氰化金和0.1mol/L的氢醌作为还原剂的还原镀金溶液。在70℃下搅拌所得悬浮液,并将所述还原的镀金溶液逐渐滴加到悬浮液中进行还原镀金。此后,通过过滤悬浮液,取出粒子,并通过水洗并干燥,得到导电性粒子。在所得到的导电性粒子中,第二导电部(金层,厚度31nm)设置于所述第一导电部的外表面上。图4是显示实施例1所制造的导电性粒子的表面的图像。
(实施例2)
(1)第一导电部(镍层)的形成
在使用超声波分散器将10重量份的基材粒子B分散于100重量份的含有5重量%的钯催化剂溶液的碱性溶液中,然后,通过过滤溶液,取出基材粒子B。然后,将基材粒子B添加到100重量份的1重量%的二甲胺硼烷溶液中以活化基材粒子B的表面。在对表面进行了活化的基材粒子B进行充分洗涤后,将其加入到500重量份的蒸馏水中并进行分散,得到悬浮液。
另外,制备含有0.25mol/L硫酸镍、0.25mol/L次磷酸钠和0.15mol/L柠檬酸钠的镍镀敷液(pH9.0)。
在70℃下搅拌所得悬浮液,并且将所述镍镀敷液逐渐滴加到悬浮液中以进行无电解镀敷镍。然后,通过过滤悬浮液,取出粒子,并通过水洗并干燥,得到第一导电部(镍-磷层、厚度210nm)设置于基材粒子B表面上的粒子。导电层100重量%的镍含量为94.5重量%,磷含量为5.5重量%。
(2)镍镀层的形成
通过将10重量份的第一导电部设置于基材粒子B的表面上的粒子加入100重量份的蒸馏水中,进行分散,得到悬浮液。此外,制备52mL含有10重量%硫酸镍、10重量%次磷酸钠、4重量%氢氧化钠和20重量%琥珀酸钠的镍溶液。在80℃下搅拌所得悬浮液,并且以5mL/min连续滴加所述镍溶液,通过搅拌20分钟使镀敷反应进行。确认不再生成氢后,终止镀敷反应。之后,通过过滤悬浮液,取出粒子,进行水洗并干燥,得到第一导电部以及镍镀层设置于基材粒子B的表面上的粒子。
(3)第二导电部(金层)的形成
在使用超声波分散器将10重量份的设置有第一导电部以及镀镍层的粒子添加到100重量份蒸馏水中,通过使其分散而得到悬浮液。另外,制备含有0.03mol/L的氰化金和0.1mol/L的氢醌作为还原剂的还原镀金溶液。在70℃下搅拌所得悬浮液,并且将所述还原镀金溶液逐渐滴加到悬浮液中以进行还原镀金。此后,通过过滤悬浮液以取出粒子,通过水洗并干燥,得到导电性粒子。在得到的导电性粒子中,所述第二导电部(金层,厚度30nm)设置于所述第一导电部中的外表面上。
(实施例3)
形成第一导电部时将基材粒子B改变为基材粒子C以及将第二导电部的厚度改变为35nm时,除此以外,以与实施例2中相同的方式得到导电性粒子。得到的导电性粒子中,第二导电部(金层,厚度35nm)设置于第一导电部的外表面上。
(实施例4)
形成第一导电部时,将基材粒子B变为基材粒子A,将1重量份的金属镍粒子(平均粒子直径150nm)加入到所得悬浮液中,以得到含有附着有芯物质的基材粒子A的悬浮液,将第二导电部的厚度改变为29nm,除此之外,以与实施例2相同的方式得到导电性粒子。在得到的导电性粒子中,第二导电部(金层,厚度29nm)设置于第一导电部的外表面上。得到的导电性粒子在第一导电部和第二导电部的外表面上具有多个突起。
(实施例5)
形成第二导电部时,将基材粒子B变为基材粒子A,将第一导电部的厚度改变为230nm,将0.03mol/L的氰化金改变为0.015mol/L的氰化金,将第二导电部的厚度改变为15nm。除此之外,以与实施例2相同的方式得到导电性粒子。得到的导电性粒子中,第二导电部(金层,厚度15nm)设置于第一导电部的外表面上。
(实施例6)
形成第二导电部时,将氰化金变为硫酸钯,将第二导电部的厚度改变为30nm,除此之外,以与实施例1相同的方式得到导电性粒子。得到的导电性粒子中,第二导电部(钯层,厚度30nm)设置于第一导电部的外表面上。
(实施例7)
形成第一导电部时,将基材粒子B变为基材粒子A,将第二导电部的厚度改变为32nm,除此之外,以与实施例2相同的方式得到导电性粒子。得到的导电性粒子中,第二导电部(金层,厚度32nm)设置于第一导电部的外表面上。
(比较例1)
制备不含氢醌的置换镀金溶液作为还原剂。形成第二导电部时,将还原镀金变更为置换镀金液,将还原镀金溶液变为置换镀金溶液以形成第二导电部,通过置换镀金溶液代替还原镀金溶液来形成第二导电部,将导电部的厚度改变为32nm,除此之外,以与实施例1中相同的方式得到导电性粒子。得到的导电性粒子中,在第一导电部的外表面上设置第二导电部(金层,厚度32nm)。需要说明的是,图5中示出了比较例1中制备的导电性粒子的表面的图像。
(评价)
(1)针孔的存在状态
用电子显微镜(Hitachi High-Technologies Corporation制造的“FE-SEMSU8010”)观察得到的导电性粒子的第二导电部的表面,评价是否存在在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的第一针孔。具体而言,通过在从所得导电性粒子的外周朝向内侧的0.5μm的部分以外的部分,用电子显微镜观察任意五个位置,由此评价观察是否存在所述针孔。存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的第一针孔时,测量对应于1μm2的在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的第一针孔的个数。另外,评估是否存在在最大长度方向上的尺寸为50nm以上且200nm以下的第二针孔。存在在最大长度方向上的尺寸为50nm以上且200nm以下的第二针孔时,测量对应于1μm2的在最大长度方向上的尺寸为50nm以上且200nm以下的第二针孔的个数。
(2)10%K值
通过所述方法测量所得导电性粒子的10%K值。
(3)25℃下的压缩恢复率
通过所述方法测量所得导电性粒子在25℃下的压缩恢复率。
(4)平均粒径
使用株式会社堀场制作所制造的“激光衍射型粒度分布测量装置”对所得导电性粒子的平均粒径进行测量。另外,导电性粒子的平均粒径通过对20次测量结果进行平均而算出。
(5)第一导电部的厚度方向上的磷含量
使用聚焦离子束制备所得导电性粒子的薄膜切片。使用场发射型透射电子显微镜(日本电子株式会社制造的“JEM-2010FEF”),通过能量分散X射线分析仪(EDS)测量第一导电部的厚度方向上的磷含量。由该结果可知,第一导电部的从基材粒子侧朝向外侧的1/2厚度的区域(内表面侧的厚度为50%的区域)100重量%中的磷含量以及第一导电部的从第二导电部侧朝向内侧的1/2厚度的区域(外表面侧的厚度为50%的区域)100重量%中的磷含量。
(6)导电部的破裂
使用得到的导电性粒子评估导电部的破裂。如下评价导电部的破裂。根据以下标准确定导电部的破裂。
导电部破裂的评价方法:
使用电子显微镜以1张约100个导电性粒子的拍摄倍率对1000个导电性粒子的照片进行拍摄。观察得到的1000个导电性粒子的照片,并对存在长度为导电性粒子直径的一半以上的破裂的导电性粒子的数量进行测量。
[导电部破裂的判断标准]
○:存在破裂的导电性粒子的个数小于100
×:存在破裂的导电性粒子的个数为100以上
(7)初期的连接电阻
连接结构体X的制备:
将得到的导电性粒子加入到三井化学株式会社制造的“Structbond XN-5A”中,使得到的导电性粒子的含量为10%(重量),并使其分散制备各向异性导电糊剂。
制备在上表面具有L/S为20μm/20μm的ITO电极图案的透明玻璃基板。另外,制备在下表面上具有L/S为20μm/20μm的金电极图案的半导体芯片。
在所述透明玻璃基板上,对刚制备后的各向异性导电糊剂进行涂覆,使厚度为30μm,形成各向异性导电糊剂层。然后,将所述半导体芯片叠层于各向异性导电糊剂层上,使得电极彼此对置。此后,在调整头的温度使得各向异性导电糊剂层的温度为120℃,并且,将加压加热头放置于半导体芯片的上表面上,施加由压力面积计算的1MPa的低压力,并且使各向异性导电糊剂层在100℃下进行固化,得到连接结构体X。
连接结构体Y的制备:
将各向异性导电材料层固化时的温度变为150℃,除此之外,以与连接结构体X相同的方式制造连接结构体Y。
连接结构体Z的制备:
将各向异性导电材料层固化时的温度变为200℃,除此之外,以与连接结构体X相同的方式制造连接结构体Z。
通过四端子法分别对得到的连接结构体X、Y和Z的上电极和下电极之间的连接电阻A进行测量。需要说明的是,从电压=电流×电阻的关系,通过对流过恒定电流时的电压进行测量,可以求出连接电阻A。基于以下标准从连接电阻A对初期连接电阻进行判定。
[初期连接电阻的判定基准]
○○○:连接电阻A为2.0Ω以下
○○:连接电阻A大于2.0Ω且为3.0Ω以下
○:连接电阻A大于3.0Ω且为5.0Ω以下
△:连接电阻A大于5.0Ω且为10Ω以下
×:连接电阻A大于10Ω
(8)高温高湿放置后的连接电阻(导通可靠性)
所述(7)初期连接电阻的评价后的连接结构体X、Y和Z,在85℃和85%湿度的条件下放置500小时。在放置500小时后,连接结构体X、Y和Z的上下电极之间的连接电阻B分别通过四端子法测量。根据以下基准判断连接电阻A、B的高温高湿放置后的连接电阻(导通可靠性)。
[高温高湿放置后的连接电阻(导通可靠性)的判定基准]
○○○:连接电阻B小于连接电阻A的1.25倍
○○:连接电阻B为连接电阻A的1.25倍以上且小于1.5倍
○:连接电阻B为连接电阻A的1.5倍以上且小于2倍
△:连接电阻B为连接电阻A的2倍以上且小于5倍
×:连接电阻B为连接电阻A的5倍以上
结果示于下列表1、2。
Figure BDA0003806015390000321
Figure BDA0003806015390000331
符号说明
1...导电性粒子
2...基材粒子
3...第一导电部
4...第二导电部
21...导电性粒子
21a...突起
22...第一导电部
22a...突起
23...第二导电部
23a...突起
24...芯物质
25...绝缘性材料
51...连接结构体
52...第一连接对象部件
52a...第一电极
53...第二连接对象部件
53a...第二电极
54...连接部

Claims (11)

1.一种导电性粒子,其具备:
基材粒子、
第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及
第二导电部,其设置于所述第一导电部的外表面上,
使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
2.一种导电性粒子,其具备:
基材粒子、
第一导电部,其设置于所述基材粒子的表面上、以及
第二导电部,其设置在所述第一导电部的外表面上,
使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上200nm以下的针孔。
3.根据权利要求1或2所述的导电性粒子,其满足下述式(1),并且在25℃的压缩恢复率为10%以下,
A≤5500-B×100…式(1)
上述式(1)中,A为上述导电性粒子的10%K值(N/mm2),B为上述导电性粒子的平均粒径(μm)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导电性粒子,其平均粒径为3μm以上且30μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导电性粒子,其中,所述第二导电部包括金、银、钯、铂、铜、钴、钌、铟或锡。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导电性粒子,其中,包含于所述第一导电部中的金属的电离趋势大于包含于所述第二导电部中的金属的电离趋势。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的导电性粒子,其中,所述第一导电部包含镍和磷。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的导电性粒子,其中,在所述第一导电部的厚度方向上,所述第一导电部中的所述第二导电部侧的磷含量大于所述第一导电部中的所述基材粒子侧的磷含量。
9.一种导电性粒子的制造方法,其包括以下工序:
使用具备基材粒子以及设置于所述基材粒子表面上的第一导电部的导电性粒子,并在所述第一导电部的外表面上,施加镀敷处理而设置第二导电部的工序,其中,
形成所述第二导电部,并使得使用电子显微镜观察所述第二导电部的外表面时,以不存在最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔,或者存在1个/μm2以下的最大长度方向上的尺寸为50nm以上的针孔。
10.一种导电材料,其包含:权利要求1~8中任一项所述的导电性粒子以及粘合剂树脂。
11.一种连接结构体,其具备:
表面具有第一电极的第一连接对象部件、
表面具有第二电极的第二连接对象部件、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1~8中任一项所述的导电性粒子,或者含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料,
所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。
CN202210997623.5A 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体 Pending CN115458206A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017122388 2017-06-22
JP2017-122388 2017-06-22
PCT/JP2018/023660 WO2018235909A1 (ja) 2017-06-22 2018-06-21 導電性粒子、導電性粒子の製造方法、導電材料及び接続構造体
CN201880030129.3A CN110603612B (zh) 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880030129.3A Division CN110603612B (zh) 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115458206A true CN115458206A (zh) 2022-12-09

Family

ID=64735985

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880030129.3A Active CN110603612B (zh) 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体
CN202210997623.5A Pending CN115458206A (zh) 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880030129.3A Active CN110603612B (zh) 2017-06-22 2018-06-21 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP7132122B2 (zh)
KR (2) KR102356887B1 (zh)
CN (2) CN110603612B (zh)
TW (1) TWI768068B (zh)
WO (1) WO2018235909A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4957838B2 (ja) * 2009-08-06 2012-06-20 日立化成工業株式会社 導電性微粒子及び異方性導電材料
JP5619675B2 (ja) 2010-08-16 2014-11-05 株式会社日本触媒 導電性微粒子および異方性導電材料
TWI602198B (zh) * 2012-01-11 2017-10-11 日立化成股份有限公司 導電粒子、絕緣被覆導電粒子以及異向導電性接著劑
JP6357347B2 (ja) * 2013-05-14 2018-07-11 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP5719483B1 (ja) * 2013-09-12 2015-05-20 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP5943019B2 (ja) * 2014-02-26 2016-06-29 日立金属株式会社 導電性粒子、導電性粉体、導電性高分子組成物および異方性導電シート
JP6777380B2 (ja) * 2014-05-27 2020-10-28 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6684052B2 (ja) * 2014-06-11 2020-04-22 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電性粒子の製造方法、導電材料及び接続構造体
JP6641164B2 (ja) * 2014-12-04 2020-02-05 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体

Also Published As

Publication number Publication date
JP7132122B2 (ja) 2022-09-06
KR102356887B1 (ko) 2022-02-03
CN110603612B (zh) 2022-08-30
JP7288487B2 (ja) 2023-06-07
JPWO2018235909A1 (ja) 2020-04-16
JP2022008631A (ja) 2022-01-13
TW201905142A (zh) 2019-02-01
TWI768068B (zh) 2022-06-21
KR20200021440A (ko) 2020-02-28
KR20220016999A (ko) 2022-02-10
CN110603612A (zh) 2019-12-20
WO2018235909A1 (ja) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6034177B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6734159B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP5719483B1 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
CN109983543B (zh) 导电性粒子、导电材料以及连接结构体
JP7381547B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
CN110603612B (zh) 导电性粒子、导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体
JP2015028920A (ja) 接続構造体
JP7144472B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP7180981B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP7132274B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6441555B2 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
WO2023145664A1 (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP2015005503A (ja) 接続構造体
JP2015056306A (ja) 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6798771B2 (ja) 導電性粒子の製造方法、導電材料の製造方法及び接続構造体の製造方法
WO2019194133A1 (ja) 絶縁性粒子付き導電性粒子、絶縁性粒子付き導電性粒子の製造方法、導電材料及び接続構造体
JP6333624B2 (ja) 接続構造体
CN111902884A (zh) 带有绝缘性粒子的导电性粒子、带有绝缘性粒子的导电性粒子的制造方法、导电材料以及连接结构体
JP2020013787A (ja) 導電材料及び接続構造体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination