JP2012142137A - 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る導電性粒子1は、基材粒子2と、基材粒子2の表面2a上に配置されており、かつ外側の表面4aに突起4bを有する第1の導電層4と、第1の導電層4の外側の表面4a上に配置されたはんだ層5とを備える。本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子1と、バインダー樹脂とを含む。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明を明らかにする。
本発明に係る異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂を含む。すなわち、本発明に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されており、かつ外側の表面に突起を有する第1の導電層と、該第1の導電層の表面上に配置されたはんだ層とを備える。
本発明に係る異方性導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(1)導電性粒子の作製
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を用意した。この樹脂粒子を、銅粒子(平均粒子径0.2μm)を添加しながら無電解銅めっきし、厚み1μmの銅層を形成して、粒子を得た。その後、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、得られた粒子の銅層の表面上で、はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を溶融させて、銅層の表面上に厚み2μmのはんだ層を形成した。
作製直後の導電性粒子を用意した。
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を用意した。この樹脂粒子をエッチング処理した後、水洗した。次に、樹脂粒子に硫酸パラジウムを加え、パラジウムイオンを樹脂粒子に吸着させた。
樹脂粒子を、平均粒子径20μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−220」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料を得た。
樹脂粒子を、平均粒子径30μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパール−SP230」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料を得た。
電解銅めっきにより形成した銅層の厚みを1μmから2.5μmに変更したこと、並びにはんだ微粉末の使用量を増やしてはんだ層の厚みを2μmから5μmに変更したこと以外は実施例4と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料を得た。
はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を、はんだ微粉末(錫78重量%とビスマス22重量%とを含む、平均粒子径3μm)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料を得た。
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を用意した。この樹脂粒子を、ニッケル粒子(平均粒子径0.1μm)を添加しながら無電解ニッケルめっきし、厚み1μmのニッケル層を形成して、粒子を得た。その後、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、得られた粒子のニッケル層の表面上で、はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を溶融させて、ニッケル層の表面上に厚み2μmのはんだ層を形成した。
はんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径15μm)を用意した。上記はんだ粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電材料を得た。
比較例2では、第1の導電層の外側の表面に突起を形成しなかった。
(1)接続構造体の作製
L/Sが200μm/200μmの金電極パターンが上面に形成されたFR−4基板を用意した。また、L/Sが200μm/200μmの金電極パターンが下面に形成されたポリイミド基板(フレキシブル基板)を用意した。
得られた接続構造体の電極接続部分の断面をSEMで観察し、はんだ層の接続状態を確認した。
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗を、4端子法により測定した。2つの接続抵抗の平均値を算出した。2つの接続抵抗の平均値を算出した。なお、電圧=電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。接続抵抗の平均値が2.0Ω以下である場合を「○」、接続抵抗の平均値が2Ωを超える場合を「×」と判定した。
2…基材粒子
2a…表面
3…芯物質
3a…表面
4…第1の導電層
4a…表面
4b…突起
5…第2の導電層
11…導電性粒子
12…第1の導電層
12a…表面
12b…突起
13…第2の導電層
21…内側の第1の導電層
22…外側の第1の導電層
31,41…導電性粒子
32,42…第1の導電層
32a,42a…表面
32b,42b…突起
33,43…第2の導電層
36,46…第1の導電層本体
37,47…粒子
51…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…上面
52b…電極
53…第2の接続対象部材
53a…下面
53b…電極
54…接続部
Claims (11)
- 基材粒子と、
前記基材粒子の表面上に配置されており、かつ外側の表面に突起を有する第1の導電層と、
前記第1の導電層の外側の表面上に配置されたはんだ層とを備える、導電性粒子。 - 前記第1の導電層が、1層の構造又は2層以上の積層構造を有し、
前記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、前記第1の導電層の導電性が、前記はんだ層の導電性よりも高く、
前記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、前記第1の導電層の最外層の導電性が、前記はんだ層の導電性よりも高い、請求項1に記載の導電性粒子。 - 前記第1の導電層が、1層の構造又は2層以上の積層構造を有し、
前記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、前記第1の導電層の融点が、前記はんだ層の融点よりも高く、
前記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、前記第1の導電層の最外層の融点が、前記はんだ層の融点よりも高い、請求項1又は2に記載の導電性粒子。 - 前記第1の導電層が、第1の導電層本体と、該第1の導電層本体の外側の表面から露出した部分を有しかつ導電性を有する粒子とを含み、該粒子の露出した部分によって、第1の導電層は外側の表面に突起を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- 前記基材粒子の表面上に配置された芯物質をさらに備え、
前記第1の導電層が前記基材粒子の表面と前記芯物質の表面とを被覆しており、前記第1の導電層が前記芯物質の表面を被覆していることにより、前記第1の導電層が外側の表面に突起を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性粒子。 - 平均粒子径が0.1μm以上、50μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- 前記基材粒子が樹脂粒子である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- バインダー樹脂中に分散されて用いられる導電性粒子である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む、異方性導電材料。
- フラックスをさらに含む、請求項9に記載の異方性導電材料。
- 第1の接続対象部材と、
第2の接続対象部材と、
前記第1,第2の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性粒子により形成されているか、又は該導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されている、接続構造体。
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