JP2011148946A - Adhesive for connecting circuit and anisotropic electroconductive film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路接続用接着剤及び異方導電性フィルムに関するものである。 The present invention relates to an adhesive for circuit connection and an anisotropic conductive film.
回路基板同士の電気的接続、またはICチップや電子部品と回路基板との電気的接続には、接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電接着剤が用いられる。このような接続形態の発展は液晶分野において顕著である。液晶表示用ガラスパネルに液晶駆動用ICを実装する方式は、COG(Chip−on−Glass)実装とCOF(Chip−on−Flex)の2種類に大別することが出来る。COG実装では、導電粒子を含む異方性導電接着剤を用いて液晶用ICを直接ガラスパネル上に接合する。一方COF実装では、金属配線を有するフレキシブルテープに液晶駆動用ICを接合し、導電粒子を含む異方性導電接着剤を用いてそれらをガラスパネルに接合する。ここでいう異方性とは、圧着時の異方性導電接着剤の加圧方向では導通し、非加圧方向では絶縁性を保つという意味である。導電粒子にはプラスチック粒子の外側にニッケルめっきやニッケル/金めっきを施した粒子を用いる。ニッケル/金めっきを施した粒子のほうが良好な絶縁性を有する。 An anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are dispersed in an adhesive is used for electrical connection between circuit boards, or electrical connection between an IC chip or an electronic component and a circuit board. Such a development of the connection form is remarkable in the liquid crystal field. The method of mounting a liquid crystal driving IC on a liquid crystal display glass panel can be broadly classified into two types, COG (Chip-on-Glass) mounting and COF (Chip-on-Flex). In COG mounting, an IC for liquid crystal is directly bonded onto a glass panel using an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles. On the other hand, in COF mounting, a liquid crystal driving IC is bonded to a flexible tape having metal wiring, and these are bonded to a glass panel using an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles. The anisotropy here means that the anisotropic conductive adhesive is conductive in the pressurizing direction at the time of pressure bonding, and the insulating property is maintained in the non-pressurizing direction. As the conductive particles, particles obtained by performing nickel plating or nickel / gold plating on the outside of the plastic particles are used. Nickel / gold plated particles have better insulation.
近年の液晶表示の高精細化に伴い、液晶駆動用ICの回路電極である金バンプは狭ピッチ化、狭面積化している。そのため、異方性導電接着剤の導電粒子が隣接する回路電極間に流出してショートを発生させるといった問題がある。特にCOG実装ではその傾向が顕著である。隣接する回路電極間に導電粒子が流出すると、金バンプとガラスパネルとの間に捕捉される異方性導電接着剤中の導電粒子数が減少し、対抗する回路電極間の接続抵抗が上昇し、接続不良を起こすといった問題があった。特に近年は金バンプの狭ピッチ化、狭面積化により単位面積あたり2万個/mm2以上の導電粒子を投入する為、その傾向が顕著である。 With the recent high definition of liquid crystal displays, gold bumps, which are circuit electrodes of liquid crystal driving ICs, are becoming narrower in pitch and area. Therefore, there is a problem that the conductive particles of the anisotropic conductive adhesive flow out between adjacent circuit electrodes and cause a short circuit. This tendency is particularly remarkable in COG mounting. If conductive particles flow out between adjacent circuit electrodes, the number of conductive particles in the anisotropic conductive adhesive trapped between the gold bump and the glass panel decreases, and the connection resistance between the opposing circuit electrodes increases. There was a problem of poor connection. Particularly in recent years, since 20,000 particles / mm 2 or more of conductive particles are introduced per unit area by narrowing the pitch and area of gold bumps, the tendency is remarkable.
そこで、これらの問題を解決する方法として、下記特許文献1に例示されるように、異方性導電接着剤の少なくとも片面に絶縁性の接着剤を形成することで、COG実装又はCOG実装における接合品質の低下を防ぐ方法がある。また、下記特許文献2に例示されるように、導電粒子の全表面を絶縁性の被膜で被覆する方法がある。 Therefore, as a method for solving these problems, as exemplified in Patent Document 1 below, by forming an insulating adhesive on at least one surface of the anisotropic conductive adhesive, the bonding in COG mounting or COG mounting There are ways to prevent quality degradation. Further, as exemplified in Patent Document 2 below, there is a method of covering the entire surface of the conductive particles with an insulating film.
しかしながら、回路接続部材の片面に絶縁性の接着剤を形成する方法において、バンプ面積が3000μm2未満であり、安定した接続抵抗を得るために導電粒子を増やす場合には、隣り合う電極間の絶縁性について未だ改良の余地がある。更に、導電粒子の全表面を絶縁性の被膜で被覆する方法は、絶縁性が高いものの導通性が低くなりやすいといった課題がある。 However, in the method of forming an insulating adhesive on one side of the circuit connection member, when the bump area is less than 3000 μm 2 and the conductive particles are increased in order to obtain a stable connection resistance, the insulation between adjacent electrodes There is still room for improvement in sex. Furthermore, the method of covering the entire surface of the conductive particles with an insulating coating has a problem that the conductivity tends to be low although the insulating property is high.
また、導電粒子を増やしているにもかかわらず、圧着時の樹脂流動により導電粒子がバンプに乗りにくい課題がある。従って、導電粒子を圧着時になるべく動かないようにすることが導通性及び絶縁性の双方の面から重要である。換言すれば、加圧方向で対向する回路間の導通性と非加圧方向で隣接する電極間の絶縁性の双方を向上させるためには、下記式(B)で定義される導電粒子の捕捉率を増加させることが重要である。
捕捉率(%)=(バンプ上の導電粒子数の平均値/バンプ面積/異方導電性フィルムの単位面積当たりに含まれる導電粒子数)×100・・・(B)
In addition, despite the increase in conductive particles, there is a problem that it is difficult for the conductive particles to ride on the bumps due to the resin flow during pressure bonding. Therefore, it is important to prevent the conductive particles from moving as much as possible at the time of crimping from the viewpoints of both conductivity and insulation. In other words, in order to improve both the electrical conductivity between the circuits facing each other in the pressurizing direction and the insulation between the adjacent electrodes in the non-pressurizing direction, trapping of the conductive particles defined by the following formula (B) It is important to increase the rate.
Capture rate (%) = (Average number of conductive particles on bump / Bump area / Number of conductive particles contained per unit area of anisotropic conductive film) × 100 (B)
絶縁性の子粒子を導電粒子表面に被覆させる方法では、初期絶縁性と導通性のバランスが良好となる。しかし、この対策だけでは導電粒子のマイグレーションによる長期信頼性試験時の絶縁劣化を充分に防止できない。 In the method of covering the surface of the conductive particles with the insulating child particles, the balance between the initial insulating property and the conductivity is good. However, this measure alone cannot sufficiently prevent insulation deterioration during a long-term reliability test due to migration of conductive particles.
そこで、本発明者らは、無機酸化物粒子を異方導電性フィルムに添加し、異方導電性フィルムの粘度を増加させることにより、捕捉率を向上させることを試みた。無機酸化物粒子としては、例えば、疎水性の分子で被覆された無機酸化物粒子がある(上記特許文献3,4を参照)。また、市販の疎水性の無機酸化物粒子としては、ジメチルシロキサンでφ14nmのシリカを被覆したR202(日本アエロジル社製)、オクチルシランでφ12nmのシリカを被覆したR805(日本アエロジル社製)などがある。 Therefore, the present inventors tried to improve the capture rate by adding inorganic oxide particles to the anisotropic conductive film and increasing the viscosity of the anisotropic conductive film. Examples of the inorganic oxide particles include inorganic oxide particles coated with hydrophobic molecules (see Patent Documents 3 and 4 above). Commercially available hydrophobic inorganic oxide particles include R202 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) coated with dimethylsiloxane and φ14 nm silica, R805 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) coated with octylsilane and φ12 nm silica. .
しかし、疎水性の分子で被覆されたナノスケールの無機酸化物粒子を回路接続用接着剤に大量に添加すると、無機酸化物粒子の凝集により、回路接続用接着剤を塗工して形成した異方導電性フィルムの外観が悪くなる。また、有機溶剤中で解砕した無機酸化物粒子を回路接続用接着剤に添加しても、無機酸化物粒子が直ぐに再凝集してしまう。 However, when nanoscale inorganic oxide particles coated with hydrophobic molecules are added in a large amount to the adhesive for circuit connection, aggregation of the inorganic oxide particles causes a difference formed by applying the adhesive for circuit connection. The appearance of the directionally conductive film is deteriorated. Moreover, even if the inorganic oxide particles crushed in the organic solvent are added to the adhesive for circuit connection, the inorganic oxide particles are immediately re-agglomerated.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、導電粒子の捕捉率を向上させると共に非加圧方向における絶縁性と加圧方向における導通性を同時に向上させる異方導電性フィルムを形成するための回路接続用接着剤、及び異方導電性フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and improves the trapping rate of conductive particles and simultaneously improves the insulation in the non-pressurization direction and the conductivity in the pressurization direction. It aims at providing the adhesive for circuit connection for forming a film, and an anisotropic conductive film.
上記目的を達成するために、本発明に係る回路接続用接着剤は、接着剤と、無機酸化物粒子と、を備え、無機酸化物粒子が、無機酸化物粒子を被覆する第一疎水層と、無機酸化物粒子又は第一疎水層を被覆する第二疎水層と、を有し、接着剤の全量に対する無機酸化物粒子の全質量が5質量%より大きく、第一疎水層又は第二疎水層がシリコーンオリゴマーを含む。なお、本発明に係る回路接続用接着剤は、導電粒子を含んでもよい。 In order to achieve the above object, an adhesive for circuit connection according to the present invention comprises an adhesive and inorganic oxide particles, and the first oxide layer covers the inorganic oxide particles. A second hydrophobic layer covering the inorganic oxide particles or the first hydrophobic layer, and the total mass of the inorganic oxide particles relative to the total amount of the adhesive is greater than 5% by mass, and the first hydrophobic layer or the second hydrophobic layer The layer includes a silicone oligomer. The circuit connecting adhesive according to the present invention may include conductive particles.
本発明に係る異方導電性フィルムは、上記本発明に係る回路接続用接着剤と、回路接続用接着剤中に含まれる導電粒子と、を有する導電粒子層を備える。 An anisotropic conductive film according to the present invention includes a conductive particle layer having the circuit connecting adhesive according to the present invention and conductive particles contained in the circuit connecting adhesive.
上記本発明では、無機酸化物粒子の添加により回路接続用接着剤の絶縁性が大幅に向上する。また、上記本発明では、無機酸化物粒子の添加により、導電粒子層における導電粒子の単分散性が向上するとともに、導電粒子が動き難くなる。その結果、上記本発明によれば、導電粒子の捕捉率を向上させると共に、非加圧方向における絶縁性と加圧方向における導通性を同時に改良することが可能となる。更に本発明によれば、捕捉率が向上するので、異方性導電フィルムへの導電粒子の投入量を抑制することができる。 In the said invention, the insulation of the adhesive agent for circuit connection improves significantly by addition of an inorganic oxide particle. In the present invention, addition of inorganic oxide particles improves the monodispersity of the conductive particles in the conductive particle layer and makes the conductive particles difficult to move. As a result, according to the present invention, it is possible to improve the capturing rate of the conductive particles and simultaneously improve the insulation in the non-pressurization direction and the conductivity in the pressurization direction. Furthermore, according to the present invention, since the capture rate is improved, the amount of conductive particles introduced into the anisotropic conductive film can be suppressed.
上記本発明では、無機酸化物粒子の粒径が5〜30nmであることが好ましい。また、上記本発明では、無機酸化物粒子がシリカであることが好ましい。上記の粒径を有するシリカの疎水化処理は安定的に行い易く、疎水化処理後の上記シリカの大きさが安定し易い。その結果、導電粒子層の粘度を増加させ、導電粒子の捕捉率を増加させ易くなる。 In the present invention, the inorganic oxide particles preferably have a particle size of 5 to 30 nm. In the present invention, the inorganic oxide particles are preferably silica. Hydrophobic treatment of silica having the above particle diameter is easy to perform stably, and the size of the silica after the hydrophobization treatment is easy to stabilize. As a result, it is easy to increase the viscosity of the conductive particle layer and increase the capture rate of the conductive particles.
上記本発明では、接着剤の全量に対する前記無機酸化物粒子の全質量が10〜40質量%であることが好ましい。これにより、つまり、導電粒子の捕捉率及び単分散性の改善と、接着強度の向上を両立し易くなる。 In the said invention, it is preferable that the total mass of the said inorganic oxide particle with respect to the whole quantity of an adhesive agent is 10-40 mass%. As a result, it becomes easy to achieve both improvement in the capture rate and monodispersity of the conductive particles and improvement in adhesive strength.
上記本発明では、下記式Aで表されるグラフト化率が2質量%以上であることが好ましい。
グラフト化率=100×(第一疎水層及び第二疎水層の質量の合計値)/(無機酸化物粒子の質量)・・・(A)
In the said invention, it is preferable that the grafting rate represented by following formula A is 2 mass% or more.
Grafting rate = 100 × (total value of mass of first hydrophobic layer and second hydrophobic layer) / (mass of inorganic oxide particles) (A)
グラフト化率が2質量%以上であることにより、導電粒子層における導電粒子の単分散性を向上させ易くなる。 When the grafting rate is 2% by mass or more, the monodispersity of the conductive particles in the conductive particle layer is easily improved.
上記本発明では、第一疎水層及び第一疎水層がシリコーンオリゴマーを含むことが好ましい。これにより本発明の効果が顕著になる。なお、第一疎水層が含むシリコーンオリゴマーは、第二疎水層が含むシリコーンオリゴマーと同じであってもよく、異なってもよい。 In the said invention, it is preferable that a 1st hydrophobic layer and a 1st hydrophobic layer contain a silicone oligomer. Thereby, the effect of the present invention becomes remarkable. The silicone oligomer contained in the first hydrophobic layer may be the same as or different from the silicone oligomer contained in the second hydrophobic layer.
上記本発明では、第一疎水層が、シリコーンオリゴマーを含む気相で無機酸化物粒子の表面を処理することにより形成されることが好ましい。上記本発明では、第二疎水層が、シリコーンオリゴマーを含む液相で第一疎水層が形成された無機酸化物粒子の表面を処理することにより形成されることが好ましい。これにより、無機酸化物粒子の疎水性が顕著に向上する。 In the said invention, it is preferable that a 1st hydrophobic layer is formed by processing the surface of an inorganic oxide particle in the gaseous phase containing a silicone oligomer. In the said invention, it is preferable that a 2nd hydrophobic layer is formed by processing the surface of the inorganic oxide particle in which the 1st hydrophobic layer was formed in the liquid phase containing a silicone oligomer. Thereby, the hydrophobicity of the inorganic oxide particles is significantly improved.
上記本発明では、シリコーンオリゴマーの重量平均分子量が500〜6000であることが好ましい。これにより、無機酸化物粒子の表面がシリコーンオリゴマーによってむらなく所望の厚さで被覆され易くなる。 In the said invention, it is preferable that the weight average molecular weights of a silicone oligomer are 500-6000. Thereby, the surface of the inorganic oxide particles can be easily coated with the silicone oligomer with a desired thickness.
上記本発明では、シリコーンオリゴマーが3次元架橋していることが好ましい。これにより、無機酸化物粒子の疎水性が顕著に向上する。 In the present invention, the silicone oligomer is preferably three-dimensionally crosslinked. Thereby, the hydrophobicity of the inorganic oxide particles is significantly improved.
上記本発明では、シリコーンオリゴマーが3官能性のシロキサン単位又は4官能性のシロキサン単位の少なくともいずれかを有することが好ましい。上記本発明では、シリコーンオリゴマーが2官能性のシロキサン単位及び3官能性のシロキサン単位の両方を有することが好ましい。上記本発明では、シリコーンオリゴマーが2官能性のシロキサン単位及び4官能性のシロキサン単位の両方を有することが好ましい。 In the present invention, the silicone oligomer preferably has at least one of a trifunctional siloxane unit and a tetrafunctional siloxane unit. In the said invention, it is preferable that a silicone oligomer has both a bifunctional siloxane unit and a trifunctional siloxane unit. In the said invention, it is preferable that a silicone oligomer has both a bifunctional siloxane unit and a tetrafunctional siloxane unit.
シリコーンオリゴマーが上記のシロキサン単位、及びそれらの組合せを有することにより、シリコーンオリゴマーが3次元架橋し易くなる。 When a silicone oligomer has said siloxane unit and those combination, a silicone oligomer becomes easy to carry out a three-dimensional bridge | crosslinking.
上記本発明では、2官能性のシロキサン単位、3官能性のシロキサン単位及び4官能性のシロキサン単位のうち少なくともいずれかが有する珪素に、メチル基又はフェニル基が結合していることが好ましい。シロキサン単位の珪素にメチル基が結合している場合、無機酸化物粒子の表面の疎水化処理の行いやすさと、無機酸化物粒子の絶縁性とを両立させ易い。シロキサン単位の珪素にフェニル基が結合している場合、無機酸化物粒子の耐熱性や絶縁性が顕著に向上し、回路接続用接着剤の特性が良好になる。 In the present invention, it is preferable that a methyl group or a phenyl group is bonded to silicon having at least one of a bifunctional siloxane unit, a trifunctional siloxane unit, and a tetrafunctional siloxane unit. When a methyl group is bonded to silicon of a siloxane unit, it is easy to achieve both ease of hydrophobizing the surface of the inorganic oxide particles and insulation of the inorganic oxide particles. When a phenyl group is bonded to silicon of a siloxane unit, the heat resistance and insulating properties of the inorganic oxide particles are remarkably improved, and the characteristics of the adhesive for circuit connection are improved.
上記本発明では、シリコーンオリゴマーが、接着剤と反応する官能基を有することが好ましい。これにより、無機酸化物微粒子と接着剤との界面が補強され、回路接続用接着剤の絶縁性や増粘性を得やすくなる。 In the said invention, it is preferable that a silicone oligomer has a functional group which reacts with an adhesive agent. Thereby, the interface between the inorganic oxide fine particles and the adhesive is reinforced, and it becomes easy to obtain the insulating property and the thickening of the adhesive for circuit connection.
上記本発明の回路接続用接着剤は、無機酸化物粒子及び有機溶剤を含むスラリーと、接着剤とを混合することにより形成され、スラリーの粘度が17mPa・s未満であることが好ましい。これにより非加圧方向における絶縁性が顕著に向上する。 The adhesive for circuit connection of the present invention is formed by mixing a slurry containing inorganic oxide particles and an organic solvent and an adhesive, and the viscosity of the slurry is preferably less than 17 mPa · s. Thereby, the insulation in the non-pressurizing direction is remarkably improved.
本発明によれば、導電粒子の捕捉率を向上させると共に、非加圧方向における絶縁性と加圧方向における導通性を同時に改良する異方導電性フィルムを形成するための回路接続用接着剤、及び異方導電性フィルムを提供することができる。 According to the present invention, an adhesive for circuit connection for forming an anisotropic conductive film that improves the trapping rate of conductive particles and simultaneously improves the insulation in the non-pressurization direction and the conductivity in the pressurization direction, And an anisotropic conductive film can be provided.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratio in each drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio.
(異方導電性フィルム)
図1及び2に本実施形態に係る異方導電性フィルム12は、導電粒子層5及び接着層3を備える。接着層3は、導電粒子層5の一方の表面に積層されている。また、異方導電性フィルム12は、導電粒子層5の他方の表面に積層された接着層6を備えていてもよい。
(Anisotropic conductive film)
An anisotropic conductive film 12 according to this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 includes a conductive particle layer 5 and an adhesive layer 3. The adhesive layer 3 is laminated on one surface of the conductive particle layer 5. Further, the anisotropic conductive film 12 may include an adhesive layer 6 laminated on the other surface of the conductive particle layer 5.
導電粒子層5は、導電粒子10、無機酸化物粒子9及び接着剤22を含有する。導電粒子10の表面の一部は絶縁体11で被覆されている。無機酸化物粒子9は疎水性の表面を有する。導電粒子10及び無機酸化物粒子9はそれぞれ導電粒子層5の接着剤22中に均一に分散している。接着層3及び接着層6は、それぞれ接着剤を含有し、導電粒子10を含有しない。導電粒子層5は、後述する本実施形態に係る回路接続用接着剤に導電粒子10を添加した後、回路接続用接着剤をフィルム状に成型することにより形成される。 The conductive particle layer 5 contains conductive particles 10, inorganic oxide particles 9, and an adhesive 22. A part of the surface of the conductive particles 10 is covered with an insulator 11. The inorganic oxide particles 9 have a hydrophobic surface. The conductive particles 10 and the inorganic oxide particles 9 are each uniformly dispersed in the adhesive 22 of the conductive particle layer 5. The adhesive layer 3 and the adhesive layer 6 each contain an adhesive and do not contain the conductive particles 10. The conductive particle layer 5 is formed by adding the conductive particles 10 to an adhesive for circuit connection according to this embodiment, which will be described later, and then molding the adhesive for circuit connection into a film shape.
以下の手順で、ICチップ1とガラス基板8とを異方導電性フィルム12を介して圧着することにより、図4に示す接続構造体42が形成される。 By connecting the IC chip 1 and the glass substrate 8 through the anisotropic conductive film 12 by the following procedure, the connection structure 42 shown in FIG. 4 is formed.
図1に示すように、異方導電性フィルム12を、ICチップ1とガラス基板8との間に配置する。ICチップ1の表面のうち金属バンプ2が形成された面を、接着層3に対向させる。ガラス基板8の表面のうち電極7が形成された面を、接着層6に対向させる。なお、電極7は、ITO(Indium Tin Oxide)又はIZO(Indium Zinc Oxide)等から構成される。ICチップが備える金属バンプ2を、ガラス基板8が備える電極7に対向させる。 As shown in FIG. 1, the anisotropic conductive film 12 is disposed between the IC chip 1 and the glass substrate 8. Of the surface of the IC chip 1, the surface on which the metal bumps 2 are formed is opposed to the adhesive layer 3. The surface of the glass substrate 8 on which the electrode 7 is formed is opposed to the adhesive layer 6. The electrode 7 is made of ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide). The metal bump 2 included in the IC chip is opposed to the electrode 7 included in the glass substrate 8.
異方導電性フィルム12、ICチップ1及びガラス基板8を上記のように配置した状態で、ICチップ1とガラス基板8とを加熱しながら加圧して、積層する。これにより、図4の接続構造体42が完成する。ICチップ1の金属バンプ2とガラス基板8の電極7は、導電粒子10を介して導通する。 With the anisotropic conductive film 12, the IC chip 1 and the glass substrate 8 arranged as described above, the IC chip 1 and the glass substrate 8 are pressed and laminated while being heated. Thereby, the connection structure 42 of FIG. 4 is completed. The metal bumps 2 of the IC chip 1 and the electrodes 7 of the glass substrate 8 are electrically connected through the conductive particles 10.
ICチップ1とガラス基板8との接着性を改善するためには、金属バンプ2側に配置された接着層3の圧着時における流動性が良いことが望ましい。また、ICチップ1とガラス基板8との接着性を改善するためには、ガラス基板8側に配置された接着層6の圧着時における流動性も良いことが望ましい。さらに、導電粒子10の捕捉率を向上させると共に、非加圧方向における絶縁性と加圧方向における導通性を同時に改良するためには、圧着時における導電粒子層5の粘度が高いことが望ましい、また、圧着時における導電粒子層5中の導電粒子10は凝集せず単分散していることが望ましい。本実施形態は、これらの要件を達成するために本発明者らによって見出されたものである。 In order to improve the adhesiveness between the IC chip 1 and the glass substrate 8, it is desirable that the fluidity at the time of pressure bonding of the adhesive layer 3 disposed on the metal bump 2 side is desirable. Moreover, in order to improve the adhesiveness between the IC chip 1 and the glass substrate 8, it is desirable that the fluidity at the time of pressure bonding of the adhesive layer 6 disposed on the glass substrate 8 side is good. Furthermore, in order to improve the capture rate of the conductive particles 10 and simultaneously improve the insulation in the non-pressurization direction and the conductivity in the pressurization direction, it is desirable that the viscosity of the conductive particle layer 5 at the time of pressure bonding is high. Moreover, it is desirable that the conductive particles 10 in the conductive particle layer 5 at the time of pressure bonding are not dispersed but monodispersed. The present embodiment has been found by the present inventors to achieve these requirements.
本実施形態では、導電粒子層5は無機化合物粒子9を含有するため、接着層3及び接着層6に比べて加熱時の導電粒子層5の粘度が増加する。この増粘効果によって、ICチップ1とガラス基板8の圧着時に導電粒子10が動きにくくなるため、捕捉率が向上する。また、導電粒子層5に無機化合物粒子9を含有させることで、無機化合物粒子9がスペーサーとしての効果を発揮する。即ち、本実施形態では、導電粒子層に無機化合物粒子が添加されていない従来の異方導電性フィルムに比べて、導電粒子層5内の導電粒子10の単分散性が飛躍的に向上する。 In this embodiment, since the conductive particle layer 5 contains the inorganic compound particles 9, the viscosity of the conductive particle layer 5 at the time of heating is increased as compared with the adhesive layer 3 and the adhesive layer 6. This thickening effect makes it difficult for the conductive particles 10 to move when the IC chip 1 and the glass substrate 8 are pressure-bonded, thereby improving the capture rate. Moreover, the inorganic compound particle 9 exhibits the effect as a spacer by making the conductive particle layer 5 contain the inorganic compound particle 9. That is, in this embodiment, the monodispersity of the conductive particles 10 in the conductive particle layer 5 is dramatically improved as compared with the conventional anisotropic conductive film in which the inorganic compound particles are not added to the conductive particle layer.
本実施形態では、ICチップ1とガラス基板8との圧着時に、加熱された導電粒子層5中の導電粒子10の流動が無機酸化物粒子9により抑えられる。その結果、導電粒子10が金属バンプ2上に捕捉されやすくなり、縦方向(加圧方向)の導通性が高くなる。捕捉率の向上により、金属バンプ2間に流れ出る導電粒子10の割合が低減するので、横方向(非加圧方向)の絶縁性が向上する。したがって、導電粒子10の表面に対する絶縁体11の被覆率が低い場合でも、横方向の絶縁性が確保され易くなる。被覆率を下げることで更に縦方向の導通性が向上する。金属バンプ2や電極7に対しては、導電粒子層5よりも無機酸化物粒子9の含有量の低い接着層3又は6が接触する。そのため、埋め込み性と接着性を維持することが出来る。 In the present embodiment, the flow of the conductive particles 10 in the heated conductive particle layer 5 is suppressed by the inorganic oxide particles 9 when the IC chip 1 and the glass substrate 8 are pressed. As a result, the conductive particles 10 are easily captured on the metal bumps 2, and the conductivity in the vertical direction (pressure direction) is increased. Since the ratio of the conductive particles 10 flowing out between the metal bumps 2 is reduced by improving the capture rate, the insulation in the lateral direction (non-pressurizing direction) is improved. Therefore, even when the coverage of the insulator 11 on the surface of the conductive particles 10 is low, it is easy to ensure the insulation in the lateral direction. Lowering the coverage further improves the longitudinal conductivity. The adhesive layer 3 or 6 having a lower content of inorganic oxide particles 9 than the conductive particle layer 5 is in contact with the metal bumps 2 and the electrodes 7. Therefore, embedding property and adhesiveness can be maintained.
導電粒子層5の単位面積あたりに存在する導電粒子10の個数は2万個/mm2以上であることが好ましい。なお、単位面積とは、ICチップ1又はガラス基板8に対向する導電粒子層5の表面における単位面積である。導電粒子層5が大量の導電粒子10を含有することで、加圧方向における導通性が増し、金属バンプ2と電極7との間に捕捉される導電粒子数も安定する。無機化合物粒子を含有しない導電粒子層の単位面積あたりの導電粒子の個数が2万個/mm2以上であった場合、マイグレーションが発生する傾向がある。しかし、本実施形態では、導電粒子層5に大量の無機化合物粒子9が存在するため、マイグレーションが防止され、非加圧方向における絶縁性が向上する。 The number of conductive particles 10 present per unit area of the conductive particle layer 5 is preferably 20,000 / mm 2 or more. The unit area is a unit area on the surface of the conductive particle layer 5 facing the IC chip 1 or the glass substrate 8. When the conductive particle layer 5 contains a large amount of the conductive particles 10, the conductivity in the pressurizing direction is increased, and the number of conductive particles captured between the metal bumps 2 and the electrodes 7 is also stabilized. When the number of conductive particles per unit area of the conductive particle layer not containing inorganic compound particles is 20,000 / mm 2 or more, migration tends to occur. However, in this embodiment, since a large amount of inorganic compound particles 9 are present in the conductive particle layer 5, migration is prevented, and insulation in the non-pressurizing direction is improved.
異方導電性フィルム12が接着層6を備えず、導電粒子層5と接着層3の2層から構成される場合、接着層3をICチップ1側に配置し、導電粒子層5をガラス基板8側に配置することが好ましい。これにより、導電粒子10が高効率で金属バンプ2側に捕捉されるようになる。そのためには、導電粒子層5はなるべく薄い方が好ましい。また、接着層3は導電粒子層5よりも厚くて流動性が高いほうが好ましい。 When the anisotropic conductive film 12 does not include the adhesive layer 6 and is composed of two layers of the conductive particle layer 5 and the adhesive layer 3, the adhesive layer 3 is disposed on the IC chip 1 side, and the conductive particle layer 5 is disposed on the glass substrate. It is preferable to arrange on the 8 side. Thereby, the conductive particles 10 are captured on the metal bump 2 side with high efficiency. For this purpose, the conductive particle layer 5 is preferably as thin as possible. The adhesive layer 3 is preferably thicker than the conductive particle layer 5 and has higher fluidity.
導電粒子層5には、大量の無機酸化物粒子9が混入されているため、接着層3に比べて導電粒子層5の流動性が低くなり、接着性が不十分な場合がある。そのため、ガラス基板8や電極7(ITO)と異方性導電フィルムとの接着性を強化するためには、上述のように、接着層3とは反対側の導電粒子層5の片面に接着層6が積層されていることが好ましい。すなわち、異方導電性フィルム12が、導電粒子層5と、その両面に積層された接着層3及び接着層6の3層から構成されることが好ましい。接着層6は、ガラス基板8や電極7(ITO)と接着させるために、ガラス基板8側に配置されることが好ましい。接着層6の流動性は導電粒子層5よりも高いことが好ましい。 Since a large amount of inorganic oxide particles 9 are mixed in the conductive particle layer 5, the fluidity of the conductive particle layer 5 is lower than that of the adhesive layer 3, and the adhesiveness may be insufficient. Therefore, in order to reinforce the adhesiveness between the glass substrate 8 or the electrode 7 (ITO) and the anisotropic conductive film, as described above, the adhesive layer is formed on one surface of the conductive particle layer 5 opposite to the adhesive layer 3. 6 are preferably laminated. That is, it is preferable that the anisotropic conductive film 12 is composed of the conductive particle layer 5 and the three layers of the adhesive layer 3 and the adhesive layer 6 laminated on both surfaces thereof. The adhesive layer 6 is preferably disposed on the glass substrate 8 side in order to adhere to the glass substrate 8 and the electrode 7 (ITO). The fluidity of the adhesive layer 6 is preferably higher than that of the conductive particle layer 5.
異方導電性フィルム12全体の厚みは、導電性粒子10の粒径及び異方性導電接着剤の特性を考慮して相対的に決定される。導電粒子層5の平均厚みは3μm以上15μm以下とすればよい。ICチップ1に対向する接着層3の平均厚みは7μm以上20μm以下とすればよい。ガラス基板8に対向する接着層6の平均厚みは、1μm以上4μm以下とすればよい。 The total thickness of the anisotropic conductive film 12 is relatively determined in consideration of the particle size of the conductive particles 10 and the characteristics of the anisotropic conductive adhesive. The average thickness of the conductive particle layer 5 may be 3 μm or more and 15 μm or less. The average thickness of the adhesive layer 3 facing the IC chip 1 may be 7 μm or more and 20 μm or less. The average thickness of the adhesive layer 6 facing the glass substrate 8 may be 1 μm or more and 4 μm or less.
導電粒子層5の体積は、異方導電性フィルム12全体に対して50体積%以下であることが好ましい。これにより、捕捉率、絶縁性、及び導通性が顕著に改善する。 The volume of the conductive particle layer 5 is preferably 50% by volume or less with respect to the entire anisotropic conductive film 12. Thereby, a capture rate, insulation, and electrical conductivity improve remarkably.
導電粒子層5における無機酸化物粒子9の含有率は、下記式(C)で定義される。
導電粒子層5における無機酸化物粒子9の含有率={(導電粒子層5が含む無機酸化物粒子9の全質量)/(導電粒子層5が含む接着剤22の全質量)}×100・・・(C)
The content of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 is defined by the following formula (C).
Content ratio of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 = {(total mass of the inorganic oxide particles 9 included in the conductive particle layer 5) / (total mass of the adhesive 22 included in the conductive particle layer 5)} × 100 ·・ ・ (C)
導電粒子層5における無機酸化物粒子9の含有率は5質量%より大きい。導電粒子層5における無機酸化物粒子9の含有率は10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましく、30質量%以上であることがもっとも好ましい。導電粒子層5における無機酸化物粒子9の含有率は、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。 The content of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 is greater than 5% by mass. The content of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and 30% by mass or more. Most preferably. The content of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 is preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.
無機酸化物粒子9を導電粒子層5に添加するほど、導電粒子10の捕捉率やフィルム内の導電粒子10の単分散性は向上する。しかし、無機酸化物粒子9を添加しすぎると接着強度が低下しやすい。つまり、導電粒子10の捕捉率と単分散性を改善するためには、無機酸化物粒子9が多いほど良く、接着強度を改善するためには、無機酸化物粒子9が少ないほど良い。以上の観点から、導電粒子層5中の無機酸化物粒子9の添加量は、上記の数値範囲内とすることが好ましい。 The more the inorganic oxide particles 9 are added to the conductive particle layer 5, the better the capture rate of the conductive particles 10 and the monodispersity of the conductive particles 10 in the film. However, if the inorganic oxide particles 9 are added too much, the adhesive strength tends to decrease. That is, in order to improve the capture rate and monodispersity of the conductive particles 10, the more inorganic oxide particles 9 are better, and in order to improve the adhesive strength, the fewer inorganic oxide particles 9 are better. From the above viewpoint, the addition amount of the inorganic oxide particles 9 in the conductive particle layer 5 is preferably within the above numerical range.
接着層3における無機酸化物粒子9の含有率(質量%)は、下記式(D)で定義される。
接着層3における無機酸化物粒子9の含有率={(接着層3が含む無機酸化物粒子9の全質量)/(接着層3が含む接着剤の全質量)}×100・・・(D)
The content (% by mass) of the inorganic oxide particles 9 in the adhesive layer 3 is defined by the following formula (D).
Content of inorganic oxide particles 9 in adhesive layer 3 = {(total mass of inorganic oxide particles 9 included in adhesive layer 3) / (total mass of adhesive included in adhesive layer 3)} × 100 (D )
接着層3における無機酸化物粒子9の含有率は10質量%未満であることが好ましく、5質量%未満であることがより好ましい。接着層3における無機酸化物粒子9の含有率が高すぎる場合、接着層3の流動性が低下し、導電粒子10の捕捉率が低下する傾向がある。接着層3の流動性は高く、接着性が高いほど好ましい。よって、接着層3に含まれる無機酸化物粒子9の数は少ないほど好ましい。接着層3は無機酸化物粒子9を含有しなくてもよい。接着層6における無機酸化物粒子9の含有率については、接着層3と同様である。 The content of the inorganic oxide particles 9 in the adhesive layer 3 is preferably less than 10% by mass, and more preferably less than 5% by mass. When the content rate of the inorganic oxide particles 9 in the adhesive layer 3 is too high, the fluidity of the adhesive layer 3 tends to decrease, and the capture rate of the conductive particles 10 tends to decrease. The fluidity of the adhesive layer 3 is high, and the higher the adhesiveness, the better. Therefore, the smaller the number of inorganic oxide particles 9 contained in the adhesive layer 3, the better. The adhesive layer 3 may not contain the inorganic oxide particles 9. The content of the inorganic oxide particles 9 in the adhesive layer 6 is the same as that of the adhesive layer 3.
(回路接続用接着剤)
<接着剤>
導電粒子層5、接着層3及び接着層6に用いられる接着剤としては、例えば、熱反応性樹脂と硬化剤の混合物が用いればよい。好ましい接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との混合物が挙げられる。潜在性硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤、ヒドラジド系硬化剤、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。この他、接着剤には、ラジカル反応性樹脂と有機過酸化物の混合物や紫外線硬化性樹脂などのエネルギー線硬化性樹脂が用いてもよい。
(Adhesive for circuit connection)
<Adhesive>
As an adhesive used for the conductive particle layer 5, the adhesive layer 3, and the adhesive layer 6, for example, a mixture of a heat-reactive resin and a curing agent may be used. A preferable adhesive includes, for example, a mixture of an epoxy resin and a latent curing agent. Examples of latent curing agents include imidazole curing agents, hydrazide curing agents, boron trifluoride-amine complexes, sulfonium salts, amine imides, polyamine salts, dicyandiamide, and the like. In addition, an energy ray curable resin such as a mixture of a radical reactive resin and an organic peroxide or an ultraviolet curable resin may be used as the adhesive.
エポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリンとビスフェノールAやF、AD等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾールノボラックから誘導されるエポキシノボラック樹脂やナフタレン環を含んだ骨格を有するナフタレン系エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、脂環式等の1分子内に2個以上のグリシジル基を有する各種のエポキシ化合物等を単独にあるいは2種以上を混合して用いることが可能である。これらのエポキシ樹脂としては、不純物イオン(Na+、Cl−等)や加水分解性塩素等の含有率を300ppm以下に低減した高純度品を用いることが好ましい。これにより、エレクトロマイグレーションが防止される。 Epoxy resins include bisphenol type epoxy resins derived from epichlorohydrin and bisphenol A, F, AD, etc., epoxy novolac resins derived from epichlorohydrin and phenol novolac or cresol novolac, and naphthalene type epoxy resins having a skeleton containing a naphthalene ring. , Various epoxy compounds having two or more glycidyl groups in one molecule such as glycidylamine, glycidyl ether, biphenyl, and alicyclic can be used alone or in admixture of two or more. As these epoxy resins, it is preferable to use high-purity products in which the content of impurity ions (Na + , Cl −, etc.), hydrolyzable chlorine, etc. is reduced to 300 ppm or less. Thereby, electromigration is prevented.
接着剤には、ブタジエンゴム、アクリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴム等を混合してもよい。これにより、異方性導電フィルムの接着性が向上したり、接着後の異方性導電フィルムにおける応力が低減したりする。また、接着剤としてはペースト状またはフィルム状のものが用いられる。フィルム状にするためには、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を配合することが効果的である。これらのフィルム形成用高分子は、反応性樹脂の硬化時の応力緩和にも効果がある。特に、フィルム形成用高分子が水酸基等の官能基を有することが好ましい。この場合、接着性が向上する。 The adhesive may be mixed with butadiene rubber, acrylic rubber, styrene-butadiene rubber, silicone rubber, or the like. Thereby, the adhesiveness of an anisotropic conductive film improves, or the stress in the anisotropic conductive film after adhesion | attachment reduces. Further, as the adhesive, a paste or film is used. In order to form a film, it is effective to blend a thermoplastic resin such as a phenoxy resin, a polyester resin, or a polyamide resin. These film-forming polymers are also effective in stress relaxation when the reactive resin is cured. In particular, the film-forming polymer preferably has a functional group such as a hydroxyl group. In this case, the adhesiveness is improved.
回路接続用接着剤の調製では、少なくとも上記のエポキシ樹脂、アクリルゴム、潜在性硬化剤からなる接着剤組成物を、有機溶剤に溶解させたり、あるいは分散させたりすることにより、液状化する。そして、液状化した接着剤組成物中に無機酸化物粒子を分散させることにより、本実施形態に係る回路接続用接着剤が得られる。液状化に用いる溶剤としては、芳香族炭化水素系と含酸素系の混合有機溶剤が好ましい。この混合有機溶剤を用いることにより、接着剤組成物の溶解性が向上する。具体的な混合有機溶剤としては、トルエンと酢酸エチル又はメチルエチルケトンの混合溶媒が挙げられる。 In the preparation of an adhesive for circuit connection, the adhesive composition comprising at least the above-mentioned epoxy resin, acrylic rubber, and latent curing agent is liquefied by dissolving or dispersing it in an organic solvent. And the adhesive for circuit connection which concerns on this embodiment is obtained by disperse | distributing an inorganic oxide particle in the liquefied adhesive composition. As the solvent used for liquefaction, an aromatic hydrocarbon-based and oxygen-containing mixed organic solvent is preferable. By using this mixed organic solvent, the solubility of the adhesive composition is improved. Specific examples of the mixed organic solvent include a mixed solvent of toluene and ethyl acetate or methyl ethyl ketone.
回路接続用接着剤が含む接着剤組成物(固形分)の全量に対する無機酸化物粒子の全質量は5質量%より大きい。これにより、導電粒子を含む回路接続用接着剤から形成した導電粒子層の粘度が向上し、導電粒子の捕捉率が向上する。 The total mass of the inorganic oxide particles with respect to the total amount of the adhesive composition (solid content) contained in the circuit connecting adhesive is greater than 5% by mass. Thereby, the viscosity of the conductive particle layer formed from the adhesive for circuit connection containing the conductive particles is improved, and the capture rate of the conductive particles is improved.
導電粒子層5の形成では、導電粒子を分散させた回路接続用接着剤を、剥離性基材上で塗工し、硬化剤の活性温度以下で溶剤を除去する。これにより、剥離性基材上に導電粒子層が形成される。接着層3,6の形成では、上記の液状化した接着剤組成物を剥離性基材上で塗工し、硬化剤の活性温度以下で溶剤を除去する。これにより、剥離性基材上に接着層が形成される。 In the formation of the conductive particle layer 5, an adhesive for circuit connection in which conductive particles are dispersed is applied on a peelable substrate, and the solvent is removed at an activation temperature or lower of the curing agent. Thereby, a conductive particle layer is formed on the peelable substrate. In the formation of the adhesive layers 3 and 6, the above liquefied adhesive composition is applied on a peelable substrate, and the solvent is removed at a temperature lower than the activation temperature of the curing agent. Thereby, an adhesive layer is formed on the peelable substrate.
剥離性基材上に形成された接着層3、導電粒子層5及び接着層6をラミネートすることで、異方導電性フィルム12が得られる。 An anisotropic conductive film 12 is obtained by laminating the adhesive layer 3, the conductive particle layer 5 and the adhesive layer 6 formed on the peelable substrate.
<無機酸化物粒子>
図3に示すように、無機酸化物粒子9の表面の少なくとも一部は第一疎水層32で被覆されている。無機酸化物粒子9と反対側を向く第一疎水層32の表面の少なくとも一部は第二疎水層34で被覆されている。これらの疎水層により、無機酸化物粒子9の表面に疎水性が付与される。すなわち、無機酸化物粒子9の表面は、少なくとも二重に疎水化処理されている。なお、無機酸化物粒子9の表面の一部が第二疎水層34で直接被覆されていてもよい。
<Inorganic oxide particles>
As shown in FIG. 3, at least a part of the surface of the inorganic oxide particle 9 is covered with the first hydrophobic layer 32. At least a part of the surface of the first hydrophobic layer 32 facing away from the inorganic oxide particles 9 is covered with a second hydrophobic layer 34. These hydrophobic layers impart hydrophobicity to the surface of the inorganic oxide particles 9. That is, the surface of the inorganic oxide particles 9 is at least double-hydrophobized. A part of the surface of the inorganic oxide particle 9 may be directly covered with the second hydrophobic layer 34.
無機酸化物粒子は、粒子径の微小さ、粒子径の均一性及び絶縁性において他の粒子よりも優れている。無機酸化物粒子を構成する無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの中でも、粒子径、粒子径の均一性、絶縁性及び表面処理の容易さの観点から、シリカが好ましい。無機酸化物粒子の平均粒径は5〜30nmであることが好ましい。無機酸化物粒子の粒径が小さいほど、導電粒子層の増粘効果が大きい。これは無機酸化物粒子の粒径が小さくなるに従って、無機酸化物粒子の単位重量当たりの表面積が大きくなる為である。粒径が5nm未満である場合、無機酸化物粒子を疎水性物質で安定的に表面処理し難く、表面処理後の無機酸化物粒子の大きさが安定しない傾向がある。また、粒径が30nmより大きい場合、導電粒子層の増粘効果が小さく、捕捉率が向上し難い傾向がある。なお、無機酸化物粒子の平均粒径は、BET比表面積法により算出される。 Inorganic oxide particles are superior to other particles in terms of fineness of particle diameter, uniformity of particle diameter, and insulation. Examples of the inorganic oxide constituting the inorganic oxide particles include silica, alumina, zirconium oxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, magnesium oxide, titanium oxide, and zinc oxide. Among these, silica is preferable from the viewpoints of particle diameter, uniformity of particle diameter, insulation, and ease of surface treatment. The average particle size of the inorganic oxide particles is preferably 5 to 30 nm. The smaller the particle size of the inorganic oxide particles, the greater the thickening effect of the conductive particle layer. This is because the surface area per unit weight of the inorganic oxide particles increases as the particle size of the inorganic oxide particles decreases. When the particle size is less than 5 nm, it is difficult to stably surface-treat the inorganic oxide particles with a hydrophobic substance, and the size of the inorganic oxide particles after the surface treatment tends to be unstable. Moreover, when a particle size is larger than 30 nm, the thickening effect of a conductive particle layer is small, and there exists a tendency for a capture rate to be hard to improve. The average particle size of the inorganic oxide particles is calculated by the BET specific surface area method.
疎水層で被覆されていない無機酸化物粒子の表面は、水酸基で覆われており、親水性である。このような親水性の無機酸化物粒子を、導電粒子層の原料であるワニス中に入れると凝集してしまう為、一定量以上の無機酸化物粒子を導電粒子層に添加することが困難にある。従って無機酸化物粒子の表面を疎水性にする必要がある。また、親水性の無機酸化物粒子を用いることは、塗工により導電粒子層を形成する際に導電粒子層に傷が形成される要因になる。 The surface of the inorganic oxide particles not covered with the hydrophobic layer is covered with a hydroxyl group and is hydrophilic. When such hydrophilic inorganic oxide particles are put into a varnish which is a raw material of the conductive particle layer, they are aggregated, so it is difficult to add a certain amount or more of the inorganic oxide particles to the conductive particle layer. . Therefore, it is necessary to make the surface of the inorganic oxide particles hydrophobic. In addition, the use of hydrophilic inorganic oxide particles becomes a factor in forming scratches on the conductive particle layer when the conductive particle layer is formed by coating.
無機酸化物粒子の表面に第一疎水層32及び第二疎水層34を形成するためには、無機酸化物粒子表面の水酸基と反応しやすい官能基と疎水性の官能基を併せ持つ被覆剤で、無機酸化物粒子を疎水化処理することが望ましい。このような被覆剤としては、シランカップリング剤、アルキルシラザン又はシリコーンが好ましい。すなわち、第一疎水層32又は第二疎水層34を構成する疎水性物質としては、シラン化合物、シラザン化合物又はシリコーンオリゴマーが好ましい。ただし、第一疎水層32又は第二疎水層34のいずれかにシリコーンオリゴマーが含まれる。 In order to form the first hydrophobic layer 32 and the second hydrophobic layer 34 on the surface of the inorganic oxide particle, a coating agent having both a functional group that easily reacts with a hydroxyl group on the surface of the inorganic oxide particle and a hydrophobic functional group, It is desirable to subject the inorganic oxide particles to a hydrophobic treatment. As such a coating agent, a silane coupling agent, an alkylsilazane, or silicone is preferable. That is, the hydrophobic substance constituting the first hydrophobic layer 32 or the second hydrophobic layer 34 is preferably a silane compound, a silazane compound, or a silicone oligomer. However, a silicone oligomer is contained in either the first hydrophobic layer 32 or the second hydrophobic layer 34.
無機酸化物微粒子を疎水化処理する具体的な方法としては、気相処理と液相処理がある。上述した芳香族炭化水素系と含酸素系の混合有機溶剤に直接無機酸化物微粒子を分散することは出来ない。更にこのようなナノスケールの無機酸化物粒子は濾過することが困難である。したがって、気相中での疎水化処理により第一疎水層を形成することが望ましい。 Specific methods for hydrophobizing inorganic oxide fine particles include vapor phase treatment and liquid phase treatment. It is not possible to disperse the inorganic oxide fine particles directly in the above-mentioned mixed organic solvent of aromatic hydrocarbon and oxygen containing. Furthermore, such nanoscale inorganic oxide particles are difficult to filter. Therefore, it is desirable to form the first hydrophobic layer by a hydrophobizing treatment in the gas phase.
気相中での疎水化処理では、例えば、まず無機酸化物粒子をフラスコ中に入れ、攪拌する。次にシランカップリング剤やアルキルシラザン、シリコーンオリゴマー等の被覆剤を無機酸化物粒子へ滴下又は噴霧し、無機酸化物粒子表面に吸着させる。次に窒素雰囲気下でフラスコ全体を加熱し、シランカップリング剤やアルキルシラザン、シリコーンオリゴマー等と無機酸化物粒子表面との接着を促す。これにより、第一疎水層が形成される。その後、無機酸化物粒子を解砕して一旦粉状にする。 In the hydrophobization treatment in the gas phase, for example, the inorganic oxide particles are first put in a flask and stirred. Next, a coating agent such as a silane coupling agent, an alkylsilazane, or a silicone oligomer is dropped or sprayed onto the inorganic oxide particles and adsorbed on the surface of the inorganic oxide particles. Next, the entire flask is heated under a nitrogen atmosphere to promote adhesion between the silane coupling agent, alkylsilazane, silicone oligomer, and the like and the surface of the inorganic oxide particles. Thereby, the first hydrophobic layer is formed. Thereafter, the inorganic oxide particles are crushed to be once powdered.
シランカップリング剤は以下の化学式(I)で表される化合物である。
XmSiYn・・・(I)
上記式(I)中、Xは無機酸化物粒子表面と結合する官能基であり、アルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基又はハロゲン等である。mは1〜3の整数である。Yは疎水性の官能基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、グリシドキシプロピル基、3−アミノプロピル基、ビニル基等である。
The silane coupling agent is a compound represented by the following chemical formula (I).
X m SiY n (I)
In said formula (I), X is a functional group couple | bonded with the inorganic oxide particle surface, and is an alkoxy group, an acyloxy group, an oxime group, or a halogen. m is an integer of 1-3. Y is a hydrophobic functional group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, phenyl group, glycidoxypropyl group, 3-aminopropyl group, vinyl group, etc. is there.
シランカップリング剤で疎水化処理されたシリカは一般的に販売されており、容易に手に入る。これを用いて第一疎水層及び第二疎水層を有する無機酸化物粒子を形成してもよい。 Silica hydrophobized with a silane coupling agent is generally sold and readily available. You may form the inorganic oxide particle which has a 1st hydrophobic layer and a 2nd hydrophobic layer using this.
アルキルシラザンとしては、ヘキサメチルジシラザンやビニルシラザン等を用いることができる。 As the alkylsilazane, hexamethyldisilazane, vinylsilazane, or the like can be used.
しかしながら、シラン化合物の分子量は低いため、疎水性のシラン化合物からなる皮膜を無機酸化物粒子上に均一に形成することは難しい。したがって、シラン化合物より分子量の大きい被覆剤を用いると、無機酸化物粒子上に均一な疎水性の皮膜を形成し易くなる。シリコーンオリゴマーの分子量はシラン化合物より大きい。したがって、第一疎水層を形成するための被覆剤としては、シリコーンオリゴマーが好ましい。つまり、第一疎水層がシリコーンオリゴマーからなることが好ましい。無機酸化物粒子に対してシランカップリング剤を立体的につけることは難しいが、シリコーンオリゴマーを立体的に無機酸化物粒子表面に結合させることは容易である。被覆量が同じである場合、シランカップリング剤よりもシリコーンオリゴマーを被覆剤として用いた方が本発明の効果が顕著になる。 However, since the molecular weight of the silane compound is low, it is difficult to uniformly form a film made of a hydrophobic silane compound on the inorganic oxide particles. Therefore, when a coating agent having a molecular weight larger than that of the silane compound is used, it becomes easy to form a uniform hydrophobic film on the inorganic oxide particles. The molecular weight of the silicone oligomer is larger than that of the silane compound. Accordingly, a silicone oligomer is preferable as the coating agent for forming the first hydrophobic layer. That is, the first hydrophobic layer is preferably made of a silicone oligomer. Although it is difficult to three-dimensionally attach the silane coupling agent to the inorganic oxide particles, it is easy to three-dimensionally bond the silicone oligomer to the surface of the inorganic oxide particles. When the coating amount is the same, the effect of the present invention is more remarkable when the silicone oligomer is used as the coating agent than the silane coupling agent.
シリコーンオリゴマーとしては、予め3次元縮合反応しており、シリカ等の無機材料と反応する官能基と疎水性の官能基の両方を有しているものが好ましい。シリコーンオリゴマーは、2官能シロキサン単位(R2SiO2/2)、3官能シロキサン単位(RSiO3/2)及び4官能シロキサン単位(SiO4/2)から選ばれる少なくとも1種類を含有することが好ましい。なお、上記化学式中、Rは官能基であり、例えば、メチル基、エチル基、グリシドキシプロピル基等の炭素数1又は2のアルキル基、フェニル基等の炭素数6〜12のアリール基又はビニル基等である。シリコーンオリゴマー中に含まれる複数のR基は、互いに同一であっても良いし、異なっていても良い。 As the silicone oligomer, those having a three-dimensional condensation reaction in advance and having both a functional group that reacts with an inorganic material such as silica and a hydrophobic functional group are preferable. The silicone oligomer preferably contains at least one kind selected from a bifunctional siloxane unit (R 2 SiO 2/2 ), a trifunctional siloxane unit (RSiO 3/2 ), and a tetrafunctional siloxane unit (SiO 4/2 ). . In the above chemical formula, R is a functional group, for example, an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, or a glycidoxypropyl group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms such as a phenyl group, or Vinyl group and the like. The plurality of R groups contained in the silicone oligomer may be the same as or different from each other.
官能基Rがフェニル基である場合、無機酸化物粒子の耐熱性や絶縁性が顕著に向上し、回路接続用接着剤の特性が良好になる。官能基Rがメチル基である場合、疎水化処理の行いやすさと、無機酸化物粒子の絶縁性とを両立させ易い。官能基Rが接着剤と反応する官能基を有する場合、無機酸化物微粒子と接着剤との界面が補強され、回路接続用接着剤の絶縁性や増粘性を得やすくなる。接着剤を構成する樹脂がエポキシ樹脂やアクリル樹脂である場合、官能基Rは、グリシジル基、ビニル基、アミノ基又はエポキシ基等であればよい。これらの官能基は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂と反応して化学結合を形成する。 When the functional group R is a phenyl group, the heat resistance and insulation of the inorganic oxide particles are remarkably improved, and the characteristics of the adhesive for circuit connection are improved. When the functional group R is a methyl group, it is easy to achieve both ease of hydrophobization treatment and insulation of the inorganic oxide particles. When the functional group R has a functional group that reacts with the adhesive, the interface between the inorganic oxide fine particles and the adhesive is reinforced, and it becomes easy to obtain the insulating property and the viscosity increase of the circuit connecting adhesive. When the resin constituting the adhesive is an epoxy resin or an acrylic resin, the functional group R may be a glycidyl group, a vinyl group, an amino group, an epoxy group, or the like. These functional groups react with an epoxy resin or an acrylic resin to form a chemical bond.
2官能シロキサン単位(R2SiO2/2)は下記化学構造式(1)で表される。3官能シロキサン単位(RSiO3/2)は下記化学構造式(2)で表される。4官能シロキサン単位(SiO4/2)は下記化学構造式(3)で表される。 The bifunctional siloxane unit (R 2 SiO 2/2 ) is represented by the following chemical structural formula (1). The trifunctional siloxane unit (RSiO 3/2 ) is represented by the following chemical structural formula (2). The tetrafunctional siloxane unit (SiO 4/2 ) is represented by the following chemical structural formula (3).
シリコーンオリゴマーは、3官能性シロキサン単位又は4官能性シロキサン単位の少なくともいずれかを有することが好ましい。このようなシリコーンオリゴマーは予め3次元架橋している。シリコーンオリゴマーの具体例としては、3官能性シロキサン単位のみからなるもの、4官能性シロキサン単位のみからなるもの、2官能性シロキサン単位と3官能性シロキサン単位からなるもの、2官能性シロキサン単位と4官能性シロキサン単位からなるもの、3官能性シロキサン単位と4官能性シロキサン単位からなるもの、及び2官能性シロキサン単位と3官能性シロキサン単位と4官能性シロキサン単位からなるものが挙げられる。また、シリコーンオリゴマーが有する全シロキサン単位中、4官能性シロキサン単位の割合は15モル%以上であることが好ましく、20〜60モル%であることがより好ましい。 The silicone oligomer preferably has at least one of a trifunctional siloxane unit and a tetrafunctional siloxane unit. Such a silicone oligomer is previously three-dimensionally crosslinked. Specific examples of the silicone oligomer include those composed only of trifunctional siloxane units, those composed only of tetrafunctional siloxane units, those composed of bifunctional siloxane units and trifunctional siloxane units, and bifunctional siloxane units and 4 Examples thereof include those composed of functional siloxane units, those composed of trifunctional siloxane units and tetrafunctional siloxane units, and those composed of bifunctional siloxane units, trifunctional siloxane units and tetrafunctional siloxane units. Moreover, it is preferable that the ratio of a tetrafunctional siloxane unit is 15 mol% or more in all the siloxane units which a silicone oligomer has, and it is more preferable that it is 20-60 mol%.
シリコーンオリゴマーの重合度は3〜90であることが好ましく、5〜80であることがより好ましい。重合度は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)で測定した重量平均分子量からの換算値である。重合度が80を超えると、シリコーンオリゴマーで無機酸化物粒子を表面処理する際に、処理むらが起こり、信頼性が低下することがある。また、重合度が5未満である場合、シリコーンオリゴマーからなる疎水層の厚みが得られず、シリコーンオリゴマーに係る効果が不十分になり易い。重合度の場合と同様の理由から、シリコーンオリゴマーの重量平均分子量は、500〜10000であることが好ましく、500〜6000であることがより好ましい。 The degree of polymerization of the silicone oligomer is preferably 3 to 90, and more preferably 5 to 80. The degree of polymerization is a converted value from the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC). When the degree of polymerization exceeds 80, when the inorganic oxide particles are surface-treated with a silicone oligomer, uneven treatment may occur and reliability may be lowered. Moreover, when the degree of polymerization is less than 5, the thickness of the hydrophobic layer made of the silicone oligomer cannot be obtained, and the effect relating to the silicone oligomer tends to be insufficient. For the same reason as in the case of the degree of polymerization, the weight average molecular weight of the silicone oligomer is preferably 500 to 10,000, and more preferably 500 to 6,000.
十分な3次元架橋構造を有するシリコーンオリゴマーによって無機酸化物粒子表面を覆うためには、3官能性シロキサン単位及び/又は4官能性シロキサン単位を含有するシリコーンオリゴマーの重合度が6〜70であることが好ましく、10〜50であることがより好ましい。このようなシリコーンオリゴマーは、例えば、所望のシロキサン単位に対応するクロロシラン又はアルコキシシランを、水の存在下、酸触媒を用いて縮合させることにより合成することができる。縮合反応は、表面処理前にゲル状態とならない程度に行なう。このためには、反応温度、反応時間、オリゴマーの組成比、触媒の種類や量を調整する。触媒としては、酢酸、塩酸、マレイン酸、リン酸等が好ましく用いられる。 In order to cover the surface of the inorganic oxide particles with a silicone oligomer having a sufficient three-dimensional crosslinked structure, the degree of polymerization of the silicone oligomer containing a trifunctional siloxane unit and / or a tetrafunctional siloxane unit is 6 to 70. Is preferable, and it is more preferable that it is 10-50. Such a silicone oligomer can be synthesized, for example, by condensing chlorosilane or alkoxysilane corresponding to a desired siloxane unit using an acid catalyst in the presence of water. The condensation reaction is performed to such an extent that it does not become a gel before the surface treatment. For this purpose, the reaction temperature, reaction time, oligomer composition ratio, and type and amount of the catalyst are adjusted. As the catalyst, acetic acid, hydrochloric acid, maleic acid, phosphoric acid and the like are preferably used.
無機酸化物粒子の疎水化処理に用いるシリコーンオリゴマー溶液(処理液)、処理条件は特に限定されない。簡便な疎水化処理法の一例としては、加温窒素雰囲気中で無機酸化物粒子を攪拌しつつ、シリコーンオリゴマーの含有率が5〜100質量%である処理液を無機酸化物粒子に滴下する方法がある。 The silicone oligomer solution (treatment liquid) and treatment conditions used for the hydrophobic treatment of the inorganic oxide particles are not particularly limited. As an example of a simple hydrophobization treatment method, a method of dropping a treatment liquid having a silicone oligomer content of 5 to 100% by mass to inorganic oxide particles while stirring the inorganic oxide particles in a heated nitrogen atmosphere There is.
処理液には、各種溶剤、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等のカップリング剤、及びその他の添加剤を配合しても良い。シラン系カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシシラン系カップリング剤、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩等のアミノシラン系カップリング剤、カチオニックシラン系カップリング剤、ビニルシラン系カップリング剤、アクリルシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤及びこれらの複合系カップリング剤等が挙げられる。チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート等が挙げられる。これらのカップリング剤は、任意の付着量で用いられる。また、シリコーンオリゴマーで処理する前又は後の無機酸化物粒子の表面を、更にシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤で処理してもよい。 Various solvents, silane coupling agents, coupling agents such as titanate coupling agents, and other additives may be blended in the treatment liquid. Examples of the silane coupling agent include epoxy silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, hydrochloride, and the like. And aminosilane coupling agents, cationic silane coupling agents, vinyl silane coupling agents, acrylic silane coupling agents, mercaptosilane coupling agents, and composite coupling agents thereof. Examples of titanate coupling agents include isopropyl tris (dioctylpyrophosphate) titanate. These coupling agents are used in an arbitrary amount. Further, the surface of the inorganic oxide particles before or after the treatment with the silicone oligomer may be further treated with a silane coupling agent or a titanate coupling agent.
気相処理により第一疎水層が形成された無機酸化物微粒子は凝集する傾向がある。したがって、凝集した無機酸化物微粒子を衝突式解砕装置等で解砕したほうがよい。しかしながら、この解砕工程によって無機酸化物微粒子表面の一部の水酸基が再び露出しまう場合がある。その結果、無機酸化物微粒子の疎水性や絶縁性が損なわれてしまう。また、水酸基が再び表面に露出した無機酸化物微粒子は、再び凝集し易い。一方で解砕工程を行わなかった場合、無機酸化物微粒子が固体状に凝集した状態に維持され易い。回路接続用接着剤の調製において、凝集した無機酸化物微粒子を接着剤に分散することは困難である。凝集した無機酸化物微粒子を含む回路接続用接着剤を塗工して異方導電性フィルムを形成すると、フィルムに筋が発生したり、その他の不具合が発生したりする。 The inorganic oxide fine particles on which the first hydrophobic layer is formed by the gas phase treatment tend to aggregate. Therefore, it is better to crush the aggregated inorganic oxide fine particles with a collision type crusher or the like. However, a part of the hydroxyl groups on the surface of the inorganic oxide fine particles may be exposed again by this crushing step. As a result, the hydrophobicity and insulating properties of the inorganic oxide fine particles are impaired. In addition, the inorganic oxide fine particles having hydroxyl groups exposed to the surface again tend to aggregate again. On the other hand, when the crushing step is not performed, the inorganic oxide fine particles are easily maintained in a state of being aggregated in a solid state. In the preparation of an adhesive for circuit connection, it is difficult to disperse the aggregated inorganic oxide fine particles in the adhesive. When an anisotropic conductive film is formed by applying an adhesive for circuit connection containing agglomerated inorganic oxide fine particles, streaks occur in the film or other problems occur.
本実施形態では、第一疎水層が形成された無機酸化物微粒子を、上記の被覆剤を含む液相中で解砕することが好ましい。すなわち、液相中での疎水化処理により、第二疎水層を形成することが好ましい。これにより、解砕によって水酸基が露出した無機酸化物微粒子の表面が即座に第二疎水層で被覆される。また、第一疎水層も第二疎水層で被覆される。このように、無機酸化物粒子の表面が二重に疎水化処理される結果、液相中で無機酸化物粒子が凝集し難くなり、液相中での無機酸化物粒子の分散性が向上する。 In this embodiment, it is preferable that the inorganic oxide fine particles on which the first hydrophobic layer is formed are crushed in a liquid phase containing the above coating agent. That is, it is preferable to form the second hydrophobic layer by a hydrophobic treatment in the liquid phase. Thereby, the surface of the inorganic oxide fine particle in which the hydroxyl group is exposed by crushing is immediately covered with the second hydrophobic layer. The first hydrophobic layer is also covered with the second hydrophobic layer. As described above, the surface of the inorganic oxide particles is double-hydrophobized, so that the inorganic oxide particles hardly aggregate in the liquid phase and the dispersibility of the inorganic oxide particles in the liquid phase is improved. .
第二疎水層の形成に用いる液層としては、回路接続用接着剤に用いる溶剤と同じ溶剤を用いればよい。すなわち、液層として芳香族炭化水素系と含酸素系の混合有機溶剤を用いればよい。具体的にはトルエンと酢酸エチル又はメチルエチルケトンの混合溶媒が挙げられる。なお、気相中で第二疎水層を形成すると、再び無機酸化物粒子の解砕が必要となり、第二疎水層の形成に係る上記の効果を得難くなる。 As the liquid layer used for forming the second hydrophobic layer, the same solvent as that used for the adhesive for circuit connection may be used. That is, an aromatic hydrocarbon-based and oxygen-containing mixed organic solvent may be used as the liquid layer. Specific examples include a mixed solvent of toluene and ethyl acetate or methyl ethyl ketone. When the second hydrophobic layer is formed in the gas phase, the inorganic oxide particles need to be crushed again, making it difficult to obtain the above-described effect relating to the formation of the second hydrophobic layer.
液相中での疎水化処理に用いる被覆剤としては、上記のシリコーンオリゴマーを用いることが好ましい。すなわち、第二疎水層はシリコーンオリゴマーを含むことが好ましい。液相中での疎水化処理では、シリコーンオリゴマーの分子量が特に重要になる。重量平均分子量が6000以上のシリコーンオリゴマーを用いると、無機酸化物粒子が凝集して、本来の特性が得難い傾向がある。 As the coating agent used for the hydrophobization treatment in the liquid phase, it is preferable to use the above silicone oligomer. That is, the second hydrophobic layer preferably contains a silicone oligomer. In the hydrophobization treatment in the liquid phase, the molecular weight of the silicone oligomer becomes particularly important. When a silicone oligomer having a weight average molecular weight of 6000 or more is used, inorganic oxide particles tend to aggregate and it is difficult to obtain original characteristics.
シリコーンオリゴマーを用いた液相中での疎水化処理では、第一疎水層が形成された無機酸化物粒子を上記の混合有機溶剤に分散し、無機酸化物粒子に対して2〜100質量%のシリコーンオリゴマーを加える。そして、液層衝突型の解砕分散装置を用いて混合有機溶剤中の無機酸化物粒子を解砕する。これにより、第一疎水層及び第二疎水層を有する無機酸化物粒子を含むスラリーが得られる。解砕よって露出した無機酸化物粒子表面の水酸基は再び液相中のシリコーンオリゴマーによって処理される。したがって、液相中での疎水化処理法によれば、従来の疎水処理法に比べて無機酸化物粒子表面における疎水層の被覆率が高くなる。 In the hydrophobization treatment in the liquid phase using the silicone oligomer, the inorganic oxide particles on which the first hydrophobic layer is formed are dispersed in the above mixed organic solvent, and 2 to 100% by mass with respect to the inorganic oxide particles. Add silicone oligomer. Then, the inorganic oxide particles in the mixed organic solvent are crushed using a liquid layer collision type pulverizing and dispersing device. Thereby, the slurry containing the inorganic oxide particle which has a 1st hydrophobic layer and a 2nd hydrophobic layer is obtained. The hydroxyl groups on the surface of the inorganic oxide particles exposed by crushing are again treated with the silicone oligomer in the liquid phase. Therefore, according to the hydrophobizing treatment method in the liquid phase, the coverage of the hydrophobic layer on the surface of the inorganic oxide particles is higher than that of the conventional hydrophobic treatment method.
下記式Aで表されるグラフト化率は2.0質量%以上であることが好ましい。
グラフト化率=100×(第一疎水層及び第二疎水層の質量の合計値)/(無機酸化物粒子の重量)・・・(A)
グラフト化率が2質量%未満の場合、無機酸化物粒子表面の水酸基が残存し易い。その結果、絶縁性の劣化、導電粒子の捕捉率の低下及びフィルム内での導電粒子の単分散性の低下が発生しやすい。グラフト化率は20質量%以下であることが望ましい。グラフト化率が20質量%を超える場合、二重に疎水化処理した後の無機酸化物粒子の粒径が大き過ぎて、導電粒子層の所望の増粘性が得られにくい。
The grafting rate represented by the following formula A is preferably 2.0% by mass or more.
Grafting rate = 100 × (total value of mass of first hydrophobic layer and second hydrophobic layer) / (weight of inorganic oxide particles) (A)
When the grafting rate is less than 2% by mass, hydroxyl groups on the surface of the inorganic oxide particles tend to remain. As a result, it is easy to generate | occur | produce the deterioration of insulation, the fall of the capture rate of electroconductive particle, and the monodispersity of the electroconductive particle in a film. The grafting rate is desirably 20% by mass or less. When the grafting ratio exceeds 20% by mass, the particle size of the inorganic oxide particles after the double hydrophobization treatment is too large, and it is difficult to obtain the desired thickening of the conductive particle layer.
以上のように、第一疎水層及び第二疎水層の両方がシリコーンオリゴマーからなることが好ましい。これにより、無機酸化物粒子の疎水性が顕著に向上し、本発明の効果が顕著になる。 As described above, it is preferable that both the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer are made of a silicone oligomer. Thereby, the hydrophobicity of the inorganic oxide particles is remarkably improved, and the effect of the present invention becomes remarkable.
第一疎水層及び第二疎水層がシリコーンオリゴマーからなる場合、例えば、以下のようにグラフト化率を測定する。グラフト化率の測定方法では、第一疎水層及び第二疎水層で被覆された無機酸化物粒子を1000℃で加熱する。この加熱により、第一疎水層及び第二疎水層を構成するシリコーンオリゴマーを熱分解する。熱分解に伴う無機酸化物粒子の重量の減少量が、第一疎水層及び第二疎水層の質量に相当する。 When the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer are made of a silicone oligomer, for example, the grafting rate is measured as follows. In the method for measuring the grafting rate, the inorganic oxide particles coated with the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer are heated at 1000 ° C. By this heating, the silicone oligomer constituting the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer is thermally decomposed. The amount of decrease in the weight of the inorganic oxide particles accompanying thermal decomposition corresponds to the mass of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer.
二重に疎水化処理された無機酸化物粒子と上記混合有機溶剤とから構成されるスラリーを、液状化した接着剤組成物と混合し、接着剤組成物中に無機酸化物粒子を大量に分散させることにより、回路接続用接着剤が得られる。接着剤組成物との混合時におけるスラリーの粘度は17mPa・s未満であることが好ましい。これにより、回路接続用接着剤中での無機酸化物粒子の分散性が向上し易くなり、回路接続用接着剤の絶縁性が向上し易くなる。 A slurry composed of double hydrophobized inorganic oxide particles and the above mixed organic solvent is mixed with a liquefied adhesive composition, and a large amount of inorganic oxide particles are dispersed in the adhesive composition. By doing so, an adhesive for circuit connection is obtained. The viscosity of the slurry during mixing with the adhesive composition is preferably less than 17 mPa · s. Thereby, the dispersibility of the inorganic oxide particles in the circuit connecting adhesive is easily improved, and the insulating property of the circuit connecting adhesive is easily improved.
<導電粒子>
図2に示すように、導電粒子10の表面の一部は、絶縁体11(絶縁性の子粒子)で被覆されている。
<Conductive particles>
As shown in FIG. 2, a part of the surface of the conductive particle 10 is covered with an insulator 11 (insulating child particles).
導電粒子10における絶縁体11の被覆率は10〜40%であることが好ましく、10〜30%であることがより好ましい。導電粒子10における絶縁体11の被覆率とは、下記式(E)によって定義される。式(E)中の各面積は、導電粒子10のSEM画像を解析するにより求めればよい。
導電粒子10における絶縁体11の被覆率=(絶縁体11で被覆された表面積/導電粒子10全体の表面積)×100・・・(E)
The coverage of the insulator 11 in the conductive particles 10 is preferably 10 to 40%, and more preferably 10 to 30%. The coverage of the insulator 11 in the conductive particles 10 is defined by the following formula (E). Each area in the formula (E) may be obtained by analyzing the SEM image of the conductive particles 10.
Coverage of insulator 11 in conductive particle 10 = (surface area covered with insulator 11 / surface area of the entire conductive particle 10) × 100 (E)
絶縁体11の被覆率によって、絶縁性と導通性のバランスをとることができる。即ち本発明者らの経験では、従来の接続構造体において金属バンプの単位面積あたりの導電粒子の数が、2万個/mm2以上である場合、絶縁性を確保するために絶縁体11の被覆率を40%以上に設定する必要がある。しかし、本実施形態では、絶縁体11の被覆率が10〜30%であっても、充分な絶縁性が達成される。このように、従来よりも絶縁体11の絶縁被覆率を低く設定できるため、その分導通性が向上する。 The insulation and conductivity can be balanced by the coverage of the insulator 11. That is, according to the experience of the present inventors, when the number of conductive particles per unit area of the metal bump is 20,000 / mm 2 or more in the conventional connection structure, It is necessary to set the coverage to 40% or more. However, in this embodiment, sufficient insulation is achieved even if the coverage of the insulator 11 is 10 to 30%. Thus, since the insulation coverage of the insulator 11 can be set lower than before, the continuity is improved accordingly.
導電粒子10の粒径は、金属バンプ2の間隔や電極7の間隔の最小値よりも小さいことが好ましい。金属バンプ2や電極7の高さにばらつきがある場合、導電粒子10の粒径は、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、導電粒子10の粒径は、1〜10μmであることが好ましく、2.5〜5μmであることがより好ましく、2.5〜4μmであることが最も好ましい。 The particle diameter of the conductive particles 10 is preferably smaller than the minimum value of the distance between the metal bumps 2 and the distance between the electrodes 7. When the heights of the metal bumps 2 and the electrodes 7 vary, the particle diameter of the conductive particles 10 is preferably larger than the height variations. For these reasons, the particle size of the conductive particles 10 is preferably 1 to 10 μm, more preferably 2.5 to 5 μm, and most preferably 2.5 to 4 μm.
導電粒子10としては、金属のみからなる粒子を用いても良い。また、導電粒子10としては、有機化合物粒子又は無機化合物粒子等のコア粒子を金属めっきで被覆したものを用いてもよい。本実施形態では、図2に示すように、導電粒子10が、有機化合物からなるコア粒子24を金属めっき22で被覆したものであることが好ましい。 As the conductive particles 10, particles made of only metal may be used. Further, as the conductive particles 10, those obtained by coating core particles such as organic compound particles or inorganic compound particles with metal plating may be used. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the conductive particles 10 are preferably those in which the core particles 24 made of an organic compound are coated with the metal plating 22.
金属めっき22を構成する金属としては、特に限定されないが、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、パラジウム、ニッケル、錫、クロム、チタン、アルミニウム、コバルト、ゲルマニウム、カドミウム等が挙げられる。耐腐食性の観点からは、ニッケル、パラジウム、金が好ましい。また、ITO、はんだ等の導電性の金属化合物で、コア粒子24を被覆してもよい。 Although it does not specifically limit as a metal which comprises the metal plating 22, Gold, silver, copper, platinum, zinc, iron, palladium, nickel, tin, chromium, titanium, aluminum, cobalt, germanium, cadmium etc. are mentioned. From the viewpoint of corrosion resistance, nickel, palladium, and gold are preferable. Further, the core particles 24 may be covered with a conductive metal compound such as ITO or solder.
金属めっき22の構造は、単層構造であってもよく、複数の層からなる積層構造であっても良い。積層構造の場合、耐食性や導電性の観点から、金属めっき22の最外層が、金やパラジウムから構成されることが好ましい。 The structure of the metal plating 22 may be a single layer structure or a laminated structure composed of a plurality of layers. In the case of a laminated structure, the outermost layer of the metal plating 22 is preferably composed of gold or palladium from the viewpoint of corrosion resistance and conductivity.
金属めっき22を形成する方法としては、無電解めっき、置換めっき、電気めっき、スパッタリング等の方法がある。 Methods for forming the metal plating 22 include methods such as electroless plating, displacement plating, electroplating, and sputtering.
金属めっき22の厚みは、特に限定されないが、0.001〜1.0μmであることが好ましく、0.005〜0.3μmであることがより好ましい。金属めっき22の厚みが0.001μm未満だと導通不良を起こし易く、1.0μmを超えるとコスト面で好ましくない。 The thickness of the metal plating 22 is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 1.0 μm, and more preferably 0.005 to 0.3 μm. If the thickness of the metal plating 22 is less than 0.001 μm, poor conduction is likely to occur, and if it exceeds 1.0 μm, it is not preferable in terms of cost.
コア粒子22を構成する有機化合物としては、特に限定されないが、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂等が挙げられる。 The organic compound constituting the core particle 22 is not particularly limited, and examples thereof include acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate, and polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, and polybutadiene.
導電粒子10を被覆する絶縁性の子粒子11としては、有機化合物からなる微粒子又は無機化合物からなる微粒子が好ましい。子粒子11で導電粒子10を被覆する方法は限定されない。 The insulating child particles 11 covering the conductive particles 10 are preferably fine particles made of an organic compound or fine particles made of an inorganic compound. The method for coating the conductive particles 10 with the child particles 11 is not limited.
以下では、一例として、無機化合物からなる絶縁性の子粒子11で導電粒子10を被覆する場合について説明する。以下では、無機化合物からなる絶縁性の子粒子を「無機子粒子」と記す。 Below, the case where the electrically-conductive particle 10 is coat | covered with the insulating child particle 11 which consists of an inorganic compound as an example is demonstrated. Hereinafter, the insulating child particles made of an inorganic compound are referred to as “inorganic child particles”.
無機子粒子を構成する無機化合物としては、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、亜鉛、錫、セリウム、マグネシウムの各元素を含む酸化物が好ましい。これらは単独で又は二種類以上を混合して使用することができる。これらの中でも無機子粒子としては、絶縁性に優れ、粒子径を制御した水分散コロイダルシリカ(SiO2)が最も好ましい。水分散コロイダルシリカ(SiO2)は、表面に水酸基を有するため、導電粒子との結合性に優れる。また、水分散コロイダルシリカは粒子径を揃えやすい。さらに水分散コロイダルシリカは安価である。このような無機子粒子の市販品としては、例えば、スノーテックス、スノーテックスUP(日産化学工業社製)、クオートロンPLシリーズ(扶桑化学工業社製)等が挙げられる。無機子粒子としては、金属アルコキシドの加水分解反応、いわゆるゾルゲル法により製造される無機子粒子が好適である。 The inorganic compound constituting the inorganic particles is preferably an oxide containing each element of silicon, aluminum, zirconium, titanium, niobium, zinc, tin, cerium, and magnesium. These can be used alone or in admixture of two or more. Among these, the inorganic particles are most preferably water-dispersed colloidal silica (SiO 2 ) having excellent insulating properties and controlled particle diameter. Since water-dispersed colloidal silica (SiO 2 ) has a hydroxyl group on the surface, it has excellent bonding properties with conductive particles. Moreover, the water-dispersed colloidal silica is easy to make the particle diameter uniform. Furthermore, water-dispersed colloidal silica is inexpensive. Examples of such commercially available inorganic particles include Snowtex, Snowtex UP (manufactured by Nissan Chemical Industries), Quatron PL series (manufactured by Fuso Chemical Industries), and the like. As the inorganic particles, inorganic particles produced by metal alkoxide hydrolysis reaction, so-called sol-gel method, are suitable.
無機子粒子の粒子径は、20〜500nmであることが好ましい。粒子径が20nmより小さいと、導電粒子に吸着した無機子粒子が絶縁膜として作用せずに、接続構造体の一部にショートを発生する傾向がある。一方、粒子径が500nmよりも大きいと、加圧方向の導電性が得ら難い傾向がある。無機子粒子の粒子径は、BET法による比表面積換算法またはX線小角散乱法で測定される。 The particle size of the inorganic particles is preferably 20 to 500 nm. When the particle diameter is smaller than 20 nm, the inorganic particles adsorbed on the conductive particles do not act as an insulating film and tend to cause a short circuit in a part of the connection structure. On the other hand, when the particle diameter is larger than 500 nm, it tends to be difficult to obtain conductivity in the pressurizing direction. The particle diameter of the inorganic particles is measured by the specific surface area conversion method by the BET method or the X-ray small angle scattering method.
無機子粒子の表面の水酸基は、シランカップリング剤等で、アミノ基、カルボキシル基、又はエポキシ基に変性することが可能である。しかし、無機子粒子の粒子径が500nm以下の場合、水酸基の変性は困難である。従って、官能基の変性を行わずに無機子粒子で導電粒子を被覆することが望ましい。 The hydroxyl group on the surface of the inorganic particles can be modified to an amino group, a carboxyl group, or an epoxy group with a silane coupling agent or the like. However, when the particle diameter of the inorganic particles is 500 nm or less, modification of the hydroxyl group is difficult. Accordingly, it is desirable to coat the conductive particles with inorganic particles without modifying the functional group.
一般的に水酸基は、水酸基、カルボキシル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基と強固な結合を形成することで知られる。水酸基とこれら官能基の結合の様式としては、脱水縮合による共有結合や水素結合が挙げられる。従って、導電粒子表面にこれらの官能基を形成してもよい。表面に水酸基を有する無機子粒子は、表面に官能基が形成された導電粒子に対して、強固に吸着することが可能となる。 In general, a hydroxyl group is known to form a strong bond with a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, or an alkoxycarbonyl group. Examples of the mode of bonding between the hydroxyl group and these functional groups include covalent bonding by dehydration condensation and hydrogen bonding. Therefore, these functional groups may be formed on the surface of the conductive particles. The inorganic particles having a hydroxyl group on the surface can be strongly adsorbed to the conductive particles having a functional group formed on the surface.
導電粒子の最表面(金属めっき22の表面)が金層又はパラジウム層である場合、金又は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、ジスルフィド基のいずれかを有する化合物で、導電粒子の最表面に水酸基、カルボキシル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基を形成すると良い。具体的には、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸メチル、メルカプトコハク酸、チオグリセリン、システイン等で導電粒子の最表面を処理すればよい。 When the outermost surface of the conductive particles (the surface of the metal plating 22) is a gold layer or a palladium layer, it is a compound having any of a mercapto group, a sulfide group, and a disulfide group that forms a coordinate bond with gold or palladium. A hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, or an alkoxycarbonyl group is preferably formed on the outermost surface of the conductive particle. Specifically, the outermost surface of the conductive particles may be treated with mercaptoacetic acid, 2-mercaptoethanol, methyl mercaptoacetate, mercaptosuccinic acid, thioglycerin, cysteine, or the like.
導電粒子の最表面を上記化合物で処理する方法としては、特に限定されないが、メタノールやエタノール等の有機溶媒中に、メルカプト酢酸等の化合物を10〜100mmol/l程度の濃度で分散させ、その中に金又はパラジウムからなる表面を有する導電粒子を分散させる方法が挙げられる。 A method for treating the outermost surface of the conductive particles with the above compound is not particularly limited, and a compound such as mercaptoacetic acid is dispersed in an organic solvent such as methanol or ethanol at a concentration of about 10 to 100 mmol / l. And a method of dispersing conductive particles having a surface made of gold or palladium.
以下では、導電粒子10の最表面(金属めっき22の表面)がパラジウム層である場合について説明する。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した後に、パラジウム層の表面に無機子粒子を化学吸着させる。 Below, the case where the outermost surface (surface of the metal plating 22) of the electrically-conductive particle 10 is a palladium layer is demonstrated. After the surface of the palladium layer on which the functional group is formed is treated with a polymer electrolyte, inorganic particles are chemically adsorbed on the surface of the palladium layer.
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ような官能基を有するパラジウム層の表面電位(ゼータ電位)は、通常、pHが中性領域であればマイナスである。一方で、後工程でパラジウム層の表面に吸着させる無機子粒子の表面は、水酸基を有する無機酸化物からなるため、無機子粒子の表面電位も通常マイナスである。このように、表面電位がマイナスであるパラジウム層の周囲には、表面電位がマイナスである無機子粒子が吸着し難い傾向がある。そこで、パラジウム層の表面を高分子電解質で処理することにより、パラジウム層の表面を無機子粒子で被覆し易くなる。 The surface potential (zeta potential) of a palladium layer having a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, or an alkoxycarbonyl group is usually negative if the pH is in a neutral region. On the other hand, since the surface of the inorganic particle to be adsorbed on the surface of the palladium layer in the subsequent step is composed of an inorganic oxide having a hydroxyl group, the surface potential of the inorganic particle is usually negative. As described above, inorganic particles having a negative surface potential tend not to be adsorbed around the palladium layer having a negative surface potential. Therefore, by treating the surface of the palladium layer with a polymer electrolyte, the surface of the palladium layer can be easily coated with inorganic particles.
高分子電解質で処理した後のパラジウム層の表面に無機子粒子を吸着させる方法としては、高分子電解質と無機子粒子を、パラジウム層の表面に交互に積層する方法が好ましい。より具体的には、以下の工程(1)、(2)を順次行うことで、高分子電解質と無機子粒子とが積層された絶縁性被覆膜で表面の一部が被覆された導電粒子を製造できる。
工程(1):パラジウム層の表面に官能基を有する導電粒子を、高分子電解質溶液に分散させ、パラジウム層の表面に高分子電解質を吸着させた後、導電粒子をリンスする工程。
工程(2):リンス後の導電粒子を無機子粒子の分散溶液に分散し、導電粒子の表面(パラジウム層)に無機子粒子を吸着させた後、導電粒子をリンスする工程。
As a method of adsorbing the inorganic particles on the surface of the palladium layer after the treatment with the polymer electrolyte, a method of alternately laminating the polymer electrolyte and the inorganic particles on the surface of the palladium layer is preferable. More specifically, the conductive particles in which a part of the surface is coated with an insulating coating film in which a polymer electrolyte and inorganic particles are laminated by sequentially performing the following steps (1) and (2). Can be manufactured.
Step (1): A step of dispersing conductive particles having a functional group on the surface of the palladium layer in a polymer electrolyte solution, adsorbing the polymer electrolyte on the surface of the palladium layer, and then rinsing the conductive particles.
Step (2): A step of rinsing the conductive particles after dispersing the rinsed conductive particles in a dispersion solution of inorganic particles and adsorbing the inorganic particles on the surface (palladium layer) of the conductive particles.
すなわち、工程(1)において、導電粒子の表面に高分子電解質薄膜を形成し、工程(2)において、高分子電解質薄膜を介して導電粒子の表面に無機子粒子を化学吸着により固定化する。この高分子電解質薄膜を用いることにより、導電粒子の表面を、欠陥なく均一に無機子粒子で被覆することができる。このような工程(1)、(2)を経て得られた導電粒子を用いた異方導電性フィルムを用いて回路電極を接続すると、回路電極間隔が狭ピッチでも絶縁性が確保され、電気的に接続する電極間では接続抵抗が低く良好となる。 That is, in the step (1), a polymer electrolyte thin film is formed on the surface of the conductive particles, and in the step (2), the inorganic particles are immobilized on the surface of the conductive particles through the polymer electrolyte thin film by chemical adsorption. By using this polymer electrolyte thin film, the surface of the conductive particles can be uniformly coated with inorganic particles without defects. When circuit electrodes are connected using an anisotropic conductive film using conductive particles obtained through such steps (1) and (2), insulation is ensured even when the circuit electrode interval is narrow, and electrical The connection resistance is low and good between the electrodes connected to.
上記の工程(1)、(2)を有する方法は、交互積層法(Layer−by−Layer assembly)と呼ばれる。交互積層法は、G.Decherらによって1992年に発表された有機薄膜を形成する方法である(Thin Solid Films, 210/211, p831(1992) 参照)。 The method having the above steps (1) and (2) is referred to as an alternating lamination method (Layer-by-Layer assembly). The alternate lamination method is described in G.H. This is a method of forming an organic thin film published by Decher et al. In 1992 (see Thin Solid Films, 210/211, p831 (1992)).
この交互積層方法では、正電荷を有するポリマー電解質(ポリカチオン)と負電荷を有するポリマー電解質(ポリアニオン)の水溶液に、基材を交互に浸漬することで基板上に静電的引力によって吸着したポリカチオンとポリアニオンの組が積層して複合膜(交互積層膜)が得られる。 In this alternate lamination method, a polymer adsorbed on a substrate by electrostatic attraction by alternately immersing the substrate in an aqueous solution of a polymer electrolyte having a positive charge (polycation) and a polymer electrolyte having a negative charge (polyanion). A combination of a cation and a polyanion is laminated to obtain a composite film (alternate laminated film).
交互積層法では、静電的な引力によって、基材上に形成された材料の電荷と、溶液中の反対電荷を有する材料が引き合うことにより膜成長するので、吸着が進行して電荷の中和が起こるとそれ以上の吸着が起こらなくなる。したがって、ある飽和点までに至れば、それ以上膜厚が増加することはない。 In the alternating layering method, the film is grown by attracting the charge of the material formed on the substrate and the material having the opposite charge in the solution by electrostatic attraction, so that the adsorption proceeds and the charge is neutralized. When this occurs, no further adsorption occurs. Therefore, when reaching a certain saturation point, the film thickness does not increase any more.
Lvovらは交互積層法を、微粒子に応用し、シリカやチタニア、セリアの各微粒子分散液を用いて、微粒子の表面電荷と反対電荷を有する高分子電解質を交互積層法で積層する方法を報告している(Langmuir、Vol.13、(1997)p6195−6203 参照)。 Lvov et al. Applied the alternate lamination method to fine particles and reported a method of laminating a polymer electrolyte having a charge opposite to the surface charge of the fine particles by using the fine particle dispersions of silica, titania and ceria. (See Langmuir, Vol. 13, (1997) p6195-6203).
この方法を用いると、負の表面電荷を有するシリカの微粒子と、その反対電荷を持つポリカチオンであるポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(PDDA)又はポリエチレンイミン(PEI)などとを交互に積層することで、シリカ微粒子と高分子電解質が交互に積層された微粒子積層薄膜を形成することが可能である。 By using this method, by alternately laminating silica fine particles having a negative surface charge and polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) or polyethyleneimine (PEI) which are polycations having the opposite charge, It is possible to form a fine particle laminated thin film in which silica fine particles and polymer electrolyte are alternately laminated.
本実施形態では、導電粒子を、高分子電解質溶液に浸漬後、反対電荷を有する無機子粒子の分散液に浸漬する前に、溶媒のみのリンスによって余剰の高分子電解質溶液を導電粒子から洗い流すことが好ましい。または、本実施形態では、導電粒子を無機子粒子の分散液に浸漬後、反対電荷を有する高分子電解質溶液に導電粒子を浸漬する前に、溶媒のみのリンスによって余剰の無機子粒子の分散液を導電粒子から洗い流すことが好ましい。 In this embodiment, after immersing the conductive particles in the polymer electrolyte solution and before immersing in the dispersion of inorganic particles having opposite charges, the excess polymer electrolyte solution is washed away from the conductive particles by rinsing with only the solvent. Is preferred. Alternatively, in this embodiment, after immersing the conductive particles in the dispersion of inorganic particles, and before immersing the conductive particles in the polymer electrolyte solution having an opposite charge, the dispersion of excess inorganic particles by rinsing with a solvent alone Is preferably washed away from the conductive particles.
導電粒子に吸着した高分子電解質及び無機子粒子は導電粒子表面に静電的に吸着しているために、このリンスの工程で導電粒子表面から剥離することはない。しかし、導電粒子吸着していない余剰の高分子電解質または無機子粒子が、それらと反対電荷を有する溶液中に持ち込まれると、溶液内でカチオン、アニオンが混ざり、高分子電解質と無機子粒子の凝集や沈殿を起きることがある。このような不具合をリンスによって防止することができる。 Since the polymer electrolyte and inorganic particles adsorbed on the conductive particles are electrostatically adsorbed on the surface of the conductive particles, they are not separated from the surface of the conductive particles in this rinsing step. However, if excess polymer electrolyte or inorganic particles that are not adsorbed with conductive particles are brought into a solution having the opposite charge to them, cations and anions are mixed in the solution, causing aggregation of the polymer electrolyte and inorganic particles. And precipitation may occur. Such a malfunction can be prevented by rinsing.
リンスに用いる溶媒としては、水、アルコール、アセトン等があるが、通常、過剰な高分子電解質溶液又は無機子粒子の分散液を除去し易い点において、比抵抗値が18MΩ・cm以上のイオン交換水(いわゆる超純水)が用いられる。 Solvents used for rinsing include water, alcohol, acetone and the like. Usually, an ion exchange having a specific resistance value of 18 MΩ · cm or more is easy in that excessive polymer electrolyte solution or inorganic particle dispersion can be easily removed. Water (so-called ultrapure water) is used.
高分子電解質溶液は、水、又は水と水溶性の有機溶媒との混合溶媒に高分子電解質を溶解したものである。使用できる水溶性の有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が挙げられる。 The polymer electrolyte solution is obtained by dissolving a polymer electrolyte in water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. Examples of water-soluble organic solvents that can be used include methanol, ethanol, propanol, acetone, dimethylformamide, acetonitrile, and the like.
高分子電解質としては、水溶液中で電離し、荷電を有する官能基を主鎖または側鎖に持つ高分子を用いることができる。この場合はポリカチオンを用いるのが良い。 As the polymer electrolyte, a polymer that is ionized in an aqueous solution and has a charged functional group in the main chain or side chain can be used. In this case, a polycation is preferably used.
ポリカチオンとしては、一般に、ポリアミン類等のように正荷電を帯びることのできる官能基を有するもの、例えば、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアリルアミン塩酸塩(PAH)、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PDDA)、ポリビニルピリジン(PVP)、ポリリジン、ポリアクリルアミド及びそれらを少なくとも1種以上を含む共重合体などを用いることができる。 The polycation generally has a positively charged functional group such as polyamines such as polyethyleneimine (PEI), polyallylamine hydrochloride (PAH), polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA). , Polyvinyl pyridine (PVP), polylysine, polyacrylamide, and a copolymer containing at least one of them can be used.
高分子電解質の中でもポリエチレンイミンは電荷密度が高く、結合力が強い。これらの高分子電解質の中でも、エレクトロマイグレーションや腐食を避けるために、アルカリ金属(Li、Na、K、Rb、Cs)イオン及びアルカリ土類金属(Ca、Sr、Ba、Ra)イオン、ハロゲン化物イオン(フッ素イオン、クロライドイオン、臭素イオン、ヨウ素イオン)を含まないものが好ましい。 Among polyelectrolytes, polyethyleneimine has a high charge density and a strong binding force. Among these polymer electrolytes, alkali metal (Li, Na, K, Rb, Cs) ions, alkaline earth metal (Ca, Sr, Ba, Ra) ions, halide ions are used to avoid electromigration and corrosion. Those not containing (fluorine ion, chloride ion, bromine ion, iodine ion) are preferred.
これらの高分子電解質は、いずれも水溶性であるもの、又は水と有機溶媒との混合液に可溶なものであり、高分子電解質の分子量としては、用いる高分子電解質の種類により一概には定めることができないが、一般に、500〜200,000程度のものが好ましい。なお、溶液中の高分子電解質の濃度は、一般に、0.01〜10質量%程度が好ましい。また高分子電解質溶液のpHは、特に制限はない。 These polymer electrolytes are either water-soluble or soluble in a mixture of water and an organic solvent, and the molecular weight of the polymer electrolyte is generally determined depending on the type of polymer electrolyte used. Although it cannot be determined, generally about 500 to 200,000 is preferable. In general, the concentration of the polymer electrolyte in the solution is preferably about 0.01 to 10% by mass. The pH of the polymer electrolyte solution is not particularly limited.
導電粒子を被覆する高分子電解質薄膜の種類、分子量、又は濃度を調整することにより、無機子粒子の被覆率を上記の範囲内に制御することが出来る。 By adjusting the type, molecular weight, or concentration of the polymer electrolyte thin film that coats the conductive particles, the coverage of the inorganic particles can be controlled within the above range.
具体的には、ポリエチレンイミンなど、電荷密度の高い高分子電解質薄膜を用いた場合、無機子粒子の被覆率が高くなる傾向があり、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド等、電荷密度の低い高分子電解質薄膜を用いた場合、無機子粒子の被覆率が低くなる傾向がある。 Specifically, when a polymer electrolyte thin film with a high charge density such as polyethyleneimine is used, the coverage of inorganic particles tends to be high, and a polymer electrolyte thin film with a low charge density such as polydiallyldimethylammonium chloride. When is used, the coverage of inorganic particles tends to be low.
また、高分子電解質の分子量が大きい場合、無機子粒子の被覆率が高くなる傾向があるとともに、無機子粒子をパラジウム層に強固に吸着させることができる。一方、高分子電解質の分子量が小さい場合、無機子粒子の被覆率が低くなる傾向がある。 Further, when the molecular weight of the polymer electrolyte is large, the coverage of the inorganic particles tends to be high, and the inorganic particles can be firmly adsorbed to the palladium layer. On the other hand, when the molecular weight of the polymer electrolyte is small, the coverage of the inorganic particles tends to be low.
さらに、高分子電解質を高濃度で用いた場合、無機子粒子の被覆率が高くなる傾向があり、高分子電解質を低濃度で用いた場合、無機子粒子の被覆率が低くなる傾向がある。無機子粒子の被覆率が高い場合は絶縁性が高く導電性が悪い傾向があり、無機子粒子の被覆率が低い場合は導電性が高く絶縁性が悪い傾向がある。 Furthermore, when the polymer electrolyte is used at a high concentration, the coverage of the inorganic particles tends to be high, and when the polymer electrolyte is used at a low concentration, the coverage of the inorganic particles tends to be low. When the coverage of the inorganic particles is high, the insulation tends to be high and the conductivity tends to be poor, and when the coverage of the inorganic particles is low, the conductivity tends to be high and the insulation is poor.
無機子粒子は一層のみ導電粒子に被覆されているのが良い。複層積層すると積層量のコントロールが困難になる。 Only one layer of the inorganic particles is preferably coated with the conductive particles. Multi-layer stacking makes it difficult to control the stacking amount.
無機子粒子の分散溶液中のアルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオン濃度が100ppm以下であることが好ましい。これにより、隣接する電極間の絶縁信頼性を向上させ易くなる。 The concentration of alkali metal ions and alkaline earth metal ions in the dispersion of inorganic particles is preferably 100 ppm or less. Thereby, it becomes easy to improve the insulation reliability between adjacent electrodes.
無機子粒子により被覆された導電粒子を加熱乾燥することで、無機子粒子と導電粒子との結合を更に強化することが出来る。結合力が増す理由としては、例えば、パラジウム層の表面のカルボキシル基等の官能基と無機子粒子の表面の水酸基との化学結合が挙げられる。また金属のさび防止の観点から、真空中での加熱が好ましい。 By heating and drying the conductive particles coated with the inorganic particles, the bond between the inorganic particles and the conductive particles can be further strengthened. The reason why the binding force is increased is, for example, a chemical bond between a functional group such as a carboxyl group on the surface of the palladium layer and a hydroxyl group on the surface of the inorganic particle. From the viewpoint of preventing metal rust, heating in a vacuum is preferred.
加熱乾燥の温度は60〜200℃であることが好ましく、加熱時間は10〜180分であることが好ましい。温度が60℃未満の場合や加熱時間が10分未満の場合は、無機子粒子が導電粒子から剥離しやすく、温度が200℃を超える場合や加熱時間が180分を超える場合は、導電粒子が変形しやすいので好ましくない。 The drying temperature is preferably 60 to 200 ° C., and the heating time is preferably 10 to 180 minutes. When the temperature is less than 60 ° C. or when the heating time is less than 10 minutes, the inorganic particles are easily peeled off from the conductive particles, and when the temperature exceeds 200 ° C. or the heating time exceeds 180 minutes, the conductive particles Since it is easy to deform, it is not preferred.
無機子粒子で被覆された導電粒子は、表面に水酸基を有する為に、その絶縁信頼性が不十分になる場合がある。そこで、無機子粒子で被覆された導電粒子の表面をさらに疎水性のシリコーンオリゴマーで処理してもよい。これにより、絶縁信頼性が増す。 Since the conductive particles coated with inorganic particles have a hydroxyl group on the surface, the insulation reliability may be insufficient. Therefore, the surface of the conductive particles coated with the inorganic particles may be further treated with a hydrophobic silicone oligomer. Thereby, insulation reliability increases.
(導電粒子1)
平均粒径2.8μmの架橋ポリスチレン粒子(コア粒子)の表面に、厚み0.2μmのニッケル層を無電解めっきで形成した。さらにそのニッケル層の外側に厚み0.04μmのパラジウム層を設けた。これにより、コア粒子を被覆するニッケル層とニッケル層を被覆するパラジウム層の2層からなる金属めっきを備える母粒子1を作製した。
(Conductive particles 1)
A nickel layer having a thickness of 0.2 μm was formed by electroless plating on the surface of crosslinked polystyrene particles (core particles) having an average particle size of 2.8 μm. Furthermore, a palladium layer having a thickness of 0.04 μm was provided outside the nickel layer. Thereby, mother particle 1 provided with metal plating which consists of two layers of the nickel layer which coats a core particle, and the palladium layer which coats a nickel layer was produced.
次にメルカプト酢酸8mmolをメタノール200mlに溶解させて反応液を作製した。次に母粒子1を10g上記反応液に加え、室温で2時間スリーワンモーターと直径45mmの攪拌羽で攪拌した。メタノールで洗浄後、φ3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1を濾過することで、表面にカルボキシル基を有する母粒子1を10g得た。 Next, 8 mmol of mercaptoacetic acid was dissolved in 200 ml of methanol to prepare a reaction solution. Next, 10 g of the mother particle 1 was added to the above reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours with a three-one motor and a stirring blade having a diameter of 45 mm. After washing with methanol, 10 g of mother particles 1 having a carboxyl group on the surface were obtained by filtering the mother particles 1 with a membrane filter (manufactured by Millipore) having a diameter of 3 μm.
次に分子量70000の30%ポリエチレンイミン水溶液(和光純薬社製)を超純水で希釈し、0.3質量%ポリエチレンイミン水溶液を得た。前記カルボキシル基を有する母粒子1(10g)を0.3質量%ポリエチレンイミン水溶液に加え、室温で15分攪拌した。次にφ3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1をろ過し、超純水200gに入れて室温で5分攪拌した。更にφ3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1をろ過し、前記メンブレンフィルタ上にて200gの超純水で2回洗浄を行うことで、母粒子1に吸着していないポリエチレンイミンを除去した。 Next, a 30% polyethyleneimine aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having a molecular weight of 70,000 was diluted with ultrapure water to obtain a 0.3 mass% polyethyleneimine aqueous solution. The mother particle 1 (10 g) having a carboxyl group was added to a 0.3% by mass polyethyleneimine aqueous solution and stirred at room temperature for 15 minutes. Next, the mother particle 1 was filtered with a φ3 μm membrane filter (manufactured by Millipore), put in 200 g of ultrapure water, and stirred at room temperature for 5 minutes. Further, the mother particle 1 is filtered through a φ3 μm membrane filter (manufactured by Millipore), and the polyethyleneimine not adsorbed on the mother particle 1 is removed by washing twice with 200 g of ultrapure water on the membrane filter. did.
次にポリエチレンイミンで処理した母粒子1を純水に浸漬し、コロイダルシリカ分散液を超純水で希釈した液を滴下した。これにより、絶縁体であるシリカで被覆された母粒子1を得た。シリカの被覆率は30%に調整した。被覆率は、希釈したコロイダルシリカ分散液の滴下量で調整した。コロイダルシリカ分散液としては、扶桑化学工業社製のクオートロンPL−13を用いた。コロイダルシリカ分散液中のコロイダルシリカの濃度は20質量%であった。コロイダルシリカの平均粒子径は130nmであった。 Next, the mother particles 1 treated with polyethyleneimine were immersed in pure water, and a liquid obtained by diluting a colloidal silica dispersion with ultrapure water was added dropwise. As a result, mother particles 1 coated with silica as an insulator were obtained. The silica coverage was adjusted to 30%. The coverage was adjusted by the amount of the diluted colloidal silica dispersion added dropwise. As the colloidal silica dispersion, Quatron PL-13 manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. was used. The concentration of colloidal silica in the colloidal silica dispersion was 20% by mass. The average particle size of colloidal silica was 130 nm.
次にφ3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1をろ過し、超純水200gに入れて室温で5分攪拌した。更にφ3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1をろ過し、前記メンブレンフィルタ上にて200gの超純水で2回洗浄を行うことで、母粒子1に吸着していないシリカを除去した。その後、シリコーン溶液に母粒子1を浸漬し、母粒子1を被覆するシリカの表面を疎水化した。その後80℃で30分間乾燥を行い、さらに120℃で1時間加熱乾燥することにより、導電粒子1を得た。 Next, the mother particle 1 was filtered with a φ3 μm membrane filter (manufactured by Millipore), put in 200 g of ultrapure water, and stirred at room temperature for 5 minutes. Further, the base particle 1 was filtered with a membrane filter (manufactured by Millipore) having a diameter of 3 μm, and the silica not adsorbed on the base particle 1 was removed by washing twice with 200 g of ultrapure water on the membrane filter. . Thereafter, the mother particles 1 were immersed in a silicone solution, and the surface of the silica covering the mother particles 1 was hydrophobized. Thereafter, drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, and further, heat drying was performed at 120 ° C. for 1 hour to obtain conductive particles 1.
(シリコーンオリゴマー1)
攪拌装置、コンデンサー及び温度計を備えたガラスフラスコ中で、ジメトキシジメチルシラン20gとテトラメトキシシラン25gとメタノール105gを配合した溶液に、酢酸0.60g及び蒸留水17.8gを添加し、50℃で一定時間攪拌して、加水分解、重縮合反応を行った。分子量が2500であるシリコーンオリゴマー1を合成した。分子量は、GPCによって測定した重量平均分子量である。シリコーンオリゴマー1は、水酸基と反応する末端官能基としてメトキシ基及びシラノール基を有するものである。シリコーンオリゴマー1の溶液にメタノールを加えて、固形分の含有率が10質量%の処理液(被覆剤)を作製した。
(Silicone oligomer 1)
In a glass flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 0.60 g of acetic acid and 17.8 g of distilled water were added to a solution prepared by mixing 20 g of dimethoxydimethylsilane, 25 g of tetramethoxysilane, and 105 g of methanol, and at 50 ° C. The mixture was stirred for a certain time to conduct hydrolysis and polycondensation reaction. Silicone oligomer 1 having a molecular weight of 2500 was synthesized. The molecular weight is a weight average molecular weight measured by GPC. The silicone oligomer 1 has a methoxy group and a silanol group as terminal functional groups that react with a hydroxyl group. Methanol was added to the silicone oligomer 1 solution to prepare a treatment liquid (coating agent) having a solid content of 10% by mass.
(シリコーンオリゴマー2)
メタノール10gにトリエトキシフェニルシラン50gを配合して溶液を調整した。これを攪拌しながら、蒸留水6gと酢酸0.5gの溶液を添加し、80℃で一定時間加熱して加水分解、重縮合反応を行った。重縮合反応後の溶液を一旦0℃に冷却した後、テトラエトキシシラン6gを滴下して室温で2時間攪拌して、シロキサン骨格中にフェニル基を含有し、末端が3官能性のシリコーン重合体(シリコーンオリゴマー2)を得た。GPCによるシリコーンオリゴマー2の重量平均分子量は1100であった。シリコーンオリゴマー2の溶液にメタノールを加えて、固形分の含有率が10質量%の処理液を作製した。
(Silicone oligomer 2)
A solution was prepared by blending 50 g of triethoxyphenylsilane with 10 g of methanol. While stirring this, a solution of 6 g of distilled water and 0.5 g of acetic acid was added, and the mixture was heated at 80 ° C. for a certain time to perform hydrolysis and polycondensation reaction. The solution after the polycondensation reaction is once cooled to 0 ° C., then 6 g of tetraethoxysilane is added dropwise and stirred at room temperature for 2 hours to contain a phenyl group in the siloxane skeleton and a trifunctional silicone polymer at the terminal. (Silicone oligomer 2) was obtained. The weight average molecular weight of the silicone oligomer 2 by GPC was 1100. Methanol was added to the silicone oligomer 2 solution to prepare a treatment liquid having a solid content of 10% by mass.
(シリコーンオリゴマー3)
攪拌装置、コンデンサー及び温度計を備えたガラスフラスコ中で、3−グリシドキシプロピルトキシシラン110gとメタノール2gを配合した溶液に、活性白土3g及び蒸留水6.3gを添加し、75℃で一定時間攪拌し、シリコーンオリゴマー3を合成した。GPCによるシリコーンオリゴマー3の重量平均分子量は900であった。シリコーンオリゴマー3は、水酸基と反応する末端官能基としてグリシジル基及びシラノール基を有するものである。得られたシリコーンオリゴマー3の溶液にメタノールを加えて、固形分の含有率が10質量%の処理液を作製した。
(Silicone oligomer 3)
In a glass flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 3 g of activated clay and 6.3 g of distilled water were added to a solution containing 110 g of 3-glycidoxypropyloxysilane and 2 g of methanol, and constant at 75 ° C. The mixture was stirred for a time to synthesize silicone oligomer 3. The weight average molecular weight of the silicone oligomer 3 by GPC was 900. The silicone oligomer 3 has a glycidyl group and a silanol group as terminal functional groups that react with a hydroxyl group. Methanol was added to the obtained silicone oligomer 3 solution to prepare a treatment liquid having a solid content of 10% by mass.
(シリコーンオリゴマー4)
加水分解及び重縮合反応時の温度と時間を調整したこと以外はシリコーンオリゴマー1と同様の方法で、重量分子量が600であるシリコーンオリゴマー4を含む処理液を作製した。
(Silicone oligomer 4)
A treatment liquid containing the silicone oligomer 4 having a weight molecular weight of 600 was prepared in the same manner as the silicone oligomer 1 except that the temperature and time during the hydrolysis and polycondensation reaction were adjusted.
(シリコーンオリゴマー5)
加水分解及び重縮合反応時の温度と時間を調整したこと以外はシリコーンオリゴマー1と同様の方法で、重量平均分子量が6000であるシリコーンオリゴマー5を作製した。
(Silicone oligomer 5)
Silicone oligomer 5 having a weight average molecular weight of 6000 was produced in the same manner as silicone oligomer 1 except that the temperature and time during the hydrolysis and polycondensation reactions were adjusted.
(シリカナノ粒子1)
12nmの平均粒径を有する未処理のシリカナノ粒子(アエロジル社製、AEROSIL200)10gを、攪拌装置、コンデンサー及び温度計を備えたガラスフラスコに入れて窒素雰囲気下で攪拌を行った。攪拌をしつつ、シリコーンオリゴマー1の処理液10gを徐々に滴下し、滴下後に120℃で24時間攪拌することで、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層で表面を覆われた粒径12nmのシリカナノ粒子1を作製した。
(Silica nanoparticles 1)
10 g of untreated silica nanoparticles having an average particle diameter of 12 nm (Aerosil 200, manufactured by Aerosil Co., Ltd.) were placed in a glass flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, and stirred in a nitrogen atmosphere. While stirring, 10 g of the treatment solution for the silicone oligomer 1 was gradually added, and after the addition, the particle size was 12 nm whose surface was covered with the first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1 by stirring at 120 ° C. for 24 hours. The silica nanoparticles 1 were prepared.
シリカナノ粒子1をミクロ熱重量測定装置により1000℃まで加熱して、その重量変化量を測定した。重量変化量は、熱分解によってシリカナノ粒子1から除去された樹脂(シリコーン)の全重量に対応する。その結果、シリカナノ粒子1の重量減少量は2.5重量%であることを確認した。 Silica nanoparticles 1 were heated to 1000 ° C. with a micro thermogravimetric apparatus, and the weight change was measured. The amount of weight change corresponds to the total weight of the resin (silicone) removed from the silica nanoparticles 1 by thermal decomposition. As a result, it was confirmed that the weight reduction amount of the silica nanoparticles 1 was 2.5% by weight.
(シリカナノ粒子2)
シリコーンオリゴマー1の代わりにシリコーンオリゴマー2を用いたこと以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー2から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子2を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子2の重量減少量は4.4重量%であった。
(Silica nanoparticles 2)
Silica nanoparticles 2 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 2 were produced in the same manner as silica nanoparticles 1 except that silicone oligomer 2 was used instead of silicone oligomer 1. The weight reduction amount of the silica nanoparticles 2 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 4.4% by weight.
(シリカナノ粒子3)
シリコーンオリゴマー1の代わりにシリコーンオリゴマー3を用いたこと以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー3から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子3を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子3の重量減少量は、4.4重量%であった。
(Silica nanoparticles 3)
Silica nanoparticles 3 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 3 were produced in the same manner as silica nanoparticles 1 except that silicone oligomer 3 was used instead of silicone oligomer 1. The amount of weight reduction of the silica nanoparticles 3 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 4.4% by weight.
(シリカナノ粒子4)
シリコーンオリゴマー1の代わりにシリコーンオリゴマー4を用いたこと以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー4から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子4を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子4の重量減少量は、2.2重量%であった。
(Silica nanoparticles 4)
Silica nanoparticles 4 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 4 were produced in the same manner as silica nanoparticles 1 except that silicone oligomer 4 was used instead of silicone oligomer 1. The weight reduction amount of the silica nanoparticles 4 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 2.2% by weight.
(シリカナノ粒子5)
シリコーンオリゴマー1の代わりにシリコーンオリゴマー5を用いたこと以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー5から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子5を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子4の重量減少量は、2.8重量%であった。
(Silica nanoparticles 5)
Silica nanoparticles 5 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 5 were produced in the same manner as silica nanoparticles 1 except that silicone oligomer 5 was used instead of silicone oligomer 1. The amount of weight reduction of the silica nanoparticles 4 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 2.8% by weight.
(シリカナノ粒子6)
シリカナノ粒子AEROSIL200の代わりに、7nmの平均粒径を有する未処理のシリカナノ粒子AEROSIL300を用いた以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子6を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子4の重量減少量は、2.2重量%であった。
(Silica nanoparticles 6)
Silica nanoparticles 6 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 1 in the same manner as silica nanoparticles 1 except that untreated silica nanoparticles AEROSIL300 having an average particle diameter of 7 nm were used instead of silica nanoparticles AEROSIL200. Was made. The weight reduction amount of the silica nanoparticles 4 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 2.2% by weight.
(シリカナノ粒子7)
AEROSIL200の代わりに、30nmの平均粒径を有する未処理のシリカナノ粒子AEROSIL50を用いた以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子7を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子7の重量減少量は、2.8重量%であった。
(Silica nanoparticles 7)
Silica nanoparticles 7 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 1 are produced in the same manner as silica nanoparticles 1 except that untreated silica nanoparticles AEROSIL 50 having an average particle diameter of 30 nm are used instead of AEROSIL 200. did. The amount of weight reduction of the silica nanoparticles 7 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 2.8% by weight.
(シリカナノ粒子8)
シリカナノ粒子8の作製では、シリコーンオリゴマー1の処理液の滴下量を10gではなく、5gに調整した。このこと以外はシリカナノ粒子1と同様の方法で、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層を有するシリカナノ粒子8を作製した。シリカナノ粒子1と同様の方法で測定したシリカナノ粒子8の重量減少量は、1.4重量%であった。
(Silica nanoparticles 8)
In the production of the silica nanoparticles 8, the amount of the silicone oligomer 1 treatment solution dropped was adjusted to 5 g instead of 10 g. Except for this, silica nanoparticles 8 having a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 1 were produced in the same manner as silica nanoparticles 1. The weight reduction amount of the silica nanoparticles 8 measured by the same method as that for the silica nanoparticles 1 was 1.4% by weight.
(シリカスラリー1)
シリカナノ粒子1及びシリコーンオリゴマー3を酢酸エチル溶媒に添加して、シリカナノ粒子1を酢酸エチル溶媒に分散させた後、酢酸エチル溶媒中のシリカナノ粒子1を湿式解砕装置で解砕した。これにより、シリカスラリー1を作製した。シリカスラリー1中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。シリカスラリー1の作製では、酢酸エチル溶媒におけるシリカナノ粒子1の含有率を20質量%に調製した。シリカスラリー1の作製では、シリカナノ粒子1と同質量のシリコーンオリゴマー3を酢酸エチル溶媒に添加した。
(Silica slurry 1)
After adding the silica nanoparticle 1 and the silicone oligomer 3 to the ethyl acetate solvent and dispersing the silica nanoparticle 1 in the ethyl acetate solvent, the silica nanoparticle 1 in the ethyl acetate solvent was crushed with a wet crushing apparatus. Thereby, the silica slurry 1 was produced. Silica nanoparticles in silica slurry 1 were coated with a first hydrophobic layer formed from silicone oligomer 1 and a second hydrophobic layer formed from silicone oligomer 3. In the production of the silica slurry 1, the content of the silica nanoparticles 1 in the ethyl acetate solvent was adjusted to 20% by mass. In preparation of the silica slurry 1, the silicone oligomer 3 having the same mass as the silica nanoparticles 1 was added to the ethyl acetate solvent.
(シリカスラリー2)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子2を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー2を作製した。シリカスラリー2中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー2から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 2)
A silica slurry 2 was prepared in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 2 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 2 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 2 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー3)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子3を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー3を作製した。シリカスラリー3中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー3から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 3)
A silica slurry 3 was prepared in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 3 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 3 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー4)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子4を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー4を作製した。シリカスラリー4中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー4から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 4)
A silica slurry 4 was produced in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 4 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 4 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 4 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー5)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子5を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー5を作製した。シリカスラリー5中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー5から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 5)
A silica slurry 5 was produced in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 5 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 5 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 5 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー6)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子6を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー6を作製した。シリカスラリー6中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 6)
A silica slurry 6 was produced in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 6 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 6 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー7)
シリカナノ粒子1の代わりにシリカナノ粒子7を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー7を作製した。シリカスラリー7中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 7)
A silica slurry 7 was produced in the same manner as the silica slurry 1 except that the silica nanoparticles 7 were used instead of the silica nanoparticles 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 7 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3.
(シリカスラリー8)
シリカナノ粒子8及びシリコーンオリゴマー3を酢酸エチル溶媒に添加して、シリカナノ粒子8を酢酸エチル溶媒に分散させた後、酢酸エチル溶媒中のシリカナノ粒子8を湿式解砕装置で解砕した。これにより、シリカスラリー8を作製した。シリカスラリー8中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。シリカスラリー8の作製では、酢酸エチル溶媒におけるシリカナノ粒子8の含有率を20質量%に調製した。シリカスラリー8の作製では、シリカナノ粒子8に対して20質量%のシリコーンオリゴマー3を酢酸エチル溶媒に添加した。
(Silica slurry 8)
After adding the silica nanoparticle 8 and the silicone oligomer 3 to the ethyl acetate solvent and dispersing the silica nanoparticle 8 in the ethyl acetate solvent, the silica nanoparticle 8 in the ethyl acetate solvent was crushed with a wet crushing apparatus. Thereby, the silica slurry 8 was produced. Silica nanoparticles in the silica slurry 8 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1 and a second hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 3. In the production of the silica slurry 8, the content of the silica nanoparticles 8 in the ethyl acetate solvent was adjusted to 20% by mass. In preparation of the silica slurry 8, 20 mass% of the silicone oligomer 3 with respect to the silica nanoparticles 8 was added to the ethyl acetate solvent.
(シリカスラリー9)
シリカナノ粒子1のみを酢酸エチル溶媒に添加して、シリカナノ粒子1を酢酸エチル溶媒に分散させた後、酢酸エチル溶媒中のシリカナノ粒子1を湿式解砕装置で解砕した。これにより、シリカスラリー9を作製した。シリカスラリー9の調製では、第二疎水層を形成するための被覆剤を用いなかった。したがって、シリカスラリー9中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層のみで被覆されている。シリカスラリー8の作製では、酢酸エチル溶媒におけるシリカナノ粒子1の割合を20質量%に調製した。
(Silica slurry 9)
After adding only the silica nanoparticle 1 to the ethyl acetate solvent and dispersing the silica nanoparticle 1 in the ethyl acetate solvent, the silica nanoparticle 1 in the ethyl acetate solvent was pulverized with a wet pulverizer. Thereby, the silica slurry 9 was produced. In the preparation of the silica slurry 9, the coating agent for forming the second hydrophobic layer was not used. Therefore, the silica nanoparticles in the silica slurry 9 are covered only with the first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1. In preparation of the silica slurry 8, the ratio of the silica nanoparticles 1 in the ethyl acetate solvent was adjusted to 20% by mass.
(シリカスラリー10)
シリカナノ粒子1の代わりにオクチルシランで表面処理された市販のシリカ(日本アエロジル社製、商品名:R805)を用いたこと以外はシリカスラリー1と同様の方法でシリカスラリー10を作製した。シリカスラリー10中のシリカナノ粒子は、オクチルシランから形成された第一疎水層と、シリコーンオリゴマー3から形成された第二疎水層で被覆された。
(Silica slurry 10)
A silica slurry 10 was prepared in the same manner as silica slurry 1 except that commercially available silica (trade name: R805, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) surface-treated with octylsilane was used instead of silica nanoparticle 1. Silica nanoparticles in the silica slurry 10 were coated with a first hydrophobic layer formed from octylsilane and a second hydrophobic layer formed from silicone oligomer 3.
(シリカスラリー11)
シリカナノ粒子1及び3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを酢酸エチル溶媒に添加して、シリカナノ粒子1を酢酸エチル溶媒に分散させた後、酢酸エチル溶媒中のシリカナノ粒子1を湿式解砕装置で解砕した。これにより、シリカスラリー11を作製した。シリカスラリー11中のシリカナノ粒子は、シリコーンオリゴマー1から形成された第一疎水層と、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランから形成された第二疎水層で被覆された。シリカスラリー11の作製では、酢酸エチル溶媒におけるシリカナノ粒子1の含有率を20質量%に調製した。シリカスラリー1の作製では、シリカナノ粒子1に対して20質量%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを酢酸エチル溶媒に添加した。
(Silica slurry 11)
Silica nanoparticles 1 and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are added to an ethyl acetate solvent to disperse the silica nanoparticles 1 in the ethyl acetate solvent, and then the silica nanoparticles 1 in the ethyl acetate solvent are dissolved by a wet crushing apparatus. Crushed. Thereby, the silica slurry 11 was produced. Silica nanoparticles in the silica slurry 11 were coated with a first hydrophobic layer formed from the silicone oligomer 1 and a second hydrophobic layer formed from 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. In the production of the silica slurry 11, the content of the silica nanoparticles 1 in the ethyl acetate solvent was adjusted to 20% by mass. In preparation of the silica slurry 1, 20% by mass of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane with respect to the silica nanoparticles 1 was added to the ethyl acetate solvent.
(評価例1)
フェノキシ樹脂(ユニオンカーバイド社製商品名、PKHC)100gと、アクリルゴム75gを酢酸エチル300gに溶解し、固形分の含有率が30質量%である樹脂溶液を得た。アクリルゴムは、ブチルアクリレート40重量部、エチルアクリレート30重量部、アクリロニトリル30重量部、グリシジルメタクリレート3重量部から形成した共重合体であった。アクリルゴムの分子量は850000であった。
(Evaluation example 1)
100 g of phenoxy resin (trade name, Union Carbide, PKHC) and 75 g of acrylic rubber were dissolved in 300 g of ethyl acetate to obtain a resin solution having a solid content of 30% by mass. The acrylic rubber was a copolymer formed from 40 parts by weight of butyl acrylate, 30 parts by weight of ethyl acrylate, 30 parts by weight of acrylonitrile, and 3 parts by weight of glycidyl methacrylate. The molecular weight of the acrylic rubber was 850000.
上記の樹脂溶液に、マイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ300gを加えて撹拌することにより、接着剤溶液1aを調製した。液状エポキシとしては、旭化成エポキシ株式会社製のノバキュアHX−3941を用いた。液状エポキシのエボキシ当量は185であった。調製直後のシリカスラリー1を接着剤溶液1aと混合することにより、評価例1の回路接続用接着剤1bを調製した。回路接続用接着剤1bの調製では、接着剤溶液1aが含有する接着剤固形分の全質量に対するシリカナノ粒子1の配合量が30質量%となるように、シリカスラリー1と接着剤溶液1aとを配合した。評価例1で用いた調製直後のシリカスラリー1の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。 An adhesive solution 1a was prepared by adding 300 g of liquid epoxy containing a microcapsule-type latent curing agent to the above resin solution and stirring. As the liquid epoxy, NovaCure HX-3941 manufactured by Asahi Kasei Epoxy Corporation was used. The epoxy equivalent of the liquid epoxy was 185. The adhesive 1b for circuit connection of Evaluation Example 1 was prepared by mixing the silica slurry 1 immediately after preparation with the adhesive solution 1a. In the preparation of the circuit connecting adhesive 1b, the silica slurry 1 and the adhesive solution 1a are mixed so that the compounding amount of the silica nanoparticles 1 with respect to the total mass of the adhesive solid content contained in the adhesive solution 1a is 30% by mass. Blended. The viscosity of the silica slurry 1 immediately after preparation used in Evaluation Example 1 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
4gの導電粒子1を酢酸エチル10g中に超音波分散して、導電粒子1の分散液を調製した。超音波分散では、超音波装置(藤本科学社製、商品名:US107)にビーカーに浸漬したサンプルを入れて1分攪拌した。超音波の周波数は38kHzであり、出力は400Wであった。超音波装置の容量は20Lであった。 4 g of conductive particles 1 were ultrasonically dispersed in 10 g of ethyl acetate to prepare a dispersion of conductive particles 1. In ultrasonic dispersion, a sample immersed in a beaker was placed in an ultrasonic device (trade name: US107, manufactured by Fujimoto Kagaku Co., Ltd.) and stirred for 1 minute. The frequency of the ultrasonic wave was 38 kHz, and the output was 400 W. The capacity of the ultrasonic device was 20L.
導電粒子1の分散液を回路接続用接着剤1b中に分散して、接着剤溶液1cを調製した。接着剤溶液1cの溶液をセパレータにロールコータで塗工し、90℃で10分乾燥することにより、フィルム状の導電粒子層(A層)を作成した。A層の厚みを10μmに調整した。導電粒子1の分散液と回路接続用接着剤1bとの配合比を調整することにより、A層の単位面積あたりの導電粒子1の個数を3万個/mm2に制御した。セパレータとしては、シリコーンで表面を処理したポリエチレンテレフタレートフイルムを用いた。セパレータの厚みは40μmであった。 A dispersion of conductive particles 1 was dispersed in an adhesive 1b for circuit connection to prepare an adhesive solution 1c. The solution of the adhesive solution 1c was applied to the separator with a roll coater, and dried at 90 ° C. for 10 minutes to prepare a film-like conductive particle layer (A layer). The thickness of the A layer was adjusted to 10 μm. The number of the conductive particles 1 per unit area of the A layer was controlled to 30,000 / mm 2 by adjusting the blending ratio of the dispersion of the conductive particles 1 and the circuit connecting adhesive 1b. As the separator, a polyethylene terephthalate film whose surface was treated with silicone was used. The thickness of the separator was 40 μm.
接着剤溶液1aを上記のセパレータにロールコータで塗工し、90℃で10分乾燥し、フィルム状の接着層(B層)を作製した。B層の厚みを3μmに調整した。 The adhesive solution 1a was applied to the separator with a roll coater and dried at 90 ° C. for 10 minutes to produce a film-like adhesive layer (B layer). The thickness of the B layer was adjusted to 3 μm.
接着剤溶液1aを上記のセパレータにロールコータで塗工し、90℃で10分乾燥し、フィルム状の接着層(C層)を作製した。C層の厚みを10μmに調整した。 The adhesive solution 1a was applied to the above separator with a roll coater and dried at 90 ° C. for 10 minutes to produce a film-like adhesive layer (C layer). The thickness of the C layer was adjusted to 10 μm.
B層にA層をラミネートした後、A層にC層をラミネートすることにより、3層からなる異方導電性フィルムDを作製した。 After laminating the A layer on the B layer, the C layer was laminated on the A layer to prepare an anisotropic conductive film D consisting of three layers.
異方導電性フィルムDを用いて、下記の手順で、金バンプ付きチップと回路付きガラス基板を接続して、評価例1の接続構造体を得た。金バンプの面積は30×90μmであった。金バンプのスペースは8μmであった。金バンプの高さは15μmであった。チップが備えるバンブ数は362であった。チップの面積は1.7×1.7mmであった。チップの厚みは0.5μmであった。回路付きガラス基板の厚みは0.7mmであった。 Using the anisotropic conductive film D, the chip with gold bumps and the glass substrate with circuit were connected in the following procedure to obtain a connection structure of Evaluation Example 1. The area of the gold bump was 30 × 90 μm. The space of the gold bump was 8 μm. The height of the gold bump was 15 μm. The number of bumps included in the chip was 362. The area of the chip was 1.7 × 1.7 mm. The thickness of the chip was 0.5 μm. The thickness of the glass substrate with circuit was 0.7 mm.
異方導電性フィルムDが備えるB層を、80℃に加熱しながら0.98MPa(10kgf/cm2)で回路付きガラス基板に貼り付けた。異方導電性フィルムDからセパレータを剥離し、チップの金バンプと回路付きガラス基板との位置合わせを行った後、異方導電性フィルムDが備えるC層にチップを積層した。チップを、190℃に加熱しながら、40[g/バンプ面積]の圧力で10秒加圧して、チップとガラス基板の本接続を行った。これにより、評価例1の接続構造体を得た。 The layer B included in the anisotropic conductive film D was attached to a glass substrate with a circuit at 0.98 MPa (10 kgf / cm 2 ) while heating to 80 ° C. After separating the separator from the anisotropic conductive film D and aligning the gold bumps of the chip with the glass substrate with circuit, the chip was laminated on the C layer included in the anisotropic conductive film D. The chip was pressed at a pressure of 40 [g / bump area] for 10 seconds while being heated to 190 ° C., and the chip and the glass substrate were finally connected. Thereby, the connection structure of Evaluation Example 1 was obtained.
(評価例2)
評価例2では、シリカスラリー1の代わりに、調製直後のシリカスラリー2を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例2の接続構造体を作製した。評価例2で用いた調製直後のシリカスラリー2の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 2)
In Evaluation Example 2, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 2 immediately after preparation instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 2 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 2 immediately after preparation used in Evaluation Example 2 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例3)
評価例3では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー3を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例3の接続構造体を作製した。評価例3で用いた調製直後のシリカスラリー3の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 3)
In Evaluation Example 3, a circuit connecting adhesive 1 b was prepared using silica slurry 3 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 3 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 3 immediately after preparation used in Evaluation Example 3 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例4)
評価例4では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー4を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例4の接続構造体を作製した。評価例4で用いた調製直後のシリカスラリー4の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 4)
In Evaluation Example 4, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 4 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 4 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 4 immediately after preparation used in Evaluation Example 4 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例5)
評価例5では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー5を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例5の接続構造体を作製した。評価例5で用いた調製直後のシリカスラリー5の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 5)
In Evaluation Example 5, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 5 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 5 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 5 immediately after preparation used in Evaluation Example 5 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例6)
評価例6では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー6を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例6の接続構造体を作製した。評価例6で用いた調製直後のシリカスラリー6の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 6)
In Evaluation Example 6, a circuit connecting adhesive 1b was prepared using silica slurry 6 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 6 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 6 immediately after preparation used in Evaluation Example 6 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例7)
評価例7では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー7を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例7の接続構造体を作製した。評価例7で用いた調製直後のシリカスラリー7の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 7)
In Evaluation Example 7, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 7 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 7 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 7 immediately after preparation used in Evaluation Example 7 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例8)
評価例8では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー8を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例8の接続構造体を作製した。評価例8で用いた調製直後のシリカスラリー8の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 8)
In Evaluation Example 8, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 8 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 8 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 8 immediately after preparation used in Evaluation Example 8 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例9)
評価例9では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー9を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例9の接続構造体を作製した。評価例9で用いた調製直後のシリカスラリー9の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 9)
In Evaluation Example 9, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 9 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 9 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 9 immediately after preparation used in Evaluation Example 9 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例10)
評価例10では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー10を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例10の接続構造体を作製した。評価例10で用いた調製直後のシリカスラリー10の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 10)
In Evaluation Example 10, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using silica slurry 10 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 10 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 10 immediately after preparation used in Evaluation Example 10 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例11)
評価例11では、シリカスラリー1の代わりにシリカスラリー11を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例11の接続構造体を作製した。評価例11で用いた調製直後のシリカスラリー11の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 11)
In Evaluation Example 11, a circuit connecting adhesive 1 b was prepared using silica slurry 11 instead of silica slurry 1. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 11 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 11 immediately after preparation used in Evaluation Example 11 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例12)
評価例12の回路接続用接着剤1bの調製では、接着剤溶液1aが含有する接着剤固形分の全質量に対するシリカナノ粒子1の配合量が10質量%となるように、シリカスラリー1と接着剤溶液1aとを配合した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例12の接続構造体を作製した。評価例12で用いた調製直後のシリカスラリー1の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 12)
In the preparation of the adhesive 1b for circuit connection of the evaluation example 12, the silica slurry 1 and the adhesive are adjusted so that the blending amount of the silica nanoparticles 1 is 10% by mass with respect to the total mass of the adhesive solid content contained in the adhesive solution 1a. Solution 1a was blended. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 12 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 1 immediately after preparation used in Evaluation Example 12 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例13)
評価例13の回路接続用接着剤1bの調製では、接着剤溶液1aが含有する接着剤固形分の全質量に対するシリカナノ粒子1の配合量が40質量%となるように、シリカスラリー1と接着剤溶液1aとを配合した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例13の接続構造体を作製した。評価例13で用いた調製直後のシリカスラリー1の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 13)
In the preparation of the circuit connection adhesive 1b of Evaluation Example 13, the silica slurry 1 and the adhesive were adjusted so that the compounding amount of the silica nanoparticles 1 with respect to the total mass of the adhesive solid content contained in the adhesive solution 1a was 40% by mass. Solution 1a was blended. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 13 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 1 immediately after preparation used in Evaluation Example 13 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例14)
評価例14の回路接続用接着剤1bの調製では、接着剤溶液1aが含有する接着剤固形分の全質量に対するシリカナノ粒子1の配合量が5質量%となるように、シリカスラリー1と接着剤溶液1aとを配合した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例14の接続構造体を作製した。評価例14で用いた調製直後のシリカスラリー1の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 14)
In the preparation of the adhesive 1b for circuit connection of the evaluation example 14, the silica slurry 1 and the adhesive so that the blending amount of the silica nanoparticles 1 with respect to the total mass of the adhesive solid content contained in the adhesive solution 1a is 5% by mass. Solution 1a was blended. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 14 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 1 immediately after preparation used in Evaluation Example 14 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例15)
評価例15では、調整直後のシリカスラリー1の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー1を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例1と同様の方法で評価例15の接続構造体を作製した。評価例15で用いたシリカスラリー1の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 15)
In Evaluation Example 15, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 1 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 1 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 15 was produced in the same manner as in Evaluation Example 1. The viscosity of the silica slurry 1 used in Evaluation Example 15 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例16)
評価例16では、調整直後のシリカスラリー2の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー2を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例2と同様の方法で評価例16の接続構造体を作製した。評価例16で用いたシリカスラリー2の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 16)
In Evaluation Example 16, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 2 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 2 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 16 was produced in the same manner as in Evaluation Example 2. The viscosity of the silica slurry 2 used in Evaluation Example 16 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例17)
評価例17では、調整直後のシリカスラリー3の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー3を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例3と同様の方法で評価例17の接続構造体を作製した。評価例17で用いたシリカスラリー3の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 17)
In Evaluation Example 17, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 3 that had been allowed to stand for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 3 immediately after the adjustment. Except for this, a connection structure of Evaluation Example 17 was produced in the same manner as in Evaluation Example 3. The viscosity of the silica slurry 3 used in Evaluation Example 17 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例18)
評価例18では、調整直後のシリカスラリー4の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー4を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例4と同様の方法で評価例18の接続構造体を作製した。評価例18で用いたシリカスラリー4の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 18)
In Evaluation Example 18, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 4 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 4 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 18 was produced in the same manner as in Evaluation Example 4. The viscosity of the silica slurry 4 used in Evaluation Example 18 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例19)
評価例19では、調整直後のシリカスラリー5の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー5を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例5と同様の方法で評価例19の接続構造体を作製した。評価例19で用いたシリカスラリー5の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 19)
In Evaluation Example 19, a circuit connecting adhesive 1b was prepared using the silica slurry 5 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 5 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 19 was produced in the same manner as in Evaluation Example 5. The viscosity of the silica slurry 5 used in Evaluation Example 19 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例20)
評価例20では、調整直後のシリカスラリー6の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー6を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例6と同様の方法で評価例20の接続構造体を作製した。評価例20で用いたシリカスラリー6の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 20)
In Evaluation Example 20, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 6 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 6 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 20 was produced in the same manner as in Evaluation Example 6. The viscosity of the silica slurry 6 used in Evaluation Example 20 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例21)
評価例21では、調整直後のシリカスラリー7の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー7を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例7と同様の方法で評価例21の接続構造体を作製した。評価例21で用いたシリカスラリー7の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 21)
In Evaluation Example 21, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 7 that had been allowed to stand for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 7 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 21 was produced in the same manner as in Evaluation Example 7. The viscosity of the silica slurry 7 used in Evaluation Example 21 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例22)
評価例22では、調整直後のシリカスラリー8の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー8を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例8と同様の方法で評価例22の接続構造体を作製した。評価例22で用いたシリカスラリー8の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation example 22)
In Evaluation Example 22, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 8 which had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 8 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 22 was produced in the same manner as in Evaluation Example 8. The viscosity of the silica slurry 8 used in Evaluation Example 22 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例23)
評価例23では、調整直後のシリカスラリー9の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー9を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例9と同様の方法で評価例23の接続構造体を作製した。評価例23で用いたシリカスラリー9の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 23)
In Evaluation Example 23, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 9 that had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 9 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 23 was produced in the same manner as in Evaluation Example 9. The viscosity of the silica slurry 9 used in Evaluation Example 23 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例24)
評価例24では、調整直後のシリカスラリー10の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー10を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例10と同様の方法で評価例24の接続構造体を作製した。評価例24で用いたシリカスラリー10の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 24)
In Evaluation Example 24, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 10 that had been allowed to stand for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 10 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 24 was produced in the same manner as in Evaluation Example 10. The viscosity of the silica slurry 10 used in Evaluation Example 24 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
(評価例25)
評価例25では、調整直後のシリカスラリー11の代わりに、調整後10日間(240時間)放置した後のシリカスラリー11を用いて、回路接続用接着剤1bを調製した。このこと以外は評価例11と同様の方法で評価例25の接続構造体を作製した。評価例25で用いたシリカスラリー11の粘度を振動式粘度計で測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation Example 25)
In Evaluation Example 25, an adhesive 1b for circuit connection was prepared using the silica slurry 11 that had been left for 10 days (240 hours) after the adjustment instead of the silica slurry 11 immediately after the adjustment. Except for this, the connection structure of Evaluation Example 25 was produced in the same manner as in Evaluation Example 11. The viscosity of the silica slurry 11 used in Evaluation Example 25 was measured with a vibration viscometer. The measurement results are shown in Table 1 below.
[シリカナノ粒子の重量変化量]
評価例1〜25で用いた各シリカスラリー中のシリカナノ粒子のグラフト化率を測定した。グラフト化率の測定では、遠心分離によりシリカスラリーから取り出したシリカナノ粒子を数回洗浄した。洗浄後のシリカナノ粒子を乾燥した。乾燥後のシリカナノ粒子をミクロ熱重量測定装置により1000℃まで加熱して、その重量変化量を測定した。なお、重量変化量とは、1000℃での加熱に伴うシリカナノ粒子の重量減少率である。重量変化量は、熱分解によってシリカナノ粒子から除去された樹脂(第一疎水層及び第二疎水層)の質量の合計値に対応する。下記式(A1)に示すように、測定した重量変化量はグラフト化率に等しい。
グラフト化率=100×(第一疎水層及び第二疎水層の質量の合計値)/(シリカナノ粒子の質量)・・・(A1)
[Weight change of silica nanoparticles]
The grafting rate of the silica nanoparticles in each silica slurry used in Evaluation Examples 1 to 25 was measured. In the measurement of the grafting rate, the silica nanoparticles taken out from the silica slurry by centrifugation were washed several times. The silica nanoparticles after washing were dried. The dried silica nanoparticles were heated to 1000 ° C. with a micro thermogravimetric apparatus, and the weight change was measured. The amount of change in weight is the weight reduction rate of silica nanoparticles accompanying heating at 1000 ° C. The weight change amount corresponds to the total value of the masses of the resin (first hydrophobic layer and second hydrophobic layer) removed from the silica nanoparticles by thermal decomposition. As shown in the following formula (A1), the measured weight change amount is equal to the grafting rate.
Grafting rate = 100 × (total value of mass of first hydrophobic layer and second hydrophobic layer) / (mass of silica nanoparticles) (A1)
[導電粒子層の外観検査]
評価例1〜25の導電粒子層を塗工により形成した際に、導電粒子層の外観を検査した。検査結果を下記表2に示す。導電粒子層中に分散しにくいナノ粒子を導電粒子層に大量投入すると、ナノ粒子が数ミクロンレベルの凝集体となり、塗工時において導電粒子層に筋が発生する。筋が発生した部分には導電粒子が殆ど存在しない為、筋は導通不良の原因となる。
[Appearance inspection of conductive particle layer]
When the conductive particle layers of Evaluation Examples 1 to 25 were formed by coating, the appearance of the conductive particle layers was inspected. The inspection results are shown in Table 2 below. When a large amount of nanoparticles that are difficult to disperse in the conductive particle layer are introduced into the conductive particle layer, the nanoparticles become an aggregate of several microns, and streaks are generated in the conductive particle layer during coating. Since there are almost no conductive particles in the portion where the streaks are generated, the streaks cause poor conduction.
[絶縁抵抗試験]
評価例1〜25の接続構造体の絶縁抵抗試験を行った。絶縁抵抗試験では、チップの金バンプ間の抵抗値(絶縁抵抗)を測定した。金バンプ間の距離は8μmであった。絶縁抵抗は高いほど好ましい。
[Insulation resistance test]
The insulation resistance test of the connection structures of Evaluation Examples 1 to 25 was performed. In the insulation resistance test, the resistance value (insulation resistance) between the gold bumps of the chip was measured. The distance between the gold bumps was 8 μm. The higher the insulation resistance, the better.
絶縁抵抗試験では、各評価例の接続構造体を20個準備した。絶縁抵抗試験では、各接続構造体のマイグレーション試験前の絶縁抵抗(初期値)と、マイグレーション試験後の絶縁抵抗を測定した。各評価例が示した絶縁抵抗の最小値を下記表2に示す。絶縁抵抗試験では、各評価例の20個の接続構造体のうち、109(Ω)より大きい絶縁抵抗を示す接続構造体の数の割合(歩留まり)を算出した。各評価例の接続構造体の歩留まり(%)を下記表2に示す。なお、マイグレーション試験では、金バンプ間に20Vの電圧を印加しながら、接続構造体を気温60℃、湿度90%の環境下に1000時間放置した。 In the insulation resistance test, 20 connection structures of each evaluation example were prepared. In the insulation resistance test, the insulation resistance (initial value) before the migration test of each connection structure and the insulation resistance after the migration test were measured. Table 2 below shows the minimum value of the insulation resistance shown in each evaluation example. In the insulation resistance test, the ratio (yield) of the number of connection structures showing an insulation resistance greater than 10 9 (Ω) among the 20 connection structures of each evaluation example was calculated. The yield (%) of the connection structure of each evaluation example is shown in Table 2 below. In the migration test, the connection structure was left in an environment of 60 ° C. temperature and 90% humidity for 1000 hours while applying a voltage of 20 V between the gold bumps.
[導通抵抗試験]
評価例1〜25の接続構造体の導通抵抗試験を行った。導通抵抗試験では、チップの金バンプとガラス基板の回路との間の抵抗値(導通抵抗)を測定した。導通抵抗は低いほど好ましい。
[Conduction resistance test]
The conduction resistance test of the connection structures of Evaluation Examples 1 to 25 was performed. In the conduction resistance test, the resistance value (conduction resistance) between the gold bump of the chip and the circuit of the glass substrate was measured. The lower the conduction resistance, the better.
導通抵抗試験では、14個の接続構造体の導通抵抗の平均値を測定した。導通抵抗試験では、接続構造体の吸湿耐熱試験前の導通抵抗(初期値)と、吸湿耐熱試験後の導通抵抗を測定した。各評価例の導通抵抗の平均値を下記表2に示す。吸湿耐熱試験では、各接続構造体を気温85℃、湿度85%の環境下で1000時間放置した。 In the conduction resistance test, the average value of the conduction resistance of the 14 connection structures was measured. In the conduction resistance test, the conduction resistance (initial value) before the moisture absorption heat test of the connection structure and the conduction resistance after the moisture absorption heat test were measured. The average value of the conduction resistance of each evaluation example is shown in Table 2 below. In the moisture absorption heat resistance test, each connection structure was left for 1000 hours in an environment where the temperature was 85 ° C. and the humidity was 85%.
[捕捉率の測定]
評価例1〜25の接続構造体の捕捉率(%)を測定した。各評価例の捕捉率を下記表2に示す。捕捉率は異方導電性フィルムにおける導電粒子の密度に対する金バンプ上の導電粒子の密度の比であり、下記式(B)で算出される。捕捉率は望大特性であり、高ければ高いほどよい。金バンプ上の導電粒子の数の平均値は、100個の金バンプ上の導電粒子の数から算出した。各金バンプ上の導電粒子の数は、SEMによって確認した。
捕捉率(%)=(金バンプ上の粒子の数の平均/金バンプ面積/異方導電性フィルムの単位面積当たりに含まれる導電粒子数)×100・・・(B)
[Measurement of capture rate]
The capture rate (%) of the connection structures of Evaluation Examples 1 to 25 was measured. The capture rate of each evaluation example is shown in Table 2 below. The capture rate is a ratio of the density of the conductive particles on the gold bump to the density of the conductive particles in the anisotropic conductive film, and is calculated by the following formula (B). The capture rate is a desired characteristic, the higher the better. The average value of the number of conductive particles on the gold bump was calculated from the number of conductive particles on 100 gold bumps. The number of conductive particles on each gold bump was confirmed by SEM.
Capture rate (%) = (average number of particles on gold bump / gold bump area / number of conductive particles contained per unit area of anisotropic conductive film) × 100 (B)
各評価例で用いたシリカナノ粒子及びシリカスラリーの構成を表1に示す。各評価例の導電粒子層の外観検査、絶縁抵抗試験、導通抵抗試験及び捕捉率の測定の結果を表2に示す。 Table 1 shows the structures of the silica nanoparticles and silica slurry used in each evaluation example. Table 2 shows the results of visual inspection, insulation resistance test, conduction resistance test, and capture rate measurement of the conductive particle layer of each evaluation example.
表1に示す「配合量」とは、導電粒子層(接着剤溶液1a)が含有する接着剤固形分の全質量に対するシリカナノ粒子の質量の割合である。表1の括弧内に示す官能基は、被覆剤であるシリコーンオリゴマーが有する官能基である。表1に示すシリカナノ粒子の重量減少量は、導電粒子層(回路接続用接着剤1b)が含有するシリカナノ粒子のグラフト化率に相当する。 The “blending amount” shown in Table 1 is the ratio of the mass of the silica nanoparticles to the total mass of the adhesive solid content contained in the conductive particle layer (adhesive solution 1a). The functional groups shown in parentheses in Table 1 are functional groups possessed by the silicone oligomer that is a coating agent. The weight reduction amount of the silica nanoparticles shown in Table 1 corresponds to the grafting rate of the silica nanoparticles contained in the conductive particle layer (circuit connection adhesive 1b).
表2では、塗工された導電粒子層の外観に目立った筋がないことを「B」と評価した。塗工された導電粒子層の外観にわずかな筋があったことを「C」と評価した。塗工された導電粒子層の外観に多数の筋があったことを「D」と評価した。 In Table 2, it was evaluated as “B” that there were no noticeable streaks in the appearance of the coated conductive particle layer. It was evaluated as “C” that there were slight streaks in the appearance of the coated conductive particle layer. It was evaluated as “D” that the appearance of the coated conductive particle layer had many streaks.
表2では、1010(Ω)以上の絶縁抵抗をAと評価する。109(Ω)以上1010(Ω)未満の絶縁抵抗をBと評価する。108(Ω)以上109(Ω)未満の絶縁抵抗をCと評価する。105(Ω)未満の絶縁抵抗をDと評価する。Dと評価された評価例は実用不可能である。 In Table 2, an insulation resistance of 10 10 (Ω) or more is evaluated as A. An insulation resistance of 10 9 (Ω) or more and less than 10 10 (Ω) is evaluated as B. An insulation resistance of 10 8 (Ω) or more and less than 10 9 (Ω) is evaluated as C. An insulation resistance of less than 10 5 (Ω) is evaluated as D. An evaluation example evaluated as D is not practical.
表2の試験後の導通抵抗の欄では、10(Ω)以下の導通抵抗をAと評価する。10(Ω)より大きく16(Ω)以下の導通抵抗をBと評価する。16(Ω)より大きく20(Ω)以下の絶縁抵抗をCと評価する。20(Ω)より大きい導通抵抗をDと評価する。 In the column of the conduction resistance after the test in Table 2, a conduction resistance of 10 (Ω) or less is evaluated as A. A conduction resistance greater than 10 (Ω) and less than or equal to 16 (Ω) is evaluated as B. An insulation resistance greater than 16 (Ω) and not greater than 20 (Ω) is evaluated as C. A conduction resistance greater than 20 (Ω) is evaluated as D.
表2では、50%以上の捕捉率をAと評価する。40%以上50%未満の捕捉率をBと評価する。30%以上40%未満の捕捉率をCと評価する。30%未満の捕捉率をDと評価する。 In Table 2, a capture rate of 50% or more is evaluated as A. A capture rate of 40% or more and less than 50% is evaluated as B. A capture rate of 30% or more and less than 40% is evaluated as C. A capture rate of less than 30% is rated as D.
評価例1〜6では、シリカナノ粒子の配合量を増やすことで捕捉率が大幅に向上している。評価例1〜3が示すように、第一疎水層を構成するシリコーンオリゴマーとしては、メチル基を有するタイプ、フェニル基を有するタイプ及びγグリシドキシプロピル基を有するタイプを用いることができる。中でも評価例2のようにフェニル基を有するシリコーンオリゴマーを用いることで、絶縁特性(バイアス特性)が飛躍的に向上する。 In Evaluation Examples 1 to 6, the capture rate is greatly improved by increasing the blending amount of silica nanoparticles. As Evaluation Examples 1 to 3 show, as the silicone oligomer constituting the first hydrophobic layer, a type having a methyl group, a type having a phenyl group, and a type having a γ-glycidoxypropyl group can be used. In particular, by using a silicone oligomer having a phenyl group as in Evaluation Example 2, the insulating characteristics (bias characteristics) are dramatically improved.
評価例15〜20は、長時間放置したシリカスラリーを用いた点においてのみ、評価例1〜6と異なる。評価例15〜20では、シリカナノ粒子表面が完全に第一疎水層及び第二疎水層で覆われている為、スラリーの放置時間によらず特性が安定している。 Evaluation Examples 15 to 20 differ from Evaluation Examples 1 to 6 only in that a silica slurry that has been left for a long time is used. In Evaluation Examples 15 to 20, since the surface of the silica nanoparticles is completely covered with the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, the characteristics are stable regardless of the standing time of the slurry.
粒径が7nmであるシリカナノ粒子を用いた評価例6は、絶縁性及び捕捉率に優れている傾向がある。これは、小さい粒子を用いた方が、単位重量当たりのシリカナノ粒子の表面積が大きくなり、所望の特性が得られやすいことを意味する。逆に評価例7では粒径が大きいシリカナノ粒子を用いた。この評価例7では、実用可能なレベルの評価結果が得られたが、評価例6と比較して絶縁抵抗及び捕捉率が低かった。また、評価例7のシリカナノ粒子は、評価例6に比べて大きいため、評価例6のシリカナノ粒子より導通を阻害する傾向がある。 Evaluation Example 6 using silica nanoparticles having a particle size of 7 nm tends to be excellent in insulation and capture rate. This means that the use of small particles increases the surface area of the silica nanoparticles per unit weight, making it easier to obtain desired characteristics. Conversely, in evaluation example 7, silica nanoparticles having a large particle size were used. In this Evaluation Example 7, a practical evaluation result was obtained, but the insulation resistance and the capture rate were lower than in Evaluation Example 6. Moreover, since the silica nanoparticles of Evaluation Example 7 are larger than those of Evaluation Example 6, the silica nanoparticles of Evaluation Example 6 tend to inhibit conduction.
評価例8では重量減少量(グラフト化率)が2重量%を下回る。この場合、シリカナノ粒子表面の水酸基を各疎水層で完全に覆いきれない為、シリカスラリー中のシリカナノ粒子が水素結合により凝集し、シリカスラリーの粘度が高くなる。また、シリカナノ粒子表面に露出した水酸基が残っている為、絶縁抵抗が低い傾向がある。このことから、2質量%以上のグラフト化率が好ましいことが確認された。 In Evaluation Example 8, the weight loss (grafting rate) is less than 2% by weight. In this case, since the hydroxyl groups on the surface of the silica nanoparticles cannot be completely covered with each hydrophobic layer, the silica nanoparticles in the silica slurry are aggregated by hydrogen bonding, and the viscosity of the silica slurry is increased. Moreover, since the hydroxyl group exposed on the silica nanoparticle surface remains, there exists a tendency for insulation resistance to be low. From this, it was confirmed that a grafting rate of 2% by mass or more is preferable.
評価例9では、二重の疎水性化処理を行わなかった。この場合も絶縁性が低下しやすい傾向がある。 In Evaluation Example 9, no double hydrophobization treatment was performed. Also in this case, the insulating property tends to decrease.
評価例10では、第一疎水層を形成するための被覆剤としてシリコーンではなくオクチルシランを用いた。この場合も絶縁性が低下しやすい傾向がある。評価例11では、第二疎水層を形成するための被覆剤としてシランカップリング剤を用いた。この場合も絶縁性が低下しやすい傾向がある。 In Evaluation Example 10, octylsilane was used instead of silicone as a coating agent for forming the first hydrophobic layer. Also in this case, the insulating property tends to decrease. In Evaluation Example 11, a silane coupling agent was used as a coating agent for forming the second hydrophobic layer. Also in this case, the insulating property tends to decrease.
評価例22〜25は、長時間放置したシリカスラリーを用いて点においてのみ、評価例8〜11と異なる。評価例22〜25では、各疎水層で完全に覆われていないシリカナノ粒子表面の水酸基に起因して、スラリーの放置中にシリカナノ粒子の凝集が次第に進み、シリカスラリーの粘度が上がっていく傾向がある。その結果、評価例22〜25では、塗工に導電粒子に多数の筋が形成された。さらに、評価例22〜25では、絶縁性及び導通性が悪化し、捕捉率が低下した。 Evaluation Examples 22 to 25 differ from Evaluation Examples 8 to 11 only in that a silica slurry left for a long time is used. In Evaluation Examples 22 to 25, due to the hydroxyl groups on the surface of the silica nanoparticles that are not completely covered with each hydrophobic layer, the aggregation of the silica nanoparticles gradually proceeds while the slurry is left, and the viscosity of the silica slurry tends to increase. is there. As a result, in Evaluation Examples 22 to 25, a large number of streaks were formed on the conductive particles in the coating. Furthermore, in Evaluation Examples 22 to 25, the insulation and conductivity deteriorated and the capture rate decreased.
評価例12では、シリカナノ粒子の配合量を10質量%に下げた。この場合、捕捉率がやや低くなるが、実用可能な評価結果が得られた。評価例13では、シリカナノ粒子の配合量を40wt%に上げた。この場合は導通抵抗が高くなるが、実用可能な評価結果が得られた。評価例14では、シリカナノ粒子の配合量を更に5wt%まで下げた。この場合、捕捉率が従来の異方性導電性フィルム並みに低くなってしまう。ただし、評価例14では、シリカナノ粒子の配合量が少なかったため、導電粒子層の良好な外観が得られた。評価例12〜14を鑑みれば、シリカナノ粒子の配合量は10〜40質量%であることが好ましい。 In Evaluation Example 12, the compounding amount of silica nanoparticles was reduced to 10% by mass. In this case, although the capture rate was slightly lowered, a practical evaluation result was obtained. In Evaluation Example 13, the compounding amount of silica nanoparticles was increased to 40 wt%. In this case, the conduction resistance is increased, but a practical evaluation result was obtained. In Evaluation Example 14, the compounding amount of silica nanoparticles was further reduced to 5 wt%. In this case, the capture rate becomes as low as that of the conventional anisotropic conductive film. However, in Evaluation Example 14, since the blending amount of the silica nanoparticles was small, a good appearance of the conductive particle layer was obtained. In view of Evaluation Examples 12 to 14, the compounding amount of silica nanoparticles is preferably 10 to 40% by mass.
1・・・ICチップ、2・・・金属バンプ、3,6・・・接着層、5・・・導電粒子層、7・・・電極、8・・・ガラス基板、9・・・無機酸化物粒子、10・・・導電粒子、11・・・絶縁体、12・・・異方導電性フィルム、20・・・接着剤、22・・・金属めっき、24・・・コア粒子、32・・・第一疎水層、34・・・第二疎水層、42・・・接続構造体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... IC chip, 2 ... Metal bump, 3, 6 ... Adhesion layer, 5 ... Conductive particle layer, 7 ... Electrode, 8 ... Glass substrate, 9 ... Inorganic oxidation 10 ... conductive particles, 11 ... insulator, 12 ... anisotropic conductive film, 20 ... adhesive, 22 ... metal plating, 24 ... core particles, 32 ... ..First hydrophobic layer, 34... Second hydrophobic layer, 42.
Claims (16)
前記無機酸化物粒子が、前記無機酸化物粒子を被覆する第一疎水層と、前記無機酸化物粒子又は前記第一疎水層を被覆する第二疎水層と、を有し、
前記接着剤の全量に対する前記無機酸化物粒子の全質量が5質量%より大きく、
前記第一疎水層又は前記第二疎水層がシリコーンオリゴマーを含む、
回路接続用接着剤。 An adhesive, and inorganic oxide particles,
The inorganic oxide particles have a first hydrophobic layer that covers the inorganic oxide particles, and a second hydrophobic layer that covers the inorganic oxide particles or the first hydrophobic layer,
The total mass of the inorganic oxide particles relative to the total amount of the adhesive is greater than 5% by mass;
The first hydrophobic layer or the second hydrophobic layer comprises a silicone oligomer;
Adhesive for circuit connection.
請求項1に記載の回路接続用接着剤。 The inorganic oxide particles have a particle size of 5 to 30 nm.
The adhesive for circuit connection according to claim 1.
請求項1又2に記載の回路接続用接着剤。 The total mass of the inorganic oxide particles with respect to the total amount of the adhesive is 10 to 40% by mass.
The adhesive for circuit connection according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The inorganic oxide particles are silica;
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。
グラフト化率=100×(前記第一疎水層及び前記第二疎水層の質量の合計値)/(前記無機酸化物粒子の質量)・・・(A) The grafting rate represented by the following formula A is 2% by mass or more,
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-4.
Grafting rate = 100 × (total value of mass of first hydrophobic layer and second hydrophobic layer) / (mass of inorganic oxide particles) (A)
請求項1〜5のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer comprise a silicone oligomer;
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-5.
前記第二疎水層は、シリコーンオリゴマーを含む液相で前記第一疎水層が形成された前記無機酸化物粒子の表面を処理することにより形成される、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The first hydrophobic layer is formed by treating the surface of the inorganic oxide particles with a gas phase containing a silicone oligomer,
The second hydrophobic layer is formed by treating the surface of the inorganic oxide particles on which the first hydrophobic layer is formed in a liquid phase containing a silicone oligomer.
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-6.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer has a weight average molecular weight of 500 to 6000,
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-7.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer is three-dimensionally crosslinked,
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-8.
請求項9に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer has at least one of a trifunctional siloxane unit and a tetrafunctional siloxane unit;
The adhesive for circuit connection according to claim 9.
請求項9に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer has both bifunctional and trifunctional siloxane units;
The adhesive for circuit connection according to claim 9.
請求項9に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer has both bifunctional and tetrafunctional siloxane units;
The adhesive for circuit connection according to claim 9.
請求項11又は12に記載の回路接続用接着剤。 A methyl group or a phenyl group is bonded to silicon which at least one of the bifunctional siloxane unit, the trifunctional siloxane unit, and the tetrafunctional siloxane unit has,
The adhesive for circuit connection according to claim 11 or 12.
請求項1〜13のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 The silicone oligomer has a functional group that reacts with the adhesive,
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-13.
前記スラリーの粘度が17mPa・s未満である、
請求項1〜14のいずれか一項に記載の回路接続用接着剤。 Formed by mixing the slurry containing the inorganic oxide particles and the organic solvent, and the adhesive,
The slurry has a viscosity of less than 17 mPa · s,
The adhesive for circuit connection as described in any one of Claims 1-14.
異方導電性フィルム。
A conductive particle layer comprising the adhesive for circuit connection according to any one of claims 1 to 15 and conductive particles contained in the adhesive for circuit connection,
Anisotropic conductive film.
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