JP2005327509A - 導電性微粒子及び異方性導電材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】架橋樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性微粒子であって、下記式(1)で表される導電性微粒子の荷重低下率が、30%以下である導電性微粒子。
荷重低下率(%)=(((25℃での測定荷重値)−(180℃での測定荷重値))
/(25℃での測定荷重値))×100 ・・・ (1)
但し、式中、測定荷重値は、導電性微粒子の塑性変形荷重値又は破壊荷重値を表す。
【選択図】なし
Description
従って、対向する電極端子間の間隔が異なる電極端子面を異方性導電接着剤等の異方性導電材料で接続するには圧着条件の設定が難しいといった問題点がある。
荷重低下率(%)=(((25℃での測定荷重値)−(180℃での測定荷重値))
/(25℃での測定荷重値))×100 ・・・ (1)
但し、式中、測定荷重値は、導電性微粒子の塑性変形荷重値又は破壊荷重値を表す。
本発明の導電性微粒子は、架橋樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成されたものであって、下記式(1)で表される導電性微粒子の荷重低下率が、30%以下であることが必要である。
荷重低下率(%)=(((25℃での測定荷重値)−(180℃での測定荷重値))
/(25℃での測定荷重値))×100 ・・・ (1)
但し、式中、測定荷重値は、導電性微粒子の塑性変形荷重値又は破壊荷重値を表す。
荷重低下率(%)=(((25℃での測定荷重値)−(180℃での測定荷重値))
/(25℃での測定荷重値))×100 ・・・ (1)
但し、式中、測定荷重値は、導電性微粒子の塑性変形荷重値又は破壊荷重値を表す。
K=(3/√2)・F・S-3/2・R-1/2
F:導電性微粒子の20%圧縮変形における荷重値(N)
S:導電性微粒子の20%圧縮変形における圧縮変位(mm)
R:導電性微粒子の半径(mm)
なお、上記導電性微粒子表面の突起の高さは、最表面を形成する基準表面から突起として現れている高さを測定し求めることができる。
本発明の導電性微粒子は芯粒子が架橋樹脂粒子である。従って、高温に加熱されても塑性変形や粒子の破壊が起き難く、高温環境下でも高い復元力を保持する。
本発明の導電性微粒子は、高温環境下でも芯粒子である架橋樹脂粒子の高い復元力が保持されることにより、高温でかつ強い圧着力が加わる間隙の狭い電極端子間においても、塑性変形したり破壊したりし難い。従って、電極端子間に挟まれた高い復元力を保持した導電性微粒子により信頼性の高い接続が得られる。
このため、本発明の導電性微粒子を使用した異方性導電材料は圧着力が高くとも低くともよく、接続可能な圧着力範囲が広い。また、電極端子間の接続を行う場合に、バンプの高さのばらつき、基板の平坦度等に応じて広い圧着条件から適切な条件を選択することが可能である。
シード粒子として0.8μmのスチレン粒子5gと、イオン交換水500gと、5重量%のポリビニルアルコール水溶液100gとを混合し超音波を加え分散させた後、セパラブルフラスコに入れて均一に撹拌した。
次に、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート128g、ジビニルベンゼン32gを、油溶性重合開始剤(日本油脂社製、「パーブチルZ」)12g、ラウリル硫酸トリエタノールアミン9g、エタノール118gを添加したイオン交換水1035gより調製した乳化液を数回に分けてセパラブルフラスコに加え、12時間撹拌を行いシード粒子にモノマーを吸収させた。
その後、5重量%のポリビニルアルコール水溶液500gを加え窒素ガスを導入しオートクレーブ中にて130℃、9時間反応させ平均粒径4μmの架橋樹脂粒子を得た。
得られた架橋樹脂粒子の表面に無電解ニッケルメッキを行い、約0.08μmのニッケルメッキ層を形成させた。更に、置換金メッキを行い、約0.03μmの金メッキ層をニッケルメッキ層の上に形成させ導電性微粒子を得た。
得られた導電性微粒子について、25℃及び180℃での塑性変形荷重値又は破壊荷重値を測定し、荷重低下率(%)を求めた。得られた導電性微粒子の圧縮特性を測定したチャートを図1に示した。
実施例1と同様にして得られた架橋樹脂粒子を用いた。得られた架橋樹脂粒子の表面に無電解ニッケルメッキを行うときに、粒径約0.05μmのニッケル粒子を添加し、架橋樹脂粒子表面に約0.08μmのニッケルメッキ層を形成させた。更に、置換金メッキを行い、約0.03μmの金メッキ層を形成して突起を有する導電性微粒子を得た。得られた導電性微粒子の表面にはニッケル粒子に由来する高さが0.05μmの突起が形成された。また、実施例1と同様にして荷重低下率(%)を求めた。
架橋樹脂粒子に代えて平均粒径4μmの有機質無機質複合粒子を芯粒子として使用したこと以外は、実施例1と同様にして、導電性微粒子を得た。また、実施例1と同様にして荷重低下率(%)を求めた。
導電性微粒子を平均粒径4μmのニッケル粒子とした。また、実施例1と同様にして荷重低下率(%)を求めた。
樹脂バインダーの樹脂としてエポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、「エピコート828」)100重量部、トリスジメチルアミノエチルフェノール2重量部、及びトルエン100重量部に、実施例1で得られた導電性微粒子を添加し、遊星式攪拌機を用いて充分に混合した後、離型フィルム上に乾燥後の厚さが7μmとなるように塗布し、トルエンを蒸発させて導電性微粒子を含有する接着フィルムを得た。なお、導電性微粒子の配合量は、フィルム中の含有量が5万個/cm2 とした。
その後、導電性微粒子を含有する接着フィルムを、導電性微粒子を含有させずに得た接着フィルムと常温で貼り合わせ厚さ17μmで2層構造の異方性導電フィルムを得た。
実施例2で得られた導電性微粒子を添加したこと以外は実施例3と同様にして異方性導電フィルムを得た。
比較例1で得られた導電性微粒子を添加したこと以外は実施例3と同様にして異方性導電フィルムを得た。
比較例2で得られた導電性微粒子を添加したこと以外は実施例3と同様にして異方性導電フィルムを得た。
得られた異方性導電フィルムを5×5mmの大きさに切断した。また、一方に抵抗測定用の引き回し線を持つ、幅200μm、長さ1mm、高さ0.2μm、L/S20μmのアルミニウム電極が形成されたガラス基板を2枚用意した。異方性導電フィルムを一方のガラス基板のほぼ中央に貼り付けた後、他方のガラス基板を異方性導電フィルムが貼り付けられたガラス基板の電極パターンと重なるように位置あわせをして貼り合わせた。
2枚のガラス基板を、圧力10N、温度180℃の条件で熱圧着した後、電極間の抵抗値を測定した。実施例3、実施例4、比較例3、比較例4で得られた異方性導電フィルムについてそれぞれ測定した。
また、作製した試験片に対してPCT試験(80℃、95%RHの高温高湿環境下で1000時間保持)を行った後、電極間の抵抗値を測定した。
評価結果を表1に示す。
Claims (4)
- 架橋樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性微粒子であって、下記式(1)で表される導電性微粒子の荷重低下率が、30%以下であることを特徴とする導電性微粒子。
荷重低下率(%)=(((25℃での測定荷重値)−(180℃での測定荷重値))
/(25℃での測定荷重値))×100 ・・・ (1)
但し、式中、測定荷重値は、導電性微粒子の塑性変形荷重値又は破壊荷重値を表す。 - 表面に、高さが0.04μm以上の突起を有することを特徴とする請求項1記載の導電性微粒子。
- 導電性微粒子直径を20%圧縮変形させたときの圧縮弾性率(20%K値)が300〜7000N/mm2 であることを特徴とする請求項1又は2記載の導電性微粒子。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性微粒子が樹脂バインダーに分散されてなることを特徴とする異方性導電材料。
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