JP2022175801A - 導電粒子、及び導電粒子の製造方法 - Google Patents

導電粒子、及び導電粒子の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた導通特性が得られる導電粒子、及び導電粒子の製造方法を提供する。【解決手段】導電粒子10は、多孔質樹脂粒子11と、多孔質樹脂粒子11の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子12とを備える。導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込ませる。これにより、導電粒子10の圧縮により多孔質樹脂粒子11内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。【選択図】図1

Description

本技術は、樹脂粒子を用いた導電粒子、及び導電粒子の製造方法に関する。
従来、メカノケミカル法により母粒子の表面に小粒子を物理的に衝突させ、母粒子の表面に小粒子で膜を形成する技術がある(例えば、特許文献1、2参照。)。例えば、異方性導電フィルムに使用される導電粒子は、半田や金属粒子を使用すると低抵抗になるが、大きさを均一にすることが難しいため、導通信頼性が安定しないことがある。このため、球状樹脂粒子の表面に金属膜が形成されている導電粒子が用いられることがある。
図7は、従来の樹脂粒子表面に金属膜を形成した導電粒子の加圧前を説明するための断面図であり、図8は、従来の導電粒子を加圧した際の金属膜を説明するための断面図である。図7に示すように、従来法により樹脂粒子111表面に金属膜112を形成する場合、金属粒子の種類によっては、金属膜112を形成することが困難な場合があった。また、金属膜112を形成することができても金属膜112が脆いことがあり、図8に示すように、第1の電子部品120及び第2の電子部品130の端子間に導電粒子を挟持した場合、金属膜112に割れ113が生じたり、金属膜112が樹脂粒子111から剥がれたりすることがあった。
特開2005-209491号公報 国際公開第2013/032002号
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた導通特性が得られる導電粒子、及び導電粒子の製造方法を提供する。
本技術に係る導電粒子は、多孔質樹脂粒子と、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える。
本技術に係る導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に前記金属ナノ粒子を埋め込ませる。
本技術に係る異方性導電材料は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する。
本技術に係る接続構造体は、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる。
本技術に係る接続構造体の製造方法は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に介在させ、前記導電粒子の圧縮により、前記第1の電子部品の第1の電極と前記第2の電子部品の第2の電極とを接続させる。
本技術によれば、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込むことにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。
図1は、本技術を適用した導電粒子の一例を模式的に示す断面図である。 図2は、多孔質樹脂粒子の一例を模式的に示す断面図である。 図3は、多孔質樹脂粒子の他の例を模式的に示す断面図である。 図4は、本技術を適用した導電粒子の加圧前の状態を説明するための断面図である。 図5は、本技術を適用した導電粒子の加圧した際の状態を説明するための断面図である。 図6は、導電粒子の圧縮率に対する接続構造体の初期の導通抵抗値を示すグラフである。 図7は、従来の樹脂粒子表面に金属膜を形成した導電粒子の加圧前を説明するための断面図である。 図8は、従来の導電粒子を加圧した際の金属膜を説明するための断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1.導電粒子
2.導電粒子の製造方法
3.異方性導電材料
4.接続構造体、及び接続構造体の製造方法
5.実施例
<1.導電粒子>
図1は、本技術を適用した導電粒子の一例を模式的に示す断面図である。図1に示すように、導電粒子10は、多孔質樹脂粒子11と、多孔質樹脂粒子11の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子12とを備える。これにより、導電粒子10の圧縮により多孔質樹脂粒子11内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。また、圧縮前には、内部に導電経路が形成されていないため、優れた絶縁特性を得ることができ、また、圧縮による内部のクラックを抑制することができる。
多孔質樹脂粒子11内部に導電経路が形成された状態は、例えば、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-TEM/EDS)を用いて、圧縮された導電粒子10の断面を観察することにより確認することができる。
多孔質樹脂粒子11は、圧縮により内部に導電経路が形成可能であれば、特に限定されるものではない。多孔質樹脂粒子11の材料としては、例えば、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン-シリカ複合樹脂などが挙げられる。母粒子が樹脂粒子であることにより、粒径のばらつきを抑制することができる。
多孔質樹脂粒子11における孔の占める割合は、好ましくは10~70%、より好ましくは20~60%、さらに好ましくは30~60%である。孔の占める割合が小さ過ぎる場合、金属ナノ粒子12による、樹脂粒子内の導電経路が構築されず、導通特性の向上が困難となる。また、孔の占める割合が大き過ぎる場合、樹脂粒子の強度が低くなり、異方性導電材料として圧着した際に樹脂粒子が割れてしまうことがある。
多孔質樹脂粒子11における孔の占める割合は、多孔質樹脂粒子11の全体積に占める空間の体積の割合で定義することができ、多孔質樹脂粒子11の全体積は、粒子の中心から最も遠い点を繋ぎ合わせた球体として計算することができる。また、光学的測定方法として、多孔質樹脂粒子11の断面を顕微鏡観察し、樹脂面積および視認可能な空隙の面積を決定することにより計算することができる。ランダムな構造を持つ多孔質体では、面積空隙率と体積空隙率とは等しいとみなすことができる。
図2は、多孔質樹脂粒子の一例を模式的に示す断面図である。図2に示すように、多孔質樹脂粒子11は、内部に複数の孔11aを有し、金属ナノ粒子12を内部に埋め込み可能となっている。
図3は、多孔質樹脂粒子の他の例を模式的に示す側面図である。図2に示すように、多孔質樹脂粒子11は、外側に向かって延びる針状の突起により孔を形成し、金属ナノ粒子12を内部に埋め込み可能となっている。
図2及び図3に示す多孔質樹脂粒子11の構成例によれば、金属ナノ粒子12を内部に埋め込むことにより、圧縮により多孔質樹脂粒子11内部に導電経路を形成することができる。すなわち、導電粒子10は、圧縮により抵抗値を低下させることができる。導電粒子10の圧縮率は、好ましくは30%以上、より好ましくは35%以上、さらに好ましくは40%以上である。導電粒子の圧縮率は、例えば、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、圧縮速度2.6mN/秒、及び最大試験荷重10gfの条件下で導電粒子を圧縮することにより測定することができる。また、接続構造体における導電粒子の圧縮率は、例えば、導電粒子の平均粒径と、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間の距離とに基づいて算出することができる。
また、導電粒子は、多孔質樹脂粒子の中心から最も遠い点を繋ぎ合わせた球体表面に、金属ナノ粒子12からなる金属膜をさらに備えてもよい。金属膜の厚みは、好ましくは50nm以上300nm以下、より好ましくは80nm以上250nm以下である。金属膜は、圧着時に割れることがあるものの、多孔質樹脂粒子11内部に導電経路されるため、導通特性を維持することができる。
また、導電粒子が金属膜を備えない場合は、導電粒子が端子と端子の間に並んでも絶縁性を確保することできるため、絶縁特性の向上、粒子密度の高密度化、被着体の端子スペースの狭小化などの利点が考えられる。
多孔質樹脂粒子11の平均粒径は、好ましくは1μm~50μm、より好ましくは3μm~40μm、さらに好ましくは5μm~30μmである。多孔質樹脂粒子11の平均粒径が小さ過ぎる場合、異方性導電フィルム用途においては、異方性導電フィルムで接続する2つの端子を含めた部材の高さバラつきにより、圧着不良が発生することがある。また、メカノケミカル法で導電粒子10を製造する場合、多孔質樹脂粒子11が小さいと均一な金属膜形成が困難となる。また、多孔質樹脂粒子11の平均粒径が大き過ぎる場合、異方性導電フィルム用途においては、異方性導電フィルムの成形が難しく、また絶縁性の確保ができずショートが発生することがある。また、メカノケミカル法で導電粒子10を製造する場合、多孔質樹脂粒子11の孔内部まで、金属ナノ粒子12を入れ込むことが困難となる。なお、平均粒径は、画像型粒度分布計(一例として、FPIA-3000:マルバーン社製)により測定した値とすることができる。測定個数は1000個以上、好ましくは2000個以上であることが好ましい。
金属ナノ粒子12は、Ni、Au、Ag、Cu、Sn、SnBi、SnIn、SnAgCuからなる群から選択される1種以上であることが好ましい。金属ナノ粒子12は、Ni、Au、Ag、Cu、Snなどの単組成金属粒子の他、SnBi、SnIn、SnAgCuなどの半田粒子を用いることができる。
半田に使用されるSnは、低温環境下で著しい強度の低下または微細な結晶粒の粉末となる。これは金属錫が13℃以下で非金錫へ変態する結果、容積が約27%増加して亀裂が生じて析出物が粉状になると考えられる。そのため、従来の球状樹脂粒子の表面に半田粒子からなる金属膜が形成された導電粒子では、特に低温環境を含む温度サイクルの信頼性試験においては、クラックが発生しやすい。
本技術では、半田粒子を多孔質樹脂粒子11の孔内部まで入れ込むことにより、半田粒子が溶融しなくても、圧着した際に孔の空洞が潰れ、孔にある半田粒子が接触して導通経路が形成され、導通特性を向上させることができる。半田粒子を用いた場合、導電粒子10と電極との接合は共晶組成であることが好ましいが、共晶組成ではなくても導通経路形成による導通特性の向上が期待できる。また、半田粒子は、SnInなどの低融点で柔らかい粒子であってもよい。
金属ナノ粒子12の平均粒径は、好ましくは10nm~1000nm、より好ましくは10nm~1000nm、さらに好ましくは10nm~1000nmである。金属ナノ粒子12の平均粒径が大き過ぎる場合、多孔質樹脂粒子11の孔に入り込めず、樹脂粒子内の導電経路を構築することができない。
<2.導電粒子の製造方法>
本実施の形態に係る導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込ませる。これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。
ここで、メカノケミカル法とは、衝撃、圧縮、粉砕、混合、混練などの機械的操作において、物質に加えられる機械的エネルギーにより生じる化学反応を利用するものであり、例えば、高速撹拌型粉体球状化装置、ハイブリダイザーなどを用いた混合法を挙げることができる。
具体的には、カップに、多孔質樹脂粒子及び金属ナノ粒子を測量し、これらを混ぜ合わせ、高速撹拌型粉体球状化装置を使用し、窒素雰囲気化で金属ナノ粒子を多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行うことにより、導電粒子を作製することができる。攪拌条件は、好ましくは1000rpm以上、より好ましくは1500rpm以上、さらに好ましくは2000rpm以上である。これにより、多孔質樹脂粒子内部まで金属ナノ粒子が入り込むため、優れた導通特性を得ることができる。
<3.異方性導電材料>
本実施の形態に係る異方性導電材料は、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する。これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。導電粒子は、前述の導電粒子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
異方性導電材料の形状は、特に限定されず、フィルム状、ペースト状など用途に応じて適宜選択することができる。異方性導電材料としては、例えば、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを挙げることができる。
バインダーは、熱可塑型バインダーでも構わないが、熱、光などのエネルギーにより硬化する、例えば、熱硬化型バインダー、光硬化型バインダー、熱・光併用硬化型バインダーなどであることが好ましい。具体例として、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含有する熱硬化型バインダーを挙げて説明する。熱硬化型バインダーとしては、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物などが挙げられる。なお、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリルモノマー(オリゴマー)、及びメタクリルモノマー(オリゴマー)のいずれも含む意味である。
<4.接続構造体、及び接続構造体の製造方法>
本実施の形態に係る接続構造体は、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる。
また、本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に介在させ、導電粒子の圧縮により、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極とを接続させる。
これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。導電粒子及び異方性導電材料は、前述の導電粒子及び異方性導電材料と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図4は、本技術を適用した導電粒子の加圧前の状態を説明するための断面図であり、図5は、本技術を適用した導電粒子の加圧した際の状態を説明するための断面図である。第1の電子部品20及び第2の電子部品30は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。第1の電子部品20としては、例えば、セラミック基板、リジット基板、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)、ガラス基板、プラスチック基板、樹脂多層基板などが挙げられる。また、第2の電子部品30としては、例えば、セラミック基板、リジット基板、フレキシブル基板、ガラス基板、プラスチック基板、樹脂多層基板、IC(Integrated Circuit)モジュール、ICチップ、LED(Light Emitting Diode)チップ等が挙げられる。
図4及び図5に示すように、第1の電子部品20及び第2の電子部品30の端子間に導電粒子10を挟持した場合、金属膜に割れ13が生じたとしても、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されるため、優れた導通特性を得ることができる。
<5.実施例>
以下、本技術の実施例について説明する。本実施例では、メカノケミカル法により、母粒子と金属ナノ粒子とを混合し、導電粒子を作製した。そして、導電粒子を含有する異方性導電フィルムを作製し、異方性導電フィルムを用いて接続構造体を作製し、導通特性について評価した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
[異方性導電フィルムの作製]
導電粒子5質量部と、下記成分からなる絶縁性バインダー95質量部とを遊星式撹拌装置に投入し、1分間撹拌して異方性導電接着組成物を作製した。そして、異方性導電接着組成物を厚み50μmのPETフィルム上に塗布し、80℃のオーブンで5分間乾燥させ、異方性導電接着組成物からなる粘着層をPETフィルム上に形成し、幅2.0mm、厚さ25μmの異方性導電フィルムを作製した。
絶縁性バインダーは、フェノキシ樹脂(商品名:YP-50、新日化エポキシ製造株式会社製)47質量部、単官能モノマー(商品名:M-5300、東亞合成株式会社製)3質量部、ウレタン樹脂(商品名:UR-1400、東洋紡績株式会社製)25質量部、ゴム成分(商品名:SG80H、ナガセケムテックス株式会社製)15質量部、シランカップリング剤(商品名:A-187、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製)2質量部、及び有機過酸化物(商品名:ナイパーBW、日油株式会社製)3質量部を、固形分が50質量%となるように含有する、酢酸エチルとトルエンとの混合溶液とした。
[接続構造体の作製]
異方性導電フィルムを介して、評価用基板(ガラスエポキシ基板(FR4)、200μmピッチ、ライン:スペース=1:1、端子厚み10μm、Cu(下地)/Ni/Auメッキ)と、FPC(ポリイミドフィルム、200μmピッチ、ライン:スペース=1:1、端子厚み12μm、Cu(下地)/Ni/Auメッキ)とを熱圧着し、接続構造体を作製した。熱圧着は、FPC上の厚み200μmのシリコンラバーを介してツールを押し下げ、温度:150℃、圧力:2MPa、時間:10secの条件で行った。
[導通特性の評価]
デジタルマルチメータ(横河電機社製)を用いて、4端子法にて電流1mAを流したときの接続構造体の初期の導通抵抗値を測定した。接続構造体の初期の導通抵抗値に応じて下記A、B、C、Dの評価とした。初期の導通抵抗値の評価は、「A」及び「B」であることが好ましい。
A:50mΩ未満
B:50mΩ以上75mΩ未満
C:75mΩ以上100mΩ未満
D:100mΩ以上
また、温度85℃、湿度85%、時間500hの条件の環境試験後の接続構造体の導通抵抗値を測定した。接続構造体の環境試験後の導通抵抗値に応じて下記A、B、C、Dの評価とした。環境試験後の導通抵抗値の評価は、「A」及び「B」であることが好ましい。
A:75mΩ未満
B:75mΩ以上100mΩ未満
C:100mΩ以上1000Ω未満
D:1000mΩ以上
<実施例1>
カップに、平均粒径20μm、粒子全体における孔体積の割合が10%である多孔質樹脂粒子、及び、平均粒径100nmのSnBiナノ粒子を測量し、これらを1分間ウッドバーで混ぜ合わせた。高速撹拌型粉体球状化装置(NSM-200、セイシン企業)を使用し、窒素雰囲気化、2000rpm-1minの条件で、SnBiナノ粒子を多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行い、導電粒子を作製した。そして、この導電粒子を使用して前述のように異方性導電フィルムを作製し、前述のように評価基板を使用して加熱圧着サンプルの接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は40mΩを示し、「A」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は60mΩを示し、実施例2-4と比較して、やや高い導通抵抗値が得られ、「B」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にSnBiの経路が形成されているのが確認された。
<実施例2>
粒子全体における孔体積の割合が30%である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は40mΩを示し、「A」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は50mΩを示し、「A」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にSnBiの経路が形成されているのが確認された。
<実施例3>
粒子全体における孔体積の割合が50%である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は40mΩを示し、「A」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は50mΩを示し、「A」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にSnBiの経路が形成されているのが確認された。
また、熱圧着の条件(温度:150℃、時間:10sec)において、実施例3における導電粒子が所定の圧縮率になるように加圧し、接続構造体を作製した。そして、デジタルマルチメータ(横河電機社製)を用いて、4端子法にて電流1mAを流したときの接続構造体の初期の導通抵抗値を測定した。
図6は、導電粒子の圧縮率に対する接続構造体の初期の導通抵抗値を示すグラフである。図6に示すように、導電粒子の圧縮率が0~10%である場合、導通抵抗値は1000Ω以上であり、導電粒子の圧縮率が20%である場合、導通抵抗値は800Ω程度であった。導電粒子の圧縮率が30~70%である場合、導通抵抗値は40Ω程度であった。図6より、導電粒子の圧縮率が30~70%である場合、粒子内部に導電経路が形成され、導通抵抗値を低下させることができる、適切な圧着状態と考えられる。なお、導電粒子の圧縮率が80%以上に到達する熱圧着条件は無く、測定ができなかった。
<実施例4>
粒子全体における孔体積の割合が70%である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は40mΩを示し、「A」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は50mΩを示し、「A」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にSnBiの経路が形成されているのが確認された。
<比較例1>
多孔質樹脂粒子の代わりに平均粒径20nmの球状のアクリル樹脂粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は50mΩを示し、「B」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は2000mΩを示し、「D」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子に形成された金属膜の割れが確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、金属膜の割れにより金属膜と端子とが接触不良になったことが原因であると考察した。
<比較例2>
500rpm-30secの条件で、SnBiナノ粒子を、多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行った以外は、実施例1と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は50mΩを示し、「B」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は2000mΩを示し、「D」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子に形成された金属膜の割れが確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されず、金属膜の割れにより金属膜と端子とが接触不良になったことが原因であると考察した。
<比較例3>
予めNiメッキされた平均粒径20μmの球状の樹脂粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例1と同様にして接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は60mΩを示し、やや高い抵抗値が得られ、評価が「B」であり、環境試験後の導通抵抗値は100mΩを示し、実施例1-4と比較して、高い導通抵抗値が得られ、評価が「C」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、Niメッキの割れが少し確認された。環境試験における導通抵抗値の増加は、Niメッキの割れにより金属膜と端子とがやや接触不良になったことが原因であると考察した。
<比較例4>
平均粒径20μmの球状のSnBi半田粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例1と同様にして接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は30mΩを示し、評価が「A」であり、環境試験後の導通抵抗値は2000mΩを示し、評価が「D」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、半田粒子の無数の割れが確認された。また、粒子径のバラつきが大きく、粒子が端子間にあって端子に接触していない箇所も確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、半田粒子の割れにより端子との接触が不安定になったことが原因であると考察した。
<比較例5>
平均粒径20μmの球状のCu粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例1と同様にして接続構造体を作製した。
表1に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は30mΩを示し、評価が「A」であり、環境試験後の導通抵抗値は100mΩを示し、高い導通抵抗値が得られ、評価が「C」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、粒子径のバラつきが大きく、粒子が端子間にあって端子に接触していない箇所も確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、粒子と端子との接触が不安定になったことが原因であると考察した。

Figure 2022175801000002
表1に示すように、粒子全体における孔体積の割合が10~70%である多孔質樹脂粒子の孔に金属ナノ粒子を埋め込むことにより、異方性導電フィルムの用途において、従来の金属メッキ樹脂粒子や半田粒子と比較して、初期及び環境試験後の導通抵抗値を改善することができた。これは、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されたことが原因であると考察した。
10 導電粒子、11 多孔質樹脂粒子、12 金属ナノ粒子、13 割れ、20 第1の電子部品、30 第2の電子部品、110 導電粒子、111 樹脂粒子、112 金属膜、113 割れ、120 第1の電子部品、130 第2の電子部品

Claims (10)

  1. 多孔質樹脂粒子と、
    前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子と
    を備える導電粒子。
  2. 当該導電粒子の圧縮により抵抗値が低下する請求項1記載の導電粒子。
  3. 当該導電粒子の圧縮率が、30%以上である請求項2記載の導電粒子。
  4. 前記多孔質樹脂粒子の粒子径が、1~50μmであり、
    前記金属ナノ粒子の粒子径が、10~1000nmである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電粒子。
  5. 前記多孔質樹脂粒子における孔の占める割合が、10~70%である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の導電粒子。
  6. 前記金属ナノ粒子が、Ni、Au、Ag、Cu、Sn、SnBi、SnIn、SnAgCuからなる群から選択される1種以上である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の導電粒子。
  7. 多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に前記金属ナノ粒子を埋め込ませる導電粒子の製造方法。
  8. 多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料。
  9. 第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる接続構造体。
  10. 多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第1の電子部品の第1の電極と第2の電子部品の第2の電極との間に介在させ、前記導電粒子の圧縮により、前記第1の電子部品の第1の電極と前記第2の電子部品の第2の電極とを接続させる接続構造体の製造方法。

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