JP6591413B2 - 成形粒子を含有する導電性物品及びその作製方法 - Google Patents
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Description
説明及び特許請求の範囲の全体を通して特定の用語が使用されており、大部分は周知であるが、いくらか説明を必要とする場合がある。本明細書で使用される場合、以下のように理解されるべきである。
「a」、「an」、及び「the」という用語は、「少なくとも1つの」と交換可能に使用され、記載される要素のうちの1つ以上を意味する。
次の配合を使用してベーマイトゾル−ゲルの試料を作製した、つまり、水(2400部)及び70%の含水硝酸(72部)を含有する溶液を5分間高剪断断混合することによって、「DISPERAL」の商品名を有する酸化アルミニウム一水和物粉末(1600部)(Sasol North America,Inc.から市販されている)を分散させた。得られたゾル−ゲルを、コーティングの前に少なくとも1時間エージングした。離型剤(メタノール中1%のピーナッツオイル)を使用し、1平方インチ当たり約0.5ミリグラム(mg/in2)(1平方センチメートル当たり3.2ミリグラム(mg/cm2))のピーナッツオイルを生産工具に塗布して生産工具をコーティングした。深さ8ミル(203.2マイクロメートル(μm))及び各辺27ミル(685.8μm)の三角形の成形型穴を有する生産工具にゾル−ゲルを押し入れた。成形型の側壁と底部との間の抜き勾配角αは98度であった。生産工具の開口部が完全に充填されるように、ゾル−ゲルをパテナイフで穴に押し入れた。生産工具のシートを空気対流式オーブンに摂氏45度で5分間配置することによって、過剰なメタノールを除去した。ゾル−ゲルでコーティングされた生産工具を、空気対流式オーブンに摂氏45度で少なくとも45分間置いて乾燥させた。超音波ホーン上を通過させることにより、前駆成形研磨粒子を生産工具から取り出した。前駆成形研磨粒子を、摂氏約650℃で焼成し、次いで、(酸化物として報告された)濃度がそれぞれ1.8パーセントの、MgO、Y2O3、Nd2O3、及びLa2O3の硝酸混合溶液で飽和した。過剰な硝酸溶液を除去し、開口部を有する飽和した前駆成形研磨粒子を乾燥させ、その後、この粒子を再び摂氏650度で焼成し、摂氏約1400度で焼結させた。焼成及び焼結は双方とも、回転式管状炉を使用して実施した。
生産工具を、表1に示される寸法の右斜方形ピラミッド形の成形型穴を有する生産工具に変更したことを除いて、上述のものと同じ手順を使用して5面角錐台成形粒子を生成した。生産工具の構築中に、型穴の表面を三角形の断面を備えた一連の溝を有するように製造した。溝は、深さ6マイクロメートルであり、110度の傾斜角度の寸法を有した。
Z軸抵抗試験
IPC多目的試験基板(IPC−B−25A)(Diversified Systems,Inc,Indianapolis,Ind.)を使用して、Z軸方向の複合材の伝導性を測定した。z軸方向(すなわち、複合材の厚さ)の伝導性を測定するため、複合材試料を、ポリイミドフィルム上の幅2.7ミリメートル(mm)の金メッキ銅トレースの部分にわたって薄片化した。金メッキ銅トレースの部分は、複合材で覆われていなかった。ポリイミド試験片を、IPC−B−25試験基板上で2.1mm幅のトレースにわたって薄片化した。これは、複合材試験試料を有する金メッキ銅片と、IPC−B−25回路基板上の2mm幅のトレースとの間の2.1mm×2.7mmの重複接点を画定した。熱及び圧力接合、圧縮、又はそれらの組み合わせが、非接着複合材に利用可能であった。複合材で覆われていない金メッキ銅トレースの部分を、IPC試験基板上の他のトレースのうちの1つと接触するように固定した。複合材と接触しているIPCトレースと、ポリイミドフィルム上の金メッキトレースと接触しているIPCトレースとを調査することによって抵抗を測定した。
ポリイミドフィルムの区域をステンレス鋼(SS)基材から離して、ポリイミドフィルム及び複合材をSS基材に適用した。SS基材上のフィルム/複合材の重複は、10mmであった。フィルムとSS基材との間で抵抗プローブを用いて接触抵抗を測定した。試験構成が設定された後、抵抗試験の前に、試料を室温条件(20〜50%の相対湿度で20〜23℃)で1時間及び24時間残した。
アルミナ成形粒子を作製するために、粒子の総重量の15重量%の量で伝導性の銀(Ag)金属を、図19A及び19Bに例示される機器110を用いて、スパッタリングプロセスを使用して粒子上にコーティングした。機器110は、粒子撹拌器116を収容する真空チャンバ114を画定する筺体112を含む。所望によりアルミニウム合金で作製され得る筺体112は、垂直に配向された中空円筒(高さ45センチメートル(cm)及び直径50cm)である。ベース118は高真空ゲート弁122のためのポート120、高真空ゲート弁22は、それに続く15cm(6インチ)の拡散ポンプ124と、更に粒子撹拌器116のための支持体126を含む。チャンバ114は、10−6torr(0.13mPa)の範囲のバックグラウンド圧にまで脱気することができる。
特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、百分率、及び比率などは、重量による。特に記載のない限り、全ての化学物質は、Sigma−Aldrich Chemical Company,St.Louis,MOなどの化学物質供給業者から入手されているか、又は入手可能である。
導電性接着剤転写テープを調製した。実施例1の成形粒子(図10を参照されたい)を得て、上述のスパッタリング法に従って、粒子上を銀金属でコーティングすることによって伝導性にした。
導電性接着剤転写テープを調製した。実施例2の成形粒子(図9を参照されたい)を得て、上述のスパッタリング法に従って、粒子上を銀金属でコーティングすることによって伝導性にした。
Claims (12)
- 複合材を含む導電性物品であって、
該複合材が、
(a)樹脂と、
(b)前記樹脂中に分散される導電性成形粒子と、
を含み、
前記粒子が単一粒径分布を有し、各粒子が少なくとも第1の表面と、約5度〜約150度の角度αで前記第1の表面と交差する第2の表面とを含む形状を備え、
前記複合材が、ある厚さを備え、前記導電性成形粒子の少なくとも90%の高さは、前記複合材の厚さの95%〜100%の範囲内であり、
前記単一粒径分布において、その分布中の粒子の少なくとも90%は、その分布中の全粒子の平均表面積の15%を超えて変化しない寸法表面積を有し、前記寸法表面積は前記粒子の表面のあらゆる細孔の表面積を除外したものである、導電性物品。 - 前記樹脂中に分散される前記導電性成形粒子の各々が、前記粒子が前記複合材の前記厚さを超えて延在しないように、前記樹脂内に配向される、請求項1に記載の導電性物品。
- 前記導電性成形粒子の各々が、アルミナ、ジルコニア、イットリア、イットリア安定化ジルコニア、シリカ、炭化チタン、炭化ホウ素、窒化ホウ素、又は炭化ケイ素を含むコアを含む、請求項1又は2に記載の導電性物品。
- 前記導電性成形粒子の各々が、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、金、又はそれらの合金を含む金属コーティングを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性物品。
- 前記導電性成形粒子の各々が、1点で接する少なくとも3つの表面を含む形状を備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性物品。
- 前記複合材が、2:1を超える長さ対高さのアスペクト比を備える複数の伝導性充填剤を更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性物品。
- 前記樹脂がアクリル感圧接着剤を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性物品。
- 前記導電性成形粒子の各々が、ピラミッド形状、円錐形状、立方体形状、切頭ピラミッド形状、切頭球形状、切頭円錐形状、5面三角形状、ダイヤモンド形状、又はそれらの組み合わせを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の導電性物品。
- 導電性物品を作製するための方法であって、
(a)単一粒径分布を有する導電性成形粒子であって、各粒子が、少なくとも第1の表面と、約5度〜約150度の角度αで前記第1の表面と交差する第2の表面とを含む形状を備える、導電性成形粒子を準備するステップと、
(b)前記導電性成形粒子を樹脂中に分散させて、複合材を形成するステップと、を含み、前記複合材が、ある厚さを備え、
前記導電性成形粒子の少なくとも90%の高さは、前記複合材の厚さの95%〜100%の範囲内であり、
前記単一粒径分布において、その分布中の粒子の少なくとも90%は、その分布中の全粒子の平均表面積の15%を超えて変化しない寸法表面積を有し、前記寸法表面積は前記粒子の表面のあらゆる細孔の表面積を除外したものである、方法。 - 前記樹脂中に分散される前記導電性成形粒子の各々が、前記粒子が前記複合材の前記厚さを超えて延在しないように、前記樹脂内に配向される、請求項9に記載の方法。
- 前記複合材が、Z軸抵抗試験による測定時に0.05〜0.60オームのz軸の接触抵抗を呈する、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記単一粒径分布中の前記粒子の少なくとも90%が、前記分布中の全粒子の平均表面積の5%を超えて変化しない寸法表面積を有する、請求項9〜11のいずれか一項に記載の方法。
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