KR20210130152A - 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 Download PDF

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KR20210130152A
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conductive
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히로토 마츠우라
다케시 와키야
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 관한 도전성 입자(1, 11, 21)는, 기재 입자(2)와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부(3, 12, 22)를 구비하고, 상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유한다.

Description

도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체
본 발명은 기재 입자의 표면 상에 도전부가 배치되어 있는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 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, 기재 입자와, 해당 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 갖는 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다.
상기 이방성 도전 재료는, 각종 접속 구조체를 얻기 위해서 사용되고 있다. 상기 이방성 도전 재료를 사용하는 접속으로서는, 플렉시블 프린트 기판과 유리 기판과의 접속(FOG(Film on Glass)), 반도체 칩과 플렉시블 프린트 기판과의 접속(COF(Chip on Film)), 반도체 칩과 유리 기판과의 접속(COG(Chip on Glass)), 그리고 플렉시블 프린트 기판과 유리 에폭시 기판과의 접속(FOB(Film on Board)) 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는, 니켈층과, 해당 니켈층 상에 형성되어 있는 금층을 구비하는 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 금층의 평균 막 두께는 300Å 이하이다. 이 도전성 입자에서는, 상기 금층은 최외층이다. 또한, 이 도전성 입자에서는, X선 광전자 분광 분석에 의한 도전성 입자의 표면에 있어서의 니켈 및 금의 원소 조성비 (Ni/Au)이 0.4 이하이다.
하기의 특허문헌 2에는, 코어 입자와, Ni 도금층과, 귀금속 도금층과, 방청막을 구비하는 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 Ni 도금층은, 상기 코어 입자를 피복하고 있다. 상기 귀금속 도금층은, 상기 Ni 도금층의 적어도 일부를 피복하고 있다. 상기 귀금속 도금층은, Au 및 Pd 중 적어도 어느 것을 포함한다. 상기 방청막은, 상기 Ni 도금층 및 상기 귀금속 도금층 중 적어도 어느 것을 피복하고 있다. 상기 방청막은, 유기 화합물을 포함한다.
일본특허공개 제2009-102731호 공보 일본특허공개 제2013-20721호 공보
근년, 도전성 입자를 포함하는 도전 재료에서는, 프린트 배선판 등에 있어서의 배선 및 커넥터 등의 파인 피치화에 의해, 도전성 입자의 소입자경화가 진행되고 있다.
소입자경의 도전성 입자를 사용해서 전극간을 접속해서 접속 구조체를 제작할 때, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮추기 위해서, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 두께를 두껍게 하는 경우가 있다. 그러나, 도전부의 두께를 두껍게 하면, 도금에 의해 도전부를 형성할 때, 도전성 입자끼리가 응집하는 경우가 있다. 도전성 입자끼리의 응집이 발생하면, 가로 방향으로 인접하는 전극간이 접속되기 쉬운 경향이 있어, 가로 방향으로 인접하는 전극간의 절연 신뢰성을 높이는 것이 곤란한 경우가 있다.
또한, 도전성 입자끼리의 응집을 억제하기 위해서, 도전부의 두께를 얇게 하면, 도금에 의해 도전부를 형성할 때, 도전성 입자끼리의 응집을 억제할 수 있지만, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮추는 것이 곤란해진다. 종래의 도전성 입자에서는, 전극간의 접속 저항을 낮추는 것과, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제하는 것과의 양쪽을 양립시키는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 도전성 입자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 상기 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고, 상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유하는, 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 기재 입자의 공극률이 10% 이상이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 금속이 니켈, 금, 팔라듐, 은, 또는 구리를 포함한다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전부가 니켈, 금, 팔라듐, 은, 또는 구리를 포함한다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 10% K값이 100N/㎟ 이상 25000N/㎟ 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 30% K값이 100N/㎟ 이상 15000N/㎟ 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 10% K값의, 상기 도전성 입자의 30% K값에 대한 비가 1.5 이상 5 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자의 입자경이 0.1㎛ 이상 1000㎛ 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자 100체적% 중, 상기 기재 입자에 포함되는 상기 도전성 금속의 함유량이, 0.1체적% 이상 30체적% 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자가, 상기 도전부의 외표면에 돌기를 갖는다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자가, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비한다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 도전 재료가 제공된다.
본 발명에 관한 도전 재료의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전 재료가, 복수의 상기 도전성 입자를 포함하고, 상기 기재 입자의 외표면부터 중심을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R1이라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R1에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율이, 50% 이상이다.
본 발명에 관한 도전 재료의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전 재료가, 복수의 상기 도전성 입자를 포함하고, 상기 기재 입자의 중심부터 외표면을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R2라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R2에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율이, 5% 이상이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 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 도전성 입자이거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체가 제공된다.
본 발명에 관한 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유한다. 본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 상기 구성이 구비되어 있으므로, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 효과적으로 억제할 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 기재 입자에 있어서, 도전성 금속의 존재 유무를 확인하는 각 영역을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명한다.
(도전성 입자)
본 발명에 관한 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유한다.
본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 상기 구성이 구비되어 있으므로, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
소입자경의 도전성 입자를 사용해서 전극간을 접속해서 접속 구조체를 제작할 때, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮추기 위해서, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 두께를 두껍게 하는 경우가 있다. 그러나, 도전부의 두께를 두껍게 하면, 도금에 의한 도전부의 형성 시에, 도전성 입자끼리가 응집하는 경우가 있다. 도전성 입자끼리의 응집이 발생하면, 가로 방향으로 인접하는 전극간이 접속되기 쉬운 경향이 있어, 가로 방향으로 인접하는 전극간의 절연 신뢰성을 높이는 것이 곤란한 경우가 있다.
또한, 도전성 입자끼리의 응집을 억제하기 위해서, 도전부의 두께를 얇게 하면, 도금에 의한 도전부의 형성 시에, 도전성 입자끼리의 응집을 억제할 수 있지만, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮추는 것이 곤란해진다. 종래의 도전성 입자에서는, 전극간의 접속 저항을 낮추는 것과, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제하는 것과의 양쪽을 양립시키는 것은 곤란하다.
본 발명자들은, 특정한 도전성 입자를 사용함으로써 전극간의 접속 저항을 낮추는 것과, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제하는 것과의 양쪽을 양립시킬 수 있는 것을 발견했다. 본 발명에서는, 상하 방향의 전극간의 접속 시에 도전성 입자가 압축됨으로써, 도전성 입자의 표면(도전부)에 도통 경로가 형성될뿐만 아니라, 도전성 입자의 내부(도전성 금속)에도 도통 경로를 형성시킬 수 있다. 또한, 도전성 입자의 내부 도전성 금속은, 완전한 도통 경로를 형성하지 않아도, 접속 저항의 저감에 적지 않게 기여한다. 결과로서, 도전부의 두께가 비교적 얇은 경우에도, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮출 수 있다. 또한, 도전부의 두께가 비교적 얇으므로, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제할 수 있고, 접속되면 안되는 가로 방향으로 인접하는 전극간의 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다. 본 발명에서는, 상기 구성이 구비되어 있으므로, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 기재 입자의 표면뿐만 아니라, 기재 입자의 내부에도 도통 경로(도전부)가 형성되고, 도통 경로(도전부)가 기재 입자의 내부에 들어갈 수 있다. 결과로서, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에서는, 상기와 같은 효과를 얻기 위해서, 특정한 도전성 입자를 사용하는 것은 크게 기여한다.
상기 도전성 입자의 10% K값(10% 압축했을 때의 압축 탄성률)은, 바람직하게는 100N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 1000N/㎟ 이상이고, 바람직하게는 25000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 20000N/㎟ 이하이다. 상기 도전성 입자의 10% K값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자의 균열의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
상기 도전성 입자의 30% K값(30% 압축했을 때의 압축 탄성률)은, 바람직하게는 100N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 1000N/㎟ 이상이고, 바람직하게는 15000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 10000N/㎟ 이하이다. 상기 도전성 입자의 30% K값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자의 균열의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
상기 도전성 입자의 10% K값의, 상기 도전성 입자의 30% K값에 대한 비(도전성 입자의 10% K값/도전성 입자의 30% K값)는, 바람직하게는 1.5 이상, 보다 바람직하게는 1.55 이상이고, 바람직하게는 5 이하, 보다 바람직하게는 4.5 이하이다. 상기 비(도전성 입자의 10% K값/도전성 입자의 30% K값)가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자의 균열의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
상기 도전성 입자에 있어서의 상기 10% K값 및 상기 30% K값은, 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
미소 압축 시험기를 사용하여, 원주(직경 100㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 압축 속도 0.3mN/초 및 최대 시험 하중 20mN의 조건 하에서 도전성 입자 1개를 압축한다. 이때의 하중값(N) 및 압축 변위(㎜)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률(10% K값 및 30% K값)을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서는, 피셔사제 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다. 상기 도전성 입자에 있어서의 상기 10% K값 및 상기 30% K값은, 임의로 선택된 50개의 도전성 입자의 10% K값 및 30% K값을 산술 평균함으로써, 산출하는 것이 바람직하다.
10% K값 및 30% K값(N/㎟)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F: 도전성 입자가 10% 또는 30% 압축 변형 했을 때의 하중값(N)
S: 도전성 입자가 10% 또는 30% 압축 변형 했을 때의 압축 변위(㎜)
R: 도전성 입자의 반경(㎜)
상기 압축 탄성률은, 도전성 입자의 경도를 보편적 또한 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 도전성 입자의 경도를 정량적 또한 일의적으로 나타낼 수 있다. 또한, 상기 비(도전성 입자의 10% K값/도전성 입자의 30% K값)은, 도전성 입자의 초기 압축시의 물성을 정량적 또한 일의적으로 나타낼 수 있다.
상기 도전성 입자의 입자경은, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이고, 바람직하게는 1000㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기 도전성 입자의 입자경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 상기 도전성 입자를 사용해서 전극간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극과의 접촉 면적이 충분히 커져, 또한 도전부를 형성할 때 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 개재해서 접속된 전극간의 간격이 지나치게 커지지 않고, 또한 도전부가 기재 입자의 표면으로부터 박리하기 어려워진다.
상기 도전성 입자의 입자경은, 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자의 입자경은, 예를 들어 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 도전성 입자의 입자경 평균값을 산출하는 것이나, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에서는, 1개당 도전성 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에 있어서, 임의의 50개의 도전성 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당 도전성 입자의 입자경은, 구상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 도전성 입자의 평균 입자경은, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 산출하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 입자의 입자경 변동 계수(CV값)은, 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하이다. 상기 도전성 입자의 입자경 변동 계수가, 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
상기 변동 계수(CV값)은, 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
CV값(%)=(ρ/Dn)×100
ρ: 도전성 입자의 입자경 표준 편차
Dn: 도전성 입자의 입자경 평균값
상기 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전성 입자의 형상은, 구상이어도 되고, 구상 이외의 형상이어도 되고, 편평상 등이어도 된다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시하는 도전성 입자(1)는, 기재 입자(2)와, 도전부(3)를 갖는다. 도전부(3)는 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 제1 실시 형태에서는, 도전부(3)는 기재 입자(2)의 표면에 접해 있다. 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)의 표면이 도전부(3)에 의해 피복된 피복 입자이다.
도전성 입자(1)에서는, 도전부(3)는 단층의 도전층이다. 도전성 입자(1)에서는, 기재 입자(2)는, 기재 입자(2)의 내부에 도전성 금속을 함유한다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 전체를 덮고 있어도 되고, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 일부를 덮고 있어도 된다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부는 단층의 도전층이어도 되고, 2층 이상의 층으로 구성되는 다층의 도전층이어도 된다.
도전성 입자(1)는, 후술하는 도전성 입자(11, 21)와는 달리, 코어 물질을 갖지 않는다. 도전성 입자(1)는 표면에 돌기를 갖지 않는다. 도전성 입자(1)는 구상이다. 도전부(3)는 외표면에 돌기를 갖지 않는다. 이와 같이, 본 발명에 관한 도전성 입자는 도전성의 표면에 돌기를 갖고 있지 않아도 되고, 구상이어도 된다. 또한, 도전성 입자(1)는 후술하는 도전성 입자(11, 21)와는 달리, 절연성 물질을 갖지 않는다. 단, 도전성 입자(1)는 도전부(3)의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 갖고 있어도 된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시하는 도전성 입자(11)는 기재 입자(2)와, 도전부(12)와, 복수의 코어 물질(13)과, 복수의 절연성 물질(14)을 갖는다. 도전부(12)는, 기재 입자(2)의 표면 상에 기재 입자(2)에 접하도록 배치되어 있다.
도전성 입자(11)에서는, 도전부(12)는 단층의 도전층이다. 도전성 입자(11)에서는, 기재 입자(2)는 기재 입자(2)의 내부에 도전성 금속을 함유한다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 전체를 덮고 있어도 되고, 상기 도전부가 상기 기재 입자의 표면 일부를 덮고 있어도 된다. 상기 도전성 입자에서는, 상기 도전부는 단층의 도전층이어도 되고, 2층 이상의 층으로 구성되는 다층의 도전층이어도 된다.
도전성 입자(11)는 도전성의 표면에, 복수의 돌기(11a)를 갖는다. 도전부(12)는 외표면에, 복수의 돌기(12a)를 갖는다. 복수의 코어 물질(13)이, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 복수의 코어 물질(13)은, 도전부(12) 내에 매립되어 있다. 코어 물질(13)은, 돌기(11a, 12a)의 내측에 배치되어 있다. 도전부(12)는, 복수의 코어 물질(13)을 피복하고 있다. 복수의 코어 물질(13)에 의해 도전부(12)의 외표면이 융기되어 있어, 돌기(11a, 12a)가 형성되어 있다.
도전성 입자(11)는, 도전부(12)의 외표면 상에 배치된 절연성 물질(14)을 갖는다. 도전부(12)의 외표면의 적어도 일부의 영역이, 절연성 물질(14)에 의해 피복되어 있다. 절연성 물질(14)은 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 절연성 입자이다. 이와 같이, 본 발명에 관한 도전성 입자는, 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 갖고 있어도 된다. 단, 본 발명에 관한 도전성 입자는, 절연성 물질을 반드시 갖고 있지 않아도 된다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 도전성 입자(21)는, 기재 입자(2)와, 도전부(22)와, 복수의 코어 물질(13)과, 복수의 절연성 물질(14)을 갖는다. 도전부(22)는 전체에서, 기재 입자(2)측에 제1 도전부(22A)와, 기재 입자(2)측과는 반대측에 제2 도전부(22B)를 갖는다.
도전성 입자(11)와 도전성 입자(21)는, 도전부만이 다르다. 즉, 도전성 입자(11)에서는 1층 구조의 도전부(12)가 형성되어 있는 데 반해, 도전성 입자(21)에서는 2층 구조의 제1 도전부(22A) 및 제2 도전부(22B)가 형성되어 있다. 제1 도전부(22A)와 제2 도전부(22B)와는 다른 도전부로서 형성되어 있다.
제1 도전부(22A)는, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치되어 있다. 기재 입자(2)와 제2 도전부(22B) 사이에, 제1 도전부(22A)가 배치되어 있다. 제1 도전부(22A)는 기재 입자(2)에 접해 있다. 제2 도전부(22B)는 제1 도전부(22A)에 접해 있다. 따라서, 기재 입자(2)의 표면 상에 제1 도전부(22A)가 배치되어 있고, 제1 도전부(22A)의 표면 상에 제2 도전부(22B)가 배치되어 있다. 도전성 입자(21)는 도전성의 표면에, 복수의 돌기(21a)를 갖는다. 도전부(22)는 외표면에 복수의 돌기(22a)를 갖는다. 제1 도전부(22A)는 외표면에, 복수의 돌기(22Aa)를 갖는다. 제2 도전부(22B)는 외표면에, 복수의 돌기(22Ba)를 갖는다.
이하, 도전성 입자의 다른 상세에 대해서 설명한다.
(기재 입자)
상기 기재 입자의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 상기 기재 입자의 재료는, 유기 재료여도 되고, 무기 재료여도 된다. 상기 유기 재료로만 형성된 기재 입자로서는, 수지 입자 등을 들 수 있다. 상기 무기 재료에 의해서만 형성된 기재 입자로서는, 금속을 제외한 무기 입자 등을 들 수 있다. 상기 유기 재료와 상기 무기 재료의 양쪽에 의해 형성된 기재 입자로서는, 유기 무기 하이브리드 입자 등을 들 수 있다. 기재 입자의 압축 특성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는, 상기 기재 입자는, 수지 입자 또는 유기 무기 하이브리드 입자인 것이 바람직하고, 수지 입자인 것이 보다 바람직하다.
상기 유기 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸 아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀 포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민 포름알데히드 수지, 요소 포름알데히드 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 디비닐벤젠 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 디비닐벤젠 공중합체 등으로서는, 디비닐벤젠-스티렌 공중합체 및 디비닐벤젠-(메트)아크릴산 에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자의 압축 특성을 적합한 범위에 용이하게 제어할 수 있으므로, 상기 기재 입자의 재료는, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다.
상기 기재 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 중합시켜서 얻는 경우, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체로서는, 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.
상기 비가교성의 단량체로서는, 비닐 화합물로서, 스티렌, α-메틸스티렌, 클로르스티렌 등의 스티렌 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르 화합물; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산비닐에스테르 화합물; 염화비닐, 불화비닐 등의 할로겐 함유 단량체; (메트)아크릴 화합물로서, 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)아크릴레이트 화합물; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트 화합물; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트 등의 할로겐 함유 (메트)아크릴레이트 화합물; α-올레핀 화합물로서, 디이소부틸렌, 이소부틸렌, 리니얼렌, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀 화합물; 공액 디엔 화합물로서, 이소프렌, 부타디엔 등을 들 수 있다.
상기 가교성의 단량체로서는, 비닐 화합물로서, 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시 부탄, 디비닐술폰 등의 비닐 단량체; (메트)아크릴 화합물로서, 테트라메틸올메탄 테트라(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타 (메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물; 알릴 화합물로서, 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디알릴프탈레이트, 디알릴 아크릴아미드, 디알릴에테르; 실란 화합물로서, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 시클로헥실 트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 메틸페닐디메톡시실란, 디페닐디메톡시실란 등의 실란알콕시드 화합물; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 디메톡시메틸비닐실란, 디메톡시에틸비닐실란, 디에톡시메틸비닐실란, 디에톡시에틸비닐실란, 에틸메틸디비닐실란, 메틸비닐디메톡시실란, 에틸비닐디메톡시실란, 메틸비닐디에톡시실란, 에틸비닐디에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 이중 결합 함유 실란알콕시드; 데카메틸시클로펜타실록산 등의 환상 실록산; 편말단 변성 실리콘 오일, 양 말단 실리콘 오일, 측쇄형 실리콘 오일 등의 변성(반응성) 실리콘 오일; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 중합시킴으로써 얻을 수 있다. 상기의 중합 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 라디칼 중합, 이온 중합, 중축합(축합 중합, 축중합), 부가 축합, 리빙 중합 및 리빙 라디칼 중합 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 또한, 기타 중합 방법으로서는, 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합을 들 수 있다.
상기 무기 재료로서는, 실리카, 알루미나, 티타늄산바륨, 지르코니아, 카본 블랙, 규산 유리, 붕규산 유리, 납유리, 소다 석회 유리 및 알루미나 실리케이트 유리 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자는 유기 무기 하이브리드 입자여도 된다. 상기 기재 입자는 코어 셸 입자여도 된다. 상기 기재 입자가 유기 무기 하이브리드 입자인 경우에, 상기 기재 입자의 재료인 무기물로서는, 실리카, 알루미나, 티타늄산바륨, 지르코니아 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 무기물은 금속이 아닌 것이 바람직하다. 상기 실리카에 의해 형성된 기재 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 가수분해성의 알콕시실릴기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해해서 가교 중합체 입자를 형성한 후에, 필요에 따라 소성을 행함으로써 얻어지는 기재 입자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 하이브리드 입자로서는, 가교한 알콕시실릴 폴리머와 아크릴 수지와에 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 코어는, 유기 코어인 것이 바람직하다. 상기 셸은, 무기 셸인 것이 바람직하다. 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 유기 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. 상기 무기 셸은, 상기 코어의 표면 상에서, 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 셸상물로 한 후, 해당 셸상물을 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 금속 알콕시드는 실란알콕시드인 것이 바람직하다. 상기 무기 셸은 실란알콕시드에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 기재 입자의 BET 비표면적은, 바람직하게는 8㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 12㎡/g 이상이고, 바람직하게는 1200㎡/g 이하, 보다 바람직하게는 1000㎡/g이하다. 상기 BET 비표면적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 한층 더 용이하게 함유시킬 수 있다. 상기 BET 비표면적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 BET 비표면적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 BET 비표면적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 BET 비표면적은, BET법에 준거하여, 질소의 흡착 등온선으로부터 측정할 수 있다. 상기 기재 입자의 BET 비표면적의 측정 장치로서는, 콴타크롬·인스트루먼츠사제 「NOVA4200e」 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자의 전체 세공 용적은, 바람직하게는 0.01㎤/g 이상, 보다 바람직하게는 0.1㎤/g 이상이고, 바람직하게는 3㎤/g 이하, 보다 바람직하게는 1.5㎤/g이하다. 상기 전체 세공 용적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 한층 더 용이하게 함유시킬 수 있다. 상기 전체 세공 용적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 전체 세공 용적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 전체 세공 용적이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 전체 세공 용적은, BJH법에 준거하여, 질소의 흡착 등온선으로부터 측정할 수 있다. 상기 기재 입자의 전체 세공 용적의 측정 장치로서는, 콴타크롬·인스트루먼츠사제 「NOVA4200e」 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자의 평균 세공 직경은, 바람직하게는 10㎚ 이하, 보다 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 기재 입자의 평균 세공 직경의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 기재 입자의 평균 세공 직경은, 1㎚ 이상이어도 된다. 상기 평균 세공 직경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 한층 더 용이하게 함유시킬 수 있다. 상기 평균 세공 직경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 평균 세공 직경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 평균 세공 직경이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 평균 세공 직경은, BJH법에 준거하여, 질소의 흡착 등온선으로부터 측정할 수 있다. 상기 기재 입자의 평균 세공 직경의 측정 장치로서는, 콴타크롬·인스트루먼츠사제 「NOVA4200e」 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자의 공극률은, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 10% 이상이고, 바람직하게는 90% 이하, 보다 바람직하게는 70% 이하이다. 상기 공극률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 한층 더 용이하게 함유시킬 수 있다. 상기 공극률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 공극률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 공극률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 공극률은, 수은 압입법에 의해 인가한 압력에 대하여 수은의 적산 침입량을 측정함으로써 산출할 수 있다. 상기 기재 입자의 공극률 측정 장치로서는, 콴타크롬·인스트루먼츠사제의 수은 포로시미터 「포어마스터 60」 등을 들 수 있다.
상기 BET 비표면적 및 상기 공극률 등의 바람직한 범위를 충족하는 기재 입자는, 예를 들어 하기의 공정을 구비하는 기재 입자의 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 중합성 모노머와, 상기 중합성 모노머와는 반응하지 않는 유기 용제를 혼합하고, 중합성 모노머 용액을 조정하는 공정. 상기 중합성 모노머 용액과, 음이온성 분산 안정제를 극성 용매에 첨가해서 유화시켜서 유화액을 얻는 공정. 상기 유화액을 수회로 나누어서 첨가하고, 종 입자에 모노머를 흡수시켜서, 모노머가 팽윤한 종 입자를 포함하는 현탁액을 얻는 공정. 상기 중합성 모노머를 중합시켜서 기재 입자를 얻는 공정. 상기 중합성 모노머로서는, 단 관능성 모노머 및 다관능성 모노머 등을 들 수 있다. 상기 중합성 모노머와는 반응하지 않는 유기 용제는, 중합계의 매체인 물 등의 극성 용매와 상용하지 않는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 상기 유기 용제로서는, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산알릴, 아세트산프로필, 클로로포름, 메틸시클로헥산 및 메틸에틸케톤 등을 들 수 있다. 상기 유기 용제의 첨가량은, 상기 중합성 모노머 성분 100중량부에 대하여, 105중량부 내지 215중량부인 것이 바람직하고, 110중량부 내지 210중량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 유기 용제의 첨가량이, 상기의 바람직한 범위이면,BET 비표면적 및 공극률 등을 한층 더 적합한 범위로 제어할 수 있고, 입자 내부에서 치밀한 세공이 얻어지기 쉬워진다.
상기 BET 비표면적 및 상기 공극률 등의 바람직한 범위를 충족하는 기재 입자는, 기재 입자의 내부에 비교적 많은 공극이 존재하기 때문에, 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성할 때, 기재 입자의 내부 미세한 공극에 도전부가 들어가고, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 용이하게 함유시킬 수 있다. 또한, 상기 도전성 입자에서는, 상하 방향의 전극간의 접속 시에 도전성 입자가 압축됨으로써, 기재 입자의 내부 도전성 금속이 서로 접촉함으로써 도통 경로가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자에서는, 도전성 입자의 표면(도전부)에 도통 경로가 형성될뿐만 아니라, 도전성 입자의 내부(도전성 금속)에도 도통 경로가 형성된다. 결과로서, 도전부의 두께가 비교적 얇은 경우에도, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮출 수 있다. 또한, 도전부의 두께가 비교적 얇으므로, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제할 수 있고, 접속되면 안되는 가로 방향으로 인접하는 전극간의 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 도전성 입자에서는, 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성할 때, 기재 입자의 내부 미세한 공극에 도전부가 들어가므로, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 기재 입자의 입자경은, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이다. 상기 기재 입자의 입자경은, 바람직하게는 1000㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 한층 더 바람직하게는 300㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 또한 한층 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기 기재 입자의 입자경이 상기 하한 이상이면 도전성 입자와 전극과의 접촉 면적이 커지기 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 한층 더 높일 수 있고, 도전성 입자를 개재해서 접속된 전극간의 접속 저항을 한층 더 낮출 수 있다. 또한, 기재 입자의 표면에 도전부를 무전해 도금에 의해 형성할 때, 응집한 도전성 입자를 형성되기 어렵게 할 수 있다. 상기 기재 입자의 입자경이 상기 상한 이하이면, 도전성 입자가 충분히 압축되기 쉽고, 전극간의 접속 저항을 한층 더 낮출 수 있고, 또한 전극간의 간격을 보다 작게 할 수 있다.
상기 기재 입자의 입자경은, 1㎛ 이상 3㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 기재 입자의 입자경이 1㎛ 이상 3㎛ 이하의 범위 내이면, 기재 입자의 표면에 도전부를 형성할 때 응집하기 어려워져, 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다.
상기 기재 입자의 입자경은, 수 평균 입자경을 나타낸다. 상기 기재 입자의 입자경은, 임의의 기재 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 기재 입자의 입자경 평균값을 산출하는 것이나, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에서는, 1개당 기재 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에 있어서, 임의의 50개의 기재 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당 기재 입자의 입자경은, 구상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 기재 입자의 평균 입자경은, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 산출하는 것이 바람직하다. 도전성 입자에 있어서, 상기 기재 입자의 입자경을 측정하는 경우에는, 예를 들어 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
도전성 입자의 함유량이 30중량%가 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시키고, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작한다. 검사용 매립 수지 중에 분산한 도전성 입자의 중심 부근을 통하게 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 선택하고, 각 도전성 입자의 기재 입자를 관찰한다. 각 도전성 입자에 있어서의 기재 입자의 입자경을 계측하고, 그들을 산술 평균하여 기재 입자의 입자경으로 한다.
(도전부 및 도전성 금속)
본 발명에 관한 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유한다. 상기 도전부는, 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전부를 구성하는 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전성 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전부를 구성하는 금속과 상기 도전성 금속과는 동일한 금속이어도 되고, 다른 금속이어도 된다. 상기 도전부에 가장 많이 포함되는 금속과 상기 도전성 금속에 가장 많이 포함되는 금속은, 동일한 것이 바람직하다.
상기 도전부를 구성하는 금속 및 상기 도전성 금속으로서는, 금, 은, 팔라듐, 구리, 백금, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 규소, 텅스텐, 몰리브덴 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 도전부를 구성하는 금속 및 상기 도전성 금속으로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 상기 도전부를 구성하는 금속 및 상기 도전성 금속은 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 도전부는, 니켈, 금, 팔라듐, 은, 또는 구리를 포함하는 것이 바람직하고, 니켈, 금 또는 팔라듐을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
니켈을 포함하는 도전부 100중량% 중의 니켈의 함유량은, 바람직하게는 10중량% 이상, 보다 바람직하게는 50중량% 이상, 한층 더 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 개재하여, 절연성 물질을 배치할 수 있다.
상기 도전부는, 1개의 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, 전극간의 접속 저항이 한층 더 낮아진다. 또한, 최외층을 구성하는 금속이 금인 경우에는, 내부식성이 한층 더 높아진다.
상기 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전부를 형성하는 방법으로서는, 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 결합제 를 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 방법으로서는, 시트 컴포저(토쿠주 코우사쿠쇼사제) 등이 사용된다.
상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유시키는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유시키는 방법으로서는, 다공질 입자인 기재 입자(기재 입자 본체)를 사용해서 무전해 도금하는 방법 및 다공질 입자인 기재 입자(기재 입자 본체)를 사용해서 전기 도금하는 방법 등을 들 수 있다. 다공질 입자인 기재 입자(기재 입자 본체)는, 기재 입자의 내부에 비교적 많은 공극이 존재하기 때문에, 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성할 때, 기재 입자의 내부 미세한 공극에 도전부 형성 재료(도금액 등)를 들어가게 할 수 있다. 기재 입자의 내부에 들어간 도전부 형성 재료로부터 도전성 금속을 석출시킴으로써, 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 용이하게 함유시킬 수 있다. 다공질 입자인 기재 입자로서는, 상기 BET 비표면적 및 상기 공극률 등의 바람직한 범위를 충족하는 기재 입자 등을 들 수 있다.
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 두께는, 도전부가 다층인 경우에는 도전부 전체의 두께다. 도전부의 두께가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지며, 또한 도전성 입자가 너무 딱딱해지지 않고, 전극간의 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 도전부에 의한 피복이 균일해져, 내부식성이 충분히 높아져, 또한 전극간의 접속 저항을 충분히 낮출 수 있다. 또한, 상기 최외층을 구성하는 금속이 금인 경우에는, 최외층의 두께가 얇을수록, 비용을 낮출 수 있다.
상기 도전부의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 도전성 입자의 단면을 관찰하는 것에 의해 측정할 수 있다. 상기 도전부의 두께에 대해서는, 임의의 도전부의 두께 5군데의 평균값을 1개의 도전성 입자의 도전부의 두께로서 산출하는 것이 바람직하고, 도전부 전체의 두께의 평균값을 1개의 도전성 입자의 도전부의 두께로서 산출하는 것이 보다 바람직하다. 상기 도전부의 두께는, 임의의 도전성 입자 10개에 대해서, 각 도전성 입자의 도전부의 두께의 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다.
도전성 입자 100체적% 중, 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 5체적% 이상, 보다 바람직하게는 10체적% 이상이고, 바람직하게는 70체적% 이하, 보다 바람직하게는 50체적% 이하이다. 상기 도전성 금속의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 도전성 금속의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 도전성 금속의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 도전성 입자의 압축 특성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는, 도전성 입자 100체적% 중에 있어서의 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 5체적% 이상, 보다 바람직하게는 10체적% 이상이고, 바람직하게는 50체적% 이하, 보다 바람직하게는 40체적% 이하이다. 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮추는 관점에서는, 도전성 입자 100체적% 중에 있어서의 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 10체적% 이상, 보다 바람직하게는 20체적% 이상이고, 바람직하게는 50체적% 이하, 보다 바람직하게는 40체적% 이하이다. 도전성 입자 100체적% 중, 상기 도전성 금속의 함유량은, 10체적% 이상 40체적% 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 도전성 금속의 함유량이, 10체적% 이상 40체적% 이하의 범위 내이면, 도전성 입자의 압축 특성을 양호하게 하는 것과, 전극간의 접속 저항을 낮추는 것과의 양쪽을 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있다. 또한, 상기 도전성 금속의 함유량은, 상기 도전부를 구성하는 금속과 기재 입자의 내부에 함유된 상기 도전성 금속과의 합계의 함유량을 의미한다. 기재 입자의 내부에 도전성 금속이 함유되어 있는지의 여부는, 후술하는 제1 비율 및 제2 비율에 의해 판단하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 금속의 함유량은, 이하와 같이 해서 산출할 수 있다.
도전성 금속의 함유량(체적%)=D×M/Dmetal×100
D: 도전성 입자의 비중
M: 도전성 입자의 금속화율
Dmetal: 도전성 금속의 비중
또한, 도전성 입자의 금속화율은 ICP 발광 분석 등을 사용해서 산출할 수 있고, 도전성 입자의 비중은 진비중계 등을 사용하여 측정할 수 있다. 또한, 도전성 금속의 비중은 금속 고유의 값을 사용해서 산출할 수 있다. 또한, 도전성 입자의 금속화율이란, 도전성 입자 1g에 포함되는 도전성 금속의 함유량(g)을 비로 나타낸 것, 즉, 도전성 입자 1g에 포함되는 도전성 금속의 함유량(g)/도전성 입자 1g을 가리킨다.
상기 도전성 입자 100체적% 중, 상기 기재 입자에 포함되는 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 0.1체적% 이상, 보다 바람직하게는 1체적% 이상이고, 바람직하게는 30체적% 이하, 보다 바람직하게는 20체적% 이하이다. 상기 도전성 금속의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 도전성 금속의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
도전성 입자의 압축 특성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는, 상기 도전성 입자 100체적% 중, 상기 도전부에 포함되는 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 0.1체적% 이상, 보다 바람직하게는 1체적% 이상이고, 바람직하게는 30체적% 이하, 보다 바람직하게는 20체적% 이하이다. 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 도전성 입자 100체적% 중, 상기 도전부에 포함되는 상기 도전성 금속의 함유량은, 바람직하게는 0.1체적% 이상, 보다 바람직하게는 1체적% 이상이고, 바람직하게는 30체적% 이하, 보다 바람직하게는 20체적% 이하이다.
(코어 물질)
상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는, 도전성의 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 돌기는, 복수인 것이 바람직하다. 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 도전부의 표면에 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극간에 도전성 입자를 배치해서 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막을 효과적으로 배제할 수 있다. 이 때문에, 전극과 도전부가 한층 더 확실하게 접촉하고, 전극간의 접속 저항이 한층 더 낮아진다. 또한, 도전성 입자가 절연성 물질을 구비하는 경우에, 또는 도전성 입자가 결합제 수지에 분산되어 도전 재료로서 사용되는 경우에, 도전성 입자의 돌기에 의해, 도전성 입자와 전극 사이의 절연성 물질 또는 결합제 수지를 한층 더 효과적으로 배제할 수 있다. 이 때문에, 전극간의 접속 저항을 한층 더 낮출 수 있다.
상기 코어 물질이 금속에 의해 형성되어 있고, 또한 상기 코어 물질이 상기 도전부 내에 존재하는 경우에, 상기 코어 물질은, 상기 도전부의 일부라 간주한다.
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, 추가로 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 돌기를 형성하기 위해서, 상기 코어 물질을 사용하지 않아도 된다.
상기 돌기를 형성하는 다른 방법으로서는, 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 도중 단계에서, 코어 물질을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 돌기를 형성하기 위해서, 상기 코어 물질을 사용하지 않고, 기재 입자에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성한 후, 도전부의 표면 상에 돌기 상에 도금을 석출시켜서, 또한 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 사용해도 된다.
기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법으로서는, 기재 입자의 분산액 중에, 코어 물질을 첨가하고, 기재 입자의 표면에 코어 물질을, 반데르발스힘에 의해 집적시켜서, 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 집적시켜서, 부착시키는 방법인 것이 바람직하다.
상기 코어 물질을 구성하는 물질로서는, 도전성 물질 및 비도전성 물질을 들 수 있다. 상기 도전성 물질로서는, 금속, 금속의 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. 산화 피막을 한층 더 효과적으로 배제하는 관점에서는, 상기 코어 물질은 딱딱한 편이 바람직하다. 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 코어 물질은, 금속인 것이 바람직하다.
상기 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 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 금속에서 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 금속은, 니켈, 구리, 은 또는 금인 것이 바람직하다. 상기 금속은, 상기 도전부(도전층)를 구성하는 금속과 동일해도 되고, 상이해도 된다.
상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 괴상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집한 응집 덩어리 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다.
상기 코어 물질의 입자경은, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 코어 물질의 입자경이 상기 하한 이상 및 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다.
상기 코어 물질의 입자경은, 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 보다 바람직하다. 코어 물질의 입자경은, 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 코어 물질의 입자경 평균값을 산출하는 것이나, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에서는, 1개당 코어 물질의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에 있어서, 임의의 50개의 코어 물질의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당 코어 물질의 입자경은, 구상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 코어 물질의 평균 입자경은, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 산출하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 입자 1개당 상기 돌기의 수는, 바람직하게는 3개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이다. 상기 돌기의 수 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 돌기의 수 상한은 도전성 입자의 입자경 등을 고려해서 적절히 선택할 수 있다. 상기 돌기의 수가, 상기 하한 이상이면 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다.
상기 돌기의 수는, 임의의 도전성 입자를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰해서 산출할 수 있다. 상기 돌기의 수는, 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 도전성 입자에 있어서의 돌기의 수 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다.
상기 돌기의 높이는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상이고, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 돌기의 높이가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다.
상기 돌기의 높이는, 임의의 도전성 입자에 있어서의 돌기를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰해서 산출할 수 있다. 상기 돌기의 높이는, 도전성 입자 1개당 모든 돌기의 높이 평균값을 1개의 도전성 입자의 돌기 높이로서 산출하는 것이 바람직하다. 상기 돌기의 높이는, 임의의 도전성 입자 50개에 대해서, 각 도전성 입자의 돌기 높이 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다.
(절연성 물질)
상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 상기 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극간의 단락을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때, 복수의 전극간에 절연성 물질이 존재하므로, 상하의 전극간이 아니고 가로 방향으로 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극간의 접속 시에, 2개의 전극에서 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 또한, 도전부의 외표면에 돌기를 갖는 도전성 입자인 경우에는, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 한층 더 용이하게 배제할 수 있다.
전극간의 압착 시에 상기 절연성 물질을 한층 더 용이하게 배제할 수 있는 점으로부터, 상기 절연성 물질은, 절연성 입자인 것이 바람직하다.
상기 절연성 물질의 재료로서는, 상술한 유기 재료, 상술한 무기 재료,및 상술한 기재 입자의 재료로서 예로 든 무기물 등을 들 수 있다. 상기 절연성 물질의 재료는, 상술한 유기 재료인 것이 바람직하다.
상기 절연성 물질의 다른 재료로서는, 폴리올레핀 화합물, (메트)아크릴레이트 중합체, (메트)아크릴레이트 공중합체, 블록 폴리머, 열가소성 수지, 열가소성 수지의 가교물, 열경화성 수지 및 수용성 수지 등을 들 수 있다. 상기 절연성 물질의 재료는, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
상기 폴리올레핀 화합물로서는, 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트 중합체로서는, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리도데실(메트)아크릴레이트 및 폴리스테아릴(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 블록 폴리머로서는, 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, SB형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 및 SBS형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 및 이들 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 열가소성 수지의 가교물로서는, 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 알콕시화 트리메틸올프로판메타크릴레이트나 알콕시화 펜타에리트리톨메타크릴레이트 등의 도입을 들 수 있다. 상기 수용성 수지로서는, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥시드 및 메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 또한, 중합도의 조정에, 연쇄 이동제를 사용해도 된다. 연쇄 이동제로서는, 티올이나 사염화탄소 등을 들 수 있다.
상기 도전부의 표면 상에 상기 절연성 물질을 배치하는 방법으로서는, 화학적 방법 및 물리적 혹은 기계적 방법 등을 들 수 있다. 상기 화학적 방법으로서는, 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. 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 절연 신뢰성 및 도통 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 도전부의 표면 상에 상기 절연성 물질을 배치하는 방법은, 물리적 방법인 것이 바람직하다.
상기 도전부의 외표면 및 상기 절연성 물질의 외표면은 각각, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 피복되어 있어도 된다. 상기 도전부의 외표면과 상기 절연성 물질의 외표면이란, 직접 화학 결합하지 않고 있어도 되고, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 간접적으로 화학 결합하고 있어도 된다. 상기 도전부의 외표면에 카르복실기를 도입한 후, 해당 카르복실기가 폴리에틸렌이민 등의 고분자 전해질을 개재해서 절연성 물질의 외표면 관능기와 화학 결합하고 있어도 상관없다.
상기 절연성 물질이 절연성 입자인 경우, 상기 절연성 입자의 입자경은, 도전성 입자의 입자경 및 도전성 입자의 용도 등에 의해 적절히 선택할 수 있다. 상기 절연성 입자의 입자경은, 바람직하게는 10㎚ 이상, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 300㎚ 이상, 특히 바람직하게는 500㎚ 이상이고, 바람직하게는 4000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 2000㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 1500㎚ 이하, 특히 바람직하게는 1000㎚ 이하이다. 절연성 입자의 입자경이 상기 하한 이상이면 도전성 입자가 결합제 수지 중에 분산되었을 때, 복수의 도전성 입자에 있어서의 도전부끼리가 접촉하기 어려워진다. 절연성 입자의 입자경이 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 시에, 전극과 도전성 입자와의 사이의 절연성 입자를 배제하기 위해서, 압력을 지나치게 높게 할 필요가 없어지고, 고온으로 가열할 필요도 없어진다.
상기 절연성 입자의 입자경은, 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 바람직하다. 절연성 입자의 입자경은, 임의의 절연성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 각 절연성 입자의 입자경 평균값을 산출하는 것이나, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에서는, 1개당 절연성 입자의 입자경은, 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경으로의 관찰에 있어서, 임의의 50개의 절연성 입자의 원 상당 직경에서의 평균 입자경은, 구상당 직경에서의 평균 입자경과 거의 동등해진다. 입도 분포 측정 장치에서는, 1개당 절연성 입자의 입자경은, 구상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 상기 절연성 입자의 평균 입자경은, 입도 분포 측정 장치를 사용해서 산출하는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자에 있어서, 상기 절연성 입자의 입자경을 측정하는 경우에는, 예를 들어 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
도전성 입자를 함유량이 30중량%가 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시키고, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작한다. 그 검사용 매립 수지 중이 분산한 도전성 입자의 중심 부근을 통하게 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)를 사용하여, 도전성 입자의 단면을 잘라낸다. 그리고, 전계 방사형 주사형 전자 현미경(FE-SEM)을 사용하여, 화상 배율 5만배로 설정하고, 50개의 도전성 입자를 무작위로 선택하고, 각 도전성 입자의 절연성 입자를 관찰한다. 각 도전성 입자에 있어서의 절연성 입자의 입자경을 계측하고, 그들을 산술 평균하여 절연성 입자의 입자경으로 한다.
상기 도전성 입자의 입자경, 상기 절연성 입자의 입자경에 대한 비(도전성 입자의 입자경/절연성 입자의 입자경)는, 바람직하게는 4 이상, 보다 바람직하게는 8 이상이고, 바람직하게는 200 이하, 보다 바람직하게는 100 이하이다. 상기 비(도전성 입자의 입자경/절연성 입자의 입자경)이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 절연 신뢰성 및 도통 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
(도전 재료)
본 발명에 관한 도전 재료는, 상술한 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다. 상기 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, 전극간의 전기적인 접속에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 회로 접속용 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료에서는, 상술한 도전성 입자가 사용되고 있으므로, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 도전 재료에서는, 상술한 도전성 입자가 사용되고 있으므로, 전극간의 절연 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.
상기 도전 재료는, 복수의 상기 도전성 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 기재 입자의 외표면부터 중심을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R1이라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R1에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율(이하, 제1 비율이라고 기재하는 경우가 있다)은, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상이다. 상기 제1 비율의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 제1 비율은 100% 이하여도 된다. 상기 제1 비율이, 상기 하한 이상이면 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 제1 비율이, 상기 하한 이상이면 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 제1 비율이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 제1 비율이 0%을 초과하고 있으면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속이 함유되어 있다고 판단할 수 있다. 상기 영역 R1은, 도 4에 있어서, 기재 입자(2)의 파선 L1보다 외측의 영역이다. 상기 영역 R1은, 상기 기재 입자의 외표면 부분이다. 상기 영역 R1은, 상기 기재 입자의 중심 부분과는 상이한 영역이다.
상기 기재 입자의 중심부터 외표면을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R2라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R2에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율(이하, 제2 비율이라고 기재하는 경우가 있다)은, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 10% 이상이다. 상기 제2 비율의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 제2 비율은 100% 이하여도 된다. 상기 제2 비율이, 상기 하한 이상이면 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 제2 비율이, 상기 하한 이상이면 전극간의 절연 신뢰를 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 제2 비율이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 도전성 입자에 있어서의 도전부의 박리의 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 제2 비율이 0%을 초과하고 있으면, 기재 입자의 내부에 도전성 금속이 함유되어 있다고 판단할 수 있다. 상기 영역 R2는, 도 4에 있어서, 기재 입자(2)의 파선 L1보다 내측의 영역이다. 상기 영역 R2는, 상기 기재 입자의 중심 부분이다. 상기 영역 R2는, 상기 기재 입자의 외표면 부분과는 상이한 영역이다.
상기 제1 비율 및 상기 제2 비율은, 이하와 같이 해서 산출할 수 있다.
도전 재료로부터 여과 등에 의해 도전성 입자를 회수한다. 회수한 도전성 입자의 함유량이 30중량%가 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시키고, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작한다. 검사용 매립 수지 중에 분산한 도전성 입자의 중심 부근을 통하게 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)를 사용하여, 1개의 도전성 입자의 단면을 잘라낸다. 그리고, 전계 방사형 투과 전자 현미경(니혼덴시사제 「JEM-2010FEF」)을 사용하여, 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)에 의해, 기재 입자의 단면에 있어서의 도전성 금속의 유무를 측정함으로써, 기재 입자의 입자경 방향에 있어서의 도전성 금속의 분포 결과가 얻어진다. 상기 제1 비율 및 상기 제2 비율은, 임의로 선택된 20개의 도전성 입자에 있어서의 도전성 금속의 분포 결과로부터 산출할 수 있다.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서, 공지된 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, 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, 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 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, 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, 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
상기 도전 재료는, 상기 도전성 입자 및 상기 결합제 수지 외에, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 이하의 방법 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 첨가한 후, 플라네터리 믹서 등으로 혼련해서 분산시키는 방법. 상기 도전성 입자를 물 또는 유기 용제중에 호모지나이저 등을 사용해서 균일하게 분산시킨 후, 상기 결합제 수지 중에 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련해서 분산시키는 방법. 상기 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 상기 도전성 입자를 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련해서 분산시키는 방법.
상기 도전 재료의 25℃에서 점도(η25)는, 바람직하게는 30Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 50Pa·s 이상이고, 바람직하게는 400Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 300Pa·s이하다. 상기 도전 재료의 25℃에서 점도가, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 절연 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 전극간의 도통 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다. 상기 점도(η25)는, 배합 성분의 종류 및 배합량에 따라 적절히 조정할 수 있다.
상기 점도(η25)는, 예를 들어 E형 점도계(도끼 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, 전극간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되고, 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다.
상기 도전 재료 100중량% 중, 상기 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 도전성 입자의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다. 상기 도전성 입자의 함유량이, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 한층 더 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 도전성 입자이거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이다. 본 발명에 관한 접속 구조체에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 접속 구조체는, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재 사이에, 상기 도전성 입자 또는 상기 도전 재료를 배치하는 공정과, 열 압착함으로써 도전 접속하는 공정을 거쳐서, 얻을 수 있다. 상기 도전성 입자가 상기 절연성 물질을 갖는 경우에는, 상기 열압착 시에, 상기 절연성 물질이 상기 도전성 입자로부터 탈리하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 입자가 단독으로 사용된 경우에는, 접속부 자체가 도전성 입자이다. 즉, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재가 상기 도전성 입자에 의해 접속된다. 상기 접속 구조체를 얻기 위해서 사용되는 상기 도전 재료는, 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.
도 5에, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 정면 단면도로 나타낸다.
도 5에 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 도전성 입자(1)을 포함하는 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다. 또한, 도 5에서는, 도전성 입자(1)는, 도시의 편의상, 약도적으로 나타내져 있다. 도전성 입자(1) 대신에, 도전성 입자(11, 21) 등의 다른 도전성 입자를 사용해도 된다.
제1 접속 대상 부재(52)는 표면(상면)에, 복수의 제1 전극(52a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)은 표면(하면)에, 복수의 제2 전극(53a)을 갖는다. 제1 전극(52a)과 제2 전극(53a)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 방법 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 가열 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, 전극간의 도통 신뢰성 및 절연 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 상기 도전성 입자가 상기 절연성 입자를 갖는 경우에는, 도전 접속 시에 도전성 입자의 표면으로부터 절연성 입자가 용이하게 탈리할 수 있다.
상기 도전성 입자가 상기 절연성 입자를 갖는 경우에는, 상기 적층체를 가열 및 가압 할 때 상기 도전성 입자와, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 존재하고 있는 상기 절연성 입자를 배제할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 및 가압 시에는, 상기 도전성 입자와, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 존재하고 있는 상기 절연성 입자가, 상기 도전성 입자의 표면으로부터 용이하게 탈리한다. 또한, 상기 가열 및 가압 시에는, 상기 도전성 입자의 표면으로부터 일부의 상기 절연성 입자가 탈리하고, 상기 도전부의 표면이 부분적으로 노출하는 경우가 있다. 상기 도전부의 표면이 노출한 부분이, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접촉함으로써, 상기 도전성 입자를 개재해서 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 접속 구조체에서는, 상술한 도전성 입자가 사용되고 있으므로, 상기 가열 및 가압 시에는, 도전성 입자가 압축됨으로써, 도전성 입자의 표면(도전부)에 도통 경로가 형성될뿐만 아니라, 도전성 입자의 내부 도전성 금속이 서로 접촉함으로써 도통 경로가 형성된다. 결과로서, 도전부의 두께가 비교적 얇은 경우에도, 상하 방향의 전극간의 접속 저항을 충분히 낮출 수 있다. 또한, 도전부의 두께가 비교적 얇으므로, 도전성 입자끼리의 응집의 발생을 억제할 수 있고, 접속되면 안되는 가로 방향으로 인접하는 전극간의 절연 신뢰성을 효과적으로 높일 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 전극이여도 되고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극이여도 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) 기재 입자의 제작
종 입자로서 평균 입자경 0.5㎛의 폴리스티렌 입자를 준비했다. 상기 폴리스티렌 입자 3.9중량부와, 이온 교환수 500중량부와, 5중량% 폴리비닐알코올 수용액 120중량부를 혼합하고, 혼합액을 조제했다. 상기 혼합액을 초음파에 의해 분산시킨 후, 세퍼러블 플라스크에 넣고, 균일하게 교반했다.
이어서, 디비닐벤젠(모노머 성분) 150중량부와, 2,2'-아조비스(이소부티르산메틸)(와코 쥰야꾸 고교사제 「V-601」) 2중량부와, 과산화 벤조일(니치유사제 「나이퍼 BW」) 2중량부를 혼합했다. 또한, 라우릴 황산 트리에탄올아민 9중량부와, 톨루엔(용매)50중량부와, 이온 교환수 1100중량부를 첨가하고, 유화액을 조제했다.
세퍼러블 플라스크 중의 상기 혼합액에, 상기 유화액을 수회로 나누어서 첨가하고, 12시간 교반하고, 종 입자에 모노머를 흡수시켜서, 모노머가 팽윤한 종 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다.
그 후, 5중량% 폴리비닐알코올 수용액 490중량부를 첨가하고, 가열을 개시해서 85℃에 9시간 반응시켜서, 입자경 2.0㎛의 기재 입자를 얻었다.
(2) 도전성 입자의 제작
얻어진 기재 입자를 세정하고, 건조한 후, 팔라듐 촉매액을 5중량% 포함하는 알칼리 용액 1000중량부에, 기재 입자 10중량부를, 초음파 분산기를 사용해서 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써, 기재 입자를 취출했다. 이어서, 기재 입자를 디메틸아민보란 1중량% 용액 100중량부에 첨가하고, 기재 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 기재 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 첨가하고, 분산시킴으로써, 분산액을 얻었다. 이어서, 니켈 입자 슬러리(평균 입자경 100㎚) 1g을 3분간에 걸쳐 상기 분산액에 첨가하고, 코어 물질이 부착된 기재 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다.
또한, 황산 니켈 0.35mol/L, 디메틸아민보란 1.38mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L을 포함하는 니켈 도금액(pH8.5)을 준비했다.
얻어진 현탁액을 60℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액 300중량부를 현탁액에 서서히 적하하고, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 기재 입자의 표면에 니켈-보론 도전층이 형성되고, 도전부를 표면에 갖는 도전성 입자를 얻었다.
(3) 도전 재료(이방성 도전 페이스트)의 제작
얻어진 도전성 입자 7중량부와, 비스페놀 A형 페녹시 수지 25중량부와, 플루오렌형 에폭시 수지 4중량부와, 페놀노볼락형 에폭시 수지 30중량부와, SI-60L(산신 가가쿠 고교사제)을 배합하고, 3분간 탈포 및 교반함으로써, 도전 재료(이방성 도전 페이스트)를 얻었다.
(4) 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㎛가 되도록 도공하고, 이방성 도전 페이스트층을 형성했다. 이어서, 이방성 도전 페이스트층 위에 상기 반도체 칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층했다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 100℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체 칩의 상면에 가압 가열 헤드를 얹고, 85㎫의 압력을 가해서 이방성 도전 페이스트층을 100℃로 경화시켜서, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 2)
기재 입자의 제작 시에, 용매의 배합량을 10중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 3)
기재 입자의 제작 시에, 용매의 배합량을 70중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 4)
도전성 입자의 제작 시에, 기재 입자의 배합량을 5중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 5)
도전성 입자의 제작 시에, 기재 입자의 배합량을 2.5중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 6)
실시예 1에서 얻어진 도전성 입자를 준비했다. 또한, 10g/L에틸렌디아민4아세트산나트륨과 10g/L시트르산나트륨을 포함하는 용액 500g에, 시안화 금 칼륨5g을 첨가해서 금 도금액을 준비했다. 실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10중량부를, 금 도금액 500중량부에 넣고, 70℃에서 30분간 침지시켜서, 무전해 금 도금을 행하였다. 그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 기재 입자의 표면에 니켈-보론-금 도전층이 형성되고, 도전부를 표면에 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 7)
실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10중량부를, 증류수 200중량부에 첨가하고, 분산시킴으로써, 현탁액을 얻었다. 또한, 10g/L에틸렌디아민, 3.0g/L황산팔라듐, 5.0g/L포름산나트륨을 포함하는 팔라듐 도금액을 준비했다. 상기 현탁액을 70℃로 가열한 후, 상기 팔라듐 도금액 700중량부를 10분간으로 적하함으로써, 무전해 팔라듐 도금을 행하였다. 그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 기재 입자의 표면에 니켈-보론-팔라듐 도전층이 형성되고, 도전부를 표면에 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 8)
실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10중량부를, 증류수 200중량부에 첨가하고, 분산시킴으로써, 현탁액을 얻었다. 또한, 10g/L 시안화은 칼륨, 80g/L 시안화칼륨, 5g/L 에틸렌디아민4아세트산 및 20g/L 수산화나트륨을 포함하는 혼합액을, 수산화나트륨으로 pH6으로 조정한 은 도금액을 준비했다. 상기 현탁액을 50℃로 가열한 후, 상기 은 도금액 700중량부를 30분간으로 적하함으로써, 무전해 은 도금을 행하였다. 그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 기재 입자의 표면에 니켈-보론-은 도전층이 형성되고, 도전부를 표면에 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 9)
기재 입자의 제작 시에, 종 입자경을 변경함으로써, 입자경 1.0㎛의 기재 입자를 얻었다. 얻어진 기재 입자를 사용한 것, 및 얻어진 기재 입자의 투입량을 5중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 10)
기재 입자의 제작 시에, 종 입자경을 변경함으로써, 입자경 2.5㎛의 기재 입자를 얻었다. 얻어진 기재 입자를 사용한 것, 및 얻어진 기재 입자의 투입량을 12.5중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 11)
기재 입자의 제작 시에, 종 입자경을 변경함으로써, 입자경 3.0㎛의 기재 입자를 얻었다. 얻어진 기재 입자를 사용한 것, 및 얻어진 기재 입자의 투입량을 15중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 12)
기재 입자의 제작 시에, 종 입자경을 변경함으로써, 입자경 5.0㎛의 기재 입자를 얻었다. 얻어진 기재 입자를 사용한 것, 및 얻어진 기재 입자의 투입량을 25중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 13)
기재 입자의 제작 시에, 종 입자경을 변경함으로써, 입자경 10.0㎛의 기재 입자를 얻었다. 얻어진 기재 입자를 사용한 것, 및 얻어진 기재 입자의 투입량을 50중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 14)
(1) 절연성 입자의 제작
4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 삼방 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 설치한 1000mL 세퍼러블 플라스크에, 하기의 모노머 조성물을 넣은 후, 하기 모노머 조성물의 고형분이 10중량%가 되도록 증류수를 넣고, 200rpm으로 교반하고, 질소 분위기 하 60℃에 24시간 중합을 행하였다. 상기 모노머 조성물은, 메타크릴산메틸 360mmol, 메타크릴산글리시딜 45mmol, 파라스티릴디에틸포스핀 20mmol, 디메타크릴산에틸렌글리콜 13mmol, 폴리비닐피롤리돈 0.5mmol 및 2,2'-아조비스{2-[N-(2-카르복시에틸)아미디노]프로판} 1mmol을 포함한다. 반응 종료 후, 동결 건조하고, 파라스티릴디에틸포스핀에서 유래하는 인 원자를 표면에 갖는 절연성 입자(입자경 360㎚)을 얻었다.
(2) 절연성 입자를 갖는 도전성 입자의 제작
상기 (1)에서 얻어진 절연성 입자를 초음파 조사 하에서 증류수에 분산시키고, 절연성 입자에 10중량% 수분산액을 얻었다. 실시예 1에서 얻어진 도전성 입자 10g을 증류수 500mL에 분산시키고, 절연성 입자에 10중량% 수분산액 1g을 첨가하고, 실온에서 8시간 교반했다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 또한 메탄올로 세정, 건조하고, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 15)
도전성 입자의 제작 시에, 니켈 입자 슬러리(평균 입자경 100㎚)를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 16)
도전성 입자의 제작 시에, 촉매액량을 200중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 17)
도전성 입자의 제작 시에, 촉매액량을 500중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 18)
실시예 15에서 얻어진 도전성 입자를 준비했다. 실시예 15에서 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 14와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 1)
기재 입자의 제작 시에, 용매를 톨루엔으로부터 에탄올로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 2)
도전성 입자의 제작 시에, 기재 입자의 배합량을 5중량부로 한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 3)
비교예 2에서 얻어진 도전성 입자를 준비했다. 비교예 2에서 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 14와 마찬가지로 하여, 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 절연성 입자를 갖는 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 4)
도전성 입자의 제작 시에, 기재 입자의 배합량을 20중량부로 한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.
(평가)
(1) 기재 입자 및 도전성 입자의 입자경
얻어진 기재 입자 및 도전성 입자에 대해서, 입도 분포 측정 장치(베크만 콜터사제 「Multisizer4」)를 사용하여, 기재 입자 및 도전성 입자의 입자경을 산출했다. 구체적으로는, 약 100000개의 기재 입자 또는 도전성 입자의 입자경을 측정하고, 평균값을 산출함으로써 구했다.
(2) 기재 입자의 BET 비표면적
얻어진 기재 입자에 대해서, 콴타크롬·인스트루먼츠사제 「NOVA4200e」를 사용하여, 질소의 흡착 등온선을 측정했다. 측정 결과로부터, BET법에 준거하여, 기재 입자의 비표면적을 산출했다.
(3) 기재 입자의 전체 세공 용적
얻어진 기재 입자에 대해서, 콴타크롬·인스트루먼츠 「NOVA4200e」를 사용하여, 질소의 흡착 등온선을 측정했다. 측정 결과로부터, BJH법에 준거하여, 기재 입자의 전체 세공 용적을 산출했다.
(4) 기재 입자의 평균 세공 직경
얻어진 기재 입자에 대해서, 콴타크롬·인스트루먼츠 「NOVA4200e」를 사용하여, 질소의 흡착 등온선을 측정했다. 측정 결과로부터, BJH법에 준거하여, 기재 입자의 전체 세공 용적을 산출했다.
(5) 기재 입자의 공극률
얻어진 기재 입자에 대해서, 콴타크롬·인스트루먼츠사제의 수은 포로시미터 「포어마스터 60」을 사용하여, 수은 압입법에 의해 인가한 압력에 대하여 수은의 적산 침입량을 측정했다. 측정 결과로부터, 기재 입자의 공극률을 산출했다.
(6) 도전성 입자 100체적% 중의 도전성 금속의 함유량
얻어진 도전성 입자에 대해서, 도전성 입자 100체적% 중의 도전성 금속의 함유량을 이하와 같이 해서 산출했다.
도전성 입자 100체적% 중의 도전성 금속의 함유량(체적%)=D×M/Dmetal×100
D: 도전성 입자의 비중
M: 도전성 입자의 금속화율
Dmetal: 도전성 금속의 비중
또한, 도전성 입자의 금속화율은, ICP 발광 분석 장치(호리바 세이사꾸쇼사제 「ICP-AES」)를 사용해서 산출했다. 도전성 입자의 비중은, 진비중계(시마즈 세이사쿠쇼사제 「아큐픽」)를 사용하여 측정했다. 또한, 도전성 금속의 비중은 금속 고유의 값을 사용해서 산출했다.
(7) 도전성 입자 100체적% 중의 기재 입자에 포함되는 도전성 금속의 함유량 및 도전성 입자 100체적% 중의 도전부에 포함되는 도전성 금속의 함유량
얻어진 도전성 입자에 대해서, 도전성 입자 100체적% 중의 도전부에 포함되는 도전성 금속의 함유량을 이하와 같이 해서 산출했다.
도전성 입자 100체적% 중의 도전부에 포함되는 도전성 금속의 함유량(체적%)=D×M1/Dmetal×100
M1: 도전부의 금속화율
Dmetal: 도전성 금속의 비중
또한, 도전부의 금속화율 M1이란, 도전성 입자 1g에 포함되는 도전부중의 도전성 금속의 함유량(g)을 비로 나타낸 것, 즉, 도전성 입자 1g에 포함되는 도전부중의 도전성 금속의 함유량(g)/도전성 입자 1g을 가리킨다.
또한, 도전부의 금속화율 M1은 이하에 2개의 관계식을 사용해서 산출했다.
A=[(r＋t)3-r3]d1/r3d2 (1)
A=M1/(1-M1) (2)
r: 기재 입자의 반경
t: 도전부의 두께
d1: 도전성 금속의 비중
d2: 기재 입자의 비중
M1: 도전부의 금속화율
이어서, 얻어진 도전성 입자에 대해서, 도전성 입자 100체적% 중의 기재 입자에 포함되는 도전성 금속의 함유량을 이하와 같이 해서 산출했다.
도전성 입자 100체적% 중의 기재 입자에 포함되는 도전성 금속의 함유량(체적%)=도전성 입자 100체적% 중의 도전성 금속의 함유량(체적%)-도전성 입자 100체적% 중의 도전부에 포함되는 도전성 금속의 함유량(체적%)=D×M/Dmetal×100-D×M1/Dmetal×100=D×(M-M1)/Dmetal×100
D: 도전성 입자의 비중
M: 도전성 입자의 금속화율
M1: 도전부의 금속화율
Dmetal: 도전성 금속의 비중
(8) 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율(제1 비율 및 제2 비율)
얻어진 도전 재료를 사용하여, 상기 기재 입자의 외표면부터 중심을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R1이라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R1에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율(제1 비율)을, 이하와 같이 해서 산출했다. 또한, 얻어진 도전 재료를 사용하여, 상기 기재 입자의 중심부터 외표면을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R2라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R2에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율(제2 비율)을, 이하와 같이 해서 산출했다.
얻어진 도전 재료를 여과함으로써 도전성 입자를 회수했다. 회수한 도전성 입자의 함유량이 30중량%가 되도록, Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시키고, 도전성 입자 검사용 매립 수지를 제작했다. 검사용 매립 수지 중에 분산한 도전성 입자의 중심 부근을 통하게 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)을 사용하여, 1개의 도전성 입자의 단면을 잘라냈다. 그리고, 전계 방사형 투과 전자 현미경(니혼덴시사제 「JEM-2010FEF」)을 사용하여, 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)에 의해, 기재 입자의 단면에 있어서의 도전성 금속의 유무를 측정함으로써, 기재 입자의 입자경 방향에 있어서의 도전성 금속의 분포 결과를 얻었다. 상기 제1 비율 및 상기 제2 비율은, 임의로 선택된 20개의 도전성 입자에 있어서의 도전성 금속의 분포 결과로부터 산출했다.
(9) 도전성 입자의 압축 탄성률
얻어진 도전성 입자에 대해서, 상기 압축 탄성률(10% K값 및 30% K값)을, 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사제 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정했다. 측정 결과로부터, 10% K값 및 30% K값을 산출했다.
(10) 도전성 입자의 응집
얻어진 도전 재료를 관찰하고, 도전성 입자의 응집이 발생하고 있는지의 여부를 확인했다. 도전성 입자의 응집을 하기의 조건에서 판정했다.
[도전성 입자의 응집 판정 기준]
○: 도전성 입자의 응집이 발생하지 않았다
△: 도전성 입자의 응집이 약간 발생하고 있다
×: 도전성 입자의 응집이 발생하고 있다
(11) 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성
얻어진 도전성 입자 1.0g과 직경 1㎜의 지르코니아 비즈 50g을 100mL의 마요네즈병에 넣었다. 또한, 마요네즈병에 톨루엔 10mL를 첨가했다. 교반기(쓰리원 모터)를 사용하여, 마요네즈병 안을 300rpm으로 10분간 교반했다. 교반 후, 도전성 입자와 지르코니아 비즈를 분별하고, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용해서 도전성 입자를 관찰하고, 도전성 입자에 있어서의 도전부에 박리가 발생하고 있는지의 여부를 확인했다. 도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성을 하기의 조건에서 판정했다.
[도전성 입자에 있어서의 도전부의 밀착성의 판정 기준]
○: 도전성 입자에 있어서의 도전부에 박리가 발생하지 않았다
×: 도전성 입자에 있어서의 도전부에 박리가 발생하고 있다
(12) 접속 저항(상하의 전극간)
얻어진 20개의 접속 구조체의 상하 전극간의 접속 저항을 각각, 4단자법에 의해 측정했다. 접속 저항의 평균값을 산출했다. 또한, 전압=전류×저항의 관계로부터, 일정한 전류를 흘렸을 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 접속 저항을 하기의 기준으로 판정했다.
[접속 저항의 판정 기준]
○○○: 접속 저항의 평균값이 1.5Ω 이하
○○: 접속 저항의 평균값이 1.5Ω을 초과하고 2.0Ω 이하
○: 접속 저항의 평균값이 2.0Ω을 초과하고 5.0Ω 이하
△: 접속 저항의 평균값이 5.0Ω을 초과하고 10Ω 이하
×: 접속 저항의 평균값이 10Ω을 초과한다
(13) 절연 신뢰성(가로 방향으로 인접하는 전극간)
상기 (12) 접속 신뢰성의 평가에서 얻어진 20개의 접속 구조체에 있어서, 인접하는 전극간의 누설의 유무를, 테스터에서 저항값을 측정함으로써 평가했다. 절연 신뢰성을 하기의 기준으로 평가했다.
[절연 신뢰성의 판정 기준]
○○○: 저항값이 108Ω 이상의 접속 구조체의 개수가 20개
○○: 저항값이 108Ω 이상의 접속 구조체의 개수가 18개 이상 20개 미만
○: 저항값이 108Ω 이상의 접속 구조체의 개수가 15개 이상 18개 미만
△: 저항값이 108Ω 이상의 접속 구조체의 개수가 10개 이상 15개 미만
×: 저항값이 108Ω 이상의 접속 구조체의 개수가 10개 미만
결과를 하기의 표 1 내지 4에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
1 : 도전성 입자
2 : 기재 입자
3 : 도전부
11 : 도전성 입자
11a : 돌기
12 : 도전부
12a : 돌기
13 : 코어 물질
14 : 절연성 물질
21 : 도전성 입자
21a : 돌기
22 : 도전부
22a : 돌기
22A : 제1 도전부
22Aa : 돌기
22B : 제2 도전부
22Ba : 돌기
51 : 접속 구조체
52 : 제1 접속 대상 부재
52a : 제1 전극
53 : 제2 접속 대상 부재
53a : 제2 전극
54 : 접속부

Claims (15)

  1. 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고,
    상기 기재 입자가 상기 기재 입자의 내부에 도전성 금속을 함유하는, 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재 입자의 공극률이 10% 이상인, 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전성 금속이 니켈, 금, 팔라듐, 은, 또는 구리를 포함하는, 도전성 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부가 니켈, 금, 팔라듐, 은, 또는 구리를 포함하는, 도전성 입자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 10% K값이 100N/㎟ 이상 25000N/㎟ 이하인, 도전성 입자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 30% K값이 100N/㎟ 이상 15000N/㎟ 이하인, 도전성 입자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 10% K값의, 상기 도전성 입자의 30% K값에 대한 비가 1.5 이상 5 이하인, 도전성 입자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 입자경이 0.1㎛ 이상 1000㎛ 이하인, 도전성 입자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자 100체적% 중, 상기 기재 입자에 포함되는 상기 도전성 금속의 함유량이, 0.1체적% 이상 30체적% 이하인, 도전성 입자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부의 외표면에 돌기를 갖는, 도전성 입자.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하는, 도전성 입자.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 도전 재료.
  13. 제12항에 있어서, 복수의 상기 도전성 입자를 포함하고,
    상기 기재 입자의 외표면부터 중심을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R1이라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R1에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율이 50% 이상인, 도전 재료.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 복수의 상기 도전성 입자를 포함하고,
    상기 기재 입자의 중심부터 외표면을 향하여, 상기 기재 입자의 입자경의 1/2의 거리의 영역을 영역 R2라 했을 때, 상기 도전성 입자의 전체 개수 100% 중, 상기 기재 입자의 상기 영역 R2에 상기 도전성 금속이 존재하는 도전성 입자의 개수의 비율이, 5% 이상인, 도전 재료.
  15. 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 제11항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자이거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료이며,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
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