JP2009212077A - 導電粒子及び導電粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア粒子11と、コア粒子11を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層12と、パラジウム層12の表面に配置され、粒径がパラジウム層12の厚さより大きい絶縁性粒子1と、を備える導電粒子8a。
【選択図】図4
Description
(導電粒子)
図1に示すように、本発明の第一実施形態に係る導電粒子8aは、コア粒子11と、コア粒子11を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層12と、パラジウム層12の表面に配置され、粒径がパラジウム層12の厚さより大きい複数の絶縁性粒子1と、を備える。すなわち、導電粒子8aでは、コア粒子11とコア粒子11を被覆するパラジウム層12とを備える母粒子2aの表面の一部が、子粒子である絶縁性粒子1で被覆されている。
本発明で用いる母粒子2aの粒径は、後述する図4の第一の電極5と第二の電極7との最小の間隔よりも小さいことが好ましい。また、母粒子2aの粒径は、電極の高さ(電極の間隔)にばらつきがある場合、高さのばらつきよりも大きいことが好ましい。これらの理由から、母粒子2aの粒径は、1〜10μmであることが好ましく、1〜5μmであることがより好ましく、2〜3.5μmであることが特に好ましい。
絶縁性粒子1は無機酸化物であることが好ましい。仮に、絶縁性粒子1が有機化合物である場合、異方導電性接着剤の作製工程で絶縁性粒子1が変形してしまい、得られる異方導電性接着剤の特性が変化しやすい傾向がある。
本発明の第一実施形態に係る導電粒子8aの製造方法は、コア粒子11の表面にパラジウム層12を形成する工程(S1)と、パラジウム層12の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、パラジウム層12の表面に官能基を形成する工程(S2)と、官能基が形成されたパラジウム層の表面を高分子電解質で処理する工程(S3)、官能基が形成され、且つ高分子電解質で処理されたパラジウム層12の表面に絶縁性粒子1を化学吸着により固定化する工程(S4)と、を備える。なお、以下では、絶縁性粒子1が、表面に水酸基が形成された無機酸化物微粒子である場合について説明する。
まず、コア粒子11の表面にパラジウム層12を形成して、母粒子2aを得る。その具体的な方法としては、例えば、パラジウムによるめっきが挙げられる。このめっき工程では、まずパラジウム触媒を付与し、その後に還元型無電解パラジウムめっきを行うのが良い。還元型無電解パラジウムめっきの組成としては、(1)硫酸パラジウムのような水溶性パラジウム塩、(2)還元剤、(3)錯化剤及び(4)pH調整剤を加えたものが好ましい。
次に、パラジウム層12の表面を、パラジウムに対して配位結合を形成するメルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理する。これにより、パラジウム層12の表面に官能基を形成する。
次に、官能基が形成されたパラジウム層12の表面を高分子電解質で処理した後に、パラジウム層12の表面に絶縁性粒子1を化学吸着させる。
工程(1):パラジウム層12の表面に官能基を有する母粒子2aを、高分子電解質溶液に分散させ、パラジウム層12の表面に高分子電解質を吸着させた後、母粒子2aをリンスする工程。
工程(2):リンス後の母粒子2aを無機酸化物微粒子の分散溶液に分散し、母粒子2aの表面(パラジウム層12)に無機酸化物微粒子を吸着させた後、母粒子2aをリンスする工程。
以上のようにして作製した導電粒子8aを、図4(a)に示すように、接着剤3に分散させることにより、異方導電性接着剤40が得られる。この異方導電性接着剤40を用いた接続構造体42の作製方法を、図4(b)、(c)に示す。なお、図4では、図の簡略化のため、導電粒子8が備えるパラジウム層12は省略する。
次に、本発明の第二実施形態に係る導電粒子、及び導電粒子の製造方法について説明する。なお、以下では、上述した第一実施形態と第二実施形態との相違点についてのみ説明し、両者に共通する事項については説明を省略する。
図2に示すように、第二実施形態に係る導電粒子8bは、コア粒子11とパラジウム層12との間に、更に導電層13を備える点において、第一実施形態に係る導電粒子8aと相違する。
本発明の第二実施形態に係る導電粒子8bの製造方法は、コア粒子11の表面に導電層13を形成する工程と、導電層13の表面にパラジウム層12を形成する工程と、パラジウム層12の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、パラジウム層12の表面に官能基を形成する工程と、官能基が形成されたパラジウム層12の表面に絶縁性粒子1を化学吸着により固定化する工程と、を備える。
次に、本発明の第三実施形態に係る導電粒子、及び導電粒子の製造方法について説明する。なお、以下では、上述した第一実施形態と第三実施形態との相違点についてのみ説明し、両者に共通する事項については説明を省略する。
図3に示すように、第三実施形態に係る導電粒子8cは、コア粒子11を被覆するパラジウム層12の表面を金層14が被覆している点において、第一実施形態に係る導電粒子8aと相違する。
第三実施形態に係る導電粒子8cの製造方法は、コア粒子11の表面にパラジウム層12を形成する工程と、パラジウム層12の表面に金層14を形成する工程と、金層14の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、金層14の表面に官能基を形成する工程と、官能基が形成された金層14の表面に絶縁性粒子1を化学吸着により固定化する工程と、を備える。
平均粒径3.8μmの架橋ポリスチレン粒子(樹脂微粒子)1gを、パラジウム触媒であるアトテックネネオガント834(アトテックジャパン(株)製、商品名)を8重量%含有するパラジウム触媒化液100mLに添加し、30℃で30分攪拌した後、直径3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で濾過し、水洗を行った。
母粒子1を還元型無電解金めっきであるHGS−2000(日立化成工業(株)製、商品名)に65℃の条件で浸漬し、100Åの金層を追加したこと以外は、母粒子1と同様の方法で、樹脂コア粒子上に600ÅのPd層と100ÅのAu層を有する母粒子2を作製した。
無電解パラジウムめっき液処理前の微粒子懸濁液を50℃で攪拌しながら、硫酸ニッケル6水和物50g/L、次亜リン酸ナトリウム一水和物20g/L、ジメチルアミンボラン2.5g/L、クエン酸50g/LからなるpHを7.5に調整した無電解めっき液Aを徐々に添加し、樹脂微粒子の無電解ニッケルめっきを行った。
Pdめっき層の厚みを200Åにしたこと以外は、母粒子3と同様の方法で、樹脂コア粒子上に300ÅのNi層と200ÅのPd層を有する母粒子4を作製した。
平均粒径3.8μmの架橋ポリスチレン粒子(樹脂微粒子)1gをパラジウム触媒であるアトテックネネオガント834(アトテックジャパン(株)製、商品名)を8重量%含有するパラジウム触媒化液100mLに添加し、30℃で30分攪拌した後、直径3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で濾過し、水洗を行った。
樹脂微粒子の表面にニッケル膜を作製した後、無電解パラジウムめっき液であるAPP(石原薬品工業(株)製、商品名)に50℃の条件で表面が活性化された樹脂微粒子を浸漬し、樹脂表面に180Åの無電解Pdめっきを行った。以上の工程により、樹脂コア粒子上に700ÅのNi層と180ÅのPd層を有する母粒子6を作製した。
メルカプト酢酸8mmolをメタノール200mlに溶解させて反応液を作製した。
母粒子1の代わりに母粒子2を用いたこと以外は導電粒子1と同様の方法で導電粒子2を作製した。
母粒子1の代わりに母粒子3を用いたこと以外は導電粒子1と同様の方法で導電粒子3を作製した。
母粒子1の代わりに母粒子4を用いたこと以外は導電粒子1と同様の方法で導電粒子4を作製した。
母粒子1の代わりに母粒子4を用い、コロイダルシリカ分散液としてPL−10の代わりにPL−13(質量濃度20%、扶桑化学工業(株)製、製品名:クオートロンPL−13、平均粒子径130nm)を用いたこと以外は導電粒子1と同様の方法で導電粒子5を作製した。
母粒子1の代わりに母粒子5を用いた以外は導電粒子1と同様の方法導電粒子6を作製した。
母粒子4の代わりに母粒子6を用いた以外は導電粒子5と同様の方法で導電粒子7を作製した。
<接着剤溶液の作製>
フェノキシ樹脂(ユニオンカーバイド社製、商品名:PKHC)100g及びアクリルゴム(ブチルアクリレート40部、エチルアクリレート30部、アクリロニトリル30部、グリシジルメタクリレート3部の共重合体、分子量:85万)75gを酢酸エチル300gに溶解し、30重量%溶液を得た。
上記で作製した4gの導電粒子1を酢酸エチル10g中に超音波分散した。超音波分散の条件は38kHz400W20L(試験装置、藤本科学(株)製、商品名:US107)にビーカー浸漬したサンプルを入れて1分攪拌した。
導電粒子1の代わりに導電粒子2を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
導電粒子1の代わりに導電粒子3を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
導電粒子1の代わりに導電粒子4を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
導電粒子1の代わりに導電粒子5を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
導電粒子1の代わりに導電粒子6を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
導電粒子1の代わりに導電粒子7を用いた以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。
Pd、Ni、Auの各膜厚(めっき厚)の測定は、試料を50体積%王水に溶解させた後、樹脂を直径3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で濾別して取り除き、原子吸光で測定した後に厚み換算した。
子粒子(絶縁性粒子)の被覆率(シリカ被覆率)は、各導電粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、画像を解析することで算出した。
導電粒子1〜7を各1g採取し、純水50gに分散させた。次に、60mlの圧力容器にサンプルを投入し、100℃で10時間放置した。
実施例1〜5、比較例1〜2で作製したサンプルの絶縁抵抗試験及び導通抵抗試験を行った。異方導電接着フィルムはチップ電極間の絶縁抵抗が高く、チップ電極/ガラス電極間の導通抵抗が低いことが重要である。
上記の各々の測定結果を表1に示す。
Claims (15)
- コア粒子と、
前記コア粒子を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
前記パラジウム層の表面に配置され、粒径が前記パラジウム層の厚さより大きい絶縁性粒子と、
を備える導電粒子。 - コア粒子と、
前記コア粒子を被覆する導電層と、
前記導電層を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
前記パラジウム層の表面に配置され、粒径が前記導電層及びパラジウム層の厚さの合計より大きい絶縁性粒子と、
を備える導電粒子。 - コア粒子と、
前記コア粒子を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
前記パラジウム層を被覆する金層と、
前記金層の表面に配置され、粒径が前記パラジウム層及び前記金層の厚さの合計より大きい絶縁性粒子と、
を備える導電粒子。 - 前記金層が還元めっき型の金層である、請求項3に記載の導電粒子。
- 前記パラジウム層が還元めっき型のパラジウム層である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電粒子。
- コア粒子の表面にパラジウム層を形成する工程と、
前記パラジウム層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記パラジウム層の表面に官能基を形成する工程と、
前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。 - コア粒子の表面に導電層を形成する工程と、
前記導電層の表面にパラジウム層を形成する工程と、
前記パラジウム層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記パラジウム層の表面に官能基を形成する工程と、
前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。 - 前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面を高分子電解質で処理した後に、前記パラジウム層の表面に前記絶縁性粒子を化学吸着により固定化する、請求項6又は7に記載の導電粒子の製造方法。
- コア粒子の表面にパラジウム層を形成する工程と、
前記パラジウム層の表面に金層を形成する工程と、
前記金層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記金層の表面に官能基を形成する工程と、
前記官能基が形成された前記金層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。 - 前記官能基が形成された前記金層の表面を高分子電解質で処理した後に、前記金層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する、請求項9に記載の導電粒子の製造方法。
- 前記官能基が、水酸基、カルボキシル基、アルコキシル基、又はアルコキシカルボニル基のいずれかである、請求項6〜10のいずれか一項に記載の導電粒子の製造方法。
- 前記高分子電解質がポリアミン類である、請求項8又は10に記載の導電粒子の製造方法。
- 前記ポリアミン類がポリエチレンイミンである、請求項12に記載の導電粒子の製造方法。
- 前記絶縁性粒子が無機酸化物である、請求項6〜13のいずれか一項に記載の導電粒子の製造方法。
- 前記無機酸化物がシリカである、請求項14に記載の導電粒子の製造方法。
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