KR20140113628A - 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전극간의 접속에 이용한 경우에, 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있는 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 따른 도전성 입자(21)는, 기재 입자(2)와, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있으며 외표면에 복수의 돌기(22a)를 갖는 도전층(22)과, 도전층(22) 내에 매입된 복수의 무기 입자(23)를 구비한다. 도전층(22)의 외표면의 돌기(23a)의 내측에 무기 입자(23)가 배치되어 있다. 복수의 무기 입자(23) 중 적어도 일부의 무기 입자(23)는 기재 입자(2)의 표면과 접촉하지 않는다.

Description

도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체{CONDUCTIVE PARTICLES, CONDUCTIVE MATERIAL AND CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은, 예를 들어 전극간의 전기적인 접속에 사용할 수 있는 도전성 입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재 입자의 표면 상에 도전층이 배치되어 있으며 상기 도전층이 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 도전성 입자를 이용한 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.

이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료로서는, 결합제 수지 중에 복수의 도전성 입자가 분산되어 있다.

상기 이방성 도전 재료는 IC 칩과 플렉시블 인쇄 회로 기판의 접속 및 IC 칩과 ITO 전극을 갖는 회로 기판의 접속 등에 이용되고 있다. 예를 들면, IC 칩의 전극과 회로 기판의 전극 사이에 이방성 도전 재료를 배치한 후, 가열 및 가압함으로써 이들 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.

상기 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는 복합 입자와, 상기 복합 입자를 덮는 금속 도금층을 구비하는 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 복합 입자는, 플라스틱 핵체와, 상기 플라스틱 핵체에 화학 결합에 의해 흡착된 비도전성 무기 입자를 갖는다. 특허문헌 1에 기재된 도전성 입자에서는 상기 금속 도금층이 돌기부를 형성하는 표면을 갖는다. 또한, 상기 비도전성 무기 입자는 상기 금속 도금층보다 딱딱하다.

하기의 특허문헌 2에는, 특허문헌 1에 기재된 도전성 입자에 있어서, 금속 도금층의 표면에 흡착된 제2 비도전성 무기 입자를 더 구비하는 도전성 입자가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2011-29179호 공보 일본 특허 공개 제2011-29180호 공보

특허문헌 1, 2에 기재된 도전성 입자를 이용하여 전극간을 접속한 경우에는 전극간의 접속 저항을 어느 정도 낮게 하는 것은 가능하다. 그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 도전성 입자를 이용해도 전극간의 접속 저항이 충분히 낮아지지 않는 경우가 있다.

또한, 전극간의 접속 저항을 낮게 하기 위해서 특허문헌 1, 2에 기재된 도전성 입자와는 다른 새로운 도전성 입자의 개발이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은, 전극간의 접속에 이용한 경우에, 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있는 도전성 입자, 및 상기 도전성 입자를 이용한 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치되어 있으며 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전층과, 상기 도전층 내에 매입(

)된 복수의 무기 입자를 구비하고, 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 무기 입자가 배치되어 있고, 상기 복수의 무기 입자 중 적어도 일부의 상기 무기 입자는 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는 도전성 입자가 제공된다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 한 특정한 국면에서는, 상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기의 내측에 복수의 상기 무기 입자가 배치되어 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상이 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 별도의 특정한 국면에서는, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 거리가 5nm 이상이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전층 내에 매입된 복수의 코어 물질이 더 구비된다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 코어 물질이 배치되어 있고, 상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기와 상기 돌기의 내측에 배치된 상기 코어 물질 사이에 상기 무기 입자가 배치되어 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 복수의 상기 무기 입자는 상기 코어 물질과 접촉하고 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 코어 물질의 표면 상에 상기 무기 입자가 부착되어 있고, 상기 코어 물질과 상기 무기 입자로 복합체를 형성하고 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 코어 물질이 금속 입자이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 복수의 상기 무기 입자가 상기 도전층의 내표면측보다도 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전층의 표면에 부착되어 있는 절연 물질이 더 구비된다.

본 발명에 따른 도전 재료는, 상술한 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다.

본 발명에 따른 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치되어 있으며 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전층과, 상기 도전층 내에 매입된 복수의 무기 입자를 구비하고 있고, 또한 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 무기 입자가 배치되어 있고, 상기 복수의 무기 입자 중 적어도 일부의 상기 무기 입자는 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않기 때문에, 도전성 입자를 전극간의 접속에 이용하면 접속 저항을 낮게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 도전성 입자를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 나타내는 정면 단면도이다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

본 발명에 따른 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치되어 있으며 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전층과, 상기 도전층 내에 매입된 복수의 무기 입자를 구비한다.

본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 도전층이 외표면에 복수의 돌기를 갖는다. 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 또한, 상기 도전층의 외표면에는 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 상기 도전층이 외표면에 복수의 돌기를 가짐으로써, 전극간에 도전성 입자를 배치한 후 압착시킴으로써, 돌기에 의해 산화 피막이 효과적으로 배제된다. 이 때문에, 전극과 도전성 입자를 효과적으로 접촉시킬 수 있어 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다. 또한, 상기 돌기에 의해서 도전성 입자와 전극 사이의 결합제 수지나 절연 물질을 효과적으로 배제할 수 있다. 이 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 무기 입자가 배치되어 있다. 또한, 상기 복수의 무기 입자 중 적어도 일부의 상기 무기 입자는 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는다. 적어도 일부의 상기 무기 입자는 상기 기재 입자와 거리를 두고 있다. 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 상기 무기 입자는, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있는 상기 무기 입자에 비해 도전층의 외표면에 가까운 위치에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자에서의 상기 구성의 채용에 의해, 특히 상기 돌기의 내측에 상기 무기 입자가 배치되어 있음으로써, 또한 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 상기 무기 입자의 존재에 의해, 상기 무기 입자에서 유래되어 도전성 입자에서의 돌기 부분의 경도가 효과적으로 딱딱해져 도전성 입자에 의해 접속된 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다. 예를 들면, 전극간의 압착시에 딱딱한 상기 무기 입자에서 유래되어 도전층이 전극에 강하게 압박되기 쉽기 때문에, 접속 저항이 낮아진다. 또한, 도전성 입자를 압축하여 전극간을 접속했을 때, 전극에 적절한 압흔을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 전극에 형성되는 압흔은 도전성 입자가 전극을 눌러서 생긴 전극의 오목부이다. 또한, 도전성 입자를 결합제 수지 중에 분산시킨 도전 재료(이방성 도전 재료 등)를 전극간의 압착에 이용한 경우에는, 도전층과 전극 사이의 결합제 수지를 효과적으로 배제할 수 있다. 결합제 수지를 효과적으로 배제함으로써도 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 상기 무기 입자는 도전층의 외표면측에 근접할 수 있다. 무기 입자가 도전층의 외표면측에 근접하면, 도전성 입자에서의 돌기 부분의 경도가 보다 한층 효과적으로 높아져서, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다. 또한, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 상기 무기 입자는 상기 기재 입자에 화학 결합하지 않고 있다. 또한, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있는 상기 무기 입자는 상기 기재 입자에 화학 결합하지 않은 것이 바람직하다. 무기 입자가 기재 입자에 화학 결합하지 않음으로써, 무기 입자의 표면이나 기재 입자의 표면에 무기 입자와 기재 입자를 화학 결합시키기 위한 관능기를 도입하지 않아도 된다. 이 때문에, 관능기를 도입하기 위한 새로운 물질을 준비할 필요가 없고, 또한 관능기를 도입하는 공정을 실시하지 않아도 되기 때문에, 도전성 입자의 생산 효율을 높일 수 있다. 상기 도전성 입자는 상기 기재 입자에 화학 결합에 의해 흡착하지 않은 무기 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무기 입자는 상기 기재 입자에 화학 결합에 의해 흡착하지 않은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도전성 입자는 상기 도전층 내에 매입된 복수의 코어 물질을 더 구비하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명에 따른 도전성 입자는 코어 물질을 반드시 구비하지 않아도 좋다. 상기 코어 물질에 의해서 도전층의 외표면에 돌기를 용이하게 형성할 수 있고, 또한 무기 입자를 도전층의 외표면측에 근접시키는 것이 용이하다. 무기 입자가 도전층의 외표면측에 근접하면, 도전성 입자에서의 돌기 부분의 경도가 효과적으로 높아져서, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기의 내측에 복수의 상기 무기 입자가 배치되어 있는 것이 바람직하고, 5개 이상의 상기 무기 입자가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 코어 물질이 배치되어 있고, 상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기와 상기 돌기의 내측에 배치된 상기 코어 물질 사이에 상기 무기 입자가 배치되어 있는 것이 바람직하고, 복수의 상기 무기 입자가 배치되어 있는 것이 보다 바람직하고, 5개 이상의 상기 무기 입자가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이들 경우에는, 상기 도전성 입자에서의 돌기 부분에서의 경도가 효과적으로 높아진다. 이 때문에, 전극간의 압착시에 돌기의 내측에 배치된 상기 무기 입자에 의해 도전층이 전극에 의해 한층 강하게 압박되기 때문에, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

복수의 상기 무기 입자가 상기 도전층의 내표면측보다도 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 전극간의 압착시에 돌기의 내측이고 도전층의 외표면 근방에 배치된 상기 무기 입자에 의해 도전층이 전극에 효과적으로 강하게 압박되기 때문에, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.

적어도 일부의 상기 무기 입자의 표면과 상기 기재 입자의 표면 사이에 상기 도전층이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 일부의 상기 무기 입자의 표면과 상기 기재 입자의 표면 사이에 상기 도전층 또는 상기 코어 물질이 배치되어 있는 것이 바람직하고, 상기 코어 물질이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상(바람직하게는 50% 이상)의 무기 입자의 표면과 상기 기재 입자의 표면 사이에 상기 도전층 또는 상기 코어 물질이 배치되어 있는 것이 바람직하고, 상기 도전층이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상(바람직하게는 50% 이상)의 무기 입자가 상기 기재 입자와 접촉하고 있지 않은 것이 바람직하고, 상기 기재 입자와 거리를 두고 있는 것이 바람직하다. 이들 경우에는, 전극간의 압착시에 무기 입자에서 유래되어 도전층이 전극에 의해 한층 효과적으로 강하게 압박되기 때문에, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.

또한, 상기 무기 입자는 상기 도전층보다 딱딱한 것이 바람직하다. 이 경우에는, 전극간의 압착시에 무기 입자에서 유래되어 도전층이 전극에 의해 한층 효과적으로 강하게 압박되기 때문에, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.

상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 거리(X)는 바람직하게는 5nm 이상, 보다 바람직하게는 5nm 초과, 더욱 바람직하게는 10nm 이상, 바람직하게는 1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 또한, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 무기 입자가 1개만 존재하는 경우에는, 상기 거리(X)는 1개의 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리를 나타낸다. 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 무기 입자가 복수 존재하는 경우에는, 상기 거리(X)는 1개의 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리를 각각 측정하여 상기 최단 거리의 평균치를 산출함으로써 구할 수 있다. 상기 기재 입자의 표면과 접촉하고 있지 않은 무기 입자가 10개 이상 존재하는 경우에는, 상기 거리(X)는 모든 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리를 측정하여 모든 최단 거리의 평균치를 산출함으로써 구하는 것이 바람직하지만, 10개의 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리를 10개소 각각 측정하고, 10개소의 최단 거리의 평균치를 산출함으로써 구해도 좋다. 상기 거리(X)는 도전층 두께의 9/10 이하이어도 되고, 4/5 이하이어도 되고, 1/2 이하이어도 되고, 1/3 이하이어도 된다.

전극 및 도전성 입자 표면의 산화 피막을 보다 한층 효과적으로 배제하여 전극간의 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 무기 입자의 전체 개수 100% 중 상기 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리가 5nm 이상인 무기 입자의 개수의 비율은, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 초과, 100% 이하이다. 상기 무기 입자의 전부에 있어서, 상기 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리가 5nm 이상일 수도 있다. 상기 무기 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리가 10nm 이상인 무기 입자의 개수의 비율은, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 초과, 100% 이하이다. 상기 무기 입자의 전부에 있어서, 상기 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리가 10nm 이상일 수도 있다.

상기 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 최단 거리는, 도전성 입자의 복수 개소의 단면을 촬영하여 화상을 얻고, 얻어진 화상으로부터 입체 화상을 작성하여, 얻어진 입체 화상을 이용함으로써 정확하게 측정할 수 있다. 상기 단면의 촬영은 집광 이온빔-주사 전자 현미경(FIBSEM) 등을 이용하여 행할 수 있다. 예를 들면, 집속 이온빔을 이용하여 도전성 입자의 박막 절편을 제작하고, 주사형 전자 현미경으로 단면을 관찰한다. 그 조작을 수백 회 반복하여 화상 해석함으로써 입자의 입체 화상이 얻어진다.

상기 측정 방법의 상세에 대해서는, 얻어진 도전성 입자를 절단하여 단면 관찰함으로써 기재 입자의 표면과 복수의 무기 입자 사이의 거리를 측정할 수 있다. 기재 입자의 표면과 코어 물질의 표면 사이의 거리는, 도전성 입자의 복수 개소의 단면을 촬영하여 화상을 얻고, 얻어진 화상으로부터 입체 화상을 작성하여 얻어진 입체 화상을 이용함으로써 측정 가능하다. 상기 단면의 촬영은, 닛본 FEI사 제조의 집광 이온빔-주사 전자 현미경(FIBSEM) 장치명 헬리오스 나노랩.(Helious NanoLab.)650 등을 이용하여 행해진다. 집속 이온빔을 이용해서 도전성 입자의 박막 절편을 제작하고, 주사형 전자 현미경으로 단면을 관찰한다. 그 조작을 200회 반복하여 화상 해석함으로써 입자의 입체 화상이 얻어진다. 입체 화상으로부터 기재 입자의 표면과 무기 입자의 표면 사이의 거리를 구하고, 무기 입자의 전체 개수 100중량% 중 기재 입자의 표면과 무기 입자의 표면 사이의 거리가 특정한 값을 만족하는 무기 입자의 개수의 비율(%)을 구할 수 있다.

이하, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체의 상세를 설명한다.

(도전성 입자)

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

우선, 도 3에 나타내는 도전성 입자(1)에 대해서 설명한다. 도 3에 나타내는 도전성 입자(1)는, 기재 입자(2)와, 도전층(3)과, 복수의 코어 물질(4)과, 복수의 무기 입자(5)와, 절연 물질(6)을 구비한다. 도전층(3)은 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전층(3)은 외표면에 복수의 돌기(3a)를 갖는다. 복수의 코어 물질(4)은 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있고, 도전층(3) 내에 매입되어 있다. 코어 물질(4)은 돌기(3a)의 내측에 배치되어 있다. 복수의 무기 입자(5)는 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있고, 도전층(3) 내에 매입되어 있다. 절연 물질(6)은 도전층(3)의 표면 상에 배치되어 있다.

절연 물질(6)은 절연 입자이다. 절연 물질(6)은 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 도전성 입자는 절연 물질을 반드시 구비하지 않아도 좋다. 또한, 도전성 입자는 절연 물질로서 절연 입자 대신에 도전층의 외표면을 피복하고 있는 절연층을 구비하고 있을 수도 있다.

도전성 입자(1)에서는, 도전층(3)의 외표면의 1개의 돌기(3a)의 내측에 복수의 무기 입자(5)가 배치되어 있다. 도전층(3)의 외표면의 1개의 돌기(3a)와 상기 돌기(3a)의 내측에 배치된 코어 물질(4) 사이에 복수의 무기 입자(5)가 배치되어 있다. 또한, 적어도 일부의 무기 입자(5)의 표면과 기재 입자(2)의 표면 사이에 도전층(3) 또는 코어 물질(4)이 배치되어 있다. 적어도 일부의 무기 입자(5)는 기재 입자(2)와 접촉하지 않고, 기재 입자(2)와 거리를 두고 있다. 또한, 복수의 무기 입자(5)는 코어 물질(4)과 접촉하고 있다. 복수의 무기 입자(5)는 코어 물질(4)에 부착되어 있다. 복수의 무기 입자(5)는 기재 입자(2)에 화학 결합하고 있지 않아, 화학 결합에 의해 흡착되어 있지 않다. 기재 입자(2)와 접촉하고 있지 않은 무기 입자(5)는 기재 입자(2)에 화학 결합하고 있지 않다. 무기 입자(5)는 도전층(3)보다 딱딱하다. 무기 입자(5)의 모스 경도는 도전층(3)의 모스 경도보다 높다.

도전성 입자(1)에서는, 적어도 일부의 무기 입자(5)가 기재 입자(2)와 접촉하고 있다. 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)와 접촉하고 있는 무기 입자(5)를 포함한다. 기재 입자(2)와 접촉하고 있는 무기 입자(5)는 기재 입자(2)에 화학 결합하고 있지 않다. 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)와 접촉하고 있지 않은 무기 입자(5)도 포함한다. 또한, 도전성 입자(1)에서는 기재 입자(2)와 코어 물질(4)이 접촉하고 있지 않다. 기재 입자(2)와 코어 물질(4)은 접촉하고 있을 수도 있다.

도 2에 나타내는 도전성 입자(11)는 기재 입자(2)와, 도전층(12)과, 복수의 코어 물질(13)과, 복수의 무기 입자(14)와, 절연 입자(6)를 구비한다. 도전층(12)은 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전층(12)은 외표면에 복수의 돌기(12a)를 갖는다. 복수의 코어 물질(13)은 도전층(12) 내에 매입되어 있다. 코어 물질(13)은 돌기(12a)의 내측에 배치되어 있다. 복수의 무기 입자(14)는 도전층(12) 내에 매입되어 있다. 절연 입자(6)는 도전층(12)의 표면 상에 배치되어 있다.

도전성 입자(11)에서는 코어 물질(13)과 무기 입자(14)는 접촉하고 있지 않다. 이와 같이, 코어 물질(13)과 무기 입자(14)는 접촉하고 있지 않아도 좋다.

도전성 입자(11)에서는, 도전층(12) 외표면의 1개의 돌기(12a)의 내측에 복수의 무기 입자(14)가 배치되어 있다. 무기 입자(14)는 기재 입자(2)에 접촉하고 있지 않다. 또한, 도전성 입자(11)에서는, 복수의 무기 입자(14)가 도전층(12)의 내표면측보다도 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있다. 그 결과, 무기 입자(14)에 의해 도전성 입자(11)에서의 돌기(12a) 부분의 경도가 효과적으로 높아진다. 따라서, 도전성 입자(11)의 사용에 의해 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다.

도전성 입자(11)에서는, 복수의 무기 입자(14)는 도전층(12) 내표면측의 두께 1/2의 영역보다 도전층(12) 외표면의 두께 1/2의 영역에 많이 존재한다. 또한, 후술하는 도전성 입자(21)에서도 복수의 무기 입자(23)는 도전층(22) 내표면측의 두께 1/2의 영역보다 도전층(22) 외표면의 두께 1/2의 영역에 많이 존재한다. 예를 들면, 복수의 무기 입자(14, 23)의 전체 개수 100% 중 무기 입자(14, 23)는 도전층(12, 22) 외표면측의 두께 1/2의 영역에 50%를 넘어 존재하고, 바람직하게는 60% 이상 존재하고, 보다 바람직하게는 70% 이상 존재한다. 또한, 복수의 무기 입자(14, 23)가 도전층(12, 22) 내표면측의 두께 1/2의 영역에 존재하는지 또는 도전층(12, 22) 외표면측의 두께 1/2의 영역에 존재하는지는 무기 입자(14, 23)의 중심점을 기준으로 해서 판단된다.

또한, 도전성 입자(11)에서는 대부분의 무기 입자(14)는 코어 물질(13)에 접촉하고 있지 않아, 부착되어 있지 않다. 이와 같이, 무기 입자는 코어 물질에 반드시 접촉하지 않아도 좋다.

도 1에 나타내는 도전성 입자(21)는, 기재 입자(2)와, 도전층(22)과, 복수의 무기 입자(23)와, 절연 입자(6)를 구비한다. 도전층(22)은 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전층(22)은 외표면에 복수의 돌기(22a)를 갖는다. 복수의 무기 입자(23)는 도전층(22) 내에 매입되어 있다. 절연 입자(6)는 도전층(22)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전성 입자(21)는 코어 물질을 구비하고 있지 않다. 이와 같이, 도전성 입자는 코어 물질을 반드시 구비하고 있지 않아도 좋다.

도전성 입자(21)에서는, 도전층(22) 외표면의 1개의 돌기(22a)의 내측에 복수의 무기 입자(23)가 배치되어 있다. 무기 입자(23)는 기재 입자(2)에 접촉하고 있지 않다. 또한, 도전성 입자(21)에서는, 도전성 입자(11)와 마찬가지로, 복수의 무기 입자(23)가 도전층(22) 내표면측보다도 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있다. 그 결과, 무기 입자(23)에 의해 도전성 입자(21)에서의 돌기 부분의 경도가 효과적으로 높아진다. 따라서, 도전성 입자(21)의 사용에 의해 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다.

도전성 입자(1, 11, 21) 중 도전성 입자(21)가 바람직하다. 도전성 입자(21)의 제작은 비교적 용이하다.

[기재 입자]

상기 기재 입자로서는 수지 입자, 금속을 제외한 무기 입자, 유기 무기 혼성 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자는 금속 입자를 제외한 기재 입자인 것이 바람직하고, 수지 입자, 금속을 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성 입자인 것이 보다 바람직하다.

상기 기재 입자는 수지에 의해 형성된 수지 입자인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자를 이용하여 전극간을 접속할 때는, 상기 도전성 입자를 전극간에 배치한 후 압착함으로써 상기 도전성 입자를 압축시킨다. 기재 입자가 수지 입자이면, 상기 압착 시에 상기 도전성 입자가 변형되기 쉬워 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 커진다. 이 때문에, 전극간의 도통 신뢰성이 높아진다.

상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서, 다양한 유기물이 바람직하게 이용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다. 도전 재료에 적합한 임의의 압축시의 물성을 갖는 수지 입자를 설계 및 합성할 수 있으며 기재 입자의 경도를 바람직한 범위로 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지는 에틸렌성 불포화기를 복수 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다.

상기 수지 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜 얻는 경우, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.

상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트류; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산 비닐에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐, 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.

상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들면 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트류; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.

상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 공지된 방법에 의해 중합시킴으로써 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들면 라디칼 중합 개시제의 존재하에서 현탁 중합하는 방법, 및 비가교의 종 입자를 이용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜 중합하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 기재 입자가 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성 입자인 경우에, 상기 기재 입자를 형성하기 위한 무기물로서는 실리카 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 실리카에 의해 형성된 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 가수분해성의 알콕시실릴기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해하여 가교 중합체 입자를 형성한 후에, 필요에 따라서 소성을 행함으로써 얻어지는 입자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 혼성 입자로서는, 예를 들면 가교한 알콕시실릴 중합체와 아크릴 수지로부터 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. 단, 상기 기재 입자는 금속 입자가 아닌 것이 바람직하다.

상기 기재 입자의 입경은, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 한층 바람직하게는 1㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 이상, 특히 바람직하게는 2㎛ 이상, 바람직하게는 1000㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 300㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 더욱 한층 바람직하게는 30㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하, 가장 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 기재 입자의 입경이 상기 하한 이상이면, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 커지기 때문에, 전극간의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아져서, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 기재 입자의 표면에 도전층을 무전해 도금에 의해 형성할 때에 응집하기 어려워져, 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 입경이 상기 상한 이하이면, 도전성 입자가 충분히 압축되기 쉽고, 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아지고, 게다가 전극간의 간격이 작아진다. 상기 기재 입자의 입경은, 기재 입자가 진구상인 경우에는 직경을 나타내고, 기재 입자가 진구상이 아닌 경우에는 최대 직경을 나타낸다.

상기 기재 입자의 입경은 0.1㎛ 이상, 5㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 기재 입자의 입경이 0.1 내지 5㎛의 범위 내이면, 전극간의 간격이 작아지며, 도전층의 두께를 두껍게 해도 작은 도전성 입자가 얻어진다. 전극간의 간격을 보다 한층 작게하거나 도전층의 두께를 두껍게 해도, 보다 한층 작은 도전성 입자를 얻기도 하는 관점에서는, 상기 기재 입자의 입경은 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상, 바람직하게는 3㎛ 이하이다.

[도전층]

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, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무스, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 규소, 텅스텐, 몰리브덴 및 이들 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서는, 주석 도핑 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있기 때문에, 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐이 보다 바람직하다. 상기 도전층을 구성하는 금속은 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전층은, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 팔라듐, 인 및 붕소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 니켈과, 인 또는 붕소를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 도전층을 구성하는 재료는 인 및 붕소 등을 포함하는 합금일 수도 있다. 상기 도전층에서는, 니켈과 텅스텐 또는 몰리브덴이 합금화되어 있을 수도 있다.

상기 도전층이 인 또는 붕소를 포함하는 경우에, 상기 도전층 100중량% 중 인과 붕소의 합계 함유량은 바람직하게는 4중량% 이하이다. 인과 붕소의 합계 함유량이 상기 상한 이하이면, 니켈 등의 금속의 함유량이 상대적으로 많아지기 때문에, 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 상기 도전층 100중량% 중 인과 붕소의 합계 함유량은 바람직하게는 0.1중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5중량% 이상이다.

상기 도전층은 1개의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있고, 복수의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 즉, 도전층은 단층일 수도 있고, 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, 금층 또는 팔라듐층인 것이 보다 바람직하고, 금층인 것이 특히 바람직하다. 최외층이 이들 바람직한 도전층인 경우에는 전극간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는 내부식성이 보다 한층 높아진다.

상기 기재 입자의 표면 상에 도전층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도전층을 형성하는 방법으로서는, 예를 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, 바람직하게는 0.11㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.51㎛ 이상, 특히 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5.6㎛ 이하, 특히 바람직하게는 3.6㎛ 이하이다. 도전성 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 이용하여 전극간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지며, 도전층을 형성할 때에 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 간격이 너무 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 구할 수 있다.

상기 도전층의 두께는 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지며 도전성 입자가 너무 딱딱해지지 않아, 전극간의 접속 시에 도전성 입자가 충분히 변형된다.

상기 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전층의 두께는, 특히 최외층이 금층인 경우의 금층의 두께는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 최외층의 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전층에 의한 피복을 균일하게 할 수 있어, 내부식성을 충분히 높일 수 있으며, 전극간의 접속 저항을 충분히 낮게 할 수 있다.

상기 도전층의 두께는, 예를 들면 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여, 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.

상기 도전성 입자 1개당 상기 도전층 외표면의 돌기는, 바람직하게는 3개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이다. 상기 돌기의 수의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 돌기의 수의 상한은 도전성 입자의 평균 입경 등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다.

복수의 상기 돌기의 평균 높이는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 돌기의 평균 높이가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

[코어 물질]

상기 코어 물질이 상기 도전층 중에 매입되어 있음으로써, 상기 도전층이 외표면에 복수의 돌기를 갖도록 하는 것이 용이하다.

상기 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.

상기 기재 입자의 표면 상에 코어 물질을 배치하는 방법으로서는, 예를 들면 기재 입자의 분산액 내에 코어 물질이 되는 도전성 물질을 첨가하여, 기재 입자 또는 금속 입자의 표면에 코어 물질을, 예를 들면 반데르발스력에 의해 집적시켜 부착시키는 방법, 및 기재 입자 또는 금속 입자를 넣은 용기에 코어 물질을 첨가하여, 용기의 회전 등에 의한 기계적인 작용에 의해 기재 입자 또는 금속 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 부착시키는 코어 물질의 양을 제어하기 쉽기 때문에, 분산액 내의 기재 입자 또는 금속 입자의 표면에 코어 물질을 집적시켜 부착시키는 방법이 바람직하다.

상기 코어 물질을 구성하는 물질로서는, 도전성 물질 및 비도전성 물질을 들 수 있다. 상기 도전성 물질로서는, 예를 들면 금속, 금속의 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 중합체 등을 들 수 있다. 상기 도전성 중합체로서는 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 상기 비도전성 물질로서는 실리카, 알루미나 및 지르코니아 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성을 높일 수 있고, 또한 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있기 때문에, 금속이 바람직하다. 상기 코어 물질은 금속 입자인 것이 바람직하다.

상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무스, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 및 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-납-은 합금 및 탄화 텅스텐 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 물질을 구성하는 금속은 상기 도전층을 구성하는 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코어 물질을 구성하는 금속은 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코어 물질을 구성하는 금속은 니켈을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 덩어리 형상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 예를 들면 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집한 응집 덩어리, 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다. 상기 코어 물질은 입자상이고, 상기 코어 물질은 코어 입자인 것이 바람직하다.

상기 코어 물질의 평균 직경(평균 입경)은 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 코어 물질의 평균 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

상기 코어 물질의 "평균 직경(평균 입경)"은 수 평균 직경(수 평균 입경)을 나타낸다. 코어 물질의 평균 직경은, 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균치를 산출함으로써 구할 수 있다.

[무기 입자]

상기 도전층 내에 매입되어 있는 상기 무기 입자는 상기 도전층보다 딱딱한 것이 바람직하다. 이 경우에는, 무기 입자에서 유래되어 도전성 입자에서의 돌기 부분의 경도가 보다 한층 딱딱하게 되어, 도전성 입자에 의해 접속된 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다.

상기 무기 입자로서는, 실리카(이산화규소, 모스 경도 6 내지 7), 지르코니아(모스 경도 8 내지 9), 알루미나(모스 경도 9), 탄화 텅스텐(모스 경도 9) 및 다이아몬드(모스 경도 10) 등을 들 수 있다. 상기 무기 입자는 실리카, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 또는 다이아몬드인 것이 바람직하고, 실리카, 지르코니아, 알루미나 또는 다이아몬드인 것도 바람직하다. 상기 무기 입자의 모스 경도는 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 6 이상이다. 상기 무기 입자의 모스 경도는 상기 도전층의 모스 경도보다 큰 것이 바람직하다. 상기 무기 입자의 모스 경도와 상기 도전층의 모스 경도의 차의 절대치는, 바람직하게는 0.1 이상, 보다 바람직하게는 0.2 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 이상, 특히 바람직하게는 1 이상이다. 또한, 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 복수의 층을 구성하는 모든 금속보다 무기 입자가 딱딱한 것이 접속 저항의 감소 효과가 보다 한층 효과적으로 발휘된다.

복수의 상기 무기 입자는 상기 코어 물질과 접촉하고 있을 수도 있다. 상기 무기 입자는 상기 코어 물질의 표면에 부착되어 있을 수도 있다. 상기 무기 입자가 표면에 부착되어 있는 상기 코어 물질을 이용하여, 상기 기재 입자의 표면 상에 상기 코어 물질 및 상기 무기 입자를 배치할 수도 있다.

상기 무기 입자의 평균 입경은, 바람직하게는 0.0001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 무기 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

상기 무기 입자의 "평균 입경"은 수 평균 입경을 나타낸다. 무기 입자의 평균 입경은, 임의의 무기 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고 평균치를 산출함으로써 구할 수 있다.

도 3에 나타내는 도전성 입자(1)에서는, 복수의 무기 입자(5)가 코어 물질(4)과 접촉하고 있다. 또한, 무기 입자(5)는 도전층(3)의 외표면의 돌기(3a)의 내측에 선택적으로 배치되어 있다. 복수의 상기 무기 입자는 상기 도전층의 돌기가 없는 외표면 부분의 내측보다도 상기 도전층 외표면의 돌기의 내측에 많이 존재하도록 편재되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 돌기의 내측에 무기 입자를 선택적으로 배치하는 방법으로서는, 무기 입자를 코어 물질에 부착시키는 방법을 들 수 있으며, 구체적으로는 코어 물질의 표면에 무기 입자를 부착시킨 후 무기 입자가 부착된 코어 물질을 기재 입자의 표면 상에 배치하고, 다음으로 기재 입자와 무기 입자가 부착된 코어 물질을 도전층에 의해 피복하는 방법 등을 들 수 있다. 이것 이외의 방법을 이용할 수도 있다.

도 2, 1에 나타내는 도전성 입자(11, 21)와 같이, 복수의 상기 무기 입자(14, 23)는 상기 도전층(12, 22) 내표면측보다 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 무기 입자를 편재시키는 방법으로서는, 도전층을 복수의 층에 의해 형성하여 내측의 도전층보다도 외측의 도전층에 무기 입자를 많이 포함시키는 방법, 및 도전층을 무전해 도금에 의해 형성할 때에, 무전해 도금의 초기 단계보다도 후의 단계에서 무전해 도금욕에 무기 입자를 많이 포함시키는 방법 등을 들 수 있다. 이들 이외의 방법을 이용할 수도 있다.

상기 도전성 입자에서의 돌기 부분에서의 경도를 효과적으로 높게 하여 전극간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 하는 관점에서는, 상기 코어 물질의 표면 상에 상기 무기 입자가 부착되어 있고, 상기 코어 물질과 상기 무기 입자로 복합체를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 상기 코어 물질의 표면 상에 무기 입자가 부착된 복합체를 준비하여 도전층의 형성시에 도전층 내에 상기 복합체를 매입함으로써, 상기 복합체를 구비하는 도전성 입자를 얻을 수 있다. 상기 복합체를 이용함으로써, 복수의 무기 입자 중 적어도 일부의 무기 입자가 기재 입자의 표면과 접촉하지 않도록 도전층 내에 코어 물질과 무기 입자를 매입하는 것이 용이하다.

상기 코어 물질에 대하여 상기 무기 입자는 화학 결합에 의해 부착되어 있을 수도 있고, 기계적 또는 물리적으로 부착되어 있을 수도 있다.

상기 복합체의 평균 직경(평균 입경)은 바람직하게는 0.0012㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.0502㎛ 이상, 바람직하게는 1.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1.2㎛ 이하이다. 상기 복합체의 평균 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

상기 복합체의 "평균 직경(평균 입경)"은 수 평균 직경(수 평균 입경)을 나타낸다. 상기 복합체의 평균 직경은, 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고 평균치를 산출함으로써 구할 수 있다.

[절연 물질]

본 발명에 따른 도전성 입자는 상기 도전층의 표면 상에 배치된 절연 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 이용하면 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때에 복수의 전극간에 절연 물질이 존재하기 때문에, 상하의 전극간이 아니라 가로 방향으로 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극간의 접속 시에 2개의 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자가 도전층의 외표면에 복수의 돌기를 갖기 때문에, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연 물질을 용이하게 배제할 수 있다.

전극간의 압착시에 상기 절연 물질을 보다 한층 용이하게 배제할 수 있으므로, 상기 절연 물질은 절연 입자인 것이 바람직하다.

상기 절연 물질의 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, 및 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.

상기 도전층의 표면 상에 절연 물질을 배치하는 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. 그 중에서도, 절연 물질이 탈리하기 어려운 점에서, 상기 도전층의 표면에 화학 결합을 통해 상기 절연 물질을 배치하는 방법이 바람직하다.

상기 절연 물질의 평균 직경(절연 입자의 평균 입경)은 도전성 입자의 입경 및 도전성 입자의 용도 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 상기 절연 물질의 평균 직경(절연 입자의 평균 입경)은 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다. 절연 물질의 평균 직경(평균 입경)이 상기 하한 이상이면, 도전성 입자가 결합제 수지 중에 분산되었을 때에 복수의 도전성 입자에서의 도전층끼리 접촉하기 어려워진다. 절연 물질의 평균 직경(평균 입경)이 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 시에 전극과 도전성 입자 사이의 절연 물질을 배제하기 위해서 압력을 지나치게 높게 할 필요가 없어지고, 고온으로 가열할 필요도 없어진다.

상기 절연 물질의 "평균 직경(평균 입경)"은 수 평균 직경(수 평균 입경)을 나타낸다. 절연 물질의 평균 직경은 입도 분포 측정 장치 등을 이용하여 구할 수 있다.

(도전 재료)

본 발명에 따른 도전 재료는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함한다. 상기 도전성 입자는 결합제 수지 중에 분산되어 도전 재료로서 이용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.

상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서 공지된 절연성의 수지가 이용된다.

상기 도전 재료는, 상기 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 포함하고 있을 수도 있다.

상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법은 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들면 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 첨가한 후 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 상기 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 균질기 등을 이용하여 균일하게 분산시킨 후 상기 결합제 수지 중에 첨가하여 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 및 상기 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후 상기 도전성 입자를 첨가하여 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 도전 재료는 도전 페이스트 및 도전 필름 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 도전 재료가 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 도전 필름에 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있을 수도 있다. 상기 도전 페이스트는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 상기 도전 필름은 이방성 도전 필름인 것이 바람직하다.

상기 도전 재료 100중량% 중, 상기 결합제 수지의 함유량은 바람직하게는 10중량% 이상, 보다 바람직하게는 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50중량% 이상, 특히 바람직하게는 70중량% 이상, 바람직하게는 99.99중량% 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량% 이하이다. 상기 결합제 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되어 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 보다 한층 높아진다.

상기 도전 재료 100중량% 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량% 이상, 바람직하게는 40중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더욱 바람직하게는 10중량% 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.

(접속 구조체)

본 발명의 도전성 입자를 이용하거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 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 구비하고, 상기 접속부가 본 발명의 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료(이방성 도전 재료 등)에 의해 형성되어 있는 접속 구조체인 것이 바람직하다. 도전성 입자가 이용된 경우에는 접속부 자체가 도전성 입자이다. 즉, 제1, 제2 접속 대상 부재가 도전성 입자에 의해 접속된다.

도 4에 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전성 입자를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 정면 단면도로 나타낸다.

도 4에 나타내는 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 도전성 입자(1)를 포함하는 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다. 또한, 도 4에서는, 도전성 입자(1)는 도시의 편의상 개략도로써 나타낸다. 도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(11, 21) 등을 이용할 수도 있다.

제1 접속 대상 부재(52)는 상면(52a)(표면)에 복수의 전극(52b)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)는 하면(53a)(표면)에 복수의 전극(53b)을 갖는다. 전극(52b)과 전극(53b)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)가 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서는, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재 사이에 상기 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 가열 온도는 120 내지 220℃ 정도이다.

상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체칩, 컨덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 인쇄 기판, 플렉시블 인쇄 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판인 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재는 전자 부품인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 전자 부품에서의 전극의 전기적인 접속에 이용되는 것이 바람직하다.

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 산화물층의 재료로서는, 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. 또한, 상기 전극은 ITO 전극, IZO 전극, AZO 전극, GZO 전극 또는 ZnO 전극인 것이 바람직하다. 이들 전극 표면은 비교적 딱딱하다. 본 발명에 따른 도전성 입자에서는 돌기 부분의 경도가 비교적 딱딱하기 때문에, 도전층과 비교적 딱딱한 전극을 효과적으로 접촉시킬 수 있어, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되지 않는다.

(실시예 1)

(1) 팔라듐 부착 공정

입경이 3.0㎛인 디비닐벤젠 공중합체 수지 입자(세키스이가가꾸 고교사 제조 "마이크로펄 SP-203")를 준비하였다.

팔라듐 촉매액을 5중량% 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 상기 수지 입자 10중량부를 초음파 분산기를 이용하여 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써 수지 입자를 취출하였다. 이어서, 수지 입자를 디메틸아민보란 1중량% 용액 100중량부에 첨가하여 수지 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 수지 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 가하여 분산시킴으로써, 팔라듐이 부착된 수지 입자를 얻었다.

(2) 무전해 니켈 도금 공정

팔라듐이 부착된 수지 입자에 이온 교환수 1000mL를 가하고, 초음파 처리기를 이용해서 충분히 분산시켜 현탁액을 얻었다. 황산니켈 0.23mol/L, 차아인산나트륨 0.5mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH6.5)을 준비하였다. 상기 현탁액을 30℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH6.5)을 서서히 적하하여 무전해 니켈 도금을 행하여, 두께 5nm의 제1 니켈 도금층을 형성하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 알루미나 슬러리(평균 입경 50nm) 1g을 첨가하여 10분간 분산시킨 후, 무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)를 얻었다.

무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)에 이온 교환수 1000mL를 가하고, 초음파 처리기를 이용하여 충분히 분산시켜 현탁액을 얻었다. 황산니켈 0.23mol/L, 차아인산나트륨 0.5mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.5)을 준비하였다. 상기 현탁액을 30℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH8.5)을 서서히 적하하여 무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)의 무전해 니켈 도금을 행하여, 두께 95nm의 제2 니켈 도금층을 형성하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 입자를 여과 취출하고 수세하여 알코올 치환한 후, 진공 건조하여 니켈 도금층의 표면에 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 100%(20% 이상)가 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 2)

알루미나 슬러리(평균 입경 50nm)를 지르코니아 슬러리(평균 입경 60nm)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 100%(20% 이상)가 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 3)

알루미나 슬러리(평균 입경 50nm)를 실리카 슬러리(평균 입경 20nm)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 100%(20% 이상)가 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 4)

(1) 코어 물질 부착 공정

실시예 1에서 얻어진 팔라듐이 부착된 수지 입자를 준비하였다. 이 팔라듐이 부착된 수지 입자를 이온 교환수 300mL 속에서 3분간 교반해서 분산시켜, 분산액을 얻었다. 다음으로, 금속 니켈 입자 슬러리(평균 입경 250nm) 1g을 3분간에 걸쳐 상기 분산액에 첨가하여, 코어 물질이 부착된 수지 입자를 얻었다.

(2) 무전해 니켈 도금 공정

코어 물질이 부착된 수지 입자에 이온 교환수 1000mL를 가하고, 초음파 처리기를 이용하여 충분히 분산시켜 현탁액을 얻었다. 황산니켈 0.25mol/L, 차아인산나트륨 0.25mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.0)을 준비하였다. 상기 현탁액을 30℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH8.0)을 서서히 적하하여 상기 코어 물질이 부착된 수지 입자의 무전해 니켈 도금을 행하여, 두께 5nm의 제1 니켈 도금층을 형성하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 알루미나 슬러리(평균 입경 50nm) 1g을 첨가하여 10분간 분산시킨 후, 무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)를 얻었다.

무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)에 이온 교환수 1000mL를 가하고, 초음파 처리기를 이용하여 충분히 분산시켜 현탁액을 얻었다. 황산니켈 0.25mol/L, 차아인산나트륨 0.25mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.0)을 준비하였다. 상기 현탁액을 30℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH8.0)을 서서히 적하하여, 무기 입자가 부착된 니켈 도금 입자(1)의 무전해 니켈 도금을 행하여, 두께 95nm의 제2 니켈 도금층을 형성하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 입자를 여과 취출하고 수세하여 알코올 치환한 후, 진공 건조하여 니켈 도금층의 외표면에 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 100%(20% 이상)가 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(비교예 1)

(1) 팔라듐 부착 공정

입경이 3.0㎛인 디비닐벤젠 공중합체 수지 입자(세키스이가가꾸 고교사 제조 "마이크로펄 SP-203")를 준비하였다.

팔라듐 촉매액을 5중량% 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 상기 수지 입자 10중량부를 초음파 분산기를 이용하여 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써 수지 입자를 취출하였다. 이어서, 수지 입자를 디메틸아민보란 1중량% 용액 100중량부에 첨가하여, 수지 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 수지 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 가하여 분산시킴으로써, 팔라듐이 부착된 수지 입자를 얻었다.

(2) 무기 입자의 부착 공정

팔라듐이 부착된 수지 입자를 이온 교환수 300mL 속에서 3분간 교반하여 분산시켜, 분산액을 얻었다. 다음으로, 알루미나 슬러리(평균 입경 50nm) 1g을 3분간에 걸쳐서 상기 분산액에 첨가하여, 무기 입자가 부착된 수지 입자를 얻었다. 얻어진 무기 입자가 부착된 수지 입자에서는, 무기 입자 모두가 수지 입자에 접촉하고 있었다.

(3) 무전해 니켈 도금 공정

황산니켈 0.25mol/L, 차아인산나트륨 0.25mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.0)을 준비하였다. 상기 무기 입자가 부착된 입자 슬러리액을 60℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH8.0)을 서서히 적하하여 무전해 니켈 도금을 행하여, 두께 100nm의 니켈 도금층을 형성하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 입자를 여과 취출하고 수세하고, 알코올 치환한 후에 진공 건조하여, 니켈 도금층의 표면에 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다.

(실시예 5)

(1) 팔라듐 부착 공정

입경이 3.0㎛인 디비닐벤젠 공중합체 수지 입자(세키스이가가꾸 고교사 제조 "마이크로펄 SP-203")를 준비하였다.

팔라듐 촉매액을 5중량% 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 상기 수지 입자 10중량부를 초음파 분산기를 이용하여 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써 수지 입자를 취출하였다. 이어서, 수지 입자를 디메틸아민보란 1중량% 용액 100중량부에 첨가하여, 수지 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 수지 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 가하여 분산시킴으로써, 팔라듐이 부착된 수지 입자를 포함하는 분산액을 얻었다.

(2) 코어 물질 부착 공정

금속 니켈 입자 슬러리(평균 입경 250nm) 1g을 3분간에 걸쳐 수분산액에 첨가하고, 알루미나 슬러리(평균 입경 50nm) 1g을 더 첨가하여 10분간 분산시켜, 알루미나가 부착된 금속니켈 입자(1)를 얻었다. 다음으로, 금속 니켈 입자(1)를 팔라듐이 부착된 수지 입자를 포함하는 분산액에 첨가하여, 코어 물질이 부착된 입자를 포함하는 슬러리를 얻었다.

(3) 무전해 니켈 도금 공정

황산니켈 0.25mol/L, 차아인산나트륨 0.25mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.0)을 준비하였다. 상기 코어 물질이 부착된 입자를 포함하는 슬러리를 60℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액(pH8.0)을 상기 슬러리 중에 서서히 적하하여, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 수소의 발포가 정지하는 것을 확인한 후, 입자를 여과 취출하고 수세하고, 알코올 치환한 후에 진공 건조하여, 두께 100nm의 니켈 도금층의 외표면에 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상이 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 6)

알루미나 슬러리(평균 입경 50nm)를 지르코니아 슬러리(평균 입경 60nm)로 변경한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상이 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 7)

알루미나 슬러리(평균 입경 50nm)를 실리카 슬러리(평균 입경 20nm)로 변경한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 무기 입자는 도전층보다 딱딱하고, 무기 입자의 모스 경도는 도전층의 모스 경도보다 컸다. 또한, 얻어진 도전성 입자에서는, 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 20% 이상이 상기 기재 입자인 수지 입자의 표면과 접촉하지 않고 거리를 두고 있었다.

(실시예 8)

(1) 절연 입자의 제작

4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 3방 코크, 냉각관 및 온도 프로브가 부착된 1000mL의 세퍼러블 플라스크에, 메타크릴산메틸 100mmol과, N,N,N-트리메틸-N-2-메타크릴로일옥시에틸암모늄클로라이드 1mmol과, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염 1mmol을 포함하는 단량체 조성물을 고형분율이 5중량%가 되도록 이온 교환수에 칭량해서 취한 후, 200rpm으로 교반하여, 질소 분위기 하 70℃에서 24시간 중합을 행하였다. 반응 종료 후 동결 건조하여, 표면에 암모늄기를 갖고, 평균 입경 220nm 및 CV값 10%의 절연 입자를 얻었다.

절연 입자를 초음파 조사 하에서 이온 교환수에 분산시켜, 절연 입자의 10중량% 수분산액을 얻었다.

실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10g을 이온 교환수 500mL에 분산시키고, 절연 입자의 수분산액 4g을 첨가하여, 실온에서 6시간 교반하였다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 또한 메탄올로 세정하고 건조하여, 절연 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.

주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰한 결과, 도전성 입자의 표면에 절연 입자에 의한 피복층이 한층만 형성되어 있었다. 화상 해석에 의해 도전성 입자의 중심으로부터 2.5㎛의 면적에 대한 절연 입자의 피복 면적(즉 절연 입자의 입경의 투영 면적)을 산출한 결과, 피복률은 30%였다.

(실시예 9 내지 14)

실시예 1에서 얻어진 도전성 입자를 하기의 실시예에서 얻어진 도전성 입자로 변경한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여, 절연 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.

실시예 9: 실시예 2에서 얻어진 도전성 입자로 변경

실시예 10: 실시예 3에서 얻어진 도전성 입자로 변경

실시예 11: 실시예 4에서 얻어진 도전성 입자로 변경

실시예 12: 실시예 5에서 얻어진 도전성 입자로 변경

실시예 13: 실시예 6에서 얻어진 도전성 입자로 변경

실시예 14: 실시예 7에서 얻어진 도전성 입자로 변경

(평가)

(1) 접속 구조체의 제작

비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸사 제조 "에피코트 1009") 10중량부와, 아크릴 고무(중량 평균 분자량 약 80만) 40중량부와, 메틸에틸케톤 200중량부와, 마이크로 캡슐형 경화제(아사히가세이케미컬즈사 제조 "HX3941HP") 50중량부와, 실란 커플링제(도레이다우코닝실리콘사 제조 "SH6040") 2중량부를 혼합하여, 도전성 입자를 함유량이 3중량%가 되도록 첨가하고 분산시켜, 수지 조성물을 얻었다.

얻어진 수지 조성물을 한쪽 면이 이형 처리된 두께 50㎛의 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름에 도포하고, 70℃의 열풍으로 5분간 건조하여, 이방성 도전 필름을 제작하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 두께는 12㎛였다.

얻어진 이방성 도전 필름을 5mm×5mm의 크기로 절단하였다. 절단된 이방성 도전 필름을, 한쪽에 저항 측정용의 배선을 갖는 알루미늄 전극(높이 0.2㎛, L/S=20㎛/20㎛)이 설치된 유리 기판(폭 3cm, 길이 3cm)의 알루미늄 전극측의 거의 중앙에 첩부하였다. 이어서, 동일 알루미늄 전극이 설치된 2층 플렉시블 인쇄 기판(폭 2cm, 길이 1cm)을 전극끼리 중첩되도록 위치 정렬한 후에 접합시켰다. 이 유리 기판과 2층 플렉시블 인쇄 기판의 적층체를 10N, 180℃ 및 20초간의 압착 조건으로 열 압착하여 접속 구조체를 얻었다. 또한, 폴리이미드 필름에 알루미늄 전극이 직접 형성되어 있는 2층 플렉시블 인쇄 기판을 이용하였다.

(2) 접속 저항

상기 (1) 접속 구조체의 제작에서 얻어진 접속 구조체의 대향하는 전극간의 접속 저항을 4 단자법에 의해 측정하였다. 또한, 접속 저항을 하기의 기준으로 판정하였다.

[접속 저항의 판정 기준]

○: 접속 저항이 3.0Ω 이하

△: 접속 저항이 3.0Ω 초과, 5.0Ω 이하

×: 접속 저항이 5.0Ω 초과

결과를 하기에 나타내었다.

[접속 저항의 판정 결과]

실시예 1: ○

실시예 2: ○

실시예 3: ○

실시예 4: ○

비교예 1: ×

실시예 5: ○

실시예 6: ○

실시예 7: ○

실시예 8: ○

실시예 9: ○

실시예 10: ○

실시예 11: ○

실시예 12: ○

실시예 13: ○

실시예 14: ○

또한, 모든 실시예에서 얻어진 도전성 입자에 있어서, 도전층 외표면의 1개의 돌기의 내측에 5개 이상으로 복수의 무기 입자가 배치되어 있었다. 또한, 실시예 5 내지 7, 12 내지 14에서는, 도전층 외표면의 1개의 돌기의 내측에 1개의 코어 물질이 배치되어 있고, 도전층 외표면의 1개의 돌기와 상기 돌기의 내측에 배치된 코어 물질 사이에 5개 이상으로 복수의 무기 입자가 배치되어 있었다. 또한, 실시예 5 내지 7, 12 내지 14에서는, 많은 무기 입자의 표면과 기재 입자의 표면 사이에 도전층이 배치되어 있으며 코어 물질이 배치되어 있었다. 또한, 실시예 5 내지 7, 12 내지 14에서는, 코어 물질에 무기 입자가 부착된 복합체를 이용했기 때문에, 많은 무기 입자는 코어 물질과 접촉하고 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4, 8 내지 11에서는, 복수의 무기 입자는 도전층의 돌기가 없는 외표면 부분의 내측보다 도전층 외표면의 돌기의 내측에 많이 존재하도록 편재되어 있었다.

1 : 도전성 입자 2 : 기재 입자
3 : 도전층 3a : 돌기
4 : 코어 물질 5 : 무기 입자
6 : 절연 물질 11 : 도전성 입자
12 : 도전층 12a : 돌기
13 : 코어 물질 14 : 무기 입자
21 : 도전성 입자 22 : 도전층
22a : 돌기 23 : 무기 입자
51 : 접속 구조체 52 : 제1 접속 대상 부재
52a : 상면 52b : 전극
53 : 제2 접속 대상 부재 53a : 하면
53b : 전극 54 : 접속부

Claims (13)

1. 기재 입자와,
   상기 기재 입자의 표면 상에 배치되어 있으며 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전층과,
   상기 도전층 내에 매입(

   

   )된 복수의 무기 입자를 구비하고,
   상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 무기 입자가 배치되어 있고,
   상기 복수의 무기 입자 중 적어도 일부의 상기 무기 입자는 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는 도전성 입자.
2. 제1항에 있어서, 상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기의 내측에 복수의 상기 무기 입자가 배치되어 있는 도전성 입자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 무기 입자의 전체 개수 중 20％ 이상이 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는 도전성 입자.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 입자의 표면과 접촉하지 않는 무기 입자와 상기 기재 입자 사이의 거리가 5 nm 이상인 도전성 입자.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전층 내에 매입된 복수의 코어 물질을 더 구비하는 도전성 입자.
6. 제5항에 있어서, 상기 도전층 외표면의 상기 돌기의 내측에 상기 코어 물질이 배치되어 있고,
   상기 도전층 외표면의 1개의 상기 돌기와 상기 돌기의 내측에 배치된 상기 코어 물질 사이에 상기 무기 입자가 배치되어 있는 도전성 입자.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 복수의 상기 무기 입자는 상기 코어 물질과 접촉하고 있는 도전성 입자.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 물질의 표면 상에 상기 무기 입자가 부착되어 있고, 상기 코어 물질과 상기 무기 입자로 복합체를 형성하고 있는 도전성 입자.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 물질이 금속 입자인 도전성 입자.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 상기 무기 입자가 상기 도전층의 내표면측보다도 외표면측에 많이 존재하도록 편재되어 있는 도전성 입자.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전층의 표면에 부착되어 있는 절연 물질을 더 구비하는 도전성 입자.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는 도전 재료.
13. 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부가 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체.

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