TW201905142A - 導電性粒子、導電性粒子之製造方法、導電材料及連接構造體 - Google Patents

導電性粒子、導電性粒子之製造方法、導電材料及連接構造體

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Abstract

本發明提供一種導電性粒子,其能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。 本發明之導電性粒子包含:基材粒子、配置於上述基材粒子之表面上之第1導電部、及配置於上述第1導電部之表面上之第2導電部,且於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。

Description

導電性粒子、導電性粒子之製造方法、導電材料及連接構造體
本發明係關於一種例如可用於電極間之電性連接之導電性粒子。又,本發明係關於一種上述導電性粒子之製造方法、使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。
廣泛已知有各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料。該各向異性導電材料係於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。又,有使用導電層之表面經絕緣處理之導電性粒子作為導電性粒子之情況。
上述各向異性導電材料係用以獲得各種連接構造體。作為利用上述各向異性導電材料進行之連接,例如可列舉:可撓性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG(Film on Glass,鍍膜玻璃))、半導體晶片與可撓性印刷基板之連接(COF(Chip on Film,薄膜覆晶))、半導體晶片與玻璃基板之連接(COG(Chip on Glass,玻璃覆晶))、以及可撓性印刷基板與玻璃環氧基板之連接(FOB(Film on Board,鍍膜板))等。
作為上述導電性粒子之一例,於下述專利文獻1中揭示有具備基材粒子與被覆該基材粒子之表面之導電性金屬層之導電性粒子。上述基材粒子係玻璃轉移溫度(Tg)為50℃以上且100℃以下之聚合物粒子。上述導電性金屬層之厚度為0.01 μm~0.15 μm。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-064559號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來,各種電子器件之開發進展,基板之素材亦多樣化。例如開發出曲面面板、或可自由地彎折之可撓性面板等。由於上述曲面面板等要求柔軟性,故而作為用於曲面面板等之可撓性構件,研究有聚醯亞胺基板等塑膠基板代替先前之玻璃基板。
於在塑膠基板直接安裝半導體晶片等之情形時,塑膠基板因安裝時之溫度或壓力而容易發生變形或破壞等,因此必須使安裝時之溫度或壓力變得極低。若使安裝時之溫度或壓力變低,則於電極間之導電連接時無法使導電性粒子充分地變形。作為結果,有難以充分地確保導電性粒子與電極之接觸面積之情況。又,有產生經壓縮之導電性粒子欲恢復至原來之形狀之作用,而產生稱為反彈(springback)之現象之情況。若產生反彈,則有難以充分地維持導電性粒子與電極之接觸面積之情況。作為結果,有電極間之導通可靠性降低之情況。
又,藉由使用如專利文獻1所記載之先前之導電性粒子,即便於安裝時之溫度或壓力較低之情形時,亦可以某種程度發揮較高之連接可靠性。然而,於此種導電性粒子中,由於基材粒子相對較柔軟,故而有因外部衝擊而容易於導電性金屬層產生破裂(導電部之破裂)之情況。先前之導電性粒子難以防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
本發明之目的在於提供一種導電性粒子,其能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部因衝擊所致之導電部之破裂。又,本發明提供一種上述導電性粒子之製造方法、使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種導電性粒子,其具備:基材粒子;第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上;且於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種導電性粒子,其具備:基材粒子;第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上;且於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述導電性粒子滿足下述式(1)之關係,且25℃下之壓縮回復率為10%以下。
A≦5500-B×100 式(1)
上述式(1)中,A為上述導電性粒子之10%K值(N/mm2 ),B為上述導電性粒子之平均粒徑(μm)。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,平均粒徑為3 μm以上且30 μm以下。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第2導電部含有金、銀、鈀、鉑、銅、鈷、釕、銦、或錫。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第1導電部中所含之金屬之離子化傾向大於上述第2導電部中所含之金屬之離子化傾向。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第1導電部含有鎳及磷。
於本發明之導電性粒子之某一特定之態樣中,於上述第1導電部之厚度方向上,上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種導電性粒子之製造方法,其包括如下步驟:使用具備基材粒子與配置於上述基材粒子之表面上之第1導電部的導電性粒子,藉由鍍覆處理於上述第1導電部之外表面上配置第2導電部;且上述第2導電部係以如下方式形成:於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種導電材料,其包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種連接構造體,其具備:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接;上述連接部之材料係上述導電性粒子、或包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂之導電材料;且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述導電性粒子而電性連接。 [發明之效果]
本發明之導電性粒子具備:基材粒子;第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上。於本發明之導電性粒子中,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。本發明之導電性粒子由於具備上述構成,故而能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
本發明之導電性粒子具備:基材粒子;第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上。於本發明之導電性粒子中,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。本發明之導電性粒子由於具備上述構成,故而能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
本發明之導電性粒子之製造方法包括如下步驟:使用具備基材粒子與配置於上述基材粒子之表面上之第1導電部的導電性粒子,藉由鍍覆處理於上述第1導電部之外表面上配置第2導電部。於本發明之導電性粒子之製造方法中,上述第2導電部係以如下方式形成:於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。本發明之導電性粒子之製造方法由於具備上述構成,故而能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
以下,對本發明之詳細情況進行說明。
(導電性粒子) 本發明之導電性粒子具備:基材粒子;第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及第2導電部,其配置於上述第1導電部之表面上。本發明之導電性粒子較佳為,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。於此情形時,於本發明之導電性粒子中,於存在上述針孔之情形時,每1 μm2 之所計數之上述針孔之個數為1個以下。於本發明之導電性粒子中,所計數之上述針孔之最大長度方向之尺寸為50 nm以上。
本發明之導電性粒子較佳為,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。於此情形時,於本發明之導電性粒子中,每1 μm2 之所計數之上述針孔之個數為1個以下。於本發明之導電性粒子中,上述針孔之最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下。
本發明由於具備上述構成,故而能夠有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
為了獲得即便於安裝時之溫度或壓力較低之條件下亦具有較高之連接可靠性之連接構造體,必須使用具有相對較柔軟之基材粒子之導電性粒子。然而,具有相對較柔軟之基材粒子之導電性粒子因外部衝擊而容易於導電部產生破裂。本發明者等人為了抑制因外部衝擊所致之導電部之破裂而努力進行研究,結果發現,因外部衝擊所致之導電部之破裂之原因在於因形成導電性粒子之導電部之置換鍍金處理所產生之針孔。本發明者等人發現,於具有相對較柔軟之基材粒子之導電性粒子中,以針孔為起點而產生因外部衝擊所致之導電部之破裂。本發明由於具備上述構成,故而能夠有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
上述針孔例如因藉由置換鍍金處理於利用鍍鎳所形成之第1導電部之表面上形成第2導電部時,鎳以離子之形式溶出而形成。例如因上述第1導電部中之金屬溶出,上述第1導電部之缺失部分為針孔。
於本發明之導電性粒子中,較佳為於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
於本發明之導電性粒子中,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,於存在上述針孔之情形時,以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。較佳為於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔之個數以0.1個/μm2 以下存在。於上述針孔之個數為上述較佳範圍之情形時,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
於本發明之導電性粒子中,較佳為於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。
於本發明之導電性粒子中,於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,於存在上述針孔之情形時,以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點、及更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂之觀點而言,最大長度方向之尺寸為50 nm以上之上述針孔之最大長度方向之尺寸較佳為150 nm以下,更佳為100 nm以下。較佳為於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔之個數以0.1個/μm2 以下存在。於上述針孔之個數為上述較佳範圍之情形時,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
關於上述針孔之有無,例如可藉由利用電子顯微鏡對任意之導電性粒子進行觀察而進行確認。具體而言,針對自任意導電性粒子之外周朝向內側0.5 μm之部分除外之部分,利用電子顯微鏡觀察任意之5個部位,藉此可確認上述針孔之有無。
上述針孔之最大長度方向之尺寸例如可藉由利用電子顯微鏡對任意之導電性粒子進行觀察而算出。上述針孔之最大長度方向之尺寸係將針孔之外周之2點以直線連結之距離,且係將該針孔之外周之2點以直線連結之距離成為最大之尺寸。
上述針孔之形狀並無特別限定。上述針孔之形狀可為圓形狀,亦可為圓形狀以外之形狀。於上述針孔之形狀為圓形狀之情形時,上述針孔之最大長度方向之尺寸相當於最大直徑。
一般而言,於藉由無電解鍍覆等形成導電部之情形時,有形成未形成導電部之微小區域之情形。此種區域之最大長度方向尺寸一般未達50 nm,於本發明中,此種較小之區域不包含於上述針孔。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子較佳為滿足下述式(1)之關係。
A≦5500-B×100 式(1)
上述式(1)中,A係上述導電性粒子之10%K值(N/mm2 ),B係上述導電性粒子之平均粒徑(μm)。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子之10%K值較佳為500 N/mm2 以上,更佳為1000 N/mm2 以上,且較佳為4500 N/mm2 以下,更佳為4000 N/mm2 以下。
上述導電性粒子之10%K值(將導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數)可藉由以下方式測定。
使用微小壓縮試驗機,利用圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下,於壓縮速度0.33 mN/秒、及最大試驗負重20 mN之條件下壓縮1個導電性粒子。測定此時之負重值(N)及壓縮位移(mm)。可根據所獲得之測定值,藉由下述式求出25℃下之10%K值(10%壓縮彈性模數)。作為上述微小壓縮試驗機,例如可使用島津製作所公司製造之「微小壓縮試驗機MCT-W200」、Fischer公司製造之「Fischer Scope H-100」等。上述導電性粒子之25℃下之10%K值較佳為藉由將任意選擇之50個導電性粒子之25℃下之10%K值進行平均而算出。
10%K值(N/mm2 )=(3/21/2 )・F・S-3/2 ・R-1/2 F:導電性粒子經10%壓縮變形時之負重值(N) S:導電性粒子經10%壓縮變形時之壓縮位移(mm) R:導電性粒子之半徑(mm)
上述K值係普遍且定量地表示導電性粒子之硬度。藉由使用上述K值,可定量且唯一地表示導電性粒子之硬度。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子之25℃下之壓縮回復率較佳為10%以下,更佳為8%以下。上述導電性粒子之25℃下之壓縮回復率之下限並無特別限定。上述導電性粒子之25℃下之壓縮回復率亦可為3%以上。
上述導電性粒子之25℃下之壓縮回復率可藉由以下方式測定。
於試樣臺上散佈導電性粒子。針對所散佈之1個導電性粒子,使用微小壓縮試驗機,利用圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下,向導電性粒子之中心方向,於粒徑為10 μm以上之情形時施加直至50 mN之負載(反轉負重值),於粒徑未達10 μm之情形時施加直至10 mN之負載(反轉負重值)。其後,卸載至原點用負重值(0.40 mN)。可測定其間之負重-壓縮位移並根據下述式求出25℃下之壓縮回復率。再者,負載速度係設為0.33 mN/秒。作為上述微小壓縮試驗機,例如使用島津製作所公司製造之「微小壓縮試驗機MCT-W200」、Fischer公司製造之「Fischer Scope H-100」等。
壓縮回復率(%)=[L2/L1]×100 L1:施加負載時自原點用負重值至反轉負重值之壓縮位移 L2:解除負載時自反轉負重值至原點用負重值之卸載位移
上述導電性粒子由於具備上述壓縮特性,故而可將導電性粒子良好地用於彎曲部之導電連接用途。於將上述導電性粒子用於彎曲部之導電連接用途之情形時,能夠有效地發揮尤其優異之導通可靠性。
上述導電性粒子由於具備上述壓縮特性,故而可良好地用於可撓性構件之電極之導電連接用途,可更良好地用於彎曲狀態之可撓性構件之電極之導電連接用途。藉由使用上述導電性粒子,可發揮較高之導通可靠性並且於彎曲狀態下使用可撓性構件。
作為使用可撓性構件之連接構造體,可列舉可撓性面板等。可撓性面板可用作曲面面板。上述導電性粒子較佳為用於形成可撓性面板之連接部,較佳為用於形成曲面面板之連接部。
上述導電性粒子之平均粒徑較佳為3 μm以上,更佳為5 μm以上,進而較佳為7 μm以上,尤佳為10 μm以上,且較佳為1000 μm以下,更佳為100 μm以下,進而較佳為30 μm以下,尤佳為25 μm以下,最佳為20 μm以下。若上述導電性粒子之平均粒徑為3 μm以上且30 μm以下,則可將導電性粒子良好地用於導電連接用途。若上述導電性粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則能夠更有效地降低電極間之連接電阻,且能夠更有效地提高電極間之導通可靠性。
上述導電性粒子之平均粒徑更佳為數量平均粒徑。上述導電性粒子之平均粒徑例如藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意之50個導電性粒子並算出平均值、或算出複數次之利用雷射繞射式粒度分佈測定裝置所獲得之測定結果之平均值而求出。
上述導電性粒子之粒徑之變動係數越低越佳,通常為0.1%以上,且較佳為10%以下,更佳為8%以下,進而較佳為5%以下。若上述導電性粒子之粒徑之變動係數為上述下限以上及上述上限以下,則可進一步提高導通可靠性。但,上述導電性粒子之粒徑之變動係數亦可未達5%。
上述變動係數(CV值)可藉由以下方式測定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:導電性粒子之粒徑之標准偏差 Dn:導電性粒子之粒徑之平均值
上述導電性粒子之形狀並無特別限定。上述導電性粒子之形狀可為球狀,亦可為扁平狀等球形狀以外之形狀。
其次,參照圖式對本發明之具體實施形態進行說明。本發明並不僅限定於以下之實施形態,以下之實施形態亦可以無損本發明之特徵之程度適當變更、改良等。再者,於參照圖式中,為方便圖示,大小及厚度等自實際之大小及厚度適當變更。
圖1係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖1所示之導電性粒子1具備基材粒子2、第1導電部3及第2導電部4。第1導電部3係配置於基材粒子2之表面上。第2導電部4係配置於第1導電部3之表面上。於基材粒子2與第2導電部4之間配置有第1導電部3。第1導電部3係與基材粒子2之表面接觸。第1導電部3覆蓋基材粒子2之表面。第2導電部4與第1導電部3之表面接觸。第2導電部4覆蓋第1導電部3之表面。導電性粒子1係藉由第1導電部3及第2導電部4被覆基材粒子2之表面之被覆粒子。第2導電部4位於導電部之最表面,為最外層。於導電性粒子1中形成有多層導電部。
圖1所示之導電性粒子1之針孔之存在狀態滿足上述構成。
於導電性粒子1中,第1導電部3覆蓋基材粒子2之整個表面,形成導電層。上述第1導電部可覆蓋上述基材粒子之整個表面,亦可不覆蓋上述基材粒子之整個表面。上述第1導電部可形成覆蓋上述基材粒子之整個表面之導電層,亦可不形成覆蓋上述基材粒子之整個表面之導電層。上述第1導電部亦可為導電層。上述導電性粒子亦可具有上述基材粒子未由上述第1導電部被覆之區域。
於導電性粒子1中,第2導電部4覆蓋第1導電部3之整個表面,形成導電層。上述第2導電部可覆蓋上述第1導電部之整個表面,亦可不覆蓋上述第1導電部之整個表面。上述第2導電部可形成覆蓋上述第1導電部之整個表面之導電層,亦可不形成覆蓋上述第1導電部之整個表面之導電層。上述第2導電部亦可為導電層。上述導電性粒子亦可具有上述第1導電部未由上述第2導電部被覆之區域。
導電性粒子1不具有芯物質。導電性粒子1於導電部之外表面不具有突起。導電性粒子1為球狀。第1導電部3及第2導電部4於外表面不具有突起。如此,本發明之導電性粒子可於導電部之表面不具有突起,亦可為球狀。又,導電性粒子1不具有絕緣物質。但,導電性粒子1亦可具有配置於第2導電部4之外表面上之絕緣物質。
又,於導電性粒子1中,第1導電部3係直接積層於基材粒子2之表面上。於上述導電性粒子中,亦可於上述基材粒子與上述第1導電部之間配置有其他導電部。於上述導電性粒子中,亦可於上述基材粒子之表面上隔著其他導電部而配置有上述第1導電部。
圖2係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖2所示之導電性粒子21具備基材粒子2、第1導電部22、第2導電部23、複數個芯物質24及絕緣性物質25。第1導電部22配置於基材粒子2之表面上。第2導電部23配置於第1導電部22之表面上。複數個芯物質24配置於基材粒子2之表面上。第1導電部22及第2導電部23覆蓋基材粒子2與複數個芯物質24。導電性粒子21係藉由第1導電部22及第2導電部23被覆基材粒子2及芯物質24之表面之被覆粒子。
導電性粒子21於導電部之外表面具有複數個突起21a。第1導電部22及第2導電部23於外表面具有複數個突起22a及23a。複數個芯物質24埋入至第1導電部22及第2導電部23內。芯物質24配置於突起21a、22a及23a之內側。第1導電部22及第2導電部23之外表面藉由複數個芯物質24而隆起,形成有突起21a、22a及23a。如此,上述導電性粒子亦可於導電部之外表面具有突起。又,上述導電性粒子亦可於第1導電部之外表面不具有突起,且於第2導電部之外表面具有突起。上述導電性粒子亦可於第2導電部之內部或內側以形成複數個突起之方式具備使第2導電部之表面隆起之複數個芯物質。上述芯物質可位於第1導電部之內側,可位於第1導電部之內部,亦可位於第1導電部之外側。
於導電性粒子21中,為了形成突起21a、22a及23a而使用複數個芯物質24。於上述導電性粒子中,為了形成上述突起,亦可不使用複數個上述芯物質。於上述導電性粒子中,亦可不具備複數個上述芯物質。
導電性粒子21具有配置於第2導電部23之外表面上之絕緣性物質25。第2導電部23之外表面之至少一部分區域由絕緣性物質25被覆。絕緣性物質25係藉由具有絕緣性之材料而形成,為絕緣性粒子。如此,上述導電性粒子亦可具有配置於導電部之外表面上之絕緣性物質。但,上述導電性粒子亦可未必具有絕緣性物質。
以下,對導電性粒子之其他詳細情況進行說明。再者,於以下之說明中,「(甲基)丙烯酸」係指「丙烯酸」與「甲基丙烯酸」之一者或兩者,「(甲基)丙烯酸酯」係指「丙烯酸酯」與「甲基丙烯酸酯」之一者或兩者。
(基材粒子) 作為上述基材粒子,可列舉樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子、有機無機混合粒子及金屬粒子等。上述基材粒子較佳為除金屬粒子以外之基材粒子,更佳為樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子或有機無機混合粒子。上述基材粒子亦可為具備核、與配置於該核之表面上之殼之核殼粒子。
上述基材粒子進而較佳為樹脂粒子或有機無機混合粒子,可為樹脂粒子,亦可為有機無機混合粒子。藉由使用該等較佳之基材粒子,更有效地發揮本發明之效果,可獲得更適於電極間之電性連接之導電性粒子。
於使用上述導電性粒子將電極間連接時,於將上述導電性粒子配置於電極間後,藉由進行壓接而使上述導電性粒子壓縮。若基材粒子為樹脂粒子或有機無機混合粒子,則於上述壓接時上述導電性粒子容易變形,導電性粒子與電極之接觸面積變大。因此,電極間之導通可靠性進一步變高。
作為上述樹脂粒子之材料,可較好地使用各種樹脂。作為上述樹脂粒子之材料,例如可列舉: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、及使具有乙烯性不飽和基之各種聚合性單體之1種或2種以上聚合所獲得之聚合物等。
由於可設計及合成適於導電材料之任意之具有壓縮時之物性之樹脂粒子,且可將基材粒子之硬度容易地控制為較佳範圍,故而上述樹脂粒子之材料較佳為使具有乙烯性不飽和基之聚合性單體之1種或2種以上聚合所獲得之聚合物。
於使具有乙烯性不飽和基之聚合性單體聚合而獲得上述樹脂粒子之情形時,作為上述具有乙烯性不飽和基之聚合性單體,可列舉非交聯性單體與交聯性單體。
作為上述非交聯性單體,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)丙烯酸烷基酯化合物;(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)丙烯酸縮水甘油酯等含有氧原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含有腈之單體;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化合物;乙烯、丙烯、異丁烯、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、氯苯乙烯等含有鹵素之單體等。
作為上述交聯性單體,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)1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;(異)氰尿酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、二乙烯基苯、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有矽烷之單體等。
藉由利用公知方法使上述具有乙烯性不飽和基之聚合性單體聚合,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濁聚合之方法、以及使用非交聯之種子粒子與自由基聚合起始劑一起使單體膨潤而進行聚合之方法等。
於上述基材粒子為除金屬粒子以外之無機粒子或有機無機混合粒子之情形時,關於作為上述基材粒子之材料的無機物,可列舉二氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇、氧化鋯及碳黑等。上述無機物較佳為並非金屬。作為藉由上述二氧化矽所形成之粒子,並無特別限定,例如可列舉藉由於使具有2個以上水解性烷氧基矽烷基之矽化合物水解而形成交聯聚合物粒子後視需要進行煅燒所獲得之粒子。作為上述有機無機混合粒子,例如可列舉藉由經交聯之烷氧基矽烷基聚合物與丙烯酸系樹脂所形成之有機無機混合粒子等。
上述有機無機混合粒子較佳為具有核與配置於該核之表面上之殼的核殼型有機無機混合粒子。上述核較佳為有機核。上述殼較佳為無機殼。就更有效地降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述基材粒子較佳為具有有機核與配置於上述有機核之表面上之無機殼之有機無機混合粒子。
作為上述有機核之材料,可列舉上述樹脂粒子之材料等。
作為上述無機殼之材料,可列舉作為上述基材粒子之材料所列舉之無機物。上述無機殼之材料較佳為二氧化矽。上述無機殼較佳為藉由如下方式形成,即,於上述核之表面上,藉由溶膠凝膠法使金屬烷氧化物成為殼狀物後,對該殼狀物進行煅燒。上述金屬烷氧化物較佳為矽烷烷氧化物。上述無機殼較佳為藉由矽烷烷氧化物而形成。
於上述基材粒子為金屬粒子之情形時,關於作為該金屬粒子之材料的金屬,可列舉銀、銅、鎳、矽、金及鈦等。但,上述基材粒子較佳為並非金屬粒子。
上述基材粒子之粒徑較佳為1 μm以上,更佳為2 μm以上,進而較佳為超過2.5 μm,尤佳為3 μm以上,且較佳為1000 μm以下,更佳為100 μm以下,進而較佳為30 μm以下,尤佳為5 μm以下。若上述基材粒子之粒徑為上述下限以上或超過上述下限,則導電性粒子與電極之接觸面積變大,因此電極間之導通可靠性進一步變高,能夠更有效地降低經由導電性粒子連接之電極間之連接電阻。進而於基材粒子之表面形成導電部時不易凝聚,不易形成凝聚之導電性粒子。若上述基材粒子之粒徑為上述上限以下,則導電性粒子容易被充分壓縮,能夠更有效地降低經由導電性粒子連接之電極間之連接電阻。又,即便電極間之間隔變小且導電部之厚度變厚,亦可獲得較小之導電性粒子。
上述基材粒子之粒徑於基材粒子為真球狀之情形時表示直徑,於基材粒子並非真球狀之情形時表示最大直徑。
上述基材粒子之粒徑表示數量平均粒徑。上述基材粒子之粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。基材粒子之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個基材粒子進行觀察並算出平均值而求出。於導電性粒子中,於測定上述基材粒子之粒徑之情形時,例如可以如下方式測定。
將導電性粒子以含量成為30重量%之方式添加至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中並使其分散,製作導電性粒子檢查用埋入樹脂。以通過檢查用埋入樹脂中分散之導電性粒子之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)切取導電性粒子之剖面。繼而,使用場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為25000倍,隨機選擇50個導電性粒子,對各導電性粒子之基材粒子進行觀察。測量各導電性粒子之基材粒子之粒徑,將其等進行平均而作為基材粒子之粒徑。
(第1導電部及第2導電部) 上述導電性粒子具有第1導電部。作為上述第1導電部之材料的金屬並無特別限定。作為上述金屬,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。作為上述第1導電部之材料的金屬可僅使用1種,亦可併用2種以上。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,作為上述第1導電部之材料的金屬較佳為含有錫之合金、鎳、鈀、銅或金,更佳為鎳或鈀。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述第1導電部較佳為含有鎳及磷。上述第1導電部較佳為含有鎳之導電部,較佳為含有鎳作為主金屬。上述第1導電部100重量%中之鎳之含量較佳為10重量%以上,更佳為50重量%以上,進一步較佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,尤佳為90重量%以上。上述第1導電部100重量%中之鎳之含量可為97重量%以上,可為97.5重量%以上,亦可為98重量%以上。若上述第1導電部之鎳之含量為上述下限以上,則能夠更有效地提高電極間之導通可靠性。
上述第1導電部100重量%中之磷之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為0.5重量%以上,且較佳為15重量%以下,更佳為10重量%以下。若上述第1導電部之磷之含量為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻更有效地變低。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點、及更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂之觀點而言,較佳為於上述第1導電部之厚度方向上,上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量。
第1導電部之自第2導電部側至朝向內側厚度1/2為止之區域(外表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量較佳為多於第1導電部之自基材粒子側至朝向外側厚度1/2為止之區域(內表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量。藉由使上述外表面側之厚度50%之區域100重量%中之磷之含量多於上述內表面側之厚度50%之區域100重量%中之磷之含量,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
第1導電部之自第2導電部側至朝內側厚度1/2為止之區域(外表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量較佳為1重量%以上,更佳為3重量%以上,且較佳為15重量%以下,更佳為10重量%以下。若上述外表面側之厚度50%之區域100重量%中之磷之含量為上述下限以上及上述上限以下,則能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
第1導電部之自基材粒子側至朝向外側厚度1/2為止之區域(內表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為0.5重量%以上,且較佳為10重量%以下,更佳為5重量%以下。若上述內表面側之厚度50%之區域100重量%中之磷之含量為上述下限以上及上述上限以下,則能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
上述磷之含量可使用聚焦離子束,製作導電性粒子之薄膜切片,使用場發射型透過電子顯微鏡(日本電子公司製造之「JEM-2010FEF」),藉由能量分散型X射線分析裝置(EDS)進行測定。
上述第1導電部之厚度較佳為100 nm以上,更佳為150 nm以上,且較佳為300 nm以下,更佳為250 nm以下。若上述第1導電部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻更有效地變低。上述第1導電部之厚度係指形成有上述第1導電部之部分之厚度,不包含未形成上述第1導電部之部分。上述第1導電部之厚度表示導電性粒子之第1導電部之平均厚度。
上述第1導電部之厚度例如可藉由使用透過型電子顯微鏡(TEM)對導電性粒子之剖面進行觀察而測定。
上述導電性粒子具有第2導電部。上述第2導電部較佳為含有金、銀、鈀、鉑、銅、鈷、釕、銦、或錫,更佳為含有金或銀,進而較佳為含有金。
作為可用於上述第2導電部之金屬,可列舉:金、銀、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、鋁、鈷、銦、鎳、鈀、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽、鎢、鉬及摻錫氧化銦(ITO)等。該等金屬可僅使用1種,亦可併用2種以上。
上述第2導電部較佳為含有金之導電部,較佳為含有金作為主金屬。上述第2導電部100重量%中之金之含量較佳為10重量%以上,更佳為50重量%以上,進一步較佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,尤佳為90重量%以上。上述第2導電部100重量%中之金之含量可為97重量%以上,可為97.5重量%以上,亦可為98重量%以上。若上述第2導電部之金之含量為上述下限以上,則能夠更有效地降低電極間之連接電阻。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點、及更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂之觀點而言,上述第1導電部中所含之金屬之離子化傾向較佳為大於上述第2導電部中所含之金屬之離子化傾向。
上述第2導電部之厚度較佳為20 nm以上,更佳為25 nm以上,且較佳為40 nm以下,更佳為35 nm以下。若上述第2導電部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻更有效地變低。上述第2導電部之厚度係指形成有上述第2導電部之部分之厚度,不包含未形成上述第2導電部之部分。上述第2導電部之厚度表示導電性粒子之第2導電部之平均厚度。
上述第2導電部之厚度例如可藉由使用透過型電子顯微鏡(TEM)對導電性粒子之剖面進行觀察而測定。
形成上述第1導電部及上述第2導電部之方法並無特別限定。作為形成上述第1導電部及上述第2導電部之方法,例如可列舉:利用無電解鍍覆之方法、利用電鍍之方法、利用物理蒸鍍之方法、以及將金屬粉末或包含金屬粉末與黏合劑之漿料塗佈於基材粒子之表面之方法等。由於導電部之形成較為簡便,故而較佳為利用無電解鍍覆之方法。作為上述利用物理蒸鍍之方法,可列舉真空蒸鍍、離子鍍覆及離子濺鍍等方法。
作為控制上述第1導電部中之鎳及磷之含量之方法,可列舉以下之方法等。於藉由無電解鍍鎳形成第1導電部時,控制鍍鎳液之pH值之方法。於藉由無電解鍍鎳形成第1導電部時,調整含磷還原劑之濃度之方法。調整鍍鎳液中之鎳濃度之方法。
上述導電性粒子之製造方法包括如下步驟:使用具備基材粒子與配置於上述基材粒子之表面上之第1導電部的導電性粒子,藉由鍍覆處理於上述第1導電部之外表面上配置第2導電部。藉由該步驟,可獲得於上述第1導電部之外表面上具備上述第2導電部之導電性粒子。
於形成上述第1導電部時,較佳為於上述第1導電部之厚度方向上使上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量。藉由利用上述較佳之態樣形成上述第1導電部,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。於上述第1導電部之厚度方向上,使上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量,藉此可抑制作為上述第1導電部之材料的金屬(例如鎳等)之溶出。作為結果,能夠更有效地抑制上述第1導電部中之針孔之產生,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點、及更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂之觀點而言,於形成上述第2導電部之鍍覆處理中,較佳為將置換鍍金與還原鍍金併用。於形成上述第2導電部時,藉由將置換鍍金與還原鍍金併用,可抑制作為上述第1導電部之材料的金屬(例如鎳等)之溶出。作為結果,能夠更有效地抑制上述第1導電部中之針孔之產生,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
又,作為抑制作為上述第1導電部之材料的金屬(例如鎳等)之溶出之其他方法,可列舉於進行形成上述第2導電部之鍍覆處理之前,預先進行鍍鎳之方法。藉由預先進行鍍鎳,可將藉由形成上述第2導電部之鍍覆處理(置換鍍金及還原鍍金)而溶出之溶出用鎳預先配置於上述第1導電部之表面上。於形成上述第2導電部之鍍覆處理(置換鍍金及還原鍍金)時,藉由使溶出用鎳溶出,可抑制作為上述第1導電部之材料的金屬(例如鎳等)之溶出。作為結果,能夠更有效地抑制上述第1導電部中之針孔之產生,且能夠更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂。
就更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點、及更有效地防止因外部衝擊所致之導電部之破裂之觀點而言,上述導電性粒子之製造方法較佳為將上述方法加以組合。具體而言,較佳為將下述(第1構成)、(第2構成)、及(第3構成)加以組合。(第1構成)上述導電性粒子之製造方法係於上述第1導電部之厚度方向上,使上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量。(第2構成)形成上述第2導電部之鍍覆處理係將置換鍍金與還原鍍金併用。(第3構成)於進行形成上述第2導電部之鍍覆處理之前預先進行鍍鎳。藉由將上述所有構成加以組合,可以如下方式形成上述第2導電部:於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
(芯物質) 上述導電性粒子較佳為於上述第1導電部及上述第2導電部之外表面具有複數個突起。藉由上述導電性粒子於上述第1導電部及上述第2導電部之外表面具有複數個突起,可進一步提高電極間之導通可靠性。多數情況下,於藉由上述導電性粒子所連接之電極之表面形成有氧化覆膜。進而,多數情況下,於上述導電性粒子之上述第1導電部及上述第2導電部之表面形成有氧化覆膜。藉由使用具有上述突起之導電性粒子,於在電極間配置導電性粒子後藉由進行壓接而利用突起將氧化覆膜有效地排除。因此,可使電極與導電性粒子更確實地接觸,可使電極間之連接電阻更有效地變低。進而,於上述導電性粒子在表面具有絕緣性物質之情形、或使導電性粒子分散於黏合劑樹脂中作為導電材料使用之情形時,藉由導電性粒子之突起而將導電性粒子與電極之間的樹脂有效地排除。因此,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性。
藉由使上述芯物質埋入至上述第1導電部及上述第2導電部中,可於上述第1導電部及上述第2導電部之外表面容易地形成複數個突起。但,為了於上述第1導電部及上述第2導電部之表面形成突起,亦可未必使用芯物質。
作為形成上述突起之方法,可列舉:於使芯物質附著於基材粒子之表面後,藉由無電解鍍覆形成第1導電部及第2導電部之方法;以及藉由無電解鍍覆於基材粒子之表面形成第1導電部後,使芯物質附著,進而藉由無電解鍍覆形成第2導電部之方法等。作為形成上述突起之其他方法,可列舉:於在基材粒子之表面上形成第1導電部後,於該第1導電部上配置芯物質,其次形成第2導電部之方法;以及於在基材粒子之表面上形成導電部(第1導電部或第2導電部等)之中途階段,添加芯物質之方法等。又,為了形成突起,亦可使用如下方法等:不使用上述芯物質,而於藉由無電解鍍覆在基材粒子形成第1導電部後,於第1導電部之表面上使鍍層呈突起狀析出,進而藉由無電解鍍覆形成第2導電部。
作為於上述基材粒子之外表面上配置芯物質之方法,例如可列舉:於基材粒子之分散液中添加芯物質,利用凡得瓦力等使芯物質集聚並附著於基材粒子之表面之方法;以及於加入有基材粒子之容器中添加芯物質,藉由利用容器之旋轉等所產生之機械作用使芯物質附著於基材粒子之表面之方法等。使芯物質集聚並附著於分散液中之基材粒子之表面之方法由於容易控制所附著之芯物質之量,故而較佳。
上述芯物質之材料並無特別限定。作為上述芯物質之材料,例如可列舉導電性物質及非導電性物質。作為上述導電性物質,可列舉金屬、金屬之氧化物、鋅等導電性非金屬及導電性聚合物等。作為上述導電性聚合物,可列舉聚乙炔等。作為上述非導電性物質,可列舉二氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇及氧化鋯等。就能夠提高導電性,進而能夠有效地降低連接電阻而言,上述芯物質較佳為金屬。上述芯物質較佳為金屬粒子。關於作為上述芯物質之材料的金屬,可適當使用作為上述導電材料之材料所列舉之金屬。
上述芯物質之材料之莫氏硬度較佳為較高。作為莫氏硬度較高之材料,可列舉:鈦酸鋇(莫氏硬度4.5)、鎳(莫氏硬度5)、二氧化矽(二氧化矽、莫氏硬度6~7)、氧化鈦(莫氏硬度7)、氧化鋯(莫氏硬度8~9)、氧化鋁(莫氏硬度9)、碳化鎢(莫氏硬度9)及金剛石(莫氏硬度10)等。上述芯物質較佳為鎳、二氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石,更佳為二氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石。上述芯物質進而較佳為氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石,尤佳為氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石。上述芯物質之材料之莫氏硬度較佳為4以上,更佳為5以上,進一步較佳為6以上,進而較佳為7以上,尤佳為7.5以上。
上述芯物質之形狀並無特別限定。芯物質之形狀較佳為塊狀。作為芯物質,可列舉粒子狀之塊、複數個微小粒子凝聚而成之凝聚塊、及不定形之塊等。
上述芯物質之粒徑較佳為0.001 μm以上,更佳為0.05 μm以上,且較佳為0.9 μm以下,更佳為0.2 μm以下。若上述芯物質之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻有效地變低。
上述芯物質之粒徑表示數量平均粒徑。芯物質之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個芯物質進行觀察並算出平均值而求出。
上述導電性粒子每1個之上述突起之數量較佳為3個以上,更佳為5個以上。上述突起之數量之上限並無特別限定。上述突起之數量之上限可考慮導電性粒子之粒徑及導電性粒子之用途等而適當選擇。
上述導電性粒子每1個之上述突起之數量較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個導電性粒子進行觀察並算出平均值而求出。
複數個上述突起之高度較佳為0.001 μm以上,更佳為0.05 μm以上,且較佳為0.9 μm以下,更佳為0.2 μm以下。若上述突起之高度為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻有效地變低。
複數個上述突起之高度較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個導電性粒子進行觀察並算出平均值而求出。
(絕緣性物質) 上述導電性粒子較佳為具備配置於上述導電部之表面上之絕緣性物質。於此情形時,若將上述導電性粒子用於電極間之連接,則可進一步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,由於在複數個電極間存在絕緣性物質,故而可防止橫向上相鄰之電極間之短路而非上下之電極間之短路。再者,於電極間之連接時,藉由利用2個電極對導電性粒子進行加壓,可容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間的絕緣性物質。於上述導電性粒子在導電部之外表面具有複數個突起之情形時,可更容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間的絕緣性物質。
就於電極間之壓接時可更容易地排除上述絕緣性物質而言,上述絕緣性物質較佳為絕緣性粒子。
作為上述絕緣性物質之材料,可列舉上述樹脂粒子之材料、及作為上述基材粒子之材料所列舉之無機物等。上述絕緣性物質之材料較佳為上述樹脂粒子之材料。上述絕緣性物質較佳為上述樹脂粒子或上述有機無機混合粒子,可為樹脂粒子,亦可為有機無機混合粒子。
作為上述絕緣性物質之其他材料,可列舉聚烯烴化合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚合物、嵌段聚合物、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂之交聯物、熱硬化性樹脂及水溶性樹脂等。上述絕緣性物質之材料可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述聚烯烴化合物,可列舉聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作為上述(甲基)丙烯酸酯聚合物,可列舉聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸十二烷基酯及聚(甲基)丙烯酸硬脂酯等。作為上述嵌段聚合物,可列舉聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB(styrene-butadiene,苯乙烯-丁二烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及SBS(styrene-butadiene-styrene,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及該等之氫化物等。作為上述熱塑性樹脂,可列舉乙烯基聚合物及乙烯基共聚物等。作為上述熱硬化性樹脂,可列舉環氧樹脂、酚樹脂及三聚氰胺樹脂等。作為上述熱塑性樹脂之交聯物,可列舉聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧化三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯或烷氧化季戊四醇甲基丙烯酸酯等之導入。作為上述水溶性樹脂,可列舉聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯基吡咯啶酮、聚環氧乙烷及甲基纖維素等。又,亦可將鏈轉移劑用於聚合度之調整。作為鏈轉移劑,可列舉硫醇或四氯化碳等。
作為於上述導電部(第2導電部)之表面上配置絕緣性物質之方法,可列舉化學方法、及物理或機械方法等。作為上述化學方法,例如可列舉界面聚合法、粒子存在下之懸濁聚合法及乳化聚合法等。作為上述物理或機械方法,可列舉利用噴霧乾燥、混合、靜電吸附法、噴霧法、浸漬及真空蒸鍍之方法等。就絕緣性物質不易脫離之方面而言,較佳為於上述第2導電部之表面經由化學鍵結而配置上述絕緣性物質之方法。
上述導電部(第2導電部)之外表面、及絕緣性物質之表面亦可分別被具有反應性官能基之化合物被覆。導電部(第2導電部)之外表面與絕緣性物質之表面可直接化學鍵結,亦可藉由具有反應性官能基之化合物而間接地化學鍵結。亦可於對導電部(第2導電部)之外表面導入羧基後,使該羧基經由聚伸乙亞胺等高分子電解質而與絕緣性物質之表面之官能基進行化學鍵結。
上述絕緣性物質之粒徑可根據導電性粒子之粒徑及導電性粒子之用途等而適當選擇。上述絕緣性物質之粒徑較佳為10 nm以上,更佳為100 nm以上,且較佳為4000 nm以下,更佳為2000 nm以下。若絕緣性物質之粒徑為上述下限以上,則於導電性粒子分散至黏合劑樹脂中時,複數個導電性粒子中之導電部彼此不易接觸。若絕緣性物質之粒徑為上述上限以下,則於電極間之連接時,為了將電極與導電性粒子之間的絕緣性物質排除,無需使壓力變得過高,亦無需加熱至高溫。
上述絕緣性物質之粒徑表示數量平均粒徑。上述絕緣性物質之粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。絕緣性物質之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個絕緣性物質進行觀察並算出平均值而求出。於導電性粒子中,於測定絕緣性物質之粒徑之情形時,例如可藉由以下方式測定。
將導電性粒子以含量成為30重量%之方式添加至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中並使其分散,製作導電性粒子檢查用埋入樹脂。以通過該檢查用埋入樹脂中分散之導電性粒子之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)切取導電性粒子之剖面。繼而,使用場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),設定為圖像倍率5萬倍,隨機選擇50個導電性粒子,對各導電性粒子之絕緣性物質進行觀察。測量各導電性粒子中之絕緣性物質之粒徑,將其等進行算術平均而作為絕緣性物質之粒徑。
(導電材料) 本發明之導電材料包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂。上述導電性粒子較佳為分散於黏合劑樹脂中而使用,較佳為分散於黏合劑樹脂中作為導電材料使用。上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述導電材料較佳為用於電極間之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接用導電材料。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。作為上述黏合劑樹脂,使用公知之絕緣性樹脂。上述黏合劑樹脂較佳為含有熱塑性成分(熱塑性化合物)或硬化性成分,更佳為含有硬化性成分。作為上述硬化性成分,可列舉光硬化性成分及熱硬化性成分。上述光硬化性成分較佳為包含光硬化性化合物及光聚合起始劑。上述熱硬化性成分較佳為包含熱硬化性化合物及熱硬化劑。
作為上述黏合劑樹脂,例如可列舉乙烯基樹脂、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。
作為上述乙烯基樹脂,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-丁二烯共聚橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡膠等。
上述導電材料除包含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。
就更有效地降低電極間之連接電阻之觀點、及更有效地提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述導電材料之25℃下之黏度(η25)較佳為20 Pa・s以上,更佳為30 Pa・s以上,且較佳為400 Pa・s以下,更佳為300 Pa・s以下。上述黏度(η25)可藉由調配成分之種類及調配量而適當調整。
上述黏度例如可使用E型黏度計(東機產業公司製造之「TVE22L」)等而於25℃及5 rpm之條件下進行測定。
上述導電材料可用作導電膏及導電膜等。於上述導電材料為導電膜之情形時,亦可於含有導電性粒子之導電膜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。
於上述導電材料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,則於電極間有效率地配置導電性粒子,藉由導電材料連接之連接對象構件之連接可靠性進一步提高。
於上述導電材料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80重量%以下,更佳為60重量%以下,進而較佳為40重量%以下,尤佳為20重量%以下,最佳為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進一步提高。
(連接構造體) 藉由使用上述導電性粒子、或使用包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂之導電材料將連接對象構件連接,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、及將第1連接對象構件與第2連接對象構件連接之連接部,且上述連接部之材料為上述導電性粒子、或包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂之導電材料。上述連接部較佳為藉由上述導電性粒子形成、或藉由包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂之導電材料形成。於使用導電性粒子之情形時,連接部本身為導電性粒子。
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。
上述連接構造體較佳為具備可撓性構件作為上述第1連接對象構件或上述第2連接對象構件。於此情形時,上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件之至少一者為可撓性構件即可,亦可上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件兩者均為可撓性構件。較佳為於上述可撓性構件彎曲之狀態下使用上述連接構造體。較佳為於上述連接部彎曲之狀態下使用上述連接構造體。
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之連接構造體之剖視圖。
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、及將第1連接對象構件52與第2連接對象構件53連接之連接部54。連接部54係藉由含有導電性粒子1之導電材料形成。較佳為上述導電材料具有熱硬化性,藉由使導電材料熱硬化而形成連接部54。再者,於圖3中,為方便圖示,導電性粒子1係簡略性地表示。亦可使用導電性粒子21等代替導電性粒子1。
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係藉由1個或複數個導電性粒子1而電性連接。因此,第1連接對象構件52及第2連接對象構件53係藉由導電性粒子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之方法等。上述熱壓接之壓力相對於進行壓接之面積為0.5×106 Pa~5×106 Pa左右。上述熱壓接之加熱溫度為70℃~230℃左右。上述熱壓接之加熱溫度較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,且較佳為200℃以下,更佳為150℃以下。上述熱壓接之壓力較佳為0.5×106 Pa以上,更佳為1×106 Pa以上,且較佳為5×106 Pa以下,更佳為3×106 Pa以下。若上述熱壓接之壓力及溫度為上述下限以上及上述上限以下,則能夠更有效地提高電極間之導通可靠性。
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、可撓性印刷基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。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。
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、銀電極、SUS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可撓性印刷基板之情形時,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,可為僅利用鋁所形成之電極,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,可列舉摻雜有三價金屬元素之氧化銦及摻雜有三價金屬元素之氧化鋅等。作為上述三價金屬元素,可列舉Sn、Al及Ga等。
以下,列舉實施例及比較例對本發明進行具體說明。本發明並不僅限定於以下之實施例。
基材粒子: 基材粒子A:樹脂粒子,二乙烯基苯與丙烯酸異酯之共聚物樹脂粒子,粒徑:10 μm 基材粒子B:樹脂粒子,二乙烯基苯與丙烯酸異酯之共聚物樹脂粒子,粒徑:5 μm 基材粒子C:樹脂粒子,二乙烯基苯與丙烯酸異酯之共聚物樹脂粒子,粒徑:20 μm
(實施例1) (1)第1導電部(鎳層)之形成 於使用超音波分散器使10重量份基材粒子A分散於含有5重量%之鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中後,藉由對溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加至二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。於將表面經活化之基材粒子A充分地進行水洗後,添加至蒸餾水500重量份中並使其分散,藉此獲得懸浮液。
又,準備含有硫酸鎳0.25 mol/L、次磷酸鈉0.25 mol/L、及檸檬酸鈉0.15 mol/L之鍍鎳液(pH值9.0)。
一面將所獲得之懸浮液於70℃下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩緩地滴加至懸浮液中,進行無電解鍍鎳。其後,藉由對懸浮液進行過濾而取出粒子,並進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面配置有第1導電部(鎳-磷層,厚度200 nm)之粒子。導電層100重量%中之鎳之含量為94.5重量%,磷之含量為5.5重量%。
(2)第2導電部(金層)之形成 藉由將於基材粒子A之表面配置有第1導電部之粒子10重量份添加至蒸餾水100重量份中並使其分散而獲得懸浮液。又,準備含有氰化金0.03 mol/L、及作為還原劑之氫醌0.1 mol/L之還原鍍金液。一面將所獲得之懸浮液於70℃下進行攪拌,一面將上述還原鍍金液緩緩地滴加至懸浮液中,進行還原鍍金。其後,藉由對懸浮液進行過濾而取出粒子,並進行水洗、乾燥,藉此獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於上述第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度31 nm)。圖4中表示實施例1中所製作之導電性粒子之表面之圖像。
(實施例2) (1)第1導電部(鎳層)之形成 於使用超音波分散器使10重量份基材粒子B分散於含有5重量%之鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中後,藉由對溶液進行過濾而取出基材粒子B。繼而,將基材粒子B添加至二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子B之表面活化。於將表面經活化之基材粒子B充分地進行水洗後,添加至蒸餾水500重量份中並使其分散,藉此獲得懸浮液。
又,準備含有硫酸鎳0.25 mol/L、次磷酸鈉0.25 mol/L、及檸檬酸鈉0.15 mol/L之鍍鎳液(pH值9.0)。
一面將所獲得之懸浮液於70℃下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩緩地滴加至懸浮液中,進行無電解鍍鎳。其後,藉由對懸浮液進行過濾而取出粒子,並進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子B之表面配置有第1導電部(鎳-磷層,厚度210 nm)之粒子。導電層100重量%中之鎳之含量為94.5重量%,磷之含量為5.5重量%。
(2)鍍鎳層之形成 藉由將於基材粒子B之表面配置有第1導電部之粒子10重量份添加至蒸餾水100重量份中並使其分散而獲得懸浮液。又,製備含有硫酸鎳10重量%、次磷酸鈉10重量%、氫氧化鈉4重量%及琥珀酸鈉20重量%之鎳液52 mL。一面將所獲得之懸浮液於80℃下進行攪拌,一面以5 mL/min連續地滴加上述鎳液,攪拌20分鐘,藉此進行鍍覆反應。確認不再產生氫,使鍍覆反應結束。其後,藉由對懸浮液進行過濾而取出粒子,並進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子B之表面配置有第1導電部及鍍鎳層之粒子。
(3)第2導電部(金層)之形成 藉由將於基材粒子B之表面配置有第1導電部及鍍鎳層之粒子10重量份添加至蒸餾水100重量份中並使其分散而獲得懸浮液。又,準備含有氰化金0.03 mol/L、及作為還原劑之氫醌0.1 mol/L之還原鍍金液。一面將所獲得之懸浮液於70℃下進行攪拌,一面將上述還原鍍金液緩緩地滴加至懸浮液中,進行還原鍍金。其後,藉由對懸浮液進行過濾而取出粒子,並進行水洗、乾燥,藉此獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於上述第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度30 nm)。
(實施例3) 於形成第1導電部時,將基材粒子B變更為基材粒子C,且將第2導電部之厚度變更為35 nm,除此以外,藉由與實施例2相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度35 nm)。
(實施例4) 於形成第1導電部時,將基材粒子B變更為基材粒子A,於所獲得之懸浮液中添加金屬鎳粒子(平均粒徑150 nm)1重量份,使用含有附著有芯物質之基材粒子A之懸浮液,且將第2導電部之厚度變更為29 nm,除此以外,藉由與實施例2相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度29 nm)。所獲得之導電性粒子係於第1導電部及第2導電部之外表面具有複數個突起。
(實施例5) 於形成第2導電部時,將基材粒子B變更為基材粒子A,將第1導電部之厚度變更為230 nm,將氰化金0.03 mol/L變更為氰化金0.015 mol/L,且將第2導電部之厚度變更為15 nm,除此以外,藉由與實施例2相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度15 nm)。
(實施例6) 於形成第2導電部時,將氰化金變更為硫酸鈀,且將第2導電部之厚度變更為30 nm,除此以外,藉由與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(鈀層,厚度30 nm)。
(實施例7) 於形成第1導電部時,將基材粒子B變更為基材粒子A,且將第2導電部之厚度變更為32 nm,除此以外,藉由與實施例2相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度32 nm)。
(比較例1) 準備不含作為還原劑之氫醌之置換鍍金液。於形成第2導電部時,藉由將還原鍍金液變更為置換鍍金液,而利用置換鍍金代替還原鍍金形成第2導電部,且將第2導電部之厚度變更為32 nm,除此以外,藉由與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。於所獲得之導電性粒子中,於第1導電部之外表面上配置有第2導電部(金層,厚度32 nm)。再者,圖5中表示比較例1中所製作之導電性粒子之表面之圖像。
(評價) (1)針孔之存在狀態 利用電子顯微鏡(日立高新技術公司製造之「FE-SEM SU8010」)對所獲得之導電性粒子之第2導電部之表面進行觀察,評價是否存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之第1針孔。具體而言,針對所獲得之導電性粒子之自外周至朝向內側0.5 μm之部分除外之部分,利用電子顯微鏡觀察任意之5個部位,藉此評價是否存在上述針孔。於存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之第1針孔之情形時,測定每1 μm2 之最大長度方向之尺寸為50 nm以上之第1針孔之個數。又,以相同之方式,評價是否存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之第2針孔。於存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之第2針孔之情形時,測定每1 μm2 之最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之第2針孔之個數。
(2)10%K值 藉由上述方法測定所獲得之導電性粒子之10%K值。
(3)25℃下之壓縮回復率 藉由上述方法測定所獲得之導電性粒子之25℃下之壓縮回復率。
(4)平均粒徑 使用堀場製作所公司製造之「雷射繞射式粒度分佈測定裝置」測定所獲得之導電性粒子之平均粒徑。又,導電性粒子之平均粒徑係藉由將20次之測定結果進行平均而算出。
(5)第1導電部之厚度方向上之磷之含量 使用聚焦離子束,製作所獲得之導電性粒子之薄膜切片。使用場發射型透過電子顯微鏡(日本電子公司製造之「JEM-2010FEF」),藉由能量分散型X射線分析裝置(EDS),測定第1導電部之厚度方向上之磷之含量。根據該結果,求出第1導電部之自基材粒子側至朝向外側厚度1/2為止之區域(內表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量、及第1導電部之自第2導電部側至朝向內側厚度1/2為止之區域(外表面側之厚度50%之區域)100重量%中之磷之含量。
(6)導電部之破裂 使用所獲得之導電性粒子,評價導電部之破裂。以如下方式評價導電部之破裂。根據以下之基準判定導電部之破裂。
導電部之破裂之評價方法: 使用電子顯微鏡,以每1張拍到約100個導電性粒子之倍率拍攝1000個導電性粒子之照片。觀察所獲得之1000個導電性粒子之照片,測定存在具有導電性粒子之直徑之一半以上之長度之破裂的導電性粒子之個數。
[導電部之破裂之判定基準] ○:存在破裂之導電性粒子之個數未達100個 ×:存在破裂之導電性粒子之個數為100個以上
(7)初期之連接電阻 連接構造體X之製作: 將所獲得之導電性粒子以含量成為10重量%之方式添加至三井化學公司製造之「Stractbond XN-5A」中並使其分散,而製作各向異性導電膏。
準備於上表面具有L/S為20 μm/20 μm之ITO電極圖案之透明玻璃基板。又,準備於下表面具有L/S為20 μm/20 μm之金電極圖案之半導體晶片。
將剛製作後之各向異性導電膏以厚度成為30 μm之方式塗敷於上述透明玻璃基板上,形成各向異性導電膏層。其次,將上述半導體晶片以電極彼此對向之方式積層於各向異性導電膏層上。其後,一面以各向異性導電膏層之溫度成為120℃之方式調整頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,一面賦予由壓接面積算出之1 MPa之低壓力,一面使各向異性導電膏層於100℃下硬化,而獲得連接構造體X。
連接構造體Y之製作: 將使各向異性導電材料層硬化時之溫度變更為150℃,除此以外,藉由與連接構造體X相同之方式製作連接構造體Y。
連接構造體Z之製作: 將使各向異性導電材料層硬化時之溫度變更為200℃,除此以外,藉由與連接構造體X相同之方式製作連接構造體Z。
藉由四端子法分別測定所獲得之連接構造體X、Y、Z之上下電極間之連接電阻A。再者,根據電壓=電流×電阻之關係,藉由測定流過一定之電流時之電壓,可求出連接電阻A。根據以下之基準,由連接電阻A判定初期之連接電阻。
[初期之連接電阻之判定基準] ○○○:連接電阻A為2.0 Ω以下 ○○:連接電阻A超過2.0 Ω且為3.0 Ω以下 ○:連接電阻A超過3.0 Ω且為5.0 Ω以下 Δ:連接電阻A超過5.0 Ω且為10 Ω以下 ×:連接電阻A超過10 Ω
(8)高溫高濕放置後之連接電阻(導通可靠性) 將上述(7)初期之連接電阻之評價後之連接構造體X、Y、Z於85℃及濕度85%之條件下放置500小時。於放置500小時後之連接構造體X、Y、Z中,藉由四端子法分別測定上下電極間之連接電阻B。根據以下之基準,由連接電阻A、B判定高溫高濕放置後之連接電阻(導通可靠性)。
[高溫高濕放置後之連接電阻(導通可靠性)之判定基準] ○○○:連接電阻B未達連接電阻A之1.25倍 ○○:連接電阻B為連接電阻A之1.25倍以上且未達1.5倍 ○:連接電阻B為連接電阻A之1.5倍以上且未達2倍 Δ:連接電阻B為連接電阻A之2倍以上且未達5倍 ×:連接電阻B為連接電阻A之5倍以上
將結果示於下述表1、2。
[表1]
[表2]
1‧‧‧導電性粒子
2‧‧‧基材粒子
3‧‧‧第1導電部
4‧‧‧第2導電部
21‧‧‧導電性粒子
21a‧‧‧突起
22‧‧‧第1導電部
22a‧‧‧突起
23‧‧‧第2導電部
23a‧‧‧突起
24‧‧‧芯物質
25‧‧‧絕緣性物質
51‧‧‧連接構造體
52‧‧‧第1連接對象構件
52a‧‧‧第1電極
53‧‧‧第2連接對象構件
53a‧‧‧第2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之剖視圖。 圖2係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子之剖視圖。 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之連接構造體之剖視圖。 圖4係表示實施例1中所製作之導電性粒子之表面之圖像之圖。 圖5係表示比較例1中所製作之導電性粒子之表面之圖像之圖。

Claims (11)

  1. 一種導電性粒子,其包含:基材粒子; 第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及 第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上;且 於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
  2. 一種導電性粒子,其包含:基材粒子; 第1導電部,其配置於上述基材粒子之表面上;及 第2導電部,其配置於上述第1導電部之外表面上;且 於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上且200 nm以下之針孔。
  3. 如請求項1或2之導電性粒子,其滿足下述式(1)之關係,且25℃下之壓縮回復率為10%以下, A≦5500-B×100 式(1) 上述式(1)中,A為上述導電性粒子之10%K值(N/mm2 ),B為上述導電性粒子之平均粒徑(μm)。
  4. 如請求項1或2之導電性粒子,其平均粒徑為3 μm以上且30 μm以下。
  5. 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述第2導電部含有金、銀、鈀、鉑、銅、鈷、釕、銦、或錫。
  6. 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述第1導電部中所含之金屬之離子化傾向大於上述第2導電部中所含之金屬之離子化傾向。
  7. 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述第1導電部含有鎳及磷。
  8. 如請求項1或2之導電性粒子,其中於上述第1導電部之厚度方向上,上述第1導電部中之上述第2導電部側之磷之含量多於上述第1導電部中之上述基材粒子側之磷之含量。
  9. 一種導電性粒子之製造方法,其包括如下步驟:使用包含基材粒子與配置於上述基材粒子之表面上之第1導電部的導電性粒子, 藉由鍍覆處理於上述第1導電部之外表面上配置第2導電部;且 上述第2導電部係以如下方式形成:於利用電子顯微鏡對上述第2導電部之外表面進行觀察時,不存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔,或以1個/μm2 以下存在最大長度方向之尺寸為50 nm以上之針孔。
  10. 一種導電材料,其包含如請求項1至8中任一項之導電性粒子與黏合劑樹脂。
  11. 一種連接構造體,其包含:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極; 第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及 連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接; 上述連接部之材料係如請求項1至8中任一項之導電性粒子、或包含上述導電性粒子與黏合劑樹脂之導電材料;且 上述第1電極與上述第2電極係藉由上述導電性粒子而電性連接。
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