KR20130016387A - 절연성 입자 부착 도전성 입자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

절연성 입자 부착 도전성 입자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하기 어렵고, 따라서 전극 사이의 접속에 이용된 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있는 절연성 입자 부착 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)는, 도전층(12)을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자(2)와, 도전성 입자(2)의 표면에 부착되어 있는 절연성 입자(3)를 구비한다. 절연성 입자(3)는, 절연성 입자 본체(5)와, 절연성 입자 본체(5)의 표면의 적어도 일부 영역을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층(6)을 갖는다. 절연성 입자 본체(5)와 층(6)은 화학적으로 결합되어 있다.

Description

절연성 입자 부착 도전성 입자, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체 {CONDUCTIVE PARTICLE WITH INSULATIVE PARTICLES ATTACHED THERETO, ANISOTROPIC CONDUCTIVE MATERIAL, AND CONNECTING STRUCTURE}
본 발명은, 예를 들면 전극 사이의 전기적인 접속에 이용할 수 있는 절연성 입자 부착 도전성 입자, 및 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 이들 이방성 도전 재료에서는 결합제 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.
상기 이방성 도전 재료는 IC칩과 플렉시블 인쇄 회로 기판의 접속, 및 IC칩과 ITO 전극을 갖는 회로 기판의 접속 등에 사용되고 있다. 예를 들면, IC칩의 전극과 회로 기판의 전극 사이에 이방성 도전 재료를 배치한 후, 가열 및 가압함으로써 이들 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 도전성 입자의 일례로서, 하기 특허문헌 1에는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 고정화되어 있으며 고착성을 갖는 절연성 입자를 갖는 절연성 입자 부착 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 절연성 입자는, 경질 입자와, 상기 경질 입자의 표면을 피복하고 있는 고분자 수지층을 갖는다. 여기서는, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자를 고정화시키기 위하여, 고정화 방법으로서 물리적/기계적 혼성화법을 이용하고 있다.
하기 특허문헌 2에는 표면의 적어도 일부에 극성기를 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면의 적어도 일부를 피복하고 있으며 절연성 입자를 포함하는 절연성 재료를 갖는 절연성 입자 부착 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 절연성 재료는, 구체적으로는 상기 극성기와 흡착 가능한 고분자 전해질과, 상기 고분자 전해질과 흡착 가능한 무기 산화물 입자를 포함한다. 이 무기 산화물 입자는 절연성 입자이다.
일본 특허 공표 제2007-537570호 공보 일본 특허 공개 제2008-120990호 공보
특허문헌 1, 2에 기재된 바와 같은 종래의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서는 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하기 쉽다. 예를 들면, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 결합제 수지 중에 분산시킬 때, 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 용이하게 탈리하는 경우가 있다.
특히, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자를 고정화시키기 위하여 물리적/기계적 혼성화법을 이용한 경우에는, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하기 쉽다.
본 발명의 목적은, 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하기 어렵고, 따라서 전극 사이의 접속에 이용된 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있는 절연성 입자 부착 도전성 입자, 및 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연성 입자를 구비하며, 상기 절연성 입자가 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 갖고, 상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있는 절연성 입자 부착 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 절연성 입자 본체는 무기 입자이다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 층은 상기 절연성 입자 본체보다도 유연성이 높다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 반응성 관능기를 표면에 갖는 상기 절연성 입자 본체와, 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용하여, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 반응성 관능기에 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 화학적으로 결합시킴으로써, 상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있는 상기 절연성 입자가 얻어지고 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 상기 절연성 입자는, 상기 절연성 입자 본체와 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용한 혼합에 의한 마찰로 형성되지 않는다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 에탄올 100중량부에 절연성 입자 부착 도전성 입자 3중량부를 첨가한 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 20℃ 및 38kHz 또는 40kHz의 조건에서 5분간 초음파 처리하였을 때, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 절연성 입자의 잔존율이 60 내지 95％이다.
절연성 입자의 잔존율(％)=(초음파 처리 후의 피복률/초음파 처리 전의 피복률)×100 … 식 (1)
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 상기 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 면적인 피복률이 40％ 이상이다. 상기 피복률은 50％를 초과하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는, 본 발명에 따라 구성된 절연성 입자 부착 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다. 본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고 있으며, 상기 접속부가 본 발명에 따라 구성된 절연성 입자 부착 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자에서는, 도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연성 입자가 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 갖고, 상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있기 때문에, 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 의도하지 않게 탈리하는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용하여 전극 사이를 접속한 경우에, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자가 접촉하였다고 하여도 인접하는 도전성 입자 사이에는 절연성 입자가 존재하기 때문에, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 전기적으로 접속되기 어렵다. 이로 인해, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
도 5는 피복률의 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 혼성화법을 이용한 종래의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 실시예를 설명함으로써 본 발명을 명확하게 한다.
(절연성 입자 부착 도전성 입자 본체)
도 1에 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 단면도로 도시한다.
도 1에 도시하는 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)는, 도전성 입자(2)와, 도전성 입자(2)의 표면에 부착되어 있는 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다.
절연성 입자(3)는 절연성 입자 본체(5)와, 절연성 입자 본체(5)의 표면을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층(6)을 갖는다. 절연성 입자(3)는 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 절연성 입자 본체(5)와 층(6)은 화학적으로 결합되어 있다. 구체적으로는, 절연성 입자 본체(5)의 표면과 층(6)의 내표면에서 화학적으로 결합되어 있다.
층(6)은 절연성 입자 본체(5)의 표면 전체를 피복하고 있다. 따라서, 도전성 입자(2)와 절연성 입자 본체(5)의 사이에 층(6)이 배치되어 있다. 층(6)은 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮도록 존재하고 있으면 되며, 절연성 입자 본체의 표면 전체를 덮고 있지는 않을 수도 있다. 층(6)은 도전성 입자와 절연성 입자 본체의 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도전성 입자(2)는 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 형성된 도전층(12)을 갖는다. 도전층(12)은 기재 입자(11)의 표면을 덮고 있다. 도전성 입자(2)는 기재 입자(11)의 표면이 도전층(12)에 의해 피복된 피복 입자이다. 도전성 입자(2)는 표면에 도전층(12)을 갖는다.
도 2에 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 단면도로 도시한다.
도 2에 도시하는 절연성 입자 부착 도전성 입자(21)는, 도전성 입자(22)와, 도전성 입자(22)의 표면에 부착되어 있는 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다.
도전성 입자(22)는 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 형성된 도전층(31)을 갖는다. 도전성 입자(22)는 기재 입자(11)의 표면 상에 복수의 코어 물질(32)을 갖는다. 도전층(31)은 기재 입자(11)와 코어 물질(32)을 피복하고 있다. 코어 물질(32)을 도전층(31)이 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(22)는 표면에 복수의 돌기(33)를 갖는다. 코어 물질(32)에 의해 도전층(31)의 표면이 융기되어 있어, 복수의 돌기(33)가 형성되어 있다.
도 3에 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 단면도로 도시한다.
도 3에 도시하는 절연성 입자 부착 도전성 입자(41)는, 도전성 입자(42)와, 도전성 입자(42)의 표면에 부착되어 있는 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다.
도전성 입자(42)는 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 형성된 도전층(46)을 갖는다. 도전층(46)은 기재 입자(11)의 표면 상에 형성된 제1 도전층(46a)과, 제1 도전층(46a)의 표면 상에 형성된 제2 도전층(46b)을 갖는다. 도전성 입자(42)는 제1 도전층(46a)의 표면 상에 복수의 코어 물질(47)을 갖는다. 제2 도전층(46b)은 제1 도전층(46a)과 코어 물질(47)을 피복하고 있다. 기재 입자(11)와 코어 물질(47)은 간격을 두고 배치되어 있다. 기재 입자(11)와 코어 물질(47)의 사이에는 제1 도전층(46a)이 존재한다. 코어 물질(47)을 제2 도전층(46b)이 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(42)는 표면에 복수의 돌기(48)를 갖는다. 코어 물질(47)에 의해 도전층(46) 및 제2 도전층(46b)의 표면이 융기되어 있어, 복수의 돌기(48)가 형성되어 있다.
절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)에서는, 절연성 입자(3)는 절연성 입자 본체(5)와, 절연성 입자 본체(5)의 표면을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층(6)을 갖고, 또한 절연성 입자 본체(5)와 층(6)은 화학적으로 결합되어 있다. 이에 의해, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 결합제 수지 중에 첨가하고 혼련할 때, 도전성 입자(2, 22, 42)의 표면으로부터 절연성 입자(3)가 탈리하기 어려워진다. 또한, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자가 접촉하였을 때, 도전성 입자(2, 22, 42)의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하기 어려워진다. 이 결과, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 이용하여 전극 사이를 접속하였을 때, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이에서 누설이 생기기 어려워진다. 또한, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)에서는 접속되어야 할 상하 전극의 도통성을 충분히 확보할 수 있다.
절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)에서는 절연성 입자(3)의 잔존율이 60 내지 95％인 것이 바람직하다. 절연성 입자(3)의 잔존율은 보다 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이하이다. 절연성 입자(3)의 잔존율이 상기 하한 이상이면, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 결합제 수지 중에 첨가하고 혼련할 때, 도전성 입자(2, 22, 42)의 표면으로부터 절연성 입자(3)가 한층 더 탈리하기 어렵고, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 이용하여 전극 사이를 접속하였을 때, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이에서 누설이 한층 더 생기기 어려워진다. 절연성 입자의 잔존율이 상기 상한 이하이면, 접속되어야 할 상하 전극의 높은 도통성을 충분히 확보할 수 있다.
상기 「절연성 입자의 잔존율」 및 상기 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 상기 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 면적인 피복률은, 이하와 같이 하여 구해진다.
하기의 초음파 처리 전에 주사 전자 현미경(SEM)에서의 관찰에 의해 100개의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 관찰하고, 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자의 피복률 X1(％)(부착률 X1(％)이라고도 함)을 구한다. 상기 피복률은, 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 면적(투영 면적)이다.
구체적으로는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 피복률은 절연성 입자 부착 도전성 입자 A를 일방향으로부터 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 경우, 절연성 입자 부착 도전성 입자 A의 도전층의 외표면(바깥 둘레)의 원 내에 존재하는 절연성 입자 B1을 1개, 절연성 입자 부착 도전성 입자 A의 도전층의 외표면(바깥 둘레)의 원주 상에 존재하는 절연성 입자 B2를 0.5개로 카운트하여, 절연성 입자 부착 도전성 입자 A의 투영 면적에 대한 절연성 입자의 투영 면적의 비율로 나타낸다.
즉, 상기 피복률은 하기 식 (2)로 표시된다.
피복률(％)=(((원 내의 절연성 입자의 수)×1+(원주 상의 절연성 입자의 수)×0.5)×절연성 입자의 투영 면적)/(절연성 입자 부착 도전성 입자의 투영 면적)×100 … 식 (2)
다음에, 에탄올 100중량부에 절연성 입자 부착 도전성 입자 3중량부를 첨가하여 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 얻는다. 이 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 400W의 초음파 세정기로 20℃ 및 38kHz 또는 40kHz의 조건에서 5분간 교반하면서 초음파 처리한다. 초음파 처리 후에 SEM에서의 관찰에 의해 100개의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 관찰하고, 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 투영 면적인 피복률 X2(％)(부착률 X2(％)라고도 함)를 구한다. 절연성 입자의 잔존율은, 피복률 X1과 피복률 X2로부터 하기 식 (1)에 의해 표시되는 값이다.
절연성 입자의 잔존율(％)=(초음파 처리 후의 피복률 X2/초음파 처리 전의 피복률 X1)×100 … 식 (1)
상기 도전성 입자의 표면을 적절히 노출시키기 위하여, 절연성 입자의 피복률은 40％ 이상인 것이 바람직하다. 상기 피복률은 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 면적을 나타낸다. 상기 피복률이 상기 하한 이상이면, 인접하는 도전성 입자가 한층 더 접촉하기 어려워진다. 상기 피복률은 90％ 이하인 것이 바람직하고, 80％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 70％ 이하인 것이 가장 바람직하다. 절연성 입자의 피복률이 70％ 이하이면, 전극의 접속시에 열 및 압력을 필요 이상으로 부여하지 않아도 절연성 입자를 충분히 배제할 수 있다. 상기 피복률은 45％를 초과하거나, 50％를 초과하거나, 55％를 초과하거나, 60％를 초과할 수도 있다.
상기 절연성 입자의 잔존율이 60 내지 95％인 경우에는, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)에서는 도전성 입자(2, 22, 42)의 표면으로부터 절연성 입자(3)가 탈리하기 어려워진다. 예를 들면, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 결합제 수지 중에 첨가하고 혼련할 때, 도전성 입자(2, 22, 42)의 표면으로부터 절연성 입자(3)가 탈리하기 어렵다. 이로 인해, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 전극 사이의 접속에 이용한 경우에, 인접하는 도전성 입자(2, 22, 42) 사이에는 절연성 입자(3)가 존재하기 때문에, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 전기적으로 접속되기 어렵다. 따라서, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1, 21, 41)를 이용하여 전극 사이를 접속한 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 절연성 입자 부착 도전성 입자는, 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮도록 고분자 화합물 또는 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용하여 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 형성하여 절연성 입자를 얻는 공정과, 도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자의 표면에 상기 절연성 입자를 부착시켜 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻는 공정을 거쳐 얻는 것이 바람직하다.
전극 사이의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 입경의 변동 계수는 바람직하게는 8％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하이다.
상기 변동 계수(CV치)는 하기 식으로 표시된다.
CV치(％)=(ρ/Dn)×100
ρ: 절연성 입자 부착 도전성 입자의 입경의 표준 편차
Dn: 절연성 입자 부착 도전성 입자의 입경의 평균치
상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 압축 탄성률은 바람직하게는 1GPa 이상, 보다 바람직하게는 2GPa 이상이며, 바람직하게는 7GPa 이하, 보다 바람직하게는 5GPa 이하이다.
상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 압축 회복률은 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 30％ 이상이며, 바람직하게는 60％ 이하, 보다 바람직하게는 50％ 이하이다.
상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 20℃에서의 압축 탄성률(10％ K치)은, 이하와 같이 하여 측정된다.
미소 압축 시험기를 이용하여 직경 50㎛의 다이아몬드제 원주의 평활 압자 단부면에서 압축 속도 0.33mN/초 및 최대 시험 하중 20mN의 조건하에서 절연성 입자 부착 도전성 입자를 압축한다. 이 때의 하중치(N) 및 압축 변위(mm)를 측정한다. 얻어진 측정치로부터 상기 압축 탄성률을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들면 피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」 등이 이용된다.
10％ K치(N/mm2)=(3/21/2)ㆍFㆍS-3/2ㆍR-1/2
F: 절연성 입자 부착 도전성 입자가 10％ 압축 변형되었을 때의 하중치(N)
S: 절연성 입자 부착 도전성 입자가 10％ 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)
R: 절연성 입자 부착 도전성 입자의 반경(mm)
상기 압축 탄성률은 절연성 입자 부착 도전성 입자의 경도를 보편적이면서 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 절연성 입자 부착 도전성 입자의 경도를 정량적이면서 일의적으로 표시할 수 있다.
상기 압축 회복률은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
시료대 상에 절연성 입자 부착 도전성 입자를 산포한다. 산포된 절연성 입자 부착 도전성 입자 1개에 대하여, 미소 압축 시험기를 이용하여 절연성 입자 부착 도전성 입자의 중심 방향으로 반전 하중치(5.00mN)까지 부하를 제공한다. 그 후, 원점용 하중치(0.40mN)까지 부하 해제를 행한다. 그 사이의 하중-압축 변위를 측정하고, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들면 피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」 등이 이용된다.
압축 회복률(％)=[(L1-L2)/L1]×100
L1: 부하를 제공할 때의 원점용 하중치에서부터 반전 하중치에 이르기까지의 압축 변위
L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중치에서부터 원점용 하중치에 이르기까지의 압축 변위
이하, 도전성 입자(2, 22, 42)의 상세 및 절연성 입자(3)의 상세를 설명한다.
[도전성 입자]
도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자의 표면에 상기 절연성 입자를 부착시킴으로써, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻을 수 있다.
상기 도전성 입자는 적어도 표면에 도전층을 갖고 있으면 된다. 도전성 입자는, 기재 입자와 상기 기재 입자의 표면 상에 형성된 도전층을 갖는 도전성 입자일 수도 있고, 전체가 도전층인 금속 입자일 수도 있다. 그 중에서도 비용을 감소시키거나 도전성 입자의 유연성을 높게 하여 전극 사이의 도통 신뢰성을 높이기도 하는 관점에서는, 기재 입자와, 기재 입자의 표면 상에 형성된 도전층을 갖는 도전성 입자가 바람직하다.
상기 기재 입자로서는 수지 입자, 무기 입자, 유기 무기 혼성 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자는 수지에 의해 형성된 수지 입자인 것이 바람직하다. 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용하여 전극 사이를 접속할 때에는, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 전극 사이에 배치한 후, 압착함으로써 절연성 입자 부착 도전성 입자를 압축시킨다. 기재 입자가 수지 입자이면, 상기 압착시에 도전성 입자가 변형되기 쉬워 도전성 입자와 전극의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이로 인해, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들면 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다. 기재 입자의 경도를 바람직한 범위로 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 무기물로서는 실리카 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 유기 무기 혼성 입자로서는, 예를 들면 가교한 알콕시실릴 중합체와 아크릴 수지에 의해 형성된 유기 무기 혼성 입자 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자가 금속 입자인 경우에, 상기 금속 입자를 형성하기 위한 금속으로서는 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티탄 등을 들 수 있다.
상기 도전층을 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도전성 입자가 전체가 도전층인 금속 입자인 경우, 상기 금속 입자를 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 구리, 팔라듐, 백금, 팔라듐, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 규소 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서는 주석 도핑 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 그 중에서도 전극 사이의 접속 저항을 한층 더 낮게 할 수 있기 때문에, 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐이 보다 바람직하다.
또한, 도전층의 표면에는 산화에 의해 수산기가 존재하는 경우가 많다. 일반적으로, 니켈에 의해 형성된 도전층의 표면에는 산화에 의해 수산기가 존재한다. 이러한 수산기를 갖는 도전층은 절연성 입자와 화학 결합하기 쉬워, 예를 들면 수산기를 갖는 절연성 입자와 화학 결합한다.
상기 도전층은 1개의 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 바람직하며, 금층인 것이 보다 바람직하다. 최외층이 이들 바람직한 도전층인 경우에는 전극 사이의 접속 저항을 한층 더 낮출 수 있다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는 내부식성을 한층 더 높일 수 있다.
상기 기재 입자의 표면에 도전층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도전층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적 증착에 의한 방법, 및 금속 분말 또는 금속 분말과 결합제를 포함하는 페이스트를 기재 입자의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 도전층의 형성이 간편하기 때문에 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 평균 입경은 0.5 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전성 입자의 평균 입경은 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 도전성 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용하여 전극 사이를 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적을 충분히 크게 할 수 있으며, 도전층을 형성할 때에 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통하여 접속된 전극 사이의 간격이 지나치게 커지지 않으며, 도전층이 기재 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다.
상기 도전성 입자의 「평균 입경」은 수 평균 입경을 나타낸다. 도전성 입자의 평균 입경은, 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고 평균치를 산출함으로써 구해진다.
상기 도전층의 두께는 0.005 내지 1㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전층의 두께는 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성을 얻을 수 있으며, 도전성 입자가 지나치게 딱딱해지지 않아 전극 사이의 접속시에 도전성 입자를 충분히 변형시킬 수 있다.
상기 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전층의 두께는, 특히 최외층이 금층인 경우의 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 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전층에 의한 피복을 균일하게 할 수 있고, 내부식성을 충분히 높일 수 있으며, 전극 사이의 접속 저항을 충분히 낮출 수 있다. 또한, 상기 최외층이 금층인 경우의 금층의 두께가 얇을수록 비용이 낮아진다.
상기 도전층의 두께는, 예를 들면 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여 도전성 입자 또는 절연성 입자 부착 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
도전성 입자는 도전층의 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하며, 상기 돌기는 복수인 것이 바람직하다. 절연성 입자 부착 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 도전층의 표면에 돌기를 갖는 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 경우에는, 전극 사이에 도전성 입자를 배치하고 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막을 효과적으로 배제할 수 있다. 이로 인해, 전극과 도전층을 한층 더 확실하게 접촉시킬 수 있고, 전극 사이의 접속 저항을 낮출 수 있다. 또한, 전극 사이의 접속시에 도전성 입자의 돌기에 의해 도전성 입자와 전극 사이의 절연성 입자를 효과적으로 배제할 수 있다. 이로 인해, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
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.
기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법으로서는, 예를 들면 기재 입자의 분산액 중에 코어 물질이 되는 도전성 물질을 첨가하고, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 예를 들면 반데르발스력에 의해 집적시켜 부착시키는 방법, 및 기재 입자를 넣은 용기에 코어 물질이 되는 도전성 물질을 첨가하고, 용기의 회전 등에 의한 기계적인 작용에 의해 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 부착시키는 코어 물질의 양을 제어하기 쉽기 때문에, 분산액 중의 기재 입자의 표면에 코어 물질을 집적시켜 부착시키는 방법이 바람직하다.
상기 도전성 입자는 기재 입자의 표면 상에 제1 도전층을 가지며, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층을 가질 수도 있다. 이 경우에 제1 도전층의 표면에 코어 물질을 부착시킬 수도 있다. 코어 물질은 제2 도전층에 의해 피복되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제1 도전층의 두께는 0.05 내지 0.5㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전성 입자는, 기재 입자의 표면 상에 제1 도전층을 형성하고, 다음에 상기 제1 도전층의 표면 상에 코어 물질을 부착시킨 후, 제1 도전층 및 코어 물질의 표면 상에 제2 도전층을 형성함으로써 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 코어 물질을 구성하는 도전성 물질로서는, 예를 들면 금속, 금속의 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 중합체 등을 들 수 있다. 도전성 중합체로서는 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도 도전성을 높일 수 있기 때문에 금속이 바람직하다.
상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 및 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금 및 주석-납-은 합금 등의 2종 이상의 금속으로 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도 니켈, 구리, 은 또는 금이 바람직하다. 상기 코어 물질을 구성하는 금속은, 상기 도전층을 구성하는 금속과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 덩어리상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 예를 들면 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집된 응집 덩어리 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다.
[절연성 입자]
상기 절연성 입자는 절연성을 갖는 입자이다. 절연성 입자는 도전성 입자보다도 작다. 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용하여 전극 사이를 접속하면, 절연성 입자에 의해 인접하는 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자가 접촉하였을 때, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자 사이에는 절연성 입자가 존재하기 때문에, 상하 전극 사이가 아니라 가로 방향으로 인접하는 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극 사이의 접속시, 2개의 전극으로 절연성 입자 부착 도전성 입자를 가압함으로써, 도전층과 전극 사이의 절연성 입자를 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자의 표면에 돌기가 설치되어 있는 경우에는, 도전층과 전극 사이의 절연성 입자를 한층 더 용이하게 배제할 수 있다. 또한, 돌기 부분이 전극과의 접촉을 용이하게 하기 때문에 접속 신뢰성이 향상된다.
절연성 입자를 구성하는 재료로서는 절연성 수지 및 절연성 무기물 등을 들 수 있다. 상기 절연성 수지로서는, 기재 입자로서 이용하는 것이 가능한 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서 예시한 상기 수지를 들 수 있다. 상기 절연성 무기물로서는, 기재 입자로서 이용하는 것이 가능한 무기 입자를 형성하기 위한 무기물로서 예시한 상기 무기물을 들 수 있다.
상기 절연성 입자의 재료인 절연성 수지의 구체예로서는 폴리올레핀류, (메트)아크릴레이트 중합체, (메트)아크릴레이트 공중합체, 블록 중합체, 열가소성 수지, 열가소성 수지의 가교물, 열경화성 수지 및 수용성 수지 등을 들 수 있다.
상기 폴리올레핀류로서는 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트 중합체로서는 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리에틸(메트)아크릴레이트 및 폴리부틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 블록 중합체로서는 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산에스테르 공중합체, SB형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, SBS형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 및 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는 비닐 중합체 및 비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지 및 멜라민 수지 등을 들 수 있다. 상기 수용성 수지로서는 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥시드 및 메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 그 중에서도 수용성 수지가 바람직하고, 폴리비닐알코올이 보다 바람직하다.
열압착시의 절연성 입자의 탈리성을 한층 더 높이는 관점에서는 절연성 입자 본체는 무기 입자인 것이 바람직하다. 상기 무기 입자로서는 백사 입자, 수산화인회석 입자, 마그네시아 입자, 산화지르코늄 입자 및 실리카 입자 등을 들 수 있다. 열압착시의 절연성 입자의 탈리성을 한층 더 높이는 관점에서는 상기 절연성 입자 본체는 실리카 입자인 것이 바람직하다. 실리카 입자로서는 분쇄 실리카, 구상 실리카를 들 수 있으며, 구상 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 실리카 입자는 표면에, 예를 들면 카르복실기, 수산기 등의 화학 결합 가능한 관능기를 갖는 것이 바람직하며, 수산기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 무기 입자는 비교적 딱딱하며, 특히 실리카 입자는 비교적 딱딱하다. 이러한 딱딱한 절연성 입자를 그대로 절연성 입자로서 이용한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 결합제 수지 중에 첨가하고 혼련하면, 절연성 입자가 딱딱하기 때문에 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하기 쉬운 경향이 있다. 그러나, 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 경우에는, 특히 절연성 입자가 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 갖기 때문에, 딱딱한 절연성 입자 본체를 이용하였다고 하여도, 상기 혼련시에 딱딱한 절연성 입자 본체를 갖는 절연성 입자가 탈리하는 것을 억제할 수 있다.
상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층은, 예를 들면 유연층으로서의 역할을 한다.
상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층에서의 고분자 화합물 또는 중합 등에 의해 상기 고분자 화합물이 되는 화합물로서는, 중합 가능한 반응성 관능기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 중합 가능한 반응성 관능기는 불포화 이중 결합인 것이 바람직하다. 예를 들면, 절연성 입자 본체의 표면 상에서 불포화 이중 결합을 갖는 화합물(고분자 화합물이 되는 화합물)을 중합 반응시킬 수도 있고, 고분자 화합물과 절연성 입자 본체의 표면의 반응성 관능기를 반응시킬 수도 있다. 상기 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물로서는 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물, 에폭시기를 갖는 화합물 및 비닐기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 절연성 입자 부착 도전성 입자를 분산시킬 때 등에 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자의 탈리를 억제하는 관점에서는, 상기 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물은 (메트)아크릴로일기, 글리시딜기 및 비닐기로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 그 중에서도 절연성 입자의 탈리를 한층 더 억제하는 관점에서는, 상기 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물은 (메트)아크릴로일기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물의 구체예로서는 메타크릴산, 히드록시에틸아크릴레이트 및 디메타크릴산에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물의 구체예로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 레조르시놀글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
상기 비닐기를 갖는 화합물의 구체예로서는 스티렌 및 아세트산비닐 등을 들 수 있다.
상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 1000 이상인 것이 바람직하다. 상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 20000 이하인 것이 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 폴리스티렌 환산에서의 값을 나타낸다.
상기 절연성 입자 본체의 표면에 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮도록 고분자 화합물 또는 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용하여 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 형성하여 절연성 입자를 얻는 것이 바람직하다. 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층의 형성 방법의 일례로서는, 비닐기 등의 반응성 관능기를 표면에 갖는 절연성 입자 본체에 반응성 이중 결합과 수산기를 갖는 화합물을 절연성 입자 본체의 표면 상에서 중합시키는 방법 등을 들 수 있다. 단, 이 형성 방법 이외의 방법을 이용할 수도 있다.
상기 절연성 입자 본체와 상기 층은 화학적으로 결합되어 있다. 이 화학적 결합에는 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합 및 배위 결합 등이 포함된다. 그 중에서도 공유 결합이 바람직하며, 반응성 관능기를 이용한 화학적 결합이 바람직하다.
상기 화학적 결합을 형성하는 반응성 관능기로서는, 예를 들면 비닐기, (메트)아크릴로일기, 실란기, 실란올기, 카르복실기, 아미노기, 암모늄기, 니트로기, 수산기, 카르보닐기, 티올기, 술폰산기, 술포늄기, 붕산기, 옥사졸린기, 피롤리돈기, 인산기 및 니트릴기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 비닐기, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.
절연성 입자의 탈리를 한층 더 억제하고 접속 구조체에서의 절연 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 절연성 입자 본체로서 반응성 관능기를 표면에 갖는 절연성 입자 본체를 이용하는 것이 바람직하다. 절연성 입자의 탈리를 한층 더 억제하고 접속 구조체에서의 절연 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 절연성 입자 본체로서 반응성 관능기를 갖는 화합물을 이용하여 표면 처리된 절연성 입자 본체를 이용하는 것이 바람직하다. 절연성 입자의 탈리를 한층 더 억제하고 접속 구조체에서의 절연 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 반응성 관능기를 표면에 갖는 상기 절연성 입자 본체와, 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용하여, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 반응성 관능기에 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 화학적으로 결합시킴으로써, 상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있는 상기 절연성 입자가 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 절연성 입자 본체가 표면에 갖는 상기 반응성 관능기로서는 (메트)아크릴로일기, 글리시딜기, 수산기, 비닐기 및 아미노기 등을 들 수 있다. 상기 절연성 입자 본체가 표면에 갖는 상기 반응성 관능기는 (메트)아크릴로일기, 글리시딜기, 수산기, 비닐기 및 아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 반응성 관능기인 것이 바람직하다.
상기 절연성 입자 본체의 표면에 상기 반응성 관능기를 도입하기 위한 화합물(표면 처리 물질)로서는 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물, 에폭시기를 갖는 화합물 및 비닐기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 절연성 입자 본체의 표면에 상기 반응성 관능기인 비닐기를 도입하기 위한 화합물(표면 처리 물질)로서는 비닐기를 갖는 실란 화합물, 비닐기를 갖는 티탄 화합물 및 비닐기를 갖는 인산 화합물 등을 들 수 있다. 상기 표면 처리 물질은 비닐기를 갖는 실란 화합물인 것이 바람직하다. 상기 비닐기를 갖는 실란 화합물로서는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란 및 비닐트리이소프로폭시실란 등을 들 수 있다.
상기 절연성 입자 본체의 표면에 상기 반응성 관능기인 (메트)아크릴로일기를 도입하기 위한 화합물(표면 처리 물질)로서는 (메트)아크릴로일기를 갖는 실란 화합물, (메트)아크릴로일기를 갖는 티탄 화합물 및 (메트)아크릴로일기를 갖는 인산 화합물 등을 들 수 있다. 상기 표면 처리 물질은 (메트)아크릴로일기를 갖는 실란 화합물인 것도 바람직하다. 상기 (메트)아크릴로일기를 갖는 실란 화합물로서는 (메트)아크릴옥시프로필트리에톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 (메트)아크릴옥시프로필트리디메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 절연성 입자는, 상기 절연성 입자 본체와 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용한 혼합에 의한 마찰로 형성되지 않은 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연성 입자 본체의 표면이 상기 층에 의해 혼성화법을 이용하여 피복되지 않은 것이 바람직하다. 혼합에 의한 마찰이나 혼성화법을 이용하여 절연성 입자가 형성되어 있는 경우에는, 절연성 입자 본체의 표면 상으로부터 층이 탈리하기 쉬워진다. 또한, 절연성 입자의 표면에 혼련시에 형성된 층의 파편이 부착되기 쉬워진다. 이로 인해, 절연성 입자 부착 도전성 입자의 도전층의 표면 상에서 탈리한 층이나 층의 파편이 부착되어, 접속 구조체에서의 도통 신뢰성이 저하되기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 절연성 입자의 탈리를 한층 더 억제하고 접속 구조체에서의 절연 신뢰성 및 도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 혼합에 의한 마찰로 절연성 입자는 형성되지 않은 것이 바람직하며, 혼성화법을 이용하지 않는 것이 바람직하다.
상기 절연성 입자를 얻을 때, 상기 절연성 입자 본체 100중량부에 대한 상기 고분자 화합물 또는 상기 고분자가 되는 화합물의 사용량은 바람직하게는 30중량부 이상, 보다 바람직하게는 50중량부 이상이며, 바람직하게는 500중량부 이하, 보다 바람직하게는 300중량부 이하이다. 상기 고분자 화합물의 사용량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 양호한 층을 형성할 수 있다.
상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층의 구체적인 제조 조건의 일례로서는, 이하의 제조 조건을 들 수 있다.
우선, 물 등의 용매 100 내지 500중량부 중에 반응성 관능기를 표면에 갖는 절연성 입자 본체 1 내지 3중량부, 반응성 이중 결합과 수산기를 갖는 화합물 0.1 내지 20중량부, 가교제 0.01 내지 5중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부 및 열중합 개시제 0.1 내지 5중량부를 첨가한다. 다음에, 쓰리원 모터로 교반하면서 유욕에서 열중합 개시제의 반응 온도 이상까지 승온하여 중합을 개시하고, 그 상태를 5시간 이상 유지하여 반응시킨다. 그 후, 원심 분리기를 이용하여 미반응의 화합물을 제거하여 절연성 입자 본체의 표면이 상기 층에 의해 피복되어 있는 절연성 입자를 얻는다.
상기 절연성 입자의 표면과 도전성 입자의 표면에 수산기가 있는 경우에는, 탈수 반응에 의해 절연성 입자와 도전성 입자의 부착력이 적절하게 높아진다.
절연성 입자의 표면에 수산기를 도입하기 위한 수산기를 갖는 화합물로서는 P-OH기 함유 화합물 및 Si-OH기 함유 화합물 등을 들 수 있다.
상기 P-OH기 함유 화합물의 구체예로서는 애시드포스포옥시에틸메타크릴레이트, 애시드포스포옥시프로필메타크릴레이트, 애시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 및 애시드포스포옥시폴리옥시프로필렌글리콜모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 P-OH기 함유 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 Si-OH기 함유 화합물의 구체예로서는 비닐트리히드록시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리히드록시실란 등을 들 수 있다. 상기 Si-OH기 함유 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
예를 들면, 수산기를 표면에 갖는 절연성 입자는 실란 커플링제를 이용한 처리에 의해 얻을 수 있다. 상기 실란 커플링제로서는, 예를 들면 히드록시트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 절연성 입자의 입경은, 도전성 입자의 입경 및 절연성 입자 부착 도전성 입자의 용도 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 절연성 입자의 평균 입경은 0.005 내지 1㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 절연성 입자의 평균 입경은 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다. 절연성 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상이면, 절연성 입자 부착 도전성 입자가 결합제 수지 중에 분산되었을 때, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자끼리가 접촉하기 어려워진다. 절연성 입자의 평균 입경이 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 접속시, 전극과 도전성 입자 사이의 절연성 입자를 배제하기 위하여 압력을 지나치게 높게 할 필요가 없어지고, 고온으로 가열할 필요도 없어진다.
상기 절연성 입자의 「평균 입경」은 수 평균 입경을 나타낸다. 절연성 입자의 평균 입경은 입도 분포 측정 장치 등을 이용하여 구해진다.
상기 절연성 입자의 평균 입경은 도전성 입자의 평균 입경의 1/3 이하인 것이 바람직하고, 1/5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 절연성 입자의 평균 입경은 도전성 입자의 평균 입경의 1/1000 이상인 것이 바람직하고, 1/100 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1/10 이상인 것이 가장 바람직하다. 절연성 입자의 평균 입경이 도전성 입자의 평균 입경의 1/5 이하이면, 예를 들면 절연성 입자 부착 도전성 입자를 제조할 때, 절연성 입자를 도전성 입자의 표면에 한층 더 효율적으로 부착시킬 수 있다.
상기 절연성 입자의 평균 입경은, 상기 도전성 입자에서의 상기 도전층의 두께의 0.5배 이상인 것이 바람직하고, 1배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 절연성 입자의 평균 입경은, 상기 도전성 입자에서의 상기 도전층의 두께의 20배 이하인 것이 바람직하고, 10배 이하인 것이 더욱 바람직하다. 절연성 입자의 평균 입경과 도전층의 두께가 이러한 바람직한 관계를 만족하면, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자끼리가 접촉하기 어려워지고, 도전층과 전극 사이의 절연성 입자를 용이하게 배제할 수 있다.
상기 절연성 입자의 평균 입경은 코어 물질의 평균 입경의 0.5배 이상인 것이 바람직하고, 1배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 절연성 입자의 평균 입경은 코어 물질의 평균 입경의 20배 이하인 것이 바람직하고, 10배 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 절연성 입자의 평균 입경과 상기 코어 물질의 평균 입경이 이러한 바람직한 관계를 만족하면, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자끼리가 접촉하기 어려워지고, 도전층과 전극 사이의 절연성 입자를 용이하게 배제할 수 있다.
상기 코어 물질의 「평균 입경」은 수 평균 입경을 나타낸다. 코어 물질의 평균 입경은 입도 분포 측정 장치 등을 이용하여 구해진다.
상기 절연성 입자 본체의 탄성률은, 상기 도전성 입자에서의 상기 도전층의 탄성률의 1/1 이하인 것이 바람직하고, 1/2 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 절연성 입자 본체의 탄성률은, 상기 도전성 입자에서의 상기 도전층의 탄성률의 1/100 이상인 것이 바람직하고, 1/50 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 절연성 입자의 탄성률과 상기 도전층의 탄성률이 이러한 바람직한 관계를 만족하면, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자끼리가 접촉하기 어려워지고, 도전층과 전극 사이의 절연성 입자를 용이하게 배제할 수 있다.
상기 탄성률은 정밀 만능 시험기를 이용하여 JIS K7208에 준거하여 측정된다.
절연성 입자의 평균 입경이 200nm인 경우, 상기 절연성 입자의 진구도는 바람직하게는 50nm 이하이다.
상기 절연성 입자의 변동 계수(CV치)는 바람직하게는 1％ 이상이며, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 8％ 이하이다.
입경이 상이한 2종 이상의 절연성 입자를 이용할 수도 있다. 이 경우에는 도전성 입자의 표면의 큰 절연성 입자의 사이에 작은 절연성 입자를 존재시킬 수 있기 때문에, 도전성 입자의 노출 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자가 접촉하였다고 하여도, 인접하는 도전성 입자는 접촉하기 어렵기 때문에, 인접하는 전극 사이의 단락을 억제할 수 있다. 작은 절연성 입자의 평균 입경은 큰 절연성 입자의 평균 입경의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 작은 절연성 입자의 수는 큰 절연성 입자의 수의 1/4 이하인 것이 바람직하다.
상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층은 상기 절연성 입자 본체보다도 유연성이 높은 것이 바람직하다. 일반적으로 유기 화합물에 의해 형성된 고분자 화합물에 의해 형성된 층은 무기 입자보다도 유연성이 높다. 상기 층과 상기 절연성 입자 본체의 유연성은, 예를 들면 압축 회복률을 측정함으로써 평가 가능하다. 또한, 절연성 입자 본체의 압축 회복률 및 층의 압축 회복률이 아니라 절연성 입자의 압축 회복률을 측정하고, 절연성 입자의 압축 회복률의 값으로부터 차분을 계산함으로써, 상기 층과 상기 절연성 입자 본체의 유연성을 판정할 수 있다.
상기 압축 회복률은, 예를 들면 상기 절연성 입자에 일정 가중을 가하였을 때의 입경의 변화량에 대한, 가중을 개방하였을 때의 입경의 변화량의 비율을 계산하여 산출할 수 있다.
예를 들면 실리카 입자의 표면을 고분자 화합물에 의해 형성된 층으로 피복한 절연성 입자를 미소 압축 시험기(시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 사용하여 20℃에서 1N의 힘으로 압축한 후, 가중을 개방하였을 때의 입자의 변형을 계측함으로써 압축 회복률을 측정할 수 있다.
측정시에는 1cm3(내경 세로 1cm×가로 1cm×높이 1cm)의 스테인리스제 컵에 절연성 입자를 최밀 충전이 되도록 넣은 후, 0.90cm2(세로 0.95cm×가로 0.95cm)의 스테인리스제 덮개를 이동 가능하도록 설치하고, 덮개의 상부로부터 압축 시험을 실시하여 덮개의 이동 범위로부터 압축 회복률을 측정할 수도 있다.
(절연성 입자 부착 도전성 입자)
상기 도전성 입자 및 상기 도전층의 표면에 절연성 입자를 부착시키는 방법으로서는 화학적 방법 및 물리적 또는 기계적 방법 등을 들 수 있다. 상기 화학적 방법으로서는, 예를 들면 계면 중합법, 입자 존재하에서의 현탁 중합법 및 유화 중합법 등을 들 수 있다. 상기 물리적 또는 기계적 방법으로서는 스프레이 드라이, 혼성화, 정전 부착법, 분무법, 디핑 및 진공 증착에 의한 방법 등을 들 수 있다. 단, 혼성화법에서는 절연성 입자의 탈리가 생기기 쉬운 경향이 있기 때문에, 상기 도전성 입자 및 상기 도전층의 표면에 절연성 입자를 부착시키는 방법은 혼성화법 이외의 방법인 것이 바람직하다. 그 중에서도 절연성 입자가 탈리하기 어렵기 때문에, 도전층의 표면에 화학 결합을 통하여 절연성 입자를 부착시키는 방법이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자에 있어서, 절연성 입자는 혼성화법에 의해 부착되지 않은 것이 바람직하다. 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에는 고분자 화합물은 부착되지 않은 것이 바람직하다. 이러한 절연성 입자 부착 도전성 입자는 혼성화법을 사용하지 않음으로써 얻을 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이 혼성화법을 이용한 종래의 절연성 입자 부착 도전성 입자(101)에서는, 도전성 입자(102)의 표면의 절연성 입자(103)가 부착되어 있는 부분(102a) 이외의 부분(102b)에도 고분자 화합물(104)이 부착된다. 이것은 혼성화법에서는 압축 전단력이 가해져 절연성 입자의 부착과 탈리가 반복하여 일어나 서서히 절연성 입자가 부착되기 때문이다. 압축 전단력에 의해 절연성 입자의 고분자 화합물에 의해 형성된 층이 박리되고, 박리된 고분자 화합물이 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 부착된다. 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 부착된 고분자 화합물은, 도전성 입자의 부피 저항률을 높게 하거나 전극 사이의 접속 저항을 저하시키기도 한다.
상기 도전성 입자 및 상기 도전층의 표면에 절연성 입자를 부착시키는 방법의 일례로서는, 이하의 방법을 들 수 있다.
우선, 물 등의 용매 중에 도전성 입자를 넣고, 교반하면서 절연성 입자를 서서히 첨가한다. 충분히 교반한 후, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 분리하고, 진공 건조기 등에 의해 건조하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻는다.
상기 도전층은 표면에 절연성 입자와 반응 가능한 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 절연성 입자는 표면에 도전층과 반응 가능한 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 이들 반응성 관능기에 의해 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 의도하지 않게 탈리하기 어려워진다.
상기 반응성 관능기로서 반응성을 고려하여 적절한 기가 선택된다. 상기 반응성 관능기로서는 수산기, 비닐기 및 아미노기 등을 들 수 있다. 반응성이 우수하기 때문에, 상기 반응성 관능기는 수산기인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 표면에 수산기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자는 표면에 수산기를 갖는 것이 바람직하다.
(이방성 도전 재료)
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는, 본 발명의 절연성 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함한다.
상기 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용한 경우에는, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 결합제 수지 중에 분산시킬 때 등에, 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하기 어렵다.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서는 일반적으로는 절연성 수지가 이용된다. 상기 결합제 수지로서는, 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 수지로서는, 예를 들면 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 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 공중합체로서는, 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 엘라스토머로서는, 예를 들면 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
상기 이방성 도전 재료는, 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자 및 상기 결합제 수지 외에, 예를 들면 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 윤활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함할 수도 있다.
상기 결합제 수지 중에 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지된 분산 방법을 이용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. 결합제 수지 중에 절연성 입자 부착 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들면 결합제 수지 중에 절연성 입자 부착 도전성 입자를 첨가한 후, 플래너테리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 균질기 등을 이용하여 균일하게 분산시킨 후, 결합제 수지 중에 첨가하고, 플래너테리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 및 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 첨가하고, 플래너테리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트 또는 이방성 도전 필름으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 관한 이방성 도전 재료가 이방성 도전 필름 등의 필름상의 접착제로서 사용되는 경우에는, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 포함하는 필름상의 접착제에, 절연성 입자 부착 도전성 입자 또는 도전성 입자를 포함하지 않는 필름상의 접착제가 적층될 수도 있다.
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 이방성 도전 페이스트는 취급성 및 회로 충전성이 우수하다. 이방성 도전 페이스트를 얻을 때에는 절연성 입자 부착 도전성 입자에 비교적 큰 힘이 부여되기는 하지만, 본 발명의 절연성 입자 부착 도전성 입자의 사용에 의해 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 탈리하는 것을 억제할 수 있다.
상기 이방성 도전 재료 100중량％ 중 상기 결합제 수지의 함유량은 10 내지 99.99중량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 결합제 수지의 함유량은 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이상이다. 결합제 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이에 절연성 입자 부착 도전성 입자를 효율적으로 배치할 수 있고, 이방성 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 도통 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다.
상기 이방성 도전 재료 100중량％ 중 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 함유량은 0.01 내지 40중량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자의 함유량은 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 20중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 15중량％ 이하이다. 절연성 입자 부착 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 도통 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다.
(접속 구조체)
본 발명의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 이용하거나, 또는 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료를 이용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써 접속 구조체를 얻을 수 있다.
상기 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1, 제2 접속 대상 부재를 전기적으로 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체인 것이 바람직하다. 절연성 입자 부착 도전성 입자가 이용된 경우에는, 접속부 자체가 절연성 입자 부착 도전성 입자에 의해 형성된다. 즉, 제1, 제2 접속 대상 부재가 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속된다.
도 4는 도 1에 도시하는 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시하는 접속 구조체(51)는, 제1 접속 대상 부재(52)와, 제2 접속 대상 부재(53)와, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)를 접속하고 있는 접속부(54)를 구비한다. 접속부(54)는 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 도 4에서는 도시의 편의상, 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)는 개략도적으로 도시되어 있다. 절연성 입자 부착 도전성 입자(1) 대신에 절연성 입자 부착 도전성 입자(21, 41)를 이용할 수도 있다.
제1 접속 대상 부재(52)는 상면(52a)에 복수의 전극(52b)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)는 하면(53a)에 복수의 전극(53b)을 갖는다. 전극(52b)과 전극(53b)이 1개 또는 복수의 절연성 입자 부착 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)가 절연성 입자 부착 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 이방성 도전 재료를 배치하여 적층체를 얻은 후, 상기 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 4.9×106Pa 정도이다. 상기 가열의 온도는 120 내지 220℃ 정도이다.
상기 적층체를 가열 및 가압할 때, 도전성 입자(2)와 전극(52b, 53b)의 사이에 존재하고 있었던 절연성 입자(3)를 배제할 수 있다. 예를 들면, 상기 가열 및 가압시에는 도전성 입자(2)와 전극(52b, 53b)의 사이에 존재하고 있었던 절연성 입자(3)가 용융되거나 변형되기도 하여 도전성 입자(2)의 표면이 부분적으로 노출된다. 또한, 상기 가열 및 가압시에는 큰 힘이 부여되기 때문에, 도전성 입자(2)의 표면으로부터 일부의 절연성 입자(3)가 박리되어 도전성 입자(2)의 표면이 부분적으로 노출되는 경우도 있다. 도전성 입자(2)의 표면이 노출된 부분이 전극(52b, 53b)에 접촉함으로써, 도전성 입자(2)를 통하여 전극(52b, 53b)을 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체 칩, 컨덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 인쇄 기판, 플렉시블 인쇄 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 이방성 도전 재료는 페이스트상이며, 페이스트의 상태로 접속 대상 부재 상에 도포되는 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자 및 이방성 도전 재료는, 전자 부품인 접속 대상 부재의 접속에 이용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자는, 특히 유리 기판과 반도체 칩을 접속 대상 부재로 하는 COG(유리 상 칩; Chip On Glass), 또는 유리 기판과 플렉시블 인쇄 기판(FPC; Flexible Printed Circuit)을 접속 대상 부재로 하는 FOG(유리 상 필름; Film On Glass)에 바람직하게 사용된다. 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자는 COG에 이용될 수도 있고, FOG에 이용될 수도 있다. 본 발명에 관한 접속 구조체에서는, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재가 유리 기판과 반도체 칩이거나, 또는 유리 기판과 플렉시블 인쇄 기판인 것이 바람직하다. 상기 제1, 제2 접속 대상 부재는 유리 기판과 반도체 칩일 수도 있고, 유리 기판과 플렉시블 인쇄 기판일 수도 있다.
유리 기판과 반도체 칩을 접속 대상 부재로 하는 COG에서 사용되는 반도체 칩에는 범프가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 범프 크기는 1000㎛2 이상 10000㎛2 이하의 전극 면적인 것이 바람직하다. 상기 범프(전극)가 설치된 반도체 칩에서의 전극 스페이스는 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 이러한 COG 용도에 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자가 바람직하게 이용된다. 유리 기판과 플렉시블 인쇄 기판을 접속 대상 부재로 하는 FOG에서 사용되는 FPC에서는, 전극 스페이스는 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하이다.
상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 인쇄 기판인 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극인 경우에는, 알루미늄만으로 형성된 전극일 수도 있고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극일 수도 있다. 상기 금속 산화물로서는 3가의 금속 원소가 도핑된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도핑된 산화아연 등을 들 수 있다. 상기 3가의 금속 원소로서는 Sn, Al 및 Ga 등을 들 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예로만 한정되지 않는다.
(실시예 1)
도전성 입자:
디비닐벤젠 수지 입자의 표면 상에 니켈 도금층(도전층)이 형성되어 있는 도전성 입자(평균 입경 3.01㎛, 도전층의 두께 0.2㎛)를 준비하였다.
절연성 입자의 제조:
졸겔법을 사용하여 제조한 실리카 입자(평균 입경 200nm)의 표면을 비닐트리에톡시실란으로 피복하여, 반응성 관능기인 비닐기를 표면에 갖는 절연성 입자를 절연성 입자 본체로서 얻었다. 구체적으로는 실리카 입자 10중량부를 물과 에탄올이 중량비 1:9로 혼합된 액 400㎖에 쓰리원 모터를 이용하여 분산시켜 제1 분산액을 얻었다. 이어서, 비닐트리에톡시실란 0.1중량부를 물과 에탄올이 중량비 1:9로 혼합된 액 100㎖에 분산시켜 제2 분산액을 얻었다. 그 후, 상기 제2 분산액을 상기 제1 분산액에 10분에 걸쳐 적하하여 혼합액을 얻었다. 적하 후, 얻어진 혼합액을 30분간 교반하였다. 그 후, 혼합액을 여과하고, 100℃에서 2시간 건조한 후, 체로 쳐서 절연성 입자 본체를 얻었다.
물 200mL 중에 상기 절연성 입자 본체 1중량부와, 고분자 화합물이 되는 화합물인 메타크릴산 2중량부와, 고분자 화합물이 되는 화합물인 디메타크릴산에틸렌글리콜 1중량부와, 개시제(와꼬 쥰야꾸 고교사 제조 「V-50」) 0.5중량부와, 유화제로서 폴리옥시에틸렌라우릴에테르(카오사 제조 「에멀겐 106」) 1중량부를 배합하고, 초음파 조사기를 사용하여 충분히 유화시켰다. 그 후, 쓰리원 모터로 충분히 교반하면서 70℃까지 승온하고, 70에서 6시간 유지하여 상기 단량체를 중합시켰다.
그 후, 냉각하고, 원심 분리기로 고액 분리를 2회 행하고, 여분의 단량체를 세정에 의해 제거하여, 고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻었다. 다음에, 얻어진 절연성 입자를 순수 30mL에 분산하여 절연성 입자의 분산액을 얻었다.
이 때, 고분자 화합물에 의해 피복된 절연성 입자의 평균 입경은 324nm이었다.
절연성 입자 부착 도전성 입자의 제조:
1L의 분리형 플라스크에 순수 250mL와 에탄올 50mL와 상기 도전성 입자 15중량부를 넣고, 충분히 교반하여, 도전성 입자를 포함하는 액을 얻었다. 이 도전성 입자를 포함하는 액에 초음파를 가하면서 상기 절연성 입자의 분산액을 10분에 걸쳐 적하한 후, 40℃로 승온하고, 1시간 교반하였다. 그 후, 여과하고, 진공 건조기에 의해 100℃에서 8시간 건조시켜 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 2)
고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻을 때, 고분자 화합물이 되는 화합물을 메타크릴산 2.5중량부와 디비닐벤젠 1.2중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
또한, 상기 절연성 입자의 분산액의 상태로 고분자 화합물에 의해 피복된 절연성 입자의 평균 입경은 335nm이었다.
(실시예 3)
실리카 입자의 표면을 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란으로 피복하여 메타크릴로일기를 표면에 갖는 절연성 입자를 절연성 입자 본체로서 얻은 것, 및 상기 절연성 입자 본체를 이용하여 고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻을 때, 고분자 화합물이 되는 화합물을 아세트산비닐 2.2중량부와 N,N-메틸렌비스아크릴아미드 1.0중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
또한, 절연성 입자 본체를 얻을 때, 실리카 입자 10중량부와 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 0.1중량부를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 절연성 입자 본체를 얻었다. 또한, 상기 절연성 입자의 분산액의 상태로 고분자 화합물에 의해 피복된 절연성 입자의 평균 입경은 326nm이었다.
(실시예 4)
디비닐벤젠 수지 입자의 표면에 코어 물질로서 니켈 분체(100nm)가 부착되어 있으며, 니켈 분체가 부착된 디비닐벤젠 입자의 표면 상에 니켈 도금층(도전층)이 형성되어 있는 도전성 입자(평균 입경 3.03㎛, 도전층의 두께 0.21㎛)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 5)
고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻을 때, 고분자 화합물이 되는 화합물을 메타크릴산 0.4중량부와 디메타크릴산에틸렌글리콜 0.05중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
또한, 상기 절연성 입자의 분산액의 상태로 고분자 화합물에 의해 피복된 절연성 입자의 평균 입경은 248nm이었다.
(비교예 1)
절연성 입자 본체의 표면을 고분자 화합물에 의해 피복하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
즉, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자를 부착시킬 때, 상기 절연성 입자의 분산액으로서 상기 비닐기를 표면에 갖는 절연성 입자(고분자 화합물에 의해 피복되어 있지 않음)를 순수 30mL에 분산한 분산액을 이용하였다.
(실시예 6)
물리적/기계적 혼성화법을 사용하여, 실시예 1에서 제조한 절연성 입자를 실시예 1에서 준비한 도전성 입자에 부착시켜 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 2)
절연성 입자로서 디비닐벤젠의 중합체로 제조한 고분자 미립자(평균 입경 240nm)(고분자 화합물에 의해 피복되어 있지 않음)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 평가)
(1) 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 피복률 및 절연성 입자의 잔존율
초음파 처리 전에 SEM에서의 관찰에 의해 100개의 실시예 및 비교예의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 관찰하였다. 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 투영 면적인 피복률 X1을 구하였다.
다음에, 에탄올 100중량부에 절연성 입자 부착 도전성 입자 3중량부를 첨가하여 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 얻었다. 이 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 400W의 초음파 세정기로 20℃ 및 38kHz의 조건에서 5분간 교반하면서 초음파 처리하였다. 초음파 처리 후에 SEM에서의 관찰에 의해 100개의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 관찰하고, 절연성 입자 부착 도전성 입자에서의 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 투영 면적인 피복률 X2를 구하였다. 38kHz에서의 절연성 입자의 잔존율은, 피복률 X1과 피복률 X2로부터 하기 식 (1)에 의해 구하였다.
절연성 입자의 잔존율(％)=(초음파 처리 후의 피복률 X2/초음파 처리 전의 피복률 X1)×100 … 식 (1)
또한, 초음파 처리의 조건을 38kHz에서 40kHz로 변경한 것 이외에는 마찬가지로 하여 40kHz에서의 절연성 입자의 잔존율을 구하였다.
(2) 접속 구조체의 제작 1(COG1)
실시예 및 비교예의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 함유량이 10중량％가 되도록 미쓰이 가가꾸사 제조의 「스트럭트본드 XN-5A」에 첨가하고 분산시켜 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
L/S가 20㎛/20㎛인 ITO 전극 패턴을 상면에 갖는 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 20㎛/20㎛인 구리 전극 패턴을 하면에 갖는 반도체 칩을 준비하였다. 이 반도체 칩의 범프의 전극 면적은 2000㎛2이었다.
상기 투명 유리 기판 상에, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30㎛가 되도록 도공하여 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 다음에, 이방성 도전 페이스트층 상에 상기 반도체 칩을 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서 반도체 칩의 상면에 가압 가열 헤드를 장치하고, 3MPa의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜 접속 구조체(COG1)를 얻었다.
(3) 도통 평가(상하의 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(COG1)의 상하의 전극 사이의 접속 저항을 각각 4단자법에 의해 측정하였다. 2개의 접속 저항의 평균치를 산출하였다. 또한, 전압=전류×저항의 관계로부터, 일정한 전류를 흐르게 했을 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 접속 저항의 평균치가 2.0Ω 이하인 경우를 「○」, 접속 저항의 평균치가 2.0Ω를 초과하는 경우를 「×」로 판정하였다.
(4) 절연 평가(가로 방향으로 인접하는 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(COG1)에 있어서, 인접하는 전극 사이의 누설 유무를 테스터로 저항을 측정함으로써 평가하였다. 저항이 500MΩ를 초과하는 경우에 누설 없음으로서 결과를 「○」로 하고, 저항이 500MΩ 이하인 경우에 누설 있음으로서 결과를 「×」로 판정하였다.
(5) 접속 구조체의 제작 2(COG2)
L/S가 30㎛/30㎛인 ITO 전극 패턴을 상면에 갖는 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30㎛/30㎛인 구리 전극 패턴을 하면에 갖는 반도체 칩을 준비하였다. 이 반도체 칩의 범프의 전극 면적은 3000㎛2이었다. 이들 접속 대상 부재로 변경한 것 이외에는, 상기 (2) 접속 구조체의 제작과 마찬가지로 하여 접속 구조체(COG2)를 얻었다.
(6) 도통 평가(상하의 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(COG2)에 대하여, 상기 (3)과 마찬가지의 평가를 행하였다.
(7) 절연 평가(가로 방향으로 인접하는 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(COG2)에 대하여, 상기 (4)와 마찬가지의 평가를 행하였다.
(8) 접속 구조체의 제작 3(FOG)
실시예 및 비교예의 절연성 입자 부착 도전성 입자를 함유량이 5중량％가 되도록 미쓰이 가가꾸사 제조의 「스트럭트본드 XN-5A」에 첨가하고 분산시켜 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
L/S가 30㎛/30㎛인 ITO 전극 패턴을 상면에 갖는 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30㎛/30㎛인 구리 전극 패턴을 하면에 갖는 플렉시블 인쇄 기판을 준비하였다.
상기 투명 유리 기판 상에, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 50㎛가 되도록 도공하여 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 다음에, 이방성 도전 페이스트층 상에 상기 플렉시블 인쇄 기판을 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서 반도체 칩의 상면에 가압 가열 헤드를 장치하고, 1MPa의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜 접속 구조체를 얻었다.
(9) 도통 평가(상하의 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(FOG)에 대하여, 상기 (3)과 마찬가지의 평가를 행하였다.
(10) 절연 평가(가로 방향으로 인접하는 전극 사이)
얻어진 접속 구조체(FOG)에 대하여, 상기 (4)와 마찬가지의 평가를 행하였다.
결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
또한, 실시예 1 내지 6에서 얻어진 절연성 입자에 있어서, 상술한 방법으로 절연성 입자의 압축 회복률을 측정함으로써, 고분자 화합물에 의해 형성된 층은 실리카 입자보다도 유연성이 높은 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1 내지 5의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서는, 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에는 고분자 화합물은 부착되어 있지 않은 것을 확인하였다. 또한, 실시예 6에서는 물리적/기계적 혼성화법을 이용하고 있기 때문에, 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 고분자 화합물이 부착되어 있는 개소가 있었다. 이와 같이 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 고분자 화합물이 부착되어 있으면, 경우에 따라서는 도통 신뢰성이 낮아질 가능성이 있다.
(실시예 7)
도전성 입자:
디비닐벤젠 수지 입자의 표면 상에 니켈 도금층(도전층)이 형성되어 있는 도전성 입자(평균 입경 3.01㎛, 도전층의 두께 0.2㎛)를 준비하였다.
절연성 입자의 제조:
졸겔법을 사용하여 제조한 실리카 입자(평균 입경 200nm)의 표면을 비닐트리에톡시실란으로 피복하여, 반응성 관능기인 비닐기를 표면에 갖는 절연성 입자를 절연성 입자 본체로서 얻었다.
물 200mL 중에 상기 절연성 입자 본체 1중량부와, 고분자 화합물이 되는 화합물인 메타크릴산 0.22중량부와, 고분자 화합물이 되는 화합물인 디메타크릴산에틸렌글리콜 0.05중량부와, 개시제(와꼬 쥰야꾸 고교사 제조 「V-50」) 0.5중량부를 쓰리원 모터로 충분히 교반하면서 70℃까지 승온하고, 70℃에서 6시간 유지하여 상기 단량체를 중합시켰다.
그 후, 냉각하고, 원심 분리기로 고액 분리를 2회 행하고, 여분의 단량체를 세정에 의해 제거하여, 고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻었다. 다음에, 얻어진 절연성 입자를 순수 30mL에 분산하여 절연성 입자의 분산액을 얻었다.
절연성 입자 부착 도전성 입자의 제조:
1L의 분리형 플라스크에 순수 250mL와 에탄올 50mL와 상기 도전성 입자 15중량부를 넣고, 충분히 교반하여, 도전성 입자를 포함하는 액을 얻었다. 이 도전성 입자를 포함하는 액에 초음파를 가하면서 상기 절연성 입자의 분산액을 10분에 걸쳐 적하한 후, 40℃로 승온하고, 1시간 교반하였다. 그 후, 여과하고, 진공 건조기에 의해 100℃에서 8시간 건조시켜 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 8)
고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻을 때, 고분자 화합물이 되는 화합물을 메타크릴산 0.33중량부와 디비닐벤젠 0.05중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 7과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 9)
실리카 입자의 표면을 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란으로 피복하여 메타크릴로일기를 표면에 갖는 절연성 입자를 절연성 입자 본체로서 얻은 것, 및 상기 절연성 입자 본체를 이용하여 고분자 화합물에 의해 표면 전체가 피복된 절연성 입자를 얻을 때, 고분자 화합물이 되는 화합물을 아세트산비닐 0.28중량부와 N,N-메틸렌비스아크릴아미드 0.05중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 7과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 10)
디비닐벤젠 수지 입자의 표면에 코어 물질로서 니켈 분체(100nm)가 부착되어 있으며, 니켈 분체가 부착된 디비닐벤젠 입자의 표면 상에 니켈 도금층(도전층)이 형성되어 있는 도전성 입자(평균 입경 3.03㎛, 도전층의 두께 0.21㎛)를 이용한 것 이외에는 실시예 7과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 11)
물리적/기계적 혼성화법을 사용하여, 실시예 7에서 제조한 절연성 입자를 실시예 7에서 준비한 도전성 입자에 부착시켜 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 7 내지 11의 평가)
실시예 7 내지 11에서 얻어진 절연성 입자 부착 도전성 입자에 관하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2와 마찬가지의 평가를 행하였다.
결과를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
또한, 실시예 7 내지 10에서 얻어진 절연성 입자에 있어서, 상술한 방법으로 절연성 입자의 압축 회복률을 측정함으로써, 고분자 화합물에 의해 형성된 층은 실리카 입자보다도 유연성이 높은 것을 확인하였다.
또한, 실시예 7 내지 10의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서는, 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에는 고분자 화합물은 부착되어 있지 않은 것을 확인하였다. 또한, 실시예 11에서는 물리적/기계적 혼성화법을 이용하고 있기 때문에, 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 고분자 화합물이 부착되어 있는 개소가 있었다. 이와 같이 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 고분자 화합물이 부착되어 있으면, 경우에 따라서는 도통 신뢰성이 낮아질 가능성이 있다.
(실시예 12)
실리카 입자 대신에 메타크릴산 및 디메타크릴산에틸렌글리콜을 중합하여 제조된 표면에 히드록시기를 갖는 고분자 미립자(평균 입경 200nm)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다.
(실시예 12의 평가)
실시예 12에서 얻어진 절연성 입자 부착 도전성 입자에 관하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2와 마찬가지의 평가를 행하였다.
결과를 하기 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
또한, 실시예 12에서 얻어진 절연성 입자에 있어서, 절연성 입자의 압축 회복률을 측정함으로써, 고분자 화합물에 의해 형성된 쉘층은 고분자로 형성된 코어 입자보다도 유연성이 높은 것을 확인하였다.
또한, 실시예 12의 절연성 입자 부착 도전성 입자에서는, 도전성 입자의 표면의 절연성 입자가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에는 고분자 화합물은 부착되어 있지 않은 것을 확인하였다.
실시예 1 내지 11 및 비교예 1, 2에서 얻어진 절연성 입자 부착 도전성 입자의 Cv치는 4.6, 20℃에서의 10％ K치는 4650N/mm2, 20℃에서의 압축 회복률은 51％이었다.
1: 절연성 입자 부착 도전성 입자
2: 도전성 입자
3: 절연성 입자
5: 절연성 입자 본체
6: 층
11: 기재 입자
12: 도전층
21: 절연성 입자 부착 도전성 입자
22: 도전성 입자
31: 도전층
32: 코어 물질
33: 돌기
41: 절연성 입자 부착 도전성 입자
42: 도전성 입자
46: 도전층
46a: 제1 도전층
46b: 제2 도전층
47: 코어 물질
48: 돌기
51: 접속 구조체
52: 제1 접속 대상 부재
52a: 상면
52b: 전극
53: 제2 접속 대상 부재
53a: 하면
53b: 전극
54: 접속부

Claims (12)

  1. 도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와,
    상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연성 입자를 구비하며,
    상기 절연성 입자가 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮고 있으며 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 갖고,
    상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있는 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연성 입자 본체가 무기 입자인 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층은 상기 절연성 입자 본체보다도 유연성이 높은 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 관능기를 표면에 갖는 상기 절연성 입자 본체와, 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용하여, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 반응성 관능기에 상기 고분자 화합물에 의해 형성된 층을 화학적으로 결합시킴으로써, 상기 절연성 입자 본체와 상기 층이 화학적으로 결합되어 있는 상기 절연성 입자가 얻어지는 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 입자가, 상기 절연성 입자 본체와 고분자 화합물 또는 상기 고분자 화합물이 되는 화합물을 이용한 혼합에 의한 마찰로 형성되지 않은 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에탄올 100중량부에 절연성 입자 부착 도전성 입자 3중량부를 첨가한 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 20℃ 및 40kHz의 조건에서 5분간 초음파 처리하였을 때, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 절연성 입자의 잔존율이 60 내지 95％인 절연성 입자 부착 도전성 입자.
    절연성 입자의 잔존율(％)=(초음파 처리 후의 피복률/초음파 처리 전의 피복률)×100 … 식 (1)
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 에탄올 100중량부에 절연성 입자 부착 도전성 입자 3중량부를 첨가한 절연성 입자 부착 도전성 입자 함유액을 20℃ 및 38kHz의 조건에서 5분간 초음파 처리하였을 때, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 절연성 입자의 잔존율이 60 내지 95％인 절연성 입자 부착 도전성 입자.
    절연성 입자의 잔존율(％)=(초음파 처리 후의 피복률/초음파 처리 전의 피복률)×100 … 식 (1)
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 표면적 전체에서 차지하는 상기 절연성 입자에 의해 피복되어 있는 부분의 면적인 피복률이 40％ 이상인 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 피복률이 50％를 초과하는 절연성 입자 부착 도전성 입자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 절연성 입자 부착 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료.
  11. 제10항에 있어서, 이방성 도전 페이스트인 이방성 도전 재료.
  12. 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며,
    상기 접속부가 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 절연성 입자 부착 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체.
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