JP5275736B2 - 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 - Google Patents
導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5275736B2 JP5275736B2 JP2008245791A JP2008245791A JP5275736B2 JP 5275736 B2 JP5275736 B2 JP 5275736B2 JP 2008245791 A JP2008245791 A JP 2008245791A JP 2008245791 A JP2008245791 A JP 2008245791A JP 5275736 B2 JP5275736 B2 JP 5275736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine particles
- conductive
- point metal
- melting point
- low
- 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.)
- Active
Links
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title claims description 259
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 39
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 146
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 145
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 131
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 129
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 40
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 39
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 35
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Sn] Chemical compound [Ag].[Sn] QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GZBSIABKXVPBFY-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OCC(CO)(CO)CO GZBSIABKXVPBFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N bismuth tin Chemical compound [Sn].[Bi] JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004067 bulking agent Substances 0.000 description 1
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical class C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000012674 dispersion polymerization Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- MSYLJRIXVZCQHW-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;6-phenyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(C=2C=CC=CC=2)=N1 MSYLJRIXVZCQHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000346 polystyrene-polyisoprene block-polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N tin zinc Chemical compound [Zn].[Sn] GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000597 tin-copper alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Description
これらの異方性導電材料は、例えば、液晶ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器において、基板同士を電気的に接続したり、半導体素子等の小型部品を基板に電気的に接続したりするために、相対向する回路基板や電極端子の間に挟み込んで使用されている。
これを解決するためにハンダを球状にした、いわゆるハンダボールでICやLSIを基板に接続するBGA(ボールグリッドアレイ)という技術が開発された。この技術によれば、チップ又は基板上に実装されたハンダボールを高温で溶融し、基板とチップとを接続することにより、高い生産性と、高い接続信頼性とを両立した電子回路基板を製造することができる。
しかし、近年、基板の多層化が進み、多層基板は使用環境の影響を受けやすいことから、基板に歪みや伸縮が発生し、基板間の接続部に断線が発生するという問題があった。
例えば、ハンダボールを用いて、半導体が基板に接続されると、半導体と基板との線膨張係数が違うため、ハンダボールに応力が加わる。その結果、ハンダボールに亀裂が入り、断線することがあった。
しかし、従来の方法では、粒子径が200μm以下の基材微粒子に錫合金めっき皮膜を形成することは、困難であった。例えば、粒子径が200μm以下の基材微粒子の表面に、電気めっき法を用いて錫合金めっき皮膜を形成しようとすると、基材微粒子がめっき液中で浮遊することがある。その結果、基材微粒子が電極と充分に接触できず、めっき皮膜が形成されないという問題があった。また、形成する錫合金めっき皮膜の組成に合わせて、めっき液を開発する必要があり、所望の組成を有する錫合金めっき皮膜を形成できないことがあった。更に、めっき工程は手間がかかり、めっき液の調製や、めっき装置の導入により費用が増大するという問題があった。
また、本発明の別の態様は、基材微粒子の表面に導電層及び低融点金属層が順次形成された導電性微粒子の製造方法であって、基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子と、低融点金属とを上記低融点金属の融点以上に加熱し、混合することにより得られた溶融混合物と、高沸点溶媒とを含有する溶融混合物分散液を上記低融点金属の融点以上に加熱する工程、上記溶融混合物分散液を攪拌することにより、上記導電層形成微粒子の表面に低融点金属層を形成する工程、及び、上記溶融混合物分散液を冷却する工程を有する導電性微粒子の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
本発明の導電性微粒子の製造方法は、上記基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子と、低融点金属を含有する低融点金属微粒子と、高沸点溶媒とを含有する微粒子分散液を調製する工程を有してもよい。
本発明では、基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子1と、低融点金属を含有する低融点金属微粒子2と、高沸点溶媒(図示せず)とを含有する微粒子分散液を調製する工程を行なうことが好ましい。上記微粒子分散液には、導電層形成微粒子1及び低融点金属微粒子2が分散している(図1(a))。次いで、微粒子分散液を低融点金属の融点以上に加熱し、例えば、ホモジナイザー等を用いて微粒子分散液を攪拌し、導電層形成微粒子1に低融点金属微粒子2を接触させる(図1(b))。これにより、溶融した低融点金属微粒子2は導電層形成微粒子1に付着し、低融点金属の皮膜が形成される(図1(c))。その後、図1(a)〜(c)が繰り返されることにより、導電層形成微粒子1の表面に低融点金属層が形成された導電性微粒子3が得られる(図1(d))。
上記樹脂微粒子は特に限定されず、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、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等で構成される樹脂微粒子が挙げられる。
上記ポリオレフィン樹脂は特に限定されず、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂等が挙げられる。上記アクリル樹脂は特に限定されず、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリメチルアクリレート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記重合法は特に限定されず、乳化重合、懸濁重合、シード重合、分散重合、分散シード重合等の重合法が挙げられる。
K値(N/mm2)=(3/√2)・F・S−3/2・R−1/2
F:樹脂微粒子の10%圧縮変形における荷重値(N)
S:樹脂微粒子の10%圧縮変形における圧縮変位(mm)
R:樹脂微粒子の半径(mm)
なお、上記基材微粒子の平均粒子径は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて無作為に選んだ50個の基材微粒子の粒子径を測定し、測定した粒子径を算術平均することにより求めることができる。
上記導電層を形成する金属は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、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、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム等が挙げられる。なかでも、導電性に優れることから、上記導電層を形成する金属は、金、銅又はニッケルであることが好ましい。
なお、上記導電層の厚さは、無作為に選んだ10個の導電性微粒子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察して測定し、これらを算術平均した厚さである。
本発明の導電性微粒子の製造方法を用いれば、従来の電気めっき法、無電解めっき法等では形成することができなかった組成の低融点金属層を形成することができる。
上記低融点金属微粒子に含有される金属の合計に占める上記金属の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は0.0001重量%、好ましい上限は2重量%である。上記金属の含有量が0.0001重量%未満であると、上記低融点金属層と電極との接合強度が充分に得られないことがある。上記金属の含有量が2重量%を超えると導電性微粒子の柔軟性が低下することがある。
また、上記低融点金属微粒子の平均粒子径は、上記導電層形成微粒子の平均粒子径の1/10以下であることが好ましい。上記低融点金属微粒子の平均粒子径が、上記導電層形成微粒子の平均粒子径の1/10を超えると、上記低融点金属微粒子を接触させて、上記導電層形成微粒子の表面に低融点金属層を形成できないことがある。
なお、上記低融点金属層の厚さは、無作為に選んだ10個の導電性微粒子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察して測定し、これらを算術平均した厚さである。
別の態様の本発明では、基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子1と、低融点金属2aとを含有する溶融混合物4(図2(a))を、高沸点溶媒(図示せず)に分散させて得られた溶融混合物分散液を、低融点金属2aの融点以上に加熱して、低融点金属2を溶融させる(図2(b))。次いで、例えば、ホモジナイザー等を用いて溶融混合物分散液を攪拌することで、低融点金属2aを表面に有する導電層形成微粒子1を分離させる(図2(c))。その後、溶融混合物分散液を冷却することで、基材微粒子の表面に導電層及び低融点金属層が形成された導電性微粒子3が得られる(図2(d))。
なお、別の態様の本発明は、基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子1と、低融点金属2aとを低融点金属2aの融点以上に加熱し、混合することにより溶融混合物を作製する工程を有してもよい。
上記分散剤として、例えば、カルボキシル基を有する化合物、硫黄化合物、窒素化合物等が挙げられる。上記カルボキシル基を有する化合物として、例えば、ロジン、ロジン誘導体、高級脂肪酸等が挙げられ、上記硫黄化合物として、例えば、チオール類、スルフィド類等が挙げられ、上記窒素化合として、例えば、アミン類等が挙げられる。
また、上記溶融混合物分散液を上記低融点金属の融点以上に加熱する工程における加熱温度、及び、上記溶融混合物分散液を冷却する工程における冷却温度は、特に限定されず、例えば、本発明の導電性微粒子の製造方法と同様の温度が挙げられる。
上記ビニル樹脂は特に限定されないが、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂は特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂は特に限定されないが、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性ブロック共重合体は特に限定されないが、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、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。これらの樹脂は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
また、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、湿気硬化型樹脂であってもよい。
また、上記バインダー樹脂と、本発明の導電性微粒子とを混合することなく、別々に用いて異方性導電材料としてもよい。
(導電層形成微粒子の作製)
テトラメチロールメタンテトラアクリレートとジビニルベンゼンとの共重合樹脂微粒子(平均粒子径240μm)の表面に、無電解ニッケルめっき法を用いてニッケル層を形成した後、電解銅めっき法を用いて厚さ10μmの銅層(導電層)を形成することにより、導電層形成微粒子を得た。
得られた導電層形成微粒子10重量部と、Sn42/Bi58合金微粒子(粒子径分布10〜25μm、融点139℃、Sn42重量%、Bi58重量%)10重量部とをひまし油(和光純薬工業社製、沸点313℃)80重量部に分散させ、微粒子分散液を調製した。
得られた微粒子分散液をSn42/Bi58合金微粒子の融点以上である164℃に加熱し、ホモジナイザーを用いて攪拌することにより、溶融したSn42/Bi58合金微粒子を導電層形成微粒子に付着させ、導電層形成微粒子の表面にSn42/Bi58合金層(低融点金属層)を形成した。その後、分散状態を保持したまま、室温まで冷却した後、粒子をエタノールで洗浄することにより、厚さ2μmの低融点金属層を有する導電性微粒子を得た。
実施例1の(低融点金属層の形成)において、以下の方法を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電性微粒子を得た。
実施例1で得られた導電層形成微粒子100重量部と、Sn42/Bi58合金の塊(融点139℃)100重量部とを、るつぼに入れて、164℃に加熱しながら混合し、その後、室温まで冷却することにより、溶融混合物を得た。
得られた溶融混合物20重量部をひまし油(和光純薬工業社製、沸点313℃)80重量部に分散させ、溶融混合物分散液を調製した。
得られた溶融混合物分散液をSn42/Bi58合金の融点以上である164℃に加熱し、ホモジナイザーを用いて攪拌することにより、導電層形成微粒子の表面にSn42/Bi58合金層(低融点金属層)を形成した。その後、分散状態を保持したまま、室温まで冷却した後、粒子をエタノールで洗浄することにより、厚さ4μmの低融点金属層を有する導電性微粒子を得た。
実施例1〜2で得られた導電性微粒子の直径方向の断面形状を、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて撮影し、低融点金属層の断面形状を確認した。図3、4は、実施例1、2で得られた導電性微粒子の低融点金属層及び導電層の断面形状を撮影した拡大写真である。
2 低融点金属微粒子
2a 低融点金属
3 導電性微粒子
4 溶融混合物
Claims (8)
- 基材微粒子の表面に導電層及び低融点金属層が順次形成された導電性微粒子の製造方法であって、
基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子と、低融点金属を含有する低融点金属微粒子と、高沸点溶媒とを含有する微粒子分散液を前記低融点金属の融点以上に加熱する工程、
前記導電層形成微粒子と前記低融点金属微粒子とを接触させることにより、前記導電層形成微粒子の表面に低融点金属層を形成する工程、及び、
前記微粒子分散液を冷却する工程を有することを特徴とする導電性微粒子の製造方法。 - 基材微粒子の表面に導電層及び低融点金属層が順次形成された導電性微粒子の製造方法であって、
基材微粒子の表面に導電層が形成された導電層形成微粒子と、低融点金属とを前記低融点金属の融点以上に加熱し、混合することにより得られた溶融混合物と、高沸点溶媒とを含有する溶融混合物分散液を前記低融点金属の融点以上に加熱する工程、
前記溶融混合物分散液を攪拌することにより、前記導電層形成微粒子の表面に低融点金属層を形成する工程、及び、
前記溶融混合物分散液を冷却する工程を有することを特徴とする導電性微粒子の製造方法。 - 低融点金属は、錫又は錫合金であることを特徴とする請求項1又は2記載の導電性微粒子の製造方法。
- 基材微粒子は、樹脂微粒子であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の導電性微粒子の製造方法。
- 基材微粒子は、銅微粒子であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の導電性微粒子の製造方法。
- 請求項1、2、3、4又は5記載の導電性微粒子の製造方法により製造されていることを特徴とする導電性微粒子。
- 請求項6記載の導電性微粒子と、バインダー樹脂とを含有することを特徴とする異方性導電材料。
- 請求項6記載の導電性微粒子、又は、請求項7記載の異方性導電材料を用いることにより導電接続されていることを特徴とする導電接続構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008245791A JP5275736B2 (ja) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008245791A JP5275736B2 (ja) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010080179A JP2010080179A (ja) | 2010-04-08 |
JP5275736B2 true JP5275736B2 (ja) | 2013-08-28 |
Family
ID=42210385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008245791A Active JP5275736B2 (ja) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5275736B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111128440A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-08 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料及其制备方法、电子器件 |
CN111128441A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-08 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料、电子器件 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6022492B2 (ja) * | 2014-02-13 | 2016-11-09 | 有限会社 ナプラ | 微細空間内に導体を形成する製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2803777B2 (ja) * | 1994-01-20 | 1998-09-24 | 新日本製鐵株式会社 | 微細金属球の製造方法 |
JPH0949007A (ja) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Harada:Kk | 金属粉末およびその製造方法 |
JP4351605B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2009-10-28 | アオイ電子株式会社 | 硫黄および/または硫黄化合物を含む複合物質及びその製造方法 |
-
2008
- 2008-09-25 JP JP2008245791A patent/JP5275736B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111128440A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-08 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料及其制备方法、电子器件 |
CN111128441A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-08 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种液态金属导电浆料、电子器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010080179A (ja) | 2010-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101475100B1 (ko) | 도전성 미립자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 | |
JP4364928B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料及び導電接続構造体 | |
US8846142B2 (en) | Conductive particle, anisotropic conductive interconnection material that uses the conductive particle, and method for producing the conductive particle | |
WO2020004510A1 (ja) | 異方性導電フィルム及びその製造方法並びに接続構造体の製造方法 | |
JP4313836B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
Lu et al. | Electrically conductive adhesives (ECAs) | |
JP5275736B2 (ja) | 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
US8506850B2 (en) | Conductive fine particles, anisotropic conductive element, and connection structure | |
JP5580954B1 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
JP5210236B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
TWI775562B (zh) | 異向性導電膜之製造方法、異向性導電膜、異向性導電膜捲裝體、連接構造體之製造方法、連接構造體、填料配置膜之製造方法、及填料配置膜 | |
JP5275735B2 (ja) | 導電性微粒子の製造方法、導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
JP5421667B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料及び接続構造体 | |
JP5438450B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP2009224059A (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP5480576B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP5534745B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP6188527B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
JP2011113804A (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP4313835B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、導電接続構造体 | |
JP2009224058A (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP5438454B2 (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP2010238615A (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
JP2009224060A (ja) | 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体 | |
Lu et al. | Conductive adhesives for flip-chip applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110511 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120410 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130423 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130516 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5275736 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |