DE10296936T5

DE10296936T5 - Verfahren zur Herstellung von elektroleitfähigen Teilchen

Info

Publication number: DE10296936T5
Application number: DE10296936T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Tanaka; Nobuyuki Okinaga; Manabu Matsubara
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-07-29
Also published as: US7045050B2; WO2003014426A1; KR20040019089A; CN1537180A; TW554350B; CN1261621C; US20040234683A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens,
welches ein Ausbilden einer Plattierschicht auf der Oberfläche eines zu plattierenden, feinen Teilchens unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung umfaßt, die eine rotierbare Trommel in einem Plattierbad aufweist,
wobei das Verfahren ein Einbringen des zu plattierenden, feinen Teilchens und eines Blindteilchens mit einem größeren Teilchendurchmesser als jenem des zu plattierenden, feinen Teilchens in der Trommel und ein Ausbilden einer Plattierschicht umfaßt, während die Trommel mit einer Amplitude von 0,05 bis 3,0 mm und einer Frequenz von 20 bis 120 Hz vibriert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von leitfähigen, feinen Teilchen bzw. Partikeln, die eine Plattierschicht mit einer extrem gleichmäßigen Dicke und frei von Kratzern aufweisen, ohne daß es durch eine Agglomerierung von feinen, zu plattierenden Teilchen während dem Plattierverfahren begleitet wird, und bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von leitfähigen, feinen Teilchen, umfassend feine Harzteilchen und eine Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht, die darauf ausgebildet wird.
STAND DER TECHNIK Als ein leitfähiges bzw. leitendes Material kann eine leitfähige Paste, ein leitfähiger Kleber, ein anisotroper, leitfähiger Film und dgl. beispielhaft angeführt werden und leitfähige Zusammensetzungen, enthaltend leitfähige bzw. leitende, feine Teilchen und Harze werden für diese leitfähigen Materialien verwendet.
Als derartige leitfähige, feine Teilchen wurden allgemein Metallpulver, Kohlenstoffpulver und feine Teilchen, die mit einer Metallplattierschicht auf der Oberfläche plattiert bzw. beschichtet sind, und dgl. verwendet. Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen, die Metallplattierschichten auf den Oberflächen aufweisen, sind beispielsweise in der Japanischen Kokai Veröffentlichung Sho-52-147797, Japanischen Kokai Veröffentlichung Sho-61-277104, Japanischen Kokai Veröffentlichung Sho 61-277105, Japanischen Veröffentlichung Sho-62-185749, Japanischen Kokai Veröffentlichung Sho-63-190204, Japanischen Kokai Veröffentlichung Hei-1-225776, Japanischen Kokai Veröffentlichung Hei-1-247501, Japanischen Kokai Veröffentlichung Hei-4-147513 und dgl. geoffenbart.
In diesen Herstellungsverfahren wurde allgemein ein Verfahren unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung in dem Fall des Plattierens bzw. Beschichtens von feinen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5,000 μm oder weniger angewandt bzw. eingesetzt. Die Trommelplattiervorrichtung ist zum Ausführen eines elektrischen Plattierens geeignet, indem ein zu plattierender Gegenstand in eine rotierbare, polygonale oder zylindrische Trommel eingebracht wird, die in eine Plattierlösung eingetaucht ist, und der plattierte Gegenstand in Kontakt mit einer Kathode gebracht wird, die in der Trommel installiert ist, während die Trommel rotiert wird. Jedoch weist das Verfahren zum Herstellen von leitfähigen, feinen Teilchen unter Verwendung einer konventionellen Trommelplattiervorrichtung ein Problem dahingehend auf, daß die feinen, zu plattierenden Teilchen leicht während dem Plattierverfahren aneinander agglomeriert werden.
Im Gegensatz dazu wird beispielsweise ein Verfahren zum Ausbilden einer Plattierschicht auf einem Chipwiderstandselement durch Laden einer großen Anzahl von Strom- bzw. Leistungszufuhrkörpern, welche leitfähige Metallkugeln umfassen, die als Dummy bzw. Blindkugel bezeichnet werden, und eines Rührförderers aus keramischen Kugeln oder dgl. in eine Trommel vorgeschlagen. Jedoch hat dieses Verfahren ein Problem, daß eine Anhaftung von Chips aneinander nach einem Plattieren auftritt und in der Unmöglichkeit eines Trennens derselben als unabhängige Chipteile resultiert.
Japanische Kokai Veröffentlichung Hei-11-200097 schlägt ein Trommelplattierverfahren für Chipteile vor, welches ein Auftreten der Anhaftungsschwierigkeit von Chipteilen aneinander wesentlich bzw. beträchtlich unterdrückt, indem Einstellkörper mit derselben Form wie jene von nicht leitfähigen Chipteilen und eine große Anzahl von Metall-Leistungs-Zufuhrkörpern geladen werden und dann ein Plattieren ausgeführt wird. Jedoch ist es gemäß diesem Verfahren, obwohl das Aneinanderhaften von Chipteilen unterdrückt werden kann, es unzureichend, um ein Auftreten einer Agglomerierung von feinen Teilchen zu unterdrücken, wenn das Verfahren auf ein Plattieren von feinen Teilchen angewandt wird.
Mittlerweile war in konventioneller Weise eine alkalische Cyanlösung, enthaltend eine Cyanverbindung, als eine elektrolytische Plattierlösung gut bekannt, welche zum Ausbilden einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht verwendet wurde. Jedoch weist, da die alkalische Cyanlösung eine Cyanverbindung enthält, diese Lösung Probleme dahingehend auf, daß sie sehr toxisch ist und somit extrem vorsichtig gehandhabt werden muß; sie erfordert eine spezielle Abfallwasserbehandlung und sie verunreinigt bzw. verschlechtert die Arbeitsumgebungen.
Für diese Probleme schlägt die japanische Kokai Veröffentlichung Hei-11-269692 ein saures Bad, enthaltend keine Cyanverbindung, als eine elektrolytische Zinn/Silber-Legierungs-Plattierlösung vor und beschreibt, daß es möglich ist, einen Zinn/Silber-Legierungs-Plattierfilm auszubilden, der exzellent in der Helligkeit, Lötbarkeit und in Whisker-Eigenschaft ist, indem dieses Säurebad verwendet wird. Wenn ein elektrisches Plattieren unter Verwendung einer derartigen elektrolytischen Zinn/Silber-Legierungs-Plattierlösung ausgeführt wird, wird ein zu plattierender Gegenstand als eine Kathode verwendet und eine Zinn- oder eine andere unlösliche Elektrode wird als eine Anode verwendet.
In dem Fall eines elektrischen Plattierens von feinen Teilchen wird jedoch der Oberflächenbereich der feinen Teilchen extrem groß zu der Menge der elektrischen Plattierlösung und dementsprechend wird die Silberkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung gemeinsam mit dem Fortlaufen des Plattierens abgesenkt, und wenn das elektrische Plattieren fortgesetzt wird, unterscheidet sich die Zinn/Silberzusammensetzung der Legierung in der Dickenrichtung des ausgebildeten Plattierfilms und das Verhältnis der Silberkomponente sinkt nach außen stärker ab und folglich führt sie in einem extremen Fall zu einem Problem, daß die ausgebildete Plattierschicht eine äußerste Schicht aus 100% Zinn aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von leitfähigen, feinen Teilchen, das fähig ist, eine gleichmäßige Plattierschicht auf allen der feinen, zu plattierenden Teilchen zur Verfügung zu stellen, ohne daß eine Agglomerierung der feinen, zu plattierenden Teilchen während dem Plattierverfahren bewirkt wird, und ein Verfahren zur Herstellung von leitfähigen, feinen Teilchen zur Verfügung zu stellen, das fähig ist, eine dicke Plattierschicht aus einer Zinn/Silberlegierung mit einer elektrischen Plattierlösung, enthaltend keine Cyanverbindung, und eine Plattierschicht mit einer gleichmäßigen Legierungszusammensetzung ohne Unterschied der Legierungszusammensetzung der Plattierschicht in der Dickenrichtung selbst in dem Fall herzustellen, wo der Oberflächenbereich eines zu plattierenden Gegenstands extrem groß zu der Menge einer elektrolytischen Zinn/Silberlegierungs-Plattierlösung wird.
Die erste Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines leitfähigen, feinen Teilchens zur Verfügung, welches ein Ausbilden einer Plattierschicht auf der Oberfläche eines zu plattierenden, feinen Teilchens unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung umfaßt, die eine rotierbare Trommel in einem Plattierbad aufweist, wobei das Verfahren ein Einbringen des zu plattierenden, feinen Teilchens und eines Dummy- bzw. Blindteilchens mit einem größeren Teilchendurchmesser als jenem des zu plattierenden, feinen Teilchens in der Trommel und ein Ausbilden einer Plattierschicht umfaßt, während die Trommel mit einer Amplitude von 0,05 bis 3,0 mm und einer Frequenz von 20 bis 120 Hz vibriert wird. Es ist bevorzugt für das Bildteilchen, daß es einen Teilchendurchmesser von 2 bis 50 mal so groß wie jenen des feinen, zu plattierenden Teilchens und ein spezifisches Gewicht von 1,0 bis 12,0 mal schwerer als jenes des zu plattierenden, feinen Teilchens aufweist. Weiters beträgt eine Zufuhrmenge des zu plattierenden, feinen Teilchens in die Trommel 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität der Trommel, eine Zufuhrmenge des Blindteilchens in die Trommel beträgt vorzugsweise 10 bis 70 Vol.-% relativ zu der Gesamtzufuhrmenge des feinen, zu plattierenden Teilchens und der Zufuhrmenge des Blindteilchens, und ein Volumen der Mischung des feinen, zu plattierenden Teilchens und des Blindteilchens, die in die Trommel zugeführt werden, beträgt vorzugsweise 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität der Trommel.
Die zweite Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens zur Verfügung, welches ein Ausbilden einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht auf der Oberfläche eines feinen Harteilchens umfaßt, das mit einer Metallbasisschicht durch ein elektrolytisches Plattierverfahren plattiert wird, wobei das Verfahren ein kontinuierliches oder intermittierendes Zuführen einer silberhaltigen Komponente zu einer elektrolytischen Plattierlösung, enthaltend ein Zinnion und ein Silberion, und ein Ausführen eines elektrolytischen Plattierens umfaßt, während die Silberionenkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung in einem konstanten Bereich gehalten wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
1 ist eine schematische Darstellung, die eine Ausbildung einer Trommelplattiervorrichtung zeigt, die vorzugsweise für die erste Erfindung zu verwenden ist.
In der Darstellung bzw. Illustration stellt das Bezugszeichen 1 eine Plattierlösung dar, stellt 2 ein Plattierbad dar, stellt 3 einen Kathodenzufuhrdraht dar, stellt 4 eine Trommel dar, stellt 5 eine Anode dar, stellt 6 eine Trommelplattiervorrichtung dar, stellt 7 einen vibrierenden bzw. Vibrationsmotor dar, stellt 8 Blindteilchen dar und stellt 9 feine, zu plattierende Teilchen dar.
DETAILLIERTE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die Erfindung in größerem Detail beschrieben.
Die erste Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von leitfähigen, feinen Teilchen, welches ein Ausbilden einer Plattierschicht auf der Oberfläche von feinen, zu plattierenden Teilchen unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung umfaßt, die eine rotierbare Trommel in einem Plattierbad aufweist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Ausbildung einer Trommelplattiervorrichtung, die vorzugsweise für ein Verfahren zum Herstellen von feinen, leitfähigen Teilchen der ersten Erfindung verwendet wird. In 1 umfaßt eine Trommelplattiervorrichtung 6 ein Plattierbad 2, wenigstens eine teilweise poröse Trommel 4, welche rotierbar ist, während sie in das Plattierbad 2 eingetaucht ist, einen Vibrationsmotor 7, um die Trommel 4 zu vibrieren, und eine Anode 5. Die Trommel 4 ist an einer Kathode festgelegt, die an einem Ende des Plattierbads 2 in einer lösbaren bzw. entfernbaren Weise installiert ist, und ein Kathodenzufuhr- bzw. -leiterdraht 3, der elektrisch mit der Kathode verbunden ist, ist in das Innere der Trommel 4 eingesetzt und darin installiert. In der in 1 gezeigten Ausbildung ist der Vibrationsmotor 7 in der Trommelplattiervorrichtung 6 installiert und eine Vibration kann durch Installieren eines Vibrationsrahmens aufgebracht werden und irgendwelche Vibrationsmittel können ohne irgendeine Beschränkung verwendet werden, wenn sie die Trommel 4 effizient vibrieren bzw. schütteln können. Die Anode 5 ist in die Plattierlösung 1 eingetaucht. Die Kathode und Anode 5 sind entsprechend mit Gleichrichtern, welche nicht dargestellt bzw. illustriert sind, verbunden.
In dem Verfahren zur Herstellung von leitfähigen, feinen Teilchen der ersten Erfindung wird eine derartige Trommelplattiervorrichtung angewandt, um eine Plattierschicht auszubilden, indem feine zu plattierende Teilchen und Dummy- bzw. Blindteilchen mit einem größeren Teilchendurchmesser als jenem der feinen, zu plattierenden Teilchen in die Trommel eingebracht werden, während die Trommel vibriert wird.
Die feinen, zu plattierenden Teilchen, welche für das Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen der ersten Erfindung zugeführt werden, sind nicht besonders beschränkt und beispielsweise können metallische, feine Teilchen bzw. Partikel, feine organische Harzteilchen, feine, anorganische Teilchen oder dgl. beispielhaft angeführt werden.
Die vorhergenannten metallischen, feinen Teilchen sind nicht speziell beschränkt und können beispielsweise jene beinhalten, die Eisen, Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Blei, Platin, Nickel, Titan, Kobalt, Chrom, Aluminium, Zink, Wolfram und ihre Legierungen und dgl. umfassen.
Die vorhergenannten, organischen, feinen Harzteilchen sind nicht speziell beschränkt und können beispielsweise feine Teilchen aus geradkettigen Polymeren, feine Teilchen aus Netzwerkstrukturpolymeren, feine Teilchen von thermo-härtenden Harzen, feine Teilchen aus elastischen Körpern und dgl. umfassen.
Geradkettige Polymere, die die vorhergehenden, feinen Teilchen aus den geradkettigen Polymeren ausbilden, können beispielsweise Nylon, Polyethylen, Polypropylen, Methylpentenpolymer, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polysulfon, Polycarbonat, Polyacrylnitril, Polyacetat, Polyamid und dgl. umfassen bzw. beinhalten.
Netzwerkstrukturpolymere, die die vorhergenannten, feinen Teilchen der Polymere mit Netzwerkstruktur ausbilden, können beispielsweise Homopolymere aus quervernetzbaren Monomeren, wie Divinylbenzol, Hexatrien, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylcarbinol, Alkylendiacrylat, Oligo- oder Poly(alkylenglycol)diacrylat, Oligo- oder Poly(alkylenglycol)dimethacrylat, Alkylentriacrylat, Alkylentrimethacrylat, Alkylentetraacrylat, Alkylentetramethacrylat, Alkylenbisacrylamid, Alkylenbismethacrylamid und dgl.; und Copolymere, die durch eine Copolymerisation von polymerisierbaren Monomeren mit diesen quervernetzbaren Monomeren erhalten werden können, beinhalten. Unter diesen polymerisierbaren Monomeren sind beispielsweise Divinylbenzol, Hexatrien, Divinylether, Divinylsulfon, Alkylentriacrylat, Alkylentetraacrylat und dgl. bevorzugt.
Ein Polymerisationsverfahren für die vorher genannten quervernetzbaren Monomere ist nicht besonders beschränkt und bekannte Syntheseverfahren, wie ein Suspensionspolymerisationsverfahren, ein Emulsionspolymerisationsverfahren, ein Impfpolymerisationsverfahren und ein Dispersionspolymerisationsverfahren können geeignet bzw. entsprechend ausgewählt werden.
Thermo-härtende Harze, die die vorhergenannten, feinen Teilchen der thermo-härtenden Harze ausbilden, können beispielsweise Phenol-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Benzoguanamin-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Epoxyharze und dgl. umfassen.
Elastische Körper, die die vorher genannten feinen Teilchen der elastischen Körper ausbilden, können beispielsweise natürlichen Gummi, synthetischen Gummi und dgl. beinhalten.
Die vorher genannten anorganischen, feinen Teilchen sind nicht speziell beschränkt und können beispielsweise feine Teilchen, umfassend Siliziumdioxid, Titanoxid, Eisenoxid, Kobaltoxid, Zinkoxid, Nickeloxid, Manganoxid, Aluminiumoxid und dgl. beinhalten.
Zusätzlich werden in dem Fall, wo die vorher genannten, feinen Teilchen aus organischem Harz oder anorganischen feinen Teilchen als die feinen, zu plattierenden Teilchen verwendet werden, jene, die durch Ausbilden einer leitfähigen Basisschicht auf der Oberfläche der vorher genannten feinen, organischen Harzteilchen oder feinen, anorganischen Teilchen ausgebildet sind, vorzugsweise verwendet. Die vorher genannte leitfähige Basisschicht kann durch ein elektrolytisches Plattierverfahren oder durch andere bekannte Verfahren zum Bereitstellen einer Leitfähigkeit ausgebildet werden.
Die vorher genannten Blindteilchen besitzen einen größeren Teilchendurchmesser als jenen der vorher genannten feinen, zu plattierenden Teilchen. Der Teilchendurchmesser der Blindteilchen ist vorzugsweise 2 bis 50 mal größer als jener der feinen, zu plattierenden Teilchen. Wenn er weniger als 2 mal so groß ist, ist die Zermahlfähigkeit unzureichend, um in einem Auftreten einer Agglomerierung in einigen Fällen zu resultieren, und wenn er mehr als 50 mal so groß ist, ist nicht nur die Zermahlfähigkeit so hoch, um eine Plattierschicht, die auf den feinen, zu plattierenden Teilchen ausgebildet ist, abzuschälen, sondern auch die Anzahl von feinen zu plattierenden Teilchen, welche in Löcher eintreten, von welchen angenommen wird, daß sie in Agglomeraten der Blindteilchen existieren, ist erhöht, so daß eine Agglomerierung dazu tendiert, leicht bewirkt zu werden. Der Teilchendurchmesser ist bevorzugter 5 bis 30 mal so groß. Eine Mehrzahl von Arten von Blindteilchen mit unterschiedlichen Teilchendurchmessern kann in Kombination als die vorher genannten Blindteilchen verwendet werden.
Die vorher genannten Blindteilchen haben vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 1,0 bis 12,0 mal so schwer wie jenes der zu plattierenden feinen Teilchen. Wenn die Blindteilchen angehoben und abgesenkt werden, indem die Trommel rotiert wird, tendieren sie dazu, in Gruppen aus feinen Teilchen einzusinken bzw. begraben zu werden, und wenn ihr spezifisches Gewicht schwerer als jenes der zu plattierenden, feinen Teilchen ist, kann ein hoher Rühreffekt und ein Zerkleinerungs- bzw. Zermahleffekt zur Verfügung gestellt werden. Wenn das spezifische Gewicht kleiner als 1,0 beträgt, ist der Zermahleffekt bzw. Zerbrecheffekt verschlechtert, um in einem Auftreten einer Agglomeration in einigen Fällen zu resultieren, und bessere Ergebnisse können erzielt werden, wenn das spezifische Gewicht der Blindteilchen höher ist, wobei jedoch, wenn das spezifische Gewicht mehr als 12,0 so groß ist, der Zermahleffekt so groß wird, um möglicherweise die Plattierschicht abzuschälen, die auf den feinen, zu plattierenden Teilchen ausgebildet wurde. Es ist bevorzugter, 3,0 bis 7,0 so groß.
Die vorher genannten Blindteilchen können leitend bzw. leitfähig oder nicht leitfähig sein und leitfähige Teilchen sind bevorzugter, da sie effizient elektrischen Strom von dem Kathodenleiterdraht zu allen feinen, zu plattierenden Teilchen übertragen können. Auch können leitfähige Blindteilchen und nicht leitfähige Blindteilchen in Kombination als die vorher genannten Blindteilchen verwendet werden.
Die vorher genannten Blindteilchen sind nicht besonders beschränkt und können beispielsweise Teilchen aus SUS (spezifisches Gewicht 7,9), Siliziumnitrid (spezifisches Gewicht 3,2), Aluminiumoxid (spezifisches Gewicht 3,6) Zirkonoxid (spezifisches Gewicht 6,0), Eisen (spezifisches Gewicht 7,9) und Kupfer (spezifisches Gewicht 8,9) und Teilchen aus diesen Metallen beinhalten, die mit einem Polytetrafluorethylen an der Oberfläche plattiert sind. Unter diesen sind Teilchen, die aus SUS mit einem spezifischen Gewicht von 7,9 gefertigt sind, insbesondere bevorzugt zu verwenden.
In dem Verfahren zur Herstellung von leitfähigen feinen Teilchen der ersten Erfindung wird die Plattierschicht durch Einbringen der vorher genannten, zu plattierenden, feinen Teilchen und der vorher genannten Blindteilchen in die Trommel und Ausbilden von Plattierschichten ausgebildet, während eine Vibration auf die Trommel ausgeübt wird. In einer Ausbildung der Erfindung werden, indem die Trommelplattiervorrichtung verwendet wird, die in 1 gezeigt ist, zuerst die vorher genannten feinen, zu plattierenden Teilchen und die vorher genannten Blindteilchen in die Trommel 4 eingebracht, und während sie in die Plattierlösung 1 eingetaucht und rotiert werden, wird die Trommel 4 durch den Vibrationsmotor 7 vibriert, um ein Plattierverfahren durchzuführen. In diesem Fall kann eine ungleichmäßige Filmdicke der Plattierschicht aufgrund des Rühreffekts der Blindteilchen vermieden werden. Eine Agglomerienang von feinen zu plattierenden Teilchen kann ebenfalls aufgrund des Zermahleffekts verhindert werden, der einem Rühren durch die Blindteilchen und einer Vibration der Trommel zugeschrieben wird. Die Blindteilchen nehmen eine Rolle ein, eine Vibration des Vibrationsmotors 7 effizient auf die feinen Teilchen in der Trommel 4 zu übertragen.
Die vorhergenannte Vibration wird eingestellt, um eine Amplitude in einem Bereich von 0,05 bis 3,0 mm und eine Frequenz in einem Bereich von 20 bis 120 Hz aufzuweisen. Wenn die Amplitude kleiner als 0,05 mm ist, kann die Vibration nicht gut auf die Teilchen in der Trommel übertragen werden und wenn sie mehr als 3,0 mm beträgt, ist der Stoß bzw. Aufprall so intensiv, um den Plattierfilm abzuschälen, und die Teilchen werden leicht nach oben geschwemmt bzw. geschlagen, so daß ein bipolares Phänomen bewirkt wird, was in einer Verschlechterung der Abscheidung der Plattierschicht resultiert. Wenn die Frequenz weniger als 20 Hz beträgt, ist die Anzahl von Vibrationen so niedrig, um eine Agglomerierung zu bewirken, und wenn sie mehr als 120 Hz beträgt, wird der Plattierfilm möglicherweise abgeschält.
Die Vibration kann durch Messen der Amplitude und der Frequenz beispielsweise unter Verwendung eines Beschleunigungssensors und durch Verändern der Vibrationskraft und der Frequenz auf geeignete Werte eingestellt werden.
Die Zufuhrmengen der zuvor genannten, feinen, zu plattierenden Teilchen und der zuvor genannten Blindteilchen in die Trommel sind vorzugsweise wie folgt festgelegt. D.h. es ist bevorzugt, die Zufuhrmenge (V_P) der feinen, zu plattierenden Teilchen in die Trommel auf 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität (V_B) der Trommel die Zufuhrmenge (V_D) der Blindteilchen in die Trommel auf 10 bis 70 Vol.-% der Gesamtheit (V_P + V_D) der Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Zufuhrmenge der Blindteilchen, und das Volumen (V_T) der Mischung der vorher genannten feinen, zu plattierenden Teilchen und der vorher genannten Blindteilchen, die in die Trommel eingebracht werden, auf 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität der Trommel zu steuern bzw. regeln.
Im allgemeinen wird von der Zufuhrmenge in die Trommel gesagt, daß sie in geeigneter Weise in einem Bereich von 20 bis 40 Vol.-% des Kapazitätsverhältnisses unter Berücksichtigung des Mischeffekts in der Trommel liegt, und der Bereich ist in der Erfindung bevorzugt, wobei jedoch in dem Fall der Erfindung aufgrund der Verbesserung der Mischeffizienz durch ein Laden der Blindteilchen und des Agglomerierungs-Verhinderungseffekts bzw. -Vorbeugungseffekts der Vibrationsanwendung die Zufuhrmenge auf etwa 60 Vol.-% erhöht werden kann. Wenn die Zufuhrmenge (V_P) der feinen, zu plattierenden Teilchen in der Trommel kleiner als 10 Vol.-% der Kapazität (V_B) der Trommel ist, ist das Spitzenendteil des Kathodenzufuhrdrahts frei von den Agglomeraten, die aus feinen, zu plattierenden Teilchen und Blindteilchen zusammengesetzt ist, so daß ein Wasserstoffgas entwickelt wird und dann in einigen Fällen zu einem abrupten Abfall in der elektrischen Stromeffizienz führt, und wenn die Gasentwicklung in der Trommel intensiv wird, schwimmen die Teilchen auf bzw. werden abgeschlagen, was in einigen Fällen in der Unmöglichkeit des Plattierens resultiert. Wenn sie nicht kleiner als 60 Vol.-% ist, tendiert die Mischeffizienz dazu, stark verschlechtert zu werden, um zu Problemen, wie einem Auftreten einer Agglomeration, einer Ausweitung der Ungleichmäßigkeiten in der Plattierfilmdicke zu führen. Sie ist noch bevorzugter zwischen 15 und 45 Vol.-% und insbesondere bevorzugt zwischen 20 und 40 Vol.-%.
Wenn die Zufuhrmenge (V_D) der Blindteilchen in die Trommel kleiner als 10 Vol.-% der Gesamtheit (V_P + V_D) der Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen ist, tendiert die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Agglomeriation der feinen Teilchen dazu, erhöht zu werden, und wenn sie mehr als 70 Vol.-% beträgt, wird ein Auftreten eines Plattierabschälens in einigen Fällen sehr häufig. Sie ist bevorzugter 20 bis 60 Vol.-% und insbesondere bevorzugt 30 bis 50 Vol.-%.
Wenn das Volumen (V_T) der Mischung der vorher genannten feinen, zu plattierenden Teilchen und der vorher genannten Blindteilchen in der Trommel kleiner als 10 Vol.-% der Kapazität der Trommel ist, ist es sehr ineffizient. Obwohl es besser ist, wenn die Zufuhrmenge höher ist, ist, wenn sie mehr als 60 Vol-% beträgt, die Mischeffizienz stark abgesenkt, um zu Problemen, wie ein Auftreten einer Agglomeration, einer Ausweitung der Ungleichmäßigeit von Plattierdicken usw. zu führen. Sie ist bevorzugter 20 bis 45 Vol.-%.
Zusätzlich genügen die Gesamtheit (V_P + V_D) der Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen und das Volumen (V_T) der Mischung der feinen, zu plattierenden Teilchen und der vorher genannten Blindteilchen, die in die Trommel geladen sind, der Beziehung, die durch die folgende mathematische Formel definiert ist:
V_T < (V_P + V_D).
Es ist daraus zu verstehen, daß, da die Blindteilchen größer als die feinen, zu plattierenden Teilchen sind, und die feinen, zu plattierenden Teilchen in Löcher bzw. Hohlräume zwischen den Blindteilchen eintreten, wenn sie vermischt werden, das Volumen der Mischung kleiner als das Gesamtvolumen ist, das einfach durch Addieren der Zufuhrmengen berechnet wird. Dementsprechend muß V_T durch experimentelle Messung gemessen werden.
In dem Verfahren zum Herstellen von feinen, leitfähigen Teilchen der ersten Erfindung ist die auf der Oberfläche der vorher genannten feinen, zu plattierenden Teilchen auszubildende Plattierschicht nicht besonders beschränkt und kann Plattierschichten beinhalten, umfassend Metalle, wie Gold, Silber, Kupfer, Platin, Zink, Eisen, Blei, Zinn, Aluminium, Kobalt, Indium, Nickel, Chrom, Titan, Antimon, Wismut, Germanium, Cadmium und Silizium. Diese Metalle können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung von leitfähigen, feinen Teilchen der ersten Erfindung können leitfähige, feine Teilchen, die eine Plattierschicht mit extrem gleichmäßiger Dicke und die frei von Kratzern ist, hergestellt werden, ohne daß es durch Agglomerierung der feinen, zu plattierenden Teilchen während dem Plattierverfahren begleitet ist.
Das Verfahren zur Herstellung von leitfähigen feinen Teilchen der zweiten Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbilden einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht auf der Oberfläche von feinen Harzteilchen, die mit einer Metallbasisschicht durch ein elektrolytisches Plattierverfahren plattiert sind.
Die feinen Harzteilchen, die dem Verfahren zur Herstellung der leitfähigen, feinen Teilchen der zweiten Erfindung zugeführt werden, sind nicht speziell beschränkt und können die gleichen feinen, organischen Harzteilchen wie die feinen, organischen Harzteilchen, die dem Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen der ersten Erfindung zugeführt werden, und feine Hybridteilchen aus organischen, feinen Harzteilchen und anorganischen, feinen Teilchen beinhalten Es ist für diese feinen Harzteilchen bevorzugt, daß sie zuerst mit einer Metallbasisschicht auf der Oberfläche plattiert werden. Die vorher genannte Metallbasisschicht ist nicht speziell beschränkt, wenn sie die Anhaftungsfestigkeit zwischen den feinen Harzteilchen und der Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht verbessert, und kann Plattierungen beinhalten, umfassend eine einfache Metallsubstanz, wie Eisen, Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Blei, Platin, Nickel, Titan, Cobalt, Chrom, Aluminium, Zink und Wolfram oder ihre Legierungen. Die vorher genannte metallische Basisschicht kann beispielsweise durch ein elektrofreies Plattierverfahren oder andere bekannte Verfahren zur Bereitstellung einer Leitfähigkeit ausgebildet werden.
Da es erforderlich ist, daß die vorher genannte Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht zum Zeitpunkt einer Festlegung bzw. Montage von elektronischen Teilen geschmolzen ist, ist es bevorzugt, daß sie einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, um Beschädigungen an anderen elektronischen Teilchen durch Hitze zu unterdrücken. Um den Schmelzpunkt der vorher genannten Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht abzusenken ist es bevorzugt, eine eutektische Plattierschicht auszubilden. Der Gehalt an Silber in der eutektischen Plattierschicht beträgt allgemein etwa 3,5 Gew.-%. Da eine elektrolytische Plattierlösung, die Zinnionen in einer Überschußmenge im Vergleich mit jener von Silberionen enthält, verwendet wird, um eine derartige eutektische Plattierschicht der Zinn/Silber-Legierung zu erhalten, ist es erforderlich, die Silberionenkonzentration in einem konstanten Konzentrationsbereich zu halten.
Das Verfahren zum Herstellen der feinen, leitfähigen Teilchen der zweiten Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines leitfähigen, feinen Teilchens, welches ein Ausbilden einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht auf der Oberfläche eines feinen Harzteilchens umfaßt, das mit einer Metallbasisschicht durch ein elektrolytisches Plattierverfahren plattiert wird, wobei das Verfahren ein kontinuierliches oder intermittierendes Zuführen einer silberhaltigen Komponente zu einer elektrolytischen Plattierlösung, enthaltend ein Zinnion und ein Silberion und ein Ausführen eines elektrolytischen Plattierens umfaßt, während die Silberionenkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung in einem konstanten Bereich gehalten wird.
Die vorher genannte elektrolytische Plattierlösung enthält eine Zinnverbindung als eine zinnhaltige Komponente und eine Silberverbindung als eine silberhaltige Komponente, die jeweils darin gelöst sind.
Zinnverbindungen als die vorher genannte Zinnverbindung sind nicht speziell beschränkt, wenn sie ein Zinnion in einem sauren Bad freisetzen können, und können beispielsweise Zinnoxid, Zinnsulfat, Zinnchlorid, Zinnsulfid, Zinniodid, Zinncitrat, Zinnoxalat, Zinnacetat und dgl. beinhalten. Sie können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Silberverbindungen als die vorhergenannte Silberverbindung sind nicht speziell beschränkt, wenn sie ein Silberion in einem sauren Bad freisetzen können, und können beispielsweise Silberoxid, Silbersulfat, Silberchlorid, Silbernitrat und dgl. beinhalten. Sie können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Die vorher genannte, elektrolytische Plattierlösung kann als Komplexieragentien bzw. -mitteln für Zinn und Silber, Verbindungen, wie aminothiophenolartige, thioharnstoffartige, thilazolartige, sulphenamidartige, thiuramartige, dithiocarbaminsäureartige, bisphenolartige, benzimidazolartige, organische thiosäureartige beinhalten. Ein Zusatz von derartigen Komplexiermitteln macht es möglich, ein Zinnion und ein Silberion für einen langen Zeitraum stabil aufzulösen.
Die vorher genannte elektrolytische Plattierlösung kann ein ungesättigtes, aliphatisches Aldehyd enthalten, um die Helligkeit und Lötbarkeit zu verbessern, und kann auch eine Aminverbindung gemeinsam mit einem ungesättigten aliphatischen Aldehyd enthalten. Weiters können Additive, wie ein Aufheller und ein Nivellieragens auch in Kombination verwendet werden.
Um das Verfahren zur Herstellung von leitfähigen, feinen Teilchen der zweiten Erfindung auszuführen, wird der gesamte Oberflächenbereich der feinen, zu plattierenden Harzteilchen von dem Gewicht der feinen Harzteilchen berechnet, die in eine Plattiervorrichtung geladen sind. Aus der berechneten Gesamtoberfläche der feinen Harzteilchen werden die Anfangskonzentrationen eines Zinnions und eines Silberions, die in der vorher genannten, elektrolytischen Plattierlösung enthalten sind, geeignet bestimmt. Als nächstes wird der Abfallgrad der Konzentration eines Silberions, das für das elektrolytische Plattieren pro Zeiteinheit verbraucht wird, theoretisch berechnet.
In dem elektrolytischen Plattieren wird es, wenn der Abfallgrad der Konzentration eines Silberions, das in der elektrolytischen Plattierlösung enthalten ist, mehr als 15% der ursprünglichen bzw. Anfangskonzentration beträgt, schwierig, eine Plattierschicht mit einer gleichmäßigen Zinn/Silber-Legierungs-Zusammensetzung auszubilden. Daher ist es bevorzugt, bevor die Konzentration eines Silberions, das in der elektrolytischen Plattierlösung enthalten ist, um 15% oder mehr der Anfangskonzentration abfällt, die vorher genannte Silberverbindung als eine silberhaltige Komponente zu der elektrolytischen Plattierlösung zu ergänzen. In diesem Fall ist, wenn die oben genannte bzw. vorherige Silberverbindung ergänzt wird, es bevorzugt, standardisierte Zeiten und Perioden für ein Ergänzen der vorher genannten Silberverbindung zu der elektrolytischen Plattierlösung auf der Basis der vorhergehenden Messung des Abfalls der Silberionenkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung im Verlauf der Zeit festzulegen. Weiters ist es auch bevorzugt, die Silberverbindung durch intermittierendes oder kontinuierliches Messen der Silberionenkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung zu ergänzen und dadurch die Silberionenkonzentration während dem elektrolytischen Plattieren zu überwachen. Um die elektrolytische Plattierlösung zu ergänzen, wird beispielsweise ein Verfahren, welches ein Installieren eines Ergänzungstanks für ein intermittierendes Zuführen bzw. Liefern der elektrolytischen Plattierlösung zu dem elektrolytischen Bad, ein Speichern einer elektrolytischen Plattierlösung, enthaltend die vorher genannte Silberverbindung in dem Ergänzungstank, und ein Ergänzen der Lösung zu dem elektrolytischen Bad, basierend auf der Notwendigkeit umfaßt, oder dgl. vorgeschlagen.
Eine elektrolytische Plattiervorrichtung, die für das Verfahren zur Herstellung der feinen, leitfähigen Teilchen der zweiten Erfindung anzuwenden ist, ist nicht speziell beschränkt und beispielsweise ist die oben erwähnte Trommelplattiervorrichtung oder dgl. bevorzugt. In diesem Fall können die leitfähigen, feinen Teilchen durch das Verfahren zur Herstellung der leitfähigen, feinen Teilchen der ersten Erfindung hergestellt werden.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung der leitfähigen, feinen Teilchen der zweiten Erfindung können leitfähige, feine Teilchen, umfassend feine Harzteilchen, die mit einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht mit einer gleichmäßigen Zusammensetzung auf der Oberfläche beschichtet sind, hergestellt werden.
Die leitfähigen, feinen Teilchen, die durch das Verfahren zum Herstellen der leitfähigen, feinen Teilchen der Erfindung hergestellt werden, können vorzugsweise für ein Verbinden eines Halbleiterchips und eines elektronischen Bauteils mit einem Montagesubstrat und auch als eine leitfähige Paste, ein leitfähiger Kleber, ein anisotroper, leitfähiger Film und dgl. verwendet werden. In diesem Fall ist der Teilchendurchmesser der leitfähigen, feinen Teilchen bzw. Partikel vorzugsweise 10 bis 1000 μm, noch bevorzugter 50 bis 800 μm und insbesondere bevorzugt 200 bis 800 μm.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die Erfindung in größeren Details unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, wobei es jedoch nicht beabsichtigt ist, daß die Erfindung auf die dargestellten Beispiele beschränkt wird.
(Beispiel 1)
Synthetische, feine Harzteilchen, die durch Copolymerisation von Styrol und Divinylbenzol erhalten wurden, wurden mit einer Nickelplattierung und einer Kupferplattierung als eine leitfähige Basisschicht plattiert, um kupferplattierte, feine Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 762,3 μm mit einer Standardabweichung von 10,5 μm zu erhalten. Die kupferplattierten, feinen Teilchen hatten ein spezifisches Gewicht von 1,59.
Unter Verwendung einer Plattiervorrichtung (Trommelkapazität 2,4 l), die in 1 gezeigt ist, wurden die erhaltenen kupferplattierten, feinen Teilchen als die feinen, zu plattierenden Teilchen verwendet und einem Plattieren mit einer Lötmasse unterworfen. Als Blindteilchen wurden ϕ12-Kugeln (spezifisches Gewicht 7,9), die aus SUS hergestellt sind, verwendet. Die feinen, zu plattierenden Teilchen und die Blindteilchen wurden so in die Trommel geladen, um die Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen in die Trommel auf 24 Vol.-% der Kapazität der Trommel und die Zufuhrmenge der Blindteilchen in die Trommel auf 40 Vol.-% der gesamten Zufuhrmengen der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen einzustellen. In diesem Fall wurde das Volumen der Mischung der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen mit 34 Vol.-% durch Messung gefunden. Das Verhältnis (das Größenverhältnis) des Teilchendurchmessers der Blindteilchen zu jenem der feinen, zu plattierenden Teilchen war 15,7 und das Verhältnis (das spezifische Gewichtsverhältnis) des spezifischen Gewichts der Blindteilchen zu jenem der feinen, zu plattierenden Teilchen war 5,0. Ein Vibrationsmotor mit einer maximalen Vibrationsleitung von 800 N und einer Frequenz von 60 Hz wurde angewandt. Die Vibration der Trommel wurde durch einen Beschleunigungssensor gemessen, um herauszufinden, daß die doppelte Amplitude 0,6 mm betrug und die Frequenz 60 Hz betrug. Ein Plattieren wurde bei 0,25 A/dm² Stromdichte und 15 U/min Rotationsfrequenz für etwa 3 Stunden durchgeführt, um feine, leitfähige Teilchen zu erhalten, die eine Lotplattierung in der äußersten Schicht aufweisen.
Wenn die erhaltenen, feinen, leitfähigen Teilchen mit einem Sieb mit 810 μm Maschen- bzw. Siebweite gesiebt wurden, gingen 100% der Teilchen durch. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser und die Dicke der lotplattierten Schicht von 300 Teilchen der erhaltenen, leitfähigen, feinen Teilchen war 804,9 μm bzw. 21,3 μm.
Die erhaltenen, leitfähigen, feinen Teilchen in einer Anzahl von 1000 wurden durch ein optisches Mikroskop beobachtet und das Verhältnis von agglomerierten Teilchen und das Verhältnis von Teilchen, die ein Abschälen aufweisen, wurden berechnet und weiters wurde eine Auswertung auf Basis der folgenden Kriterien durchgeführt.
.: sowohl Agglomeration als auch Abschälen ist 0%
O: Agglomeration und Abschälen ist kleiner 50%
X : Agglomeration und Abschälen ist 50% oder mehr
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Beispiele 2 bis 24, Vergleichsbeispiele 1 bis 11)
Leitfähige, feine Teilchen wurden auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit der Ausnahme, daß die Teilchendurchmesser der feinen, zu plattierenden Teilchen, die Arten und die Teilchendurchmesser der Blindteilchen und die Zufuhrmengen, verändert wurden, wie dies in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt ist, und sie wurden derselben Auswertung unterworfen.
Als Blindteilchen wurden Stahlkugeln, die mit Nickel auf der Oberfläche plattiert wurden, für Beispiele 3, 10 und 11 und Vergleichsbeispiel 2 verwendet und säulenartige, rostfreie Stahlteilchen wurden für Beispiel 6 verwendet und feine Harzteilchen, die mit Kupfer auf der Oberfläche plattiert wurden, wurden für Beispiel 8 verwendet.
In den Tabellen repräsentiert das Teilchendurchmesserverhältnis (Teilchendurchmesser der Blindteilchen/Teilchendurchmesser der feinen plattierenden Teilchen); das Verhältnis des spezifischen Gewichts repräsentiert (spezifisches Gewicht der Blindteilchen)/(spezifisches Gewicht der feinen, zu plattierenden Teilchen); die Zufuhrmenge von feinen, zu plattierenden Teilchen repräsentiert {(Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen)/Trommelkapazität} × 100; die Zufuhrmenge der Blindteilchen repräsentiert {(Zufuhrmenge der Blindteilchen)/(Zufuhrmenge der feinen zu plattierenden Teilchen + Zufuhrmenge der Blindteilchen)} × 100; das Volumen der Mischung repräsentiert {(Volumen der gemischten, feinen Teilchen, die zu plattieren sind, und der Blindteilchen)/Trommelkapazität} × 100.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.
(Beispiel 25)
Feine, synthetische Harzteilchen, die durch Copolymerisation von Styrol und Divinylbenzol erhalten wurden, wurden mit einer Nickelplattierung als eine leitfähige Basisschicht plattiert, um mit Nickel plattierte, feine Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 264,0 μm mit einer Standardabweichung von 1,68 μm zu erhalten. Die feinen, mit Nickel plattierten Teilchen hatten ein spezifisches Gewicht von 1,24.
Die feinen, mit Nickel plattierten Teilchen wurden einer regelmäßigen, hexagonalen Trommel mit 700 ml Kapazität einer Trommelplattiervorrichtung zugeführt und ein elektrolytisches Kupferplattieren wurde durchgeführt. Als Blindteilchen wurden ϕ4 Bälle (spezifisches Gewicht 7,9) die aus SUS gefertigt waren, verwendet. Die feinen, zu plattierenden Teilchen und die Blindteilchen wurden in die Trommel so geladen, um die Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen in der Trommel auf 24 Vol.-% der Kapazität der Trommel und die Zufuhrmenge der Blindteilchen in der Trommel auf 40 Vol.-% der Gesamtheit der Zufuhrmenge der feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen einzustellen. In diesem Fall wurde das Volumen der Mischung der geladenen, feinen, zu plattierenden Teilchen und der Blindteilchen als 34 Vol.-% durch Messung gefunden. Das Verhältnis (Teilchendurchmesserverhältnis) des Teilchendurchmessers der Blindteilchen zu jenem der feinen, zu plattierenden Teilchen war 15,2 und das Verhältnis (spezifisches Gewichtverhältnis) des spezifischen Gewichts der Blindteilchen zu jenem der feinen zu plattierenden Teilchen war 6,4. Ein Vibrationsmotor mit einer maximalen Vibrationsleistung von 350 N und einer Frequenz von 50 Hz wurde angewandt. Die Vibration der Trommel wurde durch einen Beschleunigungssensor gemessen, um herauszufinden, daß die doppelte Amplitude 0,2 mm betrug und die Frequenz 50 Hz betrug. Ein Plattieren wurde bei 0,25 A/dm² Stromdichte und 15 U/min Rotationsfrequenz durchgeführt, um leitfähige, feine Teilchen zu erhalten, die eine Kupferplattierschicht in der äußersten Schicht aufwiesen. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser und die Dicke der Kupferplattierschicht von 300 Teilchen der erhaltenen, leitfähigen, feinen Teilchen war 270,2 μm bzw. 3,1 μm.
Die erhaltenen, leitfähigen, feinen Teilchen wurden derselben Auswertung wie jene von Beispiel 1 unterworfen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
(Beispiele 26 bis 27, Vergleichsbeispiel 12)
Leitfähige, feine Teilchen wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 25 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß für die Blindteilchen Aluminiumoxid für Beispiel 26 verwendet wurde, Worframcarbidstahl für Beispiel 27 verwendet wurde und Wolfram für Vergleichsbeispiel 12 verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
(Beispiel 28)
Feine Harzteilchen (die als mit Kupfer plattierte, feine Harzteilchen bezeichnet werden), die durch Ausbilden einer Kupferplattierschicht als eine Metallbasisschicht auf der Oberfläche von feinen Harzteilchen von 168 ml erhalten wurden, wurden in eine regelmäßige pentagonale Trommel mit 700 ml Kapazität einer Trommelplattiervorrichtung geladen und einem elektrolytischen Plattieren unterworfen, um leitfähige, feine Teilchen zu erhalten, die eine eutektische Plattierschicht aus einer Zinn/Silber-Legierung auf der Oberfläche der Kupferplattierschicht aufweisen.
Der Gesamtoberflächenbereich der mit Kupfer plattierten, feinen Harteilchen war 201,3 dm² und das Verhältnis bzw. der Anteil der mit Kupfer plattierten, feinen Harzteilchen in der Trommel war 24 Vol.-%. Von den feinen mit Kupfer plattierten Harzteilchen wurde gefunden, daß sie einen mittleren Teilchendurchmesser von 264,5 μm mit einer Standardabweichung von 3,0 μm aufwiesen.
Eine elektrolytischer Plattierlösung von 150 l, die in diesem Fall verwendet wurde, wurde durch Auflösen einer Zinnverbindung und einer Silberverbindung so hergestellt, um die Zinnionenkonzentration und die Silberionenkonzentration auf 23,0 g/l bzw. 0,27 g/l einzustellen.
Während die Trommel in die elektrolytische Plattierlösung eingetaucht ist, die in ein elektrolytisches Bad gegeben ist, und darin rotiert wird, wurde ein elektrolytisches Plattieren unter den Bedingungen von 0,25 A/dm² Stromdichte und 15 U/min Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Trommel für 158 Minuten ausgeführt. Unter diesen Plattierbedingungen erreichte, wenn der Silbergehalt in der Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht 3,5 Gew.-% betrug, was der Gehalt einer eutektischen Zusammensetzung ist, die Menge an ausgefälltem Silber aus der elektrolytischen Plattierlösung 0,066 g/min. Daher wurde das Plattieren ausgeführt, während die Silberverbindung in einer Menge von 1,04 g auf der Basis des Silberions alle 15,8 Minuten ergänzt wurde. Während dem gesamten Plattierverfahren von 158 Minuten wurde eine Ergänzung der elektrolytischen Plattierlösung insgesamt 9 mal durchgeführt und die gesamte Zusatz- bzw. Ergänzungsmenge auf der Basis von Silber war 9,36 g.
Während dem Plattierverfahren wurde eine geringe Menge der feinen, leitfähigen Teilchen nach 15,8 Minuten, 39,5 Minuten, 79,0 Minuten und 118,6 Minuten, beginnend von dem elektrolytischen Plattieren, entnommen bzw. untersucht und die Dicke (μm) der ausgebildeten Plattierschicht und der Silbergehalt (Gew.-%) wurden gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 gezeigt. Zusätzliche wurde die Dicke der Plattierschicht aus Querschnitts-Mikrophotographien gemessen und der Silbergehalt in der Plattierschicht wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie gemessen.
(Vergleichsbeispiel 13)
Feine, leitfähige Teilchen aus mit Kupfer plattierten, feinen Harteilchen, die mit einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht an der Oberfläche plattiert waren, wurden durch Ausführen eines elektrolytischen Plattierens in derselben Weise, wie in Beispiel 4 beschrieben, durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Silberverbindung überhaupt nicht zu der elektrolytischen Plattierlösung ergänzt wurde.
Während dem oben erwähnten Plattierverfahren wurde eine geringe Menge der feinen, leitfähigen Teilchen in derselben Weise wie in Beispiel 28 entnommen bzw. untersucht und die Dicke der ausgebildeten Plattierschicht und der Silbergehalt wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 4
Tabelle 5
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Gemäß der Erfindung werden ein Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen, die eine Plattierschicht mit extrem gleichmäßiger Dicke und frei von Kratzern aufweisen, ohne daß es durch eine Agglomeration von feinen, zu plattierenden Teilchen während dem Plattierverfahren begleitet ist, und ein Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen, umfassend feine Harzteilchen und eine Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht, die auf der Oberfläche ausgebildet ist, zur Verfügung gestellt.
Zusammenfassung
Der Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von feinen leitfähigen Teilchen, die eine Plattierschicht mit extrem gleichmäßiger Dicke und frei von Kratzern aufweisen, ohne daß es durch ein Agglomerieren von feinen, zu plattierenden Teilchen während dem Plattierverfahren begleitet ist, und ein Verfahren zur Herstellung von feinen, leitfähigen Teilchen zur Verfügung zu stellen, umfassend feine Harzteilchen und eine Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht, die darauf ausgebildet wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines leitfähigen, feinen Teilchens, welches ein Ausbilden einer Plattierschicht auf der Oberfläche eines feinen zu plattierenden Teilchens unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung umfaßt, die eine rotierbare Trommel in einem Plattierbad aufweist, wobei das Verfahren ein Einbringen des feinen, zu plattierenden Teilchens und eines Blindteilchens mit einem größeren Teilchendurchmesser als demjenigen des feinen, zu plattierenden Teilchens in die Trommel und ein Ausbilden einer Plattierschicht umfaßt, während die Trommel mit einer Amplitude von 0,05 bis 3,0 mm und einer Frequenz von 20 bis 120 Hz vibriert wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens, welches ein Ausbilden einer Plattierschicht auf der Oberfläche eines zu plattierenden, feinen Teilchens unter Verwendung einer Trommelplattiervorrichtung umfaßt, die eine rotierbare Trommel in einem Plattierbad aufweist, wobei das Verfahren ein Einbringen des zu plattierenden, feinen Teilchens und eines Blindteilchens mit einem größeren Teilchendurchmesser als jenem des zu plattierenden, feinen Teilchens in der Trommel und ein Ausbilden einer Plattierschicht umfaßt, während die Trommel mit einer Amplitude von 0,05 bis 3,0 mm und einer Frequenz von 20 bis 120 Hz vibriert wird.
Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens nach Anspruch 1, worin das Blindteilchen einen Teilchendurchmesser von 2 bis 50 mal so groß wie jener des zu plattierenden, feinen Teilchens und ein spezifischen Gewicht von 1,0 bis 12,0 mal schwerer als jenes des zu plattierenden, feinen Teilchens aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens nach Anspruch 1 oder 2, worin eine Zufuhrmenge des zu plattierenden, feinen Teilchens in die Trommel 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität der Trommel beträgt, eine Zufuhrmenge des Blindteilchens in die Trommel 10 bis 70 Vol.-% relativ zu der Gesamtzufuhrmenge des feinen, zu plattierenden Teilchens und der Zufuhrmenge des Blindteilchens beträgt, und ein Volumen der Mischung des feinen, zu plattierenden Teilchens und des Blindteilchens, die in die Trommel zugeführt werden, 10 bis 60 Vol.-% der Kapazität der Trommel beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen, feinen Teilchens, welches ein Ausbilden einer Zinn/Silber-Legierungs-Plattierschicht auf der Oberfläche eines feinen Harzteilchens umfaßt, das mit einer Metallbasisschicht durch ein elektrolytisches Plattierverfahren plattiert wird, wobei das Verfahren ein kontinuierliches oder intermittierendes Zuführen einer silberhaltigen Komponente zu einer elektrolytischen Plattierlösung, enthaltend ein Zinnion und ein Silberion, und ein Ausführen eines elektrolytischen Plattierens umfaßt, während die Silberionenkonzentration in der elektrolytischen Plattierlösung in einem konstanten Bereich gehalten wird.