TW201405582A - 導電性粒子、樹脂粒子、導電材料及連接構造體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種導電性粒子，其於使用導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻，且提高連接可靠性。本發明之導電性粒子1包含：樹脂粒子2；及配置於樹脂粒子2之表面上之導電層3。將導電性粒子1壓縮10%時之壓縮彈性模數為1500 N/mm2以上、且5000 N/mm2以下。將導電性粒子1壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將導電性粒子1壓縮50%時之壓縮彈性模數之比為2以上、且10以下。

Description

導電性粒子、樹脂粒子、導電材料及連接構造體
本發明係關於一種於樹脂粒子之表面上配置有導電層之導電性粒子。又，本發明係關於一種於表面上配置導電層而用以獲得於樹脂粒子之表面上配置有導電層之導電性粒子的樹脂粒子。又，本發明係關於一種使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料廣為人知。該各向異性導電材料中，導電性粒子分散於黏合劑樹脂中。
於軟性基板、玻璃基板及半導體晶片等各種連接對象構件之電極間之電性連接中，使用有上述各向異性導電材料。例如，觸控面板中，軟性基板之電極與其他電極藉由各向異性導電材料而電性連接。
作為上述導電性粒子之一例，下述專利文獻1中揭示有一種具有基材粒子、及形成於該基材粒子表面之導電層之導電性粒子。為形成基材粒子，使用二乙烯苯-乙基乙烯苯混合物作為單體之一部分。該導電性粒子中，粒徑位移10%時之壓縮彈性模數(10%K值)為2.5×109N/m2以下，壓縮變形回覆率為30%以上，且破裂應變為30%以上。專利文獻1中記載，於使用上述導電性粒子將基板之電極間電性連接之情形時，連接電阻變低，連接可靠性變高。
下述專利文獻2中揭示有一種於高彈力性定形粒子之表面形成有導電層之導電性粒子。將上述高彈力性定形粒子壓縮位移10%時之壓縮彈性模數(10%K值)為500~2500N/mm2，且於壓縮率為50%以上 時，壓縮荷重解除後之壓縮變形回覆率為20~45%之範圍內。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-313304號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-238622號公報
近年來，於將軟性基板之電極與其他電極導電連接時，於相對較低之壓力下進行導電連接。於在此種相對較低之壓力下之導電連接中使用如專利文獻1、2所記載之先前之導電性粒子的情形時，有難以充分降低連接電阻之情況。
又，由於在相對較低之壓力下進行導電連接，故而僅使導電性粒子相對柔軟時，有因黏合劑樹脂進入至導電性粒子與電極之間而連接電阻變高的傾向。又，有黏合劑樹脂之進入產生之結果、即電極間之連接可靠性變低之問題。
本發明之目的在於提供一種於使用導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻、且提高連接可靠性之導電性粒子及樹脂粒子、以及使用該導電性粒子或該樹脂粒子之導電材料及連接構造體。
根據本發明之廣泛態樣，提供一種導電性粒子，其係具有樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層者，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為1500N/mm2以上、且5000N/mm2以下，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為2以上、且10以下。
上述導電性粒子之破裂應變較佳為55%以上。將上述導電性粒子 壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比較佳為2以上、且10以下。
本發明之導電性粒子之某特定態樣中，該導電性粒子係用於軟性基板之電極之電性連接者。
本發明之導電性粒子之某特定態樣中，該導電性粒子係用於觸控面板者。
根據本發明之廣泛態樣，提供一種樹脂粒子，其係用以於表面上配置導電層以獲得導電性粒子，該導電性粒子具有樹脂粒子及配置於上述樹脂粒子表面上之上述導電層，將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為500N/mm2以上、且3000N/mm2以下，將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為1以上、且8以下。
上述樹脂粒子之破裂應變較佳為55%以上。將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比較佳為1以上、且8以下。
本發明之樹脂粒子之某特定態樣中，該樹脂粒子係用以獲得用於軟性基板之電極之電性連接之導電性粒子者。
本發明之樹脂粒子之某特定態樣中，該樹脂粒子係用以獲得用於觸控面板之導電性粒子者。
根據本發明之廣泛態樣，提供一種導電材料，其包含上述導電性粒子、及黏合劑樹脂。
上述導電材料中，較佳為，上述導電性粒子具有上述樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層。
根據本發明之廣泛態樣，提供一種連接構造體，其具備：表面具有第1電極之第1連接對象構件，表面具有第2電極之第2連接對象構件，及連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部； 上述連接部由上述導電性粒子形成，或由包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料形成；上述第1電極與上述第2電極藉由上述導電性粒子而電性連接。
上述連接構造體中，較佳為，上述導電性粒子具有上述樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層。
本發明之導電性粒子中，於樹脂粒子之表面上配置有導電層，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為1500N/mm2以上、且5000N/mm2以下，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為2以上、且10以下，因此於使用導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻，且提高連接可靠性。
本發明之樹脂粒子係表面上配置導電層而用以獲得具有樹脂粒子及配置於該樹脂粒子表面上之上述導電層之導電性粒子。本發明之樹脂粒子係將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為500N/mm2以上、且3000N/mm2以下，將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為1以上、且8以下，因此於使用具備樹脂粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻，且提高連接可靠性。
1‧‧‧導電性粒子
2‧‧‧樹脂粒子
3‧‧‧導電層
11‧‧‧導電性粒子
12‧‧‧導電層
12A‧‧‧第1導電層
12B‧‧‧第2導電層
51‧‧‧連接構造體
52‧‧‧第1連接對象構件
52a‧‧‧電極
53‧‧‧第2連接對象構件
53a‧‧‧電極
54‧‧‧連接部
圖1係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子的剖面圖。
圖2係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子的剖面圖。
圖3係模式性地表示使用本發明之第1實施形態之導電性粒子的連接構造體之正面剖面圖。
以下，說明本發明之詳細情況。
本發明之導電性粒子具有樹脂粒子、及配置於該樹脂粒子表面上之導電層。將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)為1500N/mm2以上、且5000N/mm2以下。將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)相對於將上述導電性粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數(50%K值)的比(10%K值/50%K值)為2以上、且10以下。
本發明之導電性粒子具備上述構成，故而於使用導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻，且提高連接可靠性。於將軟性基板之電極或配置於樹脂膜上之電極導電連接時，於相對較低之壓力下進行導電連接。本發明之導電性粒子即便於相對較低之壓力下進行導電連接，亦可充分地降低連接電阻，進而充分地提高電極間之連接可靠性。
尤其是若導電性粒子之上述比(10%K值/50%K值)為上述下限以上及上述上限以下，則於導電連接時，可確保導電性粒子與電極之充分之接觸面積，結果導電性變得良好。
即便於相對較低之壓力下進行導電連接，亦可充分地降低連接電阻，並充分地提高電極間之連接可靠性，故而上述導電性粒子較佳為用於軟性基板之電極之電性連接之導電性粒子，較佳為用於配置於樹脂膜上之電極之電性連接之導電性粒子，較佳為用於觸控面板之導電性粒子。
就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，上述導電性粒子之10%K值較佳為2000N/mm2以上，更佳為2500N/mm2以上，較佳為4500N/mm2以下，更佳為4000N/mm2以下。
就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，上述導電性粒子之上述比(10%K值/50%K值)較佳為3以上，且較佳為6以下，更佳為5以下。
於在相對較低之壓力下進行導電連接之情形時，就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)相對於將上述導電性粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數(30%K值)的比(10%K值/30%K值)較佳為2以上，更佳為3以上，且較佳為10以下，更佳為6以下。
本發明之樹脂粒子係表面上配置導電層而用以獲得包含樹脂粒子及配置於該樹脂粒子表面上之上述導電層之導電性粒子。將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)為500N/mm2以上、且3000N/mm2以下。將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)相對於將上述樹脂粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數(50%K值)的比(10%K值/50%K值)為1以上、且8以下。
本發明之樹脂粒子具備上述構成，故而於使用具備樹脂粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時，可降低連接電阻，且提高連接可靠性。使用本發明之樹脂粒子之導電性粒子即便於相對較低之壓力下進行導電連接，亦可充分地降低連接電阻，進而充分地提高電極間之連接可靠性。
尤其是若樹脂粒子之上述比(10%K值/50%K值)為上述下限以上及上述上限以下，則於導電連接時，可確保導電性粒子與電極之充分接觸面積，結果導電性變得良好。
即便於相對較低之壓力下進行導電連接，亦可充分地降低連接電阻，並充分地提高電極間之連接可靠性，故而上述樹脂粒子較佳為用以獲得用於軟性基板之電極之電性連接之導電性粒子者，較佳為用以獲得用於配置於樹脂膜上之電極之電性連接之導電性粒子者，較佳為用以獲得用於觸控面板之導電性粒子者。
就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，上述樹脂粒子之10%K值較佳為1000N/mm2以上，較 佳為2500N/mm2以下。
就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，上述樹脂粒子之上述比(10%K值/50%K值)較佳為1.2以上，更佳為1.3以上，且較佳為6以下。上述樹脂粒子之上述比(10%K值/50%K值)亦可為3以下。
於在相對較低之壓力下進行導電連接之情形時，就更進一步降低連接電阻、並更進一步提高電極間之連接可靠性的觀點而言，將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)相對於將上述樹脂粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數(30%K值)的比(10%K值/30%K值)較佳為1以上，更佳為1.2以上，且較佳為8以下，更佳為6以下。
於觸控面板用途之情形時，各向異性導電性材料通常用於樹脂基板彼此之接合。於觸控面板之接合步驟中，基板之熱壓接時，為儘量抑制成為ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)電極破裂之原因的基板之熱變形，而於低溫低壓之條件下進行壓接。於該情形時，為使導電性粒子充分地變形而與基板充分地接觸，確保導電性粒子與基板之接觸面積，而要求導電性粒子較軟。又，於電極為銀之情形時，為不使柔軟之銀電極發生變形，亦要求導電性粒子較軟。
然而，於導電性粒子較軟之情形時，導電性粒子與電極之間容易產生黏合劑樹脂之進入。為防止此種情況，要求粒子於壓縮初期為硬質。
藉由滿足本發明之導電性粒子及樹脂粒子之上述物性，導電性粒子可較佳地用於觸控面板用途。
上述導電性粒子及上述樹脂粒子之上述壓縮彈性模數(10%K值、30%K值、50%K值)可藉由以下方式測定。
使用微壓縮試驗機，以圓柱(直徑50μm，Diamond製造)之平滑壓頭端面，於25℃、壓縮速度2.6mN/秒、及最大試驗荷重10gf之條件 下壓縮樹脂粒子。測定此時之荷重值(N)及壓縮位移(mm)。可根據所獲得之測定值利用下述式求出上述壓縮彈性模數。作為上述微壓縮試驗機，例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
K值(N/mm2)=(3/21/2)．F．S-3/2．R-1/2
導電性粒子：
F：導電性粒子壓縮變形10%、30%或50%時之荷重值(N)
S：導電性粒子壓縮變形10%、30%或50%時之壓縮位移(mm)
R：導電性粒子之半徑(mm)
樹脂粒子：
F：樹脂粒子壓縮變形10%、30%或50%時之荷重值(N)
S：樹脂粒子壓縮變形10%、30%或50%時之壓縮位移(mm)
R：樹脂粒子之半徑(mm)
上述壓縮彈性模數普遍地且定量地表示導電性粒子及樹脂粒子之硬度。藉由上述壓縮彈性模數之使用，可定量地且根本地表示導電性粒子及樹脂粒子之硬度。
就更進一步使連接可靠性變良好之觀點而言，上述導電性粒子之破裂應變較佳為55%以上，更佳為60%以上，進而較佳為70%以上。再者，於不破裂之情形時，破裂應變實際上超過70%。
就更進一步使連接可靠性變良好之觀點而言，上述樹脂粒子之破裂應變較佳為55%以上，更佳為60%以上，進而較佳為70%以上。再者，於不破裂之情形時，破裂應變實際上超過70%。
上述破裂應變可藉由以下方式進行測定。
使用微壓縮試驗機，以圓柱(直徑50μm，Diamond製造)之平滑壓頭端面，於25℃、壓縮速度2.6mN/秒、及最大試驗荷重10gf之條件下壓縮樹脂粒子。破裂應變係於壓縮之過程中根據導電性粒子或樹脂粒子破裂時之壓縮位移之測定值利用下述式求出之值。
破裂應變(%)=(B/D)×100
導電性粒子：
B：導電性粒子破裂時之壓縮位移(mm)
D：導電性粒子之直徑(mm)
樹脂粒子：
B：樹脂粒子破裂時之壓縮位移(mm)
D：樹脂粒子之直徑(mm)
就更進一步使連接可靠性變良好之觀點而言，上述導電性粒子之壓縮回覆率較佳為10%以上，更佳為15%以上。
就更進一步使連接可靠性變良好之觀點而言，上述樹脂粒子之壓縮回覆率較佳為10%以上，更佳為15%以上。
上述壓縮回覆率可藉由以下方式進行測定。
於試樣台上散佈導電性粒子或樹脂粒子。對1個散佈之導電性粒子或樹脂粒子使用微壓縮試驗機，於導電性粒子或樹脂粒子之中心方向，賦予負載(反轉荷重值)直至導電性粒子或樹脂粒子壓縮變形50%。其後，進行卸載直至原點用荷重值(0.40mN)。可測定其間之荷重-壓縮位移，並根據下述式求出壓縮回覆率。再者，負載速度設為0.33mN/秒。作為上述微壓縮試驗機，例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
壓縮回覆率(%)=[(L1-L2)/L1]×100
L1：自賦予負載時之原點用荷重值直至反轉荷重值之壓縮位移
L2：自解除負載時之反轉荷重值直至原點用荷重值之卸載位移
根據單體之組成，可將上述壓縮彈性模數(10%K值、30%K值及50%K值)、上述破裂應變及上述壓縮回覆率控制於上述範圍內。
以下，說明樹脂粒子、導電性粒子、導電材料及連接構造體之其他詳細情況。
(樹脂粒子)
作為用以形成上述樹脂粒子之樹脂，可較佳地使用各種有機物。作為用以形成上述樹脂粒子之樹脂，例如可使用：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚異丁烯、聚丁二烯等聚烯烴樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂；聚對苯二甲酸烷二酯、聚碳酸酯、聚醯胺、酚甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、苯并胍胺-甲醛樹脂、脲甲醛樹脂、酚系樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、脲樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、聚碸、聚苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚碸、及使1種或2種以上具有乙烯性不飽和基之各種聚合性單體聚合而獲得之聚合物等。藉由使1種或2種以上具有乙烯性不飽和基之各種聚合性單體聚合，可設計及合成適合導電材料之任意具有壓縮時之物性之樹脂粒子。
於上述樹脂粒子係使具有乙烯性不飽和基之單體聚合而獲得的情形時，作為上述具有乙烯性不飽和基之單體，可列舉非交聯性之單體及交聯性之單體。
作為上述非交聯性之單體，例如可列舉：苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體；(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐等含羧基之單體；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、1,3-二羥基金剛烷二(甲基)丙烯酸酯等含氧原子之(甲基)丙烯酸酯類；(甲基)丙烯腈等含腈基之單 體；甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯醚類；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等酸乙烯酯類；乙烯、丙烯、異戊二烯、丁二烯等不飽和烴；(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含鹵素之單體等。
作為上述交聯性之單體，例如可列舉：四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)四亞甲基二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯類；(異)氰尿酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、二乙烯苯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯醯胺、二烯丙醚、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三甲氧基矽烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基矽烷等含矽烷之單體等。
藉由公知之方法使上述具有乙烯性不飽和基之聚合性單體聚合，藉此可獲得上述樹脂粒子。作為該方法，例如可列舉：於自由基聚合起始劑之存在下進行懸浮聚合之方法；以及使用非交聯之種粒子與自由基聚合起始劑一併使單體膨潤而聚合之方法等。
上述樹脂粒子之平均粒徑較佳為0.5μm以上，更佳為1μm以上，且較佳為500μm以下，更佳為100μm以下，進而較佳為50μm以下，尤佳為20μm以下。若樹脂粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下，則於使用導電性粒子連接電極間之情形時，導電性粒子與電極之接觸面積充分地變大，且於形成導電層時變得難以形成凝聚之導電性粒子。又，經由導電性粒子而連接之電極間之間隔不變得過大，且導電層變得難以自樹脂粒子之表面剝離。
上述樹脂粒子之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。樹脂粒子之平均粒徑係藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個樹脂粒子並算出平均值而求出。
(導電性粒子)
圖1以剖面圖表示本發明之第1實施形態之導電性粒子。
圖1所示之導電性粒子1具有：樹脂粒子2，及配置於樹脂粒子2表面上之導電層3。導電性粒子1係樹脂粒子2之表面由導電層3被覆之被覆粒子。
圖2以剖面圖表示本發明之第2實施形態之導電性粒子。
圖2所示之導電性粒子11具有：樹脂粒子2，及配置於樹脂粒子2表面上之導電層12。導電層12具有作為內層之第1導電層12A及作為外層之第2導電層12B。樹脂粒子2之表面上配置有第1導電層12A。第1導電層12A之表面上配置有第2導電層12B。
用以形成上述導電層之金屬並無特別限定。作為該金屬，例如可列舉：金、銀、鈀、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽及該等之合金等。又，作為上述金屬，可列舉摻錫氧化銦(ITO)及焊料等。其中，由於可更進一步降低電極間之連接電阻，故而較佳為含錫之合金、鎳、鈀、銅或金，較佳為鎳或鈀。上述導電層之熔點較佳為300℃以上，更佳為450℃以上。上述導電層亦可為並非焊料之導電層。
如導電性粒子1般，上述導電層亦可由1層形成。如導電性粒子11般，導電層亦可由複數層形成。即，導電層亦可具有2層以上之積層構造。於導電層由複數層形成之情形時，最外層較佳為金層、鎳層、鈀層、銅層或含錫及銀之合金層，更佳為金層。於最外層為該等較佳之導電層之情形時，電極間之連接電阻更進一步變低。又，於最外層為金層之情形時，耐腐蝕性更進一步變高。
於上述樹脂粒子之表面形成導電層之方法並無特別限定。作為形成導電層之方法，例如可列舉：利用無電解鍍敷之方法；利用電鍍之方法；利用物理蒸鍍之方法；以及將金屬粉末或含金屬粉末及黏合劑之膏塗佈於樹脂粒子表面之方法等。其中，導電層之形成較簡便，故而較佳為利用無電解鍍敷之方法。作為上述利用物理蒸鍍之方法，可列舉真空蒸鍍、離子鍍著及離子濺鍍等方法。
上述導電性粒子之平均粒徑較佳為0.5μm以上，更佳為1μm以上，且較佳為520μm以下，更佳為500μm以下，更進一步較佳為100μm以下，進而較佳為50μm以下，尤佳為20μm以下。若導電性粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下，則於使用導電性粒子連接電極間之情形時，導電性粒子與電極之接觸面積充分地變大，且於形成導電層時變得難以形成凝聚之導電性粒子。又，經由導電性粒子而連接之電極間之間隔不變得過大，且導電層變得難以自樹脂粒子之表面剝離。
上述導電性粒子之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。導電性粒子之平均粒徑係藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個導電性粒子並算出平均值而求出。
上述導電層之厚度(於導電層為多層之情形時為導電層整體之厚度)較佳為0.005μm以上，更佳為0.01μm以上，且較佳為10μm以下，更佳為1μm以下，進而較佳為0.3μm以下。若導電層之厚度為上述下限以上及上述上限以下，則獲得充分之導電性，且導電性粒子不變得過硬，於電極間之連接時導電性粒子充分地變形。
於上述導電層由複數層形成之情形時，最外層之導電層之厚度較佳為0.001μm以上，更佳為0.01μm以上，且較佳為0.5μm以下，更佳為0.1μm以下。若上述最外層之導電層之厚度為上述下限以上及上述上限以下，則最外層之導電層之被覆變得均勻，耐腐蝕性充分提 高，且電極間之連接電阻更進一步變低。又，於上述最外層為金層之情形時，金層之厚度越薄成本越低。
上述導電層之厚度例如可藉由使用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察導電性粒子之剖面而進行測定。
上述導電性粒子亦可於上述導電層之外表面具有突起。該突起較佳為複數個。多數情況下，由導電性粒子連接之電極之表面形成有氧化覆膜。於使用具有突起之導電性粒子之情形時，藉由於電極間配置導電性粒子並進行壓接，而利用突起有效地排除上述氧化覆膜。因此，可更進一步確實地使電極與導電性粒子之導電層接觸，並可降低電極間之連接電阻。進而，於導電性粒子於表面具備絕緣性物質之情形時，或使導電性粒子分散於黏合劑樹脂中而用作導電材料之情形時，利用導電性粒子之突起，可有效地排除導電性粒子與電極之間之絕緣性物質或黏合劑樹脂。因此，可提高電極間之導通可靠性。
作為於上述導電性粒子之表面形成突起之方法，可列舉：使芯物質附著於樹脂粒子之表面後利用無電解鍍敷形成導電層的方法；以及利用無電解鍍敷於樹脂粒子之表面形成導電層後使芯物質附著並進而利用無電解鍍敷形成導電層的方法等。又，為形成突起，亦可不使用上述芯物質。
上述導電性粒子亦可具備配置於上述導電層之外表面上之絕緣性物質。於該情形時，若將導電性粒子用於電極間之連接，則可防止鄰接之電極間之短路。具體而言，於複數個導電性粒子接觸時，於複數個電極間存在絕緣性物質，因此可防止橫方向上相鄰之電極間之短路而並非上下之電極間之短路。再者，於電極間之連接時，利用2個電極對導電性粒子進行加壓，藉此可容易地排除導電性粒子之導電層與電極之間之絕緣性物質。於導電性粒子於上述導電層之表面具有突起之情形時，可更進一步容易地排除導電性粒子之導電層與電極之間 之絕緣性物質。上述絕緣性物質較佳為絕緣性樹脂層或絕緣性粒子。上述絕緣性粒子較佳為絕緣性樹脂粒子。
(導電材料)
本發明之導電材料包含上述導電性粒子、及黏合劑樹脂。該導電材料中之導電性粒子較佳為具有上述樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層。本發明之附絕緣性粒子之導電性粒子較佳為分散於黏合劑樹脂中而用作導電材料。上述導電材料較佳為各向異性導電材料。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。作為上述黏合劑樹脂，可使用公知之絕緣性之樹脂。作為上述黏合劑樹脂，例如可列舉：乙烯系樹脂、熱塑性樹脂、硬化性樹脂、熱塑性嵌段共聚物及彈性體等。上述黏合劑樹脂可僅使用1種，亦可併用2種以上。
作為上述乙烯系樹脂，例如可列舉：乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸系樹脂及苯乙烯樹脂等。作為上述熱塑性樹脂，例如可列舉：聚烯烴樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚醯胺樹脂等。作為上述硬化性樹脂，例如可列舉：環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及不飽和聚酯樹脂等。再者，上述硬化性樹脂亦可為常溫硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂或濕氣硬化型樹脂。上述硬化性樹脂亦可與硬化劑併用。作為上述熱塑性嵌段共聚物，例如可列舉：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物、及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物等。作為上述彈性體，例如可列舉：苯乙烯-丁二烯共聚合橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚合橡膠等。
上述導電材料除上述導電性粒子及上述黏合劑樹脂以外，例如亦可包含填充劑、增量劑、軟化劑、塑化劑、聚合觸媒、硬化觸媒、著色劑、抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、 抗靜電劑及阻燃劑等各種添加劑。
使上述導電性粒子分散於上述黏合劑樹脂中之方法可使用先前公知之分散方法，並無特別限定。作為使上述導電性粒子分散於上述黏合劑樹脂中之方法，例如可列舉：於上述黏合劑樹脂中添加上述導電性粒子之後，利用行星式混合機等進行混練而使其分散之方法；使用均質機等使上述導電性粒子均勻地分散於水或有機溶劑中之後，添加至上述黏合劑樹脂中，並利用行星式混合機等進行混練而使其分散之方法；以及利用水或有機溶劑等稀釋上述黏合劑樹脂之後，添加上述導電性粒子，並利用行星式混合機等進行混練而使其分散之方法等。
本發明之導電材料可用作導電膏及導電膜等。於本發明之導電材料為導電膜之情形時，亦可於包含導電性粒子之導電膜上積層不含導電性粒子之膜。上述導電膏較佳為各向異性導電膏。上述導電膜較佳為各向異性導電膜。
上述導電材料100重量%中，上述黏合劑樹脂之含量較佳為10重量%以上，更佳為30重量%以上，進而較佳為50重量%以上，尤佳為70重量%以上，且較佳為99.99重量%以下，更佳為99.9重量%以下。若上述黏合劑樹脂之含量為上述下限以上及上述上限以下，則於電極間有效地配置導電性粒子，由導電材料連接之連接對象構件之連接可靠性更進一步變高。
上述導電材料100重量%中，上述導電性粒子之含量較佳為0.01重量%以上，更佳為0.1重量%以上，且較佳為20重量%以下，更佳為10重量%以下。若上述導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下，則電極間之導通可靠性更進一步變高。
本發明之導電材料較佳為用於軟性基板之電極之電性連接之各向異性導電材料。本發明之導電材料較佳為用於配置於樹脂膜上之電 極之電性連接之各向異性導電材料。
本發明之導電材料較佳為用於軟性基板之電極之電性連接之觸控面板用各向異性導電材料。本發明之導電材料較佳為用於配置於樹脂膜上之電極之電性連接之觸控面板用各向異性導電材料。本發明之導電材料較佳為觸控面板用各向異性導電材料。
(連接構造體)
使用上述導電性粒子，或使用包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料，將連接對象構件連接，藉此可獲得連接構造體。
上述連接構造體較佳為具備：第1連接對象構件；第2連接對象構件；及連接第1連接對象構件與第2連接對象構件之連接部；且該連接部由上述導電性粒子形成，或由包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料(各向異性導電材料等)形成者。於單獨使用導電性粒子之情形時，連接部本身為導電性粒子。即，第1、第2連接對象構件由導電性粒子連接。
上述第1連接對象構件較佳為於表面具有第1電極。上述第2連接對象構件較佳為於表面具有第2電極。上述第1電極與上述第2電極較佳為藉由上述導電性粒子而電性連接。
圖3係模式性地表示使用圖1所示之導電性粒子1之連接構造體的正面剖面圖。
圖3所示之連接構造體51具備：第1連接對象構件52；第2連接對象構件53；及連接第1連接對象構件52與第2連接對象構件53之連接部54。連接部54由包含導電性粒子1及黏合劑樹脂之導電材料形成。為圖示方便起見，圖3簡略地表示導電性粒子1。除導電性粒子1以外，亦可使用導電性粒子11等其他導電性粒子。
第1連接對象構件52於表面(上表面)具有複數個第1電極52a。第2連接對象構件53於表面(下表面)具有複數個第2電極53a。第1電極52a 與第2電極53a由1個或複數個導電性粒子1電性連接。因此，第1、第2連接對象構件52、53藉由導電性粒子1而電性連接。
上述連接構造體之製造方法並無特別限定。作為連接構造體之製造方法之一例，可列舉如下方法等：於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間配置上述導電材料而獲得積層體後，對該積層體進行加熱及加壓。上述加壓之壓力為9.8×104~4.9×106Pa左右。上述加熱之溫度為120~220℃左右。用以連接軟性基板之電極、配置於樹脂膜上之電極及觸控面板之電極的上述加壓之壓力為9.8×104~1.0×106Pa左右。
作為上述連接對象構件，具體而言，可列舉：半導體晶片、電容器及二極體等電子零件；以及印刷基板、軟性基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。較佳為上述導電材料為膏狀，於膏之狀態下塗佈於連接對象構件上。上述導電性粒子及導電材料較佳為用於作為電子零件之連接對象構件之連接。上述連接對象構件較佳為電子零件。上述導電性粒子較佳為用於電子零件之電極之電性連接。其中，上述連接對象構件較佳為軟性印刷基板，較佳為於樹脂膜之表面上配置有電極之連接對象構件。
作為設置於上述連接對象構件之電極，可列舉：金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極及鎢電極等金屬電極。於上述連接對象構件為軟性基板之情形時，上述電極較佳為金電極、鎳電極、錫電極或銅電極。於上述連接對象構件為玻璃基板之情形時，上述電極較佳為鋁電極、銅電極、鉬電極或鎢電極。再者，於上述電極為鋁電極之情形時，可為僅由鋁形成之電極，亦可為於金屬氧化物層之表面積層有鋁層之電極。作為上述金屬氧化物層之材料，可列舉摻雜有3價金屬元素之氧化銦及摻雜有3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素，可列舉Sn、Al及Ga等。
以下，列舉實施例及比較例具體地說明本發明。本發明並不僅限於以下之實施例。
(實施例1) (1)樹脂粒子之製作 (聚合物種粒子分散液之製作)
於可分離式燒瓶內裝入離子交換水2500g、苯乙烯250g、辛硫醇50g、及氯化鈉0.5g，於氮氣環境下進行攪拌。其後，加熱至70℃，並添加過氧化鉀2.5g，進行反應24小時，藉此獲得聚合物種粒子。
將所獲得之聚合物種粒子5g、離子交換水500g、與聚乙烯醇5重量%水溶液100g進行混合，並藉由超音波使其分散之後，裝入至可分離式燒瓶內進行攪拌，而獲得聚合物種粒子分散液。
(聚合物粒子之製作)
將丙烯酸異酯76g、聚四亞甲基二醇二丙烯酸酯114g、過氧化苯甲醯2.6g、月桂基硫酸三乙醇胺10g、及乙醇130g添加至離子交換水1000g中，進行攪拌而獲得乳化液。分數次將所獲得之乳化液添加至聚合物種粒子分散液中，並攪拌12小時。其後，添加聚乙烯醇5重量%水溶液500g，於85℃之氮氣環境下，進行反應9小時，而獲得聚合物粒子(樹脂粒子，平均粒徑3.0μm)。
(2)導電性粒子之製作
洗淨所獲得之聚合物粒子，使其乾燥後，藉由無電解鍍敷法於聚合物粒子之表面形成鎳層，製作導電性粒子。再者，鎳層之厚度為0.1μm。
(實施例2~10及比較例1~3)
如下述表1所示般變更用於聚合物粒子之製作時之單體成分之種類及其調配量(單體之組成)，除此以外，以與實施例1相同之方式， 獲得聚合物種粒子分散液、聚合物粒子及導電性粒子。
(評價) (1)導電性粒子及樹脂粒子之壓縮彈性模數(10%K值、30%K值及50%K值)
藉由上述方法，使用微壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」)，對所獲得之導電性粒子及所獲得之樹脂粒子之壓縮彈性模數(10%K值、30%K值及50%K值)進行測定。
(2)導電性粒子及樹脂粒子之破裂應變
藉由上述方法，使用微壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」)，對所獲得之導電性粒子及所獲得之樹脂粒子之破裂應變進行測定。
(3)導電性粒子及樹脂粒子之壓縮回覆率
藉由上述方法，使用微壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」)，對所獲得之導電性粒子及所獲得之樹脂粒子之壓縮回覆率進行測定。
(4)連接構造體之製作
將雙酚A型環氧樹脂(三菱化學公司製造之「Epikote1009」)10重量份、丙烯酸系橡膠(重量平均分子量約80萬)40重量份、甲基乙基酮200重量份、微膠囊型硬化劑(旭化成化學公司製造之「HX3941HP」)50重量份、與矽烷偶合劑(Dow Corning Toray Silicone公司製造之「SH6040」)2重量份進行混合，且以含量成為3重量%之方式添加導電性粒子並使其分散，而獲得樹脂組合物。
將所獲得之樹脂組合物塗佈於單面經脫模處理之厚度50μm之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜上，利用70℃之熱風乾燥5分鐘，製作各向異性導電膜。所獲得之各向異性導電膜之厚度為12μm。
將所獲得之各向異性導電膜切割為5mm×5mm之大小。將經切 割之各向異性導電膜貼附於一方設置有具有電阻測定用之引繞線之ITO(高度0.1μm，L/S=20μm/20μm)之PET基板(寬度3cm，長度3cm)之ITO電極側之大致中央。繼而，將設置有相同金電極之2層軟性印刷基板(寬度2cm，長度1cm)以電極彼此重疊之方式進行位置對準後進行貼合。於10N、180℃、及20秒之壓接條件下，對該PET基板與2層軟性印刷基板之積層體進行熱壓接合，而獲得連接構造體。再者，使用聚醯亞胺膜上形成銅電極、且銅電極表面鍍有Au之2層軟性印刷基板。
(5)連接電阻
藉由四端子法對上述(4)連接構造體之製作中獲得之連接構造體之對向電極間之連接電阻進行測定。又，以下述基準判定連接電阻。
[連接電阻之評價基準]
￮￮：連接電阻為2.0Ω以下
￮：連接電阻超過2.0Ω、且為3.0Ω以下
△：連接電阻超過3.0Ω、且為5.0Ω以下
×：連接電阻超過5.0Ω
(6)連接可靠性(黏合劑樹脂之進入之有無)
對上述(4)連接構造體之製作中獲得之連接構造體進行剖面觀察，對導電性粒子接觸之電極部分有無產生樹脂之進入進行觀察。以下述基準判定連接可靠性。
[連接可靠性之判定基準]
￮：不產生樹脂之進入
×：產生樹脂之進入
將結果示於下述表1。
1‧‧‧導電性粒子
2‧‧‧樹脂粒子
3‧‧‧導電層

Claims (16)

  1. 一種導電性粒子，其係具有樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層者，且將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為1500N/mm2以上、且5000N/mm2以下，將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為2以上、且10以下。
  2. 如請求項1之導電性粒子，其中上述導電性粒子之破裂應變為55%以上。
  3. 如請求項1之導電性粒子，其中將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比為2以上、且10以下。
  4. 如請求項2之導電性粒子，其中將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比為2以上、且10以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之導電性粒子，其係用於軟性基板之電極之電性連接者。
  6. 如請求項1至4中任一項之導電性粒子，其係用於觸控面板者。
  7. 一種樹脂粒子，其係用於在表面上配置導電層以獲得導電性粒子，該導電性粒子具有樹脂粒子及配置於上述樹脂粒子表面上之上述導電層，且將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為500N/mm2以上、且3000N/mm2以下，將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮50%時之壓縮彈性模數的比為1以上、且8以下。
  8. 如請求項7之樹脂粒子，其中上述樹脂粒子之破裂應變為55%以上。
  9. 如請求項7之樹脂粒子，其中將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比為1以上、且8以下。
  10. 如請求項8之樹脂粒子，其中將上述樹脂粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述樹脂粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數的比為1以上、且8以下。
  11. 如請求項7至10中任一項之樹脂粒子，其係用以獲得用於軟性基板之電極之電性連接之導電性粒子者。
  12. 如請求項7至10中任一項之樹脂粒子，其係用以獲得用於觸控面板之導電性粒子者。
  13. 一種導電材料，其包含如請求項1至6中任一項之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
  14. 一種導電材料，其包含導電性粒子、及黏合劑樹脂，且上述導電性粒子具有如請求項7至12中任一項之樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層。
  15. 一種連接構造體，其具備：表面具有第1電極之第1連接對象構件，表面具有第2電極之第2連接對象構件，及連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部，且上述連接部由如請求項1至6中任一項之導電性粒子形成，或由包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料形成，上述第1電極與上述第2電極藉由上述導電性粒子而電性連接。
  16. 一種連接構造體，其具備：表面具有第1電極之第1連接對象構件，表面具有第2電極之第2連接對象構件，及連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部，且上述連接部由導電性粒子形成，或由包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料形成，上述導電性粒子具有如請求項7至12中任一項之樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子表面上之導電層，上述第1電極與上述第2電極藉由上述導電性粒子而電性連接。
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