KR102172942B1 - 기재 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

기재 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 상에 도전층을 형성한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있으며, 전극에서의 크랙의 발생에 의한 접속 불량 및 스프링백에 의한 접속 불량을 억제할 수 있는 기재 입자를 제공한다. 본 발명에 따른 기재 입자(11)는, 표면 상에 도전층(2)이 형성되고, 도전층(2)을 갖는 도전성 입자(1)를 얻기 위해 사용된다. 기재 입자(11)는, 코어(12)와, 코어(12)의 표면 상에 배치된 쉘(13)을 구비하는 코어 쉘 입자이다. 기재 입자(11)의 압축 회복률은 50％ 미만이다. 기재 입자(11)를 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률은 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이다. 기재 입자(1)를 30％ 압축했을 때의 하중값의 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비는 3 이하이다.

Description

기재 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체{BASE MATERIAL PARTICLE, CONDUCTIVE PARTICLE, CONDUCTIVE MATERIAL, AND CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은, 표면 상에 도전층이 형성되고, 해당 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위하여 사용되는 기재 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 기재 입자를 사용한 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료에서는, 바인더 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.
상기 이방성 도전 재료는, 플렉시블 프린트 기판(FPC), 유리 기판, 유리 에폭시 기판 및 반도체 칩 등의 다양한 접속 대상 부재의 전극간을 전기적으로 접속하여, 접속 구조체를 얻기 위해 사용되고 있다. 또한, 상기 도전성 입자로서, 기재 입자와, 해당 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다.
상기 도전성 입자에 사용되는 기재 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에서는, 쉘이 무기 화합물(A)이고, 코어가 유기 중합체(b)이고, 코어가 쉘에 의해 피복되어 있는 유기 중합체 입자(B)(기재 입자)가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 유기 중합체 입자(B)가 도전성 금속(C)에 의해 피복되어 있는 도전성 입자도 개시되어 있다.
또한, 하기의 특허문헌 2에는, 중합성 불포화기를 갖는 다관능성 실란 화합물을, 계면 활성제의 존재 하에서 가수분해 및 중축합시킴으로써 얻어지는 유기질 무기질 복합체 입자(기재 입자)가 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는, 상기 다관능성 실란 화합물이, 하기 식 (X)으로 표시되는 화합물 및 그의 유도체에서 선택된 적어도 하나의 라디칼 중합성기 함유 제1 실리콘 화합물이다.
Figure 112015005631533-pct00001
상기 식 (X) 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R2는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기를 나타내고, R3은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 페닐기를 나타내고, R4는 수소 원자와, 탄소수 1 내지 5의 알킬기와, 탄소수 2 내지 5의 아실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 1가 기를 나타낸다.
또한, 하기의 특허문헌 3에는, 경질 입자의 표면을 연질의 고분자 중합체층으로 피복한 코어 쉘 입자가 개시되어 있다. 상기 경질 입자의 적합한 예로서는, 니켈 등의 금속 입자, 유리 섬유, 알루미나, 실리카 등의 무기물 입자, 경화 벤조구아나민 등의 수지 경화물 입자가 예시되어 있다. 특허문헌 3에서는, 연질의 고분자 중합체층을 설치함으로써, 접촉 면적을 크게 하고, 신뢰성을 높일 수 있는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-156068호 공보 일본 특허 공개 제2000-204119호 공보 일본 특허 공개 평7-140481호 공보
최근 들어, 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 간격이 좁으며 전극 면적이 작아지는 경향이 있어, 보다 한층 낮은 저항으로 접속할 수 있는 도전성 입자가 요구되고 있다. 또한, 기판 재료에 대해서는, 플렉시블성을 높이기 위해서, 유리 기판 대신에, 비교적 부드러운 수지 필름 기판이 사용되고 있으며, 부드러운 기판 및 전극에 대하여 데미지를 끼치지 않는 도전성 입자가 요구되고 있다.
유연한 기재 입자의 표면을 도전층으로 피복한 도전성 입자를 사용하면, 전극과 도전성 입자의 접촉 면적이 커져서, 도전성 입자가 전극에 데미지를 끼치기 어려워진다. 그러나, 단순하게 유연한 기재 입자를 사용하면, 전극간의 접속 시에 전극과 도전성 입자 사이의 바인더 수지를 충분히 배제할 수 없어, 전극과 도전성 입자 사이에 수지가 끼거나, 도전층 및 전극 표면의 산화막을 충분히 관통할 수 없어, 결과적으로 접속 저항이 높아진다는 문제가 있다. 이 문제는, 기재 입자로서, 코어가 쉘에 의해 피복되어 있으며, 쉘이 비교적 유연한 유기 쉘인 코어 쉘 입자를 사용한 경우에도 발생한다.
한편, 실리카 등의 비교적 단단한 기재 입자의 표면을 도전층으로 피복한 도전성 입자를 사용한 경우에는, 바인더 수지의 배제성이나, 도전층 및 전극 표면의 산화막의 관통성은 양호해진다. 그러나, 도전성 입자가 충분히 변형되지 않기 때문에, 전극과 도전성 입자의 접촉 면적이 충분히 커지지 않아, 접속 저항이 충분히 낮아지지 않는다는 문제가 있다. 또한, 전극간의 접속시의 압착 조건에 따라서는, 도전성 입자가 전극에 데미지를 끼쳐, 전극에 크랙이 발생하는 경우가 있다.
또한, 종래의 도전성 입자에서는, 전극간의 접속 후에, 압축된 도전성 입자가 원래의 형상으로 복귀되려고 하는 반발력이 커서, 스프링백이라고 불리는 현상이 발생하는 경우가 있다. 이로 인해, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 작아지는 경향이 있고, 또한 접속 구조체가 고온 조건 및 고습 조건 하에 노출된 경우에, 스프링백이 발생하기 쉬워, 접속 신뢰성이 낮아, 접속 저항을 낮게 유지할 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 표면 상에 도전층을 형성한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있으며 전극에서의 크랙의 발생에 의한 접속 불량 및 스프링백에 의한 접속 불량을 억제할 수 있는 기재 입자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 상기 기재 입자를 사용한 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 표면 상에 도전층이 형성되고, 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용되는 기재 입자로서, 코어와, 상기 코어의 표면 상에 배치된 쉘을 구비하는 코어 쉘 입자이고, 압축 회복률이 50％ 미만이고, 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률이 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이며, 30％ 압축했을 때의 하중값의 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비가 3 이하인, 기재 입자가 제공된다.
본 발명에 따른 기재 입자의 어떤 한 특정한 국면에서는, 상기 코어가 유기 코어이며, 상기 쉘이 무기 쉘이다.
본 발명에 따른 기재 입자의 어떤 한 특정한 국면에서는, 상기 쉘의 두께가 100nm 이상 5㎛ 이하이다.
상기 기재 입자를 30％ 압축했을 때의 압축 탄성률이 3000N/mm2 이하인 것이 바람직하다. 상기 기재 입자를 40％ 압축했을 때의 하중값의 상기 기재 입자를 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비가 6 이하인 것이 바람직하다. 상기 기재 입자의 파괴 변형이 10％ 이상 30％ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 상술한 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하는, 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 따른 도전성 입자의 어떤 한 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비한다.
본 발명에 따른 도전성 입자의 어떤 한 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면에 돌기를 갖는다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하고, 상기 도전성 입자가 상술한 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하는, 도전 재료가 제공된다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고, 상기 도전성 입자가 상술한 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체가 제공된다.
본 발명에 따른 기재 입자에서는, 코어와, 해당 코어의 표면 상에 배치된 쉘을 구비하는 코어 쉘 입자이며, 또한 본 발명에 따른 기재 입자에서는 압축 회복률이 50％ 미만이고, 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률이 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이며, 30％ 압축했을 때의 하중값의 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비가 3 이하이므로, 표면 상에 도전층을 형성한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있으며 전극에서의 크랙의 발생에 의한 접속 불량 및 스프링백에 의한 접속 불량을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명한다.
(기재 입자)
본 발명에 따른 기재 입자는, 표면 상에 도전층이 형성되고, 해당 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용된다. 즉, 본 발명에 따른 기재 입자는 도전성 입자용 기재 입자이다.
본 발명에 따른 기재 입자의 압축 회복률은 50％ 미만이다. 본 발명에 따른 기재 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률(10％ K값)은 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이다. 본 발명에 따른 기재 입자를 30％ 압축했을 때의 하중값(30％ 하중값)의 10％ 압축했을 때의 하중값(10％ 하중값)에 대한 비(30％ 하중값/10％ 하중값)는 3 이하이다.
본 발명에 따른 기재 입자에서는, 압축 회복률이 낮으며, 상기 기재 입자는 압축 초기에 적당한 경도를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 기재 입자에서는, 어느 정도 압축된 단계에서 경도가 변화하여, 보다 유연한 성질이 발현된다. 이로 인해, 초기의 변형 시점(10％ 압축 변형 시점)에서의 하중값과 별로 차이가 없는 하중값으로 중기(30％ 압축 변형 시점)의 변형이 발생한다. 그 결과, 기재 입자의 표면 상에 도전층을 형성한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 초기에 발현되는 경도에 의해 바인더 수지를 충분히 배제하며, 도전층 또는 전극 표면의 산화막을 충분히 관통하는 것이 가능하여, 중기의 유연성에 의해 전극과 도전성 입자와의 접촉 면적을 충분히 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 중기의 유연성에 의해, 도전성 입자에 기인하는 전극 및 기판의 데미지도 억제할 수 있어, 전극에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기재 입자에서는, 압축 회복률이 낮으므로, 전극간의 접속 후에, 압축된 도전성 입자가 원래의 형상으로 복귀되려고 하는 반발력이 작아져, 스프링백이라고 불리는 현상이 발생하기 어려워진다. 따라서, 본 발명에 따른 기재 입자의 사용에 의해, 전극에서의 크랙의 발생에 의한 접속 불량 및 스프링백에 의한 접속 불량을 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 압축 회복률은 50％ 미만이다. 상기 압축 회복률은 바람직하게는 40％ 이하, 보다 바람직하게는 30％ 이하이다. 상기 압축 회복률이 상기 하한 이상이면, 전극간의 접속 시에 압축된 도전성 입자가 원래의 형상으로 복귀되려고 하는 반발력이 커져, 스프링백이라고 불리는 현상이 발생하기 쉬워져, 전극간의 접속이 불안정해진다.
상기 압축 회복률은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
시료대 위에 기재 입자를 살포한다. 살포된 기재 입자 1개에 대해서, 미소 압축 시험기를 사용하여, 기재 입자의 중심 방향으로 기재 입자가 30％ 압축 변형될 때까지 부하(반전 하중값)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중값(0.40mN)까지 하중 제거를 행한다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하여, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.
압축 회복률(％)=[(L1-L2)/L1]×100
L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중값에서부터 반전 하중값에 이르기까지의 압축 변위
L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중값에서부터 원점용 하중값에 이르기까지의 하중 제거 변위
상기 10％ K값은 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이다. 상기 10％ K값은 바람직하게는 3500N/mm2 이상, 보다 바람직하게는 4000N/mm2 이상, 더욱 바람직하게는 4500N/mm2 이상, 특히 바람직하게는 5000N/mm2 이상, 바람직하게는 5500N/mm2 이하이다. 상기 10％ K값이 상기 하한 이상이면, 바인더 수지가 효과적으로 배제되며, 도전층 또는 전극 표면의 산화막을 효과적으로 관통하기 때문에, 전극간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다. 상기 10％ K값이 상기 상한 이하이면, 전극에 크랙이 보다 한층 발생하기 어려워진다. 상기 10％ K값이 4500N/mm2 이상이면 접속 저항이 효과적으로 낮아진다. 더욱 바람직하게는 5000N/mm2 이상이면 전극에서의 공극이 상당히 발생하기 어려워진다.
상기 30％ 하중값의 상기 10％ 하중값에 대한 비(30％ 하중값/10％ 하중값)는 3.0 이하이다. 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값)는 보다 바람직하게는 2.8 이하이다. 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값)가 상기 상한 이하이면, 전극과 도전성 입자와의 접촉 면적이 충분히 커져, 전극간의 접속 저항이 효과적으로 낮아지며, 전극간의 접속 신뢰성이 보다 한층 높아진다. 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값)는 바람직하게는 1.5 이상이다.
상기 기재 입자를 30％ 압축 변형했을 때의 압축 탄성률(30％ K값)은, 바람직하게는 3000N/mm2 이하, 보다 바람직하게는 2500N/mm2 이하이다. 상기 30％ K값이 상기 상한 이하이면, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 보다 한층 커지고, 또한 전극에 크랙이 보다 한층 발생하기 어려워진다. 상기 30％ K값은 바람직하게는 500N/mm2 이상이다. 상기 10％ K값이 3000N/mm2 이하이면, 전극에 크랙이 보다 한층 발생하기 어려워진다. 상기 10％ K값이 2300N/mm2 이하이면, 전극에 크랙이 상당히 발생하기 어려워진다.
상기 기재 입자를 40％ 압축했을 때의 하중값(40％ 하중값)의 10％ 압축했을 때의 하중값(10％ 하중값)에 대한 비(40％ 하중값/10％ 하중값)는, 바람직하게는 6 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 상기 상한 이하이면, 접속 신뢰성을 높이는 설계 폭이 보다 한층 넓어진다. 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)는 바람직하게는 2 이상이다. 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 상기 상한 이하이면, 접속 저항이 효과적으로 낮아진다.
상기 기재 입자에서의 상기 하중값 및 상기 압축 탄성률(10％ K값 및 30％ K값)은 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 100㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 압축 속도 0.3mN/초, 및 최대 시험 하중 20mN의 조건 하에서 기재 입자를 압축한다. 이때의 하중값(N) 및 압축 변위(mm)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.
10％ K값 또는 30％ K값(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F: 기재 입자가 10％ 또는 30％ 압축 변형되었을 때의 하중값(N)
S: 기재 입자가 10％ 또는 30％ 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)
R: 기재 입자의 반경(mm)
상기 압축 탄성률은, 기재 입자의 경도를 보편적이면서도 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 기재 입자의 경도를 정량적이면서도 일의적으로 나타낼 수 있다.
상기 기재 입자의 파괴 변형은 10％ 이상 30％ 이하이다. 입자의 압축 거동을 평가했을 때에, 어떤 일정한 하중값에서 변위량이 크게 변화하는 점이 관측된다. 이 변화하는 점에서의 하중값이 파괴 하중값이며, 변위량이 파괴 변위이다. 이 파괴 변위와 압축 전의 입경과의 비(파괴 변위/압축 전 입자 직경)×100을 파괴 변형(％)이라 정의한다. 예를 들어, 압축 전의 입자 직경이 5㎛인 입자가, 변위량 1㎛인 시점에서 파괴 거동이 관찰된 경우에는, 파괴 변형 20％로 산출된다. 코어 쉘 입자의 경우, 일반적으로는 변위의 초기에서 쉘의 파괴 거동이 관찰된다. 상기 파괴 변형이 상기 하한 이상이면 바인더 수지의 배제성, 도전층 및 전극의 산화막 관통성이 보다 한층 높아지고, 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 상기 파괴 변형이 상기 상한 이하이면, 중기의 유연성이 발현되어, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 보다 한층 커지고, 접속 저항이 보다 한층 낮아진다.
상기 파괴 변형은, 상술한 압축 탄성률의 측정으로부터 평가할 수 있고, 압축 변위 커브의 불연속점의 변위량을 판독함으로써 측정 가능하다.
상기 코어의 입경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 20㎛ 이하, 가장 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기 코어의 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 10％ K값, 30％ K값, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 적합한 값을 나타내는 것이 용이하여, 기재 입자를 도전성 입자의 용도에 적절하게 사용 가능해진다. 예를 들어, 상기 코어의 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 상기 도전성 입자를 사용하여 전극간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지며, 도전층을 형성할 때에 응집된 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 간격이 너무 커지지 않으며, 도전층이 기재 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다.
상기 코어의 입경은, 상기 코어가 진구상인 경우에는 직경을 의미하고, 상기 코어가 진구상 이외의 형상인 경우에는, 그의 체적 상당의 진구라 가정했을 때의 직경을 의미한다. 또한, 코어의 입경은, 코어를 임의의 입경 측정 장치에 의해 측정한 평균 입경을 의미한다. 예를 들어, 레이저광 산란, 전기 저항값 변화, 촬상 후의 화상 해석 등의 원리를 사용한 입도 분포 측정기를 이용할 수 있다.
상기 기재 입자는, 코어와, 해당 코어의 표면 상에 배치된 쉘을 구비하고, 코어 쉘 입자이다. 코어 쉘 입자의 압축 회복률, 10％ K값, 30％ K값, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 상술한 값을 만족함으로써, 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있으며, 전극간의 접속 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 코어는 유기 코어인 것이 바람직하다. 상기 쉘은 무기 쉘인 것이 바람직하다. 상기 코어가 유기 코어이며, 또한 상기 쉘이 무기 쉘인 것이 바람직하다. 상기 기재 입자는, 유기 코어와, 해당 유기 코어의 표면 상에 배치된 무기 쉘을 구비하고, 코어 쉘 입자인 것이 바람직하고, 코어 쉘형의 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하다. 상기 코어가 유기 코어이거나, 상기 쉘이 무기 쉘이면, 압축 회복률, 10％ K값, 30％ K값, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 상술한 값을 충족하는 것이 용이하다.
상기 코어는, 유기 코어인 것이 바람직하고, 유기 입자인 것이 바람직하다. 상기 유기 코어 및 상기 유기 입자는, 무기 코어 및 무기 입자에 비해 비교적 유연하므로, 비교적 유연한 유기 코어의 표면 상에 쉘이 형성되는 결과, 압축 회복률, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)를 충족하는 것이 용이하다.
상기 유기 코어를 형성하기 위한 재료로서, 다양한 유기물이 적절하게 사용된다. 상기 유기 코어를 형성하기 위한 재료로서, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지, 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등이 사용된다. 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킴으로써, 도전 재료에 적합한 임의의 압축시의 물성을 갖는 기재 입자를 설계 및 합성하는 것이 용이하다.
상기 유기 코어를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜서 얻는 경우에는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는, 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.
상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트류; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산 비닐에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐, 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들어 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트류; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를, 공지된 방법에 의해 중합시킴으로써, 상기 유기 코어를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들어 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합하는 방법, 및 비가교의 종 입자를 사용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜서 중합하는 방법 등을 들 수 있다.
특히, 본 발명에 최적인 코어에 대해서는, 상기 코어를 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률(10％ K값)은 바람직하게는 1500N/mm2 이상 4000N/mm2 이하, 보다 바람직하게는 2000N/mm2 이상 3500N/mm2 이하이다. 상기 코어의 압축 회복률은 바람직하게는 50％ 미만, 보다 바람직하게는 40％ 이하, 더욱 바람직하게는 30％ 이하이다. 상기 코어가 상기 10％ K값을 충족하고 있거나, 상기 압축 탄성률을 충족하고 있으면, 상기 코어를 무기 쉘로 피복한 기재 입자의 10％ K값, 상기 비(10％ 하중값/30％ 하중값), 및 압축 회복률을 적합한 범위로 용이하게 제어할 수 있다.
상기 코어의 물성을 상술한 범위로 설계하는 방법은 한정되지 않지만, 예를 들어 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜서 얻는 경우에, 코어를 형성하기 위한 화합물로서 가교성 중합체를 70중량％ 이하 사용하고, 또한 지환식 골격을 갖는 비가교성의 단량체를 10중량％ 이상 사용하는 방법을 들 수 있다. 이러한 지환식 골격을 갖는 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어 시클로헥실(메트)아크릴레이트 및 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 비닐트리메톡시실란 또는 (메트)아크릴옥시트리메톡시실란과 같은 실란 커플링제를 졸겔 방법에 의해 중축합시켜서 입자화한 입자화물에, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 흡수시킨 후, 중합시켜 얻어지는 입자에서도 코어의 물성을 최적의 값으로 설계하는 것이 가능하다. 상기 코어를 구성하는 재료는 유기 화합물뿐만 아니라, 규소 원자를 갖는 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 코어에서의 탄소 원자의 함유량의 규소 원자의 함유량에 대한 비(탄소 원자의 함유량/규소 원자의 함유량)는, 바람직하게는 1.2 이상이다. 상기 비(탄소 원자의 함유량/규소 원자의 함유량)가 1.2 이상인 코어는, 유기 코어에 상당한다.
쉘의 형성 시 및 기재 입자의 사용 시에 코어의 변형을 억제하는 관점에서는, 상기 코어의 분해 온도는 바람직하게는 200℃를 초과하고, 보다 바람직하게는 250℃를 초과하고, 보다 한층 바람직하게는 300℃를 초과한다. 상기 코어의 분해 온도는 400℃를 초과할 수도 있고, 500℃를 초과할 수도 있고, 600℃를 초과할 수도 있고, 800℃를 초과할 수도 있다.
상기 기재 입자는 코어 쉘 입자이다. 상기 쉘은 상기 코어의 표면 상에 배치되어 있다. 상기 쉘은 상기 코어의 표면을 피복하고 있는 것이 바람직하다. 상기 쉘은 무기 쉘인 것이 바람직하다.
상기 무기 쉘은 규소 원자를 50중량％ 이상 포함하는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 상기 무기 쉘은 규소 원자를 주성분으로서 포함하는 무기 쉘이다. 상기 무기 쉘은 탄소 원자를 포함할 수도 있지만, 탄소 원자를 포함하는 경우에도 규소 원자가 주성분이라면 무기 쉘이라 칭한다.
상기 무기 쉘은, 상기 코어의 표면 상에서 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 쉘 형상물로 한 후, 해당 쉘 형상물을 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 졸겔법에서는, 상기 코어의 표면 상에 쉘 형상물을 배치하는 것이 용이하다. 상기 소성을 행하는 경우에, 상기 기재 입자에서는, 소성 후에 상기 코어는 휘발 등에 의해 제거되지 않고 잔존하고 있다. 상기 기재 입자는, 소성 후에 상기 코어를 구비한다. 또한, 가령 소성 후에 상기 코어가 휘발 등에 의해 제거되면, 상기 10％ K값이 상당히 낮아진다.
상기 졸겔법의 구체적인 방법으로서는, 코어, 물이나 알코올 등의 용매, 계면 활성제, 및 암모니아 수용액 등의 촉매를 포함하는 분산액에, 테트라에톡시실란 등의 무기 단량체를 공존시켜서 계면 졸 반응을 행하는 방법, 및 물이나 알코올 등의 용매, 및 암모니아 수용액과 공존시킨 테트라에톡시실란 등의 무기 단량체에 의해 졸겔 반응을 행한 후, 코어에 졸겔 반응물을 헤테로 응집시키는 방법 등을 들 수 있다. 상기 졸겔법에 있어서, 상기 금속 알콕시드는 가수분해 및 중축합하는 것이 바람직하다.
상기 졸겔법에서는, 계면 활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 계면 활성제의 존재 하에서, 상기 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 쉘 형상물로 하는 것이 바람직하다. 상기 계면 활성제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 계면 활성제는, 양호한 쉘 형상물을 형성하도록 적절히 선택하여 사용된다. 상기 계면 활성제로서는, 양이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제 및 비이온성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 양호한 무기 쉘을 형성할 수 있는 점에서, 양이온성 계면 활성제가 바람직하다.
상기 양이온성 계면 활성제로서는, 4급 암모늄염 및 4급 포스포늄염 등을 들 수 있다. 상기 양이온성 계면 활성제의 구체예로서는, 헥사데실암모늄브로마이드 등을 들 수 있다.
상기 코어의 표면 상에서, 상기 무기 쉘을 형성하기 위해, 상기 쉘 형상물은 소성되는 것이 바람직하다. 소성 조건에 따라, 무기 쉘에서의 가교도를 조정 가능하다. 또한, 소성을 행함으로써, 소성을 행하지 않는 경우에 비해, 상기 기재 입자의 10％ K값 및 30％ K값이 보다 한층 적합한 값을 나타내게 된다. 특히 가교도를 높임으로써, 10％ K값이 충분히 높아진다.
상기 무기 쉘은, 상기 코어의 표면 상에서, 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 쉘 형상물로 한 후, 해당 쉘 형상물을 100℃ 이상(소성 온도)에서 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 소성 온도는 보다 바람직하게는 150℃ 이상, 더욱 바람직하게는 200℃ 이상이다. 상기 소성 온도가 상기 하한 이상이면 무기 쉘에서의 가교도가 보다 한층 적당해져, 10％ K값, 30％ K값, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 보다 한층 적합한 값을 나타내어, 기재 입자를 도전성 입자의 용도에 보다 한층 적절하게 사용 가능해진다.
상기 무기 쉘은, 상기 코어의 표면 상에서, 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 쉘 형상물로 한 후, 해당 쉘 형상물을 상기 유기 코어의 분해 온도 이하(소성 온도)에서 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 소성 온도는, 상기 코어의 분해 온도보다 10℃ 이상 낮은 온도인 것이 바람직하고, 상기 코어의 분해 온도보다 50℃ 이상 낮은 온도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 소성 온도는, 바람직하게는 500℃ 이하, 보다 바람직하게는 300℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다. 상기 소성 온도가 상기 상한 이하이면, 상기 코어의 열 열화 및 변형을 억제할 수 있어, 10％ K값, 30％ K값, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)가 양호한 값을 나타내는 기재 입자가 얻어진다.
상기 금속 알콕시드로서는, 실란알콕시드, 티타늄알콕시드, 지르코늄알콕시드 및 알루미늄알콕시드 등을 들 수 있다. 양호한 무기 쉘을 형성하는 관점에서는, 상기 금속 알콕시드는 실란알콕시드, 티타늄알콕시드, 지르코늄알콕시드 또는 알루미늄알콕시드인 것이 바람직하고, 실란알콕시드, 티타늄알콕시드 또는 지르코늄알콕시드인 것이 보다 바람직하고, 실란알콕시드인 것이 더욱 바람직하다. 양호한 무기 쉘을 형성하는 관점에서는, 상기 금속 알콕시드에서의 금속 원자는 규소 원자, 티타늄 원자, 지르코늄 원자 또는 알루미늄 원자인 것이 바람직하고, 규소 원자, 티타늄 원자 또는 지르코늄 원자인 것이 보다 바람직하고, 규소 원자인 것이 더욱 바람직하다. 상기 금속 알콕시드는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
양호한 무기 쉘을 형성하는 관점에서는, 상기 금속 알콕시드는 하기 식 (1)로 표시되는 금속 알콕시드인 것이 바람직하다.
M(R1)n(OR2)4-n … (1)
상기 식 (1) 중, M은 규소 원자, 티타늄 원자 또는 지르코늄 원자이며, R1은 페닐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 중합성 이중 결합을 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기 또는 에폭시기를 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다. n이 2일 때, 복수의 R1은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 복수의 R2는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
양호한 무기 쉘을 형성하는 관점에서는, 상기 금속 알콕시드는, 하기 식 (1A)로 표시되는 실란알콕시드인 것이 바람직하다.
Si(R1)n(OR2)4-n … (1A)
상기 식 (1A) 중, R1은 페닐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 중합성 이중 결합을 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기 또는 에폭시기를 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다. n이 2일 때, 복수의 R1은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 복수의 R2는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 쉘에 포함되는 규소 원자의 함유량을 효과적으로 높이기 위해서, 상기 식 (1A) 중의 n은 0 또는 1을 나타내는 것이 바람직하고, 0을 나타내는 것이 보다 바람직하다. 쉘에 포함되는 규소 원자의 함유량이 높으면, 본 발명의 효과가 보다 한층 우수하다.
상기 R1이 탄소수 1 내지 30의 알킬기인 경우, R1의 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 이소부틸기, n-헥실기, 시클로헥실기, n-옥틸기, 및 n-데실기 등을 들 수 있다. 이 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 6 이하이다. 또한, 알킬기에는 시클로알킬기가 포함된다.
상기 중합성 이중 결합으로서는 탄소-탄소 이중 결합을 들 수 있다. 상기 R1이 중합성 이중 결합을 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기인 경우에, R1의 구체예로서는 비닐기, 알릴기, 이소프로페닐기 및 3-(메트)아크릴옥시알킬기 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴옥시알킬기로서는 (메트)아크릴옥시메틸기, (메트)아크릴옥시에틸기 및 (메트)아크릴옥시프로필기 등을 들 수 있다. 상기 중합성 이중 결합을 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기의 탄소수는 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 30 이하, 보다 바람직하게는 10 이하이다. 상기 「(메트)아크릴옥시」는 메타크릴옥시 또는 아크릴옥시를 의미한다.
상기 R1이 에폭시기를 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기인 경우, R1의 구체예로서는 1,2-에폭시에틸기, 1,2-에폭시프로필기, 2,3-에폭시프로필기, 3,4-에폭시부틸기, 3-글리시독시프로필기 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기 등을 들 수 있다. 상기 에폭시기를 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기의 탄소수는 바람직하게는 8 이하, 보다 바람직하게는 6 이하이다. 또한, 상기 에폭시기를 갖는 탄소수 1 내지 30의 유기기는, 탄소 원자 및 수소 원자 외에, 에폭시기에서 유래되는 산소 원자를 포함하는 기이다.
상기 R2의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기 및 이소부틸기 등을 들 수 있다. 쉘에 포함되는 규소 원자의 함유량을 효과적으로 높이기 위해서, 상기 R2는 메틸기 또는 에틸기를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 실란알콕시드의 구체예로서는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 디이소프로필디메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 이외의 실란알콕시드를 사용할 수도 있다.
쉘에 포함되는 규소 원자의 함유량을 효과적으로 높이기 위해서, 상기 쉘의 재료로서, 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 쉘의 재료의 100중량％ 중, 테트라메톡시실란과 테트라에톡시실란의 합계 함유량은 바람직하게는 50중량％ 이상이다(전량이어도 된다). 상기 쉘 100중량％ 중, 테트라메톡시실란에서 유래되는 골격과 테트라에톡시실란에서 유래되는 골격의 합계 함유량은 바람직하게는 50중량％ 이상이다(전량이어도 된다).
상기 티타늄알콕시드의 구체예로서는, 티타늄테트라메톡시드, 티타늄테트라에톡시드, 티타늄테트라이소프로폭시드 및 티타늄테트라부톡시드 등을 들 수 있다. 이들 이외의 티타늄알콕시드를 사용할 수도 있다.
상기 지르코늄알콕시드의 구체예로서는, 지르코늄테트라메톡시드, 지르코늄테트라에톡시드, 지르코늄테트라이소프로폭시드 및 지르코늄테트라부톡시드 등을 들 수 있다. 이들 이외의 지르코늄알콕시드를 사용할 수도 있다.
상기 금속 알콕시드는, 금속 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 금속 알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 금속 알콕시드는, 하기 식 (1a)로 표시되는 금속 알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다.
M(OR2)4 … (1a)
상기 식 (1a) 중, M은 규소 원자, 티타늄 원자 또는 지르코늄 원자이고, R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타낸다. 복수의 R2는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
상기 금속 알콕시드는, 규소 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 실란알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다. 이 실란알콕시드에서는, 일반적으로 규소 원자에 4개의 산소 원자가 단결합에 의해 결합하고 있다. 상기 금속 알콕시드는, 하기 식 (1Aa)로 표시되는 실란알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다.
Si(OR2)4 … (1Aa)
상기 식 (1Aa) 중, R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타낸다. 복수의 R2는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
10％ K값을 효과적으로 높게 하며 30％ K값을 효과적으로 낮게 하는 관점에서는, 상기 무기 쉘을 형성하기 위해 사용하는 금속 알콕시드 100몰％ 중, 상기 금속 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 금속 알콕시드, 상기 식 (1a)로 표시되는 금속 알콕시드, 상기 규소 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 실란알콕시드, 또는 상기 식 (1Aa)로 표시되는 실란알콕시드의 각 함유량은, 바람직하게는 20몰％ 이상, 보다 바람직하게는 40몰％ 이상, 더욱 바람직하게는 50몰％ 이상, 또한 한층 바람직하게는 55몰％ 이상, 특히 바람직하게는 60몰％ 이상, 100몰％ 이하이다. 상기 무기 쉘을 형성하기 위하여 사용하는 금속 알콕시드의 전량이, 상기 금속 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 금속 알콕시드, 상기 식 (1a)로 표시되는 금속 알콕시드, 상기 규소 원자에 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 구조를 갖는 실란알콕시드, 또는 상기 식 (1Aa)로 표시되는 실란알콕시드일 수도 있다.
10％ K값을 효과적으로 높게 하며 30％ K값을 효과적으로 낮게 하는 관점에서는, 상기 무기 쉘에 포함되는 상기 금속 알콕시드에서 유래되는 금속 원자의 전체 개수 100％ 중, 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 금속 원자의 개수의 비율, 4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자의 개수의 비율은 각각 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 40％ 이상, 더욱 바람직하게는 50％ 이상, 또한 한층 바람직하게는 55몰％ 이상, 특히 바람직하게는 60％ 이상이다.
또한, 10％ K값을 적절하게 높게 하며, 상기 비(30％ 하중값/10％ 하중값) 및 상기 비(40％ 하중값/10％ 하중값)를 적당한 범위로 제어하는 관점에서는, 상기 무기 쉘에 포함되어 있는 금속 원자의 전체 개수 100％ 중, 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 금속 원자의 개수의 비율은, 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 40％ 이상, 더욱 바람직하게는 50％ 이상, 또한 한층 바람직하게는 55몰％ 이상, 특히 바람직하게는 60％ 이상이다. 10％ K값을 적절하게 높게 하며, 상기 비(30％ K값/10％ K값)를 적당한 범위로 제어하는 관점에서는, 상기 금속 알콕시드가 실란알콕시드이며, 상기 무기 쉘에 포함되어 있는 규소 원자의 전체 개수 100％ 중 4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자의 개수의 비율은, 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 40％ 이상, 더욱 바람직하게는 50％ 이상, 또한 한층 바람직하게는 55％ 이상, 특히 바람직하게는 60％ 이상이다.
또한, 4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자는, 예를 들어 하기 식 (11)로 표시되는 구조에서의 규소 원자이다. 구체적으로는, 하기 식 (11X)으로 표시되는 구조에서의 화살표 A를 붙여 나타내는 규소 원자이다.
Figure 112015005631533-pct00002
또한, 상기 식 (11)에서의 산소 원자는, 일반적으로 인접하는 규소 원자와 실록산 결합을 형성하고 있다.
Figure 112015005631533-pct00003
4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자의 개수의 비율(Q4의 개수의 비율(％))을 측정하는 방법으로서는, 예를 들어 NMR 스펙트럼 해석 장치를 사용하여, Q4(4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자)의 피크 면적과, Q1 내지 Q3(1 내지 3개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 1 내지 3개의 상기 -O-Si기에서의 1 내지 3개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자)의 피크 면적을 비교하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의해, 상기 무기 쉘에 포함되어 있는 규소 원자의 전체 개수 100％ 중, 4개의 -O-Si기가 직접 결합하고 있고 또한 4개의 상기 -O-Si기에서의 4개의 산소 원자가 직접 결합하고 있는 규소 원자의 개수의 비율(Q4의 개수의 비율)을 구할 수 있다.
상기 쉘의 두께는, 바람직하게는 100nm 이상, 보다 바람직하게는 200nm 이상, 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 상기 쉘의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 10％ K값 및 30％ K값이 보다 한층 적합한 값을 나타내고, 기재 입자를 도전성 입자의 용도에 적절하게 사용 가능해진다. 상기 쉘의 두께는, 기재 입자 1개당의 평균 두께이다. 졸겔법의 제어에 의해, 상기 쉘의 두께가 제어 가능하다.
본 발명에서 쉘의 두께는, 기재 입자의 입자 직경과 코어 입자 직경의 평균값의 차로부터 구할 수 있다. 상기 기재 입자의 입경은, 상기 기재 입자가 진구상인 경우에는 직경을 의미하고, 상기 기재 입자가 진구상 이외의 형상인 경우에는, 그 체적 상당의 진구라 가정했을 때의 직경을 의미한다. 입자 직경의 측정에는 예를 들어, 레이저광 산란, 전기 저항값 변화, 촬상 후의 화상 해석 등의 원리를 사용한 입도 분포 측정기를 이용할 수 있다.
상기 기재 입자의 종횡비는, 바람직하게는 2 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 이하이다. 상기 종횡비는, 긴 직경/짧은 직경을 나타낸다.
(도전성 입자)
상기 도전성 입자는, 상술한 기재 입자와, 해당 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비한다.
도 1에, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 단면도로 나타낸다.
도 1에 도시하는 도전성 입자(1)는, 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전층(2)을 갖는다. 도전층(2)은, 기재 입자(11)의 표면을 피복하고 있다. 도전성 입자(1)는, 기재 입자(11)의 표면이 도전층(2)에 의해 피복된 피복 입자이다.
기재 입자(11)는, 코어(12)와, 코어(12)의 표면 상에 배치된 쉘(13)을 구비한다. 쉘(13)은 코어(12)의 표면을 피복하고 있다. 도전층(2)은, 쉘(13)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전층(2)은 쉘(13)의 표면을 피복하고 있다.
도 2에, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 단면도로 나타낸다.
도 2에 도시하는 도전성 입자(21)는, 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전층(22)을 갖는다. 도전층(22)은, 내층인 제1 도전층(22A)과 외층인 제2 도전층(22B)을 갖는다. 기재 입자(11)의 표면 상에 제1 도전층(22A)이 배치되어 있다. 쉘(13)의 표면 상에 제1 도전층(22A)이 배치되어 있다. 제1 도전층(22A)의 표면 상에 제2 도전층(22B)이 배치되어 있다.
도 3에, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 단면도로 나타낸다.
도 3에 도시하는 도전성 입자(31)는, 기재 입자(11)와, 도전층(32)과, 복수의 코어 물질(33)과, 복수의 절연성 물질(34)을 갖는다.
도전층(32)은, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치되어 있다. 쉘(13)의 표면 상에 도전층(32)이 배치되어 있다.
도전성 입자(31)는, 도전성의 표면에 복수의 돌기(31a)를 갖는다. 도전층(32)은, 외표면에 복수의 돌기(32a)를 갖는다. 이와 같이, 상기 도전성 입자는, 도전성의 표면에 돌기를 가질 수도 있고, 도전층의 외표면에 돌기를 가질 수도 있다. 복수의 코어 물질(33)이 기재 입자(11)의 표면 상에 배치되어 있다. 쉘(13)의 표면 상에 복수의 코어 물질(33)이 배치되어 있다. 복수의 코어 물질(33)은 도전층(32) 내에 매립되어 있다. 코어 물질(33)은 돌기(31a, 32a)의 내측에 배치되어 있다. 도전층(32)은 복수의 코어 물질(33)을 피복하고 있다. 복수의 코어 물질(33)에 의해 도전층(32)의 외표면이 융기되어 있어, 돌기(31a, 32a)가 형성되어 있다.
도전성 입자(31)는, 도전층(32)의 외표면 상에 배치된 절연성 물질(34)을 갖는다. 도전층(32) 외표면의 적어도 일부 영역이, 절연성 물질(34)에 의해 피복되어 있다. 절연성 물질(34)은, 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 절연성 입자이다. 이와 같이, 상기 도전성 입자는, 도전층의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 가질 수도 있다.
상기 도전층을 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 해당 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 팔라듐, 구리, 백금, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 규소 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있으므로, 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐이 바람직하다.
도전성 입자(1, 31)와 같이, 상기 도전층은 1개의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 도전성 입자(21)와 같이, 도전층은 복수의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 즉, 도전층은 2층 이상의 적층 구조를 가질 수도 있다. 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 최외층은 금층, 니켈층, 팔라듐층, 구리층 또는 주석과 은을 포함하는 합금층인 것이 바람직하고, 금층인 것이 보다 바람직하다. 최외층이 이러한 바람직한 도전층인 경우에는, 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는, 내부식성이 보다 한층 높아진다.
상기 기재 입자의 표면 상에 도전층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도전층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적 증착에 의한 방법, 및 금속 분말 또는 금속 분말과 바인더를 포함하는 페이스트를 기재 입자의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전층의 형성이 간편하므로, 무전해 도금에 의한 방법이 바람직하다. 상기 물리적 증착에 의한 방법으로서는, 진공 증착, 이온 플레이팅 및 이온 스퍼터링 등의 방법을 들 수 있다.
상기 도전성 입자의 입경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 520㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 도전성 입자의 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지며, 도전층을 형성할 때에 응집된 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 간격이 지나치게 커지지 않으며, 도전층이 기재 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자의 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 도전 재료의 용도에 적절하게 사용 가능하다.
상기 도전성 입자의 입경은, 도전성 입자가 진구상인 경우에는 직경을 의미하고, 도전성 입자가 진구상 이외의 형상인 경우에는, 그의 체적 상당의 진구라 가정했을 때의 직경을 의미한다.
상기 도전층의 두께는, 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 상기 도전층의 두께는 도전층이 다층인 경우에는 도전층 전체의 두께이다. 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지며, 도전성 입자가 지나치게 단단해지지 않아, 전극간의 접속 시에 도전성 입자가 충분히 변형된다.
상기 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전층의 두께는 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 최외층의 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전층에 의한 피복이 균일해져, 내부식성이 충분히 높아지며, 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 상기 최외층이 금층인 경우에, 금층의 두께가 얇을수록 비용이 낮아진다.
상기 도전층의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
상기 도전성 입자는, 도전성의 표면에 돌기를 가질 수도 있다. 상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면에 돌기를 가질 수도 있다. 해당 돌기는 복수인 것이 바람직하다. 도전층의 표면 및 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극간에 도전성 입자를 배치하여 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막이 효과적으로 배제된다. 이로 인해, 전극과 도전성 입자의 도전층을 보다 한층 확실하게 접촉시킬 수 있어, 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다. 또한, 도전성 입자가 표면에 절연성 물질을 구비하는 경우에, 또는 도전성 입자가 바인더 수지 중에 분산되어 도전 재료로서 사용되는 경우에, 도전성 입자의 돌기에 의해, 도전성 입자와 전극의 사이의 절연성 물질 또는 바인더 수지를 효과적으로 배제할 수 있다. 이로 인해, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전층을 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 또한 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 돌기를 형성하기 위해서, 상기 코어 물질을 사용하지 않을 수도 있다.
상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비할 수도 있다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때에, 복수의 전극간에 절연성 물질이 존재하므로, 상하의 전극간이 아니라 가로 방향으로 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극간의 접속 시에, 2개의 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전층과 전극과의 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자가 상기 도전층의 표면에 돌기를 갖는 경우에는, 도전성 입자의 도전층과 전극과의 사이의 절연성 물질을 보다 한층 용이하게 배제할 수 있다. 상기 절연성 물질은, 절연성 수지층 또는 절연성 입자인 것이 바람직하고, 절연성 입자인 것이 보다 바람직하다. 상기 절연성 입자는, 절연성 수지 입자인 것이 바람직하다.
(도전 재료)
상기 도전 재료는, 상술한 도전성 입자와 바인더 수지를 포함한다. 상기 도전성 입자는, 바인더 수지 중에 분산되어, 도전 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 전극의 전기적인 접속에 적절하게 사용된다. 상기 도전 재료는 회로 접속 재료인 것이 바람직하다.
상기 바인더 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더 수지로서, 공지된 절연성의 수지가 사용된다. 상기 바인더 수지로서는, 예를 들어 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 바인더 수지는, 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 비닐 수지로서는, 예를 들어 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는, 상온 경화형 수지, 열경화형 수지, 광경화형 수지 또는 습기 경화형 수지일 수도 있다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용될 수도 있다. 상기 열가소성 블록 공중합체로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 엘라스토머로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합 고무, 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
상기 도전 재료는, 상기 도전성 입자 및 상기 바인더 수지 이외에, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함할 수도 있다.
본 발명에서는, 경화 후의 상기 바인더 수지의 유연성이 높은 경우에, 스프링백이 보다 한층 억제되기 때문에, 본 발명의 효과를 보다 한층 발휘할 수 있다.
상기 바인더 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들어 상기 바인더 수지 중에 상기 도전성 입자를 첨가한 후, 플라너터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 상기 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 호모게나이저 등을 사용하여 균일하게 분산시킨 후, 상기 바인더 수지 중에 첨가하여, 플라너터리 믹서 등으로 혼련해서 분산시키는 방법, 및 상기 바인더 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 상기 도전성 입자를 첨가하여, 플라너터리 믹서 등으로 혼련해서 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.
상기 도전 재료는, 도전 페이스트 및 도전 필름 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 도전 재료가 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 도전 필름에, 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있을 수도 있다. 상기 도전 페이스트는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 상기 도전 필름은 이방성 도전 필름인 것이 바람직하다.
상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 바인더 수지의 함유량은 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상, 바람직하게는 99.99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이하이다. 상기 바인더 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되어, 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 바람직하게는 40중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 10중량％ 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
(접속 구조체)
상술한 도전성 입자를 사용하여, 또는 상술한 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료를 사용하여, 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.
상기 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 해당 접속부가 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상술한 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체인 것이 바람직하다. 도전성 입자가 단독으로 사용된 경우에는, 접속부 자체가 도전성 입자이다. 즉, 제1, 제2 접속 대상 부재가 도전성 입자에 의해 접속된다. 상기 접속 구조체를 얻기 위하여 사용되는 상기 도전 재료는, 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.
상기 제1 접속 대상 부재는 제1 전극을 표면에 갖는 것이 바람직하다. 상기 제2 접속 대상 부재는 제2 전극을 표면에 갖는 것이 바람직하다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
도 4는, 도 1에 도시하는 도전성 입자(1)를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
도 4에 도시하는 접속 구조체(51)는, 제1 접속 대상 부재(52)와, 제2 접속 대상 부재(53)와, 제1 접속 대상 부재(52)와 제2 접속 대상 부재(53)를 접속하고 있는 접속부(54)를 구비한다. 접속부(54)는, 도전성 입자(1)와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 도 4에서는, 도시의 편의상, 도전성 입자(1)는 약도적으로 나타내고 있다. 도전성 입자(1) 대신에, 도전성 입자(21, 31) 등의 다른 도전성 입자를 사용할 수도 있다.
제1 접속 대상 부재(52)는, 표면(상면)에 복수의 제1 전극(52a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)는, 표면(하면)에 복수의 제2 전극(53a)을 갖는다. 제1 전극(52a)과 제2 전극(53a)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)가 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재의 사이에 상기 도전 재료를 배치하여 적층체를 얻은 후, 해당 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 4.9×106Pa 정도이다. 상기 가열 온도는, 120 내지 220℃ 정도이다. 플렉시블 프린트 기판의 전극, 수지 필름 상에 배치된 전극 및 터치 패널의 전극을 접속하기 위한 상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 1.0×106Pa 정도이다.
상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체 칩, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 유리 에폭시 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 도전 재료는, 전자 부품을 접속하기 위한 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 페이스트는 페이스트상의 도전 재료이며, 페이스트상의 상태에서 접속 대상 부재 상에 도포 시공되는 것이 바람직하다.
상기 도전성 입자 및 상기 도전 재료는, 터치 패널에도 적절하게 사용된다. 따라서, 상기 접속 대상 부재는, 플렉시블 프린트 기판이거나, 또는 수지 필름의 표면 상에 전극이 배치된 접속 대상 부재인 것도 바람직하다. 상기 접속 대상 부재는, 플렉시블 프린트 기판인 것이 바람직하고, 수지 필름의 표면 상에 전극이 배치된 접속 대상 부재인 것이 바람직하다. 상기 플렉시블 프린트 기판은, 일반적으로 전극을 표면에 갖는다.
특히, 본 발명에서는, 도전성 입자의 기판 등 접속 대상 부재에 대한 데미지를 억제하기 위해서, 기재 입자의 초기 경도를 적당한 범위로 설계하고 있다. 이로 인해, 본 발명에서는, 비교적 얇은 유리 기판(0.2mm 정도)과 플렉시블 프린트 기판을 접속한 경우에, 큰 효과를 발휘한다.
상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 조합은, 유리 기판과 플렉시블 프린트 기판의 조합인 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 제1 접속 대상 부재가 유리 기판일 수도 있고, 상기 제2 접속 대상 부재가 유리 기판일 수도 있다. 상기 유리 기판의 두께는, 0.05 mm 이상 0.5 mm 미만인 것이 바람직하다.
상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극, 텅스텐 전극 및 티타늄 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히, 티타늄 전극인 경우에 큰 효과를 발휘한다. 상기 제1, 제2 전극 중 적어도 한쪽은 티타늄 전극인 것이 바람직하고, 상기 제1, 제2 전극 중 양쪽이 티타늄 전극인 것이 바람직하다. 상기 제1, 제2 전극의 표면을 구성하는 재료 중 적어도 한쪽은 티타늄을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 제1, 제2 전극의 표면을 구성하는 재료의 양쪽이 티타늄을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
(1) 기재 입자의 제작
코어의 제작)
디비닐벤젠(순도 96중량％) 600중량부와, 이소보로닐아크릴레이트 400중량부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 얻어진 혼합액에 과산화벤조일 20중량부를 첨가하고, 균일하게 용해될 때까지 교반하여 단량체 혼합액을 얻었다. 분자량 약 1700의 폴리비닐알코올을 순수에 용해시킨 2중량％ 수용액 4000중량부를, 반응 가마에 넣었다. 그 안에, 얻어진 단량체 혼합액을 넣고, 4시간 교반함으로써, 단량체의 액적이 소정의 입경이 되도록 입경을 조정하였다. 그 후, 85℃의 질소 분위기 하에서 9시간 반응을 행하고, 단량체 액적의 중합 반응을 행하여, 입자를 얻었다. 얻어진 입자를 열수로 수회 세정한 후, 분급 조작을 행하여, 수 종류의 입경이 상이한 중합체 입자(유기 코어)를 회수하였다.
실시예 1에서는, 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 3.00㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다.
코어 쉘 입자의 제작)
얻어진 중합체 입자(유기 코어) 30중량부와, 계면 활성제인 헥사데실암모늄브로마이드 12중량부와, 25중량％의 암모니아 수용액 24중량부를, 메탄올 540중량부 및 순수 60중량부 중에 넣고 혼합하여, 중합체 입자의 분산액을 얻었다. 이 분산액에 테트라에톡시실란 120중량부를 첨가하여, 졸겔 반응에 의한 축합 반응을 행하였다. 테트라에톡시실란의 축합물을 중합체 입자의 표면에 석출시켜서, 쉘을 형성하고, 입자를 얻었다. 얻어진 입자를 에탄올로 수회 세정하고, 건조함으로써 코어 쉘 입자(기재 입자)를 얻었다. 얻어진 코어 쉘 입자의 입경은 4.02㎛이었다. 코어의 입경과 코어 쉘 입자의 입경으로부터, 쉘의 두께는 0.51㎛로 산출되었다.
(2) 도전성 입자의 제작
얻어진 기재 입자를 세정하고 건조하였다. 그 후, 무전해 도금법에 의해, 얻어진 기재 입자의 표면에 니켈층을 형성하여, 도전성 입자를 제작하였다. 또한, 니켈층의 두께는 0.1㎛이었다.
(실시예 2)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 2.50㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 이소프로필알코올 540중량부로 변경한 것, 및 테트라에톡시실란의 첨가량을 140중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 3)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 2.25㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 이소프로필알코올 540중량부로 변경한 것, 및 테트라에톡시실란의 첨가량을 310중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 4)
실시예 1에서 얻어진 기재 입자를, 전기로에서 질소를 충전한 상태로, 200℃에서 30분 가열 처리를 행하였다. 그 후 실시예 1과 마찬가지의 처리로 도전성 입자를 제작하였다.
(실시예 5)
(1) 팔라듐 부착 공정
실시예 1에서 얻어진 기재 입자를 준비하였다. 얻어진 기재 입자를 에칭하고 수세하였다. 이어서, 팔라듐 촉매를 8중량％ 포함하는 팔라듐 촉매화 액 100mL 중에 기재 입자를 첨가하여 교반하였다. 그 후, 여과하고, 세정하였다. pH6의 0.5중량％ 디메틸아민보란액에 기재 입자를 첨가하고, 팔라듐이 부착된 기재 입자를 얻었다.
(2) 코어 물질 부착 공정
팔라듐이 부착된 기재 입자를 이온 교환수 300mL 중에서 3분간 교반하고, 분산시켜서 분산액을 얻었다. 이어서, 금속 니켈 입자 슬러리(평균 입경 100nm) 1g을 3분간에 걸쳐 상기 분산액에 첨가하여, 코어 물질이 부착된 기재 입자를 얻었다.
(3) 무전해 니켈 도금 공정
실시예 1과 마찬가지로 해서, 기재 입자의 표면 상에 니켈층을 형성하여, 도전성 입자를 제작하였다. 또한, 니켈층의 두께는 0.1㎛이었다.
(실시예 6)
(1) 절연성 입자의 제작
4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 삼방 코크, 냉각관 및 온도 프로브가 설치된 1000mL의 세퍼러블 플라스크에, 메타크릴산메틸 100mmol과, N,N,N-트리메틸-N-2-메타크릴로일옥시에틸암모늄클로라이드 1mmol과, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염 1mmol을 포함하는 단량체 조성물을, 고형분율이 5중량％가 되도록 이온 교환수에 칭량한 후, 200rpm으로 교반하여, 질소 분위기 하 70℃에서 24시간 중합을 행하였다. 반응 종료 후, 동결 건조하여, 표면에 암모늄기를 갖고, 평균 입경 220nm 및 CV값 10％의 절연성 입자를 얻었다.
절연성 입자를 초음파 조사 하에서 이온 교환수에 분산시켜, 절연성 입자의 10중량％ 수분산액을 얻었다.
실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10g을 이온 교환수 500mL에 분산시키고, 절연성 입자의 수분산액 4g을 첨가하여, 실온에서 6시간 교반하였다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 또한 메탄올로 세정하고, 건조하여, 절연성 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.
주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰한 결과, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자에 의한 피복층이 1층만 형성되어 있었다. 화상 해석에 의해 도전성 입자의 중심으로부터 2.5㎛의 면적에 대한 절연성 입자의 피복 면적(즉, 절연성 입자의 입경의 투영 면적)을 산출한 결과, 피복률은 30％이었다.
(실시예 7)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 2.50㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 아세토니트릴 540중량부로 변경한 것, 및 테트라에톡시실란의 첨가량을 140중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 8)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 2.75㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 이소프로필알코올 540중량부로 변경한 것, 및 테트라에톡시실란의 첨가량을 50중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 9)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 2.75㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 아세토니트릴 540중량부로 변경한 것, 및 테트라에톡시실란의 첨가량을 50중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 10)
실시예 1에서 얻어진 기재 입자를, 전기로에서 질소를 충전한 상태에서, 200℃에서 30분 과열 처리를 행하였다. 그 후 실시예 1과 마찬가지의 처리로, 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 11)
실시예 1에서 분급 회수한 중합체 입자 중, 입자 직경이 3.5㎛인 중합체 입자(유기 코어)를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용한 것, 및 코어 쉘 입자를 제작할 때에 메탄올 540중량부를 아세토니트릴 540중량부로 변경한 것, 테트라에톡시실란의 첨가량을 50중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 1)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 3.00㎛인 중합체 입자를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 기재 입자로서 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 2)
코어를 제작할 때에, 디비닐벤젠(순도 96중량％) 600중량부 및 이소보로닐아크릴레이트 400중량부를, 1,4-부탄디올디아크릴레이트 950중량부 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 50중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 입자를 얻었다. 얻어진 입자를 열수로 수회 세정한 후, 분급 조작을 행하여, 수 종류의 입경이 서로 다른 중합체 입자를 회수하였다.
비교예 2에서는, 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 3.02㎛인 중합체 입자를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 기재 입자로서 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 3)
코어를 제작할 때에, 디비닐벤젠(순도 96중량％) 600중량부 및 이소보로닐아크릴레이트 400중량부를, 디비닐벤젠(순도 96중량％) 1000중량부로 변경한 것, 및 과산화벤조일의 첨가량을 40중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 입자를 얻었다. 얻어진 입자를 열수로 수회 세정한 후, 분급 조작을 행하여, 수 종류의 입경이 서로 다른 중합체 입자를 회수하였다.
비교예 3에서는, 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 3.01㎛인 중합체 입자를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 기재 입자로서 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 4)
실시예 1에서 분급 조작으로 회수한 중합체 입자 중, 입경이 3.00㎛인 중합체 입자를 준비하였다. 얻어진 중합체 입자를 사용하여, 코어 쉘 입자를 제작할 때에, 테트라에톡시실란의 첨가량을 10중량부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 코어 쉘 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(평가)
(1) 기재 입자의 입경, 코어의 입경 및 쉘의 두께
얻어진 기재 입자에 대해서, 입도 분포 측정 장치(베크만 코울터사 제조 「멀티사이저(Multisizer) 3」)를 사용하여, 약 10000개의 입경을 측정하고, 평균 입경 및 표준 편차 등을 측정하였다. 기재 입자를 제작할 때에 사용한 코어에 대해서도, 마찬가지의 방법에 의해 입경을 측정하였다. 기재 입자의 입경과 코어의 입경의 차로부터, 쉘의 두께를 구하였다.
(2) 기재 입자의 압축 탄성률(10％ K값 및 30％ K값), 및 10％ 하중값 및 30％ 하중값 및 40％ 하중값
얻어진 기재 입자의 상기 압축 탄성률(10％ K값 및 30％ K값), 및 10％ 하중값 및 30％ 하중값 및 40％ 하중값을, 23℃의 조건에서, 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
(3) 기재 입자의 압축 회복률
얻어진 기재 입자의 상기 압축 회복률을, 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
(4) 기재 입자의 파괴 변형
미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여, 23℃의 조건에서, 상술한 방법에 의해 파괴 변형을 측정하였다.
(5) 접속 저항
접속 구조체의 제작:
비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸사 제조 「에피코트 1009」) 10중량부와, 아크릴 고무(중량 평균 분자량 약 80만) 40중량부와, 메틸에틸케톤 200중량부와, 마이크로 캡슐형 경화제(아사히 가세이 E 머티리얼즈사 제조 「HX3941HP」) 50중량부와, 실란 커플링제(도레이 다우코닝 실리콘사 제조 「SH6040」) 2중량부를 혼합하고, 도전성 입자를 함유량이 3중량％가 되도록 첨가하여 분산시켜, 수지 조성물을 얻었다.
얻어진 수지 조성물을, 편면이 이형 처리된 두께 50㎛의 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름에 도포하고, 70℃의 열풍으로 5분간 건조하여, 이방성 도전 필름을 제작하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 두께는 12㎛이었다.
얻어진 이방성 도전 필름을 5mm×5mm의 크기로 절단하였다. 절단된 이방성 도전 필름을, 한쪽에 저항 측정용의 배선을 갖는 ITO 전극(높이 0.1㎛, L/S=20㎛/20㎛)이 설치된 PET 기판(폭 3cm, 길이 3cm)의 ITO 전극측의 거의 중앙에 부착하였다. 계속해서, 동일한 금 전극이 설치된 2층 플렉시블 프린트 기판(폭 2cm, 길이 1cm)을 전극끼리 겹치도록 위치 정렬을 하고 나서 접합하였다. 이 PET 기판과 2층 플렉시블 프린트 기판의 적층체를, 10N, 180℃, 및 20초간의 압착 조건에서 열 압착하여, 접속 구조체를 얻었다. 또한, 폴리이미드 필름에 구리 전극이 형성되고, 구리 전극 표면이 Au 도금되어 있는, 2층 플렉시블 프린트 기판을 사용하였다.
접속 저항의 측정:
얻어진 접속 구조체의 대향하는 전극간의 접속 저항을 4 단자법에 의해 측정하였다. 접속 저항을 다음의 기준으로 판정하였다.
[접속 저항의 평가 기준]
○○: 접속 저항이 3.0Ω 이하
○: 접속 저항이 3.0Ω 초과 4.0Ω 이하
△: 접속 저항이 4.0Ω 초과 5.0Ω 이하
×: 접속 저항이 5.0Ω 초과
(6) 전극에서의 크랙의 유무
상기 (5) 접속 저항의 평가에서 얻어진 접속 구조체의 전극 100개에 있어서, 크랙이 발생하였는지 여부를 관찰하였다.
[전극에서의 크랙의 유무]
○○: 전극 100개 중, 크랙이 발생한 개수가 없다
○: 전극 100개 중, 크랙이 발생한 개수가 2개 이하이다
△: 전극 100개 중, 크랙이 발생한 개수가 3 내지 5개이다
×: 전극 100개 중, 크랙이 발생한 개수가 6 내지 10개이다
××: 전극 100개 중, 크랙이 발생한 개수가 11개 이상이다
(7) 전극에서의 공극의 유무
상기 (5) 접속 저항의 평가에서 얻어진 접속 구조체의 전극 100개에 있어서, 금속 현미경을 사용하여, 도전성 미립자가 접촉한 전극 부분에서의 공극의 발생 유무를 관찰하였다.
[전극에서의 공극의 유무]
○○: 전극 100개 중, 공극이 발생한 전극이 없다
○: 전극 100개 중, 공극이 발생한 개수가 2개 이하이다
△: 전극 100개 중, 공극이 발생한 개수가 3 내지 5개이다
×: 전극 100개 중, 공극이 발생한 개수가 6개 이상이다
결과를 다음의 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 1 내지 4, 7 내지 11에서 얻어진 기재 입자의 종횡비는 모두 1.2 이하이었다. 또한, 실시예 3 내지 5, 10에서의 접속 저항의 평가 결과는 모두 「○○」이지만, 실시예 5에서의 접속 저항의 값은 실시예 3, 4, 10에서의 접속 저항의 값보다 낮았다. 돌기가 영향을 미친 것으로 생각된다.
Figure 112015005631533-pct00004
1 : 도전성 입자 2 : 도전층
11 : 기재 입자 12 : 코어
13 : 쉘 21 : 도전성 입자
22 : 도전층 22A : 제1 도전층
22B : 제2 도전층 31 : 도전성 입자
31a : 돌기 32 : 도전층
32a : 돌기 33 : 코어 물질
34 : 절연성 물질 51 : 접속 구조체
52 : 제1 접속 대상 부재 52a : 제1 전극
53 : 제2 접속 대상 부재 53a : 제2 전극
54 : 접속부

Claims (11)

  1. 표면 상에 도전층이 형성되고, 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위하여 사용되는 기재 입자로서,
    30% 압축 변형했을 때의 압축 회복률이 50％ 미만이고,
    코어와 상기 코어의 표면 상에 배치된 쉘을 구비하는 코어 쉘 입자이고,
    상기 코어가 유기 코어이고,
    상기 쉘이 무기 쉘이고,
    10％ 압축했을 때의 압축 탄성률이 3000N/mm2 이상 6000N/mm2 미만이며,
    30％ 압축했을 때의 하중값의 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비가 3 이하인, 기재 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쉘의 두께가 100nm 이상 5㎛ 이하인, 기재 입자.
  3. 제1항에 있어서, 30％ 압축했을 때의 압축 탄성률이 3000N/mm2 이하인, 기재 입자.
  4. 제1항에 있어서, 40％ 압축했을 때의 하중값의 10％ 압축했을 때의 하중값에 대한 비가 6 이하인, 기재 입자.
  5. 제1항에 있어서, 파괴 변형이 10％ 이상 30％ 이하인, 기재 입자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 기재 입자와,
    상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하는, 도전성 입자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도전층의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비하는, 도전성 입자.
  8. 제6항에 있어서, 상기 도전층의 외표면에 돌기를 갖는, 도전성 입자.
  9. 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하고,
    상기 도전성 입자가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하는, 도전 재료.
  10. 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
    제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
    상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부가 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고,
    상기 도전성 입자가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 구비하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
  11. 삭제
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WO (1) WO2014115468A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014104017A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 積水化学工業株式会社 有機無機ハイブリッド粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6188392B2 (ja) * 2013-04-12 2017-08-30 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6460673B2 (ja) * 2013-08-02 2019-01-30 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6337630B2 (ja) * 2014-06-12 2018-06-06 日立化成株式会社 回路接続材料及び回路接続構造体
EP3378917A4 (en) 2015-11-20 2019-07-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. PARTICLES, CONNECTION MATERIALS AND CONNECTION STRUCTURE
JP6959004B2 (ja) 2015-11-20 2021-11-02 積水化学工業株式会社 接続材料及び接続構造体
US11020825B2 (en) 2015-11-20 2021-06-01 Sekisui Chemical Co., Ltd. Connecting material and connection structure
KR102248989B1 (ko) * 2016-09-30 2021-05-06 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤 도전성 수지 입자 및 그 용도
CN108987962B (zh) * 2017-06-05 2021-12-03 日立金属株式会社 压接端子、带端子的电线以及带端子的电线的制造方法
CN107393633A (zh) * 2017-06-26 2017-11-24 张家港康得新光电材料有限公司 导电金属球及3d显示装置
KR102095115B1 (ko) * 2018-07-27 2020-03-30 한국전력공사 자가치유 실리콘 절연체 및 그 제조방법
DE102019107633A1 (de) * 2019-03-25 2020-10-29 Sphera Technology Gmbh Mehrkomponentensystem und Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentensystems
KR20220047252A (ko) * 2019-08-08 2022-04-15 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011503A (ja) * 1999-06-25 2001-01-16 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 新規な導電性微粒子、および該微粒子の用途
JP2008091131A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Nisshinbo Ind Inc 導電性粒子およびその製造方法
JP2012209097A (ja) 2011-03-29 2012-10-25 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料及び接続構造体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3280139B2 (ja) 1993-11-19 2002-04-30 日立化成工業株式会社 表示パネル
JP4163316B2 (ja) 1999-01-14 2008-10-08 株式会社日本触媒 有機質無機質複合体粒子、その製造方法およびその用途
CN1906705B (zh) * 2004-01-30 2010-04-21 积水化学工业株式会社 导电性微粒和各向异性导电材料
JP2006156068A (ja) 2004-11-29 2006-06-15 Sanyo Chem Ind Ltd 導電性微粒子
KR100861010B1 (ko) * 2006-12-22 2008-09-30 제일모직주식회사 절연성 도전 입자 및 이를 이용한 이방 도전성 필름
KR101612564B1 (ko) * 2008-03-27 2016-04-14 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 중합체 입자, 도전성 입자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체
JP5430093B2 (ja) * 2008-07-24 2014-02-26 デクセリアルズ株式会社 導電性粒子、異方性導電フィルム、及び接合体、並びに、接続方法
KR101609403B1 (ko) * 2008-07-31 2016-04-05 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 중합체 입자, 도전성 입자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체
JP2011060502A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Sekisui Chem Co Ltd 絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
JP5476210B2 (ja) * 2010-05-19 2014-04-23 積水化学工業株式会社 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
JP5856379B2 (ja) * 2011-03-03 2016-02-09 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011503A (ja) * 1999-06-25 2001-01-16 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 新規な導電性微粒子、および該微粒子の用途
JP2008091131A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Nisshinbo Ind Inc 導電性粒子およびその製造方法
JP2012209097A (ja) 2011-03-29 2012-10-25 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料及び接続構造体

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