JP2012156127A - 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。導電性粒子1は、樹脂粒子2と、該樹脂粒子2の表面2aを被覆している導電層3とを有する。導電層3の少なくとも外側の表面層が、はんだ層5である。導電性粒子1が20%圧縮されたときの圧縮弾性率は、1000N/mm2以上、8000N/mm2以下である。導電性粒子1の圧縮回復率は20%以上、90%以下である。
【選択図】図1
Description
F:導電性粒子が20%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:導電性粒子が20%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:導電性粒子の半径(mm)
L1:負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
L2:負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
図1に、本発明の一実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
ρ:導電性粒子の直径の標準偏差
Dn:平均粒子径
本発明に係る異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。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、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、かつ該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層である。本発明に係る異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。
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3μmの高分子樹脂粒子(ジビニルベンゼン架橋樹脂)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層(めっき厚:0.1μm)を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層(めっき厚:0.3μm)を形成した。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0.5μm)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。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層(錫:ビスマス=42重量%:58重量%)が形成されている導電性粒子を作製した。
バインダー樹脂であるエピコート828(三菱化学社製)100重量部と、硬化剤である2E4MZA(四国化成社製)5重量部とを配合し、さらに得られた導電性粒子10重量部を添加した後、攪拌することにより異方性導電材料を得た。
平均粒子径3μmの高分子樹脂粒子を、平均粒子径5μmの高分子樹脂粒子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3μmの高分子樹脂粒子を、平均粒子径7μmの高分子樹脂粒子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3μmの高分子樹脂粒子を、平均粒子径10μmの高分子樹脂粒子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3μmの高分子樹脂粒子を、平均粒子径15μmの高分子樹脂粒子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3μmの高分子樹脂粒子(ジビニルベンゼン架橋樹脂)を、平均粒子径3μmの高分子樹脂粒子(ジビニルベンゼン/ヘキサンジオールメタクリレート=75/25重量%共重合樹脂)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3μmの高分子樹脂粒子(ジビニルベンゼン架橋樹脂)を、平均粒子径3μmの高分子樹脂粒子(ジビニルベンゼン/ヘキサンジオールメタクリレート=65/35重量%共重合樹脂)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。
はんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径15μm)を用意して、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。
ニッケルめっき層のめっき厚を0.5μm、銅層のめっき厚を1.0μmに変更した以外は実施例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3μmの高分子樹脂粒子を、平均粒子径35μmの高分子樹脂粒子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。
(1)導電性粒子の圧縮弾性率
得られた導電性粒子の圧縮弾性率(20%K値)を、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。
得られた導電性粒子の圧縮回復率を、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。
L/Sが300μm/300μm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300μm/300μm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において、隣接する電極間のリークの有無を、テスターで抵抗を測定することにより評価した。抵抗が500MΩを超える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が500MΩ以下である場合にリーク有として結果を「×」と判定した。
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、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。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。
得られた接続構造体を、高さ100cmの位置から10回落下させて各半田接合部の導通を確認することにより耐衝撃特性の評価を行った。全ての箇所で導通が確認できた場合を「○」、一箇所でも導通がオープンとなっている箇所があった場合を「×」と判定した。
1a…表面
2…樹脂粒子
2a…表面
3…導電層
4…第1の導電層
4a…表面
5…はんだ層
5a…溶融したはんだ層部分
11…導電性粒子
12…はんだ層
21…接続構造体
22…第1の接続対象部材
22a…上面
22b…電極
23…第2の接続対象部材
23a…下面
23b…電極
24…接続部
Claims (4)
- 導電性粒子と、バインダー樹脂とを含み、
前記導電性粒子が、樹脂粒子と前記樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、前記導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であり、
前記導電性粒子が20%圧縮されたときの圧縮弾性率が1000N/mm2以上、8000N/mm2以下であり、
前記導電性粒子の圧縮回復率が20%以上、90%以下である、異方性導電材料。 - 前記導電性粒子の平均粒子径が、0.1μm以上、50μm以下である、請求項1に記載の異方性導電材料。
- フラックスをさらに含む、請求項1又は2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の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の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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JPWO2015105119A1 (ja) * | 2014-01-08 | 2017-03-23 | 積水化学工業株式会社 | バックコンタクト方式の太陽電池モジュール用導電性粒子、導電材料及び太陽電池モジュール |
JP2022173197A (ja) * | 2018-03-30 | 2022-11-18 | デクセリアルズ株式会社 | 導電フィルム、接続体の製造方法及び接続体 |
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JP2006196411A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Sekisui Chem Co Ltd | 導電性微粒子及び異方性導電材料 |
WO2009119788A1 (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | 積水化学工業株式会社 | 重合体粒子、導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体 |
JP2010272502A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-12-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 |
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2011
- 2011-12-28 JP JP2011288234A patent/JP5896732B2/ja active Active
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