KR102548160B1

KR102548160B1 - 고강도 비드, 이를 이용한 도전입자

Info

Publication number: KR102548160B1
Application number: KR1020200177560A
Authority: KR
Inventors: 김경흠; 김보람; 김종태; 정현윤; 임영진
Original assignee: 덕산네오룩스 주식회사
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2023-06-28
Also published as: KR20220087144A

Abstract

본 발명은 고강도 비드로서, 상기 비드의 입경을 10%, 20%, 30%, 40% 변위시켰을 때의 압축 탄성률을 각각 K10, K20, K30, K40라 할 때, K10<K20<K30<K40의 관계를 가지는 고강도 비드를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 비드, 이를 이용한 도전입자 {High-strength Bid, Conductive Particles using the same}

본 발명은 고강도 비드, 이를 이용한 도전입자, 도전재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.

도전입자는 일반적으로 경화제, 접착제, 수지바인더와 혼합하여 분산된 형태로 사용되는 이방성도전재료로 제조되어 사용된다.

이방성도전재료는 구체적으로 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film), 이방성도전접착제(Anisotropic Conductive Adhesive), 이방성도전페이스트(Anisotropic Conductive Paste), 이방성도전잉크 (Anisotropic Conductive Ink), 이방성도전시트(Anisotropic Conductive Sheet)등이 있을 수 있다.

이방성도전재료는 FOG(Film on Glass ; 플렉서블 기판 - 유리기판), COF(Chip on Film ; 반도체 칩 - 플렉서블 기판), COG(Chip on Glass ; 반도체 칩 - 유리기판), FOB(Film on Board ; 플렉서블 기판 - 유리에폭시 기판) 등에 양 전극의 전기적 연결을 위해 사용되고 있다.

이방성도전재료는 예를 들어 반도체 칩과 플렉서블 기판을 접합한다고 가정하면, 플렉서블 기판위에 이방성도전재료를 배치하고 반도체 칩을 적층하여 가압/가열 상태에서 이방성도전재료를 경화시켜 도전입자가 기판의 전극과 반도체 칩의 전극을 전기적으로 연결하는 접속 구조체를 구현할 수 있다.

구체적으로 이방성 도전재료는 디스플레이 반도체 칩과 회로구성을 하는 유리기판의 접속, μ-LED, mini-LED와 회로기판을 접속하는 방법으로 사용할 수 있다.

도전입자는 통상 비드와 비드를 둘러싼 도전층으로 이루어지는데, 이방성도전재료에 사용될 경우 경화제, 접착제, 수지바인더 등과 같이 혼합하여 사용되고, 가압/가열 후 접속 구조체로 될 경우 이방성도전재료의 경화/접착에 의해 상/하 전극간 전기 접속을 유지하게 된다.

한편 도전입자를 OLED Display 용으로 사용하는 경우 높은 압축 강도를 요구한다. OLED Display에 사용되는 전극은 주로 알루미늄(Aluminum)과 티타늄(Titanium)을 사용하는데, 이러한 금속의 경우, 전극 표면에 형성되는 산화막과 전극간의 격자구조가 동일하여 표면의 산화막이 매우 안정적으로 형성되어 보호필름의 역할을 함과 동시에 얇은 절연층을 형성한다.

따라서 전극 사이에 존재하는 도전입자가 양 전극을 연결해주기 위해서 압착되는 과정에서 도전입자의 돌기가 상기 절연층을 뚫을 수 있는 강도를 가져야 하기 때문에 도전입자의 높은 압축강도가 요구된다.

그러나 도전입자에 종래 사용되는 비드는 우레탄계, 스티렌계, 아크릴레이트계, 벤젠계, 에폭시계, 아민계, 이미드계 등의 단량체 또는 이들의 변형된 단량체 또는 상기 단량체의 혼합된 단량체를 이용하여, 시드중합, 분산중합, 현탁중합, 유화중합 등의 방법으로 중합하여 얻어지는 공중합체등은 높은 압축강도를 제공하지 못하였다.

이에 유무기 하이브리드 비드를 사용하여, 유기물과 무기물 모두가 포함된 코어-쉘 구조, 컴파운드 구조, 컴포지트 구조의 비드가 제안되었다.

코어-쉘 구조는 코어가 유기물질일 때 쉘은 무기물질이며, 코어가 무기물질일 때 쉘은 유기물질인 경우를 말하고, 컴파운드 구조는 무기물질과 유기물질이 화합물을 이루는 경우를 말한다.

컴포지트 구조는 무기물질 매트릭스에 유기물질이 포함되거나, 유기물질 매트릭스에 무기물질이 포함되어 복합물을 이루는 경우를 말하며, 유기물질과 무기물질이 50:50으로 서로 분산된 형태도 가능하다.

그러나 기존의 유무기 하이브리드 비드는 변형률이 증가함에 따라 압축강도가 변형율이 넓은 구간에서 낮아지다가 증가하는 특성 넓은 구간에서 변형율이 낮아지다가 증가하는 특성을 보이고 이러한 특성은 전극을 압착하는 과정에서 힘이 증가함에 따라 도전입자가 버티는 힘을 약하게 하고, 따라서 상/하부의 전극을 연결하는 효율이 감소하게 되는 문제를 가진다.

일본등록특허 제JP6049461호

본 발명의 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 도전입자가 전극의 산화 피막을 용이하게 뚫고 접속할 수 있도록 지지하는 고강도 비드를 제공하는 것이다.

또한, 초기접속 저항치가 낮고 고온/고습 신뢰성 이후 저항 증가도 낮아 신뢰성이 우수한 도전입자, 이방성도전재료, 접속구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1측면은, 적어도 2종이상의 실란 단량체의 중합체 비드로서, 상기 비드의 입경을 10%, 20%, 30%, 40% 변위시켰을 때의 압축 탄성률을 각각 K10, K20, K30, K40라 할 때, K10<K20<K30<K40의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 K10의 값은 4,000 N/㎟ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 비드는 1.5㎛ 내지 6㎛ 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 실란 단량체에는 적어도 탄소이중결합을 포함하는 실란 단량체가 적어도 1종이상 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 비드는 탄소이중결합을 가지는 실란 100중량부에 대하여 탄소이중결합을 가지지 않는 실란은 120중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 비드는 비닐기를 가지는 실란 단량체와 아크릴로일기를 가지는 실란단량체를 포함하고, 상기 비닐기를 가지는 실란단량체 100중량부에 대하여 상기 아크릴로일기를 가지는 실란 단량체는 70중량부 내지 125중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 비드는 표면상에 친수성 유기층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 친수성 유기층은 상기 비드 표면 말단의 이중결합을 가지는 탄소와 결합하는 유기단량체가 중합되어 형성되는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 유기단량체는 에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 1, 6-핵산디올 디 (메타)아크릴레이트, 1, 3-뷰틸렌 디 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 폴리 프로필렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 (메타)아크릴레이트, 아릴아민, N-비닐-2-프로펜-1-아민, 3-부텐-1-아민으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

이 때, 상기 비드는 입경이 5 내지 15nm인 무기나노입자를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 유기층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.2㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면은, 전술한 비드와 상기 비드 표면상에 구비되는 전도층을 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 전도층은 Ni, Sn, Ag, Cu, Pd, Zn, W, P, B, 및 Au로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 전도층의 표면에 절연층 또는 절연입자를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 전도층의 최외각에 소수성 방청제를 사용하여 방청처리 된 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면은 전술한 비드를 사용한 도전입자를 포함하는 이방성도전재료를 제공한다. 본 발명의 다른 측면은 전술한 비드를 사용한 도전입자를 포함하는 접속구조체.

본 발명의 실시예들에 따른 고강도 비드는 외력이 가해짐에 따라 변형률이 10%, 20%, 30%, 40%로 각각 증가함에 따라 강도 값이 증가하고, 이에 따라 전극의 산화 피막을 기존의 고강도 입자보다 용이하게 뚫을 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 고강도 비드를 사용한 도전입자를 사용한 도전재료 및 접속 구조체는 안정적인 접속을 제공하는 효과가 있다.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.

<본 발명의 제1측면>

본 발명의 제1측면에 따르면, 고강도 비드 및 그 제조방법이 제공된다. 일반적으로 도전입자는 이방성 도전재료에 포함되어 가열 압착되는데, 압착시 도전입자 크기의 변형이 일어나면서 돌기가 전극을 뚫고 들어가는 방식으로 전극사이를 전기적으로 연결한다.

이 때, 도전입자 내부의 비드는 크기가 변형되면서 압축강도도 변형되는 데 통상 초기에는 감소하다가 다시 증가하는 경향성을 보인다.

고강도 비드의 초기 압축강도가 감소하는 변형을 보이는 변형율에서 도전입자가 초기 접촉하게 설계하고, 압축강도가 증가하는 변형율에서는 도전입자의 도전층 또는 돌기에 의해 산화피막을 뚫도록 설계하는 것이 바람직하다.

다시 말해 산화 피막을 뚫기 위해서는 전극이나 돌기의 강도도 중요하지만 돌기를 밀어주고 있는 비드의 변형량에 따른 압축강도를 설계하는 것이 매우 중요하다.

이에, 이에 고강도 비드가 사용되는 전극간 간격과 도전입자, 및 돌기의 크기를 고려하면 비드에 외력을 가하여 비드를 압축 변형시켜 입경이 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%로 변위될 때 각 지점에서의 압축강도를 각각 K10, K20, K30, K40, K50, K60이라 할 때, 적어도 K10<K20<K30<K40의 관계를 가지게 하는 것이 바람직하다.

이는 비드의 압축 변형될 때 초기에 비드의 압축강도가 미세하게 낮아지거나 낮아지는 구간이 작아서 구간내 전체적으로는 입경이 10%, 20%, 30%, 40%되는 변형량에서 측정되는 압축강도가 지속적으로 증가상태를 유지하는 것을 의미한다.

이는 종래 고강도 비드가 변형률이 증가함에 따라 압축강도가 현저히 낮아지거나 낮아지는 구간이 큰 것과 차별을 이룬다. 즉, 본 발명의 고강도 비드는 전극을 압착하는 과정에서 외력이 증가함에 따라 비드가 버티는 힘이 지속적으로 유지되어, 돌기나 도전층이 전극을 용이하게 뚫고 들어갈 수 있게 한다.

여기서, K10의 값은 4,000 이상, K20의 값은 4,400 이상, K30의 값은 5,400 N/㎟ 이상, K40의 값은 6,700 N/㎟ 이상이 바람직하다.

이 때, 비드의 재료는 적어도 2종이상의 실란 단량체의 오가노 실란 중합체를 포함하여 제조할 수 있다.

오가노 실란의 중합체는 적어도 하나의 탄소이중결합을 가지는 단량체를 필수적으로 포함하는 2종이상의 실란을 중합한 중합체가 바람직하다.

탄소이중결합을 가지는 오가노 실란 단량체는 비닐기를 가지는 단량체로서 비닐트리메톡시실란(VTMS), 비닐트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란 등이 사용될 수 있으며, 아크릴로일기를 가지는 단량체로서 「3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴로옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시에톡시프로필트리메톡시실란 등이 사용될 수 있다.

또한 탄소이중결합을 가지지 않은 오가노 실란 단량체로서는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 태디메틸디비닐실란, 메틸트리비닐실란, 테트라비닐실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라부톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란등이 사용될 수 있다.

탄소이중결합을 가지는 실란 단량체가 많을수록 후술할 유기층 형성에 유리하여 탄소이중결합을 가지는 실란 단량체들로만 중합체를 형성하는 것도 가능하고, 비드의 용도에 따라서 적절한 두께나 친수성을 부여 하기 위해 탄소이중결합을 가지지 않는 실란도 포함할 수 있다. 이에, 탄소이중결합을 가지는 실란단량체 100중량부에 대하여 탄소이중결합을 가지지 않는 실란 단량체는 120중량부이하, 보다 바람직하게는 110중량부 이하로 포함하는 것이 바람직하다.

한편 전술한 비드가 모두 탄소이중결합을 가지는 실란단량체의 중합체로 구성될 때, 비닐기를 가지는 실란 단량체와 아크릴로일기를 가지는 실란단량체를 포함하는 것이 바람직한데, 합성된 입자 표면에 이중결합이 많이 남아있도록 하여 그 표면에 유기단량체를 첨가하여 이중결합의 라디칼 중합을 통한 친수성 유기층을 형성하기 용이하기 때문이다.

전술한 비드가 모두 탄소이중결합을 가지는 실란단량체의 중합체로만 구성될 때 비닐기를 가지는 실란 단량체과 아크릴로일기를 가지는 실란 단량체는, 비닐기를 가지는 실란 단량체 100중량부에 대하여 아크릴로일기를 가지는 실란 단량체는 70중량부 내지 125중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

전술한 범위를 벗어나는 경우 K10<K20<K30<K40의 관계를 만족하는데 반응조건인 온도와 시간을 맞추기가 현저히 어려워 진다.

한편, 비드 상에는 유기층을 더 구비할 수 있다. 유기층은 비드 표면 말단의 이중결합을 가진 탄소와 결합하는 유기단량체를 사용하여 형성하며, 유기층은 친수성을 가진다. 형성된 유기층은 합성된 비드가 건조 후 응집이 없고, 물분산시에 분산성이 좋아지도록 하는 역할을 할 뿐만 아니라 도금이 용이하게 이루어지게 한다.

이 때 사용될 수 있는 유기단량체는 친수성기를 갖는 Vinyl계로서 상기 친수성기는 아크릴기, 아민기 등을 들 수 있다.

예를 들어 상기 아크릴기를 갖는 비닐계는 에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 1, 6-핵산디올 디 (메타)아크릴레이트, 1, 3-뷰틸렌 디 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 폴리 프로필렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 (메타)아크릴레이트 등이 있으며, 상기 아민기를 갖는 비닐계는 아릴아민, N-비닐-2-프로펜-1-아민, 3-부텐-1-아민 등를 사용할 수 있다.

이 때 유기층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.2㎛의 높이로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우 압축강도가 낮아지는 문제점이 있고 미만인 경우 유기층 형성이 어렵고, 충분한 친수성을 나타낼 수 없는 문제점이 있다.

또한 비드에는 무기나노입자가 더 포함될 수 있다. 무기나노입자는 SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2를 비롯한 산화물, AlN, Si3N4, TiN, BaN을 비롯한 질화물, WC, TiC, SiC를 비롯한 탄화물 등을 이용할 수 있다. 첨가된 무기나노입자는 비드가 합성되는 과정에서 비드 안으로 분산되어 들어가 강화된 고강도 비드를 합성할 수 있다.

고강도 비드의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 일반적인 적극의 형태와 표면 거칠기를 고려할 경우 바람직하게는 6㎛이하이며, 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 내지 5㎛이이고 더더욱 바람직하게는 2.5~4.5㎛이다.

도전입자를 이용하여 제조된 이방성 도전재료가 사용되는 곳은 전극 간격에 의해 제한을 받기 때문이다. 전술한 비드의 크기는 유기층을 포함하거나 무기나노입자가 더 포함되는 경우에도 마찬가지이다.

전술한 비드의 크기는 유기층을 포함하거나 무기나노입자가 더 포함되는 경우에도 마찬가지이다.

전술한 고강도 비드의 제조방법은 중합단계, 분급단계, 및 열처리단계를 포함한다.

중합단계는 이종의 오가노 실란단량체를 중합시키는 단계로서,이 때 탄소이중결합을 가지는 실란 단량체 100중량부에 대하여 탄소이중결합을 가지지 않는 실란 단량체는 120 중량부이하로 포함하는 것이 바람직하다.

분급단계는 중합단계에서 중합된 비드를 크기에 맞게 분급하는 단계이나 균일하게 중합되는 경우나 입자의 크기가 균일하지 않아도 되는 용도인 경우에는 분급단계는 생략될 수 있다.

열처리단계는 비드를 건조하고 열처리하는 단계로서, 열처리 온도는 200 내지 700도씨로 할 수 있고, 350 내지 650도씨, 350도씨 내지 600도씨로 하는 것이 바람직하다.

비드에 유기층을 형성하는 경우에는 전술한 중합단계 후 유기단량체를 주입하여 상기 비드상에 유기층을 형성하는 유기층 형성단계를 더 포함한다.

<본 발명의 제2측면>

본 발명의 제2측면에 따르면, 도전입자 및 그 제조방법이 제공된다. 도전입자는 전술한 제1측면의 비드와 비드 표면상에 구비되는 전도층을 포함한다.

또한 도전입자의 표면상의 전도층에는 용도에 따라 돌기가 선택적으로 구비되거나 구비되지 않을 수 있다.

도전입자는 전극들 사이에 포함되어 상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도전성입자로서, 상기 전극들 중 적어도 하나는 표면에 산화피막이 구비된다.

전도층은 베이스를 이루는 제1원소와, P, B, Cu, Au, Ag, W, Mo, Pd, Co, 및 Pt로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 제2원소 또는 제2원소들로 이루어지는 합금으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 도전입자의 전도층은 Ni 베이스에 P, B, Cu, Au, Ag, W, Mo, Pd, Co, Pt 등의 원소가 1종 또는 그 이상으로 구성될 수 있다. 이 때, 전도층은 하나의 층을 이루나 내부에서는 Ni를 제외한 각 원소들의 농도의 변화가 있는 하나의 층으로 이루어진다. 이 때 전도층은 다결정구조를 가지는 것이 바람직하다. 또 다른 예로, 구리-아연, 구리-주석, 구리-아연-주석의 합금도 가능하다.

도전입자의 전도층 두께는 특별히 한정 짓지는 않는다. 사용되는 전극과 구동원리에 따라서 50내지 500nm가 바람직하다. 예를 들어 전압구동방식의 전자제품에는 50~200nm가 바람직하고, 전류구동방식의 전자제품에는 100~500nm가 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 전압구동시 80~150nm이고 전류구동시 120~400nm가 바람직하다. 전압 구동시 전도층의 두께가 50nm이하이면 접속저항이 나빠지고, 200nm이상은 제품의 성능과 가격 면에서 불리해지기 때문이다. 전류 구동시 120nm이하에서는 저항이 높아 발열에 의한 손실이 크게 발생되고, 500nm이상은 제품 성능과 가격면에서 불리해지기 때문이다.

전도층에 돌기를 구비할 경우 돌기 형태는 특별히 한정되지 않고, 구형, 타원형, 여러 입자가 모여 군집을 이루는 형태일 수도 있으며, 돌기는 전도층과 동시에 도금되어 일체화되며 전도층의 일부로 간주된다.

돌기의 크기와 형상은 특별히 한정되지 않고, 크기는 50~500nm 인 것이 바람직하다. 돌기의 크기가 너무 작거나 크면, 금속 산화층과 바인더 수지를 깨뜨릴 수 있는 효과가 약해지기 때문에 주로 사용되는 전극의 간격을 고려할 때 바람직한 돌기의 크기는 100~300nm이다. 제조된 도전입자의 돌기 크기는 FE-SEM 사진을 이용하여 최 외각의 최고점 동심원(DH)과 최저점 동심원(DL)을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다. 돌기크기 = (DH-DL)/2.

본 발명의 실시예에 따른 도전입자의 전도층은 하나의 층으로 형성되며, 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 비드의 표면에 촉매물질을 부여하고, 무전해 도금을 통해서 전도층과 돌기를 형성하는 것이 바람직하다. 이 때, 전도층은 전술한 바와 같이 Ni, P, B, Cu, Au, Ag, W, Mo, Pd, Co, Pt 중 적어도 2개이상의 원소가 포함되는 데, 층 내에서 원소들의 농도구배가 있는 하나의 층으로 형성하기 위하여 무전해 도금 중 원소들의 농도를 변경하면서 다단계로 투입하는 것이 바람직하다.

선택적으로 도전입자의 전도층상에는 금, 은, 백금, 팔라듐과 같은 귀금속층을 포함할 수 있다. 귀금속층은 도전입자의 전도도를 높이고, 산화방지 효과도 얻을 수 있기 때문이다. 귀금속층의 형성방법은 특별히 한정되지 않으며, 일반적인 스퍼터링, 도금, 증착 등 종래 공지된 기술을 사용할 수 있다.

또한 선택적으로 본 발명의 실시예에 따른 도전입자 최외곽에는 절연층이 구비될 수 있다. 전자제품의 소형화와 집적도가 높아질수록 전극의 피치가 작아져 최외곽에 절연입자가 없을 경우 인접 전극과 전기적으로 통전되는 현상이 발생된다.

절연층을 형성하는 방법에는 절연입자를 도전입자 최외곽에 관능기를 이용하여 화학적으로 붙이는 방법, 절연용액을 용매에 녹인 후 분사 혹은 침적으로 코팅하는 방법 등이 있다.

또한 본 발명의 도전입자의 전도층에는 방청처리를 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 방청처리는 물과의 접촉각을 크게 하여 고습 환경에서의 신뢰성을 높여주게 되고, 불순물이 물에 녹아 접속부재의 성능 저하를 적게 하는 효과가 있다. 따라서 방청제는 인산을 포함하는 인산에스테르계 또는 그 염계, 실란을 포함하는 알콕시실란계, 티올을 갖는 알킬티올계, 황화물을 갖는 디알킬 이황화물계 등을 포함하는 소수성 방청제를 사용하는 것이 바람직하다. 방청제를 용매에 녹인 후 침적, 분사 등의 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 제2측면에 따른 도전입자의 제조방법은 고강도 비드 제조단계(S1), 촉매처리단계(S2), 전도층 형성단계(S3), 방청단계(S4), 절연처리단계(S5)를 포함할 수 있으며, 여기서 방청단계(S4), 절연처리단계(S5)는 선택적으로 포함될 수 있다.

비드 제조단계는 실란계 단량체들을 중합하여 가교하여 비드를 제조하는 단계로서, 제1측면에서 설명한바대로 고강도용 비드를 제조하는 단계이다. 즉, 실란계 단량체들을 중합한 후 유기층을 형성하는 경우 유기단량체를 투입하여 가교시켜 비드표면에 유기층을 가진 실란계 중합체 비드를 합성한다. 합성된 비드를 분급 후 건조하고, 열처리하여 비드를 얻는다. 이 때,열처리 온도는 200 내지 700도씨로 할 수 있고, 350 내지 650도씨, 350도씨 내지 600도씨로 하는 것이 바람직하다.

촉매처리단계는 제조된 비드의 표면을 세정하고, 비드 표면에 무전해 도금촉매를 부착하여 활성화하는 단계이다. 이 때 사용하는 도금촉매는 동일한 효과를 제공할 수 있다면 촉매 특성을 갖는 매우 작은 촉매 입자를 붙이는 것으로 대체해도 된다.

구체적으로, 촉매처리단계는 비드를 계면활성제 처리 후 무전해 도금촉매를 민감화 처리하는데 공지된 다양한 방법을 사용하여 전처리한 다음 민감화 처리된 비드를 무전해 금속 도금촉매의 전구체를 포함하는 용액에 투입하고 활성화 처리를 수행한다.

이와 같이 활성화 처리된 비드는 강산을 포함하는 용액에 넣고 상온하에 교반하여 가속화 처리를 수행함으로써 무전해 도금을 위한 촉매 처리된 비드를 수득한다.

다음으로, 전도층 형성단계(S3)는 비드 분산단계(S3a)와 돌기있는 전도층 형성단계(S3b)를 포함한다.

비드 분산단계(S3a)는 니켈 베이스 합금 도금액에 비드를 투입하여 분산시킨다.

니켈 베이스 합금 도금액은 니켈 합금원소의 전구체, 착화제, 젖산, 안정제, 계면활성제를 순차적으로 용해하여 완전히 용액화 된 것을 확인 후 도금층의 품질을 결정짓는 pH 조절제를 투입하여 원하는 용액의 pH를 조절하여 제조한다. 이 때, pH조절은 NaOH, 또는 암모니아수 또는 황산 등을 사용하여 pH 5.5~6.5로 조절하는 것이 후술하는 전도층 형성단계(S3b)에서 초기 Ni 환원반응에서 비드와 전도층의 밀착력과 분산성을 좋게 할 수 있어 바람직하다. pH가 5.5 미만, 예를 들어 pH 4 이하에서는 밀착력과 분산성은 좋으나 반응성이 너무 낮아 일부 입자가 미도금될 가능성이 있고, pH가 6.5를 초과하여 높을 경우에는 Ni의 이상 석출로 전도층 표면이 성기게 생성되어 밀착력과 분산성이 불량해질 수 있다.

제조된 도금액에는 촉매 처리된 고강도 비드를 투입하고 초음파 균질기를 사용하여 분산 처리를 수행한다.

이어서 분산처리된 용액속의 고강도 비드에 전도층을 형성하는 처리(S3b)를 수행한다.

일례로, 상기 분산 처리된 도금액에는 P, B, Cu, Au, Ag, W, Mo, Pd, Co 및 Pt로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 원소의 전구체를 포함하는 용액을 분할 투입하여 제조할 수 있다.

다른 예로, 상기 비드 분산단계(S2a)에서 상기 니켈 베이스 합금 도금액에 P 및 B 중 선택된 1종 이상의 전구체를 투입하고, 상기 돌기있는 전도층 형성단계(S2b)에서 상기 분산 처리된 도금액에 Cu, Au, Ag, W, Mo, Pd, Co, Pt 중에서 1종 이상 선택된 원소의 전구체를 포함하는 합금원소를 분할 투입하여 돌기있는 전도층을 형성할 수 있다.

이 때, 분할 투입되는 합금원소는 10~30분 간격으로 2~5회 분할하여 투입할 수 있고, 15~25분 간격으로 2~4회 분할하여 투입할 수 있다.

또한, 온도 상승 조건을 부여하는 것이 돌기형성 메커니즘 중 이상 석출을 과도하게 하지 않아 원하는 돌기를 형성할 수 있어 보다 바람직하다.

선택적으로 수행하는 방청단계(S4)는, 방청제 용액에 도전입자를 투입하여 수행할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 방청제 용액으로는 인산을 포함하는 인산에스테르계 또는 그 염계, 실란을 포함하는 알콕시실란계, 티올을 갖는 알킬티올계, 황화물을 갖는 디알킬 이황화물계 등을 포함하는 소수성 방청제를 사용할 수 있다. 상기 소수성 방청제로는 MSC사에서 판매하는 제품명 SG-1을 비롯한 무전해 니켈 방청제를 사용할 수 있다.

상기 제조된 도전입자에 절연처리 공정(S5)를 수행할 수 있다. 절연방법은 특별히 한정짓지 않는다. 절연입자를 도전입자 표면에 붙여서 진해하여도 되고, 도전입자 표면에 유기층을 형성해도 된다.

이와 같은 방식으로 전극들 사이에 포함되어 상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도전입자로서, 상기 전극들 중 적어도 하나는 표면에 산화피막이 구비되고, 상기 도전입자는, 비드, 상기 비드 표면상에 구비되는 돌기있는 전도층을 포함하는 도전입자를 제조할 수 있다.

<본 발명의 제 3측면>

본 발명의 제3측면에 따르면, 이방성도전재료가 제공된다. 상기 이방성도전재료는 전술한 제 2측면의 도전입자를 바인더 수지에 분산하여 제조할 수 있다.

이방성도전재료는 예를 들어, 이방성도전페이스트, 이방성도전필름, 이방성도전시트 등을 들 수 있다.

상기 수지 바인더는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 스티렌계, 아크릴계, 초산비닐계 등의 비닐계 수지, 폴리올레핀계, 폴리아미드계 등의 열가소성 수지, 우레탄계, 에폭시계 등의 경화성 수지 등을 들 수 있다. 상기 수지를 단독 또는 2종 이상 복합적으로 사용될 수 있다.

상기 수지에 중합 또는 경화를 목적으로 BPO(Benzoyl peroxide)와 같은 라디칼 개시제 또는 TPO(Timethylbenzoyl phenylphosphinate)와 같은 광개시제, HX3941HP와 같은 에폭시 잠재성 경화제 등을 단독 또는 혼합해서 사용할 수 있다.

또한, 이방성도전재료 바인더 수지에 본 발명의 목적 달성에 저해되지 않는 범위에서 다른 물질을 첨가할 수 있다. 예를 들어 착색제, 연화제, 열안정제, 광안정제, 산화방지제, 무기 입자 등이다.

상기 이방성도전재료의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 수지 바인더에 도전입자를 균일하게 분산하여 이방성도전페이스트로 사용할 수 있고, 이형지에 얇게 펴서 이방성필름으로도 사용할 수 있다.

<본 발명의 제 4측면>

본 발명의 제 4측면에 따르면, 접속구조체가 제공된다. 상기 접속구조체는 전술한 제 2측면의 도전입자 또는 제 3측면의 이방성도전재료를 이용하여 회로기판을 접속하게 한 것이다.

예를 들어, 스마트폰의 디스플레이 반도체 칩과 회로를 구성하는 유리기판의 접속 또는 본 발명의 접속 구조체는 회로의 접속 불량이나 저항의 급격한 증가로 인한 회로의 오작동을 일으키지 않는다.

이하 구체적이고 다양한 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것이며 본 발명의 기술적 사상이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

비드 제조

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 10g, MPTMS 10g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다. 상기 염기 수용액(a)을 저속으로 교반하며 상기 모노머 혼합 용액(b)을 첨가하고 상온에서 오버나잇(Overnight) 반응하여 비드 중간체를 합성하였다.

상기 비드 중간체와 반응에 참여하지 않은 용액을 분리하기 위하여 상기 비드 중간체를 자연적으로 침강시켜 상등액을 제거한 후 95% 에탄올을 첨가하여 10회 이상 원심분리 방법으로 소입자를 제거하였다.

상기 소입자가 제거된 비드 중간체를 70℃로 18hr이상 컨벡션오븐에 건조하고, 진공오븐에 250℃로 3hr 열처리하여 비드를 제조 하였다.

상기 제조된 비드의 평균직경은 Particle Size Analyzer(BECKMAN MULTISIZER TM3)를 이용하여 75,000입장측정된 mode값을 이용하였고 이때 측정된 비드의 수는 75,000개이다. 상기 비드의 평균직경은 2.60㎛이었다.

비드 외각 전도층 형성

촉매처리공정

상기 제조된 비드 30g을 탈이온수 800g과 계면활성제 Triton X100 1g 용액에 넣고 초음파 bath에서 1hr 처리하여 비드에 존재하는 여분의 미반응 모노머와 기름 성분을 제거하는 세정 및 탈지공정을 진행하였다. 상기 세정 및 탈지공정의 마지막은 40℃ 탈이온수를 이용하여 3회 수세 공정을 진행하였다.

상기 수세 공정이 완료된 비드를 탈이온수 600g과 하이드로플루오르산 (HF) 2g과 잘산 15g의 용액에 넣고, 초음파 bath에서 20분간 처리하여 비드를 에칭 하고 수세 공정을 3회 실시하였다..

상기 에칭공정이 완료된 비드에 Pd촉매 처리를 하였다. 염화제일주석 150g과 35~37% 염산 300g을 탈이온수 600g에 녹인 후 상기 세정 및 탈지처리된 비드를 투입하고 30℃ 조건에서 30분간 침적 및 교반하여 민감화 처리를 한 후 수세를 3회를 하였다.

민감화 처리된 비드를 염화팔라듐 1g, 35~37% 염산 200g을 탈이온 수 600g에 투입하고 40℃에서 1시간 활성화 처리를 하였다. 활성화 처리 후 수세 공정을 3회 실시 하였다.

활성화 처리된 비드를 35~37% 염산 100g 탈이온수 600g의 용액에 넣고 상온에서 10분간 교반하여 가속화처리를 하였다. 가속화 처리 후 수세 3회를 실시하여 무전해 도금을 위한 촉매처리된 비드를 얻었다.

도금공정

5L 반응기에 탈이온수 3500g에 Ni염으로 황산니켈 300g, 착화제로 초산나트륨 5g, 젖산 2g, 안정제로 Pb-아세테이트 0.001g, 티오황산나트륨 0.001g, 계면활성제로 PEG-1200 1g, PRG-400 1.5g, Triton X100 0.02g을 순서대로 용해하여 도금액(a)을 제조하였다. 제조된 (a) 용액에 상기 촉매 처리된 비드를 투입하고 초음파 Homogenizer를 이용하여 10분간 분산처리를 하였다. 분산처리 후 암모니아수를 이용하여 용액 pH를 5.7로 맞추었다 - 용액(b)

1L 비이커에 탈이온수 500g과 환원제인 차아인산나트륨 380g, 안정제인 티오황산나트륨 0.0001g을 용해하여 용액 (c)를 준비 하였다.

상기 5L 반응기(용액(b))의 온도를 65℃로 유지하는 상태에서 용액(c)를 정량펌프로 분당 10g의 양으로 투입하고 반응기 온도를 30분에 75℃에 도달하도록 가열하고 유지 하였다.

상기 용액 (c)의 투입이 완료되고 30분간 유지하고 Ni도금된 도전입자를 얻었다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 열처리 조건을 250℃/6hr으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 상기 비드의 평균직경은 2.60㎛이었다.

실시예 3

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, MTMS 10g, MPTMS 10g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다. 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 상기 비드의 평균직경은 2.84㎛이었다.

실시예 4

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 10g, MTMS 10g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다. 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 상기 비드의 평균직경은 2.84㎛이었다.

실시예 5

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 12g, MPTMS 8.4g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다, 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하다. 상기 비드의 평균직경은 3.11㎛이었다.

실시예 6

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 10g, MPTMS 12.5g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다, 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하다. 상기 비드의 평균직경은 2.45㎛이었다.

실시예 7

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.3g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 10g, MPTMS 10g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다. 상기 염기 수용액(a)을 저속으로 교반하며 상기 모노머 혼합 용액(b)을 첨가하고 상온에서 오버나잇(Overnight) 반응하여 비드 중간체를 합성하였다.

이후 PVP(Polyvinylpyrrolidone) 2g를 탈이온수 10g에 녹여 반응용기에 첨가하고 75도씨로 승온 후 KPS 0.2g을 탈이온수 5g에 녹인 수용액을 첨가, 10hr 반응시켰다.

상기 반응 용액을 자연적으로 침강시켜 상등액을 제거한 후 95% 에탄올을 첨가하여 10회 이상 원심분리 방법으로 소입자를 제거하였다.

상기 소입자가 제거된 입자를 70℃로 18hr이상 컨벡션오븐에 건조하고, 진공오븐에 250℃로 3hr 열처리하여 비드를 제조 하였다. 상기 비드의 평균 직경은 2.49㎛이었다. 비드 외각 전도층 형성은 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

실시예 8

비드 제조

탈이온수 200g에 3% 암모니아수 1.2g을 넣어 묽은 염기 수용액(a)을 제조하고, VTMS 10g, MPTMS 10g을 섞은 모노머 혼합용액(b)을 준비하였다. 상기 염기 수용액(a)을 저속으로 교반하며 상기 모노머 혼합 용액(b)을 첨가하고 상온에서 오버나잇(Overnight) 반응하여 비드 중간체를 합성하였다. 중간체의 입자 평균은 2.62㎛이었다.

이후 PVP(Polyvinylpyrrolidone) 2g을 탈이온수 10g에 녹여 반응용기에 첨가하고 첨가하고 유기단량체 EGDMA(Ethylene glycol dimathacrylate) 1.0g을 첨가한 후 75도씨로 승온하고 KPS 0.2g을 탈이온수 5g에 녹인 수용액을 첨가, 10h 반응시켰다.

상기 소입자가 제거된 입자를 70℃로 18hr이상 컨벡션오븐에 건조하고, 진공오븐에 250℃로 3hr 열처리하여 비드를 제조 하였다. 상기 중간체의 평균직경은 2.62㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.88㎛이었다.

비드 외각 전도층 형성

촉매처리공정

비드에 Pd촉매 처리를 하였다. 염화제일주석 150g과 35~37% 염산 300g을 탈이온수 600g에 녹인 후 상기 세정 및 탈지처리된 비드를 투입하고 30℃ 조건에서 30분간 침적 및 교반하여 민감화 처리를 한 후 수세를 3회를 하였다.

민감화 처리된 비드를 염화팔라듐 1g, 35~37% 염산 200g을 탈이온 수 600g에 투입하고 40℃에서 1시간 활성화 처리를 하였다. 활성화 처리 후 수세 공정을 3회 실시하였다.

도금공정

실시예 9

상기 실시예 8에서 암모니아수 양을 1.3g으로 변경하고, 오가노 실란 단량체를 VTMS 8g, MPTMS 12g으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 8과 동일하게 진행하였다. 상기 중간체의 평균직경은 2.59㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.99㎛이었다.

실시예 10

상기 실시예 8에서 암모니아수 양을 1.4g으로 변경하고, 유기단량체를 TMPTA(Trimethylolpropane trimethacrylate) 2g으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 8과 동일하게 진행하였다. 상기 중간체의 평균직경은 2.15㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.39㎛이었다.

실시예 11

상기 실시예 8에서 암모니아수 양을 1.5g으로 변경하고 유기단량체를 HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate) 2g으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 8과 동일하게 진행하였다. 상기 중간체 평균직경은 2.01㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.29㎛이었다.

실시예 12

상기 실시예 11에서 열처리 조건을 질소 분위기, 350℃로 3hr으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 11과 동일하게 진행하였다. 상기 중간체 평균직경은 2.01㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.29㎛이었다.

실시예 13

상기 실시예 11에서 열처리 조건을 질소 분위기, 450℃로 3hr으로 변경하여 비드를 제조 하였다. 나머지 공정은 실시예 11과 동일하게 진행하였다. 상기 중간체 평균직경은 2.01㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.29㎛이었다.

실시예 14

상기 실시예 8에서 silica nanoparticle 1.5g (silica nanoparticle 30wt% in DI Water, Particle size=5~15 nm)을 monomer혼합 용액과 혼합하여 사용하고, 나머지 공정은 실시예 8와 동일하게 제조하였다. 상기 중간체 평균직경은 2.65㎛이었고, 상기 비드의 평균직경은 2.91㎛이었다.

비교예 1

3L 유리비이커에 모노머 TMPETA(Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate)750g, HDEDA(1,6-Hexanediol ethoxylate diacrylate) 40g, DVB(Divinylbenzrne) 750g 넣고 개시제 BPO 5g 투입 후 40kHz 초음파 bath에서 10분간 처리하여 제 1용액을 준비 하였다.

5L PP비이커에 탈이온수 4,000g에 분산안정제 PVP (Polyvinylpyrrolidone)-30K 500g과 계면활성제 Solusol (Dioctyl sulfosuccinate sodium salt) 넣고 녹여 제 2 용액을 준비 하였다.

상기 제 1 용액과, 제 2 용액을 50L 반응기에 넣고 탈이온수 41,000g을 투입하고 초음파 Homogeniser(20kHz, 600W) 90분 처리 하고 120rpm으로 용액을 회전시키면서 85℃로 승온 하였다. 용액이 85℃에 도달 한 뒤 16시간을 유지하여 중합공정처리를 하였다.

중합처리된 비드를 여과, 세척, 분급, 건조 공정을 거쳐 고강도 비드를 얻었다. 상기 제조된 고강도 비드의 평균직경은 2.46㎛ 이었다.

비드 외각 전도층 형성은 실시예 9와 동일하게 진행하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 VTMS 10g, MTMS 6.5g으로 변경하여 제조하였다. 나머지 공정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 이때 비드 평균 입경은 2.80㎛이었다.

비교예 3

상기 실시예 1에서 열처리 공정만 진행하지 않았고 나머지는 동일하게 진행하였다.

비교예 4

3L 유리비이커에 모노머 EGDMA (Ethylene Glycol Dimethacrylate)750g, HDEDA(1,6-Hexanediol ethoxylate diacrylate) 40g, DVB(Divinylbenzrne) 750g 넣고 개시제 BPO 5g 투입 후 40kHz 초음파 bath에서 10분간 처리하여 제 1용액을 준비 하였다. 나머지 공정은 상기 비교예 1과 동일하게 진행하여 비드를 제조하였고 비드의 크기는 3.01㎛ 이었다.

비교예 5

3L 유리비이커에 모노머 TMMT (Tetramethylol methane tetraacrylate)750g, HDEDA(1,6-Hexanediol ethoxylate diacrylate) 40g, DVB(Divinylbenzrne) 750g 넣고 개시제 BPO 5g 투입 후 40kHz 초음파 bath에서 10분간 처리하여 제 1용액을 준비 하였다. 나머지 공정은 상기 비교예 1과 동일하게 진행하여 비드를 제조하였고 비드의 크기는 2.98㎛ 이었다.

실험예 1: 압축강도실험

압축강도는 비드를 압축하면서 입자의 변형량에 따른 압축 강도값을 의미한다. 즉, 비드를 압축할 때 압축력과 변형량의 관계는 다음의 식1)로 나타낼 수 있다.

[식 1]

여기에서 F는 압축변형 %에 있어서의 하중값(kg), S는 % 압축변형에 있어서의 압축변위(mm), E는 비드의 압축강도(kgf/㎟), R은 비드의 반지름(㎜)이고 δ는 비드의 포아송 비이다.

1번 식에서 K값 즉, 변형량에 따른 압축강도을 정의하면 식 2와 같이 쓸 수 있다.

[식 2]

여기에서 K는 비드 변형량에 따른 압축강도이다.

따라서 식 1에 식 2를 대입하면 식 3과 같이 비드 변형량에 따른 압축강도 값을 구할 수 있다.

[식 3]

따라서 미소압축측정기(MCT ; Micro Compress Tester, FISHERSCOPE HM2000)의 장비에 한 변의 길이가 50㎛인 평면압자 (Indenter)를 이용하여 압자의 압축속도를 0.33mN/sec로 하고, 0.33mN/sec로 하고, 상승속도는 10초에 0.1mN까지 도달하는 조건으로 측정, 사용한 최대 힘은 입자가 60% 이상 변형을 일으키는 힘으로 설정되었다.

이때 얻어진 실시예 1 내지 실시예 14 및 비교예 1 내지 5의 비드의 압축 변위 및 그때의 힘을 이용하여 상기 식 3으로부터 변형량에 따른 압축강도를 계산하였다. 변형량에 따른 압축강도는 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 단위로 계산하여 그 결과를 각각 표 1 내지 표 3에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
K10	5,324	4,477	5,070	4,773	4,251	5,603	5,177
K20	5,492	4,656	5,324	5,154	4,677	5,653	5,196
K30	6,579	5,679	6,441	6,331	5,971	6,364	6,123
K40	7,977	7,159	7,804	7,834	6,247	7,647	7,469
K50	8,954	7,939	7,838	8,108	5,075	8,532	8,395
K60	8,035	7,433	6,198	6,177	3,934	8,033	7,934

	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11	실시예 12	실시예 13	실시예14
K10	4,681	4,413	5,245	4,643	4,716	7,324	6,481
K20	4,943	4,472	5,439	4,795	4,974	7,813	6,840
K30	6,037	5,413	6,426	5,760	6,057	8,940	7,780
K40	7,315	6,782	7,479	7,010	7,491	9,902	8,316
K50	8,152	7,857	7,915	7,798	8,484	9,647	6,510
K60	6,792	7,320	6,211	6,651	7,982	7,346	4,949

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5
K10	3,858	3,647	423	3,691	3,703
K20	3,186	3,849	390	2,581	2,908
K30	3,446	4,867	1,131	2,452	3,035
K40	4,835	6,079	2,060	3,238	4,229
K50	6,708	6,545	2,098	4,303	6,024
K60	6,790	5,295	7,356	3,445	5,953

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

적어도 2종이상의 실란 단량체의 중합체 비드로서, 상기 비드의 입경을 10%, 20%, 30%, 40% 변위시켰을 때의 압축 탄성률을 각각 K10, K20, K30, K40라 할 때, K10<K20<K30<K40의 관계를 가지고,
상기 K10의 값은 4,000 N/㎟ 이상이며, K30의 값은 5,400 N/㎟ 이상이고,
상기 비드의 표면상에 0.05 내지 0.2㎛인 친수성 유기층을 포함하는 고강도 비드.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 비드의 입경이 1.5㎛ 내지 6㎛ 인 고강도 비드.
제 1항에 있어서,
상기 실란 단량체에는 적어도 탄소이중결합을 포함하는 실란 단량체가 적어도 1종이상 포함되는 고강도 비드.
제 1항에 있어서,
상기 비드는 탄소이중결합을 가지는 실란 100중량부에 대하여 탄소이중결합을 가지지 않는 실란은 120중량부 이하로 포함되는 고강도 비드.
제 1항에 있어서,
상기 비드는 비닐기를 가지는 실란 단량체와 아크릴로일기를 가지는 실란단량체를 포함하고, 상기 비닐기를 가지는 실란단량체 100중량부에 대하여 상기 아크릴로일기를 가지는 실란 단량체는 70중량부 내지 125중량부를 포함하는 고강도 비드.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 친수성 유기층은 상기 비드의 표면에서 이중결합을 가지는 탄소와 결합하는 유기단량체가 중합되어 형성되는 고강도 비드.
제 8항에 있어서,
상기 유기단량체는 에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 1, 6-핵산디올 디 (메타)아크릴레이트, 1, 3-뷰틸렌 디 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 폴리 프로필렌 글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 (메타)아크릴레이트, 아릴아민, N-비닐-2-프로펜-1-아민, 3-부텐-1-아민으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종인 고강도 비드.
제 1항에 있어서,
상기 비드는 입경이 5 내지 15nm인 무기나노입자를 더 포함하는 고강도 비드.
삭제
제1항, 제3항 내지 제6항, 제8항 내지 제10항의 어느 한 항의 비드와 상기 비드 표면상에 구비되는 전도층을 포함하는 도전입자.
제12항에 있어서,
상기 전도층은 Ni, Sn, Ag, Cu, Pd, Zn, W, P, B, 및 Au로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 합금으로 이루어지는 도전입자.
제 13항에 있어서,
상기 전도층의 표면에 절연층 또는 절연입자를 더 포함하는 것인 도전입자.
제 13항에 있어서,
상기 전도층의 최외각에 소수성 방청제를 사용하여 방청처리 된 것인 도전입자.
제1항, 제3항 내지 제6항, 제8항 내지 제10항의 어느 한 항의 비드를 사용한 도전입자를 포함하는 이방성도전재료.
제1항, 제3항 내지 제6항, 제8항 내지 제10항의 어느 한 항의 비드를 사용한 도전입자를 포함하는 접속구조체.