KR20120049904A - 절연 입자 부착 도전성 입자, 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 어려운 절연 입자 부착 도전성 입자, 및 상기 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)은, 도전층 (5)를 표면 (2a)에 갖는 도전성 입자 (2)와, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착되어 있는 절연 입자 (3)을 구비한다. 절연 입자 (3)은, 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면 (3a)에 갖는다. 본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법에서는, 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면 (3a)에 갖는 절연 입자 (3)을 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착시킨다.

Description

절연 입자 부착 도전성 입자, 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 {CONDUCTIVE PARTICLES WITH ATTACHED INSULATING PARTICLES, METHOD FOR PRODUCING CONDUCTIVE PARTICLES WITH ATTACHED INSULATING PARTICLES, ANISOTROPIC CONDUCTIVE MATERIAL, AND CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은 예를 들면, 전극간의 전기적인 접속에 사용할 수 있는 절연 입자 부착 도전성 입자 및 그의 제조 방법, 및 상기 절연 입자 부착 도전성 입자를 이용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트, 이방성 도전 잉크, 이방성 도전 점접착제, 이방성 도전 필름 및 이방성 도전 시트 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 이들 이방성 도전 재료에서는, 페이스트, 잉크 또는 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다. 상기 이방성 도전 재료는, 예를 들면 유리 기판 및 인쇄 기판 등의 기판의 전극간을 전기적으로 접속하기 위해서 이용되고 있다.
상기 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1 내지 3에서는, 표면의 적어도 일부에 극성기를 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 절연성 재료를 구비하는 피복 도전성 입자가 개시되어 있다. 여기서는 상기 피복 도전성 입자와, 접착제를 포함하는 이방성 도전 접착제 조성물도 개시되어 있다.
상기 절연성 재료는 도전성 입자 표면의 극성기와 흡착 가능한 고분자 전해질과, 상기 고분자 전해질과 흡착 가능한 무기물 입자를 포함한다. 이 무기물 입자는 절연 입자이다. 상기 피복 도전성 입자는, 예를 들면 도전성 입자의 표면의 적어도 일부에 상기 고분자 전해질을 정전적으로 흡착시킨 후, 상기 무기 산화물 입자를 정전적으로 더 흡착시킴으로써 얻어진다.
상기 고분자 전해질로는, 술폰산, 황산 및 카르복실산 등의 마이너스 전하를 띠는 것이 가능한 관능기를 갖는 폴리 음이온, 및 4급 암모늄기 및 아미노기 등의 플러스 하전을 띠는 것이 가능한 관능기를 갖는 폴리 양이온 등을 예로 들고 있다.
또한, 하기의 특허문헌 4에는, 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면을 피복하고 있는 수지층을 갖는 피복 도전성 입자가 개시되어 있다. 이 수지층은 트리아진티올 화합물에서 유래되는 구조를 통해 도전성 입자에 결합되어 있다. 상기 수지층은 두께 10 nm 정도의 피막이다.
일본 특허 공개 제2008-120990호 공보 일본 특허 공개 제2009-135086호 공보 일본 특허 공개 제2009-170414호 공보 일본 특허 공개 제2010-153265호 공보
특허문헌 1 내지 3에 기재된 바와 같은 피복 도전성 입자에서는, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하는 경우가 있다. 특히, 특허문헌 2 내지 3에 기재된 바와 같은 피복 도전성 입자에서는, 금속층이 금 이외의 금속층인 경우, 예를 들면 금속층이 Ni층인 또는 금속층의 최표면에 Ni층이 노출되어 있는 경우, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 쉽다. 예를 들면, 피복 도전성 입자를 접착제에 분산시킬 때에, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 쉽다.
특허문헌 4에 기재된 피복 도전성 입자에서는, 절연 입자가 아닌, 수지층에 의해 도전성 입자가 피복되어 있다. 이러한 수지층은 절연 입자와 비교하여, 전극간의 접속시 압착에 의해 충분히 제거되지 않고, 도전성 입자와 전극간에 잔존하는 경우가 있다. 이 때문에, 전극간의 도통 신뢰성이 낮아지기 쉽다.
본 발명의 목적은, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 어려운 절연 입자 부착 도전성 입자 및 그의 제조 방법, 및 상기 절연 입자 부착 도전성 입자를 이용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 한정적인 목적은, 특히 금속층이 금 이외의 금속층인 경우, 예를 들면 금속층이 Ni층인 또는 금속층의 최표면에 Ni층이 노출되어 있는 경우에, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 어려운 절연 입자 부착 도전성 입자 및 그의 제조 방법, 및 상기 절연 입자 부착 도전성 입자를 이용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 도전층을 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연 입자를 구비하고, 상기 절연 입자가 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는, 절연 입자 부착 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자가 있는 특정한 국면에서는, 상기 절연 입자는 하기 화학식 11로 표시되는 기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는다.
<화학식 11>
Figure pct00001
식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 화학식 11로 표시되는 기는, 하기 화학식 11A로 표시되는 기이다.
<화학식 11A>
Figure pct00002
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 상기 절연 입자는 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물, 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 재료로서 이용한 절연 입자이다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 절연 입자는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 재료로서 이용한 절연 입자이다.
<화학식 1>
Figure pct00003
식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타낸다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1A로 표시되는 화합물이다.
<화학식 1A>
Figure pct00004
식 중, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타낸다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면을 피복하고 있는 도전층을 갖는다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 절연 입자 부착 도전성 입자 0.5 g을 이온 교환수 50 g에 23 ℃에서 분산시킨 분산액을 100 ℃에서 10 시간 방치하고, 다음으로 분산액으로부터 절연 입자 부착 도전성 입자를 제거하여 액을 얻었을 때에, 얻어진 액의 전기 전도도가 20 μS/cm 이하이다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 절연 입자 부착 도전성 입자 0.03 g을 톨루엔 1.0 g에 23 ℃에서 분산시켰을 때에, 분산액에 있어서의 발열량이 절연 입자 부착 도전성 입자 1 g 당 10 mJ 이상이다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전층의 최표면이 금층, 니켈층 또는 팔라듐층이다.
또한, 본 발명에 따르면, 도전층을 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연 입자를 구비하는 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법으로서, 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는 절연 입자를, 상기 도전성 입자의 표면에 부착시킨, 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법으로는, 상기 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는 상기 절연 입자를, 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 사용함으로써 얻는다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는, 본 발명에 따라 구성된 절연 입자 부착 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다.
본 발명에 따른 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 본 발명에 따라 구성된 절연 입자 부착 도전성 입자, 또는 상기 절연 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자에서는, 절연 입자가 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖고, 절연 입자가 도전성 입자의 표면에 부착되어 있기 때문에, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 어렵다. 이 때문에, 절연 입자 부착 도전성 입자를 전극간의 접속에 이용한 경우에, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자가 접촉했다고 해도, 인접하는 도전성 입자간에는 절연 입자가 존재하기 때문에, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극간이 전기적으로 접속되기 어렵다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
[도 2] 도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
[도 3] 도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자를 이용한 접속 구조체의 부분 절결 단면도이다.
[도 4] 도 4는 도 3에 나타내는 접속 구조체의 변형예를 도시하는 부분 절결 단면도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 실시예를 설명함으로써 본 발명을 명확하게 한다.
(절연 입자 부착 도전성 입자)
도 1에, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자를 단면도로 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)은, 도전성 입자 (2)와, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착되어 있는 복수의 절연 입자 (3)을 구비한다.
도전성 입자 (2)는 기재 입자 (4)와, 상기 기재 입자 (4)의 표면 (4a)를 피복하고 있는 도전층 (5)를 갖는다. 도전성 입자 (2)는 기재 입자 (4)의 표면 (4a)가 도전층 (5)에 의해 피복된 피복 입자이다. 따라서, 도전성 입자 (2)는 도전층 (5)를 표면 (2a)에 갖는다. 절연 입자 (3)은 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다.
기재 입자 (4)로는 수지 입자, 무기 입자, 유기 무기 혼성 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다.
기재 입자 (4)는, 수지에 의해 형성된 수지 입자인 것이 바람직하다. 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 이용하여 전극간을 접속할 때에는, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 전극간에 배치한 후, 압착함으로써 도전성 입자 (2)를 압축시킨다. 기재 입자 (4)가 수지 입자이면, 상기 압착시에 도전성 입자 (2)가 변형되기 쉽고, 도전성 입자 (2)와 전극의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로는, 예를 들면 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다. 기재 입자 (4)의 경도를 바람직한 범위에 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지는 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다.
상기 무기 입자를 형성하기 위한 무기물로는 실리카 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 유기 무기 혼성 입자로는, 예를 들면 가교한 알콕시실릴 중합체와 아크릴 수지에 의해 형성된 유기 무기 혼성 입자 등을 들 수 있다.
기재 입자 (4)가 금속 입자인 경우에, 상기 금속 입자를 형성하기 위한 금속으로는 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티탄 등을 들 수 있다.
도전층 (5)를 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로는, 예를 들면 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무스, 게르마늄, 카드뮴, 규소 및 이들 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로는, 주석 도핑 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있기 때문에, 주석과 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하다. 절연 입자의 이탈을 보다 한층 억제하는 관점에서는, 도전층의 최표면은 니켈층 또는 팔라듐층인 것이 바람직하고, 니켈층인 것이 특히 바람직하다. 본 발명에서는 금속층이 금 이외의 금속층인 경우, 예를 들면 금속층이 Ni층이거나 금속층의 최표면에 Ni층이 노출되어 있는 경우에도, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하기 어렵다.
도전층 (5)는 하나의 층에 의해 형성되어 있다. 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 이들의 바람직한 도전층인 경우에는, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는, 내식성을 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 절연 입자 부착 도전성 입자 0.03 g을 톨루엔 1.0 g에 23 ℃에서 분산시켰을 때에, 분산액에 있어서의 발열량을 보다 한층 크게 하거나, 결합제 수지 등에 대한 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성을 보다 한층 높이기도 하는 관점에서는, 도전층의 최표면은 금층, 니켈층 또는 팔라듐층인 것이 바람직하고, 팔라듐층인 것이 특히 바람직하다.
기재 입자 (4)의 표면 (4a)에 도전층 (5)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도전층 (5)를 형성하는 방법으로는, 예를 들면 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적 증착에 의한 방법, 및 금속 분말 또는 금속 분말과 결합제를 포함하는 페이스트를 기재 입자 (4)의 표면 (4a)에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전층 (5)의 형성이 간편하기 때문에, 무전해 도금에 의한 방법이 바람직하다. 상기 물리적 증착에 의한 방법으로는 진공 증착, 이온 플레이팅 및 이온 스퍼터링 등의 방법을 들 수 있다.
도전성 입자 (2)의 평균 입경은 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전성 입자 (2)의 평균 입경의 보다 바람직한 하한은 1 ㎛이고, 보다 바람직한 상한은 20 ㎛이다. 도전성 입자 (2)의 평균 입경이 상기 바람직한 범위 내에 있는 경우에는, 도전성 입자 (2)와 전극과의 접촉 면적을 충분히 크게 할 수 있으며, 도전층 (5)를 형성할 때에 응집한 도전성 입자 (2)가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자 (2)를 통해 접속된 전극간의 간격이 너무 커지지 않으며, 도전층 (5)가 기재 입자 (4)의 표면 (4a)로부터 박리하기 어려워진다.
도전성 입자 (2)의 "평균 입경"은 수평균 입경을 나타낸다. 도전성 입자 (2)의 평균 입경은, 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구해진다.
도전층 (5)의 두께는 0.005 내지 1 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전층 (5)의 두께의 보다 바람직한 하한은 0.01 ㎛이고, 보다 바람직한 상한은 0.3 ㎛이다. 도전층 (5)의 두께가 상기 바람직한 범위 내이면 충분한 도전성을 얻을 수 있고, 또한 도전성 입자 (2)가 너무 딱딱해지지 않아, 전극간의 접속시에 도전성 입자 (2)를 충분히 변형시킬 수 있다.
도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전층의 두께는, 특히 최외층이 금층인 경우 금층의 두께는 0.001 내지 0.5 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 최외층의 도전층의 두께의 보다 바람직한 하한은 0.01 ㎛이고, 보다 바람직한 상한은 0.1 ㎛이다. 상기 최외층의 도전층의 두께가 상기 바람직한 범위 내에 있으면, 최외층의 도전층에 의한 피복을 균일하게 할 수 있고, 내식성을 충분히 높일 수 있으며, 전극간의 접속 저항을 충분히 낮게 할 수 있다. 또한, 상기 최외층이 금층인 경우 금층의 두께가 얇을수록 비용이 낮아진다.
도전층 (5)의 두께는, 예를 들면 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여 도전성 입자 (2)의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
절연 입자 (3)은 절연성을 갖는 입자이다. 절연 입자 (3)은 도전성 입자 (2)보다도 작다.
절연 입자 (3)을 구성하는 재료로는, 절연성의 수지 및 절연성의 무기물 등을 들 수 있다. 상기 절연성의 수지로는, 기재 입자 (4)로서의 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서 예를 든 상기 수지를 들 수 있다. 상기 절연성의 무기물로는, 기재 입자 (4)로서의 무기 입자를 형성하기 위한 무기물로서 예를 든 상기 무기물을 들 수 있다.
절연 입자 (3)은, 인 원자에 직접 결합된 수산기(이하 P-OH기라고도 함), 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기(이하, Si-OH기라고도 함)를 표면 (3a)에 갖는다. 그 중에서도, 도전성 입자 (2)와 절연 입자 (3)과의 부착성을 보다 한층 높일 수 있기 때문에, 절연 입자 (3)은 상기 P-OH기를 표면 (3a)에 갖는 것이 바람직하다.
절연 입자 부착 도전성 입자 (1)은, 예를 들면 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면 (3a)에 갖는 절연 입자 (3)을 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착시킴으로써 얻을 수 있다. 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)에서는, 예를 들면 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기에 의해, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착되어 있다.
절연 입자 (3)의 표면 (3a)의 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기는, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)의 도전층 (5)에 대하여 견고하게 화학 결합한다. 이러한 결합은, 반데르발스력 또는 정전기력만에 의한 결합에 비하여 결합력이 매우 높다. 따라서, 도전성 입자 (2)와 절연 입자 (3)을 견고하게 부착시킬 수 있으며, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 이탈하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 결합제 수지 등에 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 첨가하고 혼련할 때에, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 이탈하기 어렵다. 또한, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)이 접촉했을 때에, 접촉시 충격에 의해 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 이탈하기 어렵다.
또한, 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 표면 (3a)에 갖는 복수의 절연 입자 (3)끼리는, 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기에 의해 서로 화학 결합하지 않는다. 이 때문에, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 2층 이상이 아닌 단층이 되도록 절연 입자 (3)을 부착시킬 수 있다. 따라서, 입경이 균일한 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 얻을 수 있다.
또한, 절연 입자 (3)이 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 표면 (3a)에 갖는 경우에는, 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기에 의해 도전층 (5) 또는 전극이 부식되기 어렵다. 예를 들면, 절연 입자가 황 원자를 포함하는 기를 표면에 갖는 경우에는, 황 원자를 포함하는 기에 의해 도전층 (5) 또는 전극이 부식되는 경우가 있다. 절연 입자 (3)은 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 표면 (3a)에 갖기 때문에, 도전층 (5) 또는 전극의 부식을 억제할 수 있다.
절연 입자 (3)은 하기 화학식 11로 표시되는 기, 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면 (3a)에 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 P-OH기를 표면에 갖는 절연 입자는, 하기 화학식 11로 표시되는 기를 표면에 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 보다 한층 이탈하기 어려워진다.
<화학식 11>
Figure pct00005
식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다.
상기 화학식 11로 표시되는 기는 하기 화학식 11A로 표시되는 기인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 절연 입자 (3)의 도전성 입자 (2)에 대한 부착성을 보다 한층 높일 수 있다.
<화학식 11A>
Figure pct00006
또한, 상기 Si-OH기를 표면에 갖는 절연 입자는, 하기 화학식 12로 표시되는 기를 표면에 갖는 것이 바람직하다. 하기 화학식 12로 표시되는 기는 절연 입자 (3)의 표면 (3a)에 비교적 용이하게 도입할 수 있다.
<화학식 12>
Figure pct00007
식 중, Z1 및 Z2는 각각 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. Z1과 Z2는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 절연 입자 (3)을 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 견고하게 부착시킬 수 있기 때문에, Z1 및 Z2는 각각 수산기인 것이 바람직하다.
절연 입자 (3)의 표면 (3a)에 상기 P-OH기 또는 Si-OH기를 도입하는 방법으로는, 절연 입자를 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물(이하, P-OH기 함유 화합물이라고도 함), 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물(이하, Si-OH기 함유 화합물이라고도 함)에 의해 표면 처리하는 방법, 및 절연 입자의 제작시에 절연 입자를 구성하는 재료에 상기 P-OH기 함유 화합물 또는 상기 Si-OH기 함유 화합물을 함유시키는 방법 등을 들 수 있다. 절연 입자 (3)의 표면 (3a)에 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 효율적으로 도입하는 관점에서는, 절연 입자 (3)의 제작시에 절연 입자 (3)을 구성하는 재료에, 상기 P-OH기 함유 화합물 또는 상기 Si-OH기 함유 화합물을 함유시키는 방법이 바람직하다. 절연 입자 (3)과 도전성 입자 (2)와의 부착성을 보다 한층 높일 수 있기 때문에, 절연 입자 (3)은 상기 P-OH기 함유 화합물을 재료로서 이용한 절연 입자인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는 절연 입자 (3)은, 예를 들면 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 사용함으로써 얻을 수 있다.
절연 입자를 상기 P-OH기 함유 화합물 또는 상기 Si-OH기 함유 화합물에 의해 표면 처리하는 방법으로는, 절연 입자의 표면에 상기 P-OH기 함유 화합물 또는 상기 Si-OH기 함유 화합물을 화학적으로 결합시키는 방법, 및 절연 입자의 표면을 화학 처리하고, 상기 P-OH기 함유 화합물 또는 상기 Si-OH기 함유 화합물에 의해, 절연 입자가 표면에 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 갖도록 개질하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 P-OH기 함유 화합물로는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
<화학식 1>
Figure pct00008
식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타낸다.
식 중, X1은 수산기인 것이 바람직하다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1A로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자 (2)와 절연 입자 (3)과의 부착성을 보다 한층 높일 수 있다.
<화학식 1A>
Figure pct00009
식 중, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타낸다. 절연 입자 (3)의 구성 원료와 용이하게 공중합할 수 있기 때문에, 상기 화학식 1 및 화학식 1A 중 X2는 (메트)아크릴로일기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 P-OH기 함유 화합물의 구체예로는, 아시드포스포옥시에틸메타크릴레이트, 아시드포스포옥시프로필메타크릴레이트, 아시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 및 아시드포스포옥시폴리옥시프로필렌글리콜모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 P-OH기 함유 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 Si-OH기 함유 화합물로는, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
<화학식 2>
Figure pct00010
상기 화학식 2 중, Z1 및 Z2는 각각 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z3은 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타낸다. Z1 내지 Z3은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 절연 입자 (3)을 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 견고하게 부착시킬 수 있기 때문에, Z1 및 Z2는 각각 수산기인 것이 바람직하다. 또한, 절연 입자의 구성 원료와 용이하게 공중합으로 할 수 있기 때문에, Z3은 (메트)아크릴로일기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 Si-OH기 함유 화합물의 구체예로는, 비닐트리히드록시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리히드록시실란 등을 들 수 있다. 상기 Si-OH기 함유 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
절연 입자 (3)의 입경은, 도전성 입자 (2)의 입경 및 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)의 용도 등에 의해서 적절하게 선택할 수 있다. 절연 입자 (3)의 평균 입경은 0.005 내지 1 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 절연 입자 (3)의 평균 입경의 보다 바람직한 하한은 0.01 ㎛이고, 보다 바람직한 상한은 0.5 ㎛이다. 절연 입자 (3)의 평균 입경이 너무 작으면, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)이 결합제 수지에 분산되었을 때에, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)의 도전성 입자 (2)끼리 접촉하기 쉬워진다. 절연 입자 (3)의 평균 입경이 너무 크면, 전극간의 접속시에 전극과 도전성 입자 (2)간의 절연 입자 (3)을 배제하기 위해, 압력을 높게 해야 하거나, 고온으로 가열해야만 한다.
절연 입자 (3)의 "평균 입경"은 수평균 입경을 나타낸다. 절연 입자 (3)의 평균 입경은, 도전성 입자 (2)의 평균 입경과 같이 하여 구해진다.
절연 입자 (3)의 평균 입경은, 도전성 입자 (2)의 평균 입경의 1/5 이하인 것이 바람직하다. 절연 입자 (3)의 평균 입경은, 도전성 입자 (2)의 평균 입경의 1/1000 이상인 것이 바람직하다. 절연 입자 (3)의 평균 입경이 도전성 입자 (2)의 평균 입경의 1/5 이하이면, 예를 들면 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 제조할 때에, 절연 입자 (3)을 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 의해 한층 효율적으로 부착시킬 수 있다.
입경이 상이한 2종 이상의 절연 입자를 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)의 큰 절연 입자간에, 작은 절연 입자를 존재시킬 수 있기 때문에, 도전성 입자 (2)의 노출 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자가 접촉했다고 해도, 인접하는 도전성 입자 (2)는 접촉하기 어렵기 때문에, 인접하는 전극간의 단락을 억제할 수 있다. 작은 절연 입자의 평균 입경은, 큰 절연 입자의 평균 입경의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 작은 절연 입자의 수는 큰 절연 입자의 수의 1/4 이하인 것이 바람직하다.
도전성 입자 (2)의 표면 (2a)를 적절히 노출시키기 위해서는, 절연 입자 (3)의 피복률(절연 입자 (3)에 의한 도전성 입자 (2)의 피복률)은 5 내지 70 ％의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 피복률은 도전성 입자 (2)의 표면적 전체에 차지하는 절연 입자 (4)에 의해 피복되어 있는 부분의 면적을 나타낸다. 상기 피복률이 상기 바람직한 범위 내에 있으면, 인접하는 도전성 입자 (2)가 보다 한층 접촉하기 어려워지고, 또한 전극의 접속시에 열 및 압력을 필요 이상으로 부여하지 않아도, 절연 입자 (3)을 충분히 배제할 수 있다.
도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착되어 있는 절연 입자 (2)의 접촉 면적은, 절연 입자 (3)의 표면적의 20 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 절연 입자 (2)의 변형이 비교적 작고, 도전성 입자 (2)의 표면에 부착되어 있는 절연 입자 (3)의 피복층의 두께를 균일하게 할 수 있다. 또한, 전극간의 접촉시에, 도전성 입자 (2)와 전극간의 절연 입자 (3)을 효율적으로 배제할 수 있다. 절연 입자 (2)의 상기 접촉 면적의 하한은 특별히 한정되지 않으며, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)에 부착되어 있으면 실질적으로 0 ％일 수도 있다.
도 2에, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자를 단면도로 나타낸다.
도 2에 나타내는 절연 입자 부착 도전성 입자 (11)은 금속 입자인 도전성 입자 (12)와, 도전성 입자 (12)의 표면 (12a)에 부착되어 있는 복수의 절연 입자 (3)을 구비한다. 도전성 입자 (12)는 금속 입자이기 때문에, 도전층을 표면 (12a)에 갖는다. 이와 같이, 도전성 입자는 도전층을 표면에 갖고 있으면 되고, 금속 피복 입자일 수도 있으며, 금속 입자일 수도 있다.
도전성 입자 (12)를 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로는, 도전성 입자 (2)의 도전층 (5)를 형성하기 위한 금속으로서 예를 든 상기 금속을 들 수 있다. 또한, 도전성 입자 (12)의 평균 입경의 바람직한 범위는, 도전성 입자 (2)의 평균 입경과 마찬가지이다.
절연 입자 부착 도전성 입자 0.5 g을 이온 교환수 50 g에 23 ℃에서 분산시킨 분산액을 100 ℃에서 10시간 방치하고, 다음으로 분산액으로부터 절연 입자 부착 도전성 입자를 제거하여 액을 얻었을 때에, 얻어진 액의 전기 전도도는 20 μS/cm 이하인 것이 바람직하다. 상기 액의 전기 전도도는, 보다 바람직하게는 15 μS/cm 이하이다. 상기 전기 전도도가 낮을수록, 절연 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 전기 전도도의 측정 장치로는, 호리바 세이사꾸쇼사 제조 "콘드 미터(COND METER) ES-51" 등을 들 수 있다.
상기 전기 전도도를 제어하는 방법으로는, 절연 입자에 의해서 도전성 입자를 피복하는 공정에서 이온성의 화합물을 사용하지 않은 방법, 및 절연 입자에 의해서 도전성 입자를 피복하는 공정에서 도전성 입자와 견고하게 결합하는 이온성의 화합물을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전기 전도도의 제어가 용이하기 때문에, 상기 전기 전도도를 제어하는 방법은, 절연 입자에 의해서 도전성 입자를 피복하는 공정에서 이온성의 화합물을 사용하지 않는 방법인 것이 바람직하다.
절연 입자 부착 도전성 입자 0.03 g을 톨루엔 1.0 g에 23 ℃에서 분산시켰을 때에, 분산액에 있어서의 발열량은 절연 입자 부착 도전성 입자 1 g 당 10 mJ 이상인 것이 바람직하다. 상기 발열량은, 보다 바람직하게는 80 mJ 이상이다. 상기 발열량이 높을수록, 결합제 수지 등에 대한 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다. 이 때문에, 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자가 발생하기 어려워지고, 추가로 전극간에 정밀하게 도전성 입자를 배치할 수 있다. 따라서, 전극간에 도전성 입자를 정밀하게 배치할 수 있음으로써, 접속되어야 하는 상하의 전극간을 도전성 입자에 의해 용이하게 접속할 수 있다. 또한, 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자의 존재에 의해서, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극간이 복수의 도전성 입자를 통해 접속되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 전극간의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다. 특히, 상기 발열량이 상기 하한 이상이면, 결합제 수지가 에폭시 수지인 경우에, 에폭시 수지 중에서의 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성이 높아진다.
상기 발열량의 측정 장치로는 TA 인스트루먼트사 제조 "TAMIII" 등을 들 수 있다.
절연 입자 부착 도전성 입자에 있어서의 상기 도전성 입자의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛이고, 또한 상기 발열량이 상기 하한 이상인 것이 바람직하다. 또한, 절연 입자 부착 도전성 입자에 있어서의 상기 도전성 입자의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛이고, 절연 입자 부착 도전성 입자에 있어서의 피복률이 5 내지 70 ％이며, 상기 발열량이 상기 하한 이상인 것이 바람직하다. 이들 경우에는, 분산액에 있어서의 발열량을 보다 한층 크게 하거나, 결합제 수지 등 중에서의 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 도전층의 최표면이 금층, 니켈층 또는 팔라듐층이고, 또한 상기 발열량이 10 mJ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 분산액에 있어서의 발열량을 보다 한층 크게 하거나, 결합제 수지 등 중에서의 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 발열량을 제어하는 방법으로는, 도전성 입자를 표면 처리하는 방법, 절연 입자의 조성을 적정화하는 방법 및 절연 입자를 표면 처리하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 발열량의 제어가 용이하기 때문에, 상기 발열량을 제어하는 방법은 절연 입자의 조성을 적정화하는 방법인 것이 바람직하다.
(이방성 도전 재료)
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는, 본 발명의 절연 입자 부착 도전성 입자와, 결합제 수지를 함유한다.
본 실시 형태에 따른 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 이용한 경우에는, 절연 입자 (3)과 도전성 입자 (2)가 견고하게 부착되어 있기 때문에, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 결합제 수지 중에 분산시킬 때 등에, 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 이탈하기 어렵다.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서, 일반적으로는 절연성의 수지가 이용된다. 상기 결합제 수지로는, 예를 들면 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 비닐 수지로는, 예를 들면 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 예를 들면 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로는, 예를 들면 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는 상온 경화형 수지, 열 경화형 수지, 광 경화형 수지 또는 습기 경화형 수지일 수도 있다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용될 수도 있다. 상기 열가소성 블록 공중합체로는, 예를 들면 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 엘라스토머로는, 예를 들면 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
이방성 도전 재료는 절연 입자 부착 도전성 입자 및 결합제 수지 이외에, 예를 들면 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 윤활제, 대전 방지제 또는 난연제 등의 각종 첨가제를 함유할 수도 있다.
상기 결합제 수지 중에 절연 입자 부착 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있어 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 절연 입자 부착 도전성 입자를 분산시키는 방법으로는, 예를 들면 결합제 수지 중에 절연 입자 부착 도전성 입자를 첨가한 후, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 절연 입자 부착 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 균질기 등을 이용하여 균일하게 분산시킨 후, 결합제 수지 중에 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 및 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 절연 입자 부착 도전성 입자를 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트, 이방성 도전 잉크, 이방성 도전 점접착제, 이방성 도전 필름, 또는 이방성 도전 시트 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료가, 이방성 도전 필름 또는 이방성 도전 시트 등의 필름상의 접착제로서 사용되는 경우에는, 상기 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하는 필름상의 접착제에, 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하지 않는 필름상의 접착제가 적층될 수도 있다.
상기 절연 입자 부착 도전성 입자의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 도통 신뢰성을 높이는 관점에서는, 이방성 도전 재료 100 부피％ 중, 상기 절연 입자 부착 도전성 입자의 함유량은 0.01 내지 20 부피％의 범위 내인 것이 바람직하다.
(접속 구조체)
도 3은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 도전성 입자를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3에 나타내는 접속 구조체 (21)은 제1 접속 대상 부재 (22)와, 제2 접속 대상 부재 (23)과, 제1, 제2 접속 대상 부재 (22, 23)을 전기적으로 접속하고 있는 접속부 (24)를 구비한다. 접속부 (24)는 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)과, 결합제 수지 (25)를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
제1 접속 대상 부재 (22)의 상면 (22a)에 복수의 전극 (22b)가 설치되어 있다. 제2 접속 대상 부재 (23)의 하면 (23a)에 복수의 전극 (23b)가 설치되어 있다. 전극 (22b)와 전극 (23b)가 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 통해 적층되어 있다. 전극 (22b)와 전극 (23b)가 도전성 입자 (2)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
제1, 제2 접속 대상 부재 (22, 23)으로는, 구체적으로는 반도체칩, 컨덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 인쇄 기판, 플렉시블 인쇄 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등을 들 수 있다.
접속 구조체 (21)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체 (21)의 제조 방법의 일례로는, 제1 접속 대상 부재 (22)와 제2 접속 대상 부재 (23)간에, 상기 이방성 도전 재료를 배치하여 적층체를 얻은 후, 상기 적층체를 가열하고, 가압하는 방법을 들 수 있다.
상기 적층체를 가열할 때의 온도는 120 내지 220 ℃ 정도이다. 상기 적층체를 가압할 때의 압력은 9.8 내지 104 내지 4.9×106 Pa 정도이다.
상기 적층체를 가열 및 가압할 때에, 도전성 입자 (2)와 전극 (22b, 23b)간에 존재하고 있었던 절연 입자 (3)을 배제할 수 있다. 예를 들면, 상기 가열 및 가압시에는, 도전성 입자 (2)와 전극 (22b, 23b)간에 존재하고 있었던 절연 입자 (3)이 용융하거나 변형되어, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)가 부분적으로 노출된다. 또한, 상기 가열 및 가압시에는 큰 힘이 부여되기 때문에, 일부의 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 박리하여, 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)가 부분적으로 노출되는 경우도 있다. 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)가 노출된 부분이 전극 (22b, 23b)에 접촉함으로써, 도전성 입자 (2)를 통해 전극 (22b, 23b)를 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 절연 입자 (3)이 용융하거나, 변형하거나 함으로써, 절연 입자 (3)에서 유래되는 층 (26)이 도전성 입자 (2)와 전극 (22b, 23b)와의 접촉 부분의 주변에 형성된다. 절연 입자 (3)은 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기를 표면 (3a)에 갖는다. 상기 P-OH기 또는 상기 Si-OH기는 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)의 도전층뿐만 아니라, 금속에 의해 형성된 전극 (22b, 23b)에도 견고하게 화학 결합한다. 이 때문에, 절연 입자 (3)에서 유래되는 층 (26)은 전극 (22b, 23b)와 견고하게 화학 결합한다.
따라서, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 이용한 경우에는, 절연 입자 (3)에서 유래되는 층 (26)이 전극 (22b, 23b)와 견고하게 화학 결합하기 때문에, 도전성 입자 (2)와 전극 (22b, 23b)와의 접착 강도를 높일 수 있다. 이 때문에, 전극간의 접속 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 접속 구조체 (21)의 변형예를 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 전극 (22b, 23b)간에 각각 배치된 절연 입자 부착 도전성 입자 (1A, 1B)가 다른 절연 입자 부착 도전성 입자 (1C, 1D)에 접촉하고, 절연 입자 부착 도전성 입자 (1A 내지 1D)가 연속해 있는 경우가 있다. 최근 인접하는 복수의 전극 (22b)의 간격 및 인접하는 복수의 전극 (23b)의 간격이 좁아지고 있다. 가로 방향의 전극 (22b, 23b)의 간격이 좁으면, 연속되어 있는 절연 입자 부착 도전성 입자 (1A 내지 1D)를 통해 가로 방향에 인접하는 전극 (22b, 23b)가 접촉하는 경우가 있다.
절연 입자 부착 도전성 입자 (1)을 이용한 경우에는, 큰 힘이 주어지지 않는 한 절연 입자 (3)이 도전성 입자 (2)의 표면 (2a)로부터 이탈하기 어렵기 때문에, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)이 접촉하여도, 도전성 입자 (2)간에는 절연 입자 (3)이 존재한다. 이 때문에, 인접하는 복수의 전극 (22b, 23b)의 단락을 억제할 수 있다. 즉, 복수의 절연 입자 부착 도전성 입자 (1)이 접촉했다고 해도, 접속되어서는 안되는 가로 방향에 인접하는 복수의 전극 (22b, 23b)가, 복수의 도전성 입자 (2)에 의해 접속되기 어렵다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명이 이하의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
(절연 입자 A 내지 E 및 I의 제작)
(1) 절연 입자 A의 제작
4개구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 세방면 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 장착한 1000 ㎖ 세퍼러블 플라스크에 메타크릴산글리시딜 45 mmol, 메타크릴산메틸 380 mmol, 디메타크릴산에틸렌글리콜 13 mmol, 아시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜 메타크릴레이트 0.5 mmol 및 2,2'-아조비스{2-[N-(2-카르복시에틸)아미디노]프로판} 1 mmol을 포함하는 단량체 조성물을 준비하였다. 상기 단량체 조성물을 고형분율이 10 중량％가 되도록 증류수로 칭량한 후, 200 rpm으로 교반하고, 질소 분위기하에 60 ℃에서 24시간 동안 중합을 행하였다. 반응 종료 후 동결 건조하여, 아시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜메타크릴레이트에서 유래되는 상기 P-OH기를 표면에 갖는 절연 입자 A를 얻었다.
(2) 절연 입자 B의 제작
상기 아시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 아시드포스포옥시에틸 메타크릴레이트로 변경한 것 이외에는, 절연 입자 A와 마찬가지로 하여 아시드포스포옥시에틸 메타크릴레이트에서 유래되는 상기 P-OH기를 표면에 갖는 절연 입자 B를 얻었다.
(3) 절연 입자 C의 제작
상기 아시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 아시드포스포옥시폴리옥시프로필렌글리콜 모노메타크릴레이트로 변경한 것 이외에는, 절연 입자 A와 마찬가지로 하여 아시드포스포옥시폴리옥시프로필렌글리콜 모노메타크릴레이트에서 유래되는 상기 P-OH기를 표면에 갖는 절연 입자 C를 얻었다.
(4) 절연 입자 D의 제작
4개구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 세방면 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 장착한 1000 ㎖ 세퍼러블 플라스크에 메타크릴산글리시딜 45 mmol, 메타크릴산메틸 380 mmol, 디메타크릴산에틸렌글리콜 13 mmol, 비닐트리히드록시실란 0.5 mmol 및 2,2'-아조비스{2-[N-(2-카르복시에틸)아미디노]프로판} 1 mmol을 포함하는 단량체 조성물을 준비하였다. 상기 단량체 조성물을 고형분율이 10 중량％가 되도록 증류수로 칭량한 후, 200 rpm으로 교반하고, 질소 분위기하에 60 ℃에서 24시간 동안 중합을 행하였다. 반응 종료 후 동결 건조하여, 비닐트리히드록시실란에서 유래되는 상기 Si-OH기를 표면에 갖는 절연 입자 D를 얻었다.
(5) 절연 입자 E의 제작
상기 비닐트리히드록시실란을 3-메타크릴옥시프로필트리히드록시실란으로 변경한 것 이외에는, 절연 입자 D와 마찬가지로 하여 3-메타크릴옥시프로필트리히드록시실란에서 유래되는 상기 Si-OH기를 표면에 갖는 절연 입자 E를 얻었다.
(6) 절연 입자 I의 제작
4개구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 세방면 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 장착한 1000 ㎖ 세퍼러블 플라스크에 메타크릴산글리시딜 45 mmol, 메타크릴산메틸 380 mmol, 디메타크릴산에틸렌글리콜 13 mmol 및 2,2'-아조비스{2-[N-(2-카르복시에틸)아미디노]프로판} 1 mmol을 포함하는 단량체 조성물을 준비하였다. 상기 단량체 조성물을 고형분율이 10 중량％가 되도록 증류수로 칭량한 후, 200 rpm으로 교반하고, 질소 분위기하에 60 ℃에서 24시간 동안 중합을 행하였다. 반응 종료 후 동결 건조하여, P-OH기 및 Si-OH기를 표면에 갖지 않는 절연 입자 I를 준비하였다.
(도전성 입자 A 내지 B의 제작)
(1) 도전성 입자 A(최외층이 니켈층)의 제작
평균 입경 3 ㎛의 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트와 디비닐벤젠과의 공중합 수지에 의해 형성된 수지 입자 10 g에, 수산화나트륨 수용액에 의한 알칼리 탈지, 산중화, 이염화주석 용액에 있어서의 센서타이징을 행하였다. 그 후, 이염화팔라듐 용액에 있어서의 액티베이팅에 의한 무전해 도금 전처리를 실시하고, 여과, 세정하여, 입자 표면에 팔라듐을 부착시킨 수지 입자를 얻었다.
이 수지 입자를 이용하여 이하의 무전해 니켈 도금 공정을 행하였다.
무전해 니켈 도금 공정:
상기 수지 입자를 이온 흡착제의 10 중량％ 용액에 의해 5 분간 처리하고, 다음으로 황산팔라듐 0.01 중량％ 수용액에 첨가하였다. 그 후, 디메틸아민보란을 추가로 환원 처리하고, 여과하고, 세정함으로써, 팔라듐이 부착된 수지 입자를 얻었다.
다음으로, 이온 교환수 500 ㎖에 숙신산나트륨을 용해시킨 숙신산나트륨 1 중량％ 용액을 제조하였다. 이 용액에 팔라듐이 부착된 수지 입자 10 g을 가하고, 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 슬러리에 황산을 첨가하여 슬러리의 pH를 5로 조정하였다.
니켈 도금액으로서, 황산니켈 10 중량％, 차아인산나트륨 10 중량％, 수산화나트륨 4 중량％ 및 숙신산나트륨 20 중량％를 포함하는 전기 니켈 도금 용액을 제조하였다. pH 5로 조정된 상기 슬러리를 80 ℃로 가온한 후, 슬러리에 전기 니켈 도금 용액을 연속적으로 적하하고, 20 분간 교반함으로써 도금 반응을 진행시켰다. 수소가 발생하지 않게 된 것을 확인하고, 도금 반응을 종료하였다.
다음으로, 황산니켈 20 중량％, 디메틸아민보란 5 중량％ 및 수산화나트륨 5 중량％를 포함하는 후기 니켈 도금 용액을 제조하였다. 전기 니켈 도금 용액에 의한 도금 반응을 끝낸 용액에 후기 니켈 도금액을 연속적으로 적하하고, 1시간 동안 교반함으로써 도금 반응을 진행시켰다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈층을 형성하여 도전성 입자 A를 얻었다. 또한, 니켈층의 두께는 0.1 ㎛였다.
(2) 도전성 입자 B(최외층이 팔라듐층)의 제작
얻어진 상기 도전성 입자 A를 이용하여, 이하의 무전해 팔라듐 도금 공정을 행하였다.
무전해 팔라듐 도금 공정:
얻어진 도전성 입자 A 10 g을 이온 교환수 500 ㎖에 첨가하고, 초음파 처리기에 의해 충분히 분산시켜 입자 현탁액을 얻었다. 이 현탁액을 50 ℃에서 교반하면서, 황산팔라듐 0.02 mol/ℓ, 착화제로서 에틸렌디아민 0.04 mol/ℓ, 환원제로서 포름산나트륨 0.06 mol/ℓ 및 결정 조정제를 포함하는 pH 10.0의 무전해 도금액을 서서히 첨가하고, 무전해 팔라듐 도금을 행하였다. 팔라듐층의 두께가 0.03 ㎛가 된 시점에서 무전해 팔라듐 도금을 종료하였다. 다음으로, 세정하고, 진공 건조함으로써, 니켈층의 표면에 팔라듐층이 적층된 도전성 입자 B를 얻었다.
(절연 입자 부착 도전성 입자의 제작)
(실시예 1)
얻어진 절연 입자 A를 초음파 조사하에서 증류수에 분산시키고, 절연 입자 A의 10 중량％ 수분산액을 얻었다. 얻어진 도전성 입자 A 10 g을 증류수 500 ㎖에 분산시키고, 절연 입자 A의 수분산액 4 g을 첨가하고, 실온에서 6시간 동안 교반하였다. 3 ㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 추가로 메탄올로 세정, 건조하여 절연 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 2 내지 10)
사용한 절연 입자와 도전성 입자와의 종류를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 절연 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 1)
절연 입자 I와 도전성 입자 A를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 절연 입자 부착 도전성 입자를 얻고자 시도하였다. 그러나, 절연 입자 I는 도전성 입자 A에 부착되지 않았다.
(비교예 2)
절연 입자 I와 도전성 입자 B를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 절연 입자 부착 도전성 입자를 얻고자 시도하였다. 그러나, 절연 입자 I는 도전성 입자 B에 부착되지 않았다.
(평가)
(1) 피복률
주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 얻어진 절연 입자 부착 도전성 입자를 관찰하였다.
절연 입자 부착 도전성 입자의 피복률을 SEM의 화상 해석에 의해 측정하였다. 절연 입자 부착 도전성 입자의 직경의 절반 크기를 직경으로 하는 원을 SEM 화상에 그리고, 원 내의 절연 입자 부착 도전성 입자의 피복률(원 내의 절연 입자 부착 도전성 입자의 1개당 투영 면적×절연 입자 부착 도전성 입자의 수/원 내의 절연 입자 부착 도전성 입자의 투영 면적)을 구하였다.
(2) 절연 입자의 부착성
비스페놀 A형 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진사 제조 "에피코트 1009") 10 중량부와, 아크릴 고무(중량 평균 분자량 약 80만) 40 중량부와, 마이크로 캡슐형 경화제(아사히 가세이 케미컬즈사 제조 "HX3941HP") 50 중량부와, 실란 커플링제(도레이 다우코닝 실리콘사 제조 "SH6040") 2 중량부와, 아세트산에틸 150 중량부를 혼합하여 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물에 절연 입자 부착 도전성 입자를 함유량이 3 부피％가 되도록 첨가하여 이방성 도전 재료를 얻었다.
얻어진 이방성 도전 재료의 일부를 톨루엔으로 세정하고, 절연 입자 부착 도전성 입자를 취출하였다. SEM에 의해, 추출된 절연 입자 부착 도전성 입자에 있어서, 절연 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하고 있는지의 여부를 관찰하고, 절연 입자의 부착성을 하기의 평가 기준으로 평가하였다.
[절연 입자의 부착성의 평가 기준]
○○: 절연 입자의 전체 개수의 90 ％ 이상이 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하지 않음
○: 절연 입자의 전체 개수의 60 ％ 이상 90 ％ 미만이 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하지 않음
△: 절연 입자의 전체 개수의 30 ％ 이상 60 ％ 미만이 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하지 않음
×: 절연 입자의 전체 개수의 30 ％ 미만이 도전성 입자의 표면으로부터 이탈하지 않음
(3) 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성
상기 (2) 절연 입자의 부착성의 평가에서 얻어진 이방성 도전 재료(이방성 도전 페이스트)에 있어서, 절연 입자 부착 도전성 입자가 침강하고 있는지의 여부, 및 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자가 발생했는지의 여부를 관찰하였다. 절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성을 하기의 평가 기준으로 평가하였다.
[절연 입자 부착 도전성 입자의 분산성의 평가 기준]
○○: 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자가 발생하지 않음
○: 약 25만개 중 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자가 약간 발생되어 있음
×: 약 25만개 중 응집한 절연 입자 부착 도전성 입자가 현저히 발생되어 있음
(4) 인접하는 전극간의 절연성 시험
상기 (2) 절연 입자의 부착성의 평가에서 얻어진 수지 조성물을 이형 필름 상에 건조 후의 두께가 10 ㎛가 되도록 도공하고, 아세트산에틸을 증발시켜 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하지 않는 제1 접착 필름을 얻었다.
또한, 상기 (2) 절연 입자의 부착성의 평가에서 얻어진 이방성 도전 재료를 이형 필름 상에 건조 후의 두께가 7 ㎛가 되도록 도공하고, 톨루엔을 증발시켜 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하는 제2 접착 필름을 얻었다. 얻어진 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하지 않는 제1 접착 필름에, 얻어진 절연 입자 부착 도전성 입자를 포함하는 제2 접착 필름을 상온에서 라미네이트함으로써, 2층 구조의 두께 17 ㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
얻어진 이방성 도전 필름을 4 mm×18 mm의 크기로 절단하였다. 또한, 빗형 패턴(라인 갯수 400개, 중첩부의 길이 2 mm, 라인 폭 20 ㎛, 라인 간격 20 ㎛, 라인 높이 18 ㎛)의 금에 의해 형성된 전극을 하면에 갖는 실리콘 웨이퍼(세로 3 mm×가로 15 mm×두께 1 mm)를 준비하였다. 또한, 상면에 ITO에 의해 형성된 전극을 갖는 유리 기판(세로 2 mm×가로 12.5 mm×두께 1 mm)을 준비하였다.
상기 실리콘 웨이퍼의 하면에, 얻어진 이방성 도전 필름을 제2 접착 필름측으로부터 첩부하였다. 다음으로, 상기 유리 기판 상에, 상기 실리콘 웨이퍼를 이방성 도전 필름측으로부터 적층하였다. 그 후, 하기 조건 1 및 조건 2로 열압착하고 측정 샘플을 얻었다. 얻어진 20개의 측정 샘플의 전극간의 저항값을 측정하여, 저항값이 108 Ω 이상인 측정 샘플의 수를 계산하고, 하기의 평가 기준으로 평가하였다.
조건 1: 20 N의 가압하에 150 ℃에서 30 분간 가열
조건 2: 200 N의 가압하에 200 ℃에서 30 초간 가열
[인접하는 전극간의 절연성 시험의 평가 기준]
○○: 저항값이 108 Ω 이상인 측정 샘플의 비율이 80 ％ 이상
○: 저항값이 108 Ω 이상인 측정 샘플의 비율이 60 ％ 이상 80 ％ 미만
×: 저항값이 108 Ω 이상의 측정 샘플의 비율이 60 ％ 미만
(5) 대향하는 전극간의 도통 시험
상기 (4) 인접하는 전극간의 절연성 시험에서 얻어진 이방성 도전 필름을 5 mm×5 mm의 크기로 절단하였다. 또한, ITO 전극을 한쪽면에 갖는 유리 기판(세로 25 mm×가로 35 mm×두께 1 mm)을 준비하였다.
상기 유리 기판의 상기 ITO 전극이 설치된 면의 중앙 영역에 이방성 도전 필름을 첩부한 후, 전극이 대향하도록 위치 정렬하고 별도의 상기 유리 기판을 첩부하였다. 그 후, 하기의 조건 1 및 조건 2에 의해 열압착하고 측정 샘플을 얻었다. 4 단자법에 의해 얻어진 20개의 측정 샘플의 저항값을 측정하고, 저항값이 5 Ω 이하인 측정 샘플의 수를 계산하고, 하기의 평가 기준으로 평가하였다.
조건 1: 20 N의 가압하에 150 ℃에서 30 분간 가열
조건 2: 200 N의 가압하에 200 ℃에서 30 초간 가열
[전극간의 도통 시험의 평가 기준]
○: 저항값이 5 Ω 이하인 측정 샘플의 비율이 80 ％ 이상
△: 저항값이 5 Ω 이하인 측정 샘플의 비율이 60 ％ 이상 80 ％ 미만
×: 저항값이 5 Ω 이하인 측정 샘플의 비율이 60 ％ 미만
(6) 밀착성 시험
상기 대향하는 전극간의 도통 시험 (5)의 상기 조건 1에서 얻어져 측정 샘플을 준비하였다. 이 측정 샘플을 55 ℃에서 6시간과 120 ℃에서 6시간의 사이클하에서 300시간 방치하였다. 그 후, 측정 샘플의 단면을 SEM에 의해 관찰하고, 도전성 입자-절연 입자간과, 절연 입자-결합제 수지간과의 계면 박리의 유무를 관찰하고, 하기의 평가 기준으로 평가하였다.
[밀착성 시험의 평가 기준]
○: 도전성 입자-절연 입자간 또는 절연 입자-결합제 수지간에서의 계면 박리 없음
△: 도전성 입자-절연 입자간 또는 절연 입자-결합제 수지간에서 약간 계면 박리 있음
×: 도전성 입자-절연 입자간 또는 절연 입자-결합제 수지간에서 현저히 계면 박리 있음
(7) 전기 전도도
교반기를 이용하여, 실시예의 절연 입자 부착 도전성 입자 또는 비교예의 도전성 입자 0.5 g을 이온 교환수 50 g에 23 ℃에서 분산시켜, 분산액을 얻었다. 이 분산액을 100 ℃에서 10시간 방치하였다. 여과 장치를 이용하여, 방치 후의 분산액으로부터 절연 입자 부착 도전성 입자 또는 도전성 입자를 제거하여 액을 얻었다. 얻어진 액의 전기 전도도를 전기 전도도계 콘드 미터 ES-51(호리바 세이사꾸쇼사 제조)을 이용하여 측정하였다.
(8) 발열량
실시예의 절연 입자 부착 도전성 입자 및 비교예의 도전성 입자 0.03 g을 톨루엔 1.0 g에, 23 ℃에서 분산시켰을 때의, 이 분산액에 있어서의 절연 입자 부착 도전성 입자 또는 도전성 입자 1 g 당 발열량을 마이크로 칼로리미터 "TAMIII"(TA 인스트루먼트사 제조)를 이용하여 측정하였다.
결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pct00011
1… 절연 입자 부착 도전성 입자
1A 내지 1D… 절연 입자 부착 도전성 입자
2… 도전성 입자
2a… 표면
3… 절연 입자
3a… 표면
4… 기재 입자
4a… 표면
5… 도전층
11… 절연 입자 부착 도전성 입자
12… 도전성 입자
12a… 표면
21… 접속 구조체
22… 제1 접속 대상 부재
22a… 상면
22b… 전극
23… 제2 접속 대상 부재
23a… 하면
23b… 전극
24… 접속부
25… 결합제 수지
26… 절연 입자에서 유래되는 층

Claims (14)

  1. 도전층을 표면에 갖는 도전성 입자와,
    상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연 입자를 구비하고,
    상기 절연 입자가 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연 입자가 하기 화학식 11로 표시되는 기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는, 절연 입자 부착 도전성 입자.
    <화학식 11>
    Figure pct00012

    (식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타냄)
  3. 제2항에 있어서, 상기 화학식 11로 표시되는 기가 하기 화학식 11A로 표시되는 기인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
    <화학식 11A>
    Figure pct00013
  4. 제1항에 있어서, 상기 절연 입자가 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 재료로서 이용한 절연 입자인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 절연 입자가 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 재료로서 이용한 절연 입자인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
    <화학식 1>
    Figure pct00014

    (식 중, X1은 수산기, 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타냄)
  6. 제5항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화학식 1A로 표시되는 화합물인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
    <화학식 1A>
    Figure pct00015

    (식 중, X2는 불포화 결합을 포함하는 유기기를 나타냄)
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자가 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면을 피복하고 있는 도전층을 갖는, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 입자 부착 도전성 입자 0.5 g을 이온 교환수 50 g에 23 ℃에서 분산시킨 분산액을, 100 ℃에서 10 시간 방치하고, 다음으로 분산액으로부터 절연 입자 부착 도전성 입자를 제거하여 액을 얻었을 때에, 얻어진 액의 전기 전도도가 20 μS/cm 이하인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 입자 부착 도전성 입자 0.03 g을 톨루엔 1.0 g에 23 ℃에서 분산시켰을 때에, 분산액에 있어서의 발열량이 절연 입자 부착 도전성 입자 1 g 당 10 mJ 이상인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전층의 최표면이 금층, 니켈층 또는 팔라듐층인, 절연 입자 부착 도전성 입자.
  11. 도전층을 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연 입자를 구비하는 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법으로서,
    인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는 절연 입자를, 상기 도전성 입자의 표면에 부착시킨, 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 인 원자에 직접 결합된 수산기 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 표면에 갖는 상기 절연 입자를, 인 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물 또는 규소 원자에 직접 결합된 수산기를 갖는 화합물을 사용함으로써 얻는, 절연 입자 부착 도전성 입자의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 절연 입자 부착 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 이방성 도전 재료.
  14. 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부가 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 절연 입자 부착 도전성 입자, 또는 상기 절연 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있는, 접속 구조체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160031255A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 엘지이노텍 주식회사 무기충전재, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물, 그리고 이를 이용한 절연층을 포함하는 발광소자

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5620342B2 (ja) * 2011-06-17 2014-11-05 積水化学工業株式会社 絶縁性粒子付き導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
JP5982217B2 (ja) * 2011-08-08 2016-08-31 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
JP6119130B2 (ja) * 2012-07-11 2017-04-26 日立化成株式会社 複合粒子及び異方導電性接着剤
JP5636118B2 (ja) * 2012-10-02 2014-12-03 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
CN104584141B (zh) * 2012-11-28 2017-04-12 积水化学工业株式会社 带有绝缘性粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体
JP6212369B2 (ja) * 2012-12-05 2017-10-11 積水化学工業株式会社 絶縁性粒子付き導電性粒子、絶縁性粒子付き導電性粒子の製造方法、導電材料及び接続構造体
JP6577698B2 (ja) * 2013-05-14 2019-09-18 積水化学工業株式会社 導電フィルム及び接続構造体
KR101985581B1 (ko) * 2014-01-14 2019-06-03 도요 알루미늄 가부시키가이샤 복합 도전성 입자, 그것을 함유하는 도전성 수지 조성물 및 도전성 도포물
KR20200140809A (ko) 2018-04-04 2020-12-16 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체
TWI807064B (zh) 2018-07-06 2023-07-01 日商積水化學工業股份有限公司 附絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料及連接構造體
JP7132112B2 (ja) * 2018-12-11 2022-09-06 積水化学工業株式会社 導電フィルム及び接続構造体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004241489A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Sekisui Chem Co Ltd 異方導電性光後硬化型ペースト、それを用いた電気部品の接合方法及び電気部品
JP2005187637A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Sekisui Chem Co Ltd 異方導電性接着剤、液晶表示素子用上下導通材料及び液晶表示素子
KR100637763B1 (ko) * 2004-05-12 2006-10-23 주식회사 마이크로글로브 이방성 도전접속용 절연 도전성 입자와 그 제조방법 및이를 이용한 이방성 도전접속재료
JP4563110B2 (ja) * 2004-08-20 2010-10-13 積水化学工業株式会社 導電性微粒子の製造方法
KR100662176B1 (ko) * 2004-12-30 2006-12-27 제일모직주식회사 이방성 도전 필름용 조성물
JP2006269296A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Sekisui Chem Co Ltd 突起粒子の製造方法、突起粒子、導電性突起粒子及び異方性導電材料
JP4936775B2 (ja) * 2005-04-26 2012-05-23 旭化成イーマテリアルズ株式会社 導電粒子の連結構造体
CN101523513B (zh) * 2006-10-17 2012-01-11 日立化成工业株式会社 被覆粒子及其制造方法、以及所形成的组合物和粘接剂膜
JP2008120990A (ja) 2006-10-17 2008-05-29 Hitachi Chem Co Ltd 異方導電性接着剤組成物、異方導電性フィルム、回路部材の接続構造、及び、被覆粒子の製造方法
JP4957695B2 (ja) * 2007-10-02 2012-06-20 日立化成工業株式会社 導電粒子、その製造方法及び絶縁被覆導電粒子の製造方法、並びに異方導電性接着剤フィルム
JP5024260B2 (ja) * 2007-11-01 2012-09-12 日立化成工業株式会社 導電粒子、絶縁被覆導電粒子及びその製造方法、異方導電性接着剤

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160031255A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 엘지이노텍 주식회사 무기충전재, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물, 그리고 이를 이용한 절연층을 포함하는 발광소자

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