JP2013254733A - Conductive particle, conductive material, and connection structure - Google Patents
Conductive particle, conductive material, and connection structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013254733A JP2013254733A JP2013098231A JP2013098231A JP2013254733A JP 2013254733 A JP2013254733 A JP 2013254733A JP 2013098231 A JP2013098231 A JP 2013098231A JP 2013098231 A JP2013098231 A JP 2013098231A JP 2013254733 A JP2013254733 A JP 2013254733A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive
- conductive layer
- particles
- weight
- nickel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基材粒子の表面上に導電層が配置されている導電性粒子に関し、より詳細には、例えば、電極間の電気的な接続に用いることができる導電性粒子に関する。また、本発明は、上記導電性粒子を用いた導電材料及び接続構造体に関する。 The present invention relates to conductive particles in which a conductive layer is arranged on the surface of base particles, and more particularly to conductive particles that can be used for electrical connection between electrodes, for example. The present invention also relates to a conductive material and a connection structure using the conductive particles.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。これらの異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes and anisotropic conductive films are widely known. In these anisotropic conductive materials, conductive particles are dispersed in a binder resin.
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等に使用されている。 In order to obtain various connection structures, the anisotropic conductive material is, for example, a connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)) or a connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF ( Chip on Film)), connection between a semiconductor chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), connection between a flexible printed circuit board and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)), and the like.
上記異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラス基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、半導体チップを積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して接続構造体を得る。 For example, when the electrode of the semiconductor chip and the electrode of the glass substrate are electrically connected by the anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on the glass substrate. Next, the semiconductor chips are stacked, and heated and pressurized. Accordingly, the anisotropic conductive material is cured, and the electrodes are electrically connected through the conductive particles to obtain a connection structure.
上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献1には、平均粒径1〜20μmの球状の基材粒子の表面に、無電解めっき法によりニッケル導電層又はニッケル合金導電層が形成された導電性粒子が開示されている。この導電性粒子は、導電層の最表層に0.05〜4μmの微小な突起を有する。該導電層と該突起とは実質的に連続的に連なっている。
As an example of the conductive particles, the following
特許文献1に記載のような従来の導電性粒子では、複数の導電性粒子が凝集することがある。凝集した複数の導電性粒子を用いて電極間を接続すると、電極間の短絡が生じることがある。
In the conventional conductive particles as described in
また、特許文献1の実施例の導電性粒子では、ニッケルとリンとを含む導電層が形成されている。導電性粒子により接続される電極、及び導電性粒子の導電層の表面には、酸化被膜が形成されていることが多い。ニッケルとリンとを含む導電層を有する導電性粒子を用いて電極間を接続した場合には、ニッケルとリンとを含む導電層が比較的柔らかいので、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を十分に排除できず、接続抵抗が高くなることがある。
Moreover, in the electroconductive particle of the Example of
また、接続抵抗を低くするために、特許文献1に記載のようなニッケルとリンとを含む導電層の厚みを厚くすると、導電性粒子により接続対象部材又は基板が傷つくことがある。
Moreover, when the thickness of the conductive layer containing nickel and phosphorus as described in
本発明の目的は、凝集を抑制できる導電性粒子、並びに該導電性粒子を用いた導電材料及び接続構造体を提供することである。 The objective of this invention is providing the electroconductive material and connection structure using the electroconductive particle which can suppress aggregation, and this electroconductive particle.
本発明の限定的な目的は、凝集を抑制でき、更に電極間の接続に用いた場合に電極間の接続抵抗を低くすることができる導電性粒子、並びに該導電性粒子を用いた導電材料及び接続構造体を提供することである。 The limited object of the present invention is to suppress the aggregation and further reduce the connection resistance between the electrodes when used for the connection between the electrodes, and a conductive material using the conductive particles and It is to provide a connection structure.
本発明の広い局面によれば、基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを有し、前記導電層が、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む、導電性粒子が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, the substrate has a base particle and a conductive layer disposed on the surface of the base particle, and the conductive layer includes nickel and at least one of boron and phosphorus. Conductive particles comprising copper are provided.
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電層が、ニッケルとボロンと銅とを含み、かつ前記導電層が、リンを含まないか又は含む。 On the specific situation with the electroconductive particle which concerns on this invention, the said conductive layer contains nickel, boron, and copper, and the said conductive layer does not contain or contains phosphorus.
前記導電層100重量%中のニッケルと銅との合計の含有量が61重量%以上であることが好ましい。前記導電層100重量%中のニッケルと銅との合計の含有量が99.95重量%以下であることが好ましい。 The total content of nickel and copper in 100% by weight of the conductive layer is preferably 61% by weight or more. The total content of nickel and copper in 100% by weight of the conductive layer is preferably 99.95% by weight or less.
前記導電層100重量%中、銅の含有量が0.5重量%以上であることが好ましい。前記導電層100重量%中、ニッケルの含有量が10重量%以上であることが好ましい。 In 100% by weight of the conductive layer, the copper content is preferably 0.5% by weight or more. In 100% by weight of the conductive layer, the nickel content is preferably 10% by weight or more.
前記導電層がボロンを含み、前記導電層100重量%中のボロンの含有量が0.05重量%以上、4重量%以下であることが好ましい。 The conductive layer preferably contains boron, and the boron content in 100% by weight of the conductive layer is preferably 0.05% by weight or more and 4% by weight or less.
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、上記導電層は外表面に突起を有する。 On the specific situation with the electroconductive particle which concerns on this invention, the said conductive layer has a processus | protrusion on an outer surface.
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、上記導電層が、リンを含まないか又は含み、かつ上記導電層100重量%中のリンの含有量が0.5重量%未満である。 On the specific situation with the electroconductive particle which concerns on this invention, the said conductive layer does not contain phosphorus or contains, and content of phosphorus in 100 weight% of said conductive layers is less than 0.5 weight%.
本発明の広い局面によれば、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む導電材料が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, there is provided a conductive material including the above-described conductive particles and a binder resin.
本発明の広い局面によれば、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部が、上述した導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている、接続構造体が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, the first connection target member, the second connection target member, the connection portion connecting the first connection target member, and the second connection target member; There is provided a connection structure in which the connection part is formed of the above-described conductive particles or is formed of a conductive material containing the conductive particles and a binder resin.
本発明に係る導電性粒子では、基材粒子の表面上に、ニッケルとボロン及びリンの内の少なくとも1種と銅とを含む導電層が配置されているので、複数の導電性粒子が凝集するのを抑制できる。 In the conductive particles according to the present invention, a conductive layer containing at least one of nickel, boron, and phosphorus and copper is disposed on the surface of the base particle, so that the plurality of conductive particles aggregate. Can be suppressed.
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有する。該導電層は、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む。該導電層は、ニッケル−ボロン/リン−銅導電層である。 The electroconductive particle which concerns on this invention has a base material particle and the electroconductive layer arrange | positioned on the surface of this base material particle. The conductive layer contains nickel, at least one of boron and phosphorus, and copper. The conductive layer is a nickel-boron / phosphorus-copper conductive layer.
例えば、ニッケルとボロンとを含む導電層の表面の磁性は高く、上下の電極間を電気的に接続した場合に、磁性により凝集した導電性粒子の影響で、接続されてはならない横方向に隣接する電極間が接続されやすい傾向がある。本発明に係る導電性粒子では、上記導電層が銅を含むので、上記導電層の表面の磁性がかなり低くなる。このため、複数の導電性粒子が凝集するのを抑制できる。従って、電極間を電気的に接続した場合に、凝集した導電性粒子により横方向に隣接する電極間が接続されるのを抑制できる。すなわち、隣り合う電極間の短絡を防止できる。 For example, the surface of the conductive layer containing nickel and boron has high magnetism, and when the upper and lower electrodes are electrically connected, they are adjacent to each other in the lateral direction that should not be connected due to the influence of the conductive particles aggregated by the magnetism. There is a tendency that the electrodes are easily connected. In the electroconductive particle which concerns on this invention, since the said conductive layer contains copper, the magnetism of the surface of the said conductive layer becomes quite low. For this reason, it can suppress that several electroconductive particle aggregates. Therefore, when the electrodes are electrically connected, it is possible to prevent the electrodes adjacent in the lateral direction from being connected by the aggregated conductive particles. That is, a short circuit between adjacent electrodes can be prevented.
さらに、本発明に係る導電性粒子では、上記導電層がニッケルを含むので、導電性粒子により電極間を接続した場合に、電極間の接続抵抗が低くなる。本発明に係る導電性粒子における導電層100重量%中のニッケルの含有量が50重量%以上であると、電極間の接続抵抗がかなり低くなる。 Furthermore, in the electroconductive particle which concerns on this invention, since the said electroconductive layer contains nickel, when connecting between electrodes by electroconductive particle, the connection resistance between electrodes becomes low. When the content of nickel in 100% by weight of the conductive layer in the conductive particles according to the present invention is 50% by weight or more, the connection resistance between the electrodes becomes considerably low.
また、ボロンを含まないニッケル導電層を有する導電性粒子では、該ボロンを含まないニッケル導電層が柔らかすぎて、電極間の接続時に、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を十分に排除できず、電極間の接続抵抗が高くなりやすい傾向がある。例えば、ニッケルとリンとを含む導電層を有する導電性粒子では、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を十分に排除できず、接続抵抗が高くなりやすい傾向がある。特に、上記導電層100重量%中のリンの含有量が0.5重量%以上であると、接続抵抗が高くなりやすい。 In addition, in the conductive particles having a nickel conductive layer that does not contain boron, the nickel conductive layer that does not contain boron is too soft, and the oxide film on the surface of the electrode and conductive particles can be sufficiently eliminated when connecting the electrodes. However, the connection resistance between the electrodes tends to be high. For example, in a conductive particle having a conductive layer containing nickel and phosphorus, the oxide film on the surface of the electrode and the conductive particle cannot be sufficiently eliminated, and the connection resistance tends to increase. In particular, when the content of phosphorus in 100% by weight of the conductive layer is 0.5% by weight or more, the connection resistance tends to increase.
一方で、電極間の接続抵抗を低くするために、ニッケルとリンとを含む導電層の厚みを厚くすると、導電性粒子により接続対象部材又は基板が傷つくことがある。 On the other hand, when the thickness of the conductive layer containing nickel and phosphorus is increased in order to reduce the connection resistance between the electrodes, the connection target member or the substrate may be damaged by the conductive particles.
これに対して、上記導電層がニッケルとボロンとを含む場合には、上記導電層の硬さは比較的高くなることから、電極間の接続抵抗を低くすることができる。電極間の接続の際に、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を排除でき、接続抵抗を低くすることができる。 On the other hand, when the conductive layer contains nickel and boron, the hardness of the conductive layer is relatively high, so that the connection resistance between the electrodes can be reduced. When connecting the electrodes, the oxide film on the surfaces of the electrodes and the conductive particles can be eliminated, and the connection resistance can be lowered.
従って、上記導電層は、ボロンを含むことが好ましい。すなわち、上記導電層は、ニッケルとボロンと銅とを含むことが好ましい。また、上記導電層は、ニッケルとボロンと銅とを含み、かつ上記導電層が、リンを含まないか又は含むことが好ましい。上記導電層は、リンを含んでいてもよい。 Accordingly, the conductive layer preferably contains boron. That is, the conductive layer preferably includes nickel, boron, and copper. Moreover, it is preferable that the said conductive layer contains nickel, boron, and copper, and the said conductive layer does not contain or contains phosphorus. The conductive layer may contain phosphorus.
上記導電層がニッケルとボロンと銅とを含む場合には、導電層の硬さを十分に高く維持できる。このため、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を十分に排除でき、接続抵抗を十分に低くすることができる。すなわち、導電性粒子の凝集の抑制と、電極間の接続抵抗の低減との双方を両立できる。特に上記導電層がニッケルとボロンと銅とを含み、更に上記導電層が外表面に突起を有する場合には、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜をより一層効果的に排除でき、接続抵抗をより一層低くすることができる。 When the conductive layer contains nickel, boron, and copper, the hardness of the conductive layer can be maintained sufficiently high. For this reason, the oxide film on the surface of an electrode and electroconductive particle can fully be excluded, and connection resistance can be made low enough. That is, both suppression of aggregation of conductive particles and reduction in connection resistance between electrodes can be achieved. In particular, when the conductive layer contains nickel, boron, and copper, and the conductive layer has protrusions on the outer surface, the oxide film on the surface of the electrode and conductive particles can be more effectively eliminated, and the connection resistance Can be further reduced.
さらに、上記導電層がニッケルとボロンと銅とを含むことによって、上記導電層の硬さを充分に高く維持できる結果、導電性粒子により電極間を接続した接続構造体に衝撃が与えられても、導通不良が生じ難くなる。すなわち、接続構造体の耐衝撃性を高めることもできる。 Further, since the conductive layer contains nickel, boron, and copper, the hardness of the conductive layer can be maintained sufficiently high. As a result, even if an impact is applied to the connection structure connecting the electrodes by the conductive particles. , Conduction failure is less likely to occur. That is, the impact resistance of the connection structure can be increased.
接続抵抗をより一層低くし、電極間の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)は好ましくは7000N/mm2以上、より好ましくは8000N/mm2以上である。 From the viewpoint of further reducing the connection resistance and further improving the connection reliability between the electrodes, the compression elastic modulus (10% K value) when the conductive particles are compressed by 10% is preferably 7000 N / mm 2 or more. More preferably, it is 8000 N / mm 2 or more.
上記導電性粒子における上記圧縮弾性率(10%K値)は、以下のようにして測定できる。 The compression elastic modulus (10% K value) of the conductive particles can be measured as follows.
微小圧縮試験機を用いて、円柱(直径50μm、ダイヤモンド製)の平滑圧子端面で、25℃、圧縮速度2.6mN/秒、及び最大試験荷重10gfの条件下で導電性粒子を圧縮する。このときの荷重値(N)及び圧縮変位(mm)を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。 Using a micro-compression tester, the conductive particles are compressed under the conditions of 25 ° C., compression speed of 2.6 mN / sec, and maximum test load of 10 gf on the end face of a cylindrical indenter (diameter 50 μm, made of diamond). The load value (N) and compression displacement (mm) at this time are measured. From the measured value obtained, the compression elastic modulus can be obtained by the following formula. As the micro compression tester, for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.
K値(N/mm2)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:導電性粒子が10%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:導電性粒子が10%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:導電性粒子の半径(mm)
K value (N / mm 2 ) = (3/2 1/2 ) · F · S −3 / 2 · R −1/2
F: Load value when the conductive particles are 10% compressively deformed (N)
S: Compression displacement (mm) when the conductive particles are 10% compressively deformed
R: radius of conductive particles (mm)
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。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments and examples of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、導電性粒子1は、基材粒子2と、導電層3と、複数の芯物質4と、複数の絶縁性物質5とを有する。
As shown in FIG. 1, the
導電層3は、基材粒子2の表面上に配置されている。導電層3は、ニッケルとボロンと銅とを含む。導電層3は、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む。導電性粒子1は、基材粒子2の表面が導電層3により被覆された被覆粒子である。
The
導電性粒子1は導電性の表面に、複数の突起1aを有する。導電層3は外表面に、複数の突起3aを有する。複数の芯物質4が、基材粒子2の表面上に配置されている。複数の芯物質4は導電層3内に埋め込まれている。芯物質4は、突起1a,3aの内側に配置されている。導電層3は、複数の芯物質4を被覆している。複数の芯物質4により導電層3の外表面が隆起されており、突起1a,3aが形成されている。
The
導電性粒子1は、導電層3の外表面上に配置された絶縁性物質5を有する。導電層3の外表面の少なくとも一部の領域が、絶縁性物質5により被覆されている。絶縁性物質5は絶縁性を有する材料により形成されており、絶縁性粒子である。このように、本発明に係る導電性粒子は、導電層の外表面上に配置された絶縁性物質を有していてもよい。但し、本発明に係る導電性粒子は、絶縁性物質を必ずしも有していなくてもよい。
The
図2は、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the second embodiment of the present invention.
図2に示す導電性粒子11は、基材粒子2と、第2の導電層12(他の導電層)と、導電層13(第1の導電層)と、複数の芯物質4と、複数の絶縁性物質5とを有する。導電性粒子11では、第2の導電層12は、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む導電層に相当しない。
The
導電性粒子1と導電性粒子11とでは、導電層のみが異なっている。すなわち、導電性粒子1では、1層構造の導電層が形成されているのに対し、導電性粒子11では、2層構造の第2の導電層12及び導電層13が形成されている。
Only the conductive layer is different between the
導電層13は、基材粒子2の表面上に配置されている。基材粒子2と導電層13との間に、第2の導電層12(他の導電層)が配置されている。従って、基材粒子2の表面上に第2の導電層12が配置されており、第2の導電層12の表面上に導電層13が配置されている。導電層13は、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む。第2の導電層12は外表面に、複数の突起を有する。導電層13は外表面に、複数の突起13aを有する。導電性粒子11は導電性の表面に、複数の突起11aを有する。
The
図3は、本発明の第3の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the third embodiment of the present invention.
図3に示す導電性粒子21は、基材粒子2と、導電層22とを有する。導電層22は、基材粒子2の表面上に配置されている。導電層22は、ニッケルとボロン及びリンの内の少なくとも1種と銅とを含む。
The
導電性粒子21は、芯物質を有さない。導電性粒子21は導電性の表面に、突起を有さない。導電性粒子21は球状である。導電層22は外表面に突起を有さない。このように、本発明に係る導電性粒子は、導電性の表面に突起を有していなくてもよく、球状であってもよい。また、導電性粒子21は、絶縁性物質を有さない。但し、導電性粒子21は、導電層22の表面上に配置された絶縁性物質を有していてもよい。
The
[基材粒子]
上記基材粒子としては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。上記基材粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを備えるコアシェル粒子であってもよい。なかでも、金属粒子を除く基材粒子が好ましく、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子が好ましい。
[Base material particles]
Examples of the substrate particles include resin particles, inorganic particles excluding metal particles, organic-inorganic hybrid particles, and metal particles. The base particle may be a core-shell particle including a core and a shell disposed on the surface of the core. Of these, substrate particles excluding metal particles are preferable, and resin particles, inorganic particles excluding metal particles, or organic-inorganic hybrid particles are preferable.
上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。上記導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、上記導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより上記導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、上記圧着の際に上記導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性が高くなる。 The substrate particles are preferably resin particles formed of a resin. When connecting between electrodes using the said electroconductive particle, after arrange | positioning the said electroconductive particle between electrodes, the said electroconductive particle is compressed by crimping | bonding. When the substrate particles are resin particles, the conductive particles are easily deformed during the pressure bonding, and the contact area between the conductive particles and the electrode is increased. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes becomes high.
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、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;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;ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させて得られる重合体等が挙げられる。基材粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を複数有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体であることが好ましい。 Various organic materials are suitably used as the resin for forming the resin particles. Examples of the resin for forming the resin particles include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyisobutylene, and polybutadiene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; Alkylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polysulfone, polyphenylene Oxide, polyacetal, polyimide, polyamideimide, polyether ether Tons, polyethersulfone, and polymers such as obtained by a variety of polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group is polymerized with one or more thereof. Since the hardness of the substrate particles can be easily controlled within a suitable range, the resin for forming the resin particles is obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers having a plurality of ethylenically unsaturated groups. A polymer is preferred.
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、該エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the resin particles are obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group, the monomer having the ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer. And a polymer.
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene; carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( Alkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; oxygen such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate (Meth) acrylates; nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether; vinyl acids such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate Esters; Unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene and butadiene; Halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride and chlorostyrene Is mentioned.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate, (poly) tetramethylene di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanurate, tria Rutorimeriteto, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, .gamma. (meth) acryloxy propyl trimethoxy silane, trimethoxy silyl styrene, include silane-containing monomers such as vinyltrimethoxysilane.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。 The resin particles can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method. Examples of this method include a method of suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of polymerizing by swelling a monomer together with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
上記基材粒子が金属を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合には、基材粒子を形成するための無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシル基を2つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 In the case where the substrate particles are inorganic particles or organic-inorganic hybrid particles excluding metal, examples of the inorganic material for forming the substrate particles include silica and carbon black. Although it does not specifically limit as the particle | grains formed with the said silica, For example, after hydrolyzing the silicon compound which has two or more hydrolysable alkoxysil groups, and forming a crosslinked polymer particle, it calcinates as needed. The particle | grains obtained by performing are mentioned. Examples of the organic / inorganic hybrid particles include organic / inorganic hybrid particles formed of a crosslinked alkoxysilyl polymer and an acrylic resin.
上記基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子を形成するための金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。但し、上記基材粒子は金属粒子ではないことが好ましい。 When the substrate particles are metal particles, examples of the metal for forming the metal particles include silver, copper, nickel, silicon, gold, and titanium. However, the substrate particles are preferably not metal particles.
上記基材粒子の粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは1.5μm以上、特に好ましくは2μm以上、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、より一層好ましくは300μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは30μm以下、最も好ましくは5μm以下である。基材粒子の粒子径が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、電極間の導通信頼性がより一層高くなり、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗がより一層低くなる。さらに基材粒子の表面に導電層を無電解めっきにより形成する際に凝集し難くなり、凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。粒子径が上記上限以下であると、導電性粒子が充分に圧縮されやすく、電極間の接続抵抗がより一層低くなり、更に電極間の間隔が小さくなる。上記基材粒子の粒子径は、基材粒子が真球状である場合には、直径を示し、基材粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。 The particle diameter of the substrate particles is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 1.5 μm or more, particularly preferably 2 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, and even more preferably. Is not more than 300 μm, more preferably not more than 50 μm, particularly preferably not more than 30 μm, and most preferably not more than 5 μm. When the particle diameter of the substrate particles is equal to or greater than the above lower limit, the contact area between the conductive particles and the electrodes is increased, so that the conduction reliability between the electrodes is further increased, and the electrodes are connected via the conductive particles. The connection resistance between them becomes even lower. Further, when forming the conductive layer on the surface of the base particle by electroless plating, it becomes difficult to aggregate and it becomes difficult to form the aggregated conductive particles. When the particle diameter is not more than the above upper limit, the conductive particles are easily compressed, the connection resistance between the electrodes is further reduced, and the distance between the electrodes is further reduced. The particle diameter of the base particle indicates a diameter when the base particle is a true sphere, and indicates a maximum diameter when the base particle is not a true sphere.
上記基材粒子の粒子径は、2μm以上、5μm以下であることが特に好ましい。上記基材粒子の粒子径が2〜5μmの範囲内であると、電極間の間隔が小さくなり、かつ導電層の厚みを厚くしても、小さい導電性粒子が得られる。 The particle diameter of the substrate particles is particularly preferably 2 μm or more and 5 μm or less. When the particle diameter of the substrate particles is in the range of 2 to 5 μm, even when the distance between the electrodes is small and the thickness of the conductive layer is increased, small conductive particles can be obtained.
[導電層]
本発明に係る導電性粒子は、基材粒子の表面上に配置されており、かつニッケルとボロン及びリンの内の少なくとも1種と銅とを含む導電層を有する。以下、ニッケルとボロン及びリンの内の少なくとも1種と銅とを含む導電層を、導電層Xと記載することがある。上記導電層Xは、ニッケル−ボロン/リン−銅導電層である。該導電層Xは、基材粒子の表面に直接積層されていてもよく、他の導電層などを介して基材粒子の表面上に配置されていてもよい。
[Conductive layer]
The electroconductive particle which concerns on this invention is arrange | positioned on the surface of a base material particle, and has an electroconductive layer containing at least 1 sort (s) among nickel, boron, and phosphorus, and copper. Hereinafter, a conductive layer containing at least one of nickel, boron, and phosphorus and copper may be referred to as a conductive layer X. The conductive layer X is a nickel-boron / phosphorus-copper conductive layer. The conductive layer X may be directly laminated on the surface of the base particle, or may be disposed on the surface of the base particle via another conductive layer or the like.
上記導電層Xでは、ニッケルとボロン及びリンの内の少なくとも1種と銅とは合金化していてもよい。また、上記導電層Xでは、ニッケル、ボロン、リン及び銅以外に、クロム、タングステン、モリブデン、シーボーギウムを用いてもよい。 In the conductive layer X, at least one of nickel, boron, and phosphorus and copper may be alloyed. In the conductive layer X, chromium, tungsten, molybdenum, or seaborgium may be used in addition to nickel, boron, phosphorus, and copper.
上記導電層Xは、ニッケルを主成分として含むことが好ましい。上記導電層X100重量%中のニッケルの含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは50重量%以上、より一層好ましくは60重量%以上、更に好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記導電層X100重量%中のニッケルの含有量は97重量%以上であってもよく、97.5重量%以上であってもよく、98重量%以上であってもよい。ニッケルの含有量の上限は、ボロン、リン及び銅の含有量により適宜変更できる。上記導電層X100重量%中のニッケルの含有量は好ましくは99.85重量%以下、より好ましくは99.7重量%以下、更に好ましくは99.45重量%未満である。上記ニッケルの含有量が上記下限以上であると、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、電極や導電層の表面における酸化被膜が少ない場合には、上記ニッケルの含有量が多いほど電極間の接続抵抗が低くなる傾向がある。 The conductive layer X preferably contains nickel as a main component. The content of nickel in the conductive layer X is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, still more preferably 60% by weight or more, still more preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight. % Or more. The content of nickel in the conductive layer X 100% by weight may be 97% by weight or more, 97.5% by weight or more, or 98% by weight or more. The upper limit of the nickel content can be appropriately changed depending on the contents of boron, phosphorus, and copper. The content of nickel in the conductive layer X is preferably 99.85% by weight or less, more preferably 99.7% by weight or less, and still more preferably less than 99.45% by weight. When the nickel content is not less than the lower limit, the connection resistance between the electrodes is further reduced. Moreover, when there are few oxide films in the surface of an electrode or a conductive layer, there exists a tendency for the connection resistance between electrodes to become low, so that there is much content of the said nickel.
上記導電層X100重量%中のボロンとリンとの合計の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.05重量%以上、更に好ましくは0.1重量%以上、好ましくは5重量%以下、より好ましくは4重量%以下、更に好ましくは3重量%以下、特に好ましくは2.5重量%以下、最も好ましくは2重量%以下である。ボロンとリンとの合計の含有量が上記下限以上であると、導電層がより一層硬くなり、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜をより一層効果的に除去でき、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。ボロンとリンとの合計の含有量が上記上限以下であると、ニッケル及び銅の含有量が相対的に多くなるので、電極間の接続抵抗が低くなる。 The total content of boron and phosphorus in 100% by weight of the conductive layer X is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.05% by weight or more, still more preferably 0.1% by weight or more, preferably 5%. % By weight or less, more preferably 4% by weight or less, further preferably 3% by weight or less, particularly preferably 2.5% by weight or less, and most preferably 2% by weight or less. When the total content of boron and phosphorus is not less than the above lower limit, the conductive layer becomes harder, and the oxide film on the surface of the electrode and conductive particles can be more effectively removed, and the connection resistance between the electrodes can be reduced. It can be made even lower. When the total content of boron and phosphorus is not more than the above upper limit, the contents of nickel and copper are relatively increased, so that the connection resistance between the electrodes is lowered.
上記導電層X100重量%中のボロンの含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.05重量%以上、更に好ましくは0.1重量%以上、好ましくは5重量%以下、より好ましくは4重量%以下、更に好ましくは3重量%以下、特に好ましくは2.5重量%以下、最も好ましくは2重量%以下である。ボロンの含有量が上記下限以上であると、導電層がより一層硬くなり、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜をより一層効果的に除去でき、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。ボロンの含有量が上記上限以下であると、ニッケル及び銅の含有量が相対的に多くなるので、電極間の接続抵抗が低くなる。 The boron content in the conductive layer X is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.05% by weight or more, still more preferably 0.1% by weight or more, preferably 5% by weight or less. It is preferably 4% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, particularly preferably 2.5% by weight or less, and most preferably 2% by weight or less. When the boron content is at least the above lower limit, the conductive layer becomes harder, the oxide film on the surface of the electrode and conductive particles can be more effectively removed, and the connection resistance between the electrodes is further reduced. Can do. When the boron content is less than or equal to the above upper limit, the nickel and copper contents are relatively increased, so that the connection resistance between the electrodes is reduced.
上記導電層Xは、リンを含まないか又は含み、かつ上記導電層100重量%中のリンの含有量が0.5重量%未満であることが好ましい。上記導電層100重量%中のリンの含有量はより好ましくは0.3重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下である。上記導電層Xはリンを含まないことが特に好ましい。 It is preferable that the conductive layer X does not contain phosphorus or contains phosphorus and the content of phosphorus in 100% by weight of the conductive layer is less than 0.5% by weight. The content of phosphorus in 100% by weight of the conductive layer is more preferably 0.3% by weight or less, and still more preferably 0.1% by weight or less. It is particularly preferable that the conductive layer X does not contain phosphorus.
上記導電層X100重量%中の銅の含有量は、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、更に好ましくは5重量%を超え、特に好ましくは10重量%以上である。上記銅の含有量が上記下限以上であると、導電層の外表面の硬さがより一層高くなる。このため、電極や導電層の表面に酸化被膜が形成されている場合に、電極及び導電性粒子の表面の酸化被膜を効果的に排除でき、接続抵抗を低くすることができ、かつ得られる接続構造体の耐衝撃性を高めることができる。さらに、銅の含有量が上記下限以上であると、導電層の外表面の磁性が弱くなり、複数の導電性粒子が凝集し難くなる。このため、電極間の短絡を効果的に抑制できる。上記導電層X100重量%中の銅の含有量は、0.01重量%以上であってもよく、0.2重量%以上であってもよい。上記導電層X100重量%中の上記銅の含有量の上限は、ニッケル、ボロン及びリンの含有量により適宜変更できる。上記導電層X100重量%中の銅の含有量は、好ましくは40重量%以下、より好ましくは30重量%以下、更に好ましくは25重量%以下、特に好ましくは20重量%以下である。 The copper content in 100% by weight of the conductive layer X is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, still more preferably more than 5% by weight, and particularly preferably 10% by weight or more. When the copper content is at least the above lower limit, the hardness of the outer surface of the conductive layer is further increased. For this reason, when the oxide film is formed on the surface of the electrode or the conductive layer, the oxide film on the surface of the electrode and the conductive particles can be effectively eliminated, the connection resistance can be lowered, and the obtained connection The impact resistance of the structure can be increased. Furthermore, when the copper content is not less than the above lower limit, the magnetism of the outer surface of the conductive layer becomes weak and the plurality of conductive particles are difficult to aggregate. For this reason, the short circuit between electrodes can be suppressed effectively. The copper content in 100% by weight of the conductive layer X may be 0.01% by weight or more, or 0.2% by weight or more. The upper limit of the content of the copper in the conductive layer X100% by weight can be appropriately changed depending on the contents of nickel, boron and phosphorus. The copper content in 100% by weight of the conductive layer X is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, still more preferably 25% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or less.
導電性粒子の凝集をより一層抑制し、かつ電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層X100重量%中のニッケルと銅との合計の含有量は好ましくは51重量%以上、より好ましくは61重量%以上、更に好ましくは71重量%以上、特に好ましくは91重量%以上である。上記導電層X100重量%中のニッケルと銅との合計の含有量は98重量%以上であってもよく、98.5重量%以上であってもよく、99重量%以上であってもよい。上記導電層X100重量%中のニッケルと銅との合計の含有量は99.95重量%以下であることが好ましい。 From the viewpoint of further suppressing the aggregation of the conductive particles and further reducing the connection resistance between the electrodes, the total content of nickel and copper in the conductive layer X 100% by weight is preferably 51% by weight or more. More preferably, it is 61% by weight or more, further preferably 71% by weight or more, and particularly preferably 91% by weight or more. The total content of nickel and copper in the conductive layer X 100% by weight may be 98% by weight or more, 98.5% by weight or more, or 99% by weight or more. The total content of nickel and copper in 100% by weight of the conductive layer X is preferably 99.95% by weight or less.
上記導電層Xにおけるニッケル、ボロン、リン及び銅の各含有量の測定方法は、既知の種々の分析法を用いることができ特に限定されない。この測定方法として、吸光分析法又はスペクトル分析法等が挙げられる。上記吸光分析法では、フレーム吸光光度計及び電気加熱炉吸光光度計等を用いることができる。上記スペクトル分析法としては、プラズマ発光分析法及びプラズマイオン源質量分析法等が挙げられる。 The measuring method of each content of nickel, boron, phosphorus and copper in the conductive layer X is not particularly limited, and various known analytical methods can be used. Examples of this measuring method include absorption spectrometry or spectrum analysis. In the above-mentioned absorption analysis method, a flame absorptiometer, an electric heating furnace absorptiometer or the like can be used. Examples of the spectrum analysis method include a plasma emission analysis method and a plasma ion source mass spectrometry method.
上記導電層Xにおけるニッケル、ボロン、リン及び銅の各含有量を測定する際には、ICP発光分析装置を用いることが好ましい。ICP発光分析装置の市販品としては、HORIBA社製のICP発光分析装置、及び日立製作所社製のICP−MS分析器等が挙げられる。 When measuring the contents of nickel, boron, phosphorus and copper in the conductive layer X, it is preferable to use an ICP emission spectrometer. Examples of commercially available ICP emission analyzers include ICP emission analyzers manufactured by HORIBA, ICP-MS analyzers manufactured by Hitachi, Ltd., and the like.
上記他の導電層(第2の導電層)を形成するための金属は特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、白金、亜鉛、鉄、錫、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ素、タングステン及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗がより一層低くなるので、錫を含む合金、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましく、ニッケル又はパラジウムがより好ましい。上記導電層を構成する金属はニッケルを含むことが好ましい。 The metal for forming the other conductive layer (second conductive layer) is not particularly limited. Examples of the metal include gold, silver, copper, palladium, platinum, zinc, iron, tin, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, thallium, germanium, cadmium, silicon, and tungsten. And alloys thereof. Examples of the metal include tin-doped indium oxide (ITO) and solder. Especially, since the connection resistance between electrodes becomes still lower, an alloy containing tin, nickel, palladium, copper or gold is preferable, and nickel or palladium is more preferable. The metal constituting the conductive layer preferably contains nickel.
上記基材粒子の表面上などに導電層(他の導電層及び導電層X)を形成する方法は特に限定されない。導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを基材粒子又は他の導電層の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、導電層の形成が簡便であるので、無電解めっきによる方法が好ましい。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。 A method for forming a conductive layer (another conductive layer and conductive layer X) on the surface of the base particle is not particularly limited. As a method for forming the conductive layer, for example, a method by electroless plating, a method by electroplating, a method by physical vapor deposition, and a paste containing metal powder or metal powder and a binder is used for base particles or other conductive layers. For example, a method of coating the surface. Especially, since formation of a conductive layer is simple, the method by electroless plating is preferable. Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering.
上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは20μm以下である。導電性粒子の粒子径が上記下限以上及び上限以下であると、導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が充分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。 The particle diameter of the conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 20 μm or less. When the particle diameter of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the upper limit, when the electrodes are connected using the conductive particles, the contact area between the conductive particles and the electrode is sufficiently large, and the conductive layer is formed. Aggregated conductive particles are less likely to be formed during formation. Further, the distance between the electrodes connected via the conductive particles does not become too large, and the conductive layer is difficult to peel from the surface of the base material particles.
上記導電性粒子の粒子径は、導電性粒子が真球状である場合には、直径を示し、導電性粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。 The particle diameter of the conductive particles indicates the diameter when the conductive particles are true spherical, and indicates the maximum diameter when the conductive particles are not true spherical.
上記導電層Xの厚みは好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、更に好ましくは0.05μm以上、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.3μm以下である。上記導電層Xの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、充分な導電性が得られ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子が充分に変形する。 The thickness of the conductive layer X is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, still more preferably 0.05 μm or more, preferably 1 μm or less, more preferably 0.3 μm or less. When the thickness of the conductive layer X is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, sufficient conductivity can be obtained, and the conductive particles do not become too hard, and the conductive particles are sufficiently bonded at the time of connection between the electrodes. Deform.
導電層が2層以上の積層構造である場合に、導電層Xの厚みは、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.01μm以上、更に好ましくは0.05μm以上、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.1μm以下である。上記導電層Xの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、導電層Xによる被覆を均一にでき、かつ電極間の接続抵抗が充分に低くなる。 When the conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the thickness of the conductive layer X is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, still more preferably 0.05 μm or more, preferably 0.5 μm or less. More preferably, it is 0.3 μm or less, and further preferably 0.1 μm or less. When the thickness of the conductive layer X is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the coating with the conductive layer X can be made uniform, and the connection resistance between the electrodes becomes sufficiently low.
上記導電層Xの厚みは、0.05μm以上、0.3μm以下であることが特に好ましい。さらに、基材粒子の粒子径が2μm以上、5μm以下であり、かつ、上記導電層Xの厚みが0.05μm以上、0.3μm以下であることが特に好ましい。この場合には、導電性粒子を大きな電流が流れる用途により好適に用いることができる。さらに、導電性粒子を圧縮して電極間を接続した場合に、電極が損傷するのをより一層抑制できる。 The thickness of the conductive layer X is particularly preferably 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. Furthermore, it is particularly preferable that the particle diameter of the base particles is 2 μm or more and 5 μm or less, and the thickness of the conductive layer X is 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. In this case, the conductive particles can be suitably used for applications in which a large current flows. Furthermore, when the conductive particles are compressed to connect the electrodes, it is possible to further suppress the electrodes from being damaged.
上記導電層Xの厚みは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、導電性粒子の断面を観察することにより測定できる。 The thickness of the conductive layer X can be measured by observing the cross section of the conductive particles using, for example, a transmission electron microscope (TEM).
上記導電性粒子1個当たりの上記導電層の外表面の突起は、好ましくは3個以上、より好ましくは5個以上である。上記突起の数の上限は特に限定されない。突起の数の上限は導電性粒子の粒子径等を考慮して適宜選択できる。 The number of protrusions on the outer surface of the conductive layer per one conductive particle is preferably 3 or more, more preferably 5 or more. The upper limit of the number of protrusions is not particularly limited. The upper limit of the number of protrusions can be appropriately selected in consideration of the particle diameter of the conductive particles.
上記導電層Xにおけるニッケル、ボロン、リン及び銅の含有量を制御する方法としては、例えば、無電解ニッケルめっきにより導電層Xを形成する際に、ニッケルめっき液のpHを制御する方法、無電解ニッケルめっきにより導電層Xを形成する際に、ボロン含有還元剤の濃度を調整する方法、無電解ニッケルめっきにより導電層Xを形成する際に、リン含有還元剤の濃度を調整する方法、ニッケルめっき液中の銅濃度を調整する方法、並びにニッケルめっき液中のニッケル濃度を調整する方法等が挙げられる。 As a method for controlling the contents of nickel, boron, phosphorus and copper in the conductive layer X, for example, a method of controlling the pH of the nickel plating solution when forming the conductive layer X by electroless nickel plating, electroless A method of adjusting the concentration of the boron-containing reducing agent when forming the conductive layer X by nickel plating, a method of adjusting the concentration of the phosphorus-containing reducing agent when forming the conductive layer X by electroless nickel plating, nickel plating Examples thereof include a method for adjusting the copper concentration in the liquid and a method for adjusting the nickel concentration in the nickel plating solution.
無電解めっきにより形成する方法では、一般的に、触媒化工程と、無電解めっき工程とが行われる。以下、無電解めっきにより、樹脂粒子の表面に、ニッケルとボロンと銅を含む合金めっき層を形成する方法の一例を説明する。 In the method of forming by electroless plating, generally, a catalyzing step and an electroless plating step are performed. Hereinafter, an example of a method for forming an alloy plating layer containing nickel, boron, and copper on the surface of resin particles by electroless plating will be described.
上記触媒化工程では、無電解めっきによりめっき層を形成するための起点となる触媒を、樹脂粒子の表面に形成させる。 In the catalyzing step, a catalyst serving as a starting point for forming a plating layer by electroless plating is formed on the surface of the resin particles.
上記触媒を樹脂粒子の表面に形成させる方法としては、例えば、塩化パラジウムと塩化スズとを含む溶液に、樹脂粒子を添加した後、酸溶液又はアルカリ溶液により樹脂粒子の表面を活性化させて、樹脂粒子の表面にパラジウムを析出させる方法、並びに硫酸パラジウムとアミノピリジンとを含有する溶液に、樹脂粒子を添加した後、還元剤を含む溶液により樹脂粒子の表面を活性化させて、樹脂粒子の表面にパラジウムを析出させる方法等が挙げられる。上記還元剤として、ボロン含有還元剤が好適に用いられる。また、上記還元剤として、リン含有還元剤を用いることで、リンを含む導電層を形成できる。 As a method of forming the catalyst on the surface of the resin particles, for example, after adding the resin particles to a solution containing palladium chloride and tin chloride, the surface of the resin particles is activated with an acid solution or an alkali solution, A method of depositing palladium on the surface of the resin particles, and after adding the resin particles to a solution containing palladium sulfate and aminopyridine, the surface of the resin particles is activated by a solution containing a reducing agent. Examples thereof include a method of depositing palladium on the surface. As the reducing agent, a boron-containing reducing agent is preferably used. In addition, a conductive layer containing phosphorus can be formed by using a phosphorus-containing reducing agent as the reducing agent.
上記無電解めっき工程では、ニッケル含有化合物、上記ボロン含有還元剤及び銅含有化合物を含むニッケルめっき浴が好適に用いられる。ニッケルめっき浴中に樹脂粒子を浸漬することにより、触媒が表面に形成された樹脂粒子の表面に、ニッケルを析出させることができ、ニッケルとボロンと銅とを含む導電層を形成できる。 In the electroless plating step, a nickel plating bath containing a nickel-containing compound, the boron-containing reducing agent, and a copper-containing compound is preferably used. By immersing the resin particles in the nickel plating bath, nickel can be deposited on the surface of the resin particles on which the catalyst is formed, and a conductive layer containing nickel, boron, and copper can be formed.
上記ニッケル含有化合物としては、硫酸ニッケル及び塩化ニッケル等が挙げられる。上記ニッケル含有化合物は、ニッケル塩であることが好ましい。 Examples of the nickel-containing compound include nickel sulfate and nickel chloride. The nickel-containing compound is preferably a nickel salt.
上記ボロン含有還元剤としては、ジメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム及び水素化ホウ素カリウム等が挙げられる。上記リン含有還元剤としては、次亜リン酸ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the boron-containing reducing agent include dimethylamine borane, sodium borohydride, and potassium borohydride. Examples of the phosphorus-containing reducing agent include sodium hypophosphite.
上記銅含有化合物としては、硫酸銅、塩化銅、及びピロリン酸銅等が挙げられる。上記銅含有化合物は、銅塩であることが好ましい。 Examples of the copper-containing compound include copper sulfate, copper chloride, and copper pyrophosphate. The copper-containing compound is preferably a copper salt.
[芯物質]
本発明に係る導電性粒子は導電性の表面に、突起を有することが好ましい。導電層Xは外表面に突起を有することが好ましい。該突起は複数であることが好ましい。導電性粒子により接続される電極の表面には、酸化被膜が形成されていることが多い。さらに、導電性粒子の導電層の表面には、酸化被膜が形成されていることが多い。突起を有する導電性粒子の使用により、電極間に導電性粒子を配置した後、圧着させることにより、突起により酸化被膜が効果的に排除される。このため、電極と導電性粒子とをより一層確実に接触させることができ、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、導電性粒子が表面に絶縁性物質を有する場合、又は導電性粒子が樹脂中に分散されて導電材料として用いられる場合に、導電性粒子の突起によって、導電性粒子と電極との間の樹脂を効果的に排除できる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。
[Core material]
The conductive particles according to the present invention preferably have protrusions on the conductive surface. The conductive layer X preferably has protrusions on the outer surface. It is preferable that there are a plurality of the protrusions. An oxide film is often formed on the surface of the electrode connected by the conductive particles. Furthermore, an oxide film is often formed on the surface of the conductive layer of the conductive particles. By using the conductive particles having protrusions, the oxide film is effectively eliminated by the protrusions by placing the conductive particles between the electrodes and then pressing them. For this reason, an electrode and electroconductive particle can be contacted still more reliably and the connection resistance between electrodes can be made low. Furthermore, when the conductive particles have an insulating substance on the surface, or when the conductive particles are dispersed in the resin and used as a conductive material, the protrusion between the conductive particles and the electrode is caused by the protrusion of the conductive particles. Resin can be effectively eliminated. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved.
上記芯物質が上記導電層中に埋め込まれていることによって、上記導電層が外表面に複数の突起を有するようにすることが容易である。但し、導電性粒子及び導電層の表面に突起を形成するために、芯物質を必ずしも用いなくてもよい。 Since the core substance is embedded in the conductive layer, it is easy for the conductive layer to have a plurality of protrusions on the outer surface. However, in order to form protrusions on the surfaces of the conductive particles and the conductive layer, the core substance is not necessarily used.
上記突起を形成する方法としては、基材粒子の表面に芯物質を付着させた後、無電解めっきにより導電層を形成する方法、並びに基材粒子の表面に無電解めっきにより導電層を形成した後、芯物質を付着させ、更に無電解めっきにより導電層を形成する方法等が挙げられる。上記突起を形成する他の方法としては、基材粒子の表面上に、内側の導電層を形成した後、該内側の導電層上に芯物質を配置し、次に外側の導電層を形成する方法、並びに基材粒子の表面上に導電層を形成する途中段階で、芯物質を添加する方法等が挙げられる。 As the method for forming the protrusions, a core material is attached to the surface of the base particle, and then a conductive layer is formed by electroless plating, and a conductive layer is formed on the surface of the base particle by electroless plating. Thereafter, a method of attaching a core substance and further forming a conductive layer by electroless plating may be used. As another method for forming the protrusion, an inner conductive layer is formed on the surface of the base particle, and then a core substance is disposed on the inner conductive layer, and then an outer conductive layer is formed. Examples thereof include a method and a method of adding a core substance in the course of forming a conductive layer on the surface of the substrate particles.
上記基材粒子の表面上に芯物質を配置する方法としては、例えば、基材粒子の分散液中に、芯物質を添加し、基材粒子の表面に芯物質を、例えば、ファンデルワールス力により集積させ、付着させる方法、並びに基材粒子を入れた容器に、芯物質を添加し、容器の回転等による機械的な作用により基材粒子の表面に芯物質を付着させる方法等が挙げられる。なかでも、付着させる芯物質の量を制御しやすいため、分散液中の基材粒子の表面に芯物質を集積させ、付着させる方法が好ましい。上記導電性粒子は、基材粒子の表面上に第2の導電層を有し、かつ該第2の導電層上に導電層Xを有していてもよい。 As a method of disposing the core substance on the surface of the base particle, for example, the core substance is added to the dispersion of the base particle, and the core substance is applied to the surface of the base particle, for example, van der Waals force. And a method in which a core substance is added to a container containing base particles, and a core substance is attached to the surface of the base particles by mechanical action such as rotation of the container. . Especially, since the quantity of the core substance to adhere is easy to control, the method of making a core substance accumulate and adhere on the surface of the base particle in a dispersion liquid is preferable. The conductive particles may have a second conductive layer on the surface of the base particle, and may have a conductive layer X on the second conductive layer.
上記芯物質を構成する物質としては、導電性物質及び非導電性物質が挙げられる。上記導電性物質としては、例えば、金属、金属の酸化物、黒鉛等の導電性非金属及び導電性ポリマー等が挙げられる。上記導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン等が挙げられる。上記非導電性物質としては、シリカ、アルミナ及びジルコニア等が挙げられる。なかでも、導電性を高めることができ、更に接続抵抗を効果的に低くすることができるので、金属が好ましい。上記芯物質は金属粒子であることが好ましい。 Examples of the material constituting the core material include conductive materials and non-conductive materials. Examples of the conductive material include conductive non-metals such as metals, metal oxides, and graphite, and conductive polymers. Examples of the conductive polymer include polyacetylene. Examples of the nonconductive material include silica, alumina, and zirconia. Among them, metal is preferable because conductivity can be increased and connection resistance can be effectively reduced. The core substance is preferably metal particles.
上記金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム等の金属、並びに錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金、錫−鉛−銀合金及び炭化タングステン等の2種類以上の金属で構成される合金等が挙げられる。なかでも、ニッケル、銅、銀又は金が好ましい。上記芯物質を構成する金属は、上記導電層を構成する金属と同じであってもよく、異なっていてもよい。上記芯物質を構成する金属は、上記導電層を構成する金属を含むことが好ましい。上記芯物質を構成する金属は、ニッケルを含むことが好ましい。上記芯物質を構成する金属は、ニッケルを含むことが好ましい。 Examples of the metal include gold, silver, copper, platinum, zinc, iron, lead, tin, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium and cadmium, and tin-lead. Examples include alloys composed of two or more metals such as alloys, tin-copper alloys, tin-silver alloys, tin-lead-silver alloys, and tungsten carbide. Of these, nickel, copper, silver or gold is preferable. The metal constituting the core material may be the same as or different from the metal constituting the conductive layer. The metal constituting the core material preferably includes a metal constituting the conductive layer. It is preferable that the metal which comprises the said core substance contains nickel. It is preferable that the metal which comprises the said core substance contains nickel.
上記芯物質の形状は特に限定されない。芯物質の形状は塊状であることが好ましい。芯物質としては、例えば、粒子状の塊、複数の微小粒子が凝集した凝集塊、及び不定形の塊等が挙げられる。 The shape of the core material is not particularly limited. The shape of the core substance is preferably a lump. Examples of the core substance include a particulate lump, an agglomerate in which a plurality of fine particles are aggregated, and an irregular lump.
上記芯物質の平均径(平均粒子径)は、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.05μm以上、好ましくは0.9μm以下、より好ましくは0.2μm以下である。上記芯物質の平均径が上記下限以上及び上限以下であると、電極間の接続抵抗を効果的に低くすることができる。 The average diameter (average particle diameter) of the core substance is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, preferably 0.9 μm or less, more preferably 0.2 μm or less. When the average diameter of the core substance is not less than the above lower limit and not more than the upper limit, the connection resistance between the electrodes can be effectively reduced.
上記芯物質の「平均径(平均粒子径)」は、数平均径(数平均粒子径)を示す。芯物質の平均径は、任意の芯物質50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。 The “average diameter (average particle diameter)” of the core substance indicates a number average diameter (number average particle diameter). The average diameter of the core material is obtained by observing 50 arbitrary core materials with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value.
[絶縁性物質]
本発明に係る導電性粒子は、上記導電層の表面上に配置された絶縁性物質を備えることが好ましい。この場合には、導電性粒子を電極間の接続に用いると、隣接する電極間の短絡をより一層防止できる。具体的には、複数の導電性粒子が接触したときに、複数の電極間に絶縁性物質が存在するので、上下の電極間ではなく横方向に隣り合う電極間の短絡を防止できる。なお、電極間の接続の際に、2つの電極で導電性粒子を加圧することにより、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質を容易に排除できる。導電性粒子が導電層の外表面に複数の突起を有する場合には、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質を容易に排除できる。
[Insulating material]
The conductive particles according to the present invention preferably include an insulating substance disposed on the surface of the conductive layer. In this case, when the conductive particles are used for connection between the electrodes, a short circuit between adjacent electrodes can be further prevented. Specifically, when a plurality of conductive particles are in contact with each other, an insulating material is present between the plurality of electrodes, so that it is possible to prevent a short circuit between electrodes adjacent in the lateral direction instead of between the upper and lower electrodes. In addition, the insulating substance between the conductive layer of an electroconductive particle and an electrode can be easily excluded by pressurizing electroconductive particle with two electrodes in the case of the connection between electrodes. In the case where the conductive particles have a plurality of protrusions on the outer surface of the conductive layer, the insulating substance between the conductive layer of the conductive particles and the electrode can be easily excluded.
電極間の圧着時に上記絶縁性物質をより一層容易に排除できることから、上記絶縁性物質は、絶縁性粒子であることが好ましい。 The insulating substance is preferably an insulating particle because the insulating substance can be more easily removed when the electrodes are pressed.
上記絶縁性物質の材料である絶縁性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン類、(メタ)アクリレート重合体、(メタ)アクリレート共重合体、ブロックポリマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の架橋物、熱硬化性樹脂及び水溶性樹脂等が挙げられる。 Specific examples of the insulating resin that is the material of the insulating material include polyolefins, (meth) acrylate polymers, (meth) acrylate copolymers, block polymers, thermoplastic resins, crosslinked thermoplastic resins, heat Examples thereof include curable resins and water-soluble resins.
上記ポリオレフィン類としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記(メタ)アクリレート重合体としては、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート及びポリブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記ブロックポリマーとしては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、SB型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、及びSBS型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、並びにこれらの水素添加物等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、ビニル重合体及びビニル共重合体等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。上記水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロース等が挙げられる。なかでも、水溶性樹脂が好ましく、ポリビニルアルコールがより好ましい。 Examples of the polyolefins include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-acrylic acid ester copolymer. Examples of the (meth) acrylate polymer include polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, and polybutyl (meth) acrylate. Examples of the block polymer include polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymer, SB type styrene-butadiene block copolymer, SBS type styrene-butadiene block copolymer, and hydrogenated products thereof. Examples of the thermoplastic resin include vinyl polymers and vinyl copolymers. As said thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, etc. are mentioned. Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, and methyl cellulose. Of these, water-soluble resins are preferable, and polyvinyl alcohol is more preferable.
上記導電層の表面上に絶縁性物質を配置する方法としては、化学的方法、及び物理的もしくは機械的方法等が挙げられる。上記化学的方法としては、例えば、界面重合法、粒子存在下での懸濁重合法及び乳化重合法等が挙げられる。上記物理的もしくは機械的方法としては、スプレードライ、ハイブリダイゼーション、静電付着法、噴霧法、ディッピング及び真空蒸着による方法等が挙げられる。なかでも、絶縁性物質が脱離し難いことから、上記導電層の表面に、化学結合を介して上記絶縁性物質を配置する方法が好ましい。 Examples of a method for disposing an insulating substance on the surface of the conductive layer include a chemical method and a physical or mechanical method. Examples of the chemical method include an interfacial polymerization method, a suspension polymerization method in the presence of particles, and an emulsion polymerization method. Examples of the physical or mechanical method include spray drying, hybridization, electrostatic adhesion, spraying, dipping, and vacuum deposition. In particular, since the insulating substance is difficult to be detached, a method of disposing the insulating substance on the surface of the conductive layer through a chemical bond is preferable.
上記絶縁性物質の平均径(平均粒子径)は、導電性粒子の粒子径及び導電性粒子の用途等によって適宜選択できる。上記絶縁性物質の平均径(平均粒子径)は好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。絶縁性物質の平均径が上記下限以上であると、導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されたときに、複数の導電性粒子における導電層同士が接触し難くなる。絶縁性粒子の平均径が上記上限以下であると、電極間の接続の際に、電極と導電性粒子との間の絶縁性物質を排除するために、圧力を高くしすぎる必要がなくなり、高温に加熱する必要もなくなる。 The average diameter (average particle diameter) of the insulating material can be appropriately selected depending on the particle diameter of the conductive particles, the use of the conductive particles, and the like. The average diameter (average particle diameter) of the insulating material is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. When the average diameter of the insulating substance is not less than the above lower limit, the conductive layers in the plurality of conductive particles are difficult to contact when the conductive particles are dispersed in the binder resin. When the average diameter of the insulating particles is not more than the above upper limit, it is not necessary to make the pressure too high in order to eliminate the insulating material between the electrodes and the conductive particles when the electrodes are connected, There is no need for heating.
上記絶縁性物質の「平均径(平均粒子径)」は、数平均径(数平均粒子径)を示す。絶縁性物質の平均径は、粒度分布測定装置等を用いて求められる。 The “average diameter (average particle diameter)” of the insulating material indicates a number average diameter (number average particle diameter). The average diameter of the insulating material is determined using a particle size distribution measuring device or the like.
(導電材料)
本発明に係る導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、導電材料として用いられることが好ましい。上記導電性粒子及び上記導電材料はそれぞれ、電極間の電気的な接続に用いられることが好ましい。上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。
(Conductive material)
The conductive material according to the present invention includes the conductive particles described above and a binder resin. The conductive particles according to the present invention are preferably dispersed in a binder resin and used as a conductive material. The conductive particles and the conductive material are each preferably used for electrical connection between electrodes. The conductive material is preferably an anisotropic conductive material.
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。 The binder resin is not particularly limited. As the binder resin, a known insulating resin is used.
上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the binder resin include vinyl resins, thermoplastic resins, curable resins, thermoplastic block copolymers, and elastomers. As for the said binder resin, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記ビニル樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体としては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。 Examples of the vinyl resin include vinyl acetate resin, acrylic resin, and styrene resin. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins, ethylene-vinyl acetate copolymers, and polyamide resins. Examples of the curable resin include an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, and an unsaturated polyester resin. The curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin. The curable resin may be used in combination with a curing agent. Examples of the thermoplastic block copolymer include a styrene-butadiene-styrene block copolymer, a styrene-isoprene-styrene block copolymer, a hydrogenated product of a styrene-butadiene-styrene block copolymer, and a styrene-isoprene. -Hydrogenated product of a styrene block copolymer. Examples of the elastomer include styrene-butadiene copolymer rubber and acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.
上記導電材料は、上記導電性粒子及び上記バインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 In addition to the conductive particles and the binder resin, the conductive material includes, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer. Various additives such as an agent, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent and a flame retardant may be contained.
上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、上記導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、上記バインダー樹脂中に添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに上記バインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、上記導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。 The method for dispersing the conductive particles in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used. Examples of a method for dispersing the conductive particles in the binder resin include a method in which the conductive particles are added to the binder resin and then kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. The conductive particles are dispersed in water. Alternatively, after uniformly dispersing in an organic solvent using a homogenizer or the like, it is added to the binder resin and kneaded with a planetary mixer or the like, and the binder resin is diluted with water or an organic solvent. Then, the method of adding the said electroconductive particle, kneading with a planetary mixer etc. and disperse | distributing is mentioned.
本発明に係る導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。本発明に係る導電材料が、導電フィルムである場合には、導電性粒子を含む導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されていてもよい。上記導電ペーストは、異方性導電ペーストであることが好ましい。上記導電フィルムは、異方性導電フィルムであることが好ましい。 The conductive material according to the present invention can be used as a conductive paste and a conductive film. When the conductive material according to the present invention is a conductive film, a film that does not include conductive particles may be laminated on a conductive film that includes conductive particles. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste. The conductive film is preferably an anisotropic conductive film.
上記導電材料100重量%中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上、好ましくは99.99重量%以下、より好ましくは99.9重量%以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間に導電性粒子が効率的に配置され、導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the binder resin is preferably 10% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, particularly preferably 70% by weight or more, preferably 99.% or more. It is 99 weight% or less, More preferably, it is 99.9 weight% or less. When the content of the binder resin is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles are efficiently arranged between the electrodes, and the connection reliability of the connection target member connected by the conductive material is further increased.
上記導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは40重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the conductive particles is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, preferably 40% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, More preferably, it is 10 weight% or less. When the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
(接続構造体)
本発明の導電性粒子を用いて、又は該導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料を用いて、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。
(Connection structure)
A connection structure can be obtained by connecting the connection target members using the conductive particles of the present invention or using a conductive material containing the conductive particles and a binder resin.
上記接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、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、該接続部が本発明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導電材料(異方性導電材料など)により形成されている接続構造体であることが好ましい。導電性粒子が用いられた場合には、接続部自体が導電性粒子である。すなわち、第1,第2の接続対象部材が導電性粒子により接続される。 The connection structure includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first and second connection target members, and the connection portion is a conductive member of the present invention. The connection structure is preferably formed of conductive particles or formed of a conductive material (such as an anisotropic conductive material) containing the conductive particles and a binder resin. In the case where conductive particles are used, the connection portion itself is conductive particles. That is, the first and second connection target members are connected by the conductive particles.
図4に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。 In FIG. 4, the connection structure using the electroconductive particle which concerns on the 1st Embodiment of this invention is typically shown with front sectional drawing.
図4に示す接続構造体51は、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1,第2の接続対象部材52,53を接続している接続部54とを備える。接続部54は、導電性粒子1を含む導電材料を硬化させることにより形成されている。なお、図4では、導電性粒子1は、図示の便宜上、略図的に示されている。導電性粒子1にかえて、導電性粒子11,21などを用いてもよい。
4 includes a first
第1の接続対象部材52は表面52a(上面)に、複数の第1の電極52bを有する。第2の接続対象部材53は表面53a(下面)に、複数の第2の電極53bを有する。第1の電極52bと第2の電極53bとが、1つ又は複数の導電性粒子1により電気的に接続されている。従って、第1,第2の接続対象部材52,53が導電性粒子1により電気的に接続されている。
The first
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例としては、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間に上記導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。上記加圧の圧力は9.8×104〜4.9×106Pa程度である。上記加熱の温度は、120〜220℃程度である。 The manufacturing method of the connection structure is not particularly limited. As an example of the manufacturing method of the connection structure, the conductive material is disposed between the first connection target member and the second connection target member to obtain a laminate, and then the laminate is heated and pressurized. Methods and the like. The pressure of the said pressurization is about 9.8 * 10 < 4 > -4.9 * 10 < 6 > Pa. The temperature of the said heating is about 120-220 degreeC.
上記接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 Specific examples of the connection target member include electronic components such as semiconductor chips, capacitors, and diodes, and electronic components such as printed boards, flexible printed boards, glass epoxy boards, and glass boards. The connection object member is preferably an electronic component.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 Examples of the electrode provided on the connection target member include metal electrodes such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode. When the connection object member is a flexible printed board, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only with aluminum may be sufficient and the electrode by which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of the metal oxide layer may be sufficient. Examples of the material for the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited only to the following examples.
(実施例1)
粒子径が3.0μmであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−203」)を用意した。
Example 1
Divinylbenzene copolymer resin particles having a particle size of 3.0 μm (“Micropearl SP-203” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) were prepared.
パラジウム触媒液を5重量%含むアルカリ溶液100重量部に、上記樹脂粒子10重量部を、超音波分散器を用いて分散させた後、溶液をろ過することにより、樹脂粒子を取り出した。次いで、樹脂粒子をジメチルアミンボラン1重量%溶液100重量部に添加し、樹脂粒子の表面を活性化させた。表面が活性化された樹脂粒子を十分に水洗した後、蒸留水500重量部に加え、分散させることにより、懸濁液を得た。 After dispersing 10 parts by weight of the resin particles in 100 parts by weight of an alkaline solution containing 5% by weight of a palladium catalyst solution using an ultrasonic disperser, the resin particles were taken out by filtering the solution. Next, the resin particles were added to 100 parts by weight of a 1% by weight dimethylamine borane solution to activate the surface of the resin particles. The resin particles whose surface was activated were sufficiently washed with water, and then added to 500 parts by weight of distilled water and dispersed to obtain a suspension.
また、硫酸ニッケル0.23mol/L、ジメチルアミンボラン0.92mol/L、クエン酸ナトリウム0.5mol/L及び硫酸銅0.0023mol/Lを含むニッケルめっき液(pH8.5)を用意した。 Further, a nickel plating solution (pH 8.5) containing 0.23 mol / L of nickel sulfate, 0.92 mol / L of dimethylamine borane, 0.5 mol / L of sodium citrate and 0.0023 mol / L of copper sulfate was prepared.
得られた懸濁液を60℃にて攪拌しながら、上記ニッケルめっき液を懸濁液に徐々に滴下し、無電解ニッケルめっきを行った。その後、懸濁液を濾過することにより、粒子を取り出し、水洗し、乾燥することにより、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)配置された導電性粒子を得た。 While stirring the obtained suspension at 60 ° C., the nickel plating solution was gradually added dropwise to the suspension to perform electroless nickel plating. Thereafter, by filtering the suspension, the particles are taken out, washed with water, and dried to obtain conductive particles in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness 0.1 μm) is disposed on the surface of the resin particles. It was.
(実施例2)
硫酸銅濃度を0.11mol/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Example 2)
Conductive particles in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) is disposed on the surface of the resin particles are the same as in Example 1 except that the copper sulfate concentration is changed to 0.11 mol / L. Obtained.
(実施例3)
(1)パラジウム付着工程
粒子径が3.0μmである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−203」)を用意した。この樹脂粒子をエッチングし、水洗した。次に、パラジウム触媒を8重量%含むパラジウム触媒化液100mL中に樹脂粒子を添加し、攪拌した。その後、ろ過し、洗浄した。pH6の0.5重量%ジメチルアミンボラン液に樹脂粒子を添加し、パラジウムが付着された樹脂粒子を得た。
(Example 3)
(1) Palladium adhesion process The divinylbenzene resin particle ("Micropearl SP-203" by Sekisui Chemical Co., Ltd.) whose particle diameter is 3.0 micrometers was prepared. The resin particles were etched and washed with water. Next, resin particles were added to 100 mL of a palladium-catalyzed solution containing 8% by weight of a palladium catalyst and stirred. Then, it filtered and wash | cleaned. Resin particles were added to 0.5 wt% dimethylamine borane solution at pH 6 to obtain resin particles to which palladium was attached.
(2)芯物質付着工程
パラジウムが付着された樹脂粒子をイオン交換水300mL中で3分間攪拌し、分散させ、分散液を得た。次に、金属ニッケル粒子スラリー(平均粒子径100nm)1gを3分間かけて上記分散液に添加し、芯物質が付着された樹脂粒子を得た。
(2) Core substance adhesion step The resin particles to which palladium was adhered were stirred and dispersed in 300 mL of ion exchange water for 3 minutes to obtain a dispersion. Next, 1 g of metallic nickel particle slurry (average particle diameter 100 nm) was added to the dispersion over 3 minutes to obtain resin particles to which the core substance was adhered.
(3)無電解ニッケルめっき工程
実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(3) Electroless nickel plating step In the same manner as in Example 1, conductive particles were obtained in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness 0.1 μm) was disposed on the surface of the resin particles.
(実施例4)
硫酸銅(5水和物)濃度を0.11mol/Lに変更したこと以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
Example 4
A nickel-boron-copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) is disposed on the surface of the resin particles in the same manner as in Example 3 except that the copper sulfate (pentahydrate) concentration is changed to 0.11 mol / L. Conductive particles were obtained.
(実施例5)
(1)絶縁性粒子の作製
4ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管及び温度プローブが取り付けられた1000mLのセパラブルフラスコに、メタクリル酸メチル100mmolと、N,N,N−トリメチル−N−2−メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロライド1mmolと、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩1mmolとを含むモノマー組成物を固形分率が5重量%となるようにイオン交換水に秤取した後、200rpmで攪拌し、窒素雰囲気下70℃で24時間重合を行った。反応終了後、凍結乾燥して、表面にアンモニウム基を有し、平均粒子径220nm及びCV値10%の絶縁性粒子を得た。
(Example 5)
(1) Production of insulating particles A 1000 mL separable flask equipped with a four-neck separable cover, a stirring blade, a three-way cock, a condenser tube and a temperature probe was charged with 100 mmol methyl methacrylate and N, N, N-trimethyl. Ion-exchanged water containing a monomer composition containing 1 mmol of -N-2-methacryloyloxyethylammonium chloride and 1 mmol of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride so that the solid content is 5% by weight. Then, the mixture was stirred at 200 rpm and polymerized at 70 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, it was freeze-dried to obtain insulating particles having an ammonium group on the surface, an average particle size of 220 nm, and a CV value of 10%.
絶縁性粒子を超音波照射下でイオン交換水に分散させ、絶縁性粒子の10重量%水分散液を得た。 The insulating particles were dispersed in ion exchange water under ultrasonic irradiation to obtain a 10 wt% aqueous dispersion of insulating particles.
実施例4で得られた導電性粒子10gをイオン交換水500mLに分散させ、絶縁性粒子の水分散液4gを添加し、室温で6時間攪拌した。3μmのメッシュフィルターでろ過した後、更にメタノールで洗浄し、乾燥し、絶縁性粒子が付着した導電性粒子を得た。 10 g of the conductive particles obtained in Example 4 were dispersed in 500 mL of ion exchange water, 4 g of an aqueous dispersion of insulating particles was added, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. After filtration through a 3 μm mesh filter, the particles were further washed with methanol and dried to obtain conductive particles having insulating particles attached thereto.
走査電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、導電性粒子の表面に絶縁性粒子による被覆層が1層のみ形成されていた。画像解析により導電性粒子の中心より2.5μmの面積に対する絶縁性粒子の被覆面積(即ち絶縁性粒子の粒子径の投影面積)を算出したところ、被覆率は30%であった。 When observed with a scanning electron microscope (SEM), only one coating layer of insulating particles was formed on the surface of the conductive particles. The coverage of the insulating particles with respect to the area of 2.5 μm from the center of the conductive particles by image analysis (that is, the projected area of the particle diameter of the insulating particles) was calculated to be 30%.
(実施例6)
硫酸銅濃度を0.0011mol/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Example 6)
Conductive particles in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) is arranged on the surface of the resin particles are the same as in Example 1 except that the copper sulfate concentration is changed to 0.0011 mol / L. Obtained.
(実施例7)
硫酸銅濃度を0.05mol/Lに変更し、タングステン酸ナトリウム0.5mol/L追加したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅−タングステン導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Example 7)
A nickel-boron-copper-tungsten conductive layer (on the surface of the resin particles (except that the copper sulfate concentration was changed to 0.05 mol / L and sodium tungstate 0.5 mol / L was added) was formed in the same manner as in Example 1. Conductive particles having a thickness of 0.1 μm were obtained.
(実施例8)
硫酸銅濃度を0.22mol/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Example 8)
Conductive particles in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) is disposed on the surface of the resin particles are the same as in Example 1 except that the copper sulfate concentration is changed to 0.22 mol / L. Obtained.
(実施例9)
次亜リン酸ナトリウム0.92mol/Lを追加したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−ボロン−リン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
Example 9
Conductivity in which a nickel-boron-phosphorus-copper conductive layer (thickness 0.1 μm) was disposed on the surface of the resin particles in the same manner as in Example 1 except that sodium hypophosphite 0.92 mol / L was added. Sex particles were obtained.
(実施例10)
ジメチルアミンボラン0.92mol/Lを次亜リン酸ナトリウム0.92mol/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケル−リン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Example 10)
A nickel-phosphorus-copper conductive layer (thickness 0. 0) was formed on the surface of the resin particles in the same manner as in Example 1 except that dimethylamine borane 0.92 mol / L was changed to sodium hypophosphite 0.92 mol / L. 1 [mu] m) was obtained.
(実施例11)
粒子径が3.0μmであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−203」)の表面を、ゾルゲル反応による縮合反応を用いて無機シェル(厚み250nm)により被覆したコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子(基材粒子)を用意した。
(Example 11)
The surface of divinylbenzene copolymer resin particles (“Micropearl SP-203” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having a particle diameter of 3.0 μm was coated with an inorganic shell (thickness 250 nm) using a condensation reaction by sol-gel reaction. Core-shell type organic-inorganic hybrid particles (base material particles) were prepared.
樹脂粒子を、上記有機無機ハイブリッド粒子に変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子の表面上にニッケル−ボロン−銅導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。 Conductivity in which a nickel-boron-copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) is disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particle in the same manner as in Example 1 except that the resin particle is changed to the organic-inorganic hybrid particle. Particles were obtained.
(比較例1)
ニッケルめっき液における硫酸銅を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケルとボロンとを含む導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Comparative Example 1)
Conductive particles in which a conductive layer (thickness 0.1 μm) containing nickel and boron is disposed on the surface of the resin particles are obtained in the same manner as in Example 1 except that copper sulfate in the nickel plating solution is not used. It was.
(比較例2)
ニッケルめっき液における硫酸銅を用いなかったこと以外は実施例10と同様にして、樹脂粒子の表面上にニッケルとリンとを含む導電層(厚み0.1μm)が配置された導電性粒子を得た。
(Comparative Example 2)
Conductive particles in which a conductive layer (thickness 0.1 μm) containing nickel and phosphorus is disposed on the surface of the resin particles are obtained in the same manner as in Example 10 except that copper sulfate in the nickel plating solution is not used. It was.
(比較例3)
粒子径が3.0μmであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−203」)を用意した。
(Comparative Example 3)
Divinylbenzene copolymer resin particles having a particle size of 3.0 μm (“Micropearl SP-203” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) were prepared.
パラジウム触媒液を5重量%含むアルカリ溶液100重量部に、上記樹脂粒子10重量部を、超音波分散器を用いて分散させた後、溶液をろ過することにより、樹脂粒子を取り出した。次いで、樹脂粒子をジメチルアミンボラン1重量%溶液100重量部に添加し、樹脂粒子の表面を活性化させた。表面が活性化された樹脂粒子を十分に水洗した後、蒸留水500重量部に加え、分散させることにより、懸濁液を得た。 After dispersing 10 parts by weight of the resin particles in 100 parts by weight of an alkaline solution containing 5% by weight of a palladium catalyst solution using an ultrasonic disperser, the resin particles were taken out by filtering the solution. Next, the resin particles were added to 100 parts by weight of a 1% by weight dimethylamine borane solution to activate the surface of the resin particles. The resin particles whose surface was activated were sufficiently washed with water, and then added to 500 parts by weight of distilled water and dispersed to obtain a suspension.
また、硫酸銅0.23mol/L、エチレンジアミン四酢酸塩2.3mol/L、ホルマリン0.5mol/Lを含む銅めっき液(pH12.5)を用意した。 Further, a copper plating solution (pH 12.5) containing 0.23 mol / L of copper sulfate, 2.3 mol / L of ethylenediaminetetraacetate, and 0.5 mol / L of formalin was prepared.
得られた懸濁液を60℃にて攪拌しながら、上記銅めっき液を懸濁液に徐々に滴下し、無電解銅めっきを行った。その後、懸濁液を濾過することにより、粒子を取り出し、水洗し、乾燥することにより、樹脂粒子の表面上に銅導電層(厚み0.1μm)配置された導電性粒子を得た。 While stirring the obtained suspension at 60 ° C., the copper plating solution was gradually added dropwise to the suspension to perform electroless copper plating. Thereafter, by filtering the suspension, the particles were taken out, washed with water, and dried to obtain conductive particles in which a copper conductive layer (thickness: 0.1 μm) was disposed on the surface of the resin particles.
(評価)
(1)導電層X100重量%中のニッケル、ボロン、リン及び銅の含有量
60%硝酸5mLと37%塩酸10mLとの混合液に、導電性粒子5gを加え、導電層を完全に溶解させ、溶液を得た。得られた溶液を用いて、ニッケル、ボロン、リン及び銅の含有量をICP発光分析器(HORIBA社製ULTIMA2)により分析した。なお、実施例1〜8,11及び比較例1, 3の導電性粒子における導電層はリンを含んでいなかった。
(Evaluation)
(1) Content of nickel, boron, phosphorus and copper in 100% by weight of
(2)圧縮弾性率(10%K値)
得られた導電性粒子の圧縮弾性率(10%K値)を、上述した方法により、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。
(2) Compression modulus (10% K value)
The compression modulus (10% K value) of the obtained conductive particles was measured by the above-described method using a micro compression tester (“Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer).
(3)めっき状態
得られた導電性粒子50個のめっき状態を、走査型電子顕微鏡により観察した。めっき割れ又はめっき剥がれ等のめっきむらの有無を観察した。めっきむらが確認された導電性粒子が4個以下の場合を「良好」、めっきむらが確認された導電性粒子が5個以上の場合を「不良」と判定した。
(3) Plating state The plating state of 50 conductive particles obtained was observed with a scanning electron microscope. The presence or absence of plating unevenness such as plating cracking or plating peeling was observed. The case where the number of conductive particles in which plating unevenness was confirmed was 4 or less was judged as “good”, and the case where the number of conductive particles in which plating unevenness was confirmed was 5 or more was judged as “bad”.
(4)凝集状態
得られた導電性粒子を粒子濃度100×103〜500×103個/mLになるように、シース液(Sysmex社製)で調整した。調整後のスラリー液について、電気抵抗式粒度分布測定装置(Sysmex社製SD−2000)にて、スターラーチップを付けた状態でカウント数5000〜10000個で測定した。得られた粒度分布から、メインピークと連結ピークの谷部中央を大粒子閾値として大粒子率を求めた。凝集状態を下記の基準で判定した。
[凝集状態の判定基準]
○○:大粒子率が10%以下
○:大粒子率が10%を超え、20%以下
△:大粒子率が20%を超え、30%以下
×:大粒子率が30%を超える
(4) the aggregate state obtained conductive particles so that the particle concentration 100 × 10 3 ~500 × 10 3 cells / mL, was adjusted with sheath fluid (Sysmex Corporation). About the slurry liquid after adjustment, it measured by the count number 5000-10000 in the state which attached the stirrer chip | tip with the electrical resistance type particle size distribution measuring apparatus (SD-2000 by Sysmex). From the obtained particle size distribution, the large particle ratio was determined using the center of the valley of the main peak and the connected peak as the large particle threshold. The aggregation state was determined according to the following criteria.
[Judgment criteria for aggregation state]
◯: Large particle ratio is 10% or less ○: Large particle ratio exceeds 10%, 20% or less △: Large particle ratio exceeds 20%, 30% or less ×: Large particle ratio exceeds 30%
(5)接続抵抗
接続構造体の作製:
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「エピコート1009」)10重量部と、アクリルゴム(重量平均分子量約80万)40重量部と、メチルエチルケトン200重量部と、マイクロカプセル型硬化剤(旭化成ケミカルズ社製「HX3941HP」)50重量部と、シランカップリング剤(東レダウコーニングシリコーン社製「SH6040」)2重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が3重量%となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
(5) Connection resistance Fabrication of connection structure:
10 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 1009” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 40 parts by weight of acrylic rubber (weight average molecular weight of about 800,000), 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and a microcapsule type curing agent (Asahi Kasei Chemicals) "HX3941HP" manufactured by HX3941) and 2 parts by weight of a silane coupling agent ("SH6040" manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) are mixed, and the conductive particles are added so that the content is 3% by weight. A resin composition was obtained by dispersing.
得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに塗布し、70℃の熱風で5分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは12μmであった。 The obtained resin composition was applied to a 50 μm-thick PET (polyethylene terephthalate) film whose one surface was released from the mold, and dried with hot air at 70 ° C. for 5 minutes to produce an anisotropic conductive film. The thickness of the obtained anisotropic conductive film was 12 μm.
得られた異方性導電フィルムを5mm×5mmの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するアルミニウム電極(高さ0.2μm、L/S=20μm/20μm)を有するガラス基板(幅3cm、長さ3cm)のアルミニウム電極側のほぼ中央に貼り付けた。次いで、同じアルミニウム電極を有する2層フレキシブルプリント基板(幅2cm、長さ1cm)を、電極同士が重なるように位置合わせをしてから貼り合わせた。このガラス基板と2層フレキシブルプリント基板との積層体を、10N、180℃、及び20秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。なお、ポリイミドフィルムにアルミニウム電極が直接形成されている2層フレキシブルプリント基板を用いた。
The obtained anisotropic conductive film was cut into a size of 5 mm × 5 mm. The cut anisotropic conductive film is formed of a glass substrate (
接続抵抗の測定:
得られた接続構造体における対向する電極間の接続抵抗を4端子法により測定した。また、接続抵抗を下記の評価基準で評価した。
Connection resistance measurement:
The connection resistance between the opposing electrodes in the obtained connection structure was measured by a four-terminal method. The connection resistance was evaluated according to the following evaluation criteria.
〔接続抵抗の評価基準〕
○○○:接続抵抗が2.0Ω以下
○○:接続抵抗が2.0Ωを超え、3.0Ω以下
○:接続抵抗が3.0Ωを超え、5.0Ω以下
△:接続抵抗が5.0Ωを超え、10Ω以下
×:接続抵抗が10Ωを超える
[Evaluation criteria for connection resistance]
○○○: Connection resistance is 2.0Ω or less ○○: Connection resistance is over 2.0Ω, 3.0Ω or less ○: Connection resistance is over 3.0Ω, 5.0Ω or less Δ: Connection resistance is 5.0Ω Exceeding 10Ω ×: Connection resistance exceeds 10Ω
(6)耐衝撃性
上記(5)接続抵抗の評価で得られた接続構造体を高さ70cmの位置から落下させ、導通を確認することにより耐衝撃性の評価を行った。初期抵抗値からの抵抗値の上昇率が50%以下の場合を「良好」、初期抵抗値からの抵抗値の上昇率が50%を超える場合を「不良」と判定した。
(6) Impact resistance The impact structure was evaluated by dropping the connection structure obtained in the above (5) connection resistance evaluation from a position of 70 cm in height and confirming conduction. The case where the rate of increase in resistance value from the initial resistance value was 50% or less was determined as “good”, and the case where the rate of increase in resistance value from the initial resistance value exceeded 50% was determined as “bad”.
結果を下記の表1,2に示す。なお、凝集状態の評価において、実施例8における大粒子率は、実施例2,4,5,7における大粒子率よりも小さかった。 The results are shown in Tables 1 and 2 below. In the evaluation of the aggregation state, the large particle ratio in Example 8 was smaller than the large particle ratio in Examples 2, 4, 5, and 7.
1…導電性粒子
1a…突起
2…基材粒子
3…導電層
3a…突起
4…芯物質
5…絶縁性物質
11…導電性粒子
11a…突起
12…第2の導電層
13…導電層
13a…突起
21…導電性粒子
22…導電層
51…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…表面
52b…第1の電極
53…第2の接続対象部材
53a…表面
53b…第2の電極
54…接続部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記導電層が、ニッケルと、ボロン及びリンの内の少なくとも1種と、銅とを含む、導電性粒子。 Having base particles and a conductive layer disposed on the surface of the base particles;
The conductive particle in which the conductive layer contains nickel, at least one of boron and phosphorus, and copper.
前記導電層100重量%中のボロンの含有量が0.05重量%以上、4重量%以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性粒子。 The conductive layer includes boron;
The electroconductive particle of any one of Claims 1-6 whose content of boron in the said conductive layer 100weight% is 0.05 weight% or more and 4 weight% or less.
第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜9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、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている、接続構造体。 A first connection target member;
A second connection target member;
A connecting portion connecting the first connection target member and the second connection target member;
The connection structure in which the connection part is formed of the conductive particles according to any one of claims 1 to 9, or is formed of a conductive material including the conductive particles and a binder resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013098231A JP6441555B2 (en) | 2012-05-08 | 2013-05-08 | Conductive particles, conductive materials, and connection structures |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012106412 | 2012-05-08 | ||
JP2012106412 | 2012-05-08 | ||
JP2013098231A JP6441555B2 (en) | 2012-05-08 | 2013-05-08 | Conductive particles, conductive materials, and connection structures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013254733A true JP2013254733A (en) | 2013-12-19 |
JP6441555B2 JP6441555B2 (en) | 2018-12-19 |
Family
ID=49952049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013098231A Active JP6441555B2 (en) | 2012-05-08 | 2013-05-08 | Conductive particles, conductive materials, and connection structures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6441555B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016167449A (en) * | 2015-03-03 | 2016-09-15 | 積水化学工業株式会社 | Conductive particle, method for producing conductive particle, conductive material and connection structure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06103836A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Superconducting strand |
JP2005216753A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive particulate and anisotropic conductive material |
JP2006052460A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-23 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive microparticle, process for producing the same, and anisotropic conductive material |
JP2011029178A (en) * | 2009-07-01 | 2011-02-10 | Hitachi Chem Co Ltd | Coated conductive particle and manufacturing method therefor |
JP2011243455A (en) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive particle, anisotropic conductive material and connection structure |
-
2013
- 2013-05-08 JP JP2013098231A patent/JP6441555B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06103836A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Superconducting strand |
JP2005216753A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive particulate and anisotropic conductive material |
JP2006052460A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-23 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive microparticle, process for producing the same, and anisotropic conductive material |
JP2011029178A (en) * | 2009-07-01 | 2011-02-10 | Hitachi Chem Co Ltd | Coated conductive particle and manufacturing method therefor |
JP2011243455A (en) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Sekisui Chem Co Ltd | Conductive particle, anisotropic conductive material and connection structure |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016167449A (en) * | 2015-03-03 | 2016-09-15 | 積水化学工業株式会社 | Conductive particle, method for producing conductive particle, conductive material and connection structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6441555B2 (en) | 2018-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6247371B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6470810B2 (en) | Conductive particles with insulating particles, conductive material, and connection structure | |
JP5216165B1 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6009933B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6034177B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6333552B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6276351B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6084868B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP5636118B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP6151990B2 (en) | Conductive particles with insulating particles, conductive material, and connection structure | |
JP6478308B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP2014026971A (en) | Conductive particle, conductive material, and connection structure | |
JP6441555B2 (en) | Conductive particles, conductive materials, and connection structures | |
JP2015056306A (en) | Electrically conductive particle, electrically conductive material, and connection structure | |
JP2014026970A (en) | Conductive particle, conductive material, and connection structure | |
JP2015109267A (en) | Conductive particle, conductive material, and connection structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170306 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170829 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171129 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20171206 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20180209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180918 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181122 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6441555 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |