KR20210144695A - 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

Abstract

피착체에 균일하게 접촉시킬 수 있고, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있는 수지 입자를 제공한다. 본 발명에 관한 수지 입자는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰된다

Description

수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체

본 발명은 양호한 압축 특성을 갖는 수지 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 수지 입자를 사용한 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.

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

상기 이방성 도전 재료는 플렉시블 프린트 기판(FPC), 유리 기판, 유리 에폭시 기판 및 반도체 칩 등의 다양한 접속 대상 부재의 전극간을 전기적으로 접속하고, 접속 구조체를 얻기 위해서 사용되고 있다. 또한, 상기 도전성 입자로서, 기재 입자와, 해당 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다. 상기 기재 입자로서, 수지 입자가 사용되는 경우가 있다.

하기 특허문헌 1에서는, 도전성 입자의 표면에 존재하여, 해당 도전성 입자를 절연하기 위한 수지 입자가 개시되어 있다. 상기 수지 입자는, 탄소수 4 내지 18의 알킬기를 갖는 비가교성 (메트)아크릴산알킬에스테르 (A)와 중합성기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 가교성 단량체 (B)를 포함하는 중합성 성분을 공중합시킨 아크릴계 가교 중합체를 포함한다. 상기 수지 입자에서는, 상기 가교성 단량체 (B)의 함유량이 중합성 성분 중 7질량% 이상이다.

하기 특허문헌 2에서는, 열경화 수지 연질화 입자의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 제조 방법은 5㎚ 내지 70㎚의 평균 입자경을 갖는 콜로이달 실리카의 현탁 하에서 적어도 1종의 2관능성 모노머를 포함하는 모노머 화합물과 알데히드 화합물을 염기성 조건 하에서 반응시켜서, 물에 가용인 초기 축합물의 수용액을 생성시키는 단계와, 해당 수용액에 산 촉매를 첨가해서 구상의 열경화 수지 연질화 입자를 석출시키는 단계를 포함한다. 상기 제조 방법에서는, 상기 2 관능성 모노머가 6-치환 구아나민류 및 요소류에서 선택되는 모노머이다.

또한, 2개의 접속 대상 부재 등(피착체)을 접착하기 위해서, 여러가지 접착제가 사용되고 있다. 해당 접착제에 의해 형성되는 접착층의 두께를 균일하게 하고, 2개의 접속 대상 부재 등(피착체)의 간격(갭)을 제어하기 위해서, 접착제에 갭 재료(스페이서)가 배합되는 경우가 있다. 상기 갭 재료(스페이서)로서, 수지 입자가 사용되는 경우가 있다.

일본특허공개 제2012-124035호 공보 WO2012/067072 A1

근년, 도전성 입자를 포함하는 도전 재료나 접속 재료를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속할 때, 비교적 낮은 압력에서도 전극간을 전기적으로 확실하게 접속하고, 접속 저항을 낮출 것이 요망되고 있다. 예를 들어 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, FOG(Film on Glass) 공법에 있어서의 플렉시블 기판의 실장 시에는, 유리 기판 상에 이방성 도전 재료를 배치하고, 플렉시블 기판을 적층하고, 열압착이 행해지고 있다. 근년, 액정 패널의 프레임폭 협소화나 유리 기판의 박형화가 진행하고 있다. 이 경우에, 플렉시블 기판의 실장 시에 높은 압력 및 높은 온도에서 열압착을 행하면, 플렉시블 기판에 변형이 발생하고, 표시 불균일이 발생하는 경우가 있다. 따라서, FOG 공법에 있어서의 플렉시블 기판의 실장 시에는, 비교적 낮은 압력으로 열압착을 행하는 것이 바람직하다. 또한, FOG 공법 이외에도, 열압착 시의 압력이나 온도를 비교적 낮게 하는 것이 요구되는 경우가 있다.

종래의 수지 입자를 도전성 입자로서 사용하는 경우에는, 비교적 낮은 압력으로 전극간을 전기적으로 접속하면 접속 저항이 높아지는 경우가 있다. 이 원인으로서는, 도전성 입자가 전극(피착체)에 충분히 접촉하지 않는 것이나, 수지 입자와 해당 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부의 밀착성이 낮아, 도전부가 박리하는 것을 들 수 있다. 또한, 종래의 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속하는 접속부를 형성한 경우에, 해당 접속부에 낙하 등에 의한 충격이 가해지면, 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부의 박리 등에 의해 접속 저항이 높아지는 경우가 있다.

또한, 종래의 도전성 입자에서는 접속시의 압력뿐만 아니라, 전극(피착체)의 경도(재질)에 따라, 도전성 입자가 전극(피착체)에 충분히 접촉하지 않아, 접속 저항이 높아지는 경우가 있다. 또한, 전극(피착체) 표면에 흠집이 형성되어, 접속 저항이 높아지는 경우가 있다.

또한, 종래의 수지 입자를 갭 재료(스페이서)로서 사용하는 경우에는, 접속 대상 부재 등(피착체)을 흠집내는 경우가 있다. 또한, 종래의 수지 입자에서는 접속 대상 부재 등(피착체)에 충분히 접촉하지 않아, 충분한 갭 제어 효과를 얻지 못하는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 피착체에 균일하게 접촉시킬 수 있고, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있는 수지 입자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 수지 입자를 사용한 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰되는 수지 입자가 제공된다.

본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 발열 피크 중, 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 발열량이 2000mJ/㎎ 이상 25000mJ/㎎ 이하이다.

본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 2000mJ/㎎ 이상의 흡열량을 갖는 흡열 피크가 관찰되지 않는다.

본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 차의 절댓값이 180N/㎟ 이상이다.

본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 수지 입자는 스페이서에 사용되거나, 전자 부품용 접착제에 사용되거나, 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되거나, 또는 적층 조형용 재료에 사용된다.

본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 수지 입자는 스페이서로서 사용되거나, 또는 표면 상에 도전부가 형성됨으로써, 상기 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용된다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하는 도전성 입자가 제공된다.

본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 차의 절댓값이 180N/㎟ 이상이다.

본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비한다.

본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는 상기 도전부의 외표면에 돌기를 갖는다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하고, 상기 도전성 입자가 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하는 도전 재료가 제공된다.

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 접속부가, 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고, 상기 도전성 입자가 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는 접속 구조체가 제공된다.

본 발명에 관한 수지 입자에서는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰된다. 본 발명에 관한 수지 입자에서는 상기 구성이 구비되어 있으므로, 피착체에 균일하게 접촉시킬 수 있고, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 효과적으로 낮출 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 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 전자 부품 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 전자 부품 장치에 있어서의 접합부 부분을 확대해서 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

(수지 입자)

본 발명에 관한 수지 입자에서는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰된다.

본 발명에 관한 수지 입자에서는 상기 구성이 구비되어 있으므로, 피착체에 균일하게 접촉시킬 수 있고, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있다.

본 발명에 관한 수지 입자는 시차 주사 열량 측정에 의해 발열 피크가 관찰되므로, 가열에 의해 열경화시킬 수 있다. 본 발명에 관한 수지 입자(열경화 전의 수지 입자)는 완전히 열경화되어 있지 않으므로, 비교적 낮은 압력 및 온도에서 용이하게 변형된다. 이 때문에, 수지 입자의 표면 상에 도전부가 형성된 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속하는 경우에, 열압착 시의 압력이나 온도를 비교적 낮게 해도 도전성 입자를 전극에 충분히 접촉시킬 수 있고, 추가로 전극에 흠집이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 수지 입자의 표면 상에 도전부가 형성된 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속하는 접속부를 형성하는 경우에는, 열압착 시에 수지 입자를 압축한 상태에서 열경화시킬 수 있다. 접속부 중의 도전성 입자에서는 압축된 형상이 유지되므로, 도전부의 박리를 효과적으로 방지할 수 있고, 수지 입자와 도전부의 밀착성을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 접속부에 낙하 등에 의한 충격이 가해져도 도전부의 박리가 효과적으로 방지되어, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있다. 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 도전성 입자에서는, 내충격성을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 도전성 입자에서는, 전극간의 접속 저항을 효과적으로 낮출 수 있어, 전극간의 접속 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 도전성 입자에 의해 전극간이 전기적으로 접속된 접속 구조체를 고온 및 고습 조건 하에서 장시간 방치해도, 접속 저항이 한층 더 높아지기 어렵고, 도통 불량이 한층 더 발생하기 어려워진다.

또한, 본 발명에 관한 수지 입자를 갭 재료(스페이서)로서 사용하는 경우에는, 접속 대상 부재 등의 흠집 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 접속 대상 부재 등에 충분히 접촉시킬 수 있고, 충분한 갭 제어 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 수지 입자에서는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰된다. 또한, 본 명세서에 있어서 발열 피크란, 발열량이 1000mJ/㎎ 이상인 피크를 의미한다. 상기 시차 주사 열량 측정에서는, 상기 수지 입자 10㎎을 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 가열하는 것이 바람직하다.

상기 수지 입자가 상기 바람직한 양태를 충족하면, 피착체에 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 또한, 상기 수지 입자가 상기 바람직한 양태를 충족하면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다. 일반적으로 열경화성 수지 등의 경화 반응은 발열 반응이며, 시차 주사 열량 측정에서는 발열 피크로서 관찰된다. 상기 수지 입자는 가열에 의해 열경화하는 것이 바람직하다.

상기 시차 주사 열량 측정에 있어서, 1개의 발열 피크만이 관찰되어도 되고, 2개 이상의 복수개의 발열 피크가 관찰되어도 된다. 상기 시차 주사 열량 측정에 있어서 관찰된 발열 피크 중, 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 발열량은 바람직하게는 2000mJ/㎎ 이상, 보다 바람직하게는 10000mJ/㎎ 이상이고, 바람직하게는 25000mJ/㎎ 이하, 보다 바람직하게는 22000mJ/㎎ 이하이다. 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 발열량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 피착체에 수지 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 또한, 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 발열량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다.

상기 수지 입자에서는, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 2000mJ/㎎ 이상의 흡열량을 갖는 흡열 피크가 관찰되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 흡열 피크란, 흡열량이 2000mJ/㎎ 이상인 피크를 의미한다. 상기 시차 주사 열량 측정에서는, 상기 수지 입자 10㎎을 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 가열하는 것이 바람직하다. 상기 수지 입자가 상기 바람직한 양태를 충족하면, 피착체에 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 또한, 상기 수지 입자가 상기 바람직한 양태를 충족하면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다. 일반적으로 수지 등의 융해는 흡열 반응이며, 시차 주사 열량 측정에서는 흡열 피크로서 관찰된다. 상기 수지 입자는 수지 등의 융해가 일어나지 않는 것이 바람직하다.

상기 시차 주사 열량 측정에는, 시차 주사 열량 측정 장치(히타치 하이테크 사이언스사제 「DSC6220」) 등이 사용된다.

상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률을 10% K값 (A)로 한다. 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률을 10% K값 (B)로 한다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값은 바람직하게는 180N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 500N/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 800N/㎟ 이상, 특히 바람직하게는 1000N/㎟ 이상이다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값은 바람직하게는 10000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 7500N/㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 5000N/㎟ 이하이다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 피착체에 수지 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값은 200N/㎟ 이상 3000N/㎟ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값이 상기 바람직한 범위를 충족하면, 수지 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 수지 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값이 상기 바람직한 범위를 충족하면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 10% K값 (A)는 바람직하게는 500N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 800N/㎟ 이상이고, 바람직하게는 6000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 4000N/㎟ 이하이다. 상기 10% K값 (A)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 수지 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 수지 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (A)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 수지 입자에 있어서의 상기 압축 탄성률(10% K값 (A) 및 10% K값 (B))은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.

수지 입자(수지 입자 (A))를 준비한다. 또한, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 수지 입자(수지 입자 (B))를 준비한다. 미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 압축 속도 0.3mN/초 및 최대 시험 하중 20mN의 조건 하에서 1개의 수지 입자 (A) 또는 (B)를 압축한다. 이때의 하중치(N) 및 압축 변위(㎜)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률(10% K값 (A) 또는 10% K값 (B))을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사제 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다. 상기 수지 입자 (A) 또는 (B)에 있어서의 상기 압축 탄성률(10% K값 (A) 또는 10% K값 (B))은, 임의로 선택된 50개의 수지 입자 (A) 또는 (B)의 상기 압축 탄성률(10% K값 (A) 또는 10% K값 (B))을 산술 평균함으로써 산출하는 것이 바람직하다.

10% K값 (A) 또는 10% K값 (B)(N/㎟)=(3/2^1/2)·F·S^-3/2·R^-1/2

F: 수지 입자 (A) 또는 (B)가 10% 압축 변형했을 때의 하중치(N)

S: 수지 입자 (A) 또는 (B)가 10% 압축 변형했을 때의 압축 변위(㎜)

R: 수지 입자 (A) 또는 (B)의 반경(㎜)

상기 압축 탄성률은 수지 입자의 경도를 보편적이며 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 수지 입자의 경도를 정량적이며 일의적으로 나타낼 수 있다.

상기 수지 입자의 압축 회복률은 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상이고, 바람직하게는 60% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하이다. 상기 압축 회복률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 수지 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 수지 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 압축 회복률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 표면 상에 도전부를 형성한 도전성 입자를 사용해서 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 수지 입자에 있어서의 상기 압축 회복률은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.

시료대 상에 수지 입자를 살포한다. 살포된 1개의 수지 입자에 대해서, 미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 25℃에서, 수지 입자의 중심 방향으로 수지 입자가 30% 압축 변형될 때까지 부하(반전 하중치)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중치(0.40mN)까지 제하를 행한다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하고, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사제 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.

압축 회복률(%)=[L2/L1]×100

L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중치로부터 반전 하중치에 이르기까지의 압축 변위

L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중치로부터 원점용 하중치에 이르기까지의 제하 변위

상기 수지 입자의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 상기 수지 입자는 여러가지 용도에 적합하게 사용할 수 있다. 상기 수지 입자는 스페이서에 사용되거나, 전자 부품용 접착제에 사용되거나, 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되거나, 또는 적층 조형용 재료에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 수지 입자는 스페이서로서 사용되거나, 또는 표면 상에 도전부가 형성됨으로써, 상기 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되는 것이 보다 바람직하다. 상기 도전성 입자에 있어서, 상기 도전부는 상기 수지 입자의 표면 상에 형성된다. 상기 수지 입자는 표면 상에 도전부가 형성됨으로써, 상기 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 전극간을 전기적으로 접속하기 위해서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 갭 재료(스페이서)로서 사용되어도 된다.

상기 수지 입자는 갭 재료(스페이서)에 사용되거나 또는 갭 재료(스페이서)로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 갭 재료(스페이서)로서는, 액정 표시 소자용 스페이서, 갭 제어용 스페이서, 응력 완화용 스페이서 및 조광 적층체용 스페이서 등을 들 수 있다. 상기 갭 제어용 스페이서는, 스탠드 오프 높이 및 평탄성을 확보하기 위한 적층 칩이나 전자 부품 장치의 갭 제어, 그리고 유리면의 평활성 및 접착제층의 두께를 확보하기 위한 광학 부품의 갭 제어 등에 사용할 수 있다. 상기 응력 완화용 스페이서는, 센서 칩 등의 응력 완화 및 2개의 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부의 응력 완화 등에 사용할 수 있다. 상기 센서 칩으로서는, 예를 들어 반도체 센서 칩 등을 들 수 있다. 또한, 상기 수지 입자를 갭 재료(스페이서)로서 사용하는 경우에는, 접속 대상 부재 등의 흠집 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 접속 대상 부재 등에 충분히 접촉시킬 수 있고, 충분한 갭 제어 효과를 얻을 수 있다.

상기 수지 입자는 액정 표시 소자용 스페이서에 사용되거나 또는 액정 표시 소자용 스페이서로서 사용되는 것이 바람직하고, 액정 표시 소자용 주변 시일제에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 액정 표시 소자용 주변 시일제에 있어서, 상기 수지 입자는 스페이서로서 기능하는 것이 바람직하다. 상기 수지 입자는 양호한 압축 변형 특성 및 양호한 압축 파괴 특성을 가지므로, 상기 수지 입자를 스페이서로서 사용해서 기판간에 배치하거나, 표면에 도전부를 형성해서 도전성 입자로서 사용해서 전극간을 전기적으로 접속하거나 한 경우에, 스페이서 또는 도전성 입자가 기판간 또는 전극간에 효율적으로 배치된다. 또한, 상기 수지 입자에서는 액정 표시 소자용 부재 등의 흠집 발생을 억제할 수 있으므로, 상기 액정 표시 소자용 스페이서를 사용한 액정 표시 소자 및 상기 도전성 입자를 사용한 접속 구조체에 있어서, 접속 불량 및 표시 불량이 발생하기 어려워진다.

상기 수지 입자는 전자 부품용 접착제에 사용되거나 또는 전자 부품용 접착제로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 전자 부품용 접착제로서는, 액정 패널용 접착제, 적층 기판용 접착제, 기판 회로용 접착제 및 카메라 모듈용 접착제 등을 들 수 있다. 상기 적층 기판으로서는, 예를 들어 반도체 센서 칩 등을 들 수 있다. 상기 전자 부품용 접착제에 사용되는 수지 입자 또는 상기 전자 부품용 접착제로서 사용되는 수지 입자는, 접착 성능을 갖는 접착성 수지 입자인 것이 바람직하다. 상기 수지 입자가 접착성 수지 입자이면, 압착해서 수지 입자가 경화될 때 수지 입자와 적층 대상 부재를 양호하게 접착할 수 있다. 상기 수지 입자는 단체로, 전자 부품용 접착제로서 사용할 수 있다. 다른 접착 성분을 사용하지 않고, 상기 수지 입자는 전자 부품용 접착제로서 사용할 수 있다. 상기 수지 입자를 전자 부품용 접착제에 사용하는 경우, 단체로 전자 부품용 접착제로서 사용하지 않아도 되고, 다른 접착 성분과 함께 사용되어도 된다. 또한, 상기 수지 입자가 접착 성능을 갖는 접착성 수지 입자인 경우에는, 스페이서 겸 전자 부품용 접착제로서 사용할 수도 있다. 상기 수지 입자를 스페이서 겸 전자 부품용 접착제로서 사용하는 경우, 스페이서와 접착제가 다른 재료에 의해 구성되는 경우와 비교하여, 갭 제어성이나 응력 완화성 등의 스페이서에 요구되는 물성과, 접착성의 양립을 한층 더 고도로 실현할 수 있다.

상기 수지 입자는 적층 조형용 재료에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 수지 입자를 상기 적층 조형용 재료에 사용하는 경우, 예를 들어 상기 수지 입자를 입체적으로 적층해서 특정한 형상을 형성한 후에, 경화시킴으로써 입체적인 조형물을 형성할 수 있다.

또한, 상기 수지 입자는 무기 충전재, 토너의 첨가제, 충격 흡수제 또는 진동 흡수제로서도 적합하게 사용된다. 예를 들어, 고무 또는 스프링 등의 대체품으로서 상기 수지 입자를 사용할 수 있다.

이하, 수지 입자의 다른 상세를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 「아크릴레이트」와 「메타크릴레이트」 중 한쪽 또는 양쪽을 의미하고, 「(메트)아크릴」은 「아크릴」과 「메타크릴」 중 한쪽 또는 양쪽을 의미한다.

(수지 입자의 다른 상세)

상기 수지 입자의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 상기 수지 입자의 재료는 유기 재료인 것이 바람직하다. 상기 수지 입자는 다공 구조를 갖는 입자여도 되고, 중실 구조를 갖는 입자여도 된다. 상기 다공 구조는 복수의 세공을 갖는 구조를 의미하고 있다. 상기 중실 구조는 복수의 세공을 갖지 않는 구조를 의미하고 있다.

상기 유기 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 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, 우레탄 수지, 이소시아네이트 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)아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 수지 입자의 재료는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 우레탄 수지, 이소시아네이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 페놀 수지, 또는 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다. 상기 수지 입자의 재료는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 페놀 수지, 또는 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 보다 바람직하다. 상기 수지 입자의 재료는 에폭시 수지인 것이 특히 바람직하다. 상기 수지 입자의 재료가 상기 바람직한 양태를 충족하면, 수지 입자의 압축 특성을 적합한 범위로 한층 더 용이하게 제어할 수 있다.

상기 수지 입자의 재료로서 에폭시 수지를 사용하는 경우에는, 상기 에폭시 수지는 다관능 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지 등의 2관능 에폭시 수지, 트리아진형 에폭시 수지 및 글리시딜아민형 에폭시 수지 등의 3관능 에폭시 수지, 그리고 테트라키스페놀에탄형 에폭시 수지 및 글리시딜아민형 에폭시 수지 등의 4관능 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 상기 에폭시 수지는 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

또한, 상기 수지 입자의 재료로서 에폭시 수지를 사용하는 경우에는, 에폭시 수지와 함께 경화제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 경화제는 상기 에폭시 수지를 열경화시킨다. 상기 경화제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화제로서는, 이미다졸 경화제, 아민 경화제, 페놀 경화제, 폴리티올 경화제 등의 티올 경화제 및 산 무수물 경화제 등을 들 수 있다. 상기 열경화제는 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다. 상기 수지 입자의 압축 특성을 적합한 범위로 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 경화제는 아민 경화제인 것이 바람직하다.

상기 이미다졸 경화제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 이미다졸 경화제로서는, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진 및 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-벤질-5-히드록시메틸이미다졸, 2-파라톨루일-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-메타톨루일-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-메타톨루일-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-파라톨루일-4,5-디히드록시메틸이미다졸 등에 있어서의 1H-이미다졸의 5위치의 수소를 히드록시메틸기로, 또한 2위치의 수소를 페닐기 또는 톨루일기로 치환한 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.

상기 티올 경화제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 티올 경화제로서는, 트리메틸올프로판트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스-3-머캅토프로피오네이트 및 디펜타에리트리톨헥사-3-머캅토프로피오네이트 등을 들 수 있다.

상기 아민 경화제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 아민 경화제로서는, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 3,9-비스(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라스피로[5.5]운데칸, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 페닐렌디아민, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노페닐에테르, 메타크실렌디아민, 디아미노나프탈렌, 비스 아미노메틸시클로헥산 및 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다. 상기 수지 입자의 압축 특성을 적합한 범위로 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 아민 경화제는 디아민 화합물인 것이 바람직하다. 상기 디아민 화합물은 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐술폰, 페닐렌디아민, 또는 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판인 것이 바람직하다. 상기 수지 입자의 압축 특성을 적합한 범위로 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 아민 경화제는 에틸렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 페닐렌디아민, 또는 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판인 것이 보다 바람직하다.

5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰되는 것을 용이하게 제어할 수 있는 점에서, 본 발명에 관한 수지 입자는 다관능 에폭시 수지에서 유래하는 화학 구조 및 디아민 화합물에서 유래하는 화학 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 마찬가지 이유에 의해, 본 발명에 관한 수지 입자는 다관능 에폭시 수지와, 디아민 화합물을 반응시킴으로써 얻어지는 입자인 것이 바람직하다. 다관능 에폭시 수지와 디아민 화합물을 용매 중에서 가열함으로써, 에폭시기와 아미노기가 축차적으로 반응하고, 용매 중에서 불용화된 석출물이 분산 안정제에 의해 보호되면서 입자화가 진행된다. 해당 입자화의 과정에 있어서 에폭시기와 아미노기를 반응시키는 온도나 농도 등의 조건을 조정함으로써, 입자 중 및 입자 표면에 미반응 부분의 에폭시기와 아미노기가 잔존한 상태로 입자화할 수 있다. 이 잔존한 에폭시기와 아미노기가 가열에 의해 반응함으로써, 그의 반응열이 발열 피크로서 관찰된다.

상기 산 무수물 경화제는 특별히 한정되지 않고, 에폭시 화합물 등의 열경화성 화합물의 경화제로서 사용되는 산 무수물이면 널리 사용할 수 있다. 상기 산 무수물 경화제로서는, 무수 프탈산, 테트라히드로 무수 프탈산, 트리알킬테트라히드로 무수 프탈산, 헥사히드로 무수 프탈산, 메틸헥사히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로 무수 프탈산, 메틸부테닐테트라히드로 무수 프탈산, 프탈산 유도체의 무수물, 무수 말레산, 무수 나드산, 무수 메틸나드산, 무수 글루타르산, 무수 숙신산, 글리세린비스 무수 트리멜리트산모노아세테이트 및 에틸렌글리콜비스 무수 트리멜리트산 등의 2관능의 산 무수물 경화제, 무수 트리멜리트산 등의 3관능의 산 무수물 경화제, 그리고 무수 피로멜리트산, 무수 벤조페논테트라카르복실산, 메틸시클로헥센테트라카르복실산 무수물 및 폴리아젤라산 무수물 등의 4관능 이상의 산 무수물 경화제 등을 들 수 있다.

상기 수지 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 중합시켜서 얻는 경우에는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체로서 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.

상기 비가교성의 단량체로서는, 비닐 화합물로서 스티렌, α-메틸스티렌, 클로로스티렌 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 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물; 알릴 화합물로서 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르; 실란 화합물로서 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 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 수지 입자는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 중합시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 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, 기타의 중합 방법으로서는, 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합을 들 수 있다.

상기 수지 입자는 코어와, 해당 코어의 표면 상에 배치된 셸을 구비하는 코어 셸 입자여도 된다. 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰되는 것을 용이하게 제어할 수 있는 점에서, 상기 셸은 다관능 에폭시 수지에서 유래하는 화학 구조 및 디아민 화합물에서 유래하는 화학 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 마찬가지 이유에 의해, 상기 셸은 다관능 에폭시 수지와, 디아민 화합물을 반응시킴으로써 얻어지는 셸인 것이 바람직하다. 상기 코어의 재료로서는, 상기 수지 입자의 바람직한 재료와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 코어가 다관능 에폭시 수지에서 유래하는 화학 구조 및 디아민 화합물에서 유래하는 화학 구조를 갖고 있어도 되고, 다관능 에폭시 수지와 디아민 화합물을 반응시킴으로써 얻어지는 입자여도 된다.

상기 수지 입자의 입자경은 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이고, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하이다. 상기 수지 입자의 입자경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 수지 입자를 도전성 입자 및 스페이서의 용도에 한층 더 적합하게 사용 가능해진다. 스페이서로서 사용하는 관점에서는, 상기 수지 입자의 입자경은 1㎛ 이상 80㎛ 이하인 것이 바람직하다. 도전성 입자로서 사용하는 관점에서는, 상기 수지 입자의 평균 입자경은 1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 수지 입자의 입자경은, 상기 수지 입자가 진구상인 경우에는 직경을 의미하고, 상기 수지 입자가 진구상 이외의 형상인 경우에는, 그의 체적 상당의 진구라고 가정했을 때의 직경을 의미한다. 상기 수지 입자의 입자경은 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 보다 바람직하다. 상기 수지 입자의 입자경은 임의의 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다. 예를 들어 레이저 광 산란, 전기 저항값 변화, 촬상 후의 화상 해석 등의 원리를 사용한 입도 분포 측정 장치 등을 사용하여 측정할 수 있다. 더욱 구체적으로는 수지 입자의 입자경의 측정 방법으로서, 입도 분포 측정 장치(베크만 콜터사제 「Multisizer4」)를 사용하여, 약 100000개의 수지 입자의 입자경을 측정하고, 평균값을 산출하는 방법을 들 수 있다.

상기 수지 입자의 입자경의 변동 계수(CV값)는 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 7% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하이다. 상기 CV값이 상기 상한 이하이면, 수지 입자를 도전성 입자 및 스페이서의 용도에 한층 더 적합하게 사용 가능해진다.

상기 CV값은 하기 식으로 표시된다.

CV값(%)=(ρ/Dn)×100

ρ: 수지 입자의 입자경의 표준 편차

Dn: 수지 입자의 입자경의 평균값

상기 수지 입자의 애스펙트비는 바람직하게는 2 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 이하이다. 상기 애스펙트비는 긴 직경/ 짧은 직경을 나타낸다. 상기 애스펙트비는 임의의 수지 입자 10개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 최대 직경과 최소 직경을 각각 긴 직경, 짧은 직경이라고 하고, 각 수지 입자의 긴 직경/ 짧은 직경의 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다.

(도전성 입자)

상기 도전성 입자는 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시하는 도전성 입자(1)는 수지 입자(11)와, 수지 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전부(2)를 갖는다. 도전부(2)는 수지 입자(11)의 표면을 피복하고 있다. 도전성 입자(1)는 수지 입자(11)의 표면이 도전부(2)에 의해 피복된 피복 입자이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 2에 도시하는 도전성 입자(21)는 수지 입자(11)와, 수지 입자(11)의 표면 상에 배치된 도전부(22)를 갖는다. 도 2에 도시하는 도전성 입자(21)에서는, 도전부(22)만이 도 1에 도시하는 도전성 입자(1)와 다르다. 도전부(22)는 내층인 제1 도전부(22A)와 외층인 제2 도전부(22B)를 갖는다. 수지 입자(11)의 표면 상에 제1 도전부(22A)가 배치되어 있다. 제1 도전부(22A)의 표면 상에 제2 도전부(22B)가 배치되어 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 3에 도시하는 도전성 입자(31)는 수지 입자(11)와, 도전부(32)와, 복수의 코어 물질(33)과, 복수의 절연성 물질(34)을 갖는다.

도전부(32)는 수지 입자(11)의 표면 상에 배치되어 있다. 도전성 입자(31)는 도전성의 표면에 복수의 돌기(31a)를 갖는다. 도전부(32)는 외표면에 복수의 돌기(32a)를 갖는다. 이와 같이, 상기 도전성 입자는 도전성 입자의 도전성의 표면에 돌기를 갖고 있어도 되고, 도전부의 외표면에 돌기를 갖고 있어도 된다. 복수의 코어 물질(33)이 수지 입자(11)의 표면 상에 배치되어 있다. 복수의 코어 물질(33)은 도전부(32) 내에 매립되어 있다. 코어 물질(33)은 돌기(31a, 32a)의 내측에 배치되어 있다. 도전부(32)는 복수의 코어 물질(33)을 피복하고 있다. 복수의 코어 물질(33)에 의해 도전부(32)의 외표면이 융기되어 있고, 돌기(31a, 32a)가 형성되어 있다.

도전성 입자(31)는 도전부(32)의 외표면 상에 배치된 절연성 물질(34)을 갖는다. 도전부(32)의 외표면의 적어도 일부의 영역이 절연성 물질(34)에 의해 피복되어 있다. 절연성 물질(34)은 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 절연성 입자이다. 이와 같이, 상기 도전성 입자는 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 갖고 있어도 된다.

상기 도전부를 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 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 금속으로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서, 상기 금속은 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금인 것이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐인 것이 바람직하다.

도전성 입자(1, 31)와 같이, 상기 도전부는 1개의 층에 의해 형성되어 있어도 된다. 도전성 입자(21)와 같이, 상기 도전부는 복수의 층에 의해 형성되어 있어도 된다. 즉, 상기 도전부는 2층 이상의 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 도전부가 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 최외층은 금층, 니켈층, 팔라듐층, 구리층 또는 주석과 은을 포함하는 합금층인 것이 바람직하고, 금층인 것이 보다 바람직하다. 최외층이 이들 바람직한 도전부인 경우에는, 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는, 내부식성을 한층 더 높일 수 있다.

상기 수지 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전부를 형성하는 방법으로서는, 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적 증착에 의한 방법, 그리고 금속 분말 혹은 금속 분말과 결합제를 포함하는 페이스트를 수지 입자의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 도전부를 한층 더 용이하게 형성하는 관점에서는, 무전해 도금에 의한 방법이 바람직하다. 상기 물리적 증착에 의한 방법으로서는, 진공 증착, 이온 플레이팅 및 이온 스퍼터링 등의 방법을 들 수 있다.

상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률을 10% K값 (C)로 한다. 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률을 10% K값 (D)로 한다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값은 바람직하게는 180N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 500N/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 800N/㎟ 이상, 특히 바람직하게는 1000N/㎟ 이상이다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값은 바람직하게는 10000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 7500N/㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 5000N/㎟ 이하이다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 피착체에 도전성 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 도전부와의 밀착성 및 내충격성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있고, 추가로 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값은 200N/㎟ 이상 3000N/㎟ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값이 상기 바람직한 범위를 충족하면, 도전성 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 도전성 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값이 상기 바람직한 범위를 충족하면, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 10% K값 (C)는 바람직하게는 3000N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 4000N/㎟ 이상이고, 바람직하게는 11000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 9000N/㎟ 이하이다. 상기 10% K값 (C)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 도전성 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 10% K값 (C)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 도전성 입자에 있어서의 상기 압축 탄성률(10% K값 (C) 및 10% K값 (D))은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.

도전성 입자(도전성 입자 (C))를 준비한다. 또한, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 도전성 입자(도전성 입자 (D))를 준비한다. 미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 압축 속도 0.3mN/초 및 최대 시험 하중 20mN의 조건 하에서 1개의 도전성 입자 (C) 또는 (D)를 압축한다. 이때의 하중치(N) 및 압축 변위(㎜)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률(10% K값 (C) 또는 10% K값 (D))을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사제 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다. 상기 도전성 입자 (C) 또는 (D)에 있어서의 상기 압축 탄성률(10% K값 (C) 또는 10% K값 (D))은 임의로 선택된 50개의 도전성 입자 (C) 또는 (D)의 상기 압축 탄성률(10% K값 (C) 또는 10% K값 (D))을 산술 평균함으로써 산출하는 것이 바람직하다.

10% K값 (C) 또는 10% K값 (D)(N/㎟)=(3/2^1/2)·F·S^-3/2·R^-1/2

F: 도전성 입자 (C) 또는 (D)가 10% 압축 변형했을 때의 하중치(N)

S: 도전성 입자 (C) 또는 (D)가 10% 압축 변형했을 때의 압축 변위(㎜)

R: 도전성 입자 (C) 또는 (D)의 반경(㎜)

상기 압축 탄성률은 도전성 입자의 경도를 보편적이며 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 도전성 입자의 경도를 정량적이며 일의적으로 나타낼 수 있다.

상기 도전성 입자의 압축 회복률은 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상이고, 바람직하게는 60% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하이다. 상기 압축 회복률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자에 의한 피착체의 흠집 발생을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있고, 피착체에 도전성 입자를 한층 더 균일하게 접촉시킬 수 있다. 상기 압축 회복률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

상기 도전성 입자의 압축 회복률은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.

시료대 상에 도전성 입자를 살포한다. 살포된 1개의 도전성 입자에 대해서, 미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 25℃에서, 도전성 입자의 중심 방향으로, 도전성 입자가 30% 압축 변형될 때까지 부하(반전 하중치)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중치(0.40mN)까지 제하를 행한다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하고, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사제 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.

압축 회복률(%)=[L2/L1]×100

L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중치로부터 반전 하중치에 이르기까지의 압축 변위

L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중치로부터 원점용 하중치에 이르기까지의 제하 변위

상기 도전성 입자의 입자경은 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.0㎛ 이상이고, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 450㎛ 이하, 한층 더 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 도전성 입자의 입자경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용해서 전극간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지고, 또한 도전부를 형성할 때 응집된 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해서 접속된 전극간의 간격이 너무 커지지 않고, 또한 도전부가 수지 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자의 입자경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 도전 재료의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

상기 도전성 입자의 입자경은, 도전성 입자가 진구상인 경우에는 직경을 의미하고, 도전성 입자가 진구상 이외의 형상인 경우에는, 그의 체적 상당의 진구라고 가정했을 때의 직경을 의미한다.

상기 도전성 입자의 입자경은 평균 입자경인 것이 바람직하고, 수 평균 입자경인 것이 보다 바람직하다. 상기 도전성 입자의 입자경은 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출하는 것이나, 레이저 회절식 입도 분포 측정을 행함으로써 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에서의 관찰에서는, 1개당의 도전성 입자의 입자경은 원 상당 직경에서의 입자경으로서 구해진다. 전자 현미경 또는 광학 현미경에서의 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 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 두께이다. 도전부의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지며, 또한 도전성 입자가 너무 딱딱해지지 않고, 전극간의 접속 시에 도전성 입자가 충분히 변형된다.

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 균일해지고, 내부식성이 충분히 높아지고, 또한 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 상기 최외층이 금층인 경우에, 금층의 두께가 얇을수록 비용이 낮아진다.

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 20개에 대해서, 각 도전성 입자의 도전부의 두께의 평균값을 산출함으로써 구하는 것이 바람직하다.

상기 도전성 입자는 도전부의 외표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 도전성의 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 돌기는 복수인 것이 바람직하다. 도전부의 표면 및 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극간에 도전성 입자를 배치해서 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막이 효과적으로 배제된다. 이 때문에, 전극과 도전성 입자의 도전부를 한층 더 확실하게 접촉시킬 수 있고, 전극간의 접속 저항을 한층 더 낮출 수 있다. 또한, 도전성 입자가 표면에 절연성 물질을 구비하는 경우에, 또는 도전성 입자가 결합제 수지 중에 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 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다.

상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 수지 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법, 및 수지 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 추가로 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 돌기를 형성하기 위해서, 상기 코어 물질을 사용하지 않아도 된다.

상기 돌기를 형성하는 방법으로서는, 이하의 방법 등도 들 수 있다. 수지 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 도중 단계에서 코어 물질을 첨가하는 방법. 무전해 도금에 의해 코어 물질을 사용하지 않고 돌기를 형성하는 방법으로서, 무전해 도금에 의해 금속 핵을 발생시키고, 수지 입자 또는 도전부의 표면에 금속 핵을 부착시키고, 추가로 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법.

상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극간의 단락을 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 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자가 상기 도전부의 표면에 돌기를 갖는 경우에는, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 한층 더 용이하게 배제할 수 있다. 상기 절연성 물질은 절연성 수지층 또는 절연성 입자인 것이 바람직하고, 절연성 입자인 것이 보다 바람직하다. 상기 절연성 입자는 절연성 수지 입자인 것이 바람직하다.

상기 도전부의 외표면 및 절연성 입자의 표면은 각각 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 피복되어 있어도 된다. 도전부의 외표면과 절연성 입자의 표면은 직접 화학 결합하고 있지 않아도 되고, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 간접적으로 화학 결합하고 있어도 된다. 도전부의 외표면에 카르복실기를 도입한 후, 해당 카르복실기가 폴리에틸렌이민 등의 고분자 전해질을 통해서 절연성 입자의 표면의 관능기와 화학 결합하고 있어도 된다.

(도전 재료)

상기 도전 재료는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함한다. 상기 도전성 입자는 결합제 수지 중에 분산되어, 도전 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 전극의 전기적인 접속에 적합하게 사용된다. 상기 도전 재료는 회로 접속 재료인 것이 바람직하다.

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, 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 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, 예를 들어 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 용제 중에 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℃에서의 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℃에서의 점도가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 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(도끼 산교사제 「TVE22L」) 등을 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정할 수 있다.

상기 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 신뢰성이 한층 더 높아진다.

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, 한층 더 바람직하게는 40중량% 이하, 더욱 바람직하게는 20중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중량% 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 접속 저항을 한층 더 효과적으로 낮출 수 있고, 또한 전극간의 접속 신뢰성을 한층 더 효과적으로 높일 수 있다.

(접속 구조체)

상술한 도전성 입자, 또는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료를 사용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.

상기 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. 상기 접속 구조체에서는, 상기 접속부가 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 상기 도전성 입자는 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 상기 접속 구조체에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

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 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 4에 도시하는 접속 구조체 (41)는 제1 접속 대상 부재(42)와, 제2 접속 대상 부재(43)와, 제1 접속 대상 부재(42)와 제2 접속 대상 부재(43)를 접속하고 있는 접속부(44)를 구비한다. 접속부(44)는 도전성 입자(1)와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 도 4에서는, 도시의 편의상 도전성 입자(1)는 대략도적으로 나타내고 있다. 도전성 입자(1) 대신에, 도전성 입자(21, 31)의 다른 도전성 입자를 사용해도 된다.

제1 접속 대상 부재(42)는 표면(상면)에 복수의 제1 전극(42a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(43)는 표면(하면)에 복수의 제2 전극(43a)을 갖는다. 제1 전극(42a)과 제2 전극(43a)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(42, 43)가 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재 사이에 상기 도전 재료를 배치하고, 적층체를 얻은 후, 해당 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 가압시의 압력은 바람직하게는 40㎫ 이상, 보다 바람직하게는 60㎫ 이상이고, 바람직하게는 90㎫ 이하, 보다 바람직하게는 70㎫ 이하이다. 상기 가열시의 온도는 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상이고, 바람직하게는 140℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이하이다.

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 도전 재료는 전자 부품을 접속하기 위한 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 페이스트는 페이스트상의 도전 재료이며, 페이스트상의 상태로 접속 대상 부재 상에 도포 시공되는 것이 바람직하다.

상기 도전성 입자, 상기 도전 재료 및 상기 접속 재료는 터치 패널에도 적합하게 사용된다. 따라서, 상기 접속 대상 부재는 플렉시블 기판이거나, 또는 수지 필름의 표면 상에 전극이 배치된 접속 대상 부재인 것도 바람직하다. 상기 접속 대상 부재는 플렉시블 기판인 것이 바람직하고, 수지 필름의 표면 상에 전극이 배치된 접속 대상 부재인 것이 바람직하다. 상기 플렉시블 기판이 플렉시블 프린트 기판 등인 경우에, 플렉시블 기판은 일반적으로 전극을 표면에 갖는다.

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 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.

또한, 상기 수지 입자는 액정 표시 소자용 스페이서로서 적합하게 사용할 수 있다. 상기 제1 접속 대상 부재는 제1 액정 표시 소자용 부재여도 된다. 상기 제2 접속 대상 부재는 제2 액정 표시 소자용 부재여도 된다. 상기 접속부는, 상기 제1 액정 표시 소자용 부재와 상기 제2 액정 표시 소자용 부재가 대향한 상태에서, 상기 제1 액정 표시 소자용 부재와 상기 제2 액정 표시 소자용 부재의 외주를 시일하고 있는 시일부여도 된다.

상기 수지 입자는 액정 표시 소자용 주변 시일제에 사용할 수도 있다. 액정 표시 소자는 제1 액정 표시 소자용 부재와, 제2 액정 표시 소자용 부재를 구비한다. 액정 표시 소자는 상기 제1 액정 표시 소자용 부재와 상기 제2 액정 표시 소자용 부재가 대향한 상태에서, 상기 제1 액정 표시 소자용 부재와 상기 제2 액정 표시 소자용 부재의 외주를 시일하고 있는 시일부와, 상기 시일부의 내측에서, 상기 제1 액정 표시 소자용 부재와 상기 제2 액정 표시 소자용 부재 사이에 배치되어 있는 액정을 더 구비한다. 이 액정 표시 소자에서는 액정 적하 공법이 적용되고, 또한 상기 시일부가, 액정 적하 공법용 시일제를 열경화시킴으로써 형성되어 있다.

상기 액정 표시 소자에 있어서 1㎟당의 액정 표시 소자용 스페이서의 배치 밀도는 바람직하게는 10개/㎟ 이상이고, 바람직하게는 1000개/㎟ 이하이다. 상기 배치 밀도가 10개/㎟ 이상이면 셀 갭이 한층 더 균일해진다. 상기 배치 밀도가 1000개/㎟ 이하이면, 액정 표시 소자의 콘트라스트가 한층 더 양호해진다.

(전자 부품 장치)

상술한 수지 입자 또는 도전성 입자는 제1 세라믹 부재와 제2 세라믹 부재의 외주부에 있어서, 제1 세라믹 부재와 제2 세라믹 부재 사이에 배치되고, 갭 제어재 및 도전 접속재로서 사용할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 전자 부품 장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시하는 전자 부품 장치에 있어서의 접합부 부분을 확대해서 도시하는 단면도이다.

도 5, 6에 도시하는 전자 부품 장치(81)는, 제1 세라믹 부재(82)와, 제2 세라믹 부재(83)과, 접합부(84)와, 전자 부품(85)과, 리드 프레임(86)을 구비한다.

제1, 제2 세라믹 부재(82, 83)는 각각 세라믹 재료에 의해 형성되어 있다. 제1, 제2 세라믹 부재(82, 83)는 각각 예를 들어 하우징이다. 제1 세라믹 부재(82)는 예를 들어 기판이다. 제2 세라믹 부재(83)는 예를 들어 덮개이다. 제1 세라믹 부재(82)는 외주부에 제2 세라믹 부재(83)측(상측)으로 돌출된 볼록부를 갖는다. 제1 세라믹 부재(82)는 제2 세라믹 부재(83)측(상측)에, 전자 부품(85)을 수납하기 위한 내부 공간(R)을 형성하는 오목부를 갖는다. 또한, 제1 세라믹 부재(82)는 볼록부를 갖고 있지 않아도 된다. 제2 세라믹 부재(83)는 외주부에, 제1 세라믹 부재(82)측(하측)으로 돌출된 볼록부를 갖는다. 제2 세라믹 부재(83)는 제1 세라믹 부재(82)측(하측)에, 전자 부품(85)을 수납하기 위한 내부 공간(R)을 형성하는 오목부를 갖는다. 또한, 제2 세라믹 부재(83)는 볼록부를 갖고 있지 않아도 된다. 제1 세라믹 부재(82)와 제2 세라믹 부재(83)에 의해, 내부 공간(R)이 형성되어 있다.

접합부(84)는 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부를 접합하고 있다. 구체적으로는, 접합부(84)는 제1 세라믹 부재(82)의 외주부의 볼록부와, 제2 세라믹 부재(83)의 외주부의 볼록부를 접합하고 있다.

접합부(84)에 의해 접합된 제1, 제2 세라믹 부재(82, 83)에 의해 패키지가 형성되어 있다. 패키지에 의해, 내부 공간(R)이 형성되어 있다. 접합부(84)는 내부 공간(R)을 액밀적 및 기밀적으로 밀봉하고 있다. 접합부(84)는 밀봉부이다.

전자 부품(85)은 상기 패키지의 내부 공간(R) 내에 배치되어 있다. 구체적으로는, 제1 세라믹 부재(82) 상에 전자 부품(85)이 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 전자 부품(85)이 사용되고 있다.

접합부(84)는 복수의 수지 입자(11)와 유리(84B)를 포함한다. 접합부(84)는 유리 입자와는 다른 복수의 수지 입자(11)와 유리(84B)를 포함하는 접합 재료를 사용해서 형성되어 있다. 이 접합 재료는 세라믹 패키지용 접합 재료이다. 상기 접합 재료는 상기 수지 입자 대신에 상술한 도전성 입자를 포함하고 있어도 된다.

접합 재료는 용제를 포함하고 있어도 되고, 수지를 포함하고 있어도 된다. 접합부(84)에서는, 유리 입자 등의 유리(84B)가 용융 및 결합된 후에 고화되어 있다.

전자 부품으로서는, 센서 소자, MEMS 및 베어 칩 등을 들 수 있다. 상기 센서 소자로서는, 압력 센서 소자, 가속도 센서 소자, CMOS 센서 소자, CCD 센서 소자 및 상기 각종 센서 소자의 하우징 등을 들 수 있다.

리드 프레임(86)은 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이에 배치되어 있다. 리드 프레임(86)은 패키지의 내부 공간(R)측과 외부공간측으로 연장되어 있다. 전자 부품(85)의 단자와 리드 프레임(86)이 와이어를 통해서 전기적으로 접속되어 있다.

접합부(84)는 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부를 부분적으로 직접적으로 접합하고 있고, 부분적으로 간접적으로 접합하고 있다. 구체적으로는, 접합부(84)는 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이의 리드 프레임(86)이 있는 부분에 있어서, 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부를 리드 프레임(86)을 통해서 간접적으로 접합하고 있다. 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이의 리드 프레임(86)이 있는 부분에 있어서, 제1 세라믹 부재(82)가 리드 프레임(86)과 접하고 있고, 리드 프레임(86)이 제1 세라믹 부재(82)와 접합부(84)에 접하고 있다. 또한, 접합부(84)가 리드 프레임(86)과 제2 세라믹 부재(83)에 접하고 있고, 제2 세라믹 부재(83)가 접합부(84)와 접하고 있다. 접합부(84)는, 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이의 리드 프레임(86)이 없는 부분에 있어서, 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부를 직접적으로 접합하고 있다. 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이의 리드 프레임(86)이 없는 부분에 있어서, 접합부(84)가 제1 세라믹 부재(82)와 제2 세라믹 부재(83)에 접하고 있다.

제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부 사이의 리드 프레임(86)이 있는 부분에 있어서, 제1 세라믹 부재(82)의 외주부와 제2 세라믹 부재(83)의 외주부의 간극의 거리는, 접합부(84)에 포함되는 복수의 수지 입자(11)에 의해 제어되어 있다.

접합부는 제1 세라믹 부재의 외주부와 제2 세라믹 부재의 외주부를 직접 또는 간접적으로 접합하고 있으면 된다. 또한, 리드 프레임 이외의 전기적 접속 방법을 채용해도 된다.

전자 부품 장치(81)와 같이, 전자 부품 장치는 예를 들어 세라믹 재료에 의해 형성되어 있는 제1 세라믹 부재와, 세라믹 재료에 의해 형성되어 있는 제2 세라믹 부재와, 접합부와, 전자 부품을 구비하고 있어도 된다. 상기 전자 부품 장치에서는, 상기 접합부가, 상기 제1 세라믹 부재의 외주부와 상기 제2 세라믹 부재의 외주부를 직접 또는 간접적으로 접합하고 있어도 된다. 상기 전자 부품 장치에서는, 상기 접합부에 의해 접합된 상기 제1, 제2 세라믹 부재에 의해 패키지가 형성되어 있어도 된다. 상기 전자 부품 장치에서는, 상기 전자 부품이 상기 패키지의 내부 공간 내에 배치되어 있고, 상기 접합부가 복수의 수지 입자와 유리를 포함하고 있어도 된다.

또한, 전자 부품 장치(81)에서 사용한 접합 재료와 같이, 상기 세라믹 패키지용 접합 재료는, 상기 전자 부품 장치에 있어서 상기 접합부를 형성하기 위해서 사용되고, 수지 입자와 유리를 포함한다. 또한, 수지 입자만을 포함하고, 유리를 포함하지 않는 전기적 접속 방법을 채용해도 된다. 또한, 상기 접합부는 상기 수지 입자 대신에 상술한 도전성 입자를 포함하고 있어도 된다.

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

(실시예 1)

(1) 수지 입자의 제작

온도계, 교반기, 냉각관을 구비한 반응 용기에, 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판(도꾜 가세이 고교사제) 15중량부와, 분산 안정제로서 폴리비닐피롤리돈 7.5중량부와, 에탄올 250중량부를 넣고, 65℃에서 1시간 교반함으로써 균일하게 용해시켰다. 이어서, 4,4'-디아미노디페닐메탄 4.37중량부와, 에탄올 35중량부를 균일하게 용해시킨 후, 반응 용기 내에 넣어서 65℃ 및 24시간의 조건에서 반응시켜서, 반응 생성물을 얻었다. 얻어진 반응 생성물을 세정하고, 건조시켜서 수지 입자를 얻었다.

(2) 도전성 입자의 제작

팔라듐 촉매액을 5중량% 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 얻어진 수지 입자 10중량부를 초음파 분산기를 사용해서 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써 수지 입자를 취출했다. 이어서, 수지 입자를 디메틸아민보란 1중량% 용액 100중량부에 첨가하고, 수지 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 수지 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 첨가하고, 분산시킴으로써 분산액을 얻었다.

또한, 황산니켈 0.35mol/L, 디메틸아민보란 1.38mol/L 및 시트르산나트륨 0.5mol/L를 포함하는 니켈 도금액(pH8.5)을 준비했다.

얻어진 분산액을 60℃에서 교반하면서, 상기 니켈 도금액을 분산액에 서서히 적하하고, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 그 후, 분산액을 여과함으로써 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 수지 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 기판(제1 접속 대상 부재)을 준비했다. 또한, L/S가 10㎛/10㎛인 Au 전극 패턴(제2 전극, 전극 표면의 금속의 비커스 경도 50Hv)이 하면에 형성된 반도체 칩(제2 접속 대상 부재)을 준비했다. 상기 투명 유리 기판 상에, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30㎛가 되도록 도포 시공하고, 이방성 도전 페이스트층을 형성했다. 이어서, 이방성 도전 페이스트층 상에 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, 55㎫의 압력을 가해서 이방성 도전 페이스트층을 100℃로 경화시켜서 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 2)

수지 입자의 제작 시에, 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판 대신에 글리시딜아민형 에폭시 수지(미쯔비시 가스 가가꾸사제 「TETRAD-X」)를 사용하고, 에탄올 대신에 이소프로필알코올을 사용했다. 또한, 4,4'-디아미노디페닐메탄의 배합량을 4.37중량부에서 7.53중량부로 변경했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 3)

수지 입자의 제작 시에, 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판 대신에 트리아진형 에폭시 수지(닛산 가가꾸사제 「TEPIC-PAS」)를 사용했다. 또한, 4,4'-디아미노디페닐메탄 4.37중량부 대신에 에틸렌디아민 1.63중량부를 사용했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 4)

수지 입자의 제작 시에, 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판 대신에 글리시딜아민형 에폭시 수지(미쓰비시 케미컬사제 「JER-630」)를 사용했다. 또한, 4,4'-디아미노디페닐메탄의 배합량을 4.37중량부에서 7.63중량부로 변경했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 5)

수지 입자의 제작 시에, 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판 대신에 지환식 글리시딜아민형 에폭시 수지(미쯔비시 가스 가가꾸사제 「TETRAD-C」)를 사용하고, 에탄올 대신에 이소프로필알코올을 사용했다. 또한, 4,4'-디아미노디페닐메탄의 배합량을 4.37중량부에서 7.44중량부로 변경했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 6)

도전성 입자의 제작 시에, 분산액 중에, 니켈 입자 슬러리(평균 입자경 100㎚) 1g을 3분간에 걸쳐 첨가하고, 코어 물질이 부착된 수지 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다. 상기 분산액 대신에 상기 현탁액을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 7)

(1) 절연성 입자의 제작

4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 삼방 코크, 냉각관 및 온도 프로브를 설치한 1000mL 세퍼러블 플라스크에, 하기 모노머 조성물을 넣은 후, 하기 모노머 조성물의 고형분이 10중량%가 되도록 증류수를 넣고, 200rpm으로 교반하고, 질소 분위기 하 60℃에서 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 건조하여, 파라스티릴디에틸포스핀에서 유래하는 인 원자를 표면에 갖는 절연성 입자(입자경 360㎚)를 얻었다.

(2) 절연성 입자 부착 도전성 입자의 제작

실시예 6에서 얻어진 도전성 입자를 준비했다. 상기에서 얻어진 절연성 입자를 초음파 조사 하에서 증류수에 분산시켜, 절연성 입자의 10중량% 수분산액을 얻었다. 준비한 도전성 입자 10g을 증류수 500mL에 분산시키고, 절연성 입자의 10중량% 수분산액 1g을 첨가하고, 실온에서 8시간 교반했다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 추가로 메탄올로 세정, 건조하여, 절연성 입자 부착 도전성 입자를 얻었다. 상기 도전성 입자 대신에 상기 절연성 입자 부착 도전성 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 8)

(1) 수지 입자의 제작

종 입자로서 평균 입자경 0.93㎛의 폴리스티렌 입자를 준비했다. 상기 폴리스티렌 입자 3.9중량부와, 이온 교환수 500중량부와, 5중량% 폴리비닐알코올 수용액 120중량부를 혼합하여, 혼합액을 조제했다. 상기 혼합액을 초음파에 의해 분산시킨 후, 세퍼러블 플라스크에 넣고, 균일하게 교반했다.

이어서, 이하의 모노머 성분과, 2,2'-아조비스(이소부티르산메틸)(와코 쥰야꾸 고교사제 「V-601」) 2중량부와, 과산화벤조일(니치유사제 「나이퍼 BW」) 2중량부와, 2,2-비스(4,4-디-tert-부틸퍼옥시시클로헥실)프로판(니치유사제 「퍼테트라 A」) 4중량부를 혼합했다. 상기 모노머 성분은 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 30중량부와 스티렌 120중량부를 포함한다. 또한, 라우릴황산트리에탄올아민 9중량부와, 에탄올(용매) 30중량부와, 이온 교환수 1100중량부를 첨가하여, 유화액을 조제했다.

세퍼러블 플라스크 중의 상기 혼합액에 상기 유화액을 수회로 나누어서 첨가하고, 12시간 교반하고, 종 입자에 모노머를 흡수시켜서, 모노머가 팽윤된 종 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다.

그 후, 5중량% 폴리비닐알코올 수용액 490중량부를 첨가하고, 가열을 개시하여 85℃에서 9시간 반응시켜서 수지 입자를 얻었다.

얻어진 수지 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 9)

수지 입자의 제작 시에, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 30중량부와 스티렌 120중량부 대신에 헥실에틸메타크릴레이트 75중량부와 글리시딜메타크릴레이트 75중량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 8과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 10)

수지 입자의 제작 시에, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 30중량부와 스티렌 120중량부 대신에 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트 150중량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 8과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 11)

수지 입자의 제작 시에, 4,4'-디아미노디페닐메탄 4.37중량부 대신에 1,4-페닐렌디아민 2.34중량부를 사용했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 12)

수지 입자의 제작 시에, 4,4'-디아미노디페닐메탄 4.37중량부 대신에 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 8.90중량부를 사용했다. 상기 변경 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(비교예 1)

수지 입자로서, 닛산 가가꾸사제 「옵트 비즈 3500M」(멜라민계 수지, 입자경 3.5㎛)을 준비했다. 준비한 수지 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 13)

온도계, 교반기, 냉각관을 구비한 반응 용기에, 기재 코어 수지 입자로서 세끼스이 가가꾸 고교사제 「마이크로펄 SP210」((메트)아크릴계 수지, 입자경 10㎛) 50중량부와, 물 500중량부와, 분산 안정제로서 폴리알릴아민 125중량부를 넣고, 균일하게 혼합시킨 후에, 25℃ 및 1시간의 조건에서 반응시켜서 반응 생성물을 얻었다. 얻어진 반응 생성물을 세정하고, 건조시켜서, 기재 코어 수지 입자를 얻었다.

얻어진 기재 코어 수지 입자 30중량부와, 셸 형성재로서 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)프로판 23중량부와, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 13.5중량부와, 분산 안정제로서 폴리비닐피롤리돈 6.8중량부와, 에탄올 250중량부를 반응 용기에 넣고, 균일하게 혼합했다. 이어서, 65℃ 및 24시간의 조건에서 반응시켜서 반응 생성물을 얻었다. 얻어진 반응 생성물을 세정하고, 건조시켜서 코어 셸 입자를 얻었다. 얻어진 코어 셸 입자를 수지 입자로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체를 얻었다.

(평가)

(1) 시차 주사 열량 측정

얻어진 수지 입자 10㎎을, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행하였다. 시차 주사 열량 측정에는, 히타치 하이테크 사이언스사제 「DSC6220」을 사용했다. 얻어진 측정 결과로부터, 발열 피크가 관찰되는지 여부 및 흡열 피크가 관찰되는지 여부를 확인했다. 또한, 발열 피크는 발열량이 1000mJ/㎎ 이상인 피크로 하고, 흡열 피크는 흡열량이 2000mJ/㎎ 이상인 피크로 했다.

또한, 발열 피크가 관찰된 경우에는, 관찰된 발열 피크 중, 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 피크 온도 및 발열량을 산출했다.

(2) 수지 입자의 압축 탄성률

얻어진 수지 입자에 대해서, 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값 (A))과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값 (B))을, 상술한 방법에 의해 미소 압축 시험기(피셔사제 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정했다. 측정 결과로부터, 상기 10% K값 (A)와 상기 10% K값 (B)의 차의 절댓값을 산출했다.

(3) 수지 입자의 압축 회복률

얻어진 수지 입자에 대해서, 수지 입자의 압축 회복률을 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사제 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정했다.

(4) 수지 입자의 입자경 및 수지 입자의 입자경의 CV값

얻어진 수지 입자에 대해서, 입도 분포 측정 장치(베크만 콜터사제 「Multisizer4」)를 사용하여, 약 100000개의 수지 입자의 입자경을 측정하고, 평균값을 산출했다. 또한, 수지 입자의 입자경의 측정 결과로부터, 수지 입자의 입자경의 CV값을 하기 식으로부터 산출했다.

CV값(%)=(ρ/Dn)×100

ρ: 수지 입자의 입자경의 표준 편차

Dn: 수지 입자의 입자경의 평균값

(5) 도전부의 두께

얻어진 도전성 입자를 함유량이 30중량%가 되도록 Kulzer사제 「테크노 비트 4000」에 첨가하고, 분산시켜서, 검사용 매립 수지를 제작했다. 그 검사용 매립 수지 중에 분산된 도전성 입자의 중심 부근을 통과하도록 이온 밀링 장치(히타치 하이테크놀러지즈사제 「IM4000」)를 사용하여, 도전성 입자의 단면을 잘라냈다.

그리고, 전계 방사형 투과 전자 현미경(FE-TEM)(니혼덴시사제 「JEM-ARM200F」)을 사용하여, 화상 배율 5만배로 설정하고, 20개의 도전성 입자를 무작위로 선택하여, 각각의 도전성 입자의 도전부를 관찰했다. 각 도전성 입자에 있어서의 도전부의 두께를 계측하고, 그것을 산술 평균하여 도전부의 두께로 했다.

(6) 도전성 입자의 압축 탄성률

얻어진 도전성 입자에 대해서, 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값 (C))과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값 (D))을, 상술한 방법에 의해 미소 압축 시험기(피셔사제 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정했다. 측정 결과로부터, 상기 10% K값 (C)와 상기 10% K값 (D)의 차의 절댓값을 산출했다.

(7) 도전성 입자의 압축 회복률

얻어진 도전성 입자에 대해서, 도전성 입자의 압축 회복률을 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사제 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정했다.

(8) 수지 입자와 도전부의 밀착성

얻어진 접속 구조체에 대해서, 접속부 중의 도전성 입자를 주사형 전자 현미경(히타치 하이테크놀러지즈사제 「Regulus8220」)을 사용해서 관찰했다. 관찰한 도전성 입자 100개에 대해서, 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부가 박리되어 있는지의 여부를 확인했다. 수지 입자와 도전부의 밀착성을 이하의 기준으로 판정했다.

[수지 입자와 도전부의 밀착성의 판정 기준]

○○○: 도전부의 박리된 도전성 입자가 0개

○○: 도전부의 박리된 도전성 입자가 0개를 초과하고 15개 이하

○: 도전부의 박리된 도전성 입자가 15개를 초과하고 30개 이하

△: 도전부의 박리된 도전성 입자가 30개를 초과하고 50개 이하

×: 도전부의 박리된 도전성 입자가 50개를 초과한다

(9) 도전성 입자의 형상 유지 특성

얻어진 접속 구조체에 대해서, 접속부 중의 도전성 입자를 주사형 전자 현미경(히타치 하이테크놀러지즈사제 「Regulus8220」)을 사용해서 관찰했다. 관찰한 도전성 입자 100개에 대해서, 압축된 형상이 유지되어 있는지의 여부를 확인했다. 도전성 입자의 형상 유지 특성을 이하의 기준으로 판정했다.

[도전성 입자의 형상 유지 특성의 판정 기준]

○○○: 압축된 형상을 유지하고 있는 도전성 입자의 개수가 90개 이상

○○: 압축된 형상을 유지하고 있는 도전성 입자의 개수가 70개 이상 90개 미만

○: 압축된 형상을 유지하고 있는 도전성 입자의 개수가 50개 이상 70개 미만

△: 압축된 형상을 유지하고 있는 도전성 입자의 개수가 1개 이상 50개 미만

×: 도전성 입자가 압축된 형상을 유지하고 있지 않거나, 또는 도전성 입자가 파괴되어 있다

(10) 접속 신뢰성(상하의 전극간)

얻어진 20개의 접속 구조체의 상하의 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 신뢰성을 이하의 기준으로 판정했다.

[접속 신뢰성의 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

(11) 내충격성

상기 (10) 접속 신뢰성의 평가에서 얻어진 접속 구조체를 높이 70㎝의 위치로부터 낙하시키고, 상기 (10)의 평가와 마찬가지로 하여 접속 저항을 확인하는 것으로 내충격성의 평가를 행하였다. 상기 (10)의 평가에서 얻어진 접속 저항의 평균값으로부터의 저항값의 상승률에 의해 내충격성을 이하의 기준으로 판정했다.

[내충격성의 판정 기준]

○: 접속 저항의 평균값으로부터의 저항값의 상승률이 30% 이하

△: 접속 저항의 평균값으로부터의 저항값의 상승률이 30%를 초과하고 50% 이하

×: 접속 저항의 평균값으로부터의 저항값의 상승률이 50%를 초과한다

(12) 고온 및 고습 조건 후의 접속 신뢰성

상기 (10) 접속 신뢰성의 평가에서 얻어진 접속 구조체 100개를, 85℃, 85% RH에서 100시간 방치했다. 방치 후의 100개의 접속 구조체에 대해서, 상하의 전극간의 도통 불량이 발생하고 있는지 여부를 평가했다. 고온 및 고습 조건 후의 접속 신뢰성을 이하의 기준으로 판정했다.

[고온 및 고습 조건 후의 접속 신뢰성의 판정 기준]

○○: 접속 구조체 100개 중, 도통 불량이 발생하고 있는 개수가 1개 이하이다

○: 접속 구조체 100개 중, 도통 불량이 발생하고 있는 개수가 2개 이상 5개 이하이다

△: 접속 구조체 100개 중, 도통 불량이 발생하고 있는 개수가 6개 이상 10개 이하이다

×: 접속 구조체 100개 중, 도통 불량이 발생하고 있는 개수가 11개 이상이다

재료의 조성 및 결과를 표 1 내지 5에 나타낸다.

(13) 갭 제어용 스페이서로서의 사용예

세라믹 패키지용 접합 재료의 제작:

실시예 1 내지 13에 있어서, 얻어진 수지 입자 30중량부와 유리(조성: Ag-V-Te-W-P-W-Ba-O, 융점 264℃) 70중량부를 포함하는 세라믹 패키지용 접합 재료를 얻었다.

전자 부품 장치의 제작:

얻어진 접합 재료를 사용하여, 도 5에 도시하는 전자 부품 장치를 제작했다. 구체적으로는, 접합 재료를 제1 세라믹 부재의 외주부에 스크린 인쇄법에 의해 도포했다. 그 후, 제2 세라믹 부재를 대향해서 설치하고, 접합부에 반도체 레이저를 조사해서 소성하고, 제1 세라믹 부재와 제2 세라믹 부재를 접합했다.

얻어진 전자 부품 장치에서는, 제1 세라믹 부재와 제2 세라믹 부재의 간격이 양호하게 규제되고 있었다. 또한, 얻어진 전자 부품 장치는 양호하게 작동했다. 또한, 패키지 내부의 기밀성도 양호하게 유지되었다.

1 : 도전성 입자
2 : 도전부
11 : 수지 입자
21 : 도전성 입자
22 : 도전부
22A : 제1 도전부
22B : 제2 도전부
31 : 도전성 입자
31a : 돌기
32 : 도전부
32a : 돌기
33 : 코어 물질
34 : 절연성 물질
41 : 접속 구조체
42 : 제1 접속 대상 부재
42a : 제1 전극
43 : 제2 접속 대상 부재
43a : 제2 전극
44 : 접속부
81 : 전자 부품 장치
82 : 제1 세라믹 부재
83 : 제2 세라믹 부재
84 : 접합부
84B : 유리
85 : 전자 부품
86 : 리드 프레임
R : 내부 공간

Claims (12)

1. 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 발열 피크가 관찰되는, 수지 입자.
2. 제1항에 있어서, 상기 발열 피크 중, 최대의 피크 면적을 갖는 발열 피크에 있어서의 발열량이 2000mJ/㎎ 이상 25000mJ/㎎ 이하인, 수지 입자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 5℃/분의 승온 속도로 100℃부터 350℃까지 대기 분위기 하에서 수지 입자를 가열해서 시차 주사 열량 측정을 행했을 때, 2000mJ/㎎ 이상의 흡열량을 갖는 흡열 피크가 관찰되지 않는, 수지 입자.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 차의 절댓값이 180N/㎟ 이상인, 수지 입자.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스페이서에 사용되거나, 전자 부품용 접착제에 사용되거나, 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되거나, 또는 적층 조형용 재료에 사용되는, 수지 입자.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스페이서로서 사용되거나, 또는 표면 상에 도전부가 형성됨으로써, 상기 도전부를 갖는 도전성 입자를 얻기 위해서 사용되는, 수지 입자.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 수지 입자와,
   상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하는, 도전성 입자.
8. 제7항에 있어서, 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률과, 200℃ 및 10분간의 조건에서 가열한 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 차의 절댓값이 180N/㎟ 이상인, 도전성 입자.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비하는, 도전성 입자.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부의 외표면에 돌기를 갖는, 도전성 입자.
11. 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하고,
    상기 도전성 입자가, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하는, 도전 재료.
12. 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 접속부가, 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고,
    상기 도전성 입자가, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.

Images