JP2004152687A - Manufacturing device and manufacturing method of conductive particulate - Google Patents

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Yoshiaki Tanaka
善昭 田中
Yasuhiko Nagai
康彦 永井
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing device of conductive particulate capable of restraining agglomeration of particulates in forming a metal layer on the surface of the particle having magnetism, and suitable for manufacturing the conductive particle with a metal layer with a uniform thickness without flaws or peelings or the like on the surface. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the conductive particle, for forming a metal layer on the surface of the particulate having magnetism, is provided with at least a tabulate plate and a magnet arranged at one side of the plate, and a metal layer forming means for forming the metal layer on the surface of the particulate having magnetism. The magnet is arranged on the surface of the plate in free movement in a parallel direction, and the particle having magnetism is absorbed by magnetic attraction of the magnet to a side contrary to the side where the magnet of the plate is arranged and aligned. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性微粒子の製造装置、及び、該導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子回路基板において、ICやLSI等のチップを接続するためには、それぞれの電極をプリント基板上にハンダ付けする方法が用いられてきたが、この方法は生産効率が悪く、また、接続信頼性が低く高密度化には適さないものであった。そこで、このような接続信頼性の低さ等を解決するためにハンダを球状にした、いわゆるハンダボールでチップと基板とを接続するBGA(ボールグリッドアレイ)等の技術が開発された。この技術によれば、基板とチップ間、基板間に実装されたハンダボールを高温で溶融しながら接続することで、高生産性、高接続信頼性を両立した電子回路基板を構成できる。
【0003】
しかしながら、近年基板の多層化が進み、基板自体の外環境変化による歪みや伸縮が発生し、その際に生じる力が基板間の接続部にかかることによって断線が発生することが問題となっていた。また、ハンダボールを用いた場合、基板間の距離にバラツキが生じ一定にすることが困難であり、これを一定にするために別途スペーサー等を置かなければならず手間や費用がかかることが問題となっていた。
【0004】
これらを解決する手段として、基板間の接続部にかかる力の緩和については、基板間に樹脂等を充填することにより補強することが行われており、接続信頼性の向上には一定の効果を示したが、このような手段は、手間がかかり、充填工程が増えることによる費用の増大等が問題であった。
【0005】
このような問題を解決するために、例えば、銅をコア微粒子としてその周囲にハンダをコーティングした導電性粒子(例えば、特許文献1参照)や、樹脂をコア微粒子としてその周囲にハンダをめっきした導電性粒子(例えば、特許文献2参照)を用いて基板間の導電接続を行い、基板間の距離の維持や基板間の接続部にかかる力を緩和する方法が提案されている。
【0006】
このようなハンダ層を有する導電性微粒子の製造方法としては、被めっき物であるコア微粒子の粒径が5000μm以下である場合には、一般にバレルめっき装置が使用されている。
このバレルめっき装置は、めっき液に浸漬した回転可能な多角形筒状のバレル内にコア微粒子を入れ、バレルを回転させながらバレル内に配置した陰極とコア微粒子とを接触させることでコア微粒子に電気めっきを行い、ハンダ層を形成するものである。
【0007】
しかしながら、通常のバレルめっき法により微粒子のめっきを行うと、めっき液中で微粒子が凝集したままめっきがされやすく、めっき液中で単粒子として導電性微粒子を得られなかったり、たとえ微粒子が凝集しなくても全ての微粒子が均一にめっきされず、めっき層の厚みが不均一になったりすることがあった。
【0008】
また、被めっき物であるコア微粒子が樹脂や樹脂微粒子の表面に薄い導電層が形成された比較的比重が軽いものである場合には、バレルの回転時に一部のコア微粒子が浮遊し、陰極から離れるためにバイポーラ現象が発生し、めっきされないことがあるという問題もあった。なお、バイポーラ現象とは、被めっき物と陰極との接触力が弱い場合や、バレルめっきにおいてバレル内で多数の被めっき物が沈降した一つの塊として存在している状態から外れて浮遊した場合に通電されると、浮遊している被めっき物が分極し、プラスに帯電した部分から被膜の溶解が起こる現象である。
【0009】
これらを解決する方法として、外周部に陰極を有し、めっき液を通過させて排出するフィルター部を有する回転可能なドームと、ドームの中に陰極と接触しないように設置された陽極とを有しており、ドームの回転による遠心力の効果で微粒子を陰極に接触させて通電、撹拌を繰り返す回転型めっき装置を用いた微粒子のめっき方法が報告されている(例えば、特許文献3参照)。この方法では、通常のバレルめっきに比べると微粒子の凝集が少なく、均一にめっきできることが知られている。
【0010】
しかし、特許文献3に開示されたような回転型めっき装置を用いても、基材(被処理微粒子)の粒子径が小さくなり、かつ、めっき層の厚みが大きくなると凝集が発生してくる。特に基材粒子径が100μm以下でめっき層の厚みが1μm以上となると全ての微粒子を単粒子の状態のままでめっきすることはほとんど不可能であった。これは、従来の回転形めっき装置では、ドーム部分の回転、停止を繰り返すことで基材粒子同士の凝集を防止するが、基材粒子の粒子径が小さくなることで凝集の解砕効果が小さくなるためと考えられる。また、基材粒子の粒子径が小さい故に、ドーム部分のわずかな隙間に粒子が入り込み、基材粒子が挟まれた状態のままでめっきが進むことも凝集発生の一因と考えられる。
【0011】
これらの凝集を防止するために、ステンレスやジルコニア等のダミー粒子を加えて、解砕効果を与えながらめっきを行う方法が知られているが、ダミー粒子を用いると、解砕の際にダミー粒子が基材粒子と激しく衝突するため、得られる導電性微粒子にめっき剥がれや割れなどが発生し、表面状態が大きく劣化するという問題があった。
【0012】
【特許文献1】
特開平11−74311号公報
【特許文献2】
特開平5−36306号公報
【特許文献3】
特開平9−137289号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する際、微粒子の凝集を抑制することができ、かつ、その表面にキズや剥がれ等がなく極めて均一な厚さの金属層を有する導電性微粒子を製造するのに適した導電性微粒子の製造装置、及び、該導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【発明を解決するため手段】
上記課題を解決するために、本発明は、磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する導電性微粒子の製造装置であって、少なくとも、平板状の板状体と、前記板状体の一方の面側に配置された磁石と、前記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成するための金属層形成手段とを有し、前記磁石は、前記板状体の面に平行な方向に移動が可能なように配置されており、前記磁性を有する微粒子は、前記板状体の前記磁石が配置された側の反対面上に前記磁石の磁力により吸着され、配列されることを特徴とする導電性微粒子の製造装置である。
以下に本発明を図面を参照しながら詳述する。
【0015】
図1(a)は、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の一例を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す導電性微粒子の製造装置の板状体部分の断面図である。また、図2(a)は、図1に示す導電性微粒子の製造装置の板状体上に微粒子を吸着、配列させた状態を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す導電性微粒子の製造装置の断面図である。
【0016】
図1(a)及び(b)に示す本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分10では、ドーナツ形状の板状体12の一方の面側に、その軸方向が板状体12の面に垂直でその中心が板状体12の中心と重なるように回転軸13が配設されており、回転軸13の板状体12側端部付近には、回転軸13の外周方向に等間隔で板状体12の面に平行な方向に延設された複数の固定軸14が取り付けられており、更に固定軸14の回転軸13の反対側端部には磁石11が固定されている。本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分10では、回転軸13を回転させることにより、磁石11を板状体12の面に平行な方向に回るように、移動させることができるようになっている。
【0017】
図2(a)及び(b)に示すように、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分10において、磁性を有する微粒子15は、板状体12の磁石11が配置された側面の反対面に磁石11の磁力により吸着され、配列されるようになっており、磁石11を板状体12の面に平行な方向に回るように移動させることにより、微粒子15を板状体12の面上を回るように回転させながら移動させることができるようになっている。
【0018】
また、図1及び図2には示していないが、本発明の導電性微粒子の製造装置には、更に微粒子15の表面に金属層を形成するための金属層形成手段が設けられており、この金属層形成手段により、微粒子15を板状体12の面上を回るように回転させ移動させながら微粒子15の表面に金属層を形成することができるようになっている。
【0019】
本発明の導電性微粒子の製造装置は、平板状の板状体を有する。
上記板状体は、その一方の面側に配置された磁石の磁力により該磁石が配置された側の反対面上において磁性を有する微粒子を後述する磁石の磁力により吸着させ、配列させることができる。
上記板状体の形状としては、平板状であれば特に限定されず、例えば、図1及び図2に示した板状体12のようなドーナツ形状のほか、円板形状等任意の形状のものが挙げられる。
【0020】
上記板状体を構成する材料としては、板状体の一方の面側に配置された磁石の磁力により上記板状体の磁石が配置された側の反対面上で磁性を有する微粒子を吸着させ、配列させることができるものであれば特に限定されず、例えば、めっき装置の陰極として使う場合には、銅、真鍮、ステンレス、チタン、アルミニウム等の導電性、非磁性金属材料が挙げられ、電気めっき以外の金属層形成手段が用いられる場合には、上記の他、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチック、ゴム、セラミック等が挙げられる。
【0021】
本発明の導電性微粒子の製造装置は、上記板状体の一方の面側に磁石を有する。上記磁石は、その磁力により上記板状体の該磁石と対向する面の反対側面で磁性を有する微粒子を吸着させ、配列させることができる。
【0022】
上記磁石は、上記板状体の面に平行な方向に移動が可能なように配置されている。上記磁石の移動方向は、上記板状体の面に平行であれば図1及び図2に示すような板状体の面上を回転する方向に限定されず、例えば、図3に示すように板状体32の一方の面側を磁石31が上下若しくは左右方向、又は、上下左右方向にスライドするように配設されていてもよい。なお、図3は、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の別の一例を模式的に示す断面図であり、図3では、磁石31が板状体32の左右方向に移動する場合を示し、この磁石31の移動に合わせて微粒子35も板状体32の磁石31が配置された側の反対面上で左右方向に回転しながら移動する。
【0023】
図4は、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の更に別の一例を模式的に示す断面図である。
図4に示すように、板状体部分40は、板状体42の一方の面側にベルト44上に所定の間隔で磁石41が配列されたコンベア43が配置されており、このコンベア43を駆動させることにより、板状体42の一端部から他端部に向けて磁石41を連続的に移動させることができるようになっていてもよい。この場合、板状体42の一端部付近の上方には粒子供給管46が設けられており、この粒子供給管46から微粒子45が板状体42上の一端部付近に供給され、コンベア43による磁石41の移動に伴って微粒子45を板状体42の他端部付近にまで回転させながら移動させることができる。この板状体42の他端部まで移動させた微粒子45は、板状体42の上記他端部から落下し、板状体42の他端部付近の下方に設けられた粒子回収管47から回収することができる。このように微粒子45を板状体42の面上で一端部から他端部に向けて回転させ、移動させることで、微粒子45の表面に金属層を形成する処理を連続的に行うことができる。
【0024】
上記磁石の磁力としては特に限定されず、上記板状体の材料、厚さ、吸着させる磁性を有する微粒子の重量、数量等を考慮して適宜決定される。また、磁力の発生源として、電磁石を用い、電流によって磁力を調整できるようになっていてもよい。
【0025】
上記磁石の移動速度は、微粒子の粒径、該微粒子の表面に形成する金属層の種類及び形成条件等に応じて決定され、上記微粒子が凝集せずに金属層を形成することができる速度を適宜選定する。
【0026】
本発明の導電性微粒子の製造装置は、上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成するための金属層形成手段を有する。
本発明の導電性微粒子の製造装置において、上記金属層形成手段としては、蒸着装置、スパッタリング装置又はイオンプレーティング装置が挙げられる。
【0027】
図5は、上記金属層形成手段が蒸着装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
図5に示すように上記金属層形成手段が蒸着装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置50は、容器53の内部に図1及び図2に示した板状体部分10が配設されており、板状体部分10の板状体の微粒子が吸着され、配列された面に対向するように蒸発物質52を含む蒸発源51が配置されている。なお、板状体部分10は、図3又は図4に示した板状体部分30又は板状体40であってもよい。
図5に示す導電性微粒子の製造装置50は、板状体部分10を用いてなるほかは、公知の蒸着装置(真空蒸着装置)と同様の構造のものが挙げられる。
【0028】
図6は、上記金属層形成手段がスパッタリング装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す斜視図である。
図6に示すように上記金属層形成手段がスパッタリング装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置60は、図1及び図2に示した板状体部分10の板状体の微粒子が吸着され配列された面に対向するように複数のカソード61が配置されている。なお、板状体部分10は、図3又は図4に示した板状体部分30又は板状体40であってもよい。
図6に示す導電性微粒子の製造装置60は、板状体部分10を用いてなるほかは、公知のスパッタリング装置と同様の構造のものが挙げられる。
【0029】
図7は、上記金属層形成手段がイオンプレーティング装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
図7に示すように上記金属層形成手段がイオンプレーティング装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置70は、容器76の内部に図1及び図2に示した板状体部分10が配置されており、板状体部分10の磁石が配置された側に絶縁ガラス管73内部を挿通する配線77に繋がれた陰極72が設けられ、板状体の微粒子が吸着され配列された面に対向するように絶縁ガラス管730内部を挿通する配線78に繋がれた蒸発フィラメント71が配置されている。陰極72に繋がれた配線77は、容器76の外側で高圧電源75に接続されており、蒸発フィラメント71に繋がれた配線78は、容器76の外側でフィラメント用低圧電源74に接続されている。なお、板状体部分10は、図3又は図4に示した板状体30又は板状体40であってもよい。
図7に示す導電性微粒子の製造装置70は、板状体部分10を用いてなるほかは、公知のイオンプレーティング装置と同様の構造のものが挙げられる。
【0030】
更に、上記金属層形成手段としては、電気めっき装置が挙げられる。
本発明の導電性微粒子の製造装置において、上記金属層形成手段が電気めっき装置である場合、上記板状体は陰極となる。
【0031】
上記金属層形成手段が電気めっき装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置は、公知の電気めっき装置における陰極部分を図1〜4に示した構造の板状体部分に置換した構造のものが挙げられる。
【0032】
図8は、上記金属層形成手段が電気めっき装置ある場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
図8に示すように上記金属層形成手段が電気めっき装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置80は、めっき液88が入っためっき槽87の内部の壁部に陰極として機能する板状体82が配置され、めっき槽87の内部の板状体82に対向する位置に陽極86が配置されており、板状体82が配置されためっき槽87の壁面の外側には、該壁面に平行な方向に移動可能な磁石81が配置されている。また、板状体82のめっき液88側の面上には、磁石81の磁力により磁性を有する微粒子85が吸着され、配列されている。
即ち、導電性微粒子の製造装置80における磁石81と板状体82とからなる板状体部分は、図1及び図2に示した板状体部分10と略同構造であるが、磁石81と板状体82とは、板状体部分10の磁石11及び板状体12のように直接対向するように配置されておらず、めっき槽87の壁部を介して対向するように配置されている。なお、磁石81と板状体82とは、めっき槽87の底部を介して対向するように配置されていてもよい。また、めっき槽87の壁部を介さず磁石81をめっき液中に水没させてもよい。
また、導電性微粒子の製造装置80における磁石81と板状体82とからなる板状体部分は、図3や図4に示した構造の板状体部分と略同構造であってもよい。
【0033】
図9は、上記金属層形成手段が電気めっき装置ある場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
図9に示すように上記金属層形成手段が電気めっき装置である場合、本発明の導電性微粒子の製造装置90は、めっき液98が入っためっき槽97の底部付近に図4に示した構造の板状体部分40が配置され、板状体部分40の板状体の上方に陽極96が配置されている。上記構造の導電性微粒子の製造装置90によると、微粒子の表面に金属層を形成する電気めっき処理を連続的に行うことができる。
【0034】
本発明の導電性微粒子の製造装置において、上記板状体の面上に吸着され、配列される磁性を有する微粒子としては特に限定されず、例えば、基材粒子の表面に金属下地層が形成されたものや、磁性を持つ金属微粒子等が挙げられる。
【0035】
上記基材粒子を構成する材料としては特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ポリスチレン共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル共重合体、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料や、銅等の金属材料等が挙げられる。
【0036】
上記金属下地層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、ニッケル、鉄、コバルト等が挙げられる。上記金属下地層は、上記基材粒子の表面に無電解めっき法等によりめっきすることにより形成することができる。
【0037】
上記磁性を持つ金属微粒子を構成する材料としては特に限定されず、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の金属やこれらの合金等が挙げられる。
また、上記磁性を有する微粒子は、上記磁性を持つ金属微粒子の表面に樹脂又は磁性を持たない金属によりコーティングされたものであってもよい。
【0038】
上記磁性を有する微粒子の粒径としては特に限定されないが、その下限が1μm、上限が1000μmであることが好ましい。1μm未満であると、本発明の導電性微粒子の製造装置を用いて上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する際、全ての磁性を有する微粒子を単粒子のまま処理することが困難となり、一部凝集が発生することがある。1000μmを超えると、本発明の導電性微粒子の製造装置を用いて上記磁性を有する微粒子の表面に形成した金属層がひび割れを起こして磁性を有する微粒子から剥離しやすくなることがある。また、板状体の単位表面積あたりに配列させることができる磁性を有する微粒子の数が極端に少なくなり、不経済となる。上記磁性を有する微粒子の粒径は、下限が5μm、上限が500μmであることがより好ましく、下限が10μm、上限が300μmであることが更に好ましく、下限が10μm、上限が100μmであることが最も好ましい。
【0039】
本発明の導電性微粒子の製造装置により上記磁性を有する微粒子の表面に形成される金属層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、珪素等の金属やこれらの合金、窒化物、酸化物、炭化物等が挙げられる。
上記材料からなる金属層は、上記磁性を有する微粒子の表面に1種の材料により単層で形成されていてもよく、2種以上の材料により2層以上で形成されていてもよい。
【0040】
上記磁性を有する微粒子の表面に形成される金属層の厚さとしては、下限が0.02μm、上限が100μmであることが好ましい。0.02μm未満であると、所望の導電性を有する導電性微粒子が得られないことがあり、100μmを超えると、得られる導電性微粒子を用いて半導体チップや電子部品等と基板との接続を行うと、両者の線膨張係数の違いから生じる歪み応力を緩和させる効果が得られないことがある。上記金属層の厚さは、下限が0.1μm、上限が50μmであることがより好ましく、下限が1μm、上限が30μmであることが更に好ましい。
【0041】
本発明の導電性微粒子の製造装置は、板状体の一方の面側に該板状体の面に平行な方向に移動可能なように配置された磁石の磁力により、上記板状体の上記磁石が配置された側の反対面上で磁性を有する微粒子を吸着させ、配列させることができるため、上記磁石の移動に合わせて上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で回転させ、移動させることができ、上記磁性を有する微粒子の回転、移動を好適に制御することができる。
そのため、本発明の導電性微粒子の製造装置を用いて磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成すると、たとえ上記磁性を有する微粒子の粒径が100μm以下と非常に微小なものであっても、上記金属層の形成中に上記磁性を有する微粒子が凝集することはほとんどなく、その表面に均一な厚さの金属層が形成された導電性微粒子を単粒子の状態で得ることができる。勿論得られる導電性微粒子に金属層の剥がれや割れ等が発生することもほとんどない。
上記本発明の導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法も本発明の1つである。
【0042】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、本発明の導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法であって、板状体の一方の面側に配置された磁石の磁力により上記板状体の上記磁石が配置された側の反対面上に磁性を有する微粒子を吸着、配列させる工程1と、上記磁石を上記板状体の面に平行な方向に移動させることにより、上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で回転、移動させながら金属層形成手段により上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する工程2とを有する導電性微粒子の製造方法である。
【0043】
本発明の導電性微粒子の製造方法の工程1では、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体の一方の面側に配置された磁石の磁力により、上記板状体の上記磁石が配置された側の反対面上に磁性を有する微粒子を吸着、配列させる。
【0044】
この工程1において、上記磁性を有する微粒子が上記板状体の面上で凝集することを防止するために、上記磁性を有する微粒子は、図2に示した微粒子15のように、上記板状体の面上で単層に吸着させ、配列させることが好ましい。
上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で単層に吸着させ、配列させる方法としては特に限定されず、例えば、上記板状体の面上に上記磁性を有する微粒子を散布した後、上記板状体を揺動させて重なった磁性を有する微粒子を振るい落とす方法等任意の方法が挙げられるが、後述する工程2において上記磁石を上記板状体の面に平行の方向に移動させることにより、上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で回転、移動させることで、重なった磁性を有する微粒子を脱落させ、上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で単層に吸着させ、配列させることもできる。また、重なった場合でも、磁力、磁石の回転、移動速度、金属層の形成速度をコントロールすることによって、個々の磁性を有する微粒子は、それぞれの場所を入れ替わりながら回転、移動させることができ、凝集することなく金属層を形成することができる。
【0045】
本発明の導電性微粒子の製造方法の工程2では、上記磁石を上記板状体の面に平行な方向に移動させることにより、上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で回転、移動させる。
上記磁性を有する微粒子を上記板状体の面上で回転、移動させる方向は、本発明の導電性微粒子の製造装置における板状体部分の構造により決定される。即ち、上記板状体部分が図1及び図2に示した板状体部分10のような構造であると、上記磁性を有する微粒子は、上記板状体の面上を回るように回転しながら移動し、上記板状体部分が図3に示した板状体部分30のような構造であると、上記磁性を有する微粒子は、上記板状体の面上を上下若しくは左右方向、又は、上下左右方向に回転しながら移動し、上記板状体部分が図4に示した板状体部分40のような構造であると、上記磁性を有する微粒子は、上記板状体の面上の一端部から他端部へ回転しながら移動する。
【0046】
本発明の導電性微粒子の製造方法では、上記磁性を有する微粒子を板状体の面上で回転、移動させながら金属層形成手段により上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する。
上記金属層形成手段としては、本発明の導電性微粒子の製造装置において説明したように、蒸着装置、スパッタリング装置又はイオンプレーティング装置、若しくは、電気めっき装置が挙げられる。
【0047】
本発明の導電性微粒子の製造方法において、上記金属層形成手段が蒸着装置、スパッタリング装置又はイオンプレーティング装置である場合、上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する方法としては、蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法が挙げられる。
上記蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法としては、図5〜7に示した構造の本発明の導電性微粒子の製造装置を用いるほかは、公知の蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法が挙げられる。
【0048】
また、上記金属層形成手段が電気めっき装置である場合、上記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する方法としては、電気めっき法が挙げられる。
上記電気めっき法としては、公知の電気めっき装置の陰極部分を図1〜4に示した板状体部分に置換した構造や、図8又は図9に示した構造の本発明の導電性微粒子の製造装置を用いるほかは、公知の電気めっき法が挙げられる。
【0049】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、本発明の導電性微粒子の製造装置を用いて行う。そのため、金属層形成中における磁性を有する微粒子個々の板状体の面上での回転、移動を磁石の移動により制御することができ、上記磁性を有する微粒子の粒径が100μm以下と非常に微小なものであっても、上記磁性を有する微粒子は、上記金属層の形成中に凝集することがほとんどなく、その表面に均一な厚さの金属層が形成された導電性微粒子を単粒子の状態で得ることができる。勿論得られる導電性微粒子に金属層の剥がれや割れ等が発生することもほとんどない。
【0050】
【実施例】
本発明の導電性微粒子の製造装置を用い、本発明の導電性微粒子の製造方法により磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成したところ、磁性を有する微粒子は凝集することがなく、その表面に均一な厚さの金属層が形成された導電性微粒子を単粒子の状態で製造することができた。
【0051】
【発明の効果】
本発明は、上記の構成からなるので、磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する際、該磁性を有する微粒子の凝集を抑制することができ、その表面にキズや剥がれ等がなく極めて均一な厚さの金属層を有する導電性微粒子を製造するのに適した導電性微粒子の製造装置、及び、該導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の一例を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す導電性微粒子の製造装置の板状体部分の断面図である。
【図2】(a)は、図1に示す導電性微粒子の製造装置の板状体上に微粒子を吸着、配列させた状態を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す導電性微粒子の製造装置の断面図である。
【図3】本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図4】本発明の導電性微粒子の製造装置の板状体部分の更に別の一例を模式的に示す断面図である。
【図5】金属層形成手段が蒸着装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図6】金属層形成手段がスパッタリング装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す斜視図である。
【図7】金属層形成手段がイオンプレーティング装置である場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図8】金属層形成手段が電気めっき装置ある場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図9】金属層形成手段が電気めっき装置ある場合の本発明の導電性微粒子の製造装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
10、30、40 板状体部分
11、31、41、81 磁石
12、32、44、82 板状体
13 回転軸
14 固定軸
15、35、45、85 微粒子
43 コンベア
44 ベルト
46 粒子供給管
47 粒子排出管
50 蒸着装置
51 蒸発源
52 蒸発物質
53 容器
60 スパッタリング装置
61 カソード
70 イオンプレーティング装置
71 蒸発フィラメント
72 陰極
73、730 絶縁ガラス管
74 フィラメント用低圧電源
75 高圧電源
76 容器
77、78 配線
80、90 電気めっき装置
86、96 陽極
87、97 めっき槽
88、98 めっき液
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for producing conductive fine particles and a method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electronic circuit board, a method of soldering each electrode on a printed circuit board has been used to connect a chip such as an IC or an LSI. However, this method is inferior in production efficiency. It had low reliability and was not suitable for high density. Therefore, in order to solve such a low connection reliability, a technique such as a ball grid array (BGA) in which a chip is connected to a substrate with a so-called solder ball, in which the solder is made spherical, has been developed. According to this technology, an electronic circuit board having both high productivity and high connection reliability can be configured by melting and connecting the solder balls mounted between the substrate and the chip and between the substrates at a high temperature.
[0003]
However, in recent years, the number of substrates has increased, and distortion and expansion and contraction have occurred due to changes in the external environment of the substrate itself. . In addition, when solder balls are used, the distance between the substrates varies and it is difficult to make the distance constant, and a spacer or the like must be separately provided to keep the distance constant, which is troublesome and expensive. It was.
[0004]
As a means for solving these problems, in order to alleviate the force applied to the connection portion between the substrates, reinforcement is performed by filling a resin or the like between the substrates, and there is a certain effect in improving the connection reliability. As described above, such means is troublesome, and there is a problem in that the cost is increased due to an increase in the number of filling steps.
[0005]
In order to solve such a problem, for example, conductive particles in which copper is used as core fine particles and solder is coated around the core (for example, see Patent Document 1), or conductive particles in which resin is used as core fine particles and solder is plated around the core is used. A method has been proposed in which conductive connection between substrates is performed using conductive particles (for example, see Patent Document 2) to maintain the distance between the substrates and to reduce the force applied to the connection between the substrates.
[0006]
As a method for producing such conductive fine particles having a solder layer, a barrel plating apparatus is generally used when the particle diameter of the core fine particles, which is the object to be plated, is 5000 μm or less.
In this barrel plating apparatus, core fine particles are put into a rotatable polygonal cylindrical barrel immersed in a plating solution, and by contacting the core fine particles with a cathode arranged in the barrel while rotating the barrel, the core fine particles are formed. Electroplating is performed to form a solder layer.
[0007]
However, when the fine particles are plated by the ordinary barrel plating method, the plating is easily performed while the fine particles are aggregated in the plating solution, and the conductive fine particles cannot be obtained as single particles in the plating solution, or even if the fine particles are aggregated. If not, all the fine particles were not plated uniformly, and the thickness of the plating layer was sometimes non-uniform.
[0008]
In addition, when the core fine particles to be plated are relatively light in specific gravity in which a thin conductive layer is formed on the surface of the resin or the resin fine particles, some of the core fine particles float during rotation of the barrel, and the cathode fine particles are suspended. There is also a problem that a bipolar phenomenon occurs due to separation from the substrate and plating may not be performed. The bipolar phenomenon refers to a case where the contact force between the object to be plated and the cathode is weak, or a case where a large number of objects to be plated deviate from a state of being settled as one settled down in the barrel in barrel plating. When a current is applied to the substrate, the floating plating object is polarized, and the coating is dissolved from a positively charged portion.
[0009]
As a method for solving these problems, there is provided a rotatable dome having a cathode on an outer peripheral portion and having a filter portion for allowing a plating solution to pass therethrough and an anode provided inside the dome so as not to contact the cathode. There has been reported a method of plating fine particles using a rotary plating apparatus that repeats energization and stirring by bringing fine particles into contact with a cathode by the effect of centrifugal force due to rotation of the dome (for example, see Patent Document 3). According to this method, it is known that fine particles are less agglomerated than in ordinary barrel plating and plating can be performed uniformly.
[0010]
However, even when a rotary plating apparatus as disclosed in Patent Document 3 is used, agglomeration occurs when the particle diameter of the base material (fine particles to be treated) decreases and the thickness of the plating layer increases. In particular, when the substrate particle diameter was 100 μm or less and the thickness of the plating layer was 1 μm or more, it was almost impossible to plate all the fine particles in a single particle state. This is because in a conventional rotary plating apparatus, the rotation and stop of the dome portion are repeated to prevent aggregation of the base particles, but the particle diameter of the base particles is reduced, so that the effect of crushing the aggregation is reduced. It is thought to be. In addition, it is also considered that the plating proceeds while the base particles are sandwiched between the small gaps in the dome portion due to the small particle diameter of the base particles, which is one of the causes of the aggregation.
[0011]
In order to prevent such agglomeration, a method is known in which dummy particles such as stainless steel and zirconia are added and plating is performed while giving a crushing effect. Collides violently with the base particles, so that the resulting conductive fine particles are subject to peeling or cracking of the plating, resulting in a problem that the surface state is greatly deteriorated.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-11-74311
[Patent Document 2]
JP-A-5-36306
[Patent Document 3]
JP-A-9-137289
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention can suppress the aggregation of fine particles when forming a metal layer on the surface of magnetic fine particles, and can form a metal having an extremely uniform thickness without flaws or peeling on the surface. It is an object of the present invention to provide an apparatus for producing conductive fine particles suitable for producing conductive fine particles having a layer, and a method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles.
[0014]
Means for Solving the Invention
In order to solve the above problems, the present invention is an apparatus for producing conductive fine particles that forms a metal layer on the surface of fine particles having magnetism, at least one of a flat plate-like body and one of the plate-like bodies. And a metal layer forming means for forming a metal layer on the surface of the fine particles having magnetism, wherein the magnet moves in a direction parallel to the surface of the plate-like body. The magnetic fine particles are adsorbed and arranged by the magnetic force of the magnet on the opposite surface of the plate-shaped body on the side opposite to the side where the magnet is arranged. This is an apparatus for producing conductive fine particles.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1A is a plan view schematically showing one example of a plate-like body portion of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the apparatus for producing conductive fine particles shown in FIG. It is sectional drawing of a plate-shaped body part. FIG. 2A is a plan view schematically showing a state in which fine particles are adsorbed and arranged on a plate-like body of the apparatus for producing conductive fine particles shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of an apparatus for producing conductive fine particles shown in FIG.
[0016]
In the plate-like body portion 10 of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention shown in FIGS. 1A and 1B, the axial direction of the plate-like body 12 is The rotation shaft 13 is disposed so that the center thereof overlaps with the center of the plate-shaped body 12 in a direction perpendicular to the surface of the rotation shaft 13. A plurality of fixed shafts 14 are attached at equal intervals and extend in a direction parallel to the surface of the plate-shaped body 12, and the magnet 11 is fixed to an end of the fixed shaft 14 on the opposite side of the rotation shaft 13. I have. In the plate portion 10 of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, the magnet 11 can be moved so as to rotate in a direction parallel to the plane of the plate 12 by rotating the rotating shaft 13. It has become.
[0017]
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the plate-like body portion 10 of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, the fine particles 15 having magnetism are the side surfaces of the plate-like body 12 where the magnets 11 are arranged. Are attracted and arranged by the magnetic force of the magnet 11 on the opposite surface of the plate-like body 12 by moving the magnet 11 so as to rotate in a direction parallel to the plane of the plate-like body 12. It can be moved while rotating around the surface of the.
[0018]
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention is further provided with a metal layer forming means for forming a metal layer on the surface of the fine particles 15. By the metal layer forming means, a metal layer can be formed on the surface of the fine particles 15 while rotating and moving the fine particles 15 around the surface of the plate-shaped body 12.
[0019]
The apparatus for producing conductive fine particles of the present invention has a flat plate-like body.
The plate-like body can adsorb and arrange fine particles having magnetism on a surface opposite to the side on which the magnet is disposed by a magnetic force of a magnet disposed on one surface side by a magnetic force of a magnet described later. .
The shape of the plate-like body is not particularly limited as long as it is a flat plate. For example, in addition to a donut shape such as the plate-like body 12 shown in FIGS. Is mentioned.
[0020]
As a material for forming the plate-like body, the magnetic force of a magnet arranged on one surface side of the plate-like body attracts magnetic fine particles on the opposite surface of the plate-like body on the side where the magnet is arranged. There is no particular limitation as long as it can be arranged. For example, when used as a cathode of a plating apparatus, conductive, non-magnetic metal materials such as copper, brass, stainless steel, titanium, and aluminum can be used. When a metal layer forming means other than plating is used, other than the above, for example, plastic such as acrylic resin and epoxy resin, rubber, ceramic and the like can be mentioned.
[0021]
The apparatus for producing conductive fine particles of the present invention has a magnet on one surface side of the plate-like body. The magnet can attract and arrange magnetic fine particles on the opposite side of the surface of the plate-like body facing the magnet by the magnetic force.
[0022]
The magnet is arranged so as to be movable in a direction parallel to the surface of the plate-like body. The direction of movement of the magnet is not limited to the direction of rotation on the surface of the plate as shown in FIGS. 1 and 2 as long as it is parallel to the surface of the plate. For example, as shown in FIG. The magnet 31 may be arranged so that the magnet 31 slides vertically or horizontally, or vertically and horizontally on one surface side of the plate-shaped body 32. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the plate-like body portion of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention. In FIG. 3, the magnet 31 moves in the left-right direction of the plate-like body 32. The fine particles 35 also move while rotating in the left-right direction on the surface of the plate-shaped body 32 opposite to the side where the magnets 31 are arranged.
[0023]
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the plate-like body portion of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention.
As shown in FIG. 4, in the plate-shaped body portion 40, a conveyor 43 in which magnets 41 are arranged at predetermined intervals on a belt 44 is arranged on one surface side of the plate-shaped body 42. By driving, the magnet 41 may be continuously moved from one end of the plate-shaped body 42 to the other end. In this case, a particle supply pipe 46 is provided above the vicinity of one end of the plate-like body 42, and the fine particles 45 are supplied from the particle supply pipe 46 to the vicinity of one end of the plate-like body 42 and are conveyed by the conveyor 43. The fine particles 45 can be moved while rotating to near the other end of the plate-like body 42 with the movement of the magnet 41. The fine particles 45 moved to the other end of the plate-like body 42 fall from the other end of the plate-like body 42 and pass through a particle collecting pipe 47 provided below the other end of the plate-like body 42. Can be recovered. In this manner, by rotating and moving the fine particles 45 from one end to the other end on the surface of the plate-like body 42, a process of forming a metal layer on the surface of the fine particles 45 can be continuously performed. .
[0024]
The magnetic force of the magnet is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the material and thickness of the plate-like body, the weight and quantity of the magnetic fine particles to be adsorbed, and the like. Further, an electromagnet may be used as a magnetic force generation source, and the magnetic force may be adjusted by a current.
[0025]
The moving speed of the magnet is determined according to the particle diameter of the fine particles, the type and forming conditions of the metal layer formed on the surface of the fine particles, and the speed at which the fine particles can form the metal layer without agglomeration. Select as appropriate.
[0026]
The apparatus for producing conductive fine particles of the present invention has a metal layer forming means for forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles.
In the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, examples of the metal layer forming means include a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, and an ion plating apparatus.
[0027]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing one example of an apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is a vapor deposition apparatus.
When the metal layer forming means is a vapor deposition apparatus as shown in FIG. 5, the apparatus 50 for producing conductive fine particles of the present invention includes the plate-shaped body portion 10 shown in FIGS. The evaporating source 51 including the evaporating substance 52 is disposed so as to adsorb the fine particles of the plate-shaped body of the plate-shaped body portion 10 and face the arranged surface. In addition, the plate-like body part 10 may be the plate-like body part 30 or the plate-like body 40 shown in FIG. 3 or FIG.
An apparatus 50 for producing conductive fine particles shown in FIG. 5 has a structure similar to that of a known vapor deposition apparatus (vacuum vapor deposition apparatus) except that the apparatus uses the plate-shaped body portion 10.
[0028]
FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is a sputtering apparatus.
As shown in FIG. 6, when the metal layer forming means is a sputtering device, the apparatus 60 for producing conductive fine particles of the present invention uses the plate-like fine particles of the plate-like body portion 10 shown in FIGS. A plurality of cathodes 61 are arranged so as to face the surfaces arranged by suction. In addition, the plate-like body part 10 may be the plate-like body part 30 or the plate-like body 40 shown in FIG. 3 or FIG.
The apparatus 60 for producing conductive fine particles shown in FIG. 6 has a structure similar to that of a known sputtering apparatus except that the apparatus uses the plate-shaped body portion 10.
[0029]
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an ion plating apparatus.
When the metal layer forming means is an ion plating apparatus as shown in FIG. 7, the apparatus 70 for producing conductive fine particles of the present invention includes a plate-like body 10 shown in FIGS. Is disposed on the side of the plate-shaped body portion 10 where the magnet is disposed, and the cathode 72 connected to the wiring 77 penetrating the inside of the insulating glass tube 73 is provided, and the plate-shaped fine particles are adsorbed and arranged. The evaporating filament 71 connected to the wiring 78 penetrating the inside of the insulating glass tube 730 is disposed so as to face the surface. The wiring 77 connected to the cathode 72 is connected to a high-voltage power supply 75 outside the container 76, and the wiring 78 connected to the evaporating filament 71 is connected to a low-voltage power supply 74 for the filament outside the container 76. . The plate portion 10 may be the plate 30 or the plate 40 shown in FIG. 3 or FIG.
An apparatus 70 for producing conductive fine particles shown in FIG. 7 has a structure similar to that of a known ion plating apparatus except that the apparatus uses the plate-like body portion 10.
[0030]
Further, an example of the metal layer forming means is an electroplating apparatus.
In the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, when the metal layer forming means is an electroplating apparatus, the plate-like body serves as a cathode.
[0031]
When the metal layer forming means is an electroplating apparatus, the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention has a structure in which a cathode part in a known electroplating apparatus is replaced with a plate-shaped body part having the structure shown in FIGS. One.
[0032]
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an electroplating apparatus.
As shown in FIG. 8, when the metal layer forming means is an electroplating apparatus, the apparatus 80 for producing conductive fine particles of the present invention functions as a cathode on the inner wall of a plating tank 87 containing a plating solution 88. A plate 82 is disposed, and an anode 86 is disposed at a position facing the plate 82 inside the plating tank 87, and the anode 86 is disposed outside the wall surface of the plating tank 87 on which the plate 82 is disposed. A magnet 81 movable in a direction parallel to the wall surface is provided. Fine particles 85 having magnetism are adsorbed and arranged by the magnetic force of the magnet 81 on the surface of the plate body 82 on the plating solution 88 side.
That is, the plate-like body portion composed of the magnet 81 and the plate-like body 82 in the apparatus 80 for producing conductive fine particles has substantially the same structure as the plate-like body portion 10 shown in FIGS. The plate-like body 82 is not arranged so as to face directly like the magnet 11 and the plate-like body 12 of the plate-like body portion 10, but is arranged so as to face through the wall of the plating tank 87. I have. Note that the magnet 81 and the plate-shaped body 82 may be arranged to face each other via the bottom of the plating tank 87. Further, the magnet 81 may be submerged in the plating solution without passing through the wall of the plating tank 87.
Further, the plate-like body portion composed of the magnet 81 and the plate-like body 82 in the apparatus 80 for producing conductive fine particles may have substantially the same structure as the plate-like body portion having the structure shown in FIGS.
[0033]
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing another example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an electroplating apparatus.
When the metal layer forming means is an electroplating apparatus as shown in FIG. 9, the apparatus 90 for producing conductive fine particles of the present invention has a structure shown in FIG. 4 near the bottom of a plating tank 97 containing a plating solution 98. Are disposed, and the anode 96 is disposed above the plate-shaped body of the plate-shaped body portion 40. According to the manufacturing apparatus 90 for the conductive fine particles having the above structure, the electroplating process for forming a metal layer on the surface of the fine particles can be continuously performed.
[0034]
In the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, the magnetic fine particles adsorbed and arranged on the surface of the plate-like body are not particularly limited, and, for example, a metal underlayer is formed on the surface of the base particles. And fine metal particles having magnetism.
[0035]
The material constituting the base particles is not particularly limited, and includes, for example, polystyrene, polystyrene copolymer, polyacrylate, polyacrylate copolymer, phenol resin, silicone resin, polyamide resin, polyester resin, and polystyrene. Examples thereof include resin materials such as vinyl chloride, and metal materials such as copper.
[0036]
The material constituting the metal underlayer is not particularly limited, and examples thereof include nickel, iron, and cobalt. The metal base layer can be formed by plating the surface of the base particles by an electroless plating method or the like.
[0037]
The material constituting the magnetic fine particles having magnetism is not particularly limited, and examples thereof include metals such as iron, nickel, and cobalt, and alloys thereof.
The magnetic fine particles may be those obtained by coating the surface of the magnetic fine metal particles with a resin or a non-magnetic metal.
[0038]
The particle size of the magnetic fine particles is not particularly limited, but preferably has a lower limit of 1 μm and an upper limit of 1000 μm. When it is less than 1 μm, when forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, it is difficult to treat all magnetic fine particles as single particles. In some cases, aggregation may occur. If it exceeds 1,000 μm, the metal layer formed on the surface of the magnetic fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention may be cracked and easily peeled off from the magnetic fine particles. Further, the number of magnetic fine particles that can be arranged per unit surface area of the plate-like body becomes extremely small, which is uneconomical. The particle diameter of the magnetic fine particles has a lower limit of preferably 5 μm and an upper limit of 500 μm, more preferably a lower limit of 10 μm and an upper limit of 300 μm, most preferably a lower limit of 10 μm and an upper limit of 100 μm. preferable.
[0039]
The material constituting the metal layer formed on the surface of the magnetic fine particles by the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention is not particularly limited. For example, gold, silver, copper, platinum, zinc, iron, lead, Examples include metals such as tin, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium, cadmium, and silicon, and alloys, nitrides, oxides, and carbides thereof.
The metal layer made of the above-mentioned material may be formed as a single layer of one kind of material on the surface of the magnetic fine particles, or may be formed as two or more layers of two or more kinds of materials.
[0040]
The lower limit of the thickness of the metal layer formed on the surface of the magnetic fine particles is preferably 0.02 μm, and the upper limit thereof is preferably 100 μm. When the thickness is less than 0.02 μm, conductive fine particles having desired conductivity may not be obtained. When the thickness exceeds 100 μm, connection between a semiconductor chip, an electronic component, or the like and a substrate is performed using the obtained conductive fine particles. If it does, the effect of relaxing the strain stress caused by the difference between the two coefficients of linear expansion may not be obtained. The lower limit of the thickness of the metal layer is more preferably 0.1 μm, and the upper limit is more preferably 50 μm, and the lower limit is more preferably 1 μm and the upper limit is 30 μm.
[0041]
The apparatus for producing conductive fine particles according to the present invention is configured such that the magnetic force of a magnet arranged on one surface side of the plate-like body so as to be movable in a direction parallel to the surface of the plate-like body, The magnetic fine particles are adsorbed on the surface opposite to the side where the magnet is arranged, and the magnetic fine particles can be adsorbed and arranged, so that the magnetic fine particles are rotated on the surface of the plate-like body in accordance with the movement of the magnet, It can be moved, and the rotation and movement of the magnetic fine particles can be suitably controlled.
Therefore, when a metal layer is formed on the surface of magnetic fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, even if the magnetic fine particles have a very small particle size of 100 μm or less, During the formation of the metal layer, the magnetic fine particles hardly agglomerate, and the conductive fine particles having the metal layer with a uniform thickness formed on the surface thereof can be obtained in a single particle state. Of course, the obtained conductive fine particles hardly cause peeling or cracking of the metal layer.
A method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention is also one of the present invention.
[0042]
The method for producing conductive fine particles of the present invention is a method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, wherein the magnetic force of a magnet arranged on one surface side of the plate-like body is used to produce the conductive fine particles. Step 1 of adsorbing and arranging magnetic fine particles on the opposite side of the plate-like body on which the magnet is arranged, and moving the magnet in a direction parallel to the surface of the plate-like body to obtain the magnetic property A step of forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles by a metal layer forming means while rotating and moving the fine particles having the above on the surface of the plate-like body.
[0043]
In step 1 of the method for producing conductive fine particles of the present invention, the magnets of the plate-like body are arranged by the magnetic force of the magnets disposed on one side of the plate-like body of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention. The magnetic fine particles are adsorbed and arranged on the surface opposite to the side on which the magnetic particles are applied.
[0044]
In this step 1, in order to prevent the magnetic fine particles from aggregating on the surface of the plate-like body, the magnetic fine particles are made of the plate-like body like the fine particles 15 shown in FIG. It is preferable to make a single layer adsorb and arrange on the surface.
The method of adsorbing the magnetic fine particles in a single layer on the surface of the plate-like body is not particularly limited, and, for example, after spraying the magnetic fine particles on the surface of the plate-like body, An arbitrary method such as a method of shaking the plate-like body to shake off the superposed fine particles having magnetism may be mentioned. In step 2 described below, the magnet is moved in a direction parallel to the surface of the plate-like body. By rotating the fine particles having the magnetism on the surface of the plate-like body, the overlapping fine particles having the magnetism are dropped, and the fine particles having the magnetism are formed into a single layer on the surface of the plate-like body. It can also be adsorbed and arranged. In addition, even if they overlap, by controlling the magnetic force, the rotation and movement speed of the magnet, and the formation speed of the metal layer, the fine particles having individual magnetism can be rotated and moved while replacing their respective locations, resulting in agglomeration. The metal layer can be formed without performing.
[0045]
In step 2 of the method for producing conductive fine particles of the present invention, the magnet is moved in a direction parallel to the surface of the plate, so that the magnetic fine particles are rotated and moved on the surface of the plate. Let it.
The direction in which the magnetic fine particles are rotated and moved on the surface of the plate-like body is determined by the structure of the plate-like body portion in the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention. That is, when the plate-like body portion has a structure like the plate-like body portion 10 shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic fine particles rotate while rotating around the surface of the plate-like body. When the plate-like body portion moves and has a structure like the plate-like body portion 30 shown in FIG. 3, the fine particles having magnetism move vertically or horizontally, or vertically on the surface of the plate-like body. When the plate-like portion has a structure like the plate-like portion 40 shown in FIG. 4 while moving in the left-right direction while rotating, the fine particles having magnetism will have one end on the surface of the plate-like body. To move to the other end while rotating.
[0046]
In the method for producing conductive fine particles of the present invention, a metal layer is formed on the surface of the magnetic fine particles by the metal layer forming means while rotating and moving the magnetic fine particles on the surface of the plate.
Examples of the metal layer forming means include a vapor deposition device, a sputtering device, an ion plating device, or an electroplating device, as described in the device for producing conductive fine particles of the present invention.
[0047]
In the method for producing conductive fine particles of the present invention, when the metal layer forming means is a vapor deposition device, a sputtering device or an ion plating device, a method for forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles includes a vapor deposition method. , Sputtering method or ion plating method.
As the vapor deposition method, sputtering method or ion plating method, a known vapor deposition method, sputtering method or ion plating method is used, in addition to using the apparatus for producing the conductive fine particles of the present invention having the structure shown in FIGS. No.
[0048]
When the metal layer forming means is an electroplating apparatus, examples of a method for forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles include an electroplating method.
As the above-mentioned electroplating method, a structure in which a cathode portion of a known electroplating apparatus is replaced with a plate-like body portion shown in FIGS. 1 to 4 or a conductive fine particle of the present invention having a structure shown in FIG. Other than using the manufacturing apparatus, a known electroplating method may be used.
[0049]
The method for producing conductive fine particles of the present invention is performed using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention. Therefore, the rotation and movement of each of the magnetic fine particles on the surface of the plate-like body during the formation of the metal layer can be controlled by the movement of the magnet, and the particle diameter of the magnetic fine particles is as very small as 100 μm or less. Even when the fine particles having magnetism are hardly agglomerated during the formation of the metal layer, the conductive fine particles having a uniform thickness of the metal layer formed on the surface thereof are in a single particle state. Can be obtained at Of course, the obtained conductive fine particles hardly cause peeling or cracking of the metal layer.
[0050]
【Example】
Using the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, when a metal layer was formed on the surface of magnetic fine particles by the method for producing conductive fine particles of the present invention, the magnetic fine particles did not aggregate, The conductive fine particles on which the metal layer having a uniform thickness was formed could be manufactured in a single particle state.
[0051]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above configuration, when forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles, the aggregation of the magnetic fine particles can be suppressed, and the surface is extremely uniform without scratches or peeling off. It is possible to provide an apparatus for producing conductive fine particles suitable for producing conductive fine particles having a metal layer having a large thickness, and a method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a plan view schematically showing an example of a plate-like body portion of an apparatus for producing conductive fine particles of the present invention, and FIG. 1 (b) is a plan view of the production of conductive fine particles shown in FIG. It is sectional drawing of the plate-shaped body part of an apparatus.
FIG. 2A is a plan view schematically showing a state in which fine particles are adsorbed and arranged on a plate-like body of the apparatus for producing conductive fine particles shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of an apparatus for producing conductive fine particles shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the plate-like body portion of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the plate-like body portion of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing one example of an apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an evaporation apparatus.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing one example of an apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is a sputtering apparatus.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an ion plating apparatus.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing one example of an apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an electroplating apparatus.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing another example of the apparatus for producing conductive fine particles of the present invention when the metal layer forming means is an electroplating apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 30, 40 plate-like body part
11, 31, 41, 81 magnet
12, 32, 44, 82 plate-like body
13 Rotation axis
14 Fixed axis
15, 35, 45, 85 Fine particles
43 Conveyor
44 belt
46 Particle supply pipe
47 Particle discharge pipe
50 Evaporation equipment
51 evaporation source
52 evaporating substances
53 containers
60 sputtering equipment
61 Cathode
70 Ion plating equipment
71 Evaporation filament
72 cathode
73,730 Insulated glass tube
74 Low voltage power supply for filament
75 High voltage power supply
76 containers
77, 78 wiring
80, 90 Electroplating equipment
86, 96 anode
87, 97 Plating tank
88, 98 Plating solution

Claims (7)

磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する導電性微粒子の製造装置であって、
少なくとも、平板状の板状体と、前記板状体の一方の面側に配置された磁石と、前記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成するための金属層形成手段とを有し、
前記磁石は、前記板状体の面に平行な方向に移動が可能なように配置されており、前記磁性を有する微粒子は、前記板状体の前記磁石が配置された側の反対面上に前記磁石の磁力により吸着され、配列される
ことを特徴とする導電性微粒子の製造装置。
An apparatus for producing conductive fine particles that forms a metal layer on the surface of magnetic fine particles,
At least, a flat plate-shaped body, a magnet disposed on one surface side of the plate-shaped body, and a metal layer forming means for forming a metal layer on the surface of the magnetic fine particles,
The magnet is arranged so as to be movable in a direction parallel to the plane of the plate-like body, and the fine particles having magnetism are arranged on a surface of the plate-like body opposite to the side where the magnet is arranged. An apparatus for producing conductive fine particles, which is attracted and arranged by the magnetic force of the magnet.
金属層形成手段が蒸着装置、スパッタリング装置又はイオンプレーティング装置であることを特徴とする請求項1記載の導電性微粒子の製造装置。The apparatus for producing conductive fine particles according to claim 1, wherein the metal layer forming means is a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, or an ion plating apparatus. 金属層形成手段が電気めっき装置であって、板状体は、陰極であることを特徴とする請求項1記載の導電性微粒子の製造装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the metal layer forming means is an electroplating apparatus, and the plate is a cathode. 請求項1、2又は3記載の導電性微粒子の製造装置を用いた導電性微粒子の製造方法であって、
板状体の一方の面側に配置された磁石の磁力により前記板状体の前記磁石が配置された側の反対面上に磁性を有する微粒子を吸着、配列させる工程1と、
前記磁石を前記板状体の面に平行な方向に移動させることにより、前記磁性を有する微粒子を前記板状体の面上で回転、移動させながら金属層形成手段により前記磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成する工程2とを有する
ことを特徴とする導電性微粒子の製造方法。
A method for producing conductive fine particles using the apparatus for producing conductive fine particles according to claim 1, 2, or 3,
A step 1 of adsorbing and arranging magnetic fine particles on a surface of the plate-shaped body opposite to the side where the magnets are disposed by a magnetic force of a magnet disposed on one surface side of the plate-shaped body;
By moving the magnet in a direction parallel to the surface of the plate, the magnetic fine particles are rotated and moved on the surface of the plate while the surface of the magnetic fine particles is formed by the metal layer forming means. And a step 2 of forming a metal layer on the substrate.
蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法により磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成することを特徴とする請求項4記載の導電性微粒子の製造方法。5. The method for producing conductive fine particles according to claim 4, wherein a metal layer is formed on the surfaces of the magnetic fine particles by a vapor deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. 電気めっき法により磁性を有する微粒子の表面に金属層を形成することを特徴とする請求項4記載の導電性微粒子の製造方法。The method for producing conductive fine particles according to claim 4, wherein a metal layer is formed on the surface of the magnetic fine particles by an electroplating method. 磁性を有する微粒子の粒子径が1〜1000μmであることを特徴とする請求項3、4、5又は6記載の導電性微粒子の製造方法。7. The method for producing conductive fine particles according to claim 3, wherein the fine particles having magnetism have a particle diameter of 1 to 1000 [mu] m.
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