KR20200140807A - 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법, 도전 재료 및 접속 구조체 Download PDF

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KR20200140807A
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비하고, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하고, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는다.

Description

절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법, 도전 재료 및 접속 구조체
본 발명은, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자가 배치된 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 및 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 해당 이방성 도전 재료에서는, 결합제 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다. 또한, 도전성 입자로서, 도전층의 표면에 절연 처리가 실시된 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다.
상기 이방성 도전 재료는, 각종 접속 구조체를 얻기 위해 사용되어 있다. 상기 이방성 도전 재료를 사용하는 접속으로서는, 예를 들어 플렉시블 프린트 기판과 유리 기판의 접속(FOG(Film on Glass)), 반도체 칩과 플렉시블 프린트 기판의 접속(COF(Chip on Film)), 반도체 칩과 유리 기판의 접속(COG(Chip on Glass)), 그리고 플렉시블 프린트 기판과 유리 에폭시 기판의 접속(FOB(Film on Board)) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 도전성 입자로서, 도전성 입자의 표면 상에 절연성 입자가 배치된 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다. 또한, 도전층의 표면 상에 절연층이 배치된 피복 도전성 입자가 사용되는 경우도 있다.
상기 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는, 도전층을 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연성 입자를 구비하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부의 영역을 덮고 또한 고분자 화합물에 의해 형성되어 있는 층을 갖는다. 또한, 특허문헌 1에는, 상기 절연성 입자 본체가 무기 입자인 것이 기재되어 있다.
하기의 특허문헌 2에는, 표면이 도전성을 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면에 부착되어 있는 절연성 미립자를 갖는 절연 피복 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 절연성 미립자에서는, 가교성 단량체에 유래하는 폴리머 성분을 함유하는 코어 입자의 표면이, 가교성 단량체에 유래하는 폴리머 성분을 함유하는 피막층으로 피복되어 있다. 상기 절연성 미립자에서는, 상기 코어 입자의 하기 식 (1)에 의해 정의되는 가교도가 7 이상이다. 상기 절연성 미립자에서는, 상기 코어 입자의 하기 식 (1)에 의해 정의되는 가교도가, 상기 피막층의 하기 식 (1)에 의해 정의되는 가교도보다 높다.
가교도＝가교성 단량체의 중합성 관능기 수×(가교성 단량체의 몰수/전체 단량체의 몰수)×100 식 (1)
WO2012/002508A1 일본 특허 공개 제2010-86665호 공보
종래의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지를 혼합하여 이방성 도전 재료를 제작할 때에, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하는 경우가 있다. 또한, 절연성을 보다 한층 높이기 위해, 절연성 입자로서 무기 입자가 사용되는 경우가 있다. 그러나, 특허문헌 1 등에 기재되어 있는 무기 입자는 딱딱하고, 유연성이 부족하기 때문에, 도전성 입자의 표면에 대한 밀착성을 크게 높이는 것이 곤란하고, 절연성 입자(무기 입자)의 도전성 입자의 표면으로부터의 탈리를 방지하는 것이 매우 곤란한 경우가 있다. 결과적으로, 이방성 도전 재료를 사용한 도전 접속 시에, 접속되어서는 안되는 횡방향으로 인접하는 전극 사이의 절연 신뢰성을 크게 높이는 것이 곤란한 경우가 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 특허문헌 2 등에 기재되어 있는 바와 같이, 절연성 입자를 코어 셸 구조로 하여, 코어의 표면의 가교도와 셸의 표면의 가교도를 조정하는 방법 등이 제안되어 있다. 그러나, 종래의 방법에서는, 셸의 가교도가 낮은 경우에는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자끼리가 접촉한 때에, 고착이나 응집이 적지 않게 발생하는 경우가 있다. 또한, 응집 등이 발생한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지를 사용하여 이방성 도전 재료를 제작하면, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 분산성이 낮아지는 경우가 있다. 이러한 이방성 도전 재료를 사용하면, 이방성 도전재의 도공 후에, 접속되어야 할 상하의 전극 사이에 도전성 입자가, 균일하게 배치되지 않는 경우가 있다. 또한, 응집한 도전성 입자가 있으면, 접속되어서는 안되는 횡방향으로 인접하는 전극 사이의 단락이 발생하기 쉬워진다.
또한, 종래의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 도전 접속 시에, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리하지 않는 경우가 있다. 결과적으로, 접속 대상 부재의 전극과, 도전성 입자의 도전부 사이에 절연성 입자가 존재하게 되고, 접속되어야 할 상하의 전극 사이의 도통 신뢰성을 충분히 높이는 것이 곤란한 경우가 있다. 종래의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 접속되어야 할 상하의 전극 사이의 도통 신뢰성 및 접속되어서는 안되는 횡방향으로 인접하는 전극 사이의 절연 신뢰성이 낮은 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 및 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비하고, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하고, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가, 자극에 의해 반응 가능한 성질을 갖는다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 자극이, 가열 또는 광의 조사이다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비하고, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하고, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 상기 피복부의 가교도가 10 이상이다.
가교도＝A×[(B/D)×100]＋[(C/D)×100] 식 (1)
상기 식 (1) 중, A는 가교제의 중합성 관능기 수이고, B는 가교제의 몰수이고, C는 상기 제1 관능기를 갖는 화합물 및 상기 제2 관능기를 갖는 화합물의 합계의 몰수이고, D는 상기 중합성 화합물의 합계의 몰수이다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 절연성 입자 본체가, 무기 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자이다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제1 관능기가, 환상 에테르기, 이소시아네이트기, 알데히드기 또는 니트릴기이다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 환상 에테르기가, 에폭시기 또는 옥세타닐기이다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제2 관능기가, 아미드기, 수산기, 카르복실기, 이미드기 또는 아미노기이다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 입자경이, 1㎛ 이상 5㎛ 이하이다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 복수의 절연성 입자를 사용하고, 상기 도전성 입자의 표면 상에 상기 절연성 입자를 배치하는 배치 공정을 구비하고, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 배치 공정의 온도가 50℃ 미만이고, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻는다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 배치 공정 후에, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 가열하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정의 가열 온도가 70℃ 이상이고, 상기 가열 공정의 가열 시간이 1시간 이상이고, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻는다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 상술한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 도전 재료가 제공된다.
본 발명의 넓은 국면에 의하면, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와, 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부의 재료가, 상술한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자이거나, 또는 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 상기 도전부에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체가 제공된다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법은, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 복수의 절연성 입자를 사용하여, 상기 도전성 입자의 표면 상에 상기 절연성 입자를 배치하는 배치 공정을 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명한다.
(절연성 입자를 갖는 도전성 입자 및 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법)
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 명세서에서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하기 전의 입자와, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 후의 입자의 양쪽을 개시한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖고 있고, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않는다. 이 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하기 전의 입자이다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않으므로, 피복부의 가교도가 낮고, 유연성을 갖고 있고, 절연성 입자와 도전성 입자의 표면의 밀착성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부에 있어서, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있다. 이 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 후의 입자이다. 이 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 결합제 수지 중에 배합되기 전에, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 반응시킴으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 결합제 수지 중에 배합되기 전의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있으므로, 피복부의 가교도를 높일 수 있고, 절연성 입자의 내용제성을 높일 수 있다.
종래의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지와 혼합하여 이방성 도전 재료를 제작할 때에, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하는 경우가 있다. 또한, 절연성을 보다 한층 높이기 위해, 절연성 입자로서 무기 입자가 사용되는 경우가 있다. 그러나, 무기 입자는 딱딱하고, 유연성이 부족하기 때문에, 도전성 입자의 표면에 대한 밀착성을 충분히 높이는 것이 곤란하고, 절연성 입자(무기 입자)가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하는 것을 방지하는 것이 곤란한 경우가 있다. 결과적으로, 이방성 도전 재료를 사용한 도전 접속 시에, 접속되어서는 안되는 횡방향으로 인접하는 전극 사이의 절연 신뢰성을 충분히 높이는 것이 곤란한 경우가 있다.
본 발명자들은, 특정한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용함으로써, 절연성 입자에 관하여, 절연성을 높이는 것과, 도전성 입자의 표면에 대한 밀착성을 높이는 것의, 이들 양쪽을 양립시킬 수 있는 것을 알아냈다. 본 발명에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 탈리하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 접속되어서는 안되는 인접하는 횡방향의 전극 사이의 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 절연성 입자에 있어서의 피복부의 가교도를 높일 수 있으므로, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자끼리의 고착이나 응집을 방지할 수 있고, 이방성 도전 재료에 있어서의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 분산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 도전 접속 시에, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리한다. 결과적으로, 접속되어야 할 상하의 전극 사이의 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에서는, 상기와 같은 효과를 얻기 위해, 특정한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하는 것은 크게 기여한다.
전극 사이의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 입자경의 변동 계수(CV값)는, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하이다.
상기 변동 계수(CV값)는, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
CV값(％)＝(ρ/Dn)×100
ρ: 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 입자경의 표준 편차
Dn: 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 입자경의 평균값
상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 형상은, 구상이어도 되고, 구상 이외의 형상이어도 되고, 편평상 등이어도 된다.
상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 결합제 수지 중에 분산되어, 도전 재료를 얻기 위해 적합하게 사용된다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)는, 도전성 입자(2)와, 도전성 입자(2)의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다. 절연성 입자(3)는, 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다.
도전성 입자(2)는, 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전부(12)를 갖는다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)에 있어서는, 도전부(12)는 도전층이다. 도전부(12)는, 기재 입자(11)의 표면을 덮고 있다. 도전성 입자(2)는, 기재 입자(11)의 표면이 도전부(12)에 의해 피복된 피복 입자이다. 도전성 입자(2)는 표면에 도전부(12)를 갖는다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면의 전체를 덮고 있어도 되고, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면의 일부를 덮고 있어도 된다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자는, 상기 도전부의 표면 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
절연성 입자(3)는, 절연성 입자 본체(4)와, 절연성 입자 본체(4)의 표면의 적어도 일부를 덮고 있는 피복부(5)를 갖는다. 피복부(5)는, 중합성 화합물에 의해 형성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 피복부(5)는, 절연성 입자 본체(4)의 표면의 전부를 덮고 있다. 따라서, 도전성 입자(2)와 절연성 입자 본체(4) 사이에 피복부(5)가 배치되어 있다. 상기 피복부는, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있으면 되고, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 전부를 덮고 있지 않아도 된다. 상기 피복부는, 상기 도전성 입자와 상기 절연성 입자 본체 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(21)는, 도전성 입자(22)와, 도전성 입자(22)의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다.
도전성 입자(22)는, 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전부(31)를 갖는다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(21)에 있어서는, 도전부(31)는 도전층이다. 도전성 입자(22)는, 기재 입자(11)의 표면 상에 복수의 코어 물질(32)을 갖는다. 도전부(31)는, 기재 입자(11)와 코어 물질(32)을 피복하고 있다. 코어 물질(32)을 도전부(31)가 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(22)는, 표면에 복수의 돌기(33)를 갖는다. 도전성 입자(22)에서는, 코어 물질(32)에 의해 도전부(31)의 표면이 융기되어 있고, 복수의 돌기(33)가 형성되어 있다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 전체를 덮고 있어도 되고, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면의 일부를 덮고 있어도 된다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자는, 상기 도전부의 표면 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(41)는, 도전성 입자(42)와, 도전성 입자(42)의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자(3)를 구비한다.
도전성 입자(42)는, 기재 입자(11)와, 기재 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전부(51)를 갖는다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(41)에 있어서는, 도전부(51)는 도전층이다. 도전성 입자(42)는, 도전성 입자(22)와 같이 코어 물질을 갖지 않는다. 도전부(51)는, 제1 부분과, 해당 제1 부분보다도 두께가 두꺼운 제2 부분을 갖는다. 도전성 입자(42)는, 표면에 복수의 돌기(52)를 갖는다. 복수의 돌기(52)를 제외한 부분이, 도전부(51)의 상기 제1 부분이다. 복수의 돌기(52)는, 도전부(51)의 두께가 두꺼운 상기 제2 부분이다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 전체를 덮고 있어도 되고, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면의 일부를 덮고 있어도 된다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자는, 상기 도전부의 표면 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명에 관한 도전성 입자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법은, 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 복수의 절연성 입자를 사용하여, 상기 도전성 입자의 표면 상에 상기 절연성 입자를 배치하는 배치 공정을 구비한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 얻어지는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하기 전의 입자인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있고, 또한 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정의 온도가 50℃ 미만인 것이 바람직하고, 상기 배치 공정의 온도가 40℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 피복부가 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않으므로, 상기 피복부의 가교도가 낮고, 유연성을 갖고 있고, 상기 절연성 입자와 상기 도전성 입자의 표면의 밀착성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정 후에, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 가열하는 가열 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 가열 공정의 가열 온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하고, 상기 가열 공정의 가열 온도가 90℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 가열 공정의 가열 시간이 1시간 이상인 것이 바람직하고, 상기 가열 공정의 가열 시간이 2시간 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 가열 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 가열 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있는 것이 바람직하다. 상기 가열 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 후의 입자인 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 가열 공정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있으므로, 상기 피복부의 가교도를 높일 수 있고, 상기 절연성 입자의 내용제성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기 배치 공정 후에 상기 가열 공정이 구비되어 있으므로, 절연성이나 내용제성을 높이는 것과, 도전성 입자의 표면에 대한 밀착성을 높이는 것의, 이들 양쪽을 양립시킬 수 있다. 결과적으로, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 접속되어서는 안되는 인접하는 횡방향의 전극 사이의 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 절연성 입자에 있어서의 피복부의 가교도를 높일 수 있으므로, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자끼리의 고착이나 응집을 방지할 수 있고, 이방성 도전 재료에 있어서의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 분산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법에서는, 상기한 구성이 구비되어 있으므로, 도전 접속 시에, 절연성 입자가 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리한다. 결과적으로, 접속되어야 할 상하의 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
이하, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 다른 상세를 설명한다.
도전성 입자:
상기 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 갖고 있는 것이 바람직하다. 상기 도전부는, 단층 구조여도 되고, 2층 이상의 복층 구조여도 된다.
상기 도전성 입자의 입자경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이고, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 상기 도전성 입자의 입자경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 상기 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지고, 또한 도전부를 형성할 때에 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극 사이의 간격이 너무 커지지 않고, 또한 도전부가 기재 입자의 표면으로부터 박리하기 어려워진다.
상기 도전성 입자의 입자경은, 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 보다 바람직하다. 도전성 입자의 입자경은, 예를 들어 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 도전성 입자의 입자경의 평균값을 산출하는 것이나, 레이저 회절식 입도 분포 측정을 행함으로써 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에서는, 1개당의 도전성 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에 있어서, 임의의 50개의 도전성 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구 상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 레이저 회절식 입도 분포 측정에서는, 1개당의 도전성 입자의 입자경은, 구 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 도전성 입자의 입자경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정에 의해 산출하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 입자의 입자경의 변동 계수(CV값)는, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하이다. 상기 도전성 입자의 입자경의 변동 계수가, 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
CV값(％)＝(ρ/Dn)×100
ρ: 도전성 입자의 입자경의 표준 편차
Dn: 도전성 입자의 입자경의 평균값
상기 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전성 입자의 형상은, 구상이어도 되고, 구상 이외의 형상이어도 되고, 편평상 등이어도 된다.
기재 입자:
상기 기재 입자로서는, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자, 유기 무기 하이브리드 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자는, 금속 입자를 제외한 기재 입자인 것이 바람직하고, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 보다 바람직하다. 상기 기재 입자는, 코어와, 해당 코어의 표면 상에 배치된 셸을 구비하는 코어 셸 입자여도 된다. 상기 코어가 유기 코어여도 되고, 상기 셸이 무기 셸이어도 된다.
상기 수지 입자의 재료로서, 다양한 유기물이 적합하게 사용된다. 상기 수지 입자의 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌 및 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리카르보네이트, 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, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 디비닐벤젠 중합체, 그리고 디비닐벤젠계 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 디비닐벤젠계 공중합체 등으로서는, 디비닐벤젠-스티렌 공중합체 및 디비닐벤젠-(메트)아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 수지 입자의 경도를 적합한 범위로 용이하게 제어할 수 있으므로, 상기 수지 입자의 재료는, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다.
상기 수지 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 중합시켜 얻는 경우에는, 해당 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체로서는, 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.
상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어 스티렌 및 α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산 및 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 및 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트 화합물; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트 및 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트 화합물; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르 및 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르 화합물; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐 및 스테아르산비닐 등의 산비닐에스테르 화합물; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌 및 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐 및 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들어 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, 그리고, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌 및 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.
「(메트)아크릴레이트」의 용어는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 나타낸다. 「(메트)아크릴」의 용어는, 아크릴과 메타크릴을 나타낸다. 「(메트)아크릴로일」의 용어는, 아크릴로일과 메타크릴로일을 나타낸다.
상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를, 공지의 방법에 의해 중합시킴으로써, 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들어, 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합하는 방법, 그리고 비가교의 종입자를 사용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜 중합하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자가 금속을 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자인 경우에는, 기재 입자를 형성하기 위한 무기물로서는, 실리카, 알루미나, 티타늄산바륨, 지르코니아 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 무기물은, 금속이 아닌 것이 바람직하다. 상기 실리카에 의해 형성된 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가수분해성의 알콕시실릴기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해하여 가교 중합체 입자를 형성한 후에, 필요에 따라 소성을 행함으로써 얻어지는 입자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 하이브리드 입자로서는, 예를 들어 가교한 알콕시실릴 폴리머와 아크릴 수지에 의해 형성된 유기 무기 하이브리드 입자 등을 들 수 있다.
상기 유기 무기 하이브리드 입자는, 코어와, 해당 코어의 표면 상에 배치된 셸을 갖는 코어 셸형의 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하다. 상기 코어가 유기 코어인 것이 바람직하다. 상기 셸이 무기 셸인 것이 바람직하다. 전극 사이의 접속 저항을 효과적으로 낮게 하는 관점에서는, 상기 기재 입자는, 유기 코어와 상기 유기 코어의 표면 상에 배치된 무기 셸을 갖는 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하다.
상기 유기 코어의 재료로서는, 상술한 수지 입자의 재료 등을 들 수 있다.
상기 무기 셸의 재료로서는, 상술한 기재 입자의 재료로서 예로 든 무기물 등을 들 수 있다. 상기 무기 셸의 재료는, 실리카인 것이 바람직하다. 상기 무기 셸은, 상기 코어의 표면 상에서, 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 셸상물로 한 후, 해당 셸상물을 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 금속 알콕시드는 실란 알콕시드인 것이 바람직하다. 상기 무기 셸은 실란 알콕시드에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 기재 입자가 금속 입자인 경우에, 해당 금속 입자의 재료인 금속으로서는, 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티타늄 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자의 입자경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 2㎛ 이상이고, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하이다. 상기 기재 입자의 입자경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 간격이 작아지고, 또한 도전층의 두께를 두껍게 해도, 작은 도전성 입자가 얻어진다. 또한 기재 입자의 표면에 도전부를 형성할 때에 응집하기 어려워져, 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다.
상기 기재 입자의 입자경은, 2㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 기재 입자의 입자경이, 2㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위 내이면, 기재 입자의 표면에 도전부를 형성할 때에 응집하기 어려워져, 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다.
상기 기재 입자의 입자경은, 기재 입자가 진구상인 경우에는, 직경을 나타내고, 기재 입자가 진구상이 아닌 경우에는, 최대 직경을 나타낸다.
상기 기재 입자의 입자경은, 수 평균 입자경을 나타낸다. 상기 기재 입자의 입자경은 입도 분포 측정 장치 등을 사용하여 구해진다. 기재 입자의 입자경은, 임의의 기재 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에서는, 1개당의 기재 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에 있어서, 임의의 50개의 기재 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구 상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당의 기재 입자의 입자경은, 구 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 기재 입자의 입자경은, 입도 분포 측정 장치에 의해 산출하는 것이 바람직하다. 도전성 입자에 있어서, 상기 기재 입자의 입자경을 측정하는 경우에는, 예를 들어 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
도전성 입자의 함유량이 30중량％로 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시켜, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작한다. 검사용 매립 수지 중에 분산된 도전성 입자의 중심 부근을 지나도록 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)를 사용하여, 도전성 입자의 단면을 잘라낸다. 그리고, 전계 방사형 주사형 전자 현미경(FE-SEM)을 사용하여, 화상 배율을 25000배로 설정하고, 50개의 도전성 입자를 무작위로 선택하여, 각 도전성 입자의 기재 입자를 관찰한다. 각 도전성 입자에 있어서의 기재 입자의 입자경을 계측하고, 그것들을 산술 평균하여 기재 입자의 입자경으로 한다.
도전부:
본 발명에서는, 상기 도전성 입자는, 도전부를 적어도 표면에 갖는다. 상기 도전부는, 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전부를 구성하는 금속은, 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 아연, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴, 및 이것들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서, 주석 도프 산화인듐(ITO)을 사용해도 된다. 상기 금속은 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다. 전극 사이의 접속 저항을 보다 한층 낮게 하는 관점에서는, 상기 금속으로서는, 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐이 보다 바람직하다.
또한, 도통 신뢰성을 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 도전부 및 상기 도전부의 외표면 부분은 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 니켈을 포함하는 도전부 100중량％ 중의 니켈의 함유량은, 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 50중량％ 이상, 보다 한층 바람직하게는 60중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 70중량％ 이상, 특히 바람직하게는 90중량％ 이상이다. 상기 니켈을 포함하는 도전부 100중량％ 중의 니켈의 함유량은, 97중량％ 이상이어도 되고, 97.5중량％ 이상이어도 되고, 98중량％ 이상이어도 된다.
또한, 도전부의 표면에는, 산화에 의해 수산기가 존재하는 경우가 많다. 일반적으로, 니켈에 의해 형성된 도전부의 표면에는, 산화에 의해 수산기가 존재한다. 이러한 수산기를 갖는 도전부의 표면(도전성 입자의 표면)에, 화학 결합을 통해, 절연성 입자를 배치할 수 있다.
상기 도전부는, 하나의 층에 의해 형성되어 있어도 된다. 상기 도전부는, 복수의 층에 의해 형성되어 있어도 된다. 즉, 상기 도전부는, 2층 이상의 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 상기 도전부가 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 최외층을 구성하는 금속은, 금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 주석과 은을 포함하는 합금인 것이 바람직하고, 금인 것이 보다 바람직하다. 최외층을 구성하는 금속이 이들의 바람직한 금속인 경우에는, 전극 사이의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 최외층을 구성하는 금속이 금인 경우에는, 내부식성이 보다 한층 높아진다.
상기 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전부를 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적인 충돌에 의한 방법, 메카노케미컬 반응에 의한 방법, 물리적 증착 또는 물리적 흡착에 의한 방법, 그리고 금속 분말 혹은 금속 분말과 결합제를 포함하는 페이스트를 기재 입자의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 도전부를 형성하는 방법은, 무전해 도금, 전기 도금 또는 물리적인 충돌에 의한 방법인 것이 바람직하다. 상기 물리적 증착에 의한 방법으로서는, 진공 증착, 이온 플레이팅 및 이온 스퍼터링 등의 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 물리적인 충돌에 의한 방법에서는, 예를 들어 시터 컴포저(토쿠주 코우사쿠쇼사제) 등이 사용된다.
상기 도전부의 두께는, 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상이고, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 상기 도전부의 두께가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지고, 또한 도전성 입자가 너무 딱딱해지지 않아, 전극 사이의 접속 시에 도전성 입자를 충분히 변형시킬 수 있다.
상기 도전부가 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전부의 두께는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상이고, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 최외층의 도전부의 두께가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전부가 균일해져, 내부식성이 충분히 높아지고, 또한 전극 사이의 접속 저항을 충분히 낮게 할 수 있다.
상기 도전부의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
코어 물질:
상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 도전부의 표면에 돌기를 갖는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극 사이에 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 배치하여 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막을 효과적으로 배제할 수 있다. 이 때문에, 전극과 도전부가 보다 한층 확실하게 접촉하여, 전극 사이의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 또한, 전극 사이의 접속 시에, 도전성 입자의 돌기에 의해, 도전성 입자와 전극 사이의 절연성 입자를 효과적으로 배제할 수 있다. 이 때문에, 전극 사이의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
상기 돌기를 형성하는 방법으로서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법, 그리고 기재 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 또한 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 돌기를 형성하는 다른 방법으로서는, 기재 입자의 표면 상에, 제1 도전부를 형성한 후, 해당 제1 도전부 상에 코어 물질을 배치하고, 이어서 제2 도전부를 형성하는 방법, 그리고 기재 입자의 표면 상에 도전부(제1 도전부 또는 제2 도전부 등)를 형성하는 도중 단계에서, 코어 물질을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 돌기를 형성하기 위해, 상기 코어 물질을 사용하지 않고, 기재 입자에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성한 후, 도전부의 표면 상에 돌기상으로 도금을 석출시키고, 또한 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 사용해도 된다.
기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법으로서는, 예를 들어, 기재 입자의 분산액 중에, 코어 물질을 첨가하고, 기재 입자의 표면에 코어 물질을, 반데르발스힘에 의해 집적시켜, 부착시키는 방법, 그리고 기재 입자를 넣은 용기에, 코어 물질을 첨가하고, 용기의 회전 등에 의한 기계적인 작용에 의해 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법 등을 들 수 있다. 부착시키는 코어 물질의 양을 제어하는 관점에서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법은, 분산액 중의 기재 입자의 표면에 코어 물질을 집적시켜, 부착시키는 방법인 것이 바람직하다.
상기 코어 물질을 구성하는 물질로서는, 도전성 물질 및 비도전성 물질 등을 들 수 있다. 상기 도전성 물질로서는, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 상기 도전성 폴리머로서는, 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 상기 비도전성 물질로서는, 실리카, 알루미나 및 지르코니아 등을 들 수 있다. 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 코어 물질이 금속인 것이 바람직하다.
상기 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 그리고 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-납-은 합금 및 탄화텅스텐 등의 2종류 이상의 금속으로 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 금속은, 니켈, 구리, 은 또는 금이 바람직하다. 상기 금속은, 상기 도전부(도전층)를 구성하는 금속과 동일해도 되고, 달라도 된다.
상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 괴상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 예를 들어 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집된 응집 덩어리 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다.
상기 코어 물질의 평균 직경(평균 입자경)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, 전극 사이의 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있다.
상기 코어 물질의 평균 입자경은, 수 평균 입자경인 것이 바람직하다. 코어 물질의 평균 입자경은, 예를 들어 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 코어 물질의 입자경의 평균값을 산출하는 것이나, 레이저 회절식 입도 분포 측정을 행함으로써 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에서는, 1개당의 코어 물질의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에 있어서, 임의의 50개의 코어 물질의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구 상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 레이저 회절식 입도 분포 측정에서는, 1개당의 코어 물질의 입자경은, 구 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 코어 물질의 평균 입자경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정에 의해 산출하는 것이 바람직하다.
절연성 입자:
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비한다. 이 경우에는, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 전극 사이의 접속에 사용하면, 인접하는 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 접촉한 때에, 복수의 전극 사이에 절연성 입자가 존재하므로, 상하의 전극 사이가 아니라 횡방향으로 인접하는 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극 사이의 접속 시에, 2개의 전극에서 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 입자를 용이하게 배제할 수 있다. 또한, 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자인 경우에는, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 입자를 보다 한층 용이하게 배제할 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 절연성 입자는, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖는다.
상기 절연성 입자 본체는, 무기 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하고, 무기 입자인 것이 보다 바람직하다.
상기 무기 입자는, 상술한 무기 입자인 것이 바람직하다. 상기 무기 입자의 재료로서는, 상술한 기재 입자의 재료로서 예로 든 무기물 등을 들 수 있다. 상기 무기 입자의 재료는, 실리카인 것이 바람직하다.
상기 유기 무기 하이브리드 입자는, 상술한 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하다. 상기 유기 코어의 재료로서는, 상술한 수지 입자의 재료 등을 들 수 있다. 상기 무기 셸의 재료로서는, 상술한 기재 입자의 재료로서 예로 든 무기물을 들 수 있다. 상기 무기 셸의 재료는, 실리카인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부는, 중합성 화합물에 의해 형성되어 있다. 상기 피복부는, 상기 중합성 화합물의 중합체인 것이 바람직하다. 상기 피복부는, 복수종의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 성분의 중합체인 것이 바람직하다. 상기 중합성 화합물은 특별히 한정되지 않는다. 상기 중합성 화합물로서는, 상술한 수지 입자의 재료 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물은, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 제1 관능기 및 상기 제2 관능기는, 반응성 관능기인 것이 바람직하다. 상기 제1 관능기를 갖는 화합물 및 상기 제2 관능기를 갖는 화합물은, 중합성 화합물인 것이 바람직하다. 상기 중합성 화합물은, 제1 반응성 관능기를 갖는 중합성 화합물과, 상기 제1 반응성 관능기와는 다른 제2 반응성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 중합성 성분은, 제1 반응성 관능기를 갖는 중합성 화합물과, 상기 제1 반응성 관능기와는 다른 제2 반응성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중합성 화합물은, 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물을 포함하고 있어도 된다. 상기 중합성 성분은, 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물을 포함하고 있어도 된다. 상기 중합성 화합물은, 해당 중합성 화합물 100중량％ 중에, 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물을 10중량％ 이상 포함하고 있어도 된다. 상기 중합성 성분은, 해당 중합성 성분 100중량％ 중에, 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물을 10중량％ 이상 포함하고 있어도 된다. 여기서, 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물에 있어서의 단독 중합체란, 중합성 화합물을 단독 중합시킨 단독 중합체를 의미한다. 상기 중합성 화합물(상기 중합성 성분)이 단독 중합체의 유리 전이 온도가 100℃ 미만인 중합성 화합물을 포함하면, 상기 피복부를 보다 한층 유연하게 할 수 있고, 절연성 입자와 도전성 입자의 표면의 밀착성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 제1 관능기는, 환상 에테르기, 이소시아네이트기, 알데히드기 또는 니트릴기인 것이 바람직하고, 환상 에테르기, 이소시아네이트기 또는 니트릴기인 것이 보다 바람직하고, 환상 에테르기 또는 니트릴기인 것이 더욱 바람직하다. 상기 환상 에테르기는, 에폭시기 또는 옥세타닐기인 것이 바람직하고, 에폭시기인 것이 보다 바람직하다. 상기 제1 관능기가, 상술한 바람직한 관능기인 경우에는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
상기 에폭시기를 갖는 화합물로서는, (메트)아크릴산글리시딜, 알릴글리시딜에테르, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트글리시딜에테르 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 에폭시기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 에폭시기를 갖는 화합물은, (메트)아크릴산글리시딜, 또는 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트글리시딜에테르인 것이 바람직하다.
상기 환상 에테르기(상기 에폭시기를 제외함)를 갖는 화합물로서는, (3-에틸옥세탄-3-일)메틸(메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트 및 환상 트리메틸올프로판포르말(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 환상 에테르기(상기 에폭시기를 제외함)를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 환상 에테르기(상기 에폭시기를 제외함)를 갖는 화합물은, (3-에틸옥세탄-3-일)메틸(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물로서는, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, (메트)아크릴산2-(0-[1'-메틸프로필리덴아미노]카르복시아미노)에틸, 2-[(3,5-디메틸피라졸릴)카르보닐아미노]에틸(메트)아크릴레이트, 2-(2-(메트)아크릴로일옥시에틸옥시)에틸이소시아네이트, 2-프로필렌이소시아네이트, 1-페닐-2-프로필렌이소시아네이트, 4,4-디메틸펜텐-5-이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸펜텐-5-이소시아네이트, 3,3-디메틸펜텐-5-이소시아네이트, 2-알릴-2-이소시아네이토메틸-말론산디에틸에스테르, 1-페닐-3-메틸-3-부텐이소시아네이트, 4-비닐벤젠이소시아네이트, 1-이소시아네이토메틸-4-비닐-벤젠 및 1,1-(비스아크릴로일옥시메틸)에틸이소시아네이트 등을 들 수 있다. 상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, 또는 2-(2-(메트)아크릴로일옥시에틸옥시)에틸이소시아네이트인 것이 바람직하다.
상기 알데히드기를 갖는 화합물로서는, 아크롤레인 등을 들 수 있다.
상기 니트릴기를 갖는 화합물로서는, (메트)아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
상기 제2 관능기는, 상기 제1 관능기와는 다르다. 상기 제2 관능기는, 아미드기, 수산기, 카르복실기, 이미드기 또는 아미노기인 것이 바람직하고, 아미드기, 카르복실기 또는 아미노기인 것이 보다 바람직하고, 아미드기 또는 카르복실기인 것이 더욱 바람직하다. 상기 제2 관능기가, 상술한 바람직한 관능기인 경우에는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
상기 아미드기를 갖는 화합물로서는, (메트)아크릴아미드, N-치환 (메트)아크릴아미드 및 N,N-치환 (메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다. 상기 N-치환 (메트)아크릴아미드는 특별히 한정되지 않는다. 상기 N-치환 (메트)아크릴아미드로서는, 예를 들어 N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-에톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-프로폭시메틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로폭시메틸(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-이소부톡시메틸(메트)아크릴아미드, 다이아세톤(메트)아크릴아미드 및 N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다. 상기 N,N-치환 (메트)아크릴아미드는 특별히 한정되지 않는다. 상기 N,N-치환 (메트)아크릴아미드로서는, 예를 들어 N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드 및 (메트)아크릴로일모르폴린 등을 들 수 있다. 상기 아미드기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 아미드기를 갖는 화합물은, (메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, 또는 N,N-디메틸(메트)아크릴아미드인 것이 바람직하고, (메트)아크릴아미드인 것이 보다 바람직하다.
상기 수산기를 갖는 화합물로서는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메트)아크릴레이트, 12-히드록시라우릴(메트)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸아크릴레이트, 비닐알코올, 알릴알코올, 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트모노스테아레이트, 이소시아누르산에틸렌옥사이드 변성 디(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 글리세린(메트)아크릴레이트 및 2-히드록시-3-(메트)아크릴로일옥시프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 수산기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 수산기를 갖는 화합물은, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 또는 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
상기 카르복실기를 갖는 화합물로서는, (메트)아크릴산, 크로톤산, 신남산 등의 불포화 모노카르복실산, 말레산, 이타콘산, 숙신산, 푸마르산, 시트라콘산 등의 불포화 디카르복실산 및 이들의 염이나 무수물 등을 들 수 있다. 상기 카르복실기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 카르복실기를 갖는 화합물은, (메트)아크릴산인 것이 바람직하다.
상기 이미드기를 갖는 화합물로서는, 이미드(메트)아크릴레이트 및 말레이미드 등을 들 수 있다. 상기 이미드기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 이미드기를 갖는 화합물은, 이미드(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
상기 아미노기를 갖는 화합물로서는, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 및 N,N-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 아미노기를 갖는 화합물은, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 아미노기를 갖는 화합물은, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 화합물은, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 중합성 성분은, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 성분 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 화합물이, 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 상기 가교제를 7중량％ 이하로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 상기 가교제를 6중량％ 이하로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 성분이, 상기 중합성 성분 100중량％ 중에 상기 가교제를 7중량％ 이하로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 중합성 성분 100중량％ 중에 상기 가교제를 6중량％ 이하로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 화합물이, 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 상기 가교제를 5중량％ 이하로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 상기 가교제를 5중량％ 미만으로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 성분이, 상기 중합성 성분 100중량％ 중에 상기 가교제를 5중량％ 이하로 포함하는 것이 보다 한층 바람직하고, 상기 중합성 성분 100중량％ 중에 상기 가교제를 5중량％ 미만으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 화합물은, 가교제를 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 중합성 성분은, 가교제를 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 상기 피복부의 가교도는, 10 이상인 것이 바람직하고, 14 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 피복부의 가교도가, 상기 하한 이상이면 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
가교도＝A×[(B/D)×100]＋[(C/D)×100] 식 (1)
상기 식 (1) 중, A는 가교제의 중합성 관능기 수이고, B는 가교제의 몰수이고, C는 상기 제1 관능기를 갖는 화합물 및 상기 제2 관능기를 갖는 화합물의 합계의 몰수이고, D는 상기 중합성 화합물의 합계의 몰수이다.
상기 가교제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 가교제는, 1분자 중에 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 화합물인 것이 바람직하다. 상기 가교제로서는, 상술한 수지 입자의 재료인 가교성의 단량체 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물의 반응을 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 가교제는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 또는 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 피복부가 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는다는 구성(제1 구성)을 구비하거나, 또는 상기 피복부가 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함한다는 구성(제2 구성)을 구비한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 상기 제1 구성을 구비하는 경우에는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖고 있고, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않는다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 상기 제1 구성을 구비하는 경우에는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하지 않으므로, 상기 피복부의 가교도가 낮고, 유연성을 갖고 있어, 절연성 입자와 도전성 입자의 표면의 밀착성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 상기 제1 구성을 구비하는 경우에는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기는, 자극에 의해 반응 가능한 성질을 갖는 것이 바람직하다. 상기 자극은, 가열 또는 광의 조사인 것이 바람직하고, 가열인 것이 보다 바람직하다. 또한, 반응 가능한 성질이란, 화학 결합을 형성할 수 있는 성질을 의미한다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 자극(가열 또는 광의 조사)에 의해, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 화학 결합을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 상기 제2 구성을 구비하는 경우에는, 상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하고 있고, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 상기 제2 구성을 구비하는 경우에는, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응하고 있으므로, 상기 피복부의 가교도를 높일 수 있고, 절연성 입자의 내용제성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 제1 구성을 구비하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 가열 또는 광을 조사함으로써, 상기 제2 구성을 구비하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻는 것이 바람직하다. 상기 제2 구성을 구비하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 상기 제1 구성을 구비하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를, 가열함으로써 얻어지는 것이 보다 바람직하다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가, 상기한 바람직한 형태를 만족시킴으로써, 절연성 입자에 관하여, 도전성 입자의 표면에 대한 밀착성과 절연성이나 내용제성의 양쪽을 양립시킬 수 있다. 또한, 도전 접속 시에, 절연성 입자를 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리할 수 있다. 결과적으로, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용하여 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다.
상기 도전부의 표면 상에 상기 절연성 입자를 배치하는 방법으로서는, 화학적 방법 및 물리적 혹은 기계적 방법 등을 들 수 있다. 상기 화학적 방법으로서는, 예를 들어 계면 중합법, 입자 존재 하에서의 현탁 중합법 및 유화 중합법 등을 들 수 있다. 상기 물리적 혹은 기계적 방법으로서는, 스프레이 드라이, 하이브리다이제이션, 정전 부착법, 분무법, 디핑 및 진공 증착에 의한 방법 등을 들 수 있다. 절연성 입자가 탈리되기 어려운 점에서, 상기 도전부의 표면에, 화학 결합을 통해 상기 절연성 입자를 배치하는 방법이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제1 관능기를 갖는 화합물이 화학 결합되어 있는 것이 바람직하고, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제2 관능기를 갖는 화합물이 화학 결합되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제1 관능기가 화학 결합되어 있어도 되고, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제1 관능기가 화학 결합되어 있지 않아도 된다. 본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에서는, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제2 관능기가 화학 결합되어 있어도 되고, 상기 도전부의 표면에 존재하는 수산기 등과, 상기 제2 관능기가 화학 결합되어 있지 않아도 된다.
상기 도전부의 외표면 및 상기 절연성 입자의 외표면은 각각, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 피복되어 있어도 된다. 상기 도전부의 외표면과 상기 절연성 입자의 외표면은, 직접 화학 결합되어 있지 않아도 되고, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 간접적으로 화학 결합되어 있어도 된다. 상기 도전부의 외표면에 카르복실기를 도입한 후, 해당 카르복실기가 폴리에틸렌이민 등의 고분자 전해질을 통해 절연성 입자의 외표면의 관능기와 화학 결합되어 있어도 상관없다.
상기 절연성 입자의 입자경은, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 입자경 및 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 용도 등에 의해 적절히 선택할 수 있다. 상기 절연성 입자의 입자경은, 바람직하게는 10㎚ 이상, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 200㎚ 이상, 특히 바람직하게는 300㎚ 이상이고, 바람직하게는 4000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 2000㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 1500㎚ 이하, 특히 바람직하게는 1000㎚ 이하이다. 상기 절연성 입자의 입자경이, 상기 하한 이상이면, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 결합제 수지 중에 분산된 때에, 복수의 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 도전부끼리가 접촉하기 어려워진다. 상기 절연성 입자의 입자경이, 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 접속 시에, 전극과 도전성 입자 사이의 절연성 입자를 배제하기 위해, 압력을 너무 높게 할 필요가 없어지고, 고온으로 가열할 필요도 없어진다.
상기 절연성 입자의 입자경은, 수 평균 입자경을 나타낸다. 상기 절연성 입자의 입자경은 입도 분포 측정 장치 등을 사용하여 구해진다. 상기 절연성 입자의 입자경은, 임의의 절연성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에서는, 1개당의 절연성 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에 의한 관찰에 있어서, 임의의 50개의 절연성 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구 상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당의 절연성 입자의 입자경은, 구 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 절연성 입자의 입자경은, 입도 분포 측정 장치에 의해 산출하는 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서, 상기 절연성 입자의 입자경을 측정하는 경우에는, 예를 들어 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 함유량이 30중량％로 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시켜, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작한다. 그 검사용 매립 수지 중의 분산된 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 중심 부근을 지나도록 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)를 사용하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 단면을 잘라낸다. 그리고, 전계 방사형 주사형 전자 현미경(FE-SEM)을 사용하여, 화상 배율 5만배로 설정하고, 50개의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 무작위로 선택하여, 각 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 절연성 입자를 관찰한다. 각 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 입자경을 계측하고, 그것들을 산술 평균하여 절연성 입자의 입자경으로 한다.
본 발명에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 입자경이 다른 2종 이상의 절연성 입자를 병용해도 된다. 입자경이 다른 2종 이상의 절연성 입자를 병용함으로써, 입자경이 큰 절연성 입자에 의해 피복된 간극에, 입자경이 작은 절연성 입자가 들어가, 상기 피복률을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다. 입자경이 다른 2종 이상의 절연성 입자를 병용하는 경우에는, 상기 절연성 입자는, 입자경이 0.1㎛ 이상 0.25㎛ 미만인 제1 절연성 입자와, 입자경이 0.25㎛ 이상 0.8㎛ 이하인 제2 절연성 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 절연성 입자의 입도 분포는, 상기 제2 절연성 입자의 입도 분포와 중복되는 부분이 없는 것이 바람직하다. 상기 제1 절연성 입자의 평균 입자경과 상기 제2 절연성 입자의 평균 입자경은, 다른 것이 바람직하다.
상기 절연성 입자의 입자경의 변동 계수(CV값)는, 20％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자의 입자경의 변동 계수가, 상기 상한 이하이면, 얻어지는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 절연성 입자의 두께가 보다 한층 균일해지고, 도전 접속 시에 균일하게 압력을 보다 한층 용이하게 부여할 수 있어, 전극 사이의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.
상기 변동 계수(CV값)는, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
CV값(％)＝(ρ/Dn)×100
ρ: 절연성 입자의 입자경의 표준 편차
Dn: 절연성 입자의 입자경의 평균값
상기 절연성 입자의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 상기 절연성 입자의 형상은, 구상이어도 되고, 구상 이외의 형상이어도 되고, 편평상 등이어도 된다.
(도전 재료)
본 발명에 관한 도전 재료는, 상술한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자는, 결합제 수지 중에 분산되어 사용되는 것이 바람직하고, 결합제 수지 중에 분산되어 도전 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는, 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는, 전극 사이의 전기적인 접속에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 회로 접속용 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료에서는, 상술한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자가 사용되어 있으므로, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 결합제 수지 중에 분산시키는 등의 도전 접속 전에 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 의도하지 않고 탈리하는 것을 방지할 수 있어, 전극 사이의 절연 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서, 공지의 절연성의 수지가 사용된다. 상기 결합제 수지는, 열가소성 성분(열가소성 화합물) 또는 경화성 성분을 포함하는 것이 바람직하고, 경화성 성분을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 경화성 성분으로서는, 광경화성 성분 및 열경화성 성분을 들 수 있다. 상기 광경화성 성분은, 광경화성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 열경화성 성분은, 열경화성 화합물 및 열경화제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결합제 수지로서는, 예를 들어 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지는 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 비닐 수지로서는, 예를 들어 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는, 상온 경화형 수지, 열경화형 수지, 광경화형 수지 또는 습기 경화형 수지여도 된다. 상기 경화성 수지는, 경화제와 병용되어도 된다. 상기 열가소성 블록 공중합체로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 엘라스토머로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
상기 도전 재료는, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 및 상기 결합제 수지 외에, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
상기 결합제 수지 중에 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지의 분산 방법을 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들어 이하의 방법 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지 중에 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 첨가한 후, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 호모지나이저 등을 사용하여 균일하게 분산시킨 후, 상기 결합제 수지 중에 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법. 상기 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법.
상기 도전 재료의 25℃에서 점도(η25)는, 바람직하게는 30㎩·s 이상, 보다 바람직하게는 50㎩·s 이상이고, 바람직하게는 400㎩·s 이하, 보다 바람직하게는 300㎩·s 이하이다. 상기 도전 재료의 25℃에서 점도가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 절연 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있고, 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 효과적으로 높일 수 있다. 상기 점도(η25)는, 배합 성분의 종류 및 배합량에 의해 적절히 조정할 수 있다.
상기 점도(η25)는, 예를 들어 E형 점도계(도키 산교사제 「TVE22L」) 등을 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정할 수 있다.
본 발명에 관한 도전 재료는, 도전 페이스트 및 도전 필름 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 관한 도전 재료가, 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 도전 필름에, 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있어도 된다. 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％ 이상이고, 바람직하게는 99.99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이하이다. 상기 결합제 수지의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이에 도전성 입자가 효율적으로 배치되어, 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 0.01중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상이고, 바람직하게는 80중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 40중량％ 이하, 특히 바람직하게는 20중량％ 이하, 가장 바람직하게는 10중량％ 이하이다. 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
(접속 구조체)
본 발명에 관한 접속 구조체는, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와, 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비한다. 본 발명에 관한 접속 구조체에서는, 상기 접속부의 재료가, 상술한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자이거나, 또는 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이다. 본 발명에 관한 접속 구조체에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 상기 도전부에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 접속 구조체는, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재 사이에, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 또는 상기 도전 재료를 배치하는 공정과, 열 압착함으로써, 도전 접속하는 공정을 거쳐서 얻을 수 있다. 상기 열압착 시에, 상기 절연성 입자가 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자로부터 탈리하는 것이 바람직하다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시하는 접속 구조체(81)는, 제1 접속 대상 부재(82)와, 제2 접속 대상 부재(83)와, 제1 접속 대상 부재(82) 및 제2 접속 대상 부재(83)를 접속하고 있는 접속부(84)를 구비한다. 접속부(84)는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 접속부(84)는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)를 복수 포함하는 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에서는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)는, 도시의 편의상, 대략도적으로 나타나 있다. 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)에 더하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(21 또는 41)를 사용해도 된다.
제1 접속 대상 부재(82)는 표면(상면)에, 복수의 제1 전극(82a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(83)는 표면(하면)에, 복수의 제2 전극(83a)을 갖는다. 제1 전극(82a)과 제2 전극(83a)이, 1개 또는 복수의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)에 있어서의 도전성 입자(2)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1 접속 대상 부재(82) 및 제2 접속 대상 부재(83)가 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(1)에 있어서의 도전부에 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 배치하고, 적층체를 얻은 후, 해당 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 열압착의 압력은 바람직하게는 40㎫ 이상, 보다 바람직하게는 60㎫ 이상이고, 바람직하게는 90㎫ 이하, 보다 바람직하게는 70㎫이하이다. 상기 열압착의 가열의 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상이고, 바람직하게는 140℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이하이다. 상기 열압착의 압력 및 온도가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전 접속 시에 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자를 용이하게 탈리할 수 있어, 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
상기 적층체를 가열 및 가압할 때에, 상기 도전성 입자와, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 존재하는 상기 절연성 입자를 배제할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 및 가압 시에는, 상기 도전성 입자와, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 존재하는 상기 절연성 입자가, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리한다. 또한, 상기 가열 및 가압 시에는, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 표면으로부터 일부의 상기 절연성 입자가 탈리하고, 상기 도전부의 표면이 부분적으로 노출되는 경우가 있다. 상기 도전부의 표면이 노출된 부분이, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접촉함으로써, 상기 도전성 입자를 통해 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 제1 접속 대상 부재 및 제2 접속 대상 부재는, 특별히 한정되지 않는다. 상기 제1 접속 대상 부재 및 제2 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는, 반도체 칩, 반도체 패키지, LED 칩, LED 패키지, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 그리고 수지 필름, 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블, 리지드 플렉시블 기판, 유리 에폭시 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 제1 접속 대상 부재 및 제2 접속 대상 부재는, 전자 부품인 것이 바람직하다.
상기 접속 대상 부재에 마련되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극, 은 전극, SUS 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 프린트 기판인 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 은 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극, 은 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극인 경우에는, 알루미늄만으로 형성된 전극이어도 되고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극이어도 된다. 상기 금속 산화물층의 재료로서는, 3가의 금속 원소가 도프된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도프된 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 실시예에만 한정되지 않는다.
(실시예 1)
(1) 도전성 입자의 제작
입자경이 3㎛인 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트와 디비닐벤젠의 공중합 수지에 의해 형성된 수지 입자를 준비했다. 팔라듐 촉매액을 5중량％ 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 기재 입자 10중량부를, 초음파 분산기를 사용하여 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써, 기재 입자를 취출했다. 이어서, 기재 입자를 디메틸아민보란 1중량％ 용액 100중량부에 첨가하여, 기재 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 기재 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 더하여, 분산시킴으로써, 분산액을 얻었다. 이어서, 니켈 입자 슬러리(평균 입자경 100㎚) 1g을 3분간 걸려 상기 분산액에 첨가하고, 코어 물질이 부착된 기재 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다.
또한, 황산니켈 0.35mol/L, 디메틸아민보란 1.38mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.5)을 준비했다.
얻어진 현탁액을 60℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액을 현탁액에 서서히 적하하여, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 기재 입자의 표면에 니켈-보론 도전층(두께 0.15㎛)이 형성되고, 도전부를 표면에 갖는 도전성 입자를 얻었다.
(2) 절연성 입자 본체의 제작
졸겔법에 의해, 실리카 입자(입자경 200㎚)를 제작했다. 제작한 실리카 입자 10중량부를, 물과 에탄올이 중량비 1:9로 혼합된 액 400ml에 쓰리원 모터를 사용하여 분산시켜, 제1 분산액을 얻었다. 이어서, 비닐트리에톡시실란 0.1중량부를, 물과 에탄올이 중량비 1:9로 혼합된 액 100ml에 분산시켜, 제2 분산액을 얻었다. 그 후, 상기 제2 분산액을 상기 제1 분산액에 10분에 걸쳐 적하하여, 혼합액을 얻었다. 상기 제2 분산액을 적하 후, 얻어진 혼합액을 30분 교반했다. 그 후, 혼합액을 여과하고, 100℃에서 2시간 건조함으로써, 비닐기를 표면에 갖는 절연성 입자 본체를 얻었다.
(3) 절연성 입자의 제작
4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 삼방 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 설치한 1000mL 세퍼러블 플라스크에, 하기의 중합성 화합물을 포함하는 조성물을 넣은 후, 초음파 조사기를 사용하여 충분히 유화시켰다. 그 후, 200rpm으로 교반하고, 질소 분위기 하에서 50℃에서 5시간 중합을 행하였다. 상기 조성물은, 증류수 200mL, 얻어진 절연성 입자 본체 1중량부, 2,2'-아조비스{2-[N-(2-카르복시에틸)아미디노]프로판} 0.1부(0.3mmol) 및 유화제인 폴리옥시에틸렌라우릴에테르(가오사제 「에멀겐 106」) 0.1중량부와, 중합성 화합물을 포함한다. 상기 중합성 화합물은, 메타크릴산메틸 18중량부(180mmol), 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜 1.4중량부(10mmol) 및 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드 0.9중량부(10mmol)를 포함한다. 반응 종료 후, 냉각하고, 원심 분리기에서 고액 분리를 2회 행하고, 여분의 중합성 화합물을 세정에 의해 제거하고, 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부에 의해, 절연성 입자 본체의 표면의 전체가 덮인 절연성 입자(입자경 300㎚)를 얻었다. 상기 피복부는, 메타크릴아미드에 유래하는 아미드기 및 메타크릴산글리시딜에 유래하는 에폭시기를 표면에 갖고 있었다.
(4) 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제작
상기에서 얻어진 절연성 입자를 초음파 조사 하에서 증류수에 분산시켜, 절연성 입자의 10중량％ 수분산액을 얻었다. 얻어진 도전성 입자 10g을 증류수 500mL에 분산시키고, 절연성 입자의 10중량％ 수분산액 1g을 첨가하고, 실온에서 8시간 교반했다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 또한 메탄올로 세정, 건조하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻었다.
(5) 도전 재료(이방성 도전 페이스트)의 제작
얻어진 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 7중량부와, 비스페놀 A형 페녹시 수지 25중량부와, 플루오렌형 에폭시 수지 4중량부와, 페놀노볼락형 에폭시 수지 30중량부와, SI-60L(산신 가가쿠 고교사제)을 배합하여, 3분간 탈포 및 교반함으로써, 도전 재료(이방성 도전 페이스트)를 얻었다.
(6) 접속 구조체의 제작
L/S가 10㎛/10㎛인 IZO 전극 패턴(제1 전극, 전극 표면의 금속의 비커스 경도 100Hv)이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비했다. 또한, L/S가 10㎛/10㎛인 Au 전극 패턴(제2 전극, 전극 표면의 금속의 비커스 경도 50Hv)이 하면에 형성된 반도체 칩을 준비했다.
상기 투명 유리 기판 상에 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30㎛로 되도록 도공하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성했다. 이어서, 이방성 도전 페이스트층 상에 상기 반도체 칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층했다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 100℃로 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체 칩의 상면에 가압 가열 헤드를 적재하고, 60㎫의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 100℃로 경화시켜, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 2)
절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제작 시에, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻은 후, 또한 90℃ 및 2시간의 조건에서 가열하고, 피복부의 표면의 아미드기와 에폭시기를 반응시킨 절연성 입자를 갖는 도전성 입자(피복부가 아미드기와 에폭시기가 반응한 구조를 포함함)를 얻었다. 얻어진 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 3)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 8중량부(80mmol)로 변경했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 4)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 24중량부(240mmol)로 변경하고, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜 1.4중량부(10mmol)를, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴로니트릴 2중량부(30mmol)로 변경했다. 또한, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드 0.9중량부(10mmol) 대신에, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산 2.6중량부(30mmol)를 사용했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 5)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 절연성 입자 본체를 2중량부로 변경했다. 또한, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 9.2중량부(92mmol)로 변경하고, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜의 배합량을 0.4중량부(3mmol)로 변경하고, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드의 배합량을 0.3중량부(3mmol)로 변경했다. 또한, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.4중량부(2mmol) 추가했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 6)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 11.6중량부(116mmol)로 변경하고, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜의 배합량을 2.8중량부(20mmol)로 변경하고, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드의 배합량을 1.7중량부(20mmol)로 변경했다. 또한, 벤질 메타크릴레이트 7중량부(40mmol)를 추가하고, 가교제인 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 1.2중량부(4mmol) 추가했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 7)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 11.2중량부(112mmol)로 변경하고, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜의 배합량을 2.8중량부(20mmol)로 변경하고, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드의 배합량을 1.7중량부(20mmol)로 변경했다. 또한, 벤질 메타크릴레이트 7중량부(40mmol)를 추가하고, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 1.6중량부(8mmol) 추가했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 1)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 8.8중량부(88mmol)로 변경하고, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드 0.9중량부(10mmol)를 더하지 않았다. 또한, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.4중량부(2mmol) 추가했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 2)
절연성 입자의 제작 시에, 상기 중합성 화합물에 관하여, 메타크릴산메틸의 배합량을 17.0중량부(170mmol)로 변경하고, 제1 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴산글리시딜 1.4중량부(10mmol)를 더하지 않았다. 또한, 제2 관능기를 갖는 화합물인 메타크릴아미드의 배합량을 1.7중량부(20mmol)로 변경했다. 또한, 가교제인 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 3.0중량부(10mmol) 추가했다. 상기한 변경 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자, 도전 재료, 접속 구조체를 얻었다.
(평가)
(1) 절연성 입자의 밀착성
절연성 입자의 밀착성을 이하와 같이 하여 평가했다. 절연성 입자의 밀착성을 하기의 기준으로 판정했다.
절연성 입자의 밀착성의 평가 방법:
임의의 50개의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를, 제작의 직후에 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 관찰했다. 또한, 얻어진 도전 재료를 사용하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자 분산액을 조제한 후에도 임의의 50개의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를, SEM을 사용하여 관찰했다. 이들 SEM에 의한 관찰의 결과로부터, 제작 직후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수와, 분산액 조정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수를 비교했다. 또한, SEM 관찰에 있어서, 관찰된 절연성 입자의 총 수를 피복수로 했다.
[절연성 입자의 밀착성의 판정 기준]
○○○: 제작 직후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수에 대한 분산액 조정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수의 비율이 90％ 이상
○○: 제작 직후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수에 대한 분산액 조정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수의 비율이 70％ 이상 90％ 미만
○: 제작 직후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수에 대한 분산액 조정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수의 비율이 50％ 이상 70％ 미만
×: 제작 직후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수에 대한 분산액 조정 후의 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 피복수의 비율이 50％ 미만
(2) 도통 신뢰성(상하의 전극 사이)
얻어진 20개의 접속 구조체의 상하의 전극 사이의 접속 저항을 각각, 4단자법에 의해 측정했다. 또한, 전압＝전류×저항의 관계로부터, 일정한 전류를 흐르게 한 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 도통 신뢰성을 하기의 기준으로 판정했다.
[도통 신뢰성의 판정 기준]
○○○: 접속 저항이 1.5Ω 이하
○○: 접속 저항이 1.5Ω을 초과하고 2.0Ω 이하
○: 접속 저항이 2.0Ω을 초과하고 5.0Ω 이하
△: 접속 저항이 5.0Ω을 초과하고 10Ω 이하
×: 접속 저항이 10Ω을 초과한다
(3) 절연 신뢰성(횡방향으로 인접하는 전극 사이)
상기 (2) 도통 신뢰성의 평가에서 얻어진 20개의 접속 구조체에 있어서, 인접하는 전극 사이의 누설의 유무를, 테스터로 저항값을 측정함으로써 평가했다. 절연 신뢰성을 하기의 기준으로 평가했다.
[절연 신뢰성의 판정 기준]
○○○: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 20개
○○: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 18개 이상 20개 미만
○: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 15개 이상 18개 미만
△: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 10개 이상 15개 미만
×: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 5개 이상 10개 미만
××: 저항값이 108Ω 이상인 접속 구조체의 개수가 5개 미만
결과를 하기의 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
1: 절연성 입자를 갖는 도전성 입자
2: 도전성 입자
3: 절연성 입자
4: 절연 입자 본체
5: 피복부
11: 기재 입자
12: 도전부
21: 절연성 입자를 갖는 도전성 입자
22: 도전성 입자
31: 도전부
32: 코어 물질
33: 돌기
41: 절연성 입자를 갖는 도전성 입자
42: 도전성 입자
51: 도전부
52: 돌기
81: 접속 구조체
82: 제1 접속 대상 부재
82a: 제1 전극
83: 제2 접속 대상 부재
83a: 제2 전극
84: 접속부

Claims (18)

  1. 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와,
    상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비하고,
    상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고,
    상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하고,
    상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가, 자극에 의해 반응 가능한 성질을 갖는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자극이, 가열 또는 광의 조사인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  5. 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와,
    상기 도전성 입자의 표면 상에 배치된 복수의 절연성 입자를 구비하고,
    상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고,
    상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하고,
    상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 식 (1)에 의해 구해지는 상기 피복부의 가교도가 10 이상인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
    가교도＝A×[(B/D)×100]＋[(C/D)×100] 식 (1)
    상기 식 (1) 중, A는 가교제의 중합성 관능기 수이고, B는 가교제의 몰수이고, C는 상기 제1 관능기를 갖는 화합물 및 상기 제2 관능기를 갖는 화합물의 합계의 몰수이고, D는 상기 중합성 화합물의 합계의 몰수이다.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 입자 본체가, 무기 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 관능기가, 환상 에테르기, 이소시아네이트기, 알데히드기 또는 니트릴기인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 환상 에테르기가, 에폭시기 또는 옥세타닐기인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 관능기가, 아미드기, 수산기, 카르복실기, 이미드기 또는 아미노기인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 입자경이, 1㎛ 이상 5㎛ 이하인, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자.
  13. 도전부를 적어도 표면에 갖는 도전성 입자와, 복수의 절연성 입자를 사용하고,
    상기 도전성 입자의 표면 상에 상기 절연성 입자를 배치하는 배치 공정을 구비하고,
    상기 절연성 입자가, 절연성 입자 본체와, 상기 절연성 입자 본체의 표면의 적어도 일부를 덮고 있고 또한 중합성 화합물에 의해 형성된 피복부를 갖고,
    상기 중합성 화합물이, 제1 관능기를 갖는 화합물과, 상기 제1 관능기와는 다른 제2 관능기를 갖는 화합물을 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 중합성 화합물이, 가교제를 포함하지 않거나, 또는 상기 중합성 화합물 100중량％ 중에 가교제를 10중량％ 이하로 포함하는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 배치 공정의 온도가 50℃ 미만이고,
    상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기를 갖는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배치 공정 후에, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 가열하는 가열 공정을 구비하고,
    상기 가열 공정의 가열 온도가 70℃ 이상이고, 상기 가열 공정의 가열 시간이 1시간 이상이고,
    상기 피복부가, 상기 제1 관능기와 상기 제2 관능기가 반응한 구조를 포함하는 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻는, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 도전 재료.
  18. 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
    제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
    상기 제1 접속 대상 부재와, 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부의 재료가, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 절연성 입자를 갖는 도전성 입자이거나, 또는 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 절연성 입자를 갖는 도전성 입자에 있어서의 상기 도전부에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
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