JP5234048B2 - 異方導電粒子 - Google Patents

Description

本発明は、異方導電粒子に関する。

導電性を有する粒子は、例えば、バインダー樹脂に混合され、半導体素子、液晶ディスプレイ等のエレクトロニクス製品において、回路電極を電気的に接続する、いわゆる回路接続材料に用いられている。

近年のエレクトロニクス製品の小型化、薄型化に伴い、回路電極の高密度化が進んでおり、回路間隔や回路幅が非常に狭くなっている。

従来、回路接続材料には、有機絶縁性接着剤中にニッケル粒子や、プラスチック粒子表面にニッケルや金をめっきした金属めっき樹脂粒子等を導電粒子として分散した異方導電性接着剤が用いられてきた。しかし、このような回路接続材料を用いて高密度回路の接続を行った際には、隣接回路間に導電粒子が連結してショートが発生する問題があった。

この問題を解決するため、導電粒子表面に絶縁性樹脂をコートしたり（特許文献１参照）、導電粒子表面に絶縁性微粒子を固定化する対策（特許文献２参照）が提案されている。

特許第２５４６２６２号公報 特開２００７−２５８１４１号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された導電粒子であっても、回路接続時における隣り合う導電粒子間の摩擦により、導電粒子表面の絶縁性樹脂コートや導電粒子に固定化された絶縁性微粒子が脱落し、金属が粒子表面に露出してショートが発生する場合がある。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とを両立させることが可能な異方導電粒子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させた異方導電粒子であって、上記有機絶縁物質１００体積部に上記導電性微粒子を２０〜３００体積部分散させたものであり、かつ平均粒径が０．５〜３０μｍである、異方導電粒子を提供する。上記異方導電粒子は、有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させたものであるため、回路接続材料に用いた場合、回路接続時の隣り合う異方導電粒子間の摩擦による有機絶縁物質の脱落が生じ難く、ショートの発生を十分に抑制することができる。また、上記異方導電粒子によれば、回路接続時の圧力によって変形することで、導電性微粒子を介して対向する回路間の導通性を得ることができる。よって、上記異方導電粒子によれば、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とを両立させることができる。

本発明はまた、異方導電粒子に圧力を加え、粒子直径から５０％扁平させたときの抵抗が、上記圧力を加える前の異方導電粒子の抵抗の１／１００以下である異方導電粒子を提供する。かかる異方導電粒子によれば、上記の条件を満たすことにより、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とを両立させることができる。

ここで、上記異方導電粒子は、有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させたものであることが好ましい。上記異方導電粒子は、有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させたものであるため、回路接続材料に用いた場合、回路接続時の隣り合う異方導電粒子間の摩擦による有機絶縁物質の脱落が生じ難く、ショートの発生を十分に抑制することができる。また、上記異方導電粒子によれば、回路接続時の圧力によって変形することで、導電性微粒子を介して対向する回路間の導通性を得ることができる。よって、上記異方導電粒子によれば、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とを両立させることができる。

本発明の異方導電粒子は、上記有機絶縁物質１００体積部に上記導電性微粒子を２０〜３００体積部分散させたものであることが好ましい。上記構成を有する異方導電粒子は、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とをより十分に両立させることができる。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子の平均粒径は、異方導電粒子の平均粒径の０．０００２〜０．６倍であることが好ましい。上記構成を有する異方導電粒子は、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とをより十分に両立させることができる。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子の最大粒径は、異方導電粒子の平均粒径の０．９倍以下であることが好ましい。上記構成を有する異方導電粒子は、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性をより十分に確保することができる。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子は、炭素材料からなる粒子であることが好ましい。また、上記炭素材料は、黒鉛又はカーボンナノチューブであることが好ましい。上記構成を有する異方導電粒子は、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とをより十分に両立させることができる。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子は、金属材料からなる粒子であることも好ましく、上記金属材料は、銀又は金であることが好ましい。上記金属材料からなる粒子は、比抵抗が小さく、少量で十分に低い接続抵抗が得られるため好ましい。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子の形状は、鱗片状又は針状であることが好ましい。鱗片状又は針状の形状を有する導電性微粒子は、球状粒子や楕円形状粒子や塊状粒子に比べて同じ体積で表面積が大きくなることから、少ない使用量で十分に低い接続抵抗が得られるため好ましい。

本発明の異方導電粒子において、上記導電性微粒子は、表面が疎水化処理されたものであることが好ましい。導電性微粒子の表面を疎水化することで、異方導電粒子における有機絶縁物質と導電性微粒子との密着強度を向上できるため好ましい。

本発明の異方導電粒子は、平均粒径が０．５〜３０μｍであることが好ましい。上記構成を有する異方導電粒子は、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とをより十分に両立させることができる。

本発明によれば、回路接続材料に用いた場合に、隣接する回路間の絶縁性の確保と、対向する回路間の導通性の確保とを両立させることが可能な異方導電粒子を提供することができる。

本発明の異方導電粒子の好適な一実施形態を示す模式断面図である。

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明の異方導電粒子は、各々独立した二つの特徴がある。第一の特徴は、有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させることである。第二の特徴は、異方導電粒子に圧力を加え、粒子直径から５０％扁平させたときの抵抗が、上記圧力を加える前の異方導電粒子の抵抗の１／１００以下であることである。

上記第二の特徴において、異方導電粒子に圧力を加え、粒子直径から５０％扁平させたときの抵抗が、上記圧力を加える前の異方導電粒子の抵抗の１／１００以下であれば、その材料、材質、構成、製法等は特に限定しない。この値は、異方導電粒子を回路接続材料として使用する場合に、接続する回路の精細度により適宜選択されるが、高精細回路での対向する回路間の導通性と隣接回路間の絶縁性とをより十分に両立させる観点からは、１／１０００以下であることがより好ましく、１／１００００以下であることが特に好ましく、１／１０００００以下であることが極めて好ましい。

なお、「粒子直径から５０％扁平させたときの抵抗」とは、異方導電粒子に圧力を加え、加圧方向の厚みが加圧前の厚みを基準として５０％となるように変形させたときの上記加圧方向の抵抗を意味する。また、異方導電粒子が後述するように球状以外の形状である場合、上記加圧方向は、厚みが最小である方向とする。

図１は、本発明の異方導電粒子の好適な一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態に係る異方導電粒子７は、有機絶縁物質３と、該有機絶縁物質３中に分散された導電性微粒子２と、からなるものである。

異方導電粒子７は、有機絶縁物質３をバインダにし、そこに導電性微粒子２を所定量分散させることにより得ることができる。ここで、有機絶縁物質３としては、例えば、スチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリエステル等が挙げられる。

また、有機絶縁物質３は、有機−無機複合絶縁物質であってもよい。

また、異方導電粒子７は、芳香族液晶化合物、芳香族多環化合物、フタロシアニン類、ナフタロシアニン類、及びこれらの化合物の高分子量誘導体等、分子構造が平面で、かつ、それに垂直に共役π電子軌道を有する化合物を主成分とする粒子などによっても供することができる。

本発明の異方導電粒子７は、例えば、上記有機絶縁物質３の原料モノマーと硬化剤とを水中に分散させて行う懸濁重合やパール重合の際に、その重合系に所定量の導電性微粒子２を一緒に分散することで得ることができる。

また、上記有機絶縁物質３の原料モノマーに導電性微粒子２を分散したものを加熱又は紫外線等により硬化させ、これを粉砕、分級することにより所望の径の粒子を得ることもできる。

また、上記有機絶縁物質３の原料モノマーに導電性微粒子２を分散し、塗工機等でフィルム化し、加熱又は紫外線等にてモノマーを反応させたフィルムを粉砕し、分級により所望の径の粒子を得ることができる。

また、上記有機絶縁物質３を溶融若しくは溶剤に溶解し、そこに導電性微粒子２を所定量分散し、塗工機等でフィルム化し、加熱又は紫外線等にてモノマーを反応させたフィルムを粉砕し、分級により所望の径の粒子を得ることができる。

使用する導電性微粒子２が磁性体の場合、上記フィルム化の際に、上下方向に磁石等により磁場を印加することで、上下方向に導電性微粒子２を配列させることができる。

本発明の異方導電粒子７の平均粒径は、０．５〜３０μｍであることが好ましい。この平均粒径は、回路接続材料として使用する場合に、接続する回路の精細度により適宜選択されるが、高精細回路での対向する回路間の導通性と隣接回路間の絶縁性の観点からは、１〜２０μｍであることがより好ましい。対向する回路間の接続状態の確認を異方導電粒子７の扁平状態で確認する場合、顕微鏡での観察を行うため、その視認性の観点からは、平均粒径は２〜１０μｍであることが特に好ましい。

上記異方導電粒子７の平均粒径は、顕微鏡により個々の粒子の粒径を測定し、その平均を求めることで得られる（測定数１００個）。

本発明に使用される有機絶縁物質３は、２５℃、７０％ＲＨの条件で測定される絶縁抵抗が、１×１０^８Ω／ｃｍ以上となる物質であることが好ましい。上記絶縁抵抗は、例えば、一般的な絶縁抵抗計により測定することができる。

このような有機絶縁物質３としては、例えば、スチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリエステル等の有機絶縁物質、有機−無機複合絶縁物質、及び、それらの共重合体が挙げられる。これらは、従来の回路接続材料の原材料として実績もあり、好適に使用することができる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

本発明に用いる導電性微粒子２の材質には一般的な導電体を用いることができる。導電性微粒子２の材質としては、例えば、黒鉛、カーボンナノチューブ、メソフェーズカーボン、非晶質炭素、カーボンブラック、カーボンファイバー、フラーレン、カーボンナノホーン等の炭素材料、白金、銀、銅、ニッケル等の金属材料などが挙げられる。これらの中でも、黒鉛やカーボンナノチューブ等のグラファイト類は、安価に製造できる観点から好ましい。一方、金、白金、銀、銅等の貴金属類は、比抵抗が小さく、少量で低い接続抵抗が得られる観点から好ましい。また、これらの導電性微粒子２は、市場からの入手が容易なことからも好ましい。上記銀からなる導電性微粒子２は、例えば、三井金属鉱業株式会社製の製品名３０００シリーズ、ＳＰシリーズ等として入手可能である。上記銅からなる導電性微粒子２は、例えば、三井金属鉱業株式会社製の製品名１０００Ｙシリーズ、１０００Ｎシリーズ、ＭＡ−Ｃシリーズ、１０００ＹＰシリーズ、Ｔシリーズ、ＭＦ−ＳＨシリーズ等として入手可能である。上記白金からなる導電性微粒子２は、例えば、田中貴金属工業株式会社製の製品名ＡＹ−１０００シリーズ等として入手可能である。上記黒鉛からなる導電性微粒子２は、例えば、オリエンタル産業株式会社製の製品名ＡＴシリーズ等として入手可能である。上記カーボンナノチューブからなる導電性微粒子２は、例えば、株式会社ＧＳＩクレオス製の製品名カルベール、昭和電工株式会社製の製品名ＶＧＣＦシリーズ等として入手可能である。上記カーボンブラックからなる導電性微粒子２は、例えば、三菱化学株式会社製の製品名＃３０００シリーズ等として入手可能である。また、その他、炭素材料の多くについても、三菱化学株式会社、日本カーボン株式会社、日立化成工業株式会社等から入手可能である。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

また、これらの導電性微粒子２は、表層を異なる金属等でコーティングしてもよく、また、樹脂微粒子の表面を金属等でコーティングしたものでも使用できる。

本発明の異方導電粒子７に用いる導電性微粒子２は、有機絶縁物質３を１００体積部に対して、２０〜３００体積部分散させることで機能を発現しやすくすることができる。また、この導電性微粒子２の量は３０〜２５０体積部であることがより好ましく、５０〜１５０体積部であることが特に好ましい。この導電性微粒子２の量が２０体積部未満では、扁平後の異方導電粒子７の抵抗が高くなりやすい。また、３００体積部を超えると圧力を加える前の異方導電粒子７の抵抗が低下しやすいため、回路接続時の隣接回路間の絶縁性が低下する可能性がある。

本発明に使用する導電性微粒子２の形状は、特に制限はないが、例えば、不定形（形状を定義できないものや、様々な形状の粒子が混在しているもの）、球状、楕円球状、塊状、鱗片状、鱗状、板状、針状、繊維状、数珠状、等が挙げられる。鱗片状、針状等の形状を有する導電性微粒子２は、球状粒子や楕円形状粒子や塊状粒子に比べて同じ体積で表面積が大きくなることから、少ない使用量で同様の効果が得られるため、好ましい。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

本発明に使用する導電性微粒子２の平均粒径は、上記異方導電粒子７の平均粒径の０．０００２〜０．６倍であることが好ましく、０．００１〜０．５倍であることがより好ましく、０．０１〜０．５倍であることが特に好ましい。この導電性微粒子２の平均粒径が、得られる異方導電粒子７の平均粒径の０．０００２倍未満となると、加圧時の異方導電粒子７の抵抗が低下しにくい可能性がある。また、０．６倍を超えると導電性微粒子２が異方導電粒子７表面から飛び出しやすくなり、圧力を加える前の異方導電粒子７の抵抗が低下しやすくなり、回路接続時の隣接回路間の絶縁性が低下する可能性がある。

上記導電性微粒子２の最大粒径は、上記異方導電粒子７の平均粒径の０．９倍以下であることが好ましく、０．８倍以下であることがより好ましい。この導電性微粒子２の最大粒径が、得られる異方導電粒子７の平均粒径の０．９倍を超えると、導電性微粒子２が異方導電粒子７表面から飛び出しやすくなり、圧力を加える前の異方導電粒子７の抵抗が低下しやすくなり、回路接続時の隣接回路間の絶縁性が低下する可能性がある。

なお、上記導電性微粒子２の粒径は、上記導電性微粒子２の形状が球形以外の場合には、該導電性微粒子２に外接する最小の球の直径を該導電性微粒子２の粒径とする。

上記導電性微粒子２の平均粒径及び最大粒径は、顕微鏡により個々の粒子の粒径を測定し、その平均を求めることで得られる（測定数１００個）。

また、本発明では表面を疎水化した導電性微粒子２を使用することができる。導電性微粒子２の表面を疎水化することで、異方導電粒子７における有機絶縁物質３と導電性微粒子２との密着強度が向上できる。また、本発明の異方導電粒子７を懸濁重合や乳化重合等の、水層中の油滴から粒子を製造する方法にて作製する場合には、油滴に選択的に導電性微粒子２を含有させることができるため、生産歩留まりが向上する。

上記疎水化処理としては、例えば、カップリング剤処理、硫黄原子含有有機化合物又は窒素原子含有有機化合物による導電性微粒子２表面の処理等が挙げられる。

上記カップリング剤処理は、例えば、カップリング剤が可溶な溶剤にカップリング剤を所定量溶解させた溶液に、導電性微粒子２を含侵することで行うことができる。このとき、溶液中のカップリング剤の含有量は、溶液全体に対して、０．０１質量％〜５質量％であることが好ましく、０．１質量％〜１．０質量％であることがより好ましい。

使用するカップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤が挙げられ、中でもシラン系カップリング剤が好ましく使用できる。シラン系カップリング剤は、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、イミダゾール基、ビニル基、メタクリル基等の官能基を分子中に有するものであることが好ましい。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

これらシラン系カップリング剤溶液の調製に使用される溶媒は、例えば、水、アルコール、ケトン類等を用いることが可能である。また、カップリング剤の加水分解を促進するために、例えば、少量の酢酸、塩酸等の酸を添加することもできる。

上記シラン系カップリング剤で処理した導電性微粒子２は、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、真空乾燥等により乾燥を行うことができる。また、使用するカップリング剤の種類によって、乾燥前に水洗又は超音波洗浄を行うことも可能である。

上記硫黄原子含有有機化合物又は窒素原子含有有機化合物としては、例えば、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基等の硫黄原子を含有する化合物、分子内に−Ｎ＝、−Ｎ＝Ｎ−または−ＮＨ_２等の基を含む窒素原子含有有機化合物などを１種以上含む化合物が挙げられる。これらは、酸性溶液、アルカリ性溶液又はカップリング剤溶液に加えて用いることも可能である。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

上記硫黄原子含有有機化合物としては、例えば、下記一般式（Ｉ）；
ＨＳ−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｒ ・・・（Ｉ）
（式中、ｎは１〜２３の整数であり、Ｒは一価の有機基、水素原子又はハロゲン原子を示す。）
で表される構造を有する脂肪族チオール、チアゾール誘導体（チアゾール、２−アミノチアゾール、２−アミノチアゾール−４−カルボン酸、アミノチオフェン、ベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−アミノベンゾチアゾール、２−アミノ−４−メチルベンゾチアゾール、２−ベンゾチアゾロール、２，３−ジヒドロイミダゾ〔２，１−ｂ〕ベンゾチアゾール−６−アミン、２−（２−アミノチアゾール−４−イル）−２−ヒドロキシイミノ酢酸エチル、２−メチルベンゾチアゾール、２−フェニルベンゾチアゾール、２−アミノ−４−メチルチアゾール等）、チアジアゾール誘導体（１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，２，５−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾール、２−アミノ−５−エチル−１，３，４−チアジアゾール、５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−チオール、２，５−メルカプト−１，３，４−チアジアゾール、３−メチルメルカプト−５−メルカプト−１，２，４−チアジアゾール、２−アミノ−１，３，４−チアジアゾール、２−（エチルアミノ）−１，３，４−チアジアゾール、２−アミノ−５−エチルチオ−１，３，４−チアジアゾール等）、メルカプト安息香酸、メルカプトナフトール、メルカプトフェノール、４−メルカプトビフェニル、メルカプト酢酸、メルカプトコハク酸、３−メルカプトプロピオン酸、チオウラシル、３−チオウラゾール、２−チオウラミル、４−チオウラミル、２−メルカプトキノリン、チオギ酸、１−チオクマリン、チオクモチアゾン、チオクレゾール、チオサリチル酸、チオチアヌル酸、チオナフトール、チオトレン、チオナフテン、チオナフテンカルボン酸、チオナフテンキノン、チオバルビツール酸、チオヒドロキノン、チオフェノール、チオフェン、チオフタリド、チオフテン、チオールチオン炭酸、チオルチドン、チオールヒスチジン、３−カルボキシプロピルジスルフィド、２−ヒドロキシエチルジスルフィド、２−アミノプロピオン酸、ジチオジグリコール酸、Ｄ−システイン、ジ−ｔ−ブチルジスルフィド、チオシアン、チオシアン酸などが挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

上記脂肪族チオールを表す上記一般式（Ｉ）において、Ｒとしては、例えば、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基等の一価の有機基が好ましく挙げられるが、これらに限定するものではなく、例えば、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、アシルオキシ基、ハロアルキル基、ハロゲン原子、水素原子、チオアルキル基、チオール基、置換されていても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、複素環等も挙げられる。また、一価の有機基中のアミノ基、アミド基、カルボキシル基、ヒドロキシル基は、１個あればよく、１個以上であることが好ましく、２個以上であることがより好ましい。他に上述した上記一価の有機基は、アルキル基等の置換基を有していてもよい。

また、上記脂肪族チオールを表す上記一般式（Ｉ）において、ｎは１〜２３の整数であり、４〜１５の整数であることがより好ましく、６〜１２の整数であることが特に好ましい。

上記窒素原子含有有機化合物としては、例えば、トリアゾール誘導体（１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、２Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、１−アミノベンゾトリアゾール、３−アミノ−５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、３−オキシ−１，２，４−トリアゾール、アミノウラゾール等）、テトラゾール誘導体（テトラゾリル、テトラゾリルヒドラジン、１Ｈ−１，２，３，４−テトラゾール、２Ｈ−１，２，３，４−テトラゾール、５−アミノ−１Ｈ−テトラゾール、１−エチル−１，４−ジヒドロキシ５Ｈ−テトラゾール−５−オン、５−メルカプト−１−メチルテトラゾール、テトラゾールメルカプタン等）、オキサゾール誘導体（オキサゾール、オキサゾリル、オキサゾリン、ベンゾオキサゾール、３−アミノ−５−メチルイソオキサゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−アミノオキサゾリン、２−アミノベンゾオキサゾール等）、オキサジアゾール誘導体（１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、１，２，５−オキサジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾロン−５、１，３，４−オキサジアゾロン−５等）、オキサトリアゾール誘導体（１，２，３，４−オキサトリアゾール、１，２，３，５−オキサトリアゾール等）、プリン誘導体（プリン、２−アミノ−６−ヒドロキシ−８−メルカプトプリン、２−アミノ−６−メチルメルカプトプリン、２−メルカプトアデニン、メルカプトヒポキサンチン、メルカプトプリン、尿酸、グアニン、アデニン、キサンチン、テオフィリン、テオブロミン、カフェイン等）、イミダゾール誘導体（イミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、４−アミノ−５−イミダゾールカルボン酸アミド、ヒスチジン等）、インダゾール誘導体（インダゾール、３−インダゾロン、インダゾロール等）、ピリジン誘導体（２−メルカプトピリジン、アミノピリジン等）、ピリミジン誘導体（２−メルカプトピリミジン、２−アミノピリミジン、４−アミノピリミジン、２−アミノ−４，６−ジヒドロキシピリミジン、４−アミノ−６−ヒドロキシ−２−メルカプトピリミジン、２−アミノー４−ヒドロキシ−６−メチルピリミジン、４−アミノ−６−ヒドロキシ−２−メチルピリミジン、４−アミノ−６−ヒドロキシピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン、４−アミノ−６−メルカプトピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン、２−ヒドロキシピリミジン、４−メルカプト−１Ｈ−ピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン、４−アミノ−２，６−ジヒドロキシピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ヒドロキシピリミジン、２，４，６−トリアミノピリミジン等）、チオ尿素誘導体（チオ尿素、エチレンチオ尿素、２−チオバルビツール酸等）、アミノ酸（グリシン、アラニン、トリプトファン、プロリン、オキシプロリン等）、１，３，４−チオオキサジアゾロン−５、チオクマゾン、２−チオクマリン、チオサッカリン、チオヒダントイン、チオピリン、γ−チオピリン、グアナジン、グアナゾール、グアナミン、オキサジン、オキサジアジン、メラミン、２，４，６−トリアミノフェノール、トリアミノベンゼン、アミノインドール、アミノキノリン、アミノチオフェノール、アミノピラゾールなどが挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

これら本発明の異方導電粒子７は、用途に応じて、本発明の範囲内のものを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することもできるし、本発明の範囲外の異方導電粒子や導電性粒子とともに組み合わせて使用することもできる。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
＜導電性微粒子の作製＞
化学還元法にて、粒径分布０．００５〜１０μｍの鱗片状銀粉末１を得た。得られた銀粉末１を分級し、平均粒径０．２５μｍ、最大粒径０．４μｍの鱗片状銀粉末２を得た。

＜異方導電粒子の作製＞
テトラメチロールメタントリアクリレート６０質量部、ジビニルベンゼン２０質量部及びアクリロニトリル２０質量部を混合し、有機絶縁物質の原料モノマーとした。更に、この有機絶縁物質の原料モノマー１００体積部に対して、銀粉末２を１２０体積部添加し、ビーズミルを用いて４８時間かけて銀粉末を分散させた。この銀粉末が分散された組成物に、過酸化ベンゾイル２質量部を混合し、これを３質量％濃度のポリビニルアルコール水溶液８５０質量部に投入し、よく攪拌した後、ホモジナイザーでこの重合性単量体の液滴が粒径約０．４〜３３μｍの微粒子状となるように懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液を、温度計と攪拌機と還流冷却器とを備えた２リットルのセパラブルフラスコに移し、窒素雰囲気中で攪拌しながら８５℃に加熱昇温し、７時間重合反応を行い、更に９０℃に昇温して３時間保ち、重合反応を完結させた。その後、重合反応液を冷却し、生成した粒子を濾過し、充分に水洗し乾燥させて、粒径が０．４〜３３μｍの異方導電粒子を得た。得られた異方導電粒子を分級して、平均粒径５．５５μｍの、銀微粒子を含有した異方導電粒子１を得た。

＜異方導電粒子の抵抗の測定＞
微小圧縮試験機（ＰＣＴ−２００型、島津製作所社製）を用い、微小圧縮試験機の圧子とステンレステーブルのそれぞれに金線を接合して圧子とステンレステーブル間の抵抗を測定できるようにして、異方導電粒子１の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定（測定数１００個）し、結果を表１に示した。表１に示した結果は、１００個の異方導電粒子１についてそれぞれ測定した抵抗値の平均値である。

［実施例２］
実施例１で作製した銀粉末２を、メチルエチルケトン１００質量部にＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランを３質量部溶解させた溶液に浸し、１昼夜攪拌することで銀粉末表面を疎水化した。この表面を疎水化した銀粉末を用いたこと以外は実施例１と同様にして異方導電粒子２を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子２の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例３］
実施例１で作製した異方導電粒子を分級して、平均粒径０．５μｍの異方導電粒子３を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子３の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例４］
実施例１で作製した異方導電粒子を分級して、平均粒径３０μｍの異方導電粒子４を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子４の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例５］
実施例１にて使用した銀粉末２の配合量を２０体積部にした以外は実施例１と同様にして異方導電粒子５を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子５の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例６］
実施例１にて使用した銀粉末２の配合量を３００体積部にした以外は実施例１と同様にして異方導電粒子６を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子６の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例７］
実施例１にて使用した銀粉末１を分級し、平均粒径０．０１μｍ、最大粒径０．０３μｍの鱗片状銀粉末３を得た。この銀粉末３を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子７を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子７の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例８］
実施例１にて使用した銀粉末１を分級し、平均粒径３．３μｍ、最大粒径４．９５μｍの鱗片状銀粉末４を得た。この銀粉末４を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子８を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子８の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例９］
導電性微粒子に平均粒径３μｍ、最大粒径４μｍで不定形の黒鉛を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子９を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子９の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１０］
導電性微粒子に平均粒径３μｍ、最大粒径４μｍで針状の黒鉛を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子１０を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１０の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１１］
導電性微粒子に平均粒径１μｍ、最大粒径２μｍで球状の金を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子１１を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１１の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１２］
シリコーンレジン（ＫＲ−２４２Ａ：信越化学工業株式会社製）１００体積部に対し、銀粉末２を１２０体積部添加し、ビーズミルを用いて４８時間かけて銀粉末を分散させた。そこにさらに重合触媒ＣＡＴ−ＡＣ（信越化学工業株式会社製）をシリコーンレジン１００質量部に対して１質量部加えて１０分間攪拌した。得られた導電性微粒子分散シリコーンレジンを、ＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、１２０℃で１時間熱風乾燥することにより、厚み５０μｍのフィルム状導電性微粒子分散シリコーンレジンを得た。得られたフィルム状導電性微粒子分散シリコーンレジンを粉砕、次いで分級することで平均粒径５μｍの異方導電粒子１２を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１２の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１３］
実施例１にて使用した銀粉末２の配合量を１０体積部にした以外は実施例１と同様にして異方導電粒子１３を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１３の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１４］
実施例１にて使用した銀粉末２の配合量を４００体積部にした以外は実施例１と同様にして異方導電粒子１４を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１４の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［実施例１５］
実施例１にて使用した銀粉末１を分級し、平均粒径３．９μｍ、最大粒径５．５μｍの鱗片状銀粉末５を得た。この銀粉末５を使用した以外は実施例１と同様にして異方導電粒子１５を得た。実施例１と同様の方法で異方導電粒子１５の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した

［比較例１（導電性粒子）］
樹脂粒子にニッケル及び金をコーティングした導電性粒子（積水化学株式会社、製品名：ミクロパールＡＵ）を比較例１の導電性粒子とした。実施例１と同様の方法で、この導電性粒子の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［比較例２（絶縁粒子被覆導電性粒子）］
＜絶縁粒子の作製＞
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を取り付けた１０００ｍＬ容セパラブルフラスコ中で、メタクリル酸メチル１００ｍｍｏｌ、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、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩１ｍｍｏｌからなるモノマー組成物を固形分率が５質量％となるように蒸留水に加え、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する平均粒径２２０ｎｍの絶縁粒子を得た。

＜金属表面粒子の作製＞
平均粒径５μｍのテトラメチロールメタンテトラアクリレート／ジビニルベンゼン共重合体からなるコア粒子に、脱脂、センシタイジング、アクチベイチングを行い樹脂表面にＰｄ核を生成させ、無電解メッキの触媒核とした。次に、この触媒核を有する粒子を、所定の方法に従って建浴、加温した無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキ層を形成した。次に、ニッケル層の表面に無電解置換金メッキを行い、金属表面粒子を得た。得られた金属表面粒子のＮｉメッキの厚みは９０ｎｍであり、金メッキの厚みは３０ｎｍであった。

＜絶縁粒子被覆導電性粒子の作製＞
上記絶縁粒子を超音波照射下で蒸留水に分散させ、絶縁粒子の１０質量％水分散液を得た。上記金属表面粒子１０ｇを蒸留水５００ｍＬに分散させ、そこに絶縁粒子の水分散液４ｇを添加し、室温（２５℃）で６時間攪拌した。３μｍのメッシュフィルターで濾過後、更にメタノールで洗浄、乾燥し、絶縁粒子被覆導電性粒子を得た。実施例１と同様の方法で、得られた絶縁粒子被覆導電性粒子の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

［比較例３（絶縁樹脂被覆導電粒子）］
パラプレンＰ−２５Ｍ（熱可塑性ポリウレタン樹脂、軟化点１３０℃、日本エラストラン株式会社製、商品名）の１質量％ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液に、比較例２で得られた金属表面粒子を添加して撹拌した。その後、得られた分散液をスプレードライヤ（ヤマト科学株式会社製、ＧＡ−３２型）により１００℃で１０分間噴霧乾燥を行ない、絶縁樹脂被覆導電性粒子を得た。この時の絶縁樹脂からなる被覆層の平均厚みは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察の結果、約１μｍであった。実施例１と同様の方法で、得られた絶縁樹脂被覆導電性粒子の圧力を加える前の抵抗と５０％扁平させた時の抵抗を測定し、結果を表１に示した。

実施例１〜１２で得られた異方導電粒子は全て、圧力を加え、粒子直径から５０％扁平させたときの抵抗が、上記圧力を加える前の異方導電粒子の抵抗の１／１００以下となった。

実施例１３では異方導電粒子が含有する導電性微粒子の量が少ないため、５０％扁平させても５０％扁平時抵抗が無変形時に比べて１／１００以下にはならなかったが、比較例１、２と比べ低下させることができた。

実施例１４では導電性微粒子の量が多すぎ、無変形時抵抗が低くなってしまったが、５０％扁平時抵抗が無変形時に比べて１／１００を上回った。

実施例１５では導電性微粒子の一部が異方導電粒子から飛び出してしまって無変形時抵抗が低くなってしまったが、５０％扁平時抵抗が１／１００を上回った。

比較例１は表面に金属めっきされているため、無変形時抵抗と５０％扁平時抵抗に差がほとんどなく、低い抵抗値となった。５０％扁平時抵抗が無変形時抵抗に比べて１０％程度低下しているのは、扁平により微小圧縮試験機の圧子及びステンレステーブルとの接触面積が広くなったためであると考えられる。

比較例２はＮｉめっき粒子の表面に付着している絶縁粒子間の隙間に微小圧縮試験機の圧子が入り込み、直接めっき層と接触してしまい無変形時抵抗と５０％扁平時抵抗に差がほとんどなく、低い抵抗値となった。５０％扁平時抵抗が無変形時抵抗に比べて２０％程度低下しているのは、扁平により微小圧縮試験機の圧子及びステンレステーブルとの接触面積が広くなったためであると考えられる。

比較例３はめっき層を均一に絶縁物質が被覆しているため、粒子を５０％扁平させても抵抗変化が発生しなかった。

実施例１３〜１５は無変形時に対する５０％扁平時の抵抗変化が１／１００を上回ったが、比較例１〜３と比較すると大きな抵抗変化が得られるため、用途に応じ実用に供し得る。

２…導電性微粒子、３…有機絶縁物質、７…異方導電粒子。

Claims (9)

1. 有機絶縁物質中に導電性微粒子を分散させた異方導電粒子であって、
   前記有機絶縁物質１００体積部に前記導電性微粒子を２０〜３００体積部分散させたものであり、かつ平均粒径が０．５〜３０μｍである、異方導電粒子。
2. 前記導電性微粒子の平均粒径が、異方導電粒子の平均粒径の０．０００２〜０．６倍である、請求項１記載の異方導電粒子。
3. 前記導電性微粒子の最大粒径が、異方導電粒子の平均粒径の０．９倍以下である、請求項１又は２記載の異方導電粒子。
4. 前記導電性微粒子の材質が、炭素材料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の異方導電粒子。
5. 前記炭素材料が、黒鉛又はカーボンナノチューブである、請求項４記載の異方導電粒子。
6. 前記導電性微粒子の材質が、金属材料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の異方導電粒子。
7. 前記金属材料が、銀又は金である、請求項６記載の異方導電粒子。
8. 前記導電性微粒子の形状が、鱗片状又は針状である、請求項１〜４及び６のいずれか一項に記載の異方導電粒子。
9. 前記導電性微粒子は、表面が疎水化処理されたものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の異方導電粒子。

Images