TW201915215A - 含金屬粒子、連接材料、連接結構體、連接結構體之製造方法、導通檢查用構件及導通檢查裝置 - Google Patents

含金屬粒子、連接材料、連接結構體、連接結構體之製造方法、導通檢查用構件及導通檢查裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種可使含金屬粒子之突起之前端於相對低溫下熔融,於熔融後使其固化,從而與其他粒子或其他構件接合,可提高連接可靠性,且可抑制離子遷移現象而提高絕緣可靠性之含金屬粒子。 本發明之含金屬粒子係於外表面具有複數個突起之含金屬粒子,其包含基材粒子、配置於上述基材粒子之表面上且於外表面具有複數個突起之金屬部、及被覆上述金屬部之外表面之金屬膜,且上述含金屬粒子之上述突起之前端可於400℃以下熔融。

Description

含金屬粒子、連接材料、連接結構體、連接結構體之製造方法、導通檢查用構件及導通檢查裝置
本發明係關於包含基材粒子與金屬部,該金屬部於外表面具有突起之含金屬粒子。又,本發明係關於使用上述含金屬粒子之連接材料、連接結構體、連接結構體之製造方法、導通檢查用構件及導通檢查裝置。
於電子零件等中,為了形成連接兩個連接對象構件之連接部,有時使用含有金屬粒子之連接材料。
已知若金屬粒子之粒徑變小至100 nm以下之尺寸,構成原子數變少,則粒子之相對於體積之表面積比急遽增大,熔點或燒結溫度比塊狀狀態大幅降低。已知利用該低溫燒結功能,使用粒徑為100 nm以下之金屬粒子作為連接材料,藉由加熱使金屬粒子彼此燒結而進行連接之方法。於該連接方法中,使連接後之金屬粒子變化為塊狀金屬之同時,於連接界面獲得金屬鍵之連接,因此耐熱性與連接可靠性與散熱性變得非常高。
用於進行此種連接之連接材料例如於下述專利文獻1中有所揭示。
專利文獻1中所記載之連接材料包含奈米尺寸之複合銀粒子、奈米尺寸之銀粒子、及樹脂。上述複合銀粒子係於作為銀原子之集合體的銀核之周圍形成了有機被覆層之粒子。上述有機被覆層係藉由碳數為10或12之醇分子殘基、醇分子衍生物(此處,所謂醇分子衍生物限定於羧酸及/或醛)及/或醇分子之一種以上醇成分而形成。
又,於下述專利文獻2中揭示了含有奈米尺寸之含金屬粒子、及導電性粒子之連接材料。
又,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。於該等各向異性導電材料中,於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。
上述各向異性導電材料用以獲得各種連接結構體。作為上述連接結構體,例如可列舉:軟性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG(Film on Glass))、半導體晶片與軟性印刷基板之連接(COF(Chip on Film))、半導體晶片與玻璃基板之連接(COG(Chip on Glass))、以及軟性印刷基板與環氧玻璃基板之連接(FOB(Film on Board))等。
作為上述導電性粒子之一例,於下述專利文獻3中揭示了具有錫、銀及銅之三元系合金覆膜之導電性粒子。於專利文獻3中記載了連接電阻低,連接時之電流容量大,且可防止遷移。
於下述專利文獻4中揭示了具有由粒子連結體構成之突起的導電性粒子,該粒子連結體係複數個金屬或合金粒子連結為行狀之粒子連結體。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5256281號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-55046號公報 [專利文獻3]WO2006/080289A1 [專利文獻4]日本專利特開2012-113850號公報
[發明所欲解決之問題]
奈米尺寸之銀粒子等金屬粒子由於連接時之加熱處理而熔融接合,形成塊狀。若形成塊狀則熔點變高,因此存在加熱溫度變高之問題。又,於所形成之塊狀中,於奈米尺寸之粒子間生成間隙。其結果連接可靠性變低。
又,電子機器之小型化及高密度配線化不斷發展。因此存在如下現象:銀(Ag)、鉛(Pb)、銅(Cu)、錫(Sn)及鋅(An)等金屬於水分(濕度)高之嚴酷環境條件下施加電壓之情形時,存在產生離子遷移現象之情形,亦即離子化之金屬於電極間移動而產生短路,從而造成絕緣可靠性惡化。
又,近年來,於使用各向異性導電材料而獲得連接結構體時,於電極之連接步驟中進行比先前更低壓力之連接、所謂之低壓安裝。例如於柔軟之軟性印刷基板上直接安裝驅動用半導體晶片之情形時,為了抑制軟性印刷基板之變形,需要進行低壓安裝。
然而,於低壓安裝中,導電性粒子與電極之物理接觸並不充分,因此存在無法獲得充分之導通特性之情形。又,安裝後存在如下情形:於高溫高濕下之環境條件下,由於各向異性導電材料中之黏合劑樹脂之收縮而無法獲得所期望之導通特性。
本發明之目的在於提供可使含金屬粒子之突起之前端於相對低溫下熔融、於熔融後使其固化、從而與其他粒子或其他構件接合,可提高連接可靠性,且可抑制離子遷移現象而提高絕緣可靠性之含金屬粒子。又,本發明之目的在於提供可使含金屬粒子之金屬部之突起的成分於相對低溫下進行金屬擴散或熔融變形,從而與其他粒子或其他構件接合,且可提高連接可靠性之含金屬粒子。又,本發明之目的亦在於提供使用上述含金屬粒子之連接材料、連接結構體、連接結構體之製造方法、導通檢查用構件及導通檢查裝置。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之較廣之態樣,提供一種含金屬粒子,其係於外表面具有複數個突起之含金屬粒子,其包含:基材粒子;金屬部,其配置於上述基材粒子之表面上,且於外表面具有複數個突起;及金屬膜,其被覆上述金屬部之外表面;且上述含金屬粒子之上述突起之前端可於400℃以下熔融。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬膜被覆上述金屬部之上述突起之前端。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分可於400℃以下熔融。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬膜之厚度為0.1 nm以上且50 nm以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬膜之材料包括金、鈀、鉑、銠、釕或銥。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,上述含金屬粒子於上述凸部之外表面具有上述突起。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述凸部之平均高度相對於上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度之比為5以上且1000以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述凸部之基部之平均直徑為3 nm以上且5000 nm以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子之外表面之表面積100%中,具有上述凸部之部分的表面積之比率為10%以上。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述凸部之形狀為針狀或球體之部分形狀。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之材料包括銀、銅、金、鈀、錫、銦或鋅。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之材料並非焊料。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種含金屬粒子,其包含:基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上的金屬部,上述金屬部於外表面具有複數個突起,上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分、或上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形,上述金屬部之不具有上述突起之部分之熔點超過400℃。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之上述突起含有焊料。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之上述突起中之焊料之含量為50重量%以上。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之不具有上述突起之部分不含焊料、或含有40重量%以下之焊料。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之外表面之表面積之整體100%中,具有上述突起之部分之表面積為10%以上。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之頂角之平均為10°以上且60°以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度為3 nm以上且5000 nm以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑為3 nm以上且1000 nm以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度相對於上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑的比為0.5以上且10以下。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述含金屬粒子中之上述突起之形狀為針狀或球體之部分形狀。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,上述金屬部之材料包括銀、銅、金、鈀、錫、銦、鋅、鎳、鈷、鐵、鎢、鉬、釕、鉑、銠、銥、磷或硼。
於本發明之含金屬粒子之某特定態樣中,10%壓縮時之壓縮彈性模數為100 N/mm2 以上且25000 N/mm2 以下。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種連接材料,其包含上述之含金屬粒子及樹脂。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種連接結構體,其包含:第1連接對象構件、第2連接對象構件、及將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部,上述連接部之材料係上述之含金屬粒子、或包含上述含金屬粒子與樹脂之連接材料。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種連接結構體之製造方法,其包括:於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間配置上述之含金屬粒子、或配置包含上述含金屬粒子與樹脂之連接材料之步驟;及對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之前端熔融,於熔融後使其固化,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部的步驟;或對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之成分進行金屬擴散或熔融變形,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部的步驟。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種導通檢查用構件,其包含具有貫通孔之基體及導電部,上述貫通孔於上述基體配置有複數個,上述導電部配置於上述貫通孔內,且上述導電部之材料包含上述之含金屬粒子。
根據本發明之較廣之態樣,提供一種導通檢查裝置,其包含電流計、及上述之導通檢查用構件。 [發明之效果]
本發明之含金屬粒子係於外表面具有複數個突起之含金屬粒子。本發明之含金屬粒子包含基材粒子、配置於上述基材粒子之表面上且於外表面具有複數個突起之金屬部、及被覆上述金屬部之外表面的金屬膜。於本發明之含金屬粒子中,上述含金屬粒子之上述突起之前端可於400℃以下熔融。於本發明之含金屬粒子中具備上述構成,因此可使含金屬粒子之突起之前端於相對低溫下熔融,於熔融後使其固化,從而與其他粒子或其他構件接合,可提高連接可靠性,且可抑制離子遷移現象而提高絕緣可靠性。
本發明之含金屬粒子包含基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上的金屬部。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部於外表面具有複數個突起。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分、或上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之不具有上述突起之部分的熔點超過400℃。於本發明之含金屬粒子中具備上述構成,因此可使含金屬粒子之金屬部之突起之成分於相對低溫下進行金屬擴散或熔融變形,從而與其他粒子或其他構件接合,且可提高連接可靠性。
以下,說明本發明之詳細內容。
(含金屬粒子) 本發明之含金屬粒子係於外表面具有複數個突起之含金屬粒子。本發明之含金屬粒子包含基材粒子、金屬部、及金屬膜。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部配置於上述基材粒子之表面上,且於外表面具有複數個突起。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬膜被覆上述金屬部之外表面。於本發明之含金屬粒子中,上述含金屬粒子之上述突起之前端可於400℃以下熔融。
於本發明中具備上述構成,因此可使上述含金屬粒子中之突起之前端於相對低溫下熔融。因此,可使上述含金屬粒子中之上述突起之前端於相對低溫下熔融,於熔融後使其固化,從而與其他粒子或其他構件接合。又,可使複數個含金屬粒子熔融接合。又,可使含金屬粒子與連接對象構件熔融接合。又,進而可使含金屬粒子與電極熔融接合。另外,於本發明中由於具備上述構成,因此可抑制離子遷移現象,提高絕緣可靠性。
已知若金屬粒子之粒徑變小至100 nm以下之尺寸,構成原子數變少,則粒子之相對於體積之表面積比急遽增大,熔點或燒結溫度比塊狀狀態大幅降低。本發明者等人發現,藉由使上述含金屬粒子中之上述突起之前端直徑變小,可與使用奈米尺寸之金屬粒子之情形同樣地降低上述含金屬粒子之上述突起之前端的熔融溫度。
上述含金屬粒子之上述突起較佳為由金屬形成,較佳為金屬突起。於此情形時,由金屬形成之突起之前端及金屬突起之前端可於400℃以下熔融。為了使上述含金屬粒子之上述突起之前端的熔融溫度變低,亦可將上述突起部之形狀設為前端細之針狀。為了使上述含金屬粒子之上述突起之前端的熔融溫度變低,亦可於上述含金屬粒子之外表面形成複數個小突起。為了使上述含金屬粒子之上述突起之前端的熔融溫度變低,較佳為於本發明之含金屬粒子中,上述含金屬粒子於外表面具有複數個凸部(第1突起),上述含金屬粒子於上述凸部之外表面具有上述突起(第2突起)。較佳為上述凸部大於上述含金屬粒子中之上述突起。有別於上述含金屬粒子中之上述突起,另外存在大於上述突起之上述凸部,藉此可使連接可靠性更進一步變高。凸部與突起可一體化,亦可於凸部上附著突起。上述含金屬粒子中之上述突起可由粒子構成。於本說明書中,於上述凸部與上述突起併存時,區別於上述含金屬粒子中之上述突起,而將該突起形成於外表面上之突起部分稱為凸部。上述凸部之前端亦可並不於400℃以下熔融。上述含金屬粒子之上述凸部較佳為由金屬形成,較佳為金屬凸部。
如上所述,藉由使突起之前端直徑變小,可使熔融溫度變低。又,為了降低熔融溫度,可選擇金屬部之材料。為了使上述含金屬粒子之突起之前端的熔融溫度為400℃以下,較佳為選擇突起之形狀與金屬部之材料。
上述含金屬粒子之突起之前端的熔融溫度以如下方式進行評價。
上述含金屬粒子之突起之前端的熔融溫度可使用示差掃描熱量計(Yamato Scientific公司製造之「DSC-6300」)而測定。上述測定係使用含金屬粒子15 g,於升溫範圍為30℃至500℃、升溫速度為5℃/min.、氮氣沖洗量為5 ml/min.之測定條件下進行。
其次,確認於上述測定中所獲得之熔融溫度下,上述含金屬粒子之上述突起之前端熔融。將含金屬粒子1 g放入至容器中,並放入至電爐中。利用電爐設定與上述測定中所獲得之熔融溫度相同之溫度,於氮氣氛圍進行10分鐘加熱。其後,自電爐中取出經加熱之含金屬粒子,使用掃描式電子顯微鏡確認突起之前端之熔融狀態(或熔融後之固化狀態)。
自有效地降低突起之前端之熔融溫度,且有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述含金屬粒子中之上述突起之形狀係前端細之針狀。於該含金屬粒子中,上述含金屬粒子之外表面之上述突起之形狀與先前之形狀不同,發揮由突起之形狀為前端細之針狀所帶來之新穎效果。
本發明之含金屬粒子可使上述含金屬粒子之上述突起之前端於相對低溫下熔融接合,因此可用於兩個連接對象構件之連接。藉由於兩個連接對象構件之間,於含金屬粒子中之突起之前端進行熔融接合,可形成發揮牢固之連接的連接部,可提高連接可靠性。
又,本發明之含金屬粒子亦可用於導電連接。進而,本發明之含金屬性粒子亦可用作間隙控制材(間隔件)。
本發明之含金屬粒子包含被覆上述金屬部之外表面的金屬膜。由於上述含金屬粒子包含上述金屬膜,因此於將上述含金屬粒子用於導電連接之情形時,可抑制離子遷移現象,提高絕緣可靠性。又,由於上述含金屬粒子包含上述金屬膜,因此可有效地抑制上述金屬部之氧化或硫化。其結果可有效地提高連接可靠性。
上述金屬膜若被覆上述金屬部之外表面之至少一部分即可,亦可被覆整體。自抑制離子遷移現象、提高絕緣可靠性之觀點及更進一步有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬膜被覆上述金屬部之上述突起之前端。藉由使上述金屬膜被覆上述金屬部之上述突起之前端,可進一步抑制離子遷移現象,更進一步提高絕緣可靠性。又,可有效地抑制上述突起之前端之氧化或硫化,且可有效地降低突起之前端之熔融溫度。
自抑制離子遷移現象、提高絕緣可靠性之觀點及更進一步有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端的部分可於400℃以下熔融。較佳為適宜選擇上述金屬膜之厚度或上述金屬膜之材料等以將上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端的部分之熔融溫度設為400℃以下。於上述金屬部之上述突起之前端於400℃以下熔融時,較佳為上述金屬膜與上述金屬部之上述突起之前端合金化。
上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分的熔融溫度可與上述之上述含金屬粒子之突起之前端的熔融溫度同樣地進行測定。
本發明之含金屬粒子具有基材粒子與金屬部。上述金屬部配置於上述基材粒子之表面上。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部於外表面具有複數個突起。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分,或上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之上述突起可含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分,上述金屬部之上述突起亦可於400℃以下發生熔融變形。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之上述突起可含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分、且上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。於本發明之含金屬粒子中,上述金屬部之不具有上述突起之部分之熔點超過400℃。
再者,於本發明中所謂金屬擴散係指金屬原子由於熱、壓力、變形等而於金屬部或接合部中擴散。
再者,於本發明中所謂熔融變形係指由於該成分之一部分或全部熔融,變得容易由於外部壓力而變形之狀態。
於本發明中,由於具備上述構成,因此突起中所含之上述成分於相對低溫下進行金屬擴散或熔融變形,從而可於其與接合部分之間形成金屬鍵。因此,可於熔融後使其固化,從而與其他粒子或其他構件接合。又,可使複數個含金屬粒子熔融接合。又,可使含金屬粒子與連接對象構件熔融接合。又,可進而使含金屬粒子與電極熔融接合。尤其是與電極接合之情形時,可於電極與導電粒子間形成金屬鍵,因此可獲得較先前之物理接觸飛躍性優異之導通特性。
又,於本發明中,由於具備上述構成,因此藉由加熱至金屬部之突起可金屬擴散或熔融變形之溫度以上、金屬部之不存在突起之部分的熔點之溫度以下,可防止金屬部之不存在突起之部分過度熔融變形,且可確保金屬部之不存在突起之部分之厚度,因此可提高連接可靠性。
上述金屬部之上述突起之成分可金屬擴散之溫度及上述金屬部之上述突起之上述熔融變形溫度可藉由選擇上述突起之材料而達成。例如藉由使突起含有焊料,或使用焊料合金,可容易地將上述金屬部之上述突起之成分可金屬擴散之溫度及上述金屬部之上述突起之熔融變形溫度設為400℃以下。
為了有效地降低上述金屬部之上述突起之熔融變形溫度,上述金屬部可於上述突起之前端具有熔點為400℃以下之部分,亦可於上述突起之表面具有熔點為400℃以下之部分,亦可於上述突起之內部具有熔點為400℃以下之部分。
自導電連接時,維持突出之形狀,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部於上述突起之內部具有熔點為400℃以下之部分,上述突起之外表面之材料之熔點亦可超過400℃。上述金屬部於上述突起之內部具有熔點為400℃以下之部分之情形時,較佳為於該熔點為400℃以下之部分之外側存在熔點超過400℃之部分,且該熔點超過400℃之部分之厚度為200 nm以下(較佳為100 nm以下)。
自更進一步提高突起之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部之上述突起含有焊料。
自更進一步提高突起之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部之上述突起中之焊料之含量為50重量%以上。
自更進一步提高突起之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部之不具有上述突起之部分不含焊料、或含有40重量%以下(較佳為10重量%以下)之焊料。較佳為上述金屬部之不具有上述突起之部分的焊料之含量少。
自更進一步提高突起之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部之隆起部分之內側部分(具有突起之部分中的除突起以外之部分)不含焊料、或含有40重量%以下(較佳為10重量%以下)之焊料。較佳為上述金屬部之不具有上述突起之部分的焊料之含量少。
再者,於本說明書中,所謂突起係表示金屬部隆起之部分(與圖9對應之圖21之斜線部分)。
於本說明書中,所謂具有突起之部分係表示金屬部之隆起部分與金屬部之隆起部分之內側部分(與圖9對應之圖22之斜線部分)。連結金屬部之隆起部分與金屬部之未隆起部分之邊界點與導電性粒子之中心的直線係具有突起之部分與不存在突起之部分之邊界線。
於本說明書中,所謂不存在突起之部分係除金屬部之不存在突起之部分以外的部分(與圖9對應之圖23之斜線部分)。連結金屬部之隆起部分與金屬部之未隆起部分之邊界點與導電性粒子之中心的直線係具有突起之部分與不存在突起之部分之邊界線。
於400℃之加熱時,於突起之體積之整體100體積%中,較佳為5體積%以上可熔融,更佳為10體積%以上可熔融,進而較佳為20體積%以上可熔融,尤佳為30體積%以上可熔融,最佳為50體積%以上可熔融。若於400℃之加熱時可熔融之體積為上述較佳範圍,則可更進一步提高突起之熔融接合性,可有效地提高連接可靠性。400℃之加熱時可熔融之體積越大,越可使突起有效地熔融變形。
上述金屬部之突起成分之金屬擴散狀態可如下所示地評價。
準備含金屬粒子之含量為10重量%的導電膏。
準備於上表面具有銅電極之透明玻璃基板。又,準備於下表面具有金電極之半導體晶片。
於上述透明玻璃基板上塗佈導電膏,形成導電膏層。其次,以電極彼此對向之方式於導電膏層上積層上述半導體晶片。其後,一面以導電膏層之溫度成為250℃之方式調整頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面放置加壓加熱頭,施加0.5 MPa之壓力而使導電膏層於250℃下硬化,獲得連接結構體。
以通過連接結構體之中心附近之方式進行機械研磨,使用離子研磨裝置而切出含金屬粒子之截面。再者,為了使連接結構體之機械研磨容易進行,亦可將連接結構體埋入至樹脂中,對埋入至樹脂中之連接結構體進行機械研磨。
其次,使用穿透式電子顯微鏡FE-TEM,藉由能量分散型X射線分析裝置(EDS)對含金屬粒子與銅電極及金電極之接觸部分進行射線分析或元素映射,觀察金屬之擴散狀態。
藉由觀察上述金屬之擴散狀態,可確認含金屬粒子之外周相對於銅電極及金電極金屬擴散。
又,藉由上述金屬之擴散狀態之映射,可算出含金屬粒子之外周與銅電極及金電極之接觸比率,亦可藉此進行定量。
上述金屬部之突起之熔融變形溫度可如下所示地評價。
上述金屬部之突起之熔融變形溫度可使用示差掃描熱量計(Yamato Scientific公司製造之「DSC-6300」)測定。上述測定係使用含金屬粒子15 g,於升溫範圍為30℃至500℃、升溫速度為5℃/min.、氮氣沖洗量為5 ml/min.之測定條件下進行。
其次,確認於上述測定中所獲得之熔融溫度下,上述金屬部之突起熔融。將含金屬粒子1 g放入至容器中,並放入至電爐中。利用電爐設定與上述測定中所獲得之熔融溫度相同之溫度,於氮氣氛圍進行10分鐘加熱。其後,自電爐中取出經加熱之含金屬粒子,使用掃描式電子顯微鏡確認突起之熔融狀態(或熔融後之固化狀態)。再者,亦可藉由使突起之前端、突起之表面、或突起之內部等突起之一部分區域熔融而使突起熔融變形。
本發明之含金屬粒子可使上述金屬部之上述突起於相對低溫下熔融接合,因此可用於兩個連接對象構件之連接。藉由於兩個連接對象構件間,於含金屬粒子中之上述金屬部之上述突起中進行熔融接合,可形成發揮牢固之連接的連接部,且可提高連接可靠性。
上述含金屬粒子中之複數個上述突起之頂角之平均(a)較佳為10°以上、更佳為20°以上,較佳為60°以下、更佳為45°以下。若上述頂角之平均(a)為上述下限以上,則突起過度變得難以彎折。若上述頂角之平均(a)為上述上限以下,則熔融溫度或熔融變形溫度更進一步變低。再者,存在如下之現象:彎折之突起於導電連接時使電極間之連接電阻上升。
上述突起之上述頂角之平均(a)可藉由對一個含金屬粒子中所含之突起的各個之頂角進行平均而求出。
上述含金屬粒子中之複數個上述突起之平均高度(b)較佳為3 nm以上、更佳為5 nm以上、進而較佳為50 nm以上,較佳為5000 nm以下、更佳為1000 nm以下、進而較佳為800 nm以下。若上述突起之平均高度(b)為上述下限以上,則熔融溫度或熔融變形溫度更進一步變低。若上述突起之平均高度(b)為上述上限以下,則突起過度變得難以彎折。
上述突起之平均高度(b)係一個含金屬粒子中所含之突起的高度之平均。於上述含金屬粒子並不具有上述凸部且具有上述突起之情形時,上述突起之高度係表示連結含金屬粒子之中心與突起之前端之線(圖1中所示之虛線L1)上的,假定不存在突起之情形的上述含金屬粒子之假想線(圖1中所示之虛線L2)上(假定不存在突起之情形的球狀之含金屬粒子之外表面上)至突起之前端之距離。於上述含金屬粒子並未具有上述凸部且具有上述突起之情形時,上述突起之高度係表示連結含金屬粒子之中心與突起之前端之線(圖9中所示之虛線L11)上的,假定不存在突起之情形的上述含金屬粒子之假想線(圖9中所示之虛線L12)上(假定不存在突起之情形的球狀之含金屬粒子之外表面上)至突起之前端之距離。亦即,於圖1中,表示自虛線L1與虛線L2之交點至突起之前端之距離。於圖9中,表示自虛線L11與虛線L12之交點至突起之前端之距離。再者,於上述含金屬粒子具有上述凸部且具有上述突起之情形時,亦即於上述含金屬粒子於上述凸部上具有上述突起之情形時,上述突起之高度係表示假定不存在突起之情形的上述含金屬粒子(凸部)之假想線至突起之前端之距離。突起亦可為複數個粒狀物之集合體。例如,突起亦可係構成突起之粒子複數個連接而形成。於此情形時,突起之高度亦可為將複數個粒狀物之集合體或連接之粒子整體看待時之突起之高度。
於圖3中,突起1Ba、3Ba之高度係表示假定不存在突起之情形時,含金屬粒子之假想線上至突起之前端之距離。然而,於突起1Ba、3Ba係複數個粒子堆積而形成之情形時,將該複數個粒子之一個之平均高度作為突起之高度。
上述含金屬粒子中之複數個上述突起之基部之平均直徑(c)較佳為3 nm以上、更佳為5 nm以上、進而較佳為50 nm以上,較佳為1000 nm以下、更佳為800 nm以下。若上述平均直徑(c)為上述下限以上,則突起過度變得難以彎折。若上述平均直徑(c)為上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。
上述突起之基部之平均直徑(c)係一個含金屬粒子中所含之突起的基部之直徑之平均。基部之直徑係突起中之基部之各個的最大直徑。於上述含金屬粒子具有上述凸部且具有上述突起之情形時,亦即上述含金屬粒子於上述凸部上具有上述突起之情形時,連結含金屬粒子之中心與突起之前端之線上的,假定為不存在突起之情形的含金屬粒子之假想線部分之端部為上述突起之基部。又,上述假想線部分之端部間距離(藉由直線連結端部之距離)係基部之直徑。
複數個上述突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))較佳為0.5以上、更佳為1.5以上,較佳為10以下、更佳為5以下。若上述比(平均高度(b)/平均直徑(c))為上述下限以上,則連接可靠性更進一步變高。若上述比(平均高度(b)/平均直徑(c))為上述上限以下,則突起過度變得難以彎折。
複數個上述突起之高度之中央位置的平均直徑(d)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均直徑(d)/平均直徑(c))較佳為1/5以上、更佳為1/4以上、進而較佳為1/3以上,較佳為4/5以下、更佳為3/4以下、進而較佳為2/3以下。若上述比(平均直徑(d)/平均直徑(c))為上述下限以上,則突起過度變得難以彎折。若上述比(平均直徑(d)/平均直徑(c))為上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。
上述含金屬粒子中之上述突起之高度之中央位置的平均直徑(d)係一個含金屬粒子中所含之突起之高度之中央位置的直徑之平均。突起之高度之中央位置的直徑係突起之高度之中央位置的各個之最大直徑。
自抑制突起過度彎折,更進一步提高突起之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述含金屬粒子中之複數個上述突起之形狀為針狀或球體之部分形狀。針狀之形狀較佳為角錐狀、圓錐狀或旋轉抛物面狀,更佳為圓錐狀或旋轉抛物面狀,進而較佳為圓錐狀。上述含金屬粒子中之上述突起之形狀可為角錐狀,亦可為圓錐狀,亦可為旋轉抛物面狀。於本發明中,旋轉抛物面狀亦包含於前端細之針狀中。於旋轉抛物面狀之突起中,自基部至前端而前端變細。
每一個上述含金屬粒子中之外表面之突起較佳為3個以上、更佳為5個以上。上述突起數之上限並無特別限定。上述突起數之上限可考慮含金屬粒子之粒徑等而適宜選擇。再者,上述含金屬粒子中所含之突起可並非前端細之針狀,進而上述含金屬粒子中所含之突起之全部無需為前端細之針狀。
每一個上述含金屬粒子中,前端細之針狀突起數於所含之突起數所占之比率較佳為30%以上、更佳為50%以上、進而較佳為60%以上、尤佳為70%以上、最佳為80%以上。針狀突起數之比率越多,越能更進一步有效地獲得針狀突起之效果。
上述含金屬粒子之外表面之表面積100%中,具有上述突起之部分的表面積之比率(x)較佳為10%以上、更佳為20%以上、進而較佳為30%以上,較佳為90%以下、更佳為80%以下、進而較佳為70%以下。具有突起之部分的表面積之比率越多,越能更進一步有效地獲得突起之效果。
自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,上述含金屬粒子之外表面之表面積100%中,具有針狀突起之部分的表面積之比率較佳為10%以上、更佳為20%以上、進而較佳為30%以上,較佳為90%以下、更佳為80%以下、進而較佳為70%以下。具有針狀突起之部分的表面積之比率越多,越能更進一步有效地獲得突起之效果。
複數個上述凸部之頂角之平均(A)較佳為10°以上、更佳為20°以上,較佳為60°以下、更佳為45°以下。若上述頂角之平均(A)為上述下限以上,則凸部過度變得難以彎折。若上述頂角之平均(A)為上述上限以下,則熔融溫度更進一步變低。再者,存在如下之現象:彎折之凸部於導電連接時使電極間之連接電阻上升。
上述凸部之上述頂角之平均(A)可藉由對一個含金屬粒子中所含之凸部之各個的頂角進行平均而求出。
複數個上述凸部之平均高度(B)較佳為5 nm以上、更佳為50 nm以上,較佳為5000 nm以下、更佳為1000 nm以下、進而較佳為800 nm以下。若上述凸部之平均高度(B)為上述下限以上,則熔融溫度更進一步變低。若上述凸部之平均高度(B)為上述上限以下,則凸部過度變得難以彎折。
上述凸部之平均高度(B)係一個含金屬粒子中所含之凸部之高度之平均。上述凸部之高度係表示連結含金屬粒子之中心與凸部之前端之線(圖8中所示之虛線L1)上的,假定不存在凸部之情形的金屬部之假想線(圖8中所示之虛線L2)上(假定不存在凸部之情形的球狀含金屬粒子之外表面上)至凸部之前端之距離。亦即,於圖8中,表示虛線L1與虛線L2之交點至凸部之前端的距離。
複數個上述凸部之基部之平均直徑(C)較佳為3 nm以上、更佳為5 nm以上、進而較佳為50 nm以上,較佳為5000 nm以下、更佳為1000 nm以下、進而較佳為800 nm以下。若上述平均直徑(C)為上述下限以上,則凸部過度變得難以彎折。若上述平均直徑(C)為上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。
上述凸部之基部之平均直徑(C)係一個含金屬粒子中所含之凸部的基部之直徑之平均。基部之直徑係凸部中之基部之各個的最大直徑。連結含金屬粒子之中心與凸部之前端之線(圖8中所示之虛線L1)上的假定不存在凸部之情形的金屬部之假想線部分(圖8中所示之虛線L2)之端部係上述凸部之基部,上述假想線部分之端部間距離(藉由直線連結端部之距離)係基部之直徑。
複數個上述凸部之高度之中央位置的平均直徑(D)相對於複數個上述凸部之基部之平均直徑(C)之比(平均直徑(D)/平均直徑(C))較佳為1/5以上、更佳為1/4以上、進而較佳為1/3以上,較佳為4/5以下、更佳為3/4以下、進而較佳為2/3以下。若上述比(平均直徑(D)/平均直徑(C))為上述下限以上,則凸部過度變得難以彎折。若上述比(平均直徑(D)/平均直徑(C))為上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。
上述凸部之高度之中央位置的平均直徑(D)係一個含金屬粒子中所含之凸部之高度之中央位置的直徑之平均。凸部之高度之中央位置的直徑係凸部之高度之中央位置的各個之最大直徑。
自抑制凸部過度彎折,更進一步提高凸部之熔融接合性,有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為複數個上述凸部之形狀為針狀或球體之部分形狀。針狀之形狀較佳為角錐狀、圓錐狀或旋轉抛物面狀,更佳為圓錐狀或旋轉抛物面狀,進而較佳為圓錐狀。上述凸部之形狀可為角錐狀,亦可為圓錐狀,亦可為旋轉抛物面狀。於本發明中,旋轉抛物面狀亦包含於前端細之針狀中。於旋轉抛物面狀之凸部中,自基部至前端而前端變細。
每一個上述含金屬粒子中之外表面之凸部較佳為3個以上、更佳為5個以上。上述凸部數之上限並無特別限定。上述凸部數之上限可考慮含金屬粒子之粒徑等而適宜選擇。再者,上述含金屬粒子中所含之凸部可並非前端細之針狀,上述含金屬粒子中所含之突起之全部無需為前端細之針狀。
每一個上述含金屬粒子中,前端細之針狀凸部數於所含之凸部數中所占之比率較佳為30%以上、更佳為50%以上、進而較佳為60%以上、尤佳為70%以上、最佳為80%以上。針狀凸部數之比率越多,越能更進一步有效地獲得針狀凸部之效果。
上述含金屬粒子之表面積100%中,具有上述凸部之部分的表面積之比率(X)較佳為10%以上、更佳為20%以上、進而較佳為30%以上,較佳為90%以下、更佳為80%以下、進而較佳為70%以下。具有凸部之部分的表面積之比率越多,越能更進一步有效地獲得凸部上之突起之效果。
自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,上述含金屬粒子之外表面之表面積100%中,具有針狀凸部之部分的表面積之比率較佳為10%以上、更佳為20%以上、進而較佳為30%以上,較佳為90%以下、更佳為80%以下、進而較佳為70%以下。具有針狀凸部之部分的表面積之比率越多,越能更進一步有效地獲得凸部上之突起之效果。
複數個上述凸部之平均高度(B)相對於上述含金屬粒子中之複數個上述突起之平均高度(b)之比(平均高度(B)/平均高度(b))較佳為5以上、更佳為10以上,較佳為1000以下、更佳為800以下。若上述比(平均高度(B)/平均高度(b))為上述下限以上,則連接可靠性更進一步變高。若上述比(平均高度(B)/平均高度(b))為上述上限以下,則凸部過度變得難以彎折。
較佳為具有複數個上述突起之上述金屬部係由金屬或合金之結晶配向而形成。再者,於後述之實施例中,金屬部係由金屬或合金之結晶配向而形成。
自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,對上述含金屬粒子進行10%壓縮時之壓縮彈性模數(10%K值)較佳為100 N/mm2 以上、更佳為1000 N/mm2 以上,較佳為25000 N/mm2 以下、更佳為10000 N/mm2 以下、進而較佳為8000 N/mm2 以下。
上述含金屬粒子之上述壓縮彈性模數(10%K值)可如下所示地測定。
使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑為100 μm、金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃、壓縮速度為0.3 mN/秒、及最大試驗荷重為20 mN之條件下對含金屬粒子進行壓縮。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,藉由下述式求出上述壓縮彈性模數。作為上述微小壓縮試驗機,例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
10%K值(N/mm2 )=(3/21/2 )・F・S-3/2 ・R-1/2 F:含金屬粒子10%壓縮變形時之荷重值(N) S:含金屬粒子10%壓縮變形時之壓縮位移(mm) R:含金屬粒子之半徑(mm)
較佳為上述突起之X射線繞射中之(111)面之比率為50%以上。若上述突起之X射線繞射中之(111)面之比率為上述下限以上,則可更進一步有效地提高連接可靠性。
以下,參照附圖對本發明之具體的實施形態加以說明。
圖1係示意性表示本發明之第1實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖1所示,含金屬粒子1包含基材粒子2、金屬部3、及金屬膜5。
金屬部3配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1係基材粒子2之表面經金屬部3被覆之被覆粒子。金屬部3係連續皮膜。
金屬膜5對金屬部3進行被覆。含金屬粒子1係金屬部3之外表面經金屬膜5被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。
含金屬粒子1於金屬部3之外表面具有複數個突起1a。金屬部3於外表面具有複數個突起3a。複數個突起1a、3a之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為圓錐狀。於本實施形態中,突起1a、3a之前端可於400℃以下熔融。金屬部3包含第1部分、及厚度比該第1部分厚之第2部分。除複數個突起1a、3a以外之部分係金屬部3之上述第1部分。複數個突起1a、3a係金屬部3之厚度較厚之上述第2部分。於本實施形態中,複數個突起1a、3a之外表面經金屬膜5被覆。
圖2係示意性表示本發明之第2實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖2所示,含金屬粒子1A包含基材粒子2、金屬部3A、及金屬膜5A。
金屬部3A配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1A於金屬部3A之外表面具有複數個突起1Aa。金屬部3A於外表面具有複數個突起3Aa。複數個突起1Aa、3Aa之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。於本實施形態中,突起1Aa、3Aa之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5A對金屬部3A進行被覆。含金屬粒子1A係金屬部3A之外表面經金屬膜5A被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Aa、3Aa之外表面經金屬膜5A被覆。
如含金屬粒子1、1A所示,上述含金屬粒子中之複數個突起之形狀較佳為前端細之針狀,可為圓錐狀,亦可為旋轉抛物面狀。
圖3係示意性表示本發明之第3實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖3所示,含金屬粒子1B包含基材粒子2、金屬部3B、及金屬膜5B。
金屬部3B配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1B於金屬部3B之外表面具有複數個突起1Ba。金屬部3B於外表面具有複數個突起3Ba。複數個突起1Ba、3Ba之形狀係球體之部分形狀。金屬部3B具有以一部分露出至外表面上之方式埋入之金屬粒子3BX。金屬粒子3BX之露出之部分構成突起1Ba、3Ba。於本實施形態中,突起1Ba、3Ba之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5B對金屬部3B進行被覆。含金屬粒子1B係金屬部3B之外表面經金屬膜5B被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,金屬粒子3BX之露出部分經金屬膜5B被覆,複數個突起1Ba、3Ba之外表面經金屬膜5B被覆。
如含金屬粒子1B所示,藉由使突起變小,突起之形狀亦可並非前端細之針狀,例如可為球體之部分形狀。
圖4係示意性表示本發明之第4實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖4所示,含金屬粒子1C包含基材粒子2、金屬部3C、及金屬膜5C。
於含金屬粒子1與含金屬粒子1C中,僅金屬部不同。亦即,於含金屬粒子1中形成了1層結構之金屬部3,相對於此,於含金屬粒子1C中形成了2層結構之金屬部3C。
金屬部3C具有第1金屬部3CA及第2金屬部3CB。第1、第2金屬部3CA、3CB配置於基材粒子2之表面上。於基材粒子2與第2金屬部3CB之間配置有第1金屬部3CA。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1金屬部3CA,於第1金屬部3CA之外表面上配置有第2金屬部3CB。第1金屬部3CA之外形為球狀。含金屬粒子1C於金屬部3C之外表面具有複數個突起1Ca。金屬部3C於外表面具有複數個突起3Ca。第2金屬部3CB於外表面具有複數個突起。複數個突起1Ca、3Ca之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為圓錐狀。於本實施形態中,突起1Ca、3Ca之前端可於400℃以下熔融。內側之第1金屬部亦可於外表面具有複數個突起。
金屬膜5C對金屬部3C進行被覆。含金屬粒子1C係金屬部3C之外表面經金屬膜5C被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Ca、3Ca之外表面經金屬膜5C被覆。
圖5係示意性表示本發明之第5實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖5所示,含金屬粒子1D包含基材粒子2、金屬部3D、及金屬膜5D。
金屬部3D配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1D於金屬部3D之外表面具有複數個突起1Da。含金屬粒子1D於金屬部3D之外表面具有複數個凸部(第1突起)3Da。金屬部3D於外表面具有複數個凸部(第1突起)3Da。金屬部3D於凸部(第1突起)3Da之外表面具有比凸部(第1突起)3Da小的突起3Db(第2突起)。凸部(第1突起)3Da與突起3Db(第2突起)一體化而連接。於本實施形態中,突起3Db(第2突起)之前端直徑小,且突起3Db(第2突起)之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5D對金屬部3D進行被覆。含金屬粒子1D係金屬部3D之外表面經金屬膜5D被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Da、凸部(第1突起)3Da及突起3Db(第2突起)之外表面經金屬膜5D被覆。
圖6係示意性表示本發明之第6實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖6所示,含金屬粒子1E包含基材粒子2、金屬部3E、芯物質4E、金屬膜5E。
金屬部3E配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1E於金屬部3E之外表面具有複數個突起1Ea。含金屬粒子1E於金屬部3E之外表面具有複數個凸部(第1突起)3Ea。金屬部3E於外表面具有複數個凸部(第1突起)3Ea。金屬部3E於凸部(第1突起)3Ea之外表面具有比凸部(第1突起)3Ea小的突起3Eb(第2突起)。凸部(第1突起)3Ea與突起3Eb(第2突起)一體化而連接。於本實施形態中,突起3Eb(第2突起)之前端直徑小,突起3Eb(第2突起)之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5E對金屬部3E進行被覆。含金屬粒子1E係金屬部3E之外表面經金屬膜5E被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Ea、凸部(第1突起)3Ea及突起3Eb(第2突起)之外表面經金屬膜5E被覆。
於含金屬粒子1E中,複數個芯物質4E配置於基材粒子2之外表面上。複數個芯物質4E配置於金屬部3E之內側。複數個芯物質4E埋入至金屬部3E之內側。芯物質4E配置於凸部3Ea之內側。金屬部3E對複數個芯物質4E進行被覆。由於複數個芯物質4E,金屬部3E之外表面隆起,形成凸部3Ea。
如含金屬粒子1E所示,含金屬粒子亦可包含使含金屬粒子或金屬部之外表面隆起的複數個芯物質。
圖7係示意性表示本發明之第7實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖7所示,含金屬粒子1F包含基材粒子2、金屬部3F、及金屬膜5F。
金屬部3F配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1F於金屬部3F之外表面具有複數個突起1Fa。含金屬粒子1F於金屬部3F之外表面具有複數個凸部(第1突起)3Fa。金屬部3F於外表面具有複數個凸部(第1突起)3Fa。金屬部3F於凸部(第1突起)3Fa之外表面具有比凸部(第1突起)3Fa小的突起3Fb(第2突起)。凸部(第1突起)3Fa與突起3Fb(第2突起)並未一體化。於本實施形態中,突起3Fb(第2突起)之前端直徑小,突起3Fb(第2突起)之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5F對金屬部3F進行被覆。含金屬粒子1F係金屬部3F之外表面經金屬膜5F被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Fa、凸部(第1突起)3Fa及突起3Fb(第2突起)之外表面經金屬膜5F被覆。
圖8係示意性表示本發明之第8實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖8所示,含金屬粒子1G包含基材粒子2、金屬部3G、及金屬膜5G。
金屬部3G具有第1金屬部3GA及第2金屬部3GB。第1、第2金屬部3GA、3GB配置於基材粒子2之表面上。於基材粒子2與第2金屬部3GB之間配置有第1金屬部3GA。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1金屬部3GA,於第1金屬部3GA之外表面上配置有第2金屬部3GB。
金屬部3G配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子1G於金屬部3G之外表面具有複數個突起1Ga。含金屬粒子1G於金屬部3G之外表面具有複數個凸部(第1突起)3Ga。金屬部3G於凸部(第1突起)3Ga之外表面具有比凸部(第1突起)3Ga小的突起3Gb(第2突起)。於凸部(第1突起)3Ga與突起3Gb(第2突起)之間存在界面。於本實施形態中,突起3Gb(第2突起)之前端直徑小,突起3Gb(第2突起)之前端可於400℃以下熔融。
金屬膜5G對金屬部3G進行被覆。含金屬粒子1G係金屬部3G之外表面(第2金屬部3GB)經金屬膜5G被覆之被覆粒子。上述金屬膜可完全被覆上述金屬部之表面,亦可並不完全被覆上述金屬部之表面。上述含金屬粒子亦可具有未經上述金屬膜被覆上述金屬部表面之部分。於本實施形態中,複數個突起1Ga、凸部(第1突起)3Ga及突起3Gb(第2突起)之外表面經金屬膜5G被覆。
又,於圖17~20中表示實際製造之含金屬粒子中,形成金屬膜之前的含金屬粒子之圖像。圖17~20所示之含金屬粒子包含於外表面具有突起之金屬部。上述金屬部之複數個上述突起之前端可於400℃以下熔融。於圖20所示之含金屬粒子中,金屬部於外表面具有複數個凸部,於該凸部之外表面上具有比上述凸部小之突起。藉由金屬膜被覆圖17~20中所示之含金屬粒子之金屬部,藉此獲得本發明之含金屬粒子。
圖9係示意性表示本發明之第9實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖9所示,含金屬粒子11包含基材粒子2及金屬部13。
金屬部13配置於基材粒子2之表面上。含金屬粒子11係基材粒子2之表面經金屬部13被覆之被覆粒子。金屬部13係被覆基材粒子2之表面全部之連續皮膜。
含金屬粒子11於金屬部13之外表面具有複數個突起11a。金屬部13於外表面具有複數個突起13a。複數個突起11a、13a之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。
金屬部13包含第1金屬部13X與第2金屬部13Y。第2金屬部13Y係粒子,例如為焊料。第1金屬部13X係金屬部13之除第2金屬部13Y以外之部分。第2金屬部13Y可於400℃以下發生熔融變形。第1金屬部13X之熔點超過400℃。第1金屬部13X並不於400℃下發生熔融變形。
於一個突起11a、13a之內部配置有一個第2金屬部13Y。於本實施形態中,突起11a、13a包含可於400℃以下進行金屬擴散之第2金屬部13Y。又,由於第2金屬部13Y之存在,突起11a、13a於400℃以下,於第2金屬部13Y與第1金屬部13X之間產生金屬擴散,形成可於400℃以下發生熔融變形之突起。或者由於第2金屬部13Y,突起11a、13a可於400℃以下發生熔融變形。金屬部13包含第1部分、及厚度比該第1部分厚之第2部分。除複數個突起11a、13a以外之部分係金屬部13之上述第1部分。複數個突起11a、13a係金屬部13之厚度較厚之上述第2部分。於第1部分中並不存在第2金屬部13Y,因此並未形成於安裝時亦可由於金屬擴散而引起熔融變形之部分,可確保其厚度。
圖10係示意性表示本發明之第10實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖10所示,含金屬粒子11A包含基材粒子2、及金屬部13A。
於含金屬粒子11與含金屬粒子11A中僅金屬部不同。亦即,於含金屬粒子11中形成了1層結構之金屬部13,相對於此,於含金屬粒子11A中形成了2層結構之金屬部13A。
金屬部13A包含第1金屬部13AX、第2金屬部13AY、及第3金屬部13AZ。第1、第2、第3金屬部13AX、13AY、13AZ配置於基材粒子2之表面上。
第1金屬部13AX係內層。第2金屬部13AY係外層。於基材粒子2與第2金屬部13AY之間配置有第1金屬部13AX。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1金屬部13AX,於第1金屬部13AX之外表面上配置有第2金屬部13AY。第1金屬部13AX之外形為球狀。含金屬粒子11A於金屬部13A之外表面具有複數個突起11Aa。金屬部13A於外表面具有複數個突起13Aa。第2金屬部13AY於外表面具有複數個突起。複數個突起11Aa、13Aa之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。
第3金屬部13AZ係粒子,例如為焊料。第3金屬部13AZ可於400℃以下發生熔融變形。第1、第2金屬部13AX、13AY之熔點超過400℃。第1、第2金屬部13AX、13AY並不於400℃熔融變形。
於一個突起11Aa、13Aa之內部配置有一個第3金屬部13AZ。於本實施形態中,突起11Aa、13Aa包含可於400℃以下進行金屬擴散之第3金屬部13AZ。又,由於第3金屬部13AZ之存在,突起11Aa、13Aa於第2金屬部13AY與第3金屬部13AZ之間產生金屬擴散,形成可於400℃以下發生熔融變形之突起。或者由於第3金屬部13AZ,突起11Aa、13Aa可於400℃以下發生熔融變形。
第3金屬部13AZ配置於第2金屬部13AY之內部。第3金屬部13AZ並未配置於第1金屬部13AX之內部。第3金屬部13AZ配置於第1金屬部13AX之外表面上。第3金屬部13AZ與第1金屬部13AX相接。第3金屬部13AZ亦可並不與第1金屬部13AX相接。
圖11係示意性表示本發明之第11實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖11所示,含金屬粒子11B包含基材粒子2、及金屬部13B。
於含金屬粒子11與含金屬粒子11B中,僅金屬部不同。
金屬部13B包含第1金屬部13BX、第2金屬部13BY、及第3金屬部13BZ。第1、第2、第3金屬部13BX、13BY、13BZ配置於基材粒子2之表面上。
第1金屬部13BX係內層。第2金屬部13BY係外層。於基材粒子2與第2金屬部13BY之間配置有第1金屬部13BX。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1金屬部13BX,於第1金屬部13BX之外表面上配置有第2金屬部13BY。含金屬粒子11B於金屬部13B之外表面具有複數個突起11Ba。金屬部13B於外表面具有複數個突起13Ba。第1金屬部13BX於外表面具有複數個突起。第2金屬部13BY於外表面具有複數個突起。複數個突起11Ba、13Ba之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。
第3金屬部13BZ係粒子,例如為焊料。第3金屬部13BZ可於400℃以下發生熔融變形。第1、第2金屬部13BX、13BY之熔點超過400℃。第1、第2金屬部13BX、13BY並不於400℃熔融變形。
於突起11Ba、13Ba之內部配置有第3金屬部13BZ。於一個突起11Ba、13Ba之內部配置有一個第3金屬部13BZ。於本實施形態中,突起11Ba、13Ba包含可於400℃以下進行金屬擴散之第3金屬部13BZ。又,由於第3金屬部13BZ之存在,突起11Ba、13Ba於第1金屬部13BX及第3金屬部13BZ之間產生金屬擴散,形成可於400℃以下發生熔融變形之突起。或者由於第3金屬部13BZ,突起11Ba、13Ba可於400℃以下發生熔融變形。
第3金屬部13BZ的一部分區域配置於第1金屬部13BX之內部。第3金屬部13BZ的一部分區域配置於第2金屬部13BY之內部。第3金屬部13BZ配置於基材粒子2之表面上。第3金屬部13BZ與基材粒子2相接。第3金屬部13BZ亦可並不與基材粒子2相接。
圖12係示意性表示本發明之第12實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖12所示,含金屬粒子11C包含基材粒子2與金屬部13C。
於含金屬粒子11與含金屬粒子11C中,僅金屬部不同。
金屬部13C包含第1金屬部13CX與第2金屬部13CY。含金屬粒子11C於金屬部13C之外表面具有複數個突起11Ca。金屬部13C於外表面具有複數個突起13Ca。複數個突起11Ca、13Ca之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。
第2金屬部13CY係粒子,例如為焊料。第1金屬部13CX係除金屬部13C之第2金屬部13CY以外之部分。第2金屬部13CY可於400℃以下發生熔融變形。第1金屬部13CX之熔點超過400℃。第1金屬部13CX並不於400℃熔融變形。
於一個突起11Ca、13Ca之內部配置有複數個第2金屬部13CY。於本實施形態中,突起11Ca、13Ca包含可於400℃以下進行金屬擴散之第2金屬部13CY。又,由於第2金屬部13CY之存在,突起11Ca、13Ca於第2金屬部13CY與第1金屬部13CX之間產生金屬擴散,形成可於400℃以下發生熔融變形之突起。或者由於第2金屬部13CY,突起11Ca、13Ca可於400℃以下發生熔融變形。
如含金屬粒子11C所示,為了使突起可熔融變形,亦可相對於一個突起而形成複數個可於400℃以下發生熔融變形之區域。
圖13係示意性表示本發明之第13實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖13所示,含金屬粒子11D包含基材粒子2與金屬部13D。
於含金屬粒子11與含金屬粒子11D中,僅金屬部不同。
金屬部13D包含第1金屬部13DX與第2金屬部13DY。含金屬粒子11D於金屬部13D之外表面具有複數個突起11Da。金屬部13D於外表面具有複數個突起13Da。第2金屬部13DY於外表面具有複數個突起。複數個突起11Da、13Da之形狀係球體之部分形狀,於本實施形態中為半球狀。
第2金屬部13DY係粒子,例如為焊料。第1金屬部13DX係除金屬部13D之第2金屬部13DY以外之部分。第2金屬部13DY可於400℃以下發生熔融變形。第1金屬部13DX之熔點超過400℃。第1金屬部13DX並不於400℃熔融變形。
於突起11Da、13Da之內部配置有第2金屬部13DY。於一個突起11Da、13Da之內部配置有一個第2金屬部13DY。於本實施形態中,突起11Da、13Da包含可於400℃以下進行金屬擴散之第2金屬部13DY。又,由於第2金屬部13DY之存在,突起11Da、13Da於第2金屬部13DY與第1金屬部13DX之間產生金屬擴散,形成可於400℃以下發生熔融變形之突起。或者由於第2金屬部13DY,突起11Da、13Da可於400℃以下發生熔融變形。
如含金屬粒子11、11D所示,突起之形狀可適宜變更,突起之前端亦可不尖。
圖14係示意性表示本發明之第14實施形態之含金屬粒子之剖視圖。
如圖14所示,含金屬粒子11E包含基材粒子2與金屬部13E。
於含金屬粒子11與含金屬粒子11E中,僅金屬部不同。
金屬部13E包含第1金屬部13EX與第2金屬部13EY。第1、第2金屬部13EX、13EY配置於基材粒子2之表面上。
於基材粒子2與第2金屬部13EY之間配置有第1金屬部13EX。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1金屬部13EX,於第1金屬部13EX之外表面上配置有第2金屬部13EY。第1金屬部13EX之外形為球狀。含金屬粒子11E於金屬部13E之外表面具有複數個突起11Ea。金屬部13E於外表面具有複數個突起13Ea。複數個之第2金屬部13EY配置於第1金屬部13EX之外表面上的一部分區域。第2金屬部13EY自身突起。複數個突起11Ea、13Ea之形狀係前端細之針狀,於本實施形態中為旋轉抛物面狀。
第2金屬部13EY係旋轉抛物面狀之粒子,例如焊料或焊料合金。第2金屬部13EY可於400℃以下發生熔融變形。第1金屬部13EX之熔點超過400℃。第1金屬部13EX並不於400℃熔融變形。
於本實施形態中,突起11Ea、13Ea包含可於400℃以下進行金屬擴散之第2金屬部13EY。或由於第2金屬部13EY,突起11Ea、13Ea可於400℃以下發生熔融變形。
如含金屬粒子11E所示,為了使突起可熔融變形,可於400℃以下熔融之金屬部亦可位於金屬部之外表面。
以下,對含金屬粒子加以更詳細之說明。再者,於以下之說明中,「(甲基)丙烯酸基」係表示「丙烯酸基」與「甲基丙烯酸基」之一者或兩者,「(甲基)丙烯醯氧基」係表示「丙烯醯氧基」與「甲基丙烯醯氧基」之一者或兩者。又,「(甲基)丙烯醯」係表示「丙烯醯」與「甲基丙烯醯」之一者或兩者,「(甲基)丙烯酸酯」係表示「丙烯酸酯」與「甲基丙烯酸酯」之一者或兩者。
[基材粒子] 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。上述基材粒子可具有核與配置於該核之表面上的殼,亦可為核殼粒子。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。
上述基材粒子更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而獲得適於兩個連接對象構件之連接用途的含金屬粒子。
若上述基材粒子為樹脂粒子或有機無機混合粒子,則上述含金屬粒子容易變形,上述含金屬粒子之柔軟性變高。因此,於連接後衝擊吸收性變高。
作為用以形成上述樹脂粒子之樹脂,可適宜使用各種有機物。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、苯酚-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的一種或兩種以上聚合而獲得之聚合物等。可設計及合成適合兩個連接對象構件之連接用途的任意之具有壓縮時之物性的樹脂粒子,且可容易地將基材粒子之硬度控制為適宜之範圍,因此用以形成上述樹脂粒子之樹脂較佳為使具有複數個乙烯性不飽和基之聚合性單體之一種或兩種以上聚合而成之聚合物。
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,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、馬來酸、馬來酸酐等含有羧基之單體;(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)丙烯酸異基酯等(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化合物;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)四亞甲基二醇二(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,可獲得上述樹脂粒子。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使單體與自由基聚合起始劑一同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,用以形成上述基材粒子之無機物可列舉氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇、氧化鋯及碳黑等。較佳為上述無機物並非金屬。由上述氧化矽所形成之粒子並無特別限定,例如可列舉使具有兩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,視需要進行焙燒,藉此而獲得之粒子。上述有機無機混合粒子例如可列舉由交聯之烷氧基矽烷基聚合物與丙烯酸系樹脂而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。自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,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的有機無機混合粒子。
作為用以形成上述無機殼之材料,可列舉用以形成上述基材粒子之無機物。用以形成上述無機殼之材料較佳為氧化矽。較佳為上述無機殼藉由如下方法而形成: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,然後對該殼狀物進行焙燒。上述金屬烷氧化物較佳為烷醇矽。較佳為由烷醇矽形成上述無機殼。
上述核之粒徑較佳為0.5 μm以上、更佳為1 μm以上,較佳為500 μm以下、更佳為100 μm以下、進而較佳為50 μm以下、尤佳為20 μm以下、最佳為10 μm以下。若上述核之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則變得可適宜地用於兩個連接對象構件的連接用途中。例如,若上述核之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則於使用上述含金屬粒子而連接兩個連接對象構件之情形時,含金屬粒子與連接對象構件之接觸面積充分變大,且於形成金屬部時變得難以形成凝聚之含金屬粒子。又,經由含金屬粒子而連接之兩個連接對象構件之間隔並非過於變大,且金屬部變得難以自基材粒子之表面剝離。
上述核之粒徑於上述核為真球狀之情形時表示直徑,於上述核為真球狀以外之形狀之情形時表示最大直徑。又,核之粒徑係表示藉由任意之粒徑測定裝置測定核之平均粒徑。例如可利用使用雷射光散射、電阻值變化、攝像後之圖像解析等原理之粒度分佈測定機。
上述殼之厚度較佳為100 nm以上、更佳為200 nm以上,較佳為5 μm以下、更佳為3 μm以下。若上述殼之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可適宜地用於兩個連接對象構件之連接用途中。上述殼之厚度係每一個基材粒子之平均厚度。可藉由溶膠凝膠法進行控制而控制上述殼之厚度。
於上述基材粒子為金屬粒子之情形時,作為用以形成該金屬粒子之金屬,可列舉銀、銅、鎳、矽、金及鈦等。其中,較佳為上述基材粒子並非金屬粒子。
上述基材粒子之粒徑較佳為0.1 μm以上、更佳為0.5 μm以上、更進一步較佳為1 μm以上、進而較佳為1.5 μm以上、尤佳為2 μm以上。上述基材粒子之粒徑較佳為1000 μm以下、更佳為500 μm以下、更進一步較佳為400 μm以下、進而較佳為100 μm以下、進而較佳為50 μm以下、更進一步更佳為30 μm以下、尤佳為5 μm以下、最佳為3 μm以下。若上述基材粒子之粒徑為上述下限以上,則連接可靠性更進一步變高。進而,藉由無電解鍍覆於基材粒子之表面形成金屬部時變得難以凝聚,變得難以形成凝聚之含金屬粒子。若基材粒子之平均粒徑為上述上限以下,則含金屬粒子容易充分壓縮,連接可靠性更進一步變高。
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。
自於連接可靠性之熱循環試驗中更進一步抑制連接部之龜裂或剝離之產生,更進一步抑制應力負荷時龜裂之產生之觀點考慮,上述基材粒子較佳為含有矽酮樹脂之粒子(矽酮粒子)。較佳為上述基材粒子之材料包含矽酮樹脂。
較佳為上述矽酮粒子之材料係具有自由基聚合性基之矽烷化合物與具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物、具有自由基聚合性基且具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物、或於兩末端具有自由基聚合性基之矽烷化合物。於使該等材料反應之情形時,形成矽氧烷鍵。於所獲得之矽酮粒子中一般殘存有自由基聚合性基及碳數為5以上之疏水基。藉由使用此種材料,可容易地獲得具有0.1 μm以上且500 μm以下之一次粒徑的矽酮粒子,且可提高矽酮粒子之耐化學品性且降低透濕性。
於上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物中,較佳為自由基聚合性基與矽原子直接鍵結。上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物較佳為烷氧基矽烷化合物。上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物可列舉乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、二甲氧基甲基乙烯基矽烷、二乙氧基甲基乙烯基矽烷、二乙烯基甲氧基乙烯基矽烷、二乙烯基乙氧基乙烯基矽烷、二乙烯基二甲氧基矽烷、二乙烯基二乙氧基矽烷、及1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷等。
於上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物中,較佳為碳數為5以上之疏水基與矽原子直接鍵結。上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物較佳為烷氧基矽烷化合物。上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物可列舉:苯基三甲氧基矽烷、二甲氧基甲基苯基矽烷、二乙氧基甲基苯基矽烷、二甲基甲氧基苯基矽烷、二甲基乙氧基苯基矽烷、六苯基二矽氧烷、1,3,3,5-四甲基-1,1,5,5-テトラペニル三矽氧烷、1,1,3,5,5-五苯基-1,3,5-三甲基三矽氧烷、六苯基環三矽氧烷、苯基三(三甲基矽烷氧基)矽烷、及八苯基環四矽氧烷等。
於上述具有自由基聚合性基且具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物中,較佳為自由基聚合性基與矽原子直接鍵結,較佳為碳數為5以上之疏水基與矽原子直接鍵結。上述具有自由基聚合性基且具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述具有自由基聚合性基且具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物可列舉:苯基乙烯基二甲氧基矽烷、苯基乙烯基二乙氧基矽烷、苯基甲基乙烯基甲氧基矽烷、苯基甲基乙烯基乙氧基矽烷、二苯基乙烯基甲氧基矽烷、二苯基乙烯基乙氧基矽烷、苯基二乙烯基甲氧基矽烷、苯基二乙烯基乙氧基矽烷、及1,1,3,3-四苯基-1,3-二乙烯基二矽氧烷等。
於為了獲得矽酮粒子而使用上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物與上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物之情形時,較佳為以重量比為1:1~1:20而使用上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物與上述具有碳數為5以上之疏水基之矽烷化合物,更佳為以重量比為1:5~1:15而使用。
於用以獲得矽酮粒子之矽烷化合物之整體中,自由基聚合性基個數與碳數為5以上之疏水基個數較佳為1:0.5~1:20,更佳為1:1~1:15。
自使耐化學品性有效地提高、使透濕性有效地降低、將10%K值控制為適宜範圍之觀點考慮,較佳為上述矽酮粒子具有於一個矽原子上鍵結有兩個甲基之二甲基矽氧烷骨架,較佳為上述矽酮粒子之材料含有於一個矽原子上鍵結有兩個甲基之矽烷化合物。
自使耐化學品性有效地提高、使透濕性有效地降低、將10%K值控制為適宜範圍之觀點考慮,上述矽酮粒子較佳為藉由自由基聚合起始劑使上述矽烷化合物反應而形成矽氧烷鍵。一般情況下,難以使用自由基聚合起始劑而獲得具有0.1 μm以上且500 μm以下之一次粒徑之矽酮粒子,尤其難以獲得具有100 μm以下之一次粒徑之矽酮粒子。相對於此,於使用自由基聚合起始劑之情形時,亦可藉由使用上述矽烷化合物而獲得具有0.1 μm以上且500 μm以下之一次粒徑的矽酮粒子,且亦可獲得具有100 μm以下之一次粒徑的矽酮粒子。
為了獲得上述矽酮粒子,亦可不使用具有與矽原子鍵結之氫原子的矽烷化合物。於此情形時,亦可使用自由基聚合起始劑而非使用金屬觸媒,使矽烷化合物聚合。其結果,可使矽酮粒子不含金屬觸媒,可使矽酮粒子中之金屬觸媒之含量變少,可進一步有效地提高耐化學品性,有效地降低透濕性,將10%K值控制為適宜範圍。
作為上述矽酮粒子之具體製造方法,存在藉由懸浮聚合法、分散聚合法、迷你乳化聚合法、或乳化聚合法等進行矽烷化合物之聚合反應,製作矽酮粒子之方法等。亦可於進行矽烷化合物之聚合而獲得低聚物之後,藉由懸浮聚合法、分散聚合法、迷你乳化聚合法、或乳化聚合法等,使作為聚合物(低聚物等)之矽烷化合物進行聚合反應,製作矽酮粒子。例如,亦可使具有乙烯基之矽烷化合物聚合,獲得於末端具有與矽原子鍵結之乙烯基的矽烷化合物。亦可使具有苯基之矽烷化合物聚合,獲得作為聚合物(低聚物等)之於側鏈具有與矽原子鍵結之苯基的矽烷化合物。亦可使具有乙烯基之矽烷化合物與具有苯基之矽烷化合物聚合,獲得作為聚合物(低聚物等)的於末端具有與矽原子鍵結之乙烯基且於側鏈具有與矽原子鍵結之苯基的矽烷化合物。
矽酮粒子亦可於外表面具有複數個粒子。於此情形時,矽酮粒子可具有矽酮粒子本體、及配置於矽酮粒子本體之表面上的複數個粒子。作為上述複數個粒子,可列舉矽酮粒子及球狀氧化矽等。藉由存在上述複數個粒子,可抑制矽酮粒子之凝聚。
[金屬部] 上述含金屬粒子中之上述突起之前端可於400℃以下熔融。上述含金屬粒子中之上述突起之前端更佳為可於350℃以下熔融,更佳為可於300℃以下熔融,進而較佳為可於250℃以下熔融,尤佳為可於200℃以下熔融。較佳為上述金屬部之上述突起之前端可於400℃以下熔融。上述金屬部之上述突起之前端較佳為可於350℃以下熔融,更佳為可於300℃以下熔融,進而較佳為可於250℃以下熔融,尤佳為可於200℃以下熔融。藉由使上述金屬部之上述突起之前端滿足上述較佳之態樣,可抑制加熱時之能量之消耗量,可進而抑制連接對象構件等之熱劣化。上述突起之前端之熔融溫度可藉由突起之前端之金屬種類及突起之前端形狀而控制。上述凸部之基部、上述含金屬粒子中之上述突起之高度之中央位置、上述含金屬粒子中之上述突起之基部、及上述含金屬粒子中之上述突起之高度之中央位置之熔點亦可超過200℃。該熔點亦可超過250℃,亦可超過300℃,亦可超過350℃,亦可超過400℃。上述金屬部、上述凸部及上述突起亦可具有超過200℃之部分,亦可具有超過250℃之部分,亦可具有超過300℃之部分,亦可具有超過350℃之部分,亦可具有超過400℃之部分。
上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分,或上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。藉由使可金屬擴散之溫度變低,可於其與接合部分之間形成金屬鍵。因此,上述可金屬擴散之溫度較佳為350℃以下,更佳為300℃以下,進而較佳為250℃以下,尤佳為200℃以下。上述可金屬擴散之溫度可藉由金屬之種類而控制。
或者較佳為上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。
上述金屬部之上述突起較佳為可於350℃以下發生熔融變形,更佳為可於300℃以下發生熔融變形,進而較佳為可於250℃以下發生熔融變形,尤佳為可於200℃以下發生熔融變形。若上述金屬部之上述突起之熔融變形溫度為上述之較佳範圍,可使熔融變形溫度變低,且可抑制加熱時之能量之消耗量,進一步可抑制連接對象構件等之熱劣化。上述突起之熔融變形溫度可藉由突起之金屬之種類而控制。上述金屬部及上述突起亦可具有超過200℃之部分,亦可具有超過250℃之部分,亦可具有超過300℃之部分,亦可具有超過350℃之部分,亦可具有超過400℃之部分。
上述金屬部之材料並無特別限定。較佳為上述金屬部之材料包含金屬。該金屬例如可列舉:金、銀、鈀、銠、銥、鋰、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、釕、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽及該等之合金等。又,上述金屬可列舉摻錫之氧化銦(ITO)等。
於本發明中,以上述含金屬粒子之突起之前端可於400℃以下熔融之方式選擇金屬部之材料。
於本發明中,較佳為以上述金屬部之突起可於400℃以下發生熔融變形之方式選擇金屬部之材料。較佳為上述金屬部含有焊料。
自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述含金屬粒子中之上述突起之材料包含銀、銅、金、鈀、錫、銦或鋅。較佳為於上述金屬部之上述突起中含有該突起之材料。上述含金屬粒子中之上述突起之材料亦可不含錫。
較佳為上述金屬部之材料並非焊料。藉由使上述金屬部之材料並非焊料,可抑制金屬部整體過度熔融。上述金屬部之材料亦可不含錫。
較佳為上述金屬部之材料包含銀、銅、金、鈀、錫、銦、鋅、鎳、鈷、鐵、鎢、鉬、釕、鉑、銠、銥、磷或硼,更佳為包含銀、銅、金、鈀、錫、銦或鋅,進而較佳為包含銀。若上述金屬部之材料為上述之較佳材料,則可更進一步有效地提高連接可靠性。上述金屬部之材料可僅使用一種,亦可併用兩種以上。自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,上述銀可以銀單質或氧化銀之形態含有。氧化銀可列舉Ag2 O及AgO。
於含有銀之金屬部100重量%中,銀之含量較佳為0.1重量%以上、更佳為1重量%以上,較佳為100重量%以下、更佳為90重量%以下、亦可為80重量%以下、亦可為60重量%以下、亦可為40重量%以下、亦可為20重量%以下、亦可為10重量%以下。若銀之含量為上述下限以上及上述上限以下,則接合強度變高,連接可靠性更進一步變高。
上述銅可以銅單質或氧化銅之形態含有。
於含有銅之金屬部100重量%中,銅之含量較佳為0.1重量%以上、更佳為1重量%以上,較佳為100重量%以下、更佳為90重量%以下、亦可為80重量%以下、亦可為60重量%以下、亦可為40重量%以下、亦可為20重量%以下、亦可為10重量%以下。若銅之含量為上述下限以上及上述上限以下,則接合強度變高,連接可靠性更進一步變高。
上述鎳可以鎳單質或氧化鎳之形態含有。
於含有鎳之金屬部100重量%中,鎳之含量較佳為0.1重量%以上、更佳為1重量%以上。於含有鎳之金屬部100重量%中,鎳之含量較佳為100重量%以下、更佳為90重量%以下、亦可為80重量%以下、亦可為60重量%以下、亦可為40重量%以下、亦可為20重量%以下、亦可為10重量%以下。若鎳之含量為上述下限以上及上述上限以下,則接合強度變高,連接可靠性更進一步變高。
較佳為上述焊料係熔點為450℃以下之金屬(低熔點金屬)。該低熔點金屬係表示熔點為450℃以下之金屬。低熔點金屬之熔點較佳為300℃以下、更佳為160℃以下。又,上述焊料含有錫。於上述焊料中所含之金屬100重量%中,錫之含量較佳為30重量%以上、更佳為40重量%以上、進而較佳為70重量%以上、尤佳為90重量%以上。若上述焊料中之錫之含量為上述下限以上,則連接可靠性更進一步變高。
再者,上述錫之含量可使用高頻感應耦合電漿發光分光分析裝置(堀場製作所公司製造之「ICP-AES」)、或螢光X射線分析裝置(島津製作所公司製造之「EDX-800HS」)等而測定。
藉由使用上述焊料,焊料熔融而與電極接合,焊料使電極間導通。例如,焊料與電極容易並非點接觸而是面接觸,因此連接電阻變低。又,藉由使用焊料而使焊料與電極之接合強度變高,結果變得更進一步難以產生焊料與電極之剝離,使導通可靠性及連接可靠性有效地變高。
構成上述焊料之低熔點金屬並無特別限定。該低熔點金屬較佳為錫、或含有錫之合金。該合金可列舉錫-銀合金、錫-銅合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-鋅合金、錫-銦合金等。自對於電極之潤濕性優異考慮,上述低熔點金屬較佳為錫、錫-銀合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-銦合金。更佳為錫-鉍合金、錫-銦合金。
上述焊料較佳為基於JIS Z3001:焊接術語,液相線為450℃以下之熔加材。作為上述焊料之組成,例如可列舉包含鋅、金、銀、鉛、銅、錫、鉍、銦等之金屬組成。較佳為低熔點且無鉛之錫-銦系(117℃共晶)、或錫-鉍系(139℃共晶)。亦即,較佳為上述焊料不含鉛,較佳為含有錫與銦、或含有錫與鉍。
為了更進一步提高連接強度,上述焊料亦可含有鎳、銅、銻、鋁、鋅、鐵、金、鈦、磷、鍺、碲、鈷、鉍、錳、鉻、鉬、鈀等金屬。又,自更進一步提高連接強度之觀點考慮,較佳為上述焊料含有鎳、銅、銻、鋁或鋅。自更進一步提高連接強度之觀點考慮,用以提高接合強度之該等金屬之含量於焊料100重量%中較佳為0.0001重量%以上,較佳為1重量%以下。
上述金屬部可由一層形成。上述金屬部亦可由複數層形成。
上述金屬部之外表面亦可進行防銹處理。上述含金屬粒子亦可於上述金屬部之外表面具有防銹膜。作為防銹處理,可列舉於金屬部之外表面配置防銹劑之方法、對金屬部之外表面進行合金化而使耐蝕性提高之方法、於金屬部之外表面塗佈高耐蝕金屬膜之方法等。作為上述防銹劑,可列舉苯并三唑化合物、咪唑化合物等含氮雜環化合物;如硫醇化合物、噻唑化合物、有機二硫醚化合物之含硫化合物;有機磷酸化合物等含磷化合物等。
[金屬膜] 上述金屬膜對上述金屬部之外表面進行被覆。上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分較佳為可於400℃以下熔融,較佳為可於350℃以下熔融,更佳為可於300℃以下熔融,進而較佳為可於250℃以下熔融,尤佳為可於200℃以下熔融。藉由使上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分滿足上述較佳態樣,可抑制加熱時之能量消耗量,進一步可抑制連接對象構件等之熱劣化。上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分的熔融溫度可藉由上述金屬膜之原料或厚度等而控制。上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分以外的部分之熔點可超過200℃、亦可超過250℃、亦可超過300℃、亦可超過350℃、亦可超過400℃。上述金屬膜可具有超過200℃之部分、亦可具有超過250℃之部分、亦可具有超過300℃之部分、亦可具有超過350℃之部分、亦可具有超過400℃之部分。
上述金屬膜之材料並無特別限定。較佳為上述金屬膜之材料包含金屬。該金屬例如可列舉金、銀、鈀、銠、銥、鋰、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、釕、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽及該等之合金等。又,上述金屬可列舉摻錫之酸化銦(ITO)等。
上述金屬膜之材料以可有效地發揮本發明之效果之方式適宜選擇。
自有效地提高連接可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬膜之材料包含金、鈀、鉑、銠、釕或銥,更佳為包含金。若上述金屬膜之材料為上述之較佳材料,則可有效地抑制上述金屬部之氧化或硫化。其結果可有效地提高連接可靠性。又,於水分(濕度)多之環境條件下對連接構件施加電壓之情形時,會產生離子化之金屬於電極間移動而產生短路的離子遷移現象,成為使絕緣可靠性惡化之原因。若上述金屬膜之材料為上述較佳之材料,則可抑制上述離子遷移現象,且可提高絕緣可靠性。上述金屬膜之材料可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
於含有金之金屬膜100重量%中,金之含量較佳為0.1重量%以上、更佳為0.5重量%以上,較佳為100重量%以下、更佳為90重量%以下、亦可為80重量%以下、亦可為60重量%以下、亦可為40重量%以下、亦可為20重量%以下、亦可為10重量%以下。若金之含量為上述下限以上及上述上限以下,則接合強度變高,連接可靠性更進一步變高。又,若金之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可抑制離子遷移現象,且可提高絕緣可靠性。
上述金屬膜可由一層形成。上述金屬膜亦可由複數層形成。
上述金屬膜之外表面亦可進行防銹處理。上述含金屬粒子亦可於上述金屬膜之外表面具有防銹膜。作為防銹處理,可列舉於金屬膜之外表面配置防銹劑之方法、對金屬膜之外表面進行合金化而使耐蝕性提高之方法、於金屬膜之外表面塗佈高耐蝕金屬膜之方法等。作為上述防銹劑,可列舉苯并三唑化合物、咪唑化合物等含氮雜環化合物;如硫醇化合物、噻唑化合物、有機二硫醚化合物之含硫化合物;有機磷酸化合物等含磷化合物等。
[防銹處理] 為了抑制含金屬粒子之腐蝕,降低電極間之連接電阻,較佳為對上述金屬部或上述金屬膜之外表面進行防銹處理或耐硫化處理。
作為耐硫化劑、防銹劑或防變色劑,可列舉苯并三唑化合物、咪唑化合物等含氮雜環化合物;如硫醇化合物、噻唑化合物、有機二硫醚化合物之含硫化合物;有機磷酸化合物等含磷化合物等。
自更進一步提高導通可靠性之觀點考慮,上述金屬部或上述金屬膜之外表面較佳為藉由具有碳數為6~22之烷基的化合物進行防銹處理。上述金屬部或上述金屬膜之表面可藉由不含磷之化合物進行防銹處理,亦可藉由具有碳數為6~22之烷基且不含磷之化合物進行防銹處理。自更進一步提高導通可靠性之觀點考慮,上述金屬部或上述金屬膜之外表面較佳為藉由烷基磷酸化合物或烷基硫醇進行防銹處理。可藉由防銹處理而於上述金屬部或上述金屬膜之外表面形成防銹膜。
上述防銹膜較佳為藉由具有碳數為6~22之烷基的化合物(以下稱為化合物A)而形成。上述金屬部或上述金屬膜之外表面較佳為藉由上述化合物A進行表面處理。若上述烷基之碳數為6以上,則使於金屬部整體或金屬膜整體變得更進一步難以產生銹。若上述烷基之碳數為22以下,則含金屬粒子之導電性變高。自更進一步提高含金屬粒子之導電性之觀點考慮,較佳為上述化合物A中之上述烷基之碳數為16以下。上述烷基可具有直鏈結構,亦可具有分支結構。較佳為上述烷基具有直鏈結構。
上述化合物A若具有碳數為6~22之烷基則並無特別限定。上述化合物A較佳為具有碳數為6~22之烷基之磷酸酯或其鹽、具有碳數為6~22之烷基之亞磷酸酯或其鹽、具有碳數為6~22之烷基之烷氧基矽烷、具有碳數為6~22之烷基之烷基硫醇。上述化合物A亦較佳為具有碳數為6~22之烷基之二烷基二硫醚。亦即,上述具有碳數為6~22之烷基之化合物A較佳為磷酸酯或其鹽、亞磷酸酯或其鹽、烷氧基矽烷、烷基硫醇、或二烷基二硫醚。藉由使用該等較佳之化合物A,可使金屬部或金屬膜更進一步難以產生銹。自更進一步難以產生銹之觀點考慮,上述化合物A較佳為上述磷酸酯或其鹽、亞磷酸酯或其鹽、或烷基硫醇,更佳為上述磷酸酯或其鹽、或者亞磷酸酯或其鹽。上述化合物A可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
較佳為上述化合物A具有可與上述金屬部或上述金屬膜之外表面反應之反應性官能基。於上述金屬部含有鎳之情形時,較佳為具有可與金屬部之鎳之外表面反應的反應性官能基,於上述金屬膜含有金之情形時,較佳為具有可與金屬膜之金之外表面反應的反應性官能基。於上述含金屬粒子具有配置於上述金屬部或上述金屬膜之外表面上的絕緣性物質之情形時,較佳為上述化合物A具有可與上述絕緣性物質反應的反應性官能基。較佳為上述防銹膜與上述金屬部或上述金屬膜化學鍵結。較佳為上述防銹膜與上述絕緣性物質化學鍵結。更佳為上述防銹膜與上述金屬部或上述金屬膜且與上述絕緣性物質化學鍵結。由於上述反應性官能基之存在及上述化學鍵結,變得難以產生上述防銹膜之剝離,其結果更進一步難以於金屬部或金屬膜產生銹,且絕緣性物質並不刻意地自金屬粒子之表面脫離之現象變得更進一步難以產生。
上述具有碳數為6~22之烷基之磷酸酯或其鹽例如可列舉:磷酸己酯、磷酸庚酯、磷酸單辛酯、磷酸單壬酯、磷酸單癸酯、磷酸單十一烷基酯、磷酸單十二烷基酯、磷酸單十三烷基酯、磷酸單十四烷基酯、磷酸單十五烷基酯、磷酸單己酯單鈉鹽、磷酸單庚酯單鈉鹽、磷酸單辛酯單鈉鹽、磷酸單壬酯單鈉鹽、磷酸單癸酯單鈉鹽、磷酸單十一烷基酯單鈉鹽、磷酸單十二烷基酯單鈉鹽、磷酸單十三烷基酯單鈉鹽、磷酸單十四烷基酯單鈉鹽及磷酸單十五烷基酯單鈉鹽等。亦可使用上述磷酸酯之鉀鹽。
上述具有碳數為6~22之烷基之亞磷酸酯或其鹽例如可列舉:亞磷酸己酯、亞磷酸庚酯、亞磷酸單辛酯、亞磷酸單壬酯、亞磷酸單癸酯、亞磷酸單十一烷基酯、亞磷酸單十二烷基酯、亞磷酸單十三烷基酯、亞磷酸單十四烷基酯、亞磷酸單十五烷基酯、亞磷酸單己酯單鈉鹽、亞磷酸單庚酯單鈉鹽、亞磷酸單辛酯單鈉鹽、亞磷酸單壬酯單鈉鹽、亞磷酸單癸酯單鈉鹽、亞磷酸單十一烷基酯單鈉鹽、亞磷酸單十二烷基酯單鈉鹽、亞磷酸單十三烷基酯單鈉鹽、亞磷酸單十四烷基酯單鈉鹽及亞磷酸單十五烷基酯單鈉鹽等。亦可使用上述亞磷酸酯之鉀鹽。
上述具有碳數為6~22之烷基之烷氧基矽烷例如可列舉:己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、庚基三甲氧基矽烷、庚基三乙氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、壬基三甲氧基矽烷、壬基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、癸基三乙氧基矽烷、十一烷基三甲氧基矽烷、十一烷基三乙氧基矽烷、十二烷基三甲氧基矽烷、十二烷基三乙氧基矽烷、十三烷基三甲氧基矽烷、十三烷基三乙氧基矽烷、十四烷基三甲氧基矽烷、十四烷基三乙氧基矽烷、十五烷基三甲氧基矽烷及十五烷基三乙氧基矽烷等。
上述具有碳數為6~22之烷基之烷基硫醇例如可列舉:己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、十一烷硫醇、十二烷硫醇、十三烷硫醇、十四烷硫醇、十五烷硫醇及十六烷硫醇等。較佳為上述烷基硫醇於烷基鏈之末端具有硫醇基。
上述具有碳數為6~22之烷基之二烷基二硫醚例如可列舉:二己基二硫醚、二庚基二硫醚、二辛基二硫醚、二壬基二硫醚、二癸基二硫醚、二(十一烷基)二硫醚、二(十二烷基)二硫醚、二(十三烷基)二硫醚、二(十四烷基)二硫醚、二(十五烷基)二硫醚及二(十六烷基)二硫醚等。
自更進一步提高導通可靠性之觀點考慮,較佳為上述金屬部或上述金屬膜之外表面藉由使用以硫醚化合物或者硫醇化合物為主成分之含硫化合物、苯并三唑化合物或聚氧乙烯醚界面活性劑之任意者而形成之層進行耐硫化處理。可藉由耐硫化處理於上述金屬部或上述金屬膜之外表面形成防銹膜。
上述硫醚化合物可列舉:二己硫醚、二庚硫醚、二辛硫醚、二癸硫醚、二(十二烷基)硫醚、二(十四烷基)硫醚、二(十六烷基)硫醚、二(十八烷基)硫醚等碳數為6~40左右(較佳為碳數為10~40左右)之直鏈狀或支鏈狀之二烷基硫醚(烷基硫醚);二苯硫醚、苯基-對甲苯基硫醚、4,4-硫代聯苯硫醇等碳數為12~30左右之芳香族硫醚;3,3'-硫代二丙酸、4,4'-硫代二丁酸等硫代二羧酸等。上述硫醚化合物尤佳為二烷基硫醚。
上述硫醇化合物可列舉:2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并㗁唑、2-巰基苯并咪唑、2-甲基-2-丙硫醇或十八烷基硫醇等碳數為4~40左右(更佳為6~20左右)之直鏈狀或支鏈狀之烷基硫醇等。又,可列舉與該等化合物之碳基鍵結之氫原子經氟取代之化合物等。
上述苯并三唑化合物可列舉:苯并三唑、苯并三唑鹽、甲基苯并三唑、羧基苯并三唑及苯并三唑衍生物等。
又,上述防變色劑(防銀變色劑)可列舉北池產業公司製造之商品名「AC-20」、「AC-70」、「AC-80」、Meltex公司製造之商品名「ENTEK CU-56」、大和化成公司製造之商品名「New Dain Silver」、「New Dain Silver S-1」、千代田化學公司製造之商品名「B-1057」、及千代田化學公司製造之商品名「B-1009NS」等。
於上述基材粒子之表面上形成上述金屬部及上述金屬膜之方法並無特別限定。形成上述金屬部及上述金屬膜之方法例如可列舉:利用無電解鍍覆之方法、利用電鍍之方法、利用物理性蒸鍍之方法、以及將金屬粉末或含有金屬粉末與黏合劑之糊劑塗佈於基材粒子表面之方法等。上述金屬部及上述金屬膜之形成簡便,因此較佳為利用無電解鍍覆之方法。上述利用物理性蒸鍍之方法可列舉真空蒸鍍、離子鍍覆及離子濺鍍等方法。
作為於金屬部之外表面形成具有前端細之針狀形狀的突起之方法,可列舉下述方法。
使用肼作為還原劑之利用無電解高純度鍍鎳之方法。使用肼作為還原劑之利用無電解鈀-鎳合金之方法。使用次磷酸化合物作為還原劑之無電解CoNiP合金鍍覆方法。使用肼作為還原劑之利用無電解鍍銀之方法。使用次磷酸化合物作為還原劑之利用無電解銅-鎳-磷合金鍍覆之方法。
於藉由無電解鍍覆而形成之方法,一般進行觸媒化步驟與無電解鍍覆步驟。以下說明藉由無電解鍍覆而於樹脂粒子之表面形成含有銅及鎳之合金鍍層及於金屬部之外表面具有前端細之針狀形狀之突起的方法例。
於上述觸媒化步驟中,於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆而形成鍍覆層之起點。
作為於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法,可列舉下述方法。
於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。
上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含銅化合物、錯合劑及還原劑的鍍覆液的無電解銅-鎳-磷合金鍍覆方法中,較佳為使用含有次磷酸化合物作為還原劑,含有含鎳化合物作為還原劑之反應起始金屬觸媒,且含有非離子界面活性劑的銅-鎳-磷合金鍍覆液。
藉由於銅-鎳-磷合金鍍浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒之樹脂粒子之表面析出銅-鎳-磷合金,可形成含有銅、鎳及磷之金屬部。
上述含銅化合物可列舉硫酸銅、氯化銅、及硝酸銅等。上述含銅化合物較佳為硫酸銅。
上述含鎳化合物可列舉硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、胺基磺酸鎳、及硝酸鎳等。上述含鎳化合物較佳為硫酸鎳。
上述含磷還原劑可列舉次磷酸、及次磷酸鈉等。除了上述含磷還原劑以外,亦可使用含硼還原劑。上述含硼還原劑可列舉二甲胺硼烷、硼氫化鈉及硼氫化鉀等。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸錯合劑、乙二胺等胺錯合劑、馬來酸等有機酸錯合劑、以及該等之鹽等。上述錯合劑較佳為上述之單羧酸錯合劑、二羧酸錯合劑、三羧酸錯合劑、羥基酸錯合劑、胺基酸錯合劑、胺錯合劑、有機酸錯合劑、及該等之鹽。該等較佳之錯合劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為上述界面活性劑,可列舉陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑或兩性界面活性劑,尤其是非離子界面活性劑適宜。較佳之非離子界面活性劑係含有醚性氧原子之聚醚。作為較佳之非離子界面活性劑,可列舉聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺、及乙二胺之聚氧伸烷基加成物等。上述界面活性劑較佳為聚氧乙烯單丁醚、聚氧丙烯單丁醚、及聚氧乙烯聚丙二醇單丁醚等聚氧乙烯單烷基醚、聚乙二醇、或酚乙氧化物。上述界面活性劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。尤佳為分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
為了於金屬部之外表面形成具有前端細之針狀形狀的突起,較佳為控制銅化合物與鎳化合物之莫耳比。上述銅化合物之使用量較佳為相對於鎳化合物之莫耳比為2倍至100倍。
又,即便不使用上述非離子界面活性劑等,亦可獲得具有針狀形狀之突起。為了形成頂角更銳利地前端變細之形狀之突起,較佳為使用非離子界面活性劑,尤佳為使用分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
其次,說明藉由無電解鍍覆於樹脂粒子之表面形成銀鍍覆層及於金屬部之外表面具有前端細之針狀形狀的突起之方法例。
藉由上述觸媒化步驟於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆形成鍍覆層之起點。
作為於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法,可列舉下述方法。
於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。
上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含銀化合物、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解鍍銀方法中,較佳為使用含有作為還原劑之肼、非離子界面活性劑及含硫有機化合物的鍍銀液。
藉由於鍍銀浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒之樹脂粒子之表面析出銀,可形成含有銀之金屬部。
上述含銀化合物較佳為氰化銀鉀、硝酸銀、硫代硫酸銀鈉、葡萄糖酸銀、銀-半胱胺酸錯合物、甲磺酸銀。
上述還原劑可列舉肼、次磷酸鈉、二甲胺硼烷、硼氫化鈉及硼氫化鉀、福馬林、葡萄糖等。
作為用以形成具有針狀形狀之突起的還原劑,較佳為肼一水合物、鹽酸肼、及硫酸肼。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、馬來酸等有機酸系錯合劑、或該等之鹽等。上述錯合劑較佳為單羧酸系錯合劑、二羧酸系錯合劑、三羧酸系錯合劑、羥基酸系錯合劑、胺基酸系錯合劑、胺系錯合劑、有機酸系錯合劑、或該等之鹽。該等較佳之錯合劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為上述界面活性劑,可列舉陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑或兩性界面活性劑,尤其是非離子界面活性劑適宜。較佳之非離子界面活性劑係含有醚性氧原子之聚醚。較佳之非離子界面活性劑可列舉聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺、及乙二胺之聚氧伸烷基加成物等。上述界面活性劑較佳為聚氧乙烯單丁醚、聚氧丙烯單丁醚、及聚氧乙烯聚丙二醇單丁醚等聚氧乙烯單烷基醚、聚乙二醇、或酚乙氧化物。上述界面活性劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。尤佳為分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
又,即便不使用上述非離子界面活性劑等,亦可獲得具有針狀形狀之突起。為了形成頂角更銳利地前端變細之形狀之突起,較佳為使用非離子界面活性劑,尤佳為使用分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
作為上述含硫有機化合物,可列舉具有硫醚或磺酸基之有機化合物、硫脲化合物、及苯并噻唑化合物等。上述具有硫醚或磺酸基之有機化合物可列舉:N,N-二甲基-二硫代胺基甲酸-(3-磺丙基)酯、3-巰基-丙基磺酸-(3-磺丙基)酯、3-巰基-丙基磺酸鈉鹽、3-巰基-1-丙磺酸鉀鹽、二硫代碳酸-o-乙酯、雙磺丙基二硫醚、雙-(3-磺丙基)-二硫醚二鈉鹽、3-(苯并噻唑基-s-硫基)丙基磺酸鈉鹽、吡啶丙基磺基甜菜鹼、1-鈉-3-巰基丙烷-1-磺酸鹽、N,N-二甲基-二硫代胺基甲酸-(3-磺乙基)酯、3-巰基-乙基丙基磺酸-(3-磺乙基)酯、3-巰基-乙基磺酸鈉鹽、3-巰基-1-乙磺酸鉀鹽、二硫代碳酸-o-乙酯-s-酯、雙磺乙基二硫醚、3-(苯并噻唑基-s-硫基)乙基磺酸鈉鹽、吡啶乙基磺基甜菜鹼、1-鈉-3-巰基乙烷-1-磺酸鹽、及硫脲化合物等。上述硫脲化合物可列舉硫脲、1,3-二甲基硫脲、三甲基硫脲、二乙基硫脲、及烯丙基硫脲等。
又,即便不使用上述含硫有機化合物等,亦可獲得具有針狀形狀之突起。為了形成頂角更銳利地前端變細之形狀之突起,較佳為使用含硫有機化合物,尤佳為使用硫脲。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
其次,說明藉由無電解鍍覆而於樹脂粒子之表面形成高純度鎳鍍覆層及於金屬部之外表面具有前端細之針狀形狀的突起之方法例。
藉由上述觸媒化步驟於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆形成鍍覆層之起點。
作為於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法,可列舉下述方法。
於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。
上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含鎳化合物、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解高純度鎳鍍覆方法中,適宜地使用含有肼作為還原劑的高純度鎳鍍覆液。
藉由於高純度鎳鍍浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒之樹脂粒子之表面析出高純度鎳鍍覆,可形成高純度鎳之金屬部。
上述含鎳化合物可列舉硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、胺基磺酸鎳、及硝酸鎳等。上述含鎳化合物較佳為氯化鎳。
上述還原劑可列舉肼一水合物、鹽酸肼、及硫酸肼。上述還原劑較佳為肼一水合物。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、以及馬來酸等有機酸系錯合劑等。上述錯合劑較佳為胺基酸系錯合劑之甘胺酸。
為了於金屬部之外表面形成具有前端細之針狀形狀的突起,較佳為將鍍覆液之pH值調整為8.0以上。於使用肼作為還原劑之無電解鍍覆液中,藉由肼之氧化反應對鎳進行還原時,伴隨著pH值之急遽降低。為了抑制上述pH值之急遽降低,較佳為使用磷酸、硼酸、碳酸等緩衝劑。上述緩衝劑較佳為pH值為8.0以上之具有緩衝作用效果之硼酸。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
其次,說明藉由無電解鍍覆於樹脂粒子之表面形成鈀-鎳合金鍍層及於金屬部之外表面具有前端細之針狀形狀的突起之方法例。
藉由上述觸媒化步驟於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆形成鍍覆層之起點。
作為於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法,可列舉下述方法。
於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。
上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含鎳化合物、鈀化合物、穩定劑、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解鈀-鎳鍍覆方法中,適宜地使用含有肼作為還原劑之鈀-鎳合金鍍覆液。
藉由於鈀-鎳合金鍍浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒之樹脂粒子之表面析出鈀-鎳合金鍍覆,可形成鈀-鎳之金屬部。
上述含鎳化合物可列舉硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、胺基磺酸鎳、及硝酸鎳等。上述含鎳化合物較佳為硫酸鎳。
上述含鈀化合物可列舉二氯乙二胺鈀(II)、氯化鈀、二氯二氨合鈀(II)、二硝基二氨鈀(II)、四氨合鈀(II)硝酸鹽、四氨合鈀(II)硫酸鹽、草酸二氨合鈀(II)、四氨合鈀(II)草酸鹽、及四氨合鈀(II)氯化物等。上述含鈀化合物較佳為氯化鈀。
上述穩定劑可列舉鉛化合物、鉍化合物、及鉈化合物等。該等化合物具體而言可列舉構成化合物之金屬(鉛、鉍、鉈)之硫酸鹽、碳酸鹽、乙酸鹽、硝酸鹽、及鹽酸鹽等。若考慮對環境之影響,較佳為鉍化合物或鉈化合物。該等較佳之穩定劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述還原劑可列舉肼一水合物、鹽酸肼、及硫酸肼。上述還原劑較佳為肼一水合物。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、以及馬來酸等有機酸系錯合劑等。上述錯合劑較佳為胺基酸系錯合劑之乙二胺。
為了於金屬部之外表面形成具有前端細之針狀形狀的突起,較佳為將鍍覆液之pH值調整為8.0至10.0。若pH值為7.5以下,則鍍覆液之穩定性降低,引起浴分解,因此較佳為pH值為8.0以上。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
其次,說明藉由無電解鍍覆於樹脂粒子之表面形成含有鈷與鎳之合金鍍層及於金屬部之外表面具有前端細之針狀形狀的突起之方法的一例。
藉由上述觸媒化步驟於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆形成鍍覆層之起點。
作為於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法,可列舉下述方法。
於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。
上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含鈷化合物、無機添加劑、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解鈷-鎳-磷合金鍍覆方法中,適宜地使用含有次磷酸化合物作為還原劑,且含有含鈷化合物作為還原劑之反應起始金屬觸媒的鈷-鎳-磷合金鍍覆液。
藉由於鈷-鎳-磷合金鍍浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒的樹脂粒子之表面析出鈷-鎳-磷合金,可形成含有鈷、鎳、及磷之金屬部。
上述含鈷化合物較佳為硫酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷、乙酸鈷、或碳酸鈷。上述含鈷化合物更佳為硫酸鈷。
上述含鎳化合物可列舉硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、胺基磺酸鎳、及硝酸鎳等。上述含鎳化合物較佳為硫酸鎳。
上述含磷還原劑可列舉次磷酸、及次磷酸鈉等。除了上述含磷還原劑以外,亦可使用含硼還原劑。上述含硼還原劑可列舉二甲胺硼烷、硼氫化鈉及硼氫化鉀等。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、馬來酸等有機酸系錯合劑、或該等之鹽等。上述錯合劑較佳為上述單羧酸系錯合劑、二羧酸系錯合劑、三羧酸系錯合劑、羥基酸系錯合劑、胺基酸系錯合劑、胺系錯合劑、有機酸系錯合劑、或該等之鹽。該等較佳之錯合劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述無機添加劑較佳為硫酸銨、氯化銨、或硼酸。該等較佳之無機添加劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。上述無機添加劑起到促進無電解鈷鍍覆層析出之作用。
為了於金屬部之外表面形成具有前端細之針狀形狀的突起,理想的是控制鈷化合物與鎳化合物之莫耳比。上述鈷化合物之使用量相對於鎳化合物之莫耳比較佳為2倍至100倍。
又,即便不使用上述無機添加劑,亦可獲得具有針狀形狀之突起。為了形成頂角更小、前端銳利地變細之形狀之突起,較佳為使用無機添加劑,尤佳為使用硫酸銨。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
如上所述地進行,可藉由無電解鍍覆而於樹脂粒子之表面形成於外表面具有前端細之針狀形狀之突起的金屬部。進而,藉由無電解鍍覆等形成被覆具有上述突起的上述金屬部之外表面之金屬膜,藉此可獲得含金屬粒子。
作為形成被覆上述金屬部之外表面的上述金屬膜之方法,可列舉藉由無電解鍍金,於上述金屬部之外表面形成鍍金層之方法等。
於上述無電解鍍金步驟中,使用含有含金化合物、錯合劑之鍍覆液的無電解鍍金方法中,適宜使用藉由金與金屬生坯之取代反應而析出金之無電解鍍金液。
藉由於無電解鍍金浴中浸漬形成有金屬部之含金屬粒子,具有貴電極電位(離子化傾向小)之金離子溶解賤(離子化傾向大)之金屬生坯,由於此時放出之電子而還原溶液中之金離子,作為鍍覆皮膜而析出(取代反應),可於金屬部之外表面形成金之金屬膜。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、及丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、及葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、及EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、馬來酸等有機酸系錯合劑、氰化合物、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、以及該等之鹽等。上述錯合劑較佳為上述之單羧酸系錯合劑、二羧酸系錯合劑、三羧酸系錯合劑、羥基酸系錯合劑、胺基酸系錯合劑、胺系錯合劑、有機酸系錯合劑、氰化合物、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、或該等之鹽。該等較佳之錯合劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為於金屬部之外表面形成具有可於400℃以下發生熔融變形之凹凸形狀之突起的方法,可列舉以下之方法等。藉由鍍金被覆錫奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成金-錫合金焊料之方法。藉由鍍銀被覆錫奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成銀-錫合金焊料之方法。藉由鍍銅被覆錫奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成錫-銅合金焊料之方法。藉由鍍鉍被覆錫奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成錫-鉍合金焊料之方法。藉由鍍錫被覆鋅奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成錫-鋅合金焊料之方法。藉由鍍錫被覆銦奈米粒子,使其複合化後進行熱處理,藉此形成錫-銦合金焊料之方法。於突起凹凸部析出鍍錫而形成純錫焊料之方法。
於藉由無電解鍍覆而形成之方法中,一般進行觸媒化步驟與無電解鍍覆步驟。以下,說明藉由無電解鍍覆而於樹脂粒子之表面形成含有銅及鎳之合金鍍層及於金屬部之外表面具有可於400℃以下發生熔融變形之凹凸形狀之突起的方法例。
藉由上述觸媒化步驟於樹脂粒子之表面形成觸媒,該觸媒成為用以藉由無電解鍍覆形成鍍覆層之起點。
於樹脂粒子之表面形成上述觸媒之方法例如可列舉以下方法等。於含有氯化鈀與氯化錫之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由酸溶液或鹼溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。於含有硫酸鈀與胺基吡啶之溶液中添加樹脂粒子之後,藉由含有還原劑之溶液使樹脂粒子之表面活性化,於樹脂粒子之表面析出鈀之方法。上述還原劑使用含磷還原劑。又,藉由使用含磷還原劑作為上述還原劑,可形成含磷之金屬部。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含鎳化合物、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解鎳-磷合金鍍覆方法中,較佳為使用含有次磷酸化合物作為還原劑,且含有含鎳化合物作為還原劑之反應起始金屬觸媒,且含有非離子性界面活性劑的鎳-磷合金鍍覆液。
藉由於鎳-磷合金鍍浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒之樹脂粒子之表面析出鎳-磷合金,可形成含有鎳及磷之金屬部。
上述含鎳化合物可列舉硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、胺基磺酸鎳、及硝酸鎳等。上述含鎳化合物較佳為硫酸鎳。
上述含磷還原劑可列舉次磷酸、及次磷酸鈉等。除了上述含磷還原劑以外,亦可使用含硼還原劑。上述含硼還原劑可列舉二甲胺硼烷、硼氫化鈉及硼氫化鉀等。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、及馬來酸等有機酸系錯合劑等。上述錯合劑亦可列舉含有選自由該等有機酸系錯合劑之鹽所組成之群的至少一種錯合劑之錯合劑等。
上述界面活性劑可列舉陰離子系、陽離子系、非離子系或兩性界面活性劑,尤其是非離子性界面活性劑適宜。較佳之非離子性界面活性劑係含有醚性氧原子之聚醚。較佳之非離子性界面活性劑可列舉聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺、及乙二胺之聚氧伸烷基加成物等。較佳為聚氧乙烯單丁醚、聚氧丙烯單丁醚、聚氧乙烯聚丙二醇單丁醚等聚氧乙烯單烷基醚、聚乙二醇或酚乙氧化物。上述界面活性劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。尤佳為分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
其次,使錫奈米粒子漿料吸附於含有鎳及磷之金屬部的表面上,於錫奈米粒子表面形成無電解鍍銀。
於上述無電解鍍覆步驟中,使用含有含銀化合物、錯合劑及還原劑之鍍覆液的無電解鍍銀方法中,較佳為使用含有作為還原劑之肼、非離子性界面活性劑及含硫有機化合物的鍍銀液。
藉由於鍍銀浴中浸漬樹脂粒子,可於表面形成有觸媒的樹脂粒子之表面析出銀,可形成含有銀之金屬部。
上述含銀化合物較佳為氰化銀鉀、硝酸銀、硫代硫酸銀鈉、葡萄糖酸銀、銀-半胱胺酸錯合物、甲磺酸銀。
上述還原劑係肼、次磷酸鈉、二甲胺硼烷、硼氫化鈉、硼氫化鉀、福馬林、及葡萄糖。
作為用以形成具有可於400℃以下發生熔融變形之凹凸形狀之突起的還原劑,較佳為肼一水合物、鹽酸肼、及硫酸肼。
上述錯合劑可列舉乙酸鈉、丙酸鈉等單羧酸系錯合劑、丙二酸二鈉等二羧酸系錯合劑、琥珀酸二鈉等三羧酸系錯合劑、乳酸、DL-蘋果酸、羅謝耳鹽、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉等羥基酸系錯合劑、甘胺酸、EDTA等胺基酸系錯合劑、乙二胺等胺系錯合劑、及馬來酸等有機酸系錯合劑等。上述錯合劑亦可列舉含有選自由該等有機酸系錯合劑之鹽所組成之群的至少一種錯合劑之錯合劑等。
上述界面活性劑可列舉陰離子系、陽離子系、非離子系或兩性界面活性劑,尤其是非離子性界面活性劑適宜。較佳之非離子性界面活性劑係含有醚性氧原子之聚醚。較佳之非離子性界面活性劑可列舉聚氧乙烯月桂基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚丙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺、及乙二胺之聚氧伸烷基加成物等。較佳為聚氧乙烯單丁醚、聚氧丙烯單丁醚、聚氧乙烯聚丙二醇單丁醚等聚氧乙烯單烷基醚、聚乙二醇或酚乙氧化物。上述界面活性劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。尤佳為分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
又,即便不使用上述非離子性界面活性劑等,亦可獲得具有可於400℃以下發生熔融變形之凹凸形狀的突起。為了形成具有可於更低溫下發生熔融變形之凹凸形狀的突起,較佳為使用非離子性界面活性劑,尤佳為使用分子量為1000左右(例如500以上且2000以下)之聚乙二醇。
上述含硫有機化合物可列舉具有硫醚或磺酸基之有機化合物、硫脲化合物、及苯并噻唑化合物等。上述具有硫醚或磺酸基之有機化合物可列舉N,N-二甲基-二硫代胺基甲酸-(3-磺丙基)酯、3-巰基-丙基磺酸-(3-磺丙基)酯、3-巰基-丙基磺酸鈉鹽、3-巰基-1-丙磺酸鉀鹽、二硫代碳酸-o-乙酯、雙磺丙基二硫醚、雙-(3-磺丙基)-二硫醚二鈉鹽、3-(苯并噻唑基-s-硫基)丙基磺酸鈉鹽、吡啶丙基磺基甜菜鹼、1-鈉-3-巰基丙烷-1-磺酸鹽、N,N-二甲基-二硫代胺基甲酸-(3-磺乙基)酯、3-巰基-乙基丙基磺酸-(3-磺乙基)酯、3-巰基-乙基磺酸鈉鹽、3-巰基-1-乙磺酸鉀鹽、二硫代碳酸-o-乙酯-s-酯、雙磺乙基二硫醚、3-(苯并噻唑基-s-硫基)乙基磺酸鈉鹽、吡啶乙基磺基甜菜鹼、1-鈉-3-巰基乙烷-1-磺酸鹽、及硫脲化合物等。上述硫脲化合物可列舉硫脲、1,3-二甲基硫脲、三甲基硫脲、二乙基硫脲、及烯丙基硫脲等。
又,即便不使用上述含硫有機化合物等,亦可獲得具有針狀形狀之突起。為了形成頂角更銳利地前端變細之形狀之突起,較佳為使用含硫有機化合物,尤佳為使用硫脲。
複數個突起之平均高度(b)相對於複數個上述突起之基部之平均直徑(c)之比(平均高度(b)/平均直徑(c))依存於金屬部之厚度,可藉由於鍍浴中之浸漬時間而控制。鍍覆溫度較佳為30℃以上,且較佳為100℃以下,又,於鍍浴中之浸漬時間較佳為5分鐘以上。
其次,使錫奈米粒子漿料吸附於含有鎳及磷之金屬部之表面上,於錫奈米粒子表面形成無電解鍍銀,藉由於氮氣氛圍下進行熱處理而使突起芯材之錫及與錫突起部分相接之鍍銀相互擴散,形成銀-錫合金焊料。焊料合金化之氮氣氛圍下之熱處理溫度較佳為100℃以上且較佳為200℃以下,又,熱處理時間較佳為3分鐘以上。
不具有上述突起之部分中的上述金屬部整體之厚度較佳為5 nm以上、更佳為10 nm以上、進而較佳為20 nm以上、尤佳為50 nm以上,較佳為1000 nm以下、更佳為800 nm以下、進而較佳為500 nm以下、尤佳為400 nm以下。並無上述凸部之部分中的上述金屬部整體之厚度較佳為5 nm以上、更佳為10 nm以上、進而較佳為20 nm以上、尤佳為50 nm以上,較佳為1000 nm以下、更佳為800 nm以下、進而較佳為500 nm以下、尤佳為400 nm以下。若上述金屬部整體之厚度為上述下限以上,則抑制金屬部剝離。若上述金屬部整體之厚度為上述上限以下,則基材粒子與金屬部之熱膨脹率之差變小,且金屬部變得難以自基材粒子剝離。至於上述金屬部之厚度,於金屬部具有複數個金屬部(第1金屬部與第2金屬部)之情形時,表示金屬部整體之厚度(第1、第2金屬部之合計厚度)。
於上述金屬部具有複數個金屬部之情形時,最外層之不具有上述突起之部分中的上述金屬部之厚度較佳為1 nm以上、更佳為10 nm以上,較佳為500 nm以下、更佳為200 nm以下。於上述金屬部具有複數個金屬部之情形時,最外層之並無上述凸部之部分中的上述金屬部之厚度較佳為1 nm以上、更佳為10 nm以上,較佳為500 nm以下、更佳為200 nm以下。若上述最外層之金屬部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可使最外層金屬部之被覆均勻,耐腐蝕性充分變高,且電極間之連接電阻充分變低。又,於上述最外層比內層之金屬部昂貴之情形時,最外層之厚度越薄,成本越變低。
上述金屬部之厚度例如可藉由如下方式而測定:使用穿透式電子顯微鏡(TEM)而觀察含金屬粒子之截面。
自更進一步有效地提高連接可靠性之觀點考慮,上述金屬膜之厚度較佳為0.1 nm以上、更佳為1 nm以上、進而較佳為10 nm以上,較佳為500 nm以下、更佳為200 nm以下、更進一步較佳為100 nm以下、進而較佳為50 nm以下、最佳為30 nm以下。若上述金屬膜之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可有效地抑制上述金屬部之氧化或硫化。其結果可有效地提高連接可靠性。又,若上述金屬膜之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可抑制離子遷移現象且提高絕緣可靠性。上述金屬膜可由一層形成。上述金屬膜亦可由複數層形成。至於上述金屬膜之厚度,於金屬膜具有複數層之情形時,表示金屬膜整體之厚度。
上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分之厚度較佳為0.1 nm以上、更佳為1 nm以上,較佳為50 nm以下、更佳為30 nm以下。若被覆上述金屬部之上述突起之前端的部分之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可有效地使上述含金屬粒子之突起之前端熔融。
於上述金屬膜具有複數層之情形時,最外層之金屬膜之厚度較佳為0.1 nm以上、更佳為1 nm以上,較佳為50 nm以下、更佳為30 nm以下。若上述最外層之金屬膜之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可有效地抑制上述金屬部之氧化或硫化。其結果,可有效地提高連接可靠性。又,若上述金屬膜之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可抑制離子遷移現象且提高絕緣可靠性。
上述金屬膜之厚度例如可藉由如下方式測定:使用穿透式電子顯微鏡(TEM)而觀察含金屬粒子之截面。
[芯物質] 較佳為上述含金屬粒子具有使上述金屬部之表面隆起之複數個芯物質,更佳為於上述金屬部內,以形成複數個上述凸部或複數個上述突起之方式具有使上述金屬部之表面隆起之複數個芯物質。藉由將上述芯物質埋入至上述金屬部中,可容易地使上述金屬部於外表面具有複數個上述凸部或複數個突起。然而,為了於含金屬粒子及金屬部之外表面形成凸部或突起,亦可不必使用芯物質。例如,作為藉由無電解鍍覆並未使用芯物質而形成凸部或突起之方法,可列舉藉由無電解鍍覆產生金屬核,於基材粒子或金屬部之表面附著金屬核,進而藉由無電解鍍覆形成金屬部之方法等。
作為形成上述凸部或突起之方法,可列舉下述方法。
於基材粒子之表面附著芯物質之後,藉由無電解鍍覆形成金屬部之方法。藉由無電解鍍覆於基材粒子之表面形成金屬部後,使芯物質附著,進而藉由無電解鍍覆形成金屬部之方法。於藉由無電解鍍覆而於基材粒子之表面形成金屬部之中途階段添加芯物質之方法。
作為於上述基材粒子之表面上配置芯物質之方法,可列舉於基材粒子之分散液中添加芯物質,藉由例如凡得瓦力使芯物質積體、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,藉由容器之旋轉等之機械性作用使芯物質附著於基材粒子之表面之方法等。其中,為了容易地控制所附著之芯物質之量,較佳為使芯物質積體、附著於分散液中之基材粒子之表面的方法。
上述芯物質之材料可列舉導電性物質及非導電性物質。上述導電性物質例如可列舉金屬、金屬之氧化物、石墨等導電性非金屬及導電性聚合物等。上述導電性聚合物可列舉聚乙炔等。上述非導電性物質可列舉氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇及氧化鋯等。其中,金屬可提高導電性、且可進而使連接電阻有效地降低而較佳。上述芯物質較佳為金屬粒子。作為上述芯物質之材料的金屬可適宜地使用作為上述金屬部之材料或上述金屬膜之材料而列舉之金屬。
上述芯物質之材料之具體例可列舉鈦酸鋇(莫氏硬度為4.5)、鎳(莫氏硬度為5)、氧化矽(二氧化矽、莫氏硬度為6~7)、氧化鈦(莫氏硬度為7)、氧化鋯(莫氏硬度為8~9)、氧化鋁(莫氏硬度為9)、碳化鎢(莫氏硬度為9)及金剛石(莫氏硬度為10)等。上述芯物質之材料較佳為鎳、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石,更佳為氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石。上述芯物質之材料進而較佳為氧化鈦、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5以上、更佳為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。芯物質例如可列舉粒子狀之塊、複數個微小粒子凝聚而成之凝聚塊、及不定形塊等。
上述芯物質之平均直徑(平均粒徑)較佳為0.001 μm以上、更佳為0.05 μm以上,較佳為0.9 μm以下、更佳為0.2 μm以下。若上述芯物質之平均直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「平均直徑(平均粒徑)」表示數量平均直徑(數量平均粒徑)。芯物質之平均直徑可藉由如下方式求出:藉由電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個芯物質,算出平均值。
[絕緣性物質] 較佳為本發明之含金屬粒子具有配置於上述金屬部或上述金屬膜之外表面上的絕緣性物質。本發明之含金屬粒子亦可為具絕緣性物質之含金屬粒子。於此情形時,若將含金屬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,於複數個含金屬粒子接觸時,於複數個電極間存在絕緣性物質,因此可防止並非上下電極間而是橫方向上鄰接之電極間之短路。再者,於電極間之連接時,藉由兩個電極對含金屬粒子進行加壓,藉此可容易地排除含金屬粒子之金屬部或金屬膜與電極之間的絕緣性物質。金屬部於外表面具有複數個突起,因此可容易地排除含金屬粒子之金屬部或金屬膜與電極之間的絕緣性物質。又,於金屬部於外表面具有複數個凸部之情形時,可容易地排除含金屬粒子之金屬部或金屬膜與電極之間的絕緣性物質。
自可於電極間之壓接時更進一步容易地排除上述絕緣性物質考慮,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的絕緣性樹脂之具體例,可列舉聚烯烴化合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂之交聯物、熱固性樹脂及水溶性樹脂等。
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。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)丙烯酸乙酯及聚(甲基)丙烯酸丁酯等。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型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及該等之氫化物等。上述熱塑性樹脂可列舉乙烯系聚合物及乙烯系共聚物等。上述熱固性樹脂可列舉環氧樹脂、酚樹脂及三聚氰胺樹脂等。上述水溶性樹脂可列舉聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯吡咯啶酮、聚環氧乙烷及甲基纖維素等。其中,較佳為水溶性樹脂,更佳為聚乙烯醇。
作為於上述金屬部或上述金屬膜之表面上配置絕緣性物質之方法,可列舉化學性方法、及物理性或機械性方法等。上述化學性方法例如可列舉界面聚合法、於粒子存在下之懸浮聚合法及乳化聚合法等。上述物理性或機械性方法可列舉噴霧乾燥、混成、靜電附著法、噴霧法、浸漬及真空蒸鍍之方法等。其中,自絕緣性物質難以脫離考慮,較佳為於上述金屬部或上述金屬膜之表面,經由化學鍵而配置上述絕緣性物質之方法。
上述金屬部或上述金屬膜之外表面、及絕緣性物質(絕緣性粒子等)之表面亦可分別由具有反應性官能基之化合物被覆。金屬部或金屬膜之外表面與絕緣性物質之表面亦可並不直接化學鍵結,亦可藉由具有反應性官能基之化合物而間接性地化學鍵結。於金屬部或金屬膜之外表面導入羧基後,該羧基亦可經由聚伸乙基亞胺等高分子電解質而與絕緣性物質之表面官能基化學鍵結。
上述絕緣性物質之平均直徑(平均粒徑)可根據含金屬粒子之粒徑及含金屬粒子之用途等而適宜選擇。上述絕緣性物質之平均直徑(平均粒徑)較佳為0.005 μm以上、更佳為0.01 μm以上,較佳為1 μm以下、更佳為0.5 μm以下。若絕緣性物質之平均直徑為上述下限以上,則於使含金屬粒子分散於黏合劑樹脂中時,複數個含金屬粒子中之金屬部或金屬膜彼此變得難以接觸。若絕緣性物質之平均直徑為上述上限以下,則於電極間之連接時,為了排除電極與含金屬粒子之間的絕緣性物質,變得無需過於提高壓力,且亦變得無需加熱至高溫。
上述絕緣性物質之「平均直徑(平均粒徑)」表示數量平均直徑(數量平均粒徑)。絕緣性物質之平均直徑可使用粒度分佈測定裝置等而求出。
(粒子連結體) 本發明之含金屬粒子可如上所述地使含金屬粒子彼此熔融接合。藉由使上述含金屬粒子之突起熔融後使其固化,可形成兩個以上含金屬粒子連結而成之粒子連結體。此種粒子連結體可用作較先前之含金屬粒子更可提高連接可靠性之新穎材料。亦即,本發明者等人進而發現下述發明而作為新穎之連接材料。
1)複數個含金屬粒子(亦與本發明之含金屬粒子區別而稱為含金屬粒子本體)經由含有金屬之柱狀連結部連結而成之粒子連結體。
2)如上述1)之粒子連結體,其中上述柱狀連結部含有與上述含金屬粒子中所含的金屬為同類金屬。
3)如上述1)或2)之粒子連結體,其中構成上述粒子連結體之上述含金屬粒子源自本發明之含金屬粒子。
4)如上述1)至3)中任一項之粒子連結體,其中構成上述粒子連結體之上述含金屬粒子及上述柱狀連結部係藉由本發明之含金屬粒子之上述突起熔融固化而形成者。
5)如上述1)至4)中任一項之粒子連結體,其中上述柱狀連結部源自本發明之含金屬粒子之突起。
上述粒子連結體可藉由前述之方法而製造,但製造方法並不限定於前述之方法。例如亦可分別製造含金屬粒子與柱狀體,藉由柱狀體連結含金屬粒子而形成柱狀連結部。
上述柱狀連結部可為圓柱狀連結部或多角柱狀連結部,柱之中央部分可變粗亦可變細。
於上述柱狀連結部中,與上述含金屬粒子之連接面的外接圓之直徑(d)較佳為3 nm以上、更佳為100 nm以上,較佳為10000 nm以下、更佳為1000 nm以下。
於上述柱狀連結部中,柱狀連結部之長度(l)較佳為3 nm以上、更佳為100 nm以上,較佳為10000 nm以下、更佳為1000 nm以下。
於上述柱狀連結部中,與上述含金屬粒子之連接面的外接圓之直徑(d)相對於柱狀連結部之長度(l)之比((d)/(l))較佳為0.001以上、更佳為0.1以上,較佳為100以下、更佳為10以下。
上述粒子連結體可為兩個含金屬粒子之連結體,亦可為3個以上含金屬粒子之連結體。
(連接材料) 本發明之連接材料係為了形成連接兩個連接對象構件之連接部而適宜地使用。上述連接材料包含上述含金屬粒子、及樹脂。上述連接材料較佳為用以藉由如下方式形成上述連接部,亦即使複數個含金屬粒子之突起之前端熔融後進行固化。上述連接材料較佳為用以藉由如下方式形成上述連接部,亦即使複數個含金屬粒子的金屬部之突起金屬擴散或熔融變形後使其固化。
上述樹脂並無特別限定。上述樹脂係使上述含金屬粒子分散之黏合劑。較佳為上述樹脂含有熱塑性樹脂或硬化性樹脂,更佳為含有硬化性樹脂。上述硬化性樹脂可列舉光硬化性樹脂及熱固性樹脂。較佳為上述光硬化性樹脂含有光硬化性樹脂及光聚合起始劑。較佳為上述熱固性樹脂含有熱固性樹脂及熱硬化劑。上述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。上述樹脂可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
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。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。上述硬化性樹脂例如可列舉環氧樹脂、聚胺酯樹脂、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。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。
於上述含金屬粒子之突起含有金屬氧化物之情形時,較佳為使用還原劑。上述還原劑可列舉醇化合物(具有醇性羥基之化合物)、羧酸化合物(具有羧基之化合物)及胺化合物(具有胺基之化合物)等。上述還原劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述醇化合物可列舉烷醇。作為上述醇化合物之具體例,例如可列舉:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇及二十醇等。又,上述醇化合物並不限定於一級醇型化合物,亦可使用二級醇型化合物、三級醇型化合物、烷二醇及具有環狀結構之醇化合物等。進而,上述醇化合物亦可使用乙二醇及三乙二醇等具有多個醇基之化合物。又,上述醇化合物亦可使用檸檬酸、抗壞血酸及葡萄糖等化合物。
上述羧酸化合物可列舉烷基羧酸等。作為上述羧酸化合物之具體例,可列舉丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸及二十酸等。又,上述羧酸化合物並不限於一級羧酸型化合物,亦可使用二級羧酸型化合物、三級羧酸型化合物、二羧酸及具有環狀結構之羧基化合物等。
上述胺化合物可列舉烷基胺等。作為上述胺化合物之具體例,可列舉丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。又,上述胺化合物亦可具有分支結構。具有分支結構之胺化合物可列舉2-乙基己胺及1,5-二甲基己胺等。上述胺化合物並不限於一級胺型化合物,亦可使用二級胺型化合物、三級胺型化合物及具有環狀結構之胺化合物等。
上述還原劑可為具有醛基、酯基、磺醯基或酮基等之有機物,亦可為羧酸金屬鹽等有機物。羧酸金屬鹽亦可用作金屬粒子之前驅物,另一方面由於其含有有機物,因此亦可用作金屬氧化物粒子之還原劑。
上述連接材料除了上述含金屬粒子及上述樹脂以外,亦可含有例如填充劑、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。
上述連接材料較佳為用於導電連接,較佳為導電連接材料。上述連接材料較佳為用於各向異性導電連接,較佳為各向異性導電連接材料。上述連接材料可作為糊劑及膜等而使用。於上述連接材料為膜之情形時,亦可於含有含金屬粒子之膜上積層不含含金屬粒子之膜。上述糊劑較佳為導電膏,更佳為各向異性導電膏。上述膜較佳為導電膜,更佳為各向異性導電膜。
上述連接材料100重量%中,上述樹脂之含量較佳為1重量%以上、更佳為5重量%以上、亦可為10重量%以上、亦可為30重量%以上、亦可為50重量%以上、亦可為70重量%以上,較佳為99.99重量%以下、更佳為99.9重量%以下。若上述樹脂之含量為上述下限以上及上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。
上述連接材料100重量%中,上述含金屬粒子之含量較佳為0.01重量%以上、更佳為0.1重量%以上。上述連接材料100重量%中,上述含金屬粒子之含量較佳為99重量%以下、更佳為95重量%以下、亦可為80重量%以下、亦可為60重量%以下、亦可為40重量%以下、亦可為20重量%以下、亦可為10重量%以下。若上述含金屬粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則連接可靠性更進一步變高。又,若上述含金屬粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可使含金屬粒子充分存在於第1、第2連接對象構件間,可藉由含金屬粒子更進一步抑制第1、第2連接對象構件間之間隔部分性變窄。因此,亦可抑制連接部之散熱性部分性變低。
上述連接材料除了含金屬粒子以外,亦可含有並不具有基材粒子之含有金屬原子之粒子。
上述含有金屬原子之粒子可列舉金屬粒子及金屬化合物粒子等。上述金屬化合物粒子包含金屬原子、及該金屬原子以外之原子。上述金屬化合物粒子之具體例可列舉金屬氧化物粒子、金屬之碳酸鹽粒子、金屬之羧酸鹽粒子及金屬之錯合物粒子等。上述金屬化合物粒子較佳為金屬氧化物粒子。例如,上述金屬氧化物粒子於還原劑之存在下藉由連接時之加熱成為金屬粒子後進行燒結。上述金屬氧化物粒子係金屬粒子之前驅物。上述金屬之羧酸鹽粒子可列舉金屬之乙酸鹽粒子等。
作為構成上述金屬粒子及上述金屬氧化物粒子之金屬,可列舉銀、銅、鎳及金等。較佳為銀或銅,尤佳為銀。因此,上述金屬粒子較佳為銀粒子或銅粒子,更佳為銀粒子。上述金屬氧化物粒子較佳為氧化銀粒子或氧化銅粒子,更佳為氧化銀粒子。於使用銀粒子及氧化銀粒子之情形時,於連接後殘渣較少,體積減少率亦非常小。該氧化銀粒子中之氧化銀可列舉Ag2 O及AgO。
上述含有金屬原子之粒子較佳為藉由未達400℃之加熱進行燒結。對上述含有金屬原子之粒子進行燒結之溫度(燒結溫度)更佳為350℃以下,且較佳為300℃以上。若對上述含有金屬原子之粒子進行燒結之溫度為上述上限以下或未達上述上限,則可有效率地進行燒結,可進一步減低燒結所需之能量,且可使環境負荷變小。
含有上述含有金屬原子之粒子之連接材料較佳為含有平均粒徑為1 nm以上且100 nm以下之金屬粒子的連接材料、或含有平均粒徑為1 nm以上且50 μm以下之金屬氧化物粒子與還原劑之連接材料。若使用此種連接材料,則可藉由連接時之加熱使上述含有金屬原子之粒子彼此良好地燒結。上述金屬氧化物粒子之平均粒徑較佳為5 μm以下。至於上述含有金屬原子之粒子之粒徑,於含有金屬原子之粒子為真球狀之情形時表示直徑,於含有金屬原子之粒子並非真球狀之情形時表示最大直徑。
上述連接材料100重量%中,上述含有金屬原子之粒子之含量較佳為10重量%以上、更佳為30重量%以上、進而較佳為50重量%以上,較佳為100重量%以下、更佳為99重量%以下、進而較佳為90重量%以下。亦可上述連接材料之所有量為上述含有金屬原子之粒子。若上述含有金屬原子之粒子之含量為上述下限以上,則可使上述含有金屬原子之粒子更進一步緻密地燒結。其結果,連接部之散熱性及耐熱性亦變高。
於上述含有金屬原子之粒子為金屬氧化物粒子之情形時,較佳為使用還原劑。上述還原劑可列舉醇化合物(具有醇性羥基之化合物)、羧酸化合物(具有羧基之化合物)及胺化合物(具有胺基之化合物)等。上述還原劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述醇化合物可列舉烷醇。作為上述醇化合物之具體例,例如可列舉:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇及二十醇等。又,上述醇化合物並不限定於一級醇型化合物,亦可使用二級醇型化合物、三級醇型化合物、烷二醇及具有環狀結構之醇化合物等。進而,上述醇化合物亦可使用乙二醇及三乙二醇等具有多個醇基之化合物。又,上述醇化合物亦可使用檸檬酸、抗壞血酸及葡萄糖等化合物。
上述羧酸化合物可列舉烷基羧酸等。作為上述羧酸化合物之具體例,可列舉丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸及二十酸等。又,上述羧酸化合物並不限於一級羧酸型化合物,亦可使用二級羧酸型化合物、三級羧酸型化合物、二羧酸及具有環狀結構之羧基化合物等。
上述胺化合物可列舉烷基胺等。作為上述胺化合物之具體例,可列舉丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。又,上述胺化合物亦可具有分支結構。具有分支結構之胺化合物可列舉2-乙基己胺及1,5-二甲基己胺等。上述胺化合物並不限於一級胺型化合物,亦可使用二級胺型化合物、三級胺型化合物及具有環狀結構之胺化合物等。
進而,上述還原劑可為具有醛基、酯基、磺醯基或酮基等之有機物,亦可為羧酸金屬鹽等有機物。羧酸金屬鹽亦可用作金屬粒子之前驅物,另一方面由於其含有有機物,因此亦可用作金屬氧化物粒子之還原劑。
若使用具有比上述含有金屬原子之粒子之燒結溫度(接合溫度)低之熔點的還原劑,則存在於接合時凝聚,變得容易於接合部產生空隙之傾向。藉由使用羧酸金屬鹽,該羧酸金屬鹽並不由於接合時之加熱而熔解,因此可抑制產生空隙。再者,除羧酸金屬鹽以外,亦可使用含有有機物之金屬化合物作為還原劑。
於使用上述還原劑之情形時,上述連接材料100重量%中,上述還原劑之含量較佳為1重量%以上、更佳為10重量%以上,較佳為90重量%以下、更佳為70重量%以下、進而較佳為50重量%以下。若上述還原劑之含量為上述下限以上,則可使上述含有金屬原子之粒子更進一步緻密地燒結。其結果,接合部之散熱性及耐熱性亦變高。
於使用上述還原劑之情形時,上述連接材料100重量%中,上述金屬氧化物粒子之含量較佳為10重量%以上、更佳為30重量%以上、進而較佳為60重量%以上。上述連接材料100重量%中,上述金屬氧化物粒子之含量較佳為99.99重量%以下、更佳為99.9重量%以下、更進一步較佳為99.5重量%以下、進而較佳為99重量%以下、尤佳為90重量%以下、最佳為80重量%以下。若上述金屬氧化物粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可使上述金屬氧化物粒子更進一步緻密地燒結。其結果,接合部之散熱性及耐熱性亦變高。
於上述連接材料為包含含有金屬原子之粒子之糊劑之情形時,可於該糊劑中與含有金屬原子之粒子一同使用黏合劑。上述糊劑中所使用之黏合劑並無特別限定。較佳為於對上述含有金屬原子之粒子進行燒結時,上述黏合劑消失。上述黏合劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述黏合劑之具體例可列舉溶劑等。上述溶劑可列舉脂肪族系溶劑、酮系溶劑、芳香族系溶劑、酯系溶劑、醚系溶劑、醇系溶劑、石蠟系溶劑及石油系溶劑等。
上述脂肪族系溶劑可列舉環己烷、甲基環己烷及乙基環己烷等。上述酮系溶劑可列舉丙酮及甲基乙基酮等。上述芳香族系溶劑可列舉甲苯及二甲苯等。上述酯系溶劑可列舉乙酸乙酯、乙酸丁酯及乙酸異丙酯等。上述醚系溶劑可列舉四氫呋喃(THF)、及二㗁烷等。上述醇系溶劑可列舉乙醇及丁醇等。上述石蠟系溶劑可列舉石蠟油及環烷油等。上述石油系溶劑可列舉礦油精及石腦油等。
(連接結構體) 本發明之連接結構體包含:第1連接對象構件、第2連接對象構件、及連接第1、第2連接對象構件之連接部。於本發明之連接結構體中,上述連接部係由上述含金屬粒子或上述連接材料而形成。上述連接部之材料係上述含金屬粒子或上述連接材料。
本發明之連接結構體之製造方法包含於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間配置上述含金屬粒子,或配置上述連接材料之步驟。本發明之連接結構體之製造方法包含對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之前端熔融,於熔融後使其固化,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件的連接部之步驟。本發明之連接結構體之製造方法包含對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之成分金屬擴散或熔融變形,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件的連接部之步驟。
圖15係示意性表示使用本發明之第1實施形態之含金屬粒子的連接結構體之剖視圖。
圖15中所示之連接結構體51包含:第1連接對象構件52、第2連接對象構件53、及連接第1、第2連接對象構件52、53之連接部54。連接部54含有含金屬粒子1與樹脂(硬化之樹脂等)。連接部54係由含有含金屬粒子1之連接材料而形成。連接部54之材料為上述連接材料。連接部54較佳為藉由使連接材料硬化而形成。再者,於圖15中,含金屬粒子1之金屬部3之突起3a之前端於熔融後固化。於連接部54中包含複數個含金屬粒子1之接合體。於連接結構體51中,含金屬粒子1與第1連接對象構件51接合,含金屬粒子1與第2連接對象構件53接合。
除了含金屬粒子1以外,亦可使用含金屬粒子1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、11A、11B、11C、11D、11E等其他含金屬粒子。
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由一個或複數個含金屬粒子1電性連接。因此,第1、第2連接對象構件52、53由含金屬粒子1電性連接。於連接結構體51中,含金屬粒子1與第1電極52a接合,含金屬粒子1與第2電極53a接合。
上述連接結構體之製造方法並無特別限定。作為連接結構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連接材料,獲得積層體之後,對該積層體進行加熱及加壓之方法等。上述加壓之壓力為9.8×104 Pa~4.9×106 Pa左右。上述加熱之溫度為120℃~220℃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,以及作為印刷基板、軟性印刷基板、環氧玻璃基板及玻璃基板等電路基板之電子零件等。上述連接對象構件較佳為電子零件。上述含金屬粒子較佳為用於電子零件中之電極之電性連接。
作為於上述連接對象構件中所設之電極,可列舉金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、銀電極、SUS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。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。上述3價金屬元素可列舉Sn、Al及Ga等。
圖16係示意性表示使用發明之第1實施形態之含金屬粒子的連接結構體之變化例之剖視圖。
圖16中所示之連接結構體61包含:第1連接對象構件62、第2連接對象構件63、64、及連接第1連接對象構件62與第2連接對象構件63、64之連接部65、66。連接部65、66係使用含有含金屬粒子1及其他含金屬粒子67之連接材料而形成。連接部65、66之材料係上述連接材料。上述連接材料包含含有金屬原子之粒子。
於第1連接對象構件62之第1表面(一方之表面)側配置有連接部65及第2連接對象構件63。連接部65連接第1連接對象構件62與第2連接對象構件63。
於第1連接對象構件62之第1表面相反之第2表面(他方之表面)側配置有連接部66及第2連接對象構件64。連接部66連接第1連接對象構件62與第2連接對象構件64。
於第1連接對象構件62與第2連接對象構件63、64之間分別配置有含金屬粒子1與其他含金屬粒子67。於本實施形態中,於連接部65、66中,含有金屬原子之粒子係燒結之燒結物之狀態。於第1連接對象構件62與第2連接對象構件63、64間配置有含金屬粒子1。藉由含金屬粒子1而連接第1連接對象構件62與第2連接對象構件63、64。
於第2連接對象構件63之連接部65側相反之表面配置有散熱片68。於第2連接對象構件64之連接部66側相反側之表面配置有散熱片69。因此,連接結構體61具有順次積層有散熱片68、第2連接對象構件63、連接部65、第1連接對象構件62、連接部66、第2連接對象構件64及散熱片69之部分。
作為第1連接對象構件62,可列舉整流二極體、功率電晶體(功率MOSFET、絕緣閘極雙極電晶體)、閘流體、閘極斷開閘流體及三端雙向可控矽開關等中所使用之以Si、SiC、GaN等為材料之功率半導體元件等。於具有此種第1連接對象構件62之連接結構體61中,於使用連接結構體61時,容易於第1連接對象構件62中產生較大之熱量。因此,需要使自第1連接對象構件62產生之熱量有效率地放散至散熱片68、69等。因此,對第1連接對象構件62與散熱片68、69之間所配置之連接部65、66要求較高之散熱性與較高之可靠性。
作為第2連接對象構件63、64,可列舉以陶瓷、塑膠等為材料之基板等。
連接部65、66可藉由如下方式而形成:對上述連接材料進行加熱,使上述含金屬粒子之前端熔融後使其固化。
(導通檢查用構件及導通檢查裝置) 上述含金屬粒子、上述粒子連結體、及連接材料亦可應用於導通檢查用構件及導通檢查裝置中。以下記載導通檢查用構件及導通檢查裝置之一態樣。再者,導通檢查用構件及導通檢查裝置並不限定於下述態樣。上述導通檢查用構件亦可為導通用構件。上述導通檢查用構件及上述導通用構件亦可為片狀導通用構件。
本發明之導通檢查用構件包含具有貫通孔之基體、及導電部。於本發明之導通檢查用構件中,上述貫通孔於上述基體配置有複數個,上述導電部配置於上述貫通孔內。於本發明之導通檢查用構件中,上述導電部之材料包含上述之含金屬粒子。
本發明之導通檢查裝置包含電流計與上述之導通檢查用構件。
圖24(a)、(b)係表示導通檢查用構件之一例的俯視圖及剖視圖。圖24(b)係沿圖24(a)中之A-A線之剖視圖。
圖24(a)、(b)中所示之導通檢查用構件21包含:具有貫通孔22a之基體22、及配置於基體22之貫通孔22a內的導電部23。導電部23之材料包含上述含金屬粒子。導通檢查用構件21亦可為導通用構件。
上述基體係成為上述導通檢查用構件之基板的構件。較佳為上述基體具有絕緣性,上述基體較佳為由絕緣性之材料而形成。絕緣性之材料例如可列舉絕緣性樹脂。
構成上述基體之絕緣性樹脂例如可為熱塑性樹脂及熱固性樹脂之任意者。熱塑性樹脂可列舉聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、ABS樹脂、及聚碳酸酯樹脂等。熱固性樹脂可列舉環氧樹脂、聚胺酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺系樹脂、矽酮樹脂、及酚樹脂等。矽酮樹脂可列舉矽酮橡膠等。
於上述基體係由絕緣性樹脂而形成之情形時,構成上述基體之絕緣性樹脂可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
上述基體例如為板狀、片狀等。片狀包括膜狀。上述基體之厚度可根據導通檢查用構件之種類而適宜設定,例如可為0.005 mm以上且50 mm以下之厚度。上述基體之俯視之大小亦可根據目標檢查裝置而適宜設定。
上述基體例如可藉由如下方式而獲得:以上述之絕緣性樹脂等絕緣性材料為原料,成形為所需之形狀。
上述基體之上述貫通孔於上述基體配置有複數個。較佳為上述貫通孔於上述基體之厚度方向上貫通。
上述基體之上述貫通孔可形成為圓柱狀,但並不限於圓柱狀,亦可形成為其他形狀、例如多角柱狀。又,上述貫通孔可形成為於一個方向上前端變細之錐狀,另外亦可形成為歪曲之形狀。
上述貫通孔之大小、例如俯視之上述貫通孔之表觀面積亦可形成為適宜之大小,例如形成為可收容且保持導電部之程度之大小即可。若上述貫通孔例如為圓柱狀,則上述貫通孔之直徑較佳為0.01 mm以上且較佳為10 mm以下。
再者,上述基體之上述貫通孔可全部為相同形狀、相同大小,亦可上述基體之上述貫通孔之一部分形狀或大小與其他貫通孔不同。
上述基體之上述貫通孔之個數可於適宜範圍內設定,若具有可進行導通檢查之程度的個數即可,可根據目標檢查裝置而適宜設定。又,上述基體之上述貫通孔之配置位置亦可根據目標檢查裝置而適宜設定。
形成上述基體之上述貫通孔之方法並無特別限定,可藉由公知之方法(例如雷射加工)而形成貫通孔。
上述基體之上述貫通孔內之導電部具有導電性。
具體而言導電部包含源自上述含金屬粒子之粒子。例如,導電部係於貫通孔內收容複數個含金屬粒子而形成。上述導電部包含源自含金屬粒子之粒子之集合體(粒子群)。
上述導電部之材料亦可包含上述含金屬粒子以外之材料。例如,上述導電部之材料除了上述含金屬粒子以外可包含黏合劑樹脂。由於上述導電部之材料包含黏合劑樹脂,上述含金屬粒子更牢固地集合,藉此變得容易將源自上述含金屬粒子之粒子保持於上述貫通孔內。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。上述黏合劑樹脂例如可列舉光硬化性樹脂、及熱固性樹脂等。較佳為上述光硬化性樹脂含有光硬化性樹脂及光聚合起始劑。較佳為上述熱固性樹脂含有熱固性樹脂及熱硬化劑。上述黏合劑樹脂亦可為例如矽酮系共聚物、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一種,亦可併用兩種以上。
較佳為源自上述含金屬粒子之粒子較密地填充於上述貫通孔內,於此情形時,可藉由上述導通檢查用構件更確實地進行導通檢查。上述導電部較佳為以涵蓋導通檢查用構件或導通用構件之表背地可導通之方式收容於上述貫通孔內。
較佳為於上述導電部中,源自上述含金屬粒子之粒子自電部之表面涵蓋背面地使源自上述含金屬粒子之粒子一面相互接觸一面連續地存在。於此情形時,上述導電部之導通性提高。
將上述導電部收容於上述貫通孔內的方法並無特別限定。例如,藉由將上述含有含金屬粒子與黏合劑樹脂之材料塗佈於基體上之方法將上述含金屬粒子填充於貫通孔內,於適宜之條件下使其硬化,藉此可將導電部形成於貫通孔內。藉此於貫通孔中收容導電部。上述含有含金屬粒子與黏合劑樹脂之材料亦可視需要含有溶劑。
上述含有含金屬粒子與黏合劑樹脂之材料中,相對於上述含金屬粒子100重量份而言,黏合劑之含量以固形物成分換算計而言較佳為5重量份以上、更佳為10重量份以上,較佳為70重量份以下、更佳為50重量份以下。
上述導通檢查用構件可作為探針卡或探針片而使用。再者,上述導通檢查用構件若為不妨礙本發明之效果之程度,則亦可具有其他構成元件。
圖25(a)~(c)係示意性表示藉由導通檢查裝置檢查電子電路元件之電特性之情況的圖。
於圖25(a)~(c)中,電子電路元件係BGA基板31(球柵陣列基板)。BGA基板31係具有如下結構之基板:於多層基板31A上將連接墊排列為格子狀,於各墊配設有焊料球31B。又,於圖25(a)~(c)中,導通檢查用構件41為探針卡。導通檢查用構件41於基體42形成有複數個貫通孔42a,於貫通孔42a內配置有導電部43。導電部43含有上述含金屬粒子,具有導電性。如圖25(a)所示,準備BGA基板31與導通檢查用構件41,如圖25(b)所示,使BGA基板31與導通檢查用構件41而進行壓縮。此時,焊料球31B與貫通孔42a內之導電部43接觸。於該狀態下,可如圖25(c)所示地連接電流計32而實施導通檢查,判斷BGA基板31之合格與否。
以下,列舉實施例及比較例而對本發明加以具體說明。本發明並不僅限於以下之實施例。
(實施例1) 準備粒徑為3.0 μm之二乙烯基苯共聚物樹脂粒子(積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-203」)作為基材粒子A。
於含有5重量%鈀觸媒液之鹼溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散10重量份之基材粒子A後,過濾溶液,藉此取出基材粒子A。其次,將基材粒子A添加於含有1重量%二甲胺硼烷之溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活性化。將表面活性化之基材粒子A充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(A)。
其次,將金屬鎳粒子漿料(三井金屬公司製造之「2020SUS」、平均粒徑150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A)中,獲得含有附著有芯物質之基材粒子A的懸浮液(B)。
將懸浮液(B)添加至含有硫酸銅20 g/L、及乙二胺四乙酸30 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅250 g/L、乙二胺四乙酸150 g/L、葡萄糖酸鈉100 g/L、及甲醛50 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值10.0)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(G) (pH值6.5)。
於調整為55℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述鍍銅液(D),進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銅。如此獲得包含如下粒子之粒子混合液(H),該粒子於樹脂粒子之表面配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部。
其後,藉由過濾粒子混合液(H)而取出粒子,藉由進行水洗而獲得於上述基材粒子A之表面上配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(G),進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(G)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅及銀金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有凸部,於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例2) 將金屬鎳粒子漿料變更為氧化鋁粒子漿料(平均粒徑為150 nm),除此以外與實施例1同樣地進行而獲得含金屬粒子。
(實施例3) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有硫酸鎳40 ppm、檸檬酸三鈉2 g/L、及氨水10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備含有硫酸銅100 g/L、硫酸鎳10 g/L、次磷酸鈉100 g/L、檸檬酸三鈉70 g/L、硼酸10 g/L、及作為非離子界面活性劑之聚乙二醇1000(分子量:1000) 5 mg/L的混合液。其次,準備藉由氨水將上述混合液調整為pH值10.0之無電解銅-鎳-磷合金鍍覆液,亦即針狀突起形成用鍍覆液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(F) (pH值6.5)。
於調整為70℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述針狀突起形成用鍍覆液(C)而形成針狀突起。於針狀突起形成用鍍覆液(C)之滴加速度為40 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解銅-鎳-磷合金鍍覆(針狀突起形成及銅-鎳-磷合金鍍覆步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子(G)。將粒子(G)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(H)。
其後,藉由過濾懸浮液(H)而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有針狀凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(F)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(F)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金及銀金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)的含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例4) 將實施例1中所得之懸浮液(A)添加至含有硫酸鎳80 g/L、硝酸鉈10 ppm及硝酸鉍5 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鈉將含有氯化鎳100 g/L、肼一水合物100 g/L、檸檬酸三鈉50 g/L、及聚乙二醇1000(分子量:1000) 20 mg/L之混合液調整為pH值9.0之無電解高純度鎳鍍覆液,亦即針狀突起形成用鍍覆液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(F) (pH值6.5)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述針狀突起形成用鍍覆液(C),形成針狀突起。於針狀突起形成用鍍覆液(C)之滴加速度為20 mL/分鐘、滴加時間為50分鐘之條件下進行無電解高純度鎳鍍覆(針狀突起形成及高純度鎳鍍覆步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,於基材粒子A之表面上配置高純度鎳金屬部,獲得具有於表面具有凸部之金屬部的粒子(G)。將粒子(G)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(H)。
其後,藉由對懸浮液(H)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此於上述基材粒子A之表面上配置高純度鎳金屬部,獲得具有於表面具有針狀凸部的金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(F)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(F)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有高純度鎳及銀金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)的含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例5) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有硝酸銀500 ppm、琥珀醯亞胺10 g/L、氨水10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8之鍍銀液(C)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(D) (pH值10.0)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(E) (pH值6.5)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀(鍍銀步驟)。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(D)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(D)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(D)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(F)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(F)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(E),進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(E)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銀金屬部、及金金屬膜(不存在突起之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面上具有複數個突起。
(實施例6) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有氰化銀鉀500 ppm、氰化鉀10 g/L、及氫氧化鉀10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鉀將含有氰化銀鉀80 g/L、氰化鉀10 g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000) 20 mg/L、硫脲50 ppm、及肼一水合物100 g/L之混合液調整為pH值7.5之鍍銀液(C)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(D) (pH值6.5)。
於調整為80℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍銀(針狀突起形成及鍍銀步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(E)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(E)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(D)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(D)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於樹脂粒子之表面配置有銀金屬部、及金金屬膜(不存在突起之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。於該含金屬粒子中,於外表面形成有複數個針狀突起。
(實施例7) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)加入至含有氰化銀鉀500 ppm、氰化鉀10 g/L、及氫氧化鉀10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鉀將含有氰化銀鉀80 g/L、氰化鉀10 g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000)20 mg/L、硫脲50 ppm、及肼一水合物100 g/L之混合液調整為pH值7.5之鍍銀液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(F) (pH值6.5)。
於調整為80℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍銀(針狀突起形成及鍍銀步驟)。
其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有銀金屬部且具備於表面具有針狀凸部之金屬部的粒子(G)。將粒子(G)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(F)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(F)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銀及金金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例8) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
作為無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液,準備含有硫酸鎳100 g/L、鎢酸鈉5 g/L、二甲胺硼烷30 g/L、硝酸鉍10 ppm、及檸檬酸三鈉30 g/L之混合液。其次,準備藉由氫氧化鈉將上述混合液調整為pH值6之無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值10.0)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(G) (pH值6.5)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)而進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。於無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)之滴加速度為15 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。如此獲得粒子混合液(H),其含有於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(H)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬層且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(G)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(G)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金及銀金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例9) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
作為無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液,準備含有硫酸鎳100 g/L、鎢酸鈉2 g/L、二甲胺硼烷30 g/L、硝酸鉍10 ppm、及檸檬酸三鈉30 g/L之混合液。其次,準備藉由氫氧化鈉將上述混合液調整為pH值6之無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有硼氫化鈉30 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值10.0)。
又,作為無電解鍍鈀液,準備藉由氨水將硫酸鈀2.5 g/L、乙二胺30 ml/L、甲酸鈉80 g/L、及葡萄糖二酸鈉5 mg/L之混合液調整為pH值8之無電解鍍鈀液(G)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)而進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。於無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)之滴加速度為15 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。如此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子(H)。
其後,藉由對懸浮液(H)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於無電解鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為5分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解鍍鈀液(G)而進行無電解鍍鈀。於無電解鍍鈀液(G)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍鈀。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金及銀金屬部、以及鈀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例10) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸銅20 g/L、及乙二胺四乙酸30 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅250 g/L、乙二胺四乙酸150 g/L、葡萄糖酸鈉100 g/L、及甲醛50 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值7.0)。
又,作為無電解鍍鈀液,準備藉由氨將硫酸鈀2.5 g/L、乙二胺30 ml/L、甲酸鈉80 g/L、及葡萄糖二酸鈉5 mg/L之混合液調整為pH值8之無電解鍍鈀液(G)。
於調整為55℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述鍍銅液(D)而進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銅。其後,藉由過濾取出粒子,如此獲得粒子混合液(H),其含有於基材粒子A之表面上配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(H)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解鍍鈀液(G)而進行無電解鍍鈀。於無電解鍍鈀液(G)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍鈀。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅及銀金屬部、以及鈀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例11) (1)矽酮低聚物之製作 於設置於溫浴槽內之100 ml之可分離式燒瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷1重量份與0.5重量%對甲苯磺酸水溶液20重量份。於40℃進行1小時攪拌後,添加碳酸氫鈉0.05重量份。其後,添加二甲氧基甲基苯基矽烷10重量份、二甲基二甲氧基矽烷49重量份、三甲基甲氧基矽烷0.6重量份、及甲基三甲氧基矽烷3.6重量份而進行1小時攪拌。其後,添加10重量%氫氧化鉀水溶液1.9重量份,升溫至85℃而一面藉由吸出器進行減壓,一面進行10小時攪拌、反應。於反應結束後,恢復至常壓而冷卻至40℃,添加乙酸0.2重量份,於分液漏斗內靜置12小時以上。取出兩層分離後之下層,藉由蒸發器進行純化,藉此獲得矽酮低聚物。
(2)矽酮粒子材料(包含有機聚合物)之製作 準備於所獲得之矽酮低聚物30重量份中溶解有過氧化2-乙基己酸第三丁酯(聚合起始劑、日油公司製造之「Perbutyl O」) 0.5重量份之溶解液A。又,於離子交換水150重量份中混合月桂基硫酸三乙醇胺鹽之40重量%水溶液(乳化劑) 0.8重量份與聚乙烯醇(聚合度:約2000、皂化度:86.5~89莫耳%、日本合成化學公司製造之「Gosenol GH-20」)之5重量%水溶液80重量份,準備水溶液B。於設置於溫浴槽中之可分離式燒瓶中放入上述溶解液A後,添加上述水溶液B。其後,藉由使用Shirasu Porous Glass (SPG)膜(細孔平均直徑約1 μm)而進行乳化。其後,升溫至85℃而進行9小時聚合。藉由離心分離對聚合後之粒子之總量進行水洗淨,進行冷凍乾燥。於乾燥後,藉由球磨機進行粉碎以使粒子之凝聚體成為目標比(平均二次粒徑/平均一次粒徑),獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子B)。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子B,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例12) 使用兩末端丙烯酸基矽酮油(信越化學工業公司製造之「X-22-2445」)代替矽酮低聚物而獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子C)。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子C,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例13) 準備純銅粒子(日本霧化加工公司製造之「HXR-Cu」、粒徑2.5 μm)作為基材粒子D。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子D,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例14) 準備純銀粒子(粒徑為2.5 μm)作為基材粒子E。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子E,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例15) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為2.0 μm之基材粒子F。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子F,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例16) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為10.0 μm之基材粒子G。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子G,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例17) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為50.0 μm之基材粒子H。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子H,與實施例1同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例18) 以固形物成分率成為5重量%之方式於離子交換水中稱取含有甲基丙烯酸甲酯100 mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯醯氧基乙基氯化銨1 mmol、2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽1 mmol之單體組合物。於安裝有四口可分離式蓋、攪拌翼、三通旋塞、冷凝管及溫度探針之1000 mL可分離式燒瓶中加入上述單體組合物,以200 rpm進行攪拌,於氮氣氛圍下、70℃進行24小時之聚合。於反應結束後進行冷凍乾燥,獲得於表面具有銨基,且平均粒徑為220 nm及CV值為10%之絕緣性粒子。
於超音波照射下使絕緣性粒子分散於離子交換水中,獲得絕緣性粒子之10重量%水分散液。
使實施例1中所獲得之含金屬粒子10 g分散於離子交換水500 mL中,添加絕緣性粒子之水分散液4 g,於室溫下進行6小時攪拌。藉由3 μm之篩網過濾器進行過濾後,進而藉由甲醇進行洗淨,進行乾燥而獲得附著有絕緣性粒子之含金屬粒子。
藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察,結果於含金屬粒子之表面僅形成一層絕緣性粒子之被覆層。藉由圖像解析算出自含金屬粒子之中心起對於2.5 μm之面積的絕緣性粒子之被覆面積(亦即絕緣性粒子之粒徑之投影面積),結果被覆率為30%。
(實施例19) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
作為無電解鎳-磷合金鍍覆液,準備藉由氫氧化鈉將含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉30 g/L、硝酸鉍10 ppm、及檸檬酸三鈉30 g/L之混合液調整為pH值6之無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有次磷酸鈉130 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值12.0)。
又,作為無電解置換鍍金液,準備含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、乙二胺四乙酸3.0 g/L、及氫氧化鈉20 g/L之電解置換鍍金液(G) (pH值6.5)。
於調整為65℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)而進行無電解鎳-磷合金鍍覆。於無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)之滴加速度為15 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鎳-磷合金鍍覆。如此獲得粒子混合液(H),其含有於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(H)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金金屬層且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(I)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(I)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J)。其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J)中緩緩滴加上述無電解置換鍍金液(G)而進行無電解置換鍍金。於無電解置換鍍金液(G)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解置換鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金及銀金屬部、以及金金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例20) 關於實施例1中所獲得之含金屬粒子,使用大和化成公司製造之「New Dain Silver」作為防銀變色劑而進行抗硫化處理。
於含有New Dain Silver 10重量%之異丙醇溶液100重量份中,使用超音波分散器分散實施例1中所獲得之含金屬粒子10重量份後,對溶液進行過濾,藉此獲得形成有抗硫化膜之含金屬粒子。
(實施例21) 關於實施例1中所獲得之含金屬粒子,使用2-巰基苯并噻唑溶液作為抗銀硫化劑而進行抗硫化處理。
於含有2-巰基苯并噻唑0.5重量%之異丙醇溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散實施例1中所獲得之含金屬粒子10重量份後,對溶液進行過濾,藉此獲得形成有抗硫化膜之含金屬粒子。
(實施例22) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸銅20 g/L、及乙二胺四乙酸30 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅250 g/L、乙二胺四乙酸150 g/L、葡萄糖酸鈉100 g/L、及甲醛50 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值10.0)。
於調整為55℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述鍍銅液(D)而進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銅。如此獲得粒子混合液(G),其含有於樹脂粒子之表面配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,在調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例23) 將金屬鎳粒子漿料變更為氧化鋁粒子漿料(平均粒徑為150 nm),除此以外與實施例22同樣地進行而獲得含金屬粒子。
(實施例24) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有硫酸鎳40 ppm、檸檬酸三鈉2 g/L、及氨水10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備含有硫酸銅100 g/L、硫酸鎳10 g/L、次磷酸鈉100 g/L、檸檬酸三鈉70 g/L、硼酸10 g/L、及作為非離子系界面活性劑之聚乙二醇1000(分子量:1000) 5 mg/L之混合液。其次,準備藉由氨水將上述混合液調整為pH值10.0之無電解銅-鎳-磷合金鍍覆液,亦即針狀突起形成用鍍覆液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
於調整為70℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述針狀突起形成用鍍覆液(C)而形成針狀突起。於針狀突起形成用鍍覆液(C)之滴加速度為40 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解銅-鎳-磷合金鍍覆(針狀突起形成及銅-鎳-磷合金鍍覆步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子(F)。將粒子(F)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(G)。
其後,藉由對懸浮液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有針狀凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅-鎳-磷合金及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm) (不存在凸部之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)的含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例25) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有硫酸鎳80 g/L、硝酸鉈10 ppm及硝酸鉍5 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鈉將含有氯化鎳100 g/L、肼一水合物100 g/L、檸檬酸三鈉50 g/L、及聚乙二醇1000(分子量:1000) 20 mg/L之混合液調整為pH值9.0之無電解高純度鎳鍍覆液,亦即針狀突起形成用鍍覆液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述針狀突起形成用鍍覆液(C)而形成針狀突起。於針狀突起形成用鍍覆液(C)之滴加速度為20 mL/分鐘、滴加時間為50分鐘之條件下進行無電解高純度鎳鍍覆(針狀突起形成及高純度鎳鍍覆步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有高純度鎳金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子(F)。將粒子(F)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(G)。
其後,藉由對懸浮液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有高純度鎳金屬部且具備於表面具有針狀凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有高純度鎳及銀金屬部且具備於表面具有針狀凸部、於凸部之表面上具有複數個突起之金屬部的粒子混合液(I)。其後,藉由對粒子混合液(I)進行過濾而取出粒子,進行水洗而加以乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有高純度鎳及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例26) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有硝酸銀500 ppm、琥珀醯亞胺10 g/L、氨水10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8之鍍銀液(C)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(D) (pH值10.0)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀(鍍銀步驟)。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(D)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(D)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(D)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面上具有複數個突起。
(實施例27) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有氰化銀鉀500 ppm、氰化鉀10 g/L、及氫氧化鉀10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鉀將含有氰化銀鉀80 g/L、氰化鉀10 g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000) 20 mg/L、硫脲50 ppm、及肼一水合物100 g/L之混合液調整為pH值7.5之鍍銀液(C)。
於調整為80℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍銀(針狀突起形成及鍍銀步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於樹脂粒子之表面配置有銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面形成有複數個針狀突起。
(實施例28) 將實施例1中所獲得之懸浮液(A)添加至含有氰化銀鉀500 ppm、氰化鉀10 g/L、及氫氧化鉀10 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
作為針狀突起形成用鍍覆液,準備藉由氫氧化鉀將含有氰化銀鉀80 g/L、氰化鉀10 g/L、聚乙二醇1000(分子量:1000) 20 mg/L、硫脲50 ppm、及肼一水合物100 g/L之混合液調整為pH值7.5之鍍銀液(C)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(D)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(E) (pH值10.0)。
於調整為80℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述無電解鍍銀液(C)而形成針狀突起。於無電解鍍銀液(C)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍銀(針狀突起形成及鍍銀步驟)。
其後,藉由過濾取出粒子,獲得於基材粒子A之表面上配置有銀金屬部且具備於表面具有針狀凸部之金屬部的粒子(F)。將粒子(F)加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(G)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(G)中緩緩滴加上述鍍銀液(D)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(E)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(E)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例29) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
作為無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液,準備含有硫酸鎳100 g/L、鎢酸鈉5 g/L、二甲胺硼烷30 g/L、硝酸鉍10 ppm、及檸檬酸三鈉30 g/L之混合液。其次,準備藉由氫氧化鈉將上述混合液調整為pH值6之無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值10.0)。
於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)而進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。於無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆液(D)之滴加速度為15 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鎳-鎢-硼合金鍍覆。如此獲得粒子混合液(G),其含有於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金金屬層且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-鎢-硼合金及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)的含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例30) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸銅20 g/L、及乙二胺四乙酸30 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅250 g/L、乙二胺四乙酸150 g/L、葡萄糖酸鈉100 g/L、及甲醛50 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D)。
又,作為無電解鍍錫液,準備藉由硫酸將含有氯化錫20 g/L、氮基三乙酸50 g/L、硫脲2 g/L、硫代蘋果酸1 g/L、乙二胺四乙酸7.5 g/L、及三氯化鈦15 g/L之混合液調整為pH值7.0之鍍錫液(E)。
又,準備含有二甲胺硼烷100 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值7.0)。
於調整為55℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述鍍銅液(D)而進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銅。其後,藉由過濾取出粒子,如此獲得粒子混合液(G),其含有於基材粒子A之表面上配置有銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置銅金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍錫液(E)而進行無電解鍍錫。於鍍錫液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍錫。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之錫突起核分散一面進行鍍錫(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有銅及錫金屬部以及錫金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例31) (1)矽酮低聚物之製作 於設置於溫浴槽內之100 ml之可分離式燒瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷1重量份、及0.5重量%對甲苯磺酸水溶液20重量份。於40℃進行1小時攪拌後,添加碳酸氫鈉0.05重量份。其後,添加二甲氧基甲基苯基矽烷10重量份、二甲基二甲氧基矽烷49重量份、三甲基甲氧基矽烷0.6重量份、及甲基三甲氧基矽烷3.6重量份而進行1小時攪拌。其後,添加10重量%氫氧化鉀水溶液1.9重量份,升溫至85℃,一面藉由吸出器進行減壓,一面進行10小時之攪拌、反應。於反應結束後,恢復至常壓而冷卻至40℃,添加乙酸0.2重量份而在分液漏斗內靜置12小時以上。取出二層分離後之下層,藉由蒸發器進行純化,藉此獲得矽酮低聚物。
(2)矽酮粒子材料(包含有機聚合物)之製作 準備於所獲得之矽酮低聚物30重量份中溶解有過氧化2-乙基己酸第三丁酯(聚合起始劑、日油公司製造之「Perbutyl O」) 0.5重量份之溶解液A。又,於離子交換水150重量份中混合月桂基硫酸三乙醇胺鹽之40重量%水溶液(乳化劑) 0.8重量份與聚乙烯醇(聚合度:約2000、皂化度:86.5~89莫耳%、日本合成化學公司製造之「Gosenol GH-20」)之5重量%水溶液80重量份,準備水溶液B。於設置於溫浴槽中之可分離式燒瓶中放入上述溶解液A後,添加上述水溶液B。其後,藉由使用Shirasu Porous Glass(SPG)膜(細孔平均直徑約1 μm)而進行乳化。其後,升溫至85℃而進行9小時聚合。藉由離心分離對聚合後之粒子之總量進行水洗淨,進行冷凍乾燥。於乾燥後,藉由球磨機進行粉碎以使粒子之凝聚體成為目標比(平均二次粒徑/平均一次粒徑),獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子B)。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子B,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例32) 使用兩末端丙烯酸基矽酮油(信越化學工業公司製造之「X-22-2445」)代替矽酮低聚物而獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子C)。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子C,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例33) 準備純銅粒子(日本霧化加工公司製造之「HXR-Cu」、粒徑2.5 μm)作為基材粒子D。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子D,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例34) 準備純銀粒子(粒徑為2.5 μm)作為基材粒子E。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子E,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例35) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為2.0 μm之基材粒子F。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子F,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。 (實施例36) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為10.0 μm之基材粒子G。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子G,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例37) 準備僅粒徑與基材粒子A不同,粒徑為50.0 μm之基材粒子H。
將上述基材粒子A變更為上述基材粒子H,與實施例22同樣地進行而形成金屬部及金屬膜,獲得含金屬粒子。
(實施例38) 以固形物成分率成為5重量%之方式於離子交換水中稱取含有甲基丙烯酸甲酯100 mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯醯氧基乙基氯化銨1 mmol、2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽1 mmol之單體組合物。於安裝有四口可分離式蓋、攪拌翼、三通旋塞、冷凝管及溫度探針之1000 mL可分離式燒瓶中加入上述單體組合物,以200 rpm進行攪拌,於氮氣氛圍下、70℃進行24小時之聚合。於反應結束後進行冷凍乾燥,獲得於表面具有銨基,且平均粒徑為220 nm及CV值為10%之絕緣性粒子。
於超音波照射下使絕緣性粒子分散於離子交換水中,獲得絕緣性粒子之10重量%水分散液。
使實施例22中所獲得之含金屬粒子10 g分散於離子交換水500 mL中,添加絕緣性粒子之水分散液4 g,於室溫下進行6小時攪拌。藉由3 μm之篩網過濾器進行過濾後,進而藉由甲醇進行洗淨,進行乾燥而獲得附著有絕緣性粒子之含金屬粒子。
藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察,結果於含金屬粒子之表面僅形成一層絕緣性粒子之被覆層。藉由圖像解析算出自含金屬粒子之中心起對於2.5 μm之面積的絕緣性粒子之被覆面積(亦即絕緣性粒子之粒徑之投影面積),結果被覆率為30%。
(實施例39) 將實施例1中所獲得之懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中,獲得粒子混合液(C)。
作為無電解鎳-磷合金鍍覆液,準備藉由氫氧化鈉將含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉30 g/L、硝酸鉍10 ppm、及檸檬酸三鈉30 g/L之混合液調整為pH值6之無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、甲醛20 g/L之混合液調整為pH值8.0之鍍銀液(E)。
又,準備含有次磷酸鈉130 g/L、及氫氧化鈉0.5 g/L之突起形成用鍍覆液(F) (pH值12.0)。
於調整為65℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)而進行無電解鎳-磷合金鍍覆。於無電解鎳-磷合金鍍覆液(D)之滴加速度為15 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鎳-磷合金鍍覆。如此獲得粒子混合液(G),其含有於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金金屬層且具備於表面具有凸部之金屬部的粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H)。
其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(H)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(F)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(F)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之銀突起核分散一面進行鍍銀(突起形成步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(實施例40) 對實施例22中所獲得之含金屬粒子10 g,藉由作為防銀變色劑之大和化成股份有限公司之商品名「New Dain Silver」進行抗硫化處理。
於含有New Dain Silver 10重量%之異丙醇溶液100重量份中,使用超音波分散器分散實施例22中所獲得之含金屬粒子10 g後,對溶液進行過濾,藉此獲得形成有抗硫化膜之含金屬粒子。
(實施例41) 對實施例1中所獲得之含金屬粒子10 g,藉由作為抗銀硫化劑之2-巰基苯并噻唑溶液進行抗硫化處理。
於含有2-巰基苯并噻唑0.5重量%之異丙醇溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散實施例1中所獲得之含金屬粒子10 g後,對溶液進行過濾,藉此獲得形成有抗硫化膜之含金屬粒子。
(比較例1) 於含有5重量%鈀觸媒液之鹼溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散10重量份之上述基材粒子A後,過濾溶液,藉此取出基材粒子A。其次,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷之1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活性化。將表面活性化之基材粒子A充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得分散液(A)。
其次,將金屬鎳粒子漿料(三井金屬公司製造之「2020SUS」、平均粒徑150 nm) 1 g以3分鐘添加於上述分散液(A)中,獲得含有附著有芯物質之基材粒子A的懸浮液(B)。
將懸浮液(B)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(C)。
又,準備含有硫酸鎳200 g/L、次磷酸鈉85 g/L、檸檬酸鈉30 g/L、硝酸鉈50 ppm、及硝酸鉍20 ppm之鍍鎳液(D) (pH值6.5)。
又,作為無電解鍍銀液,準備藉由氨水將含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、咪唑10 g/L及甲醛20 g/L之混合液調整為pH值7.0之鍍銀液(E)。
於調整為50℃之分散狀態之粒子混合液(C)中緩緩滴加上述鍍鎳液(D)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(D)之滴加速度為25 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。如此獲得分散狀態之粒子混合液(F)。其次,於調整為60℃之分散狀態之粒子混合液(F)中緩緩滴加上述鍍銀液(E)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(E)之滴加速度為10 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金及銀金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個針狀凸部,於凸部之表面上不存在突起。
(比較例2) 於含有5重量%鈀觸媒液之鹼溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散10重量份之上述基材粒子A後,過濾溶液,藉此取出基材粒子A。其次,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷之1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活性化。將表面活性化之基材粒子A充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(A)。
將懸浮液(A)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B)。
又,準備含有次磷酸鈉300 g/L、及氫氧化鈉10 g/L之突起形成用鍍覆液(C) (pH值11.0)。
又,準備含有硫酸鎳200 g/L、次磷酸鈉85 g/L、檸檬酸鈉30 g/L、硝酸鉈50 ppm、及硝酸鉍20 ppm之鍍鎳液(D) (pH值6.5)。
於調整為50℃之分散狀態之粒子混合液(B)中緩緩滴加上述突起形成用鍍覆液(C)而形成突起。於突起形成用鍍覆液(C)之滴加速度為20 mL/分鐘、滴加時間為5分鐘之條件下形成突起。於突起形成用鍍覆液(C)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之Ni突起核分散一面進行鍍鎳(突起形成步驟)。如此獲得分散狀態之粒子混合液(E)。
其後,於分散狀態之粒子混合液(E)中緩緩滴加上述鍍鎳液(D)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(D)之滴加速度為25 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(D)之滴加中,一面藉由超音波攪拌使所產生之Ni突起核分散一面進行鍍鎳(鍍Ni步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷合金金屬部以及銀金屬膜(不存在凸部之部分的金屬部整體及金屬膜整體之厚度:0.105 μm)之含金屬粒子。該含金屬粒子於外表面具有複數個凸部,且於凸部之表面上具有複數個突起。
(評價) 關於實施例1~41及比較例1、2,實施以下之評價。 (1)凸部及突起之高度之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之凸部及突起。測量所獲得之含金屬粒子中之凸部及突起之高度,對其進行算術平均而作為凸部及突起之平均高度。
(2)突起之基部之平均直徑之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之凸部及突起。測量所獲得之含金屬粒子中之凸部及突起之基部直徑,對其進行算術平均而作為凸部及突起之平均基部直徑。
(3)凸部及突起之形狀之觀察 使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為25000倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之凸部及突起,調查所有凸部及突起所屬之形狀之種類。
(4)凸部及突起之頂角之平均之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為100萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之突起部。測量所獲得之含金屬粒子中之凸部及突起之頂角,對其進行算術平均而作為凸部及突起之頂角之平均。
(5)凸部及突起之高度之中央位置的平均直徑之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之突起部。測量所獲得之含金屬粒子中之凸部及突起之基部直徑,對其進行算術平均而求出凸部及突起之高度之中央位置的平均直徑。
(6)針狀之凸部及突起之個數比率之測定 使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為25000倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之凸部及突起。對於所有凸部及突起,評價凸部形狀及突起形狀是否為前端細之針狀,將其分級為由前端細之針狀形成凸部形狀及突起形狀之凸部及突起、及並未由前端細之針狀形成凸部形狀及突起形狀之凸部及突起。如此測量每一個含金屬粒子中的1)由前端細之針狀形成之凸部及突起之個數、及2)並未由前端細之針狀形狀形成之凸部及突起之個數。算出1)與2)之突起部之總個數100%中的1)針狀之凸部及突起之個數之比率X。
(7)不存在凸部及突起之部分的金屬部整體厚度之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之不存在突起之部分的金屬部。測量所獲得之含金屬粒子中之不存在突起之部分的金屬部整體之厚度,對其進行算術平均而作為厚度(平均厚度) (記載於上述實施例及比較例中)。
(8)含金屬粒子之壓縮彈性模數(10%K值) 於23℃之條件下,使用微小壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」)藉由上述方法而測定所獲得之含金屬粒子之上述壓縮彈性模數(10%K值)。求出10%K值。
(9)金屬部之平面晶格之評價 使用X射線繞射裝置(理學電機公司製造之「RINT2500VHF」)算出依存於繞射角之裝置固有之繞射線之波峰強度比。求出於金層之繞射線總體繞射波峰強度中所占之(111)方位之繞射波峰強度之比率((111)面之比率)。
(10)連接結構體A中的金屬粒子之突起之前端之熔融及固化狀態 將所獲得之含金屬粒子以含量成為10重量%之方式添加於三井化學公司製造之「Struct Bond XN-5A」中而使其分散,製作各向異性導電膏。
準備於上表面具有L/S為30 μm/30 μm之銅電極圖案的透明玻璃基板。又,準備於下表面具有L/S為30 μm/30 μm之金電極圖案的半導體晶片。
於上述透明玻璃基板上塗佈剛製作之後的各向異性導電膏以使厚度成為30 μm,形成各向異性導電膏層。其次,以電極彼此對向之方式將上述半導體晶片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250℃之方式調整頭部之溫度,一面將加壓加熱頭置於半導體晶片之上表面,施加0.5 MPa之壓力使各向異性導電膏層於250℃下硬化,獲得連接結構體A。為了獲得連接結構體A,以0.5 MPa之低壓將電極間連接。
將所獲得之連接結構體放入至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中使其硬化,製作連接結構體檢查用嵌入樹脂。以通過該檢查用樹脂中的連接結構體之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)對所獲得之連接結構體A進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之突起之前端是否於熔融後固化。
[含金屬粒子之突起之前端之熔融及固化狀態之判定基準] A:含金屬粒子之突起之前端於熔融後固化 B:含金屬粒子之突起之前端並未於熔融後固化
(11)連接結構體A中的含金屬粒子之突起之接合狀態 於上述(10)之評價中所獲得之連接結構體A中,對連接結構體A進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之突起之接合狀態。
[含金屬粒子之突起之接合狀態之判定基準] A:於連接部中,含金屬粒子之突起之前端於熔融後固化而與電極及其他含金屬粒子接合 B:於連接部中,含金屬粒子之突起之前端並未於熔融後固化而與電極及其他含金屬粒子接合
(12)連接結構體A之連接可靠性 藉由4端子法測定上述(10)之評價中所獲得之連接結構體A之15個上下電極間之連接電阻。算出連接電阻之平均值。再者,根據電壓=電流×電阻的關係,可藉由測定使固定電流流過時之電壓而求出連接電阻。藉由下述基準判定連接可靠性。
[連接可靠性之判定基準] ○○○:連接電阻為1.0 Ω以下 ○○:連接電阻超過1.0 Ω且為2.0 Ω以下 ○:連接電阻超過2.0 Ω且為3.0 Ω以下 △:連接電阻超過3.0 Ω且為5 Ω以下 ×:連接電阻超過5 Ω
(13)連接結構體A之絕緣可靠性 作為上述(10)之評價中所獲得之連接結構體A之15個晶片電極間之絕緣電阻,測定遷移試驗(於溫度為60℃、濕度為90%、施加20 V之條件下放置2000小時)後之絕緣電阻值。藉由下述基準判定絕緣可靠性。
[連接結構體A之絕緣可靠性之判定基準] 〇:絕緣電阻值為109 Ω以上 ×:絕緣電阻值未達109 Ω
(14)連接結構體B中之含金屬粒子之突起之前端的熔融及固化狀態 將所獲得之含金屬粒子以含量成為5重量%之方式添加於日本Superior公司製造之「ANP-1」(包含含有金屬原子之粒子)中而使其分散,製作燒結銀漿。
作為第1連接對象構件,準備對連接面實施了鍍Ni/Au之功率半導體元件。作為第2連接對象構件,準備對連接面實施了鍍Cu之氮化鋁基板。
於第2連接對象構件上,以成為約70 μm之厚度之方式塗佈上述燒結銀漿,形成連接用銀漿層。其後,於連接用銀漿層上積層上述第1連接對象構件而獲得積層體。
將所獲得之積層體於130℃之加熱板上進行60秒之預熱,其後對積層體施加10 MPa之壓力,於300℃進行3分鐘之加熱,藉此使燒結銀漿中所含之上述含有金屬原子之粒子燒結,形成包含燒結物與含金屬粒子之連接部,藉由該燒結物接合上述第1、第2連接對象構件而獲得連接結構體B。
將所獲得之連接結構體放入至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其硬化,製作連接結構體檢查用嵌入樹脂。以通過該檢查用嵌入樹脂中的連接結構體之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)而切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)對所獲得之連接結構體B進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之突起之前端是否於熔融後固化。
[含金屬粒子之突起之前端的熔融及固化狀態之判定基準] A:含金屬粒子之突起之前端於熔融後固化 B:含金屬粒子之突起之前端並未於熔融後固化
(15)連接結構體B中的含金屬粒子之突起之接合狀態 於上述(14)之評價中所獲得之連接結構體B中,對連接結構體B進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之突起之接合狀態。
[含金屬粒子之突起之接合狀態之判定基準] A:於連接部中,含金屬粒子之突起之前端於熔融後固化而與電極及其他含金屬粒子接合 B:於連接部中,含金屬粒子之突起之前端並未於熔融後固化而與電極及其他含金屬粒子接合
(16)連接結構體B之連接可靠性 將上述(14)之評價中所獲得之連接結構體B投入至冷熱衝擊試驗機(愛斯佩克公司製造之TSA-101S-W)中,以最低溫度-40℃下之保持時間為30分鐘、最高溫度200℃下之保持時間為30分鐘之處理條件為1個循環而於3000個循環後藉由剪切強度試驗機(力世科公司製造之STR-1000)測定接合強度。藉由下述基準判定連接可靠性。
[連接可靠性之判定基準] ○○○:接合強度為50 MPa以上 ○○:接合強度超過40 MPa且為50 MPa以下 ○:接合強度超過30 MPa且為40 MPa以下 △:接合強度超過20 MPa且為30 MPa以下 ×:接合強度為20 MPa以下
(17)導通檢查用構件之接觸電阻值 將矽酮系共聚物10重量份、所獲得之含金屬粒子90重量份、環氧矽烷偶合劑(信越化學工業公司製造、「KBE-303」) 1重量份及異丙醇36重量份加以調配。其次,使用勻相分散機以1000 rpm進行20分鐘之攪拌後,使用Thinky公司製造之「練太郎ARE250」進行脫泡,藉此製備含有含金屬粒子與黏合劑之導電材料。
藉由如下方法對上述矽酮系共聚物進行聚合。於內容量為2 L之金屬混練機內放入4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯(德固賽公司製造) 162 g (628 mmol)、單末端胺基改性聚二甲基矽氧烷(邁圖公司製造之「TSF4709」) (分子量為10000) 900 g (90 mmol),於70~90℃將其溶解後進行2小時之攪拌。其後,緩緩加入新戊二醇(三菱瓦斯化學公司製造) 65 g (625 mmol)而進行30分鐘之混練,繼而將未反應之新戊二醇減壓除去。使所獲得之矽酮系共聚物以成為20重量%之方式溶解於異丙醇中而使用。再者,異氰酸基之消失可藉由IR光譜而確認。於所獲得之矽酮系共聚物中,矽酮含量為80重量%,重量平均分子量為25000,SP值為7.8,具有極性基之結構(聚胺基甲酸酯)之重複單元之SP值為10。
其次,準備矽酮橡膠作為導通檢查用構件之基材(藉由絕緣材料而形成之片狀基材)。矽酮橡膠之尺寸為橫寬25 mm、縱寬25 mm及厚度1 mm。於矽酮橡膠中形成有縱20個及橫20個的總數為400個之藉由雷射加工而形成之直徑為0.5 mm之圓柱狀貫通孔。
使用刮刀塗佈機將上述導電材料塗佈於具有貫通孔之矽酮橡膠上,將導電材料填充於貫通孔。其次,將於貫通孔填充有導電材料之矽酮橡膠於烘箱中、50℃下進行10分鐘乾燥,然後進而於100℃繼續進行20分鐘乾燥,獲得厚度為1 mm之導通檢查用構件。
所獲得之導通檢查用構件之接觸電阻值係使用接觸電阻測定系統(FACTK公司製造之「MS7500」)而測定。接觸電阻測定係藉由直徑為0.5 mm之鉑探針,以15 gf之荷重自垂直方向對所獲得之導通檢查用構件之導電部進行加壓。此時,以低電阻計(鶴賀電機公司製造之「MODEL3566」)施加5 V而測定接觸電阻值。算出測定5處導電部之接觸連接電阻值之平均值。藉由下述基準判定接觸電阻值。
[接觸電阻值之判定基準] ○○:連接電阻之平均值為50.0 mΩ以下 ○:連接電阻之平均值超過50.0 mΩ且為100.0 mΩ以下 △:連接電阻之平均值超過100.0 mΩ且為500.0 mΩ以下 ×:連接電阻之平均值超過500.0 mΩ
(18)導通檢查用構件之反覆可靠性試驗 準備上述(17)導通檢查用構件之接觸電阻值評價的導通檢查用構件。
所獲得之導通檢查用構件的反覆可靠性試驗及接觸電阻值係使用接觸電阻測定系統(FACTK公司製造之「MS7500」)而測定。反覆可靠性試驗係藉由直徑為0.5 mm之鉑探針,以15 gf之荷重自垂直方向對所獲得之探針片之導電部反覆加壓1000次。於1000次反覆加壓後,以低電阻計(鶴賀電機公司製造之「MODEL3566」)施加5 V而測定接觸電阻值。算出同樣地測定5處導電部的接觸電阻值之平均值。藉由下述基準判定接觸電阻值。
[重複加壓後之接觸電阻值之判定基準] ○○:連接電阻之平均值為100.0 mΩ以下 ○:連接電阻之平均值超過100.0 mΩ且為500.0 mΩ以下 △:連接電阻之平均值超過500.0 mΩ且為1000.0 mΩ以下 ×:連接電阻之平均值超過1000.0 mΩ
將組成及結果表示於表1~10中。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
再者,凸部及突起中之球狀包括球之部分形狀。再者,確認於比較例1、2中,即便加熱至400℃,突起之前端亦不熔融。
(實施例42) 作為基材粒子S1,準備粒徑為3.0 μm之二乙烯基苯共聚物樹脂粒子(積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-203」)。
藉由超音波分散器使10重量份之基材粒子S1分散於含有5重量%鈀觸媒液之鹼溶液100重量份中,然後對溶液進行過濾,藉此取出基材粒子S1。其次,將基材粒子S1添加於二甲胺硼烷之1重量%溶液100重量份中,使基材粒子S1之表面活性化。對表面經活性化之基材粒子S1進行充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(A1)。
將懸浮液(A1)添加至含有硫酸鎳25 g/L、硝酸鉈15 ppm及硝酸鉍10 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B1)。
又,準備含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉40 g/L、檸檬酸鈉15 g/L、硝酸鉈25 ppm、及硝酸鉍10 ppm之鍍鎳液(C1) (pH值5.5)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀10 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸3.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D1) (pH值8.0)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(B1)中緩緩滴加上述鍍鎳液(C1)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(C1)之滴加速度為12.5 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。如此獲得粒子混合液(E1),其含有於樹脂粒子之表面具備鎳-磷合金金屬部作為第1金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(E1)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(F1)。
其次,將金屬錫粒子漿料(平均粒徑150 nm) 1重量份以3分鐘添加於粒子混合液(F1)中,獲得粒子混合液(G1),其含有於鎳-磷合金金屬部上附著有芯物質之粒子。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(G1)中緩緩滴加上述鍍金液(D1)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D1)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具備鎳-磷合金金屬部及金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例43) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將上述懸浮液(A1)添加至含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉10 g/L、乙二胺四乙酸0.5 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C2)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀10 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸3.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D2) (pH值8.0)。
又,作為錫溶液,準備藉由硫酸將含有氯化錫20 g/L、氮基三乙酸50 g/L、硫脲2 g/L、及乙二胺四乙酸7.5 g/L之混合液調整為pH值7.0之鍍錫液(E2)。
又,作為錫突起形成用還原液,準備將含有硼氫化鈉10 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之混合液調整為pH值10.0之還原液(F2)。
於分散有粒子之60℃之粒子混合液(C2)中緩緩滴加上述鍍金液(D2)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D2)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。如此獲得粒子混合液(G2),其含有於基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G2)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H2)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(H2)中緩緩加入上述鍍錫液(E2)。其後,藉由緩緩滴加還原液(F2)而形成錫突起核,獲得粒子混合液(I2),其含有於金金屬部上附著有錫突起核之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(I2)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有金金屬部,且形成有錫突起之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J2)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J2)中緩緩滴加上述鍍金液(D2)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D2)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下進行無電解鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例44) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將金屬錫粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中,獲得粒子混合液(B3),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B3)添加至含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉10 g/L、乙二胺四乙酸0.5 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C3)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀20 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸7.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D3) (pH值8.0)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(B3)中緩緩滴加上述鍍金液(D3)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D3)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起之含金屬粒子。
(實施例45) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將金屬錫粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中而獲得粒子混合液(B4),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B4)添加至含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉10 g/L、乙二胺四乙酸0.5 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C4)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀10 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸3.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D4) (pH值8.0)。
又,準備含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉40 g/L、檸檬酸鈉15 g/L、硝酸鉈25 ppm、及硝酸鉍10 ppm之鍍鎳液(E4) (pH值5.5)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(B4)中緩緩滴加上述鍍金液(D4)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D4)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。如上所示地進行而獲得粒子混合液(F4),其含有於基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(F4)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(G4)。
其次,於分散有粒子之50℃之粒子混合液(G4)中緩緩滴加上述鍍鎳液(E4)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(E4)之滴加速度為2.5 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有金金屬部及鎳-磷合金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例46) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將金屬錫粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中,獲得粒子混合液(B5),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B5)添加至含有硝酸銀5 g/L、琥珀醯亞胺10 g/L、乙二胺四乙酸0.1 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C5)。
又,作為無電解鍍銀液,準備含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之鍍銀液(D5) (pH值7.0)。
其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(B5)中緩緩滴加上述鍍銀液(D5)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D5)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有銀金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例47) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將懸浮液(A1)添加至含有硫酸鎳25 g/L、硝酸鉈15 ppm及硝酸鉍10 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B6)。
又,準備含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉40 g/L、檸檬酸鈉15 g/L、硝酸鉈25 ppm、及硝酸鉍10 ppm之鍍鎳液(C6) (pH值5.5)。
又,作為無電解鍍銀液,準備含有硝酸銀30 g/L、琥珀醯亞胺100 g/L、及甲醛20 g/L之鍍銀液(D6) (pH值7.0)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(B6)中緩緩滴加上述鍍鎳液(C6)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(C6)之滴加速度為12.5 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。如此獲得粒子混合液(E6),其含有於樹脂粒子之表面具備鎳-磷合金金屬部作為第1金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(E6)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(F6)。
其次,將金屬錫粒子漿料(平均粒徑150 nm) 1重量份以3分鐘添加於粒子混合液(F6)中,獲得粒子混合液(G6),其含有於鎳-磷合金金屬部上附著有芯物質之粒子。
其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(G6)中緩緩滴加上述鍍銀液(D6)而進行無電解鍍銀。於鍍銀液(D6)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍銀。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具備鎳-磷合金金屬部及銀金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例48) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將金屬錫粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中而獲得粒子混合液(B7),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B7)添加至含有硫酸銅20 g/L、及乙二胺四乙酸30 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C7)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅230 g/L、乙二胺四乙酸150 g/L、葡萄糖酸鈉100 g/L、及甲醛35 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D7)。
其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(B7)中緩緩滴加上述鍍銅液(D7)而進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D7)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍銅。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有銅金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例49) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將懸浮液(A1)添加至含有硫酸鎳25 g/L、硝酸鉈15 ppm及硝酸鉍10 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B8)。
又,準備含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉40 g/L、檸檬酸鈉15 g/L、硝酸鉈25 ppm、及硝酸鉍10 ppm之鍍鎳液(C8) (pH值5.5)。
又,作為無電解鍍銅液,準備藉由氨將含有硫酸銅130 g/L、乙二胺四乙酸100 g/L、葡萄糖酸鈉80 g/L、及甲醛30 g/L之混合液調整為pH值10.5之鍍銅液(D8)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(B8)中緩緩滴加上述鍍鎳液(C8)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(C8)之滴加速度為12.5 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。如上所示地進行而獲得粒子混合液(E8),其含有於樹脂粒子之表面具備鎳-磷合金金屬部作為第1金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(E8)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(F8)。
其次,將金屬錫粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於粒子混合液(F8)中,獲得粒子混合液(G8),其含有於鎳-磷合金金屬部上附著有芯物質之粒子。
其次,於分散有粒子之55℃之粒子混合液(G8)中緩緩滴加上述鍍銅液(D8)而進行無電解鍍銅。於鍍銅液(D8)之滴加速度為25 mL/分鐘、滴加時間為15分鐘之條件下進行無電解鍍銅。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具備鎳-磷合金金屬部及銅金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例50) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將懸浮液(A1)添加至含有硫酸鎳25 g/L、硝酸鉈15 ppm及硝酸鉍10 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(B9)。
又,準備含有硫酸鎳100 g/L、次磷酸鈉40 g/L、檸檬酸鈉15 g/L、硝酸鉈25 ppm、及硝酸鉍10 ppm之鍍鎳液(C9) (pH值5.5)。
又,作為無電解鍍錫液,準備藉由硫酸將含有氯化錫20 g/L、氮基三乙酸50 g/L、硫脲2 g/L、硫代蘋果酸1 g/L、乙二胺四乙酸7.5 g/L、及三氯化鈦15 g/L之混合液調整為pH值7.0之鍍錫液(D9)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(B9)中緩緩滴加上述鍍鎳液(C9)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(C9)之滴加速度為12.5 mL/分鐘、滴加時間為30分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。如此獲得粒子混合液(E9),其含有於樹脂粒子之表面具備鎳-磷合金金屬部作為第1金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(E9)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(F9)。
其次,將金屬錫粒子漿料(平均粒徑150 nm) 1重量份以3分鐘添加於粒子混合液(F9)中而獲得粒子混合液(G9),其含有於鎳-磷合金金屬部上附著有芯物質之粒子。
其次,於分散有粒子之70℃之粒子混合液(G9)中緩緩滴加上述鍍錫液(D9)而進行無電解鍍錫。於鍍錫液(D9)之滴加速度為30 mL/分鐘、滴加時間為25分鐘之條件下進行無電解鍍錫。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具備鎳-磷合金金屬部及錫金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例51) 1.矽酮低聚物之製作 於設置於溫浴槽內之100 ml之可分離式燒瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷1重量份與0.5重量%對甲苯磺酸水溶液20重量份。於40℃進行1小時攪拌後,添加碳酸氫鈉0.05重量份。其後,添加二甲氧基甲基苯基矽烷10重量份、二甲基二甲氧基矽烷49重量份、三甲基甲氧基矽烷0.6重量份、及甲基三甲氧基矽烷3.6重量份而進行1小時攪拌。其後,添加10重量%氫氧化鉀水溶液1.9重量份,升溫至85℃而一面藉由吸出器進行減壓,一面進行10小時攪拌、反應。於反應結束後,恢復至常壓而冷卻至40℃,添加乙酸0.2重量份,於分液漏斗內靜置12小時以上。取出兩層分離後之下層,藉由蒸發器進行純化,藉此獲得矽酮低聚物。
2.矽酮粒子材料(包含有機聚合物)之製作 準備於所獲得之矽酮低聚物30重量份中溶解有過氧化2-乙基己酸第三丁酯(聚合起始劑、日油公司製造之「Perbutyl O」) 0.5重量份之溶解液A。又,於離子交換水150重量份中混合月桂基硫酸三乙醇胺鹽之40重量%水溶液(乳化劑) 0.8重量份與聚乙烯醇(聚合度:約2000、皂化度:86.5~89莫耳%、日本合成化學公司製造之「Gosenol GH-20」)之5重量%水溶液80重量份,準備水溶液B。於設置於溫浴槽中之可分離式燒瓶中放入上述溶解液A後,添加上述水溶液B。其後,藉由使用Shirasu Porous Glass(SPG)膜(細孔平均直徑約1 μm)而進行乳化。其後,升溫至85℃而進行9小時聚合。藉由離心分離對聚合後之粒子之總量進行水洗淨,進行冷凍乾燥。於乾燥後,藉由球磨機進行粉碎以使粒子之凝聚體成為目標比(平均二次粒徑/平均一次粒徑),獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子S2)。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S2,除此以外與實施例42同樣地形成金屬部而獲得含金屬粒子。
(實施例52) 使用兩末端丙烯酸基矽酮油(信越化學工業公司製造之「X-22-2445」)代替矽酮低聚物,除此以外藉由與實施例51同樣之方法而獲得粒徑為3.0 μm之矽酮粒子(基材粒子S3)。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S3,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例53) 準備僅粒徑與基材粒子S1不同,粒徑為2.0 μm之基材粒子S4。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S4,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例54) 準備僅粒徑與基材粒子S1不同,粒徑為10.0 μm之基材粒子S5。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S5,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例55) 準備僅粒徑與基材粒子S1不同,粒徑為35.0 μm之基材粒子S6。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S6,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例56) 將乙二醇二甲基丙烯酸酯100 g、丙烯酸異酯800 g、甲基丙烯酸環己酯100 g與過氧苯甲醯35 g加以混合,使其均勻溶解而獲得單體混合液。製作5 kg之聚乙烯醇1重量%水溶液,將其放入至反應釜中。於其中放入上述單體混合液而進行2~4小時攪拌,藉此調整粒徑以使單體之液滴成為特定之粒徑。其後,於90℃之氮氣氛圍下進行9小時反應而獲得粒子。藉由熱水將所得之粒子洗淨數次之後進行分級操作,獲得粒徑為35.0 μm之基材粒子S7。
將上述基材粒子S1變更為上述基材粒子S7,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例57) 準備僅粒徑與實施例56之基材粒子S7不同,粒徑為50.0 μm之基材粒子S8。將上述基材粒子S7變更為上述基材粒子S8,除此以外與實施例42同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例58) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將金屬銦粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中而獲得粒子混合液(B17),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B17)添加至含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉10 g/L、乙二胺四乙酸0.5 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C17)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀20 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸7.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D17) (pH值8.0)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(B17)中緩緩滴加上述鍍金液(D17)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D17)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例59) 準備實施例42之懸浮液(A1)。
將氧化鋁粒子漿料(平均粒徑為150 nm) 1重量份以3分鐘添加於上述懸浮液(A1)中而獲得粒子混合液(B18),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(B18)添加至含有氰化金鉀2 g/L、檸檬酸鈉10 g/L、乙二胺四乙酸0.5 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之溶液中而獲得粒子混合液(C18)。
又,作為無電解鍍金液,準備含有氰化金鉀10 g/L、檸檬酸鈉20 g/L、硝酸鉈5 ppm、乙二胺四乙酸3.0 g/L、氫氧化鈉20 g/L、及二甲胺硼烷10 g/L之鍍金液(D18) (pH值8.0)。
又,作為錫溶液,準備藉由硫酸將含有氯化錫20 g/L、氮基三乙酸50 g/L、硫脲2 g/L、及乙二胺四乙酸7.5 g/L之混合液調整為pH值7.0之鍍錫液(E18)。
又,作為錫突起形成用還原液,準備將含有硼氫化鈉10 g/L、及氫氧化鈉5 g/L之混合液調整為pH值10.0之還原液(F18)。
於分散有粒子之60℃之粒子混合液(C18)中緩緩滴加上述鍍金液(D18)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D18)之滴加速度為2 mL/分鐘、滴加時間為45分鐘之條件下進行無電解鍍金。如上所示地進行而獲得粒子混合液(G18),其含有於基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(G18)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有金金屬部之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(H18)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(H18)中緩緩放入上述鍍錫液(E18)。其後,藉由緩緩滴加還原液(F18)而形成錫突起核,獲得粒子混合液(I18),其含有於金金屬部上附著有錫突起核之粒子。
其後,藉由對粒子混合液(I18)進行過濾而取出粒子,進行水洗,藉此獲得於上述基材粒子S1之表面上配置有金金屬部,且形成有錫突起之粒子。將該粒子充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得粒子混合液(J18)。
其次,於分散有粒子之60℃之粒子混合液(J18)中緩緩滴加上述鍍金液(D18)而進行無電解鍍金。於鍍金液(D18)之滴加速度為1 mL/分鐘、滴加時間為10分鐘之條件下進行無電解鍍金。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上具有金金屬部(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)及突起的含金屬粒子。
(實施例60) 準備氧化鈦粒子漿料(平均粒徑為150 nm)。
將氧化鋁粒子漿料變更為氧化鈦粒子漿料,除此以外與實施例59同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例61) 準備金屬鎳粒子漿料(平均粒徑為150 nm)。
將氧化鋁粒子漿料變更為金屬鎳粒子漿料,除此以外與實施例59同樣地進行而形成金屬部,獲得含金屬粒子。
(實施例62) 準備安裝有四口可分離式蓋、攪拌翼、三通旋塞、冷凝管及溫度探針之1000 mL之可分離式燒瓶。於上述可分離式燒瓶中,以固形物成分率成為5重量%之方式於離子交換水中稱取含有甲基丙烯酸甲酯100 mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯醯氧基乙基氯化銨1 mmol、及2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽1 mmol之單體組合物。其後,以200 rpm進行攪拌,於氮氣氛圍下、70℃下進行24小時聚合。於反應結束後進行冷凍乾燥,獲得於表面具有銨基,且平均粒徑為220 nm及CV值為10%之絕緣性粒子。
於超音波照射下使絕緣性粒子分散於離子交換水中,獲得絕緣性粒子之10重量%水分散液。
使實施例42中所獲得之導電性粒子10 g分散於離子交換水500 mL中,添加絕緣性粒子之水分散液4 g,於室溫下進行6小時攪拌。藉由3 μm之篩網過濾器進行過濾後,進而藉由甲醇進行洗淨,進行乾燥而獲得附著有絕緣性粒子之導電性粒子。
藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察,結果於導電性粒子之表面僅形成一層絕緣性粒子之被覆層。藉由圖像解析算出自導電性粒子之中心起,對於2.5 μm之面積的絕緣性粒子之被覆面積(亦即絕緣性粒子之粒徑之投影面積),結果被覆率為30%。
(比較例3) 準備實施例42之基材粒子S1。
於含有5重量%鈀觸媒液之鹼溶液100重量份中,使用超音波分散器而分散10重量份之上述基材粒子S1後,過濾溶液,藉此取出基材粒子S1。其次,將基材粒子S1添加於二甲胺硼烷之1重量%溶液100重量份中,使基材粒子S1之表面活性化。將表面活性化之基材粒子S1充分水洗後,加入至蒸餾水500重量份中使其分散,藉此獲得懸浮液(a1)。
將懸浮液(a1)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(b1)。
又,準備含有硫酸鎳200 g/L、次磷酸鈉85 g/L、檸檬酸鈉30 g/L、硝酸鉈50 ppm、及硝酸鉍20 ppm之鍍鎳液(c1) (pH值6.5)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(b1)中緩緩滴加上述鍍鎳液(c1)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(c1)之滴加速度為25 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部,且具有金屬部之含金屬粒子(金屬部整體之厚度:0.1 μm)。
(比較例4) 將金屬鎳粒子漿料(三井金屬公司製造之「2020SUS」、平均粒徑為150 nm) 1 g以3分鐘添加於與比較例1同樣之懸浮液(a1)中,獲得粒子混合液(b2),其含有附著有芯物質之基材粒子S1。
將粒子混合液(b2)添加至含有硫酸鎳50 g/L、硝酸鉈30 ppm及硝酸鉍20 ppm之溶液中而獲得粒子混合液(c2)。
又,準備含有硫酸鎳200 g/L、次磷酸鈉85 g/L、檸檬酸鈉30 g/L、硝酸鉈50 ppm、及硝酸鉍20 ppm之鍍鎳液(d2) (pH值6.5)。
於分散有粒子之50℃之粒子混合液(c2)中緩緩滴加上述鍍鎳液(d2)而進行無電解鍍鎳。於鍍鎳液(d2)之滴加速度為25 mL/分鐘、滴加時間為60分鐘之條件下進行無電解鍍鎳(鍍Ni步驟)。其後,藉由過濾取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子S1之表面上配置有鎳-磷合金金屬部且具備於表面具有突起之金屬部的含金屬粒子(不存在突起之部分的金屬部整體之厚度:0.1 μm)。
(評價) 關於實施例42~62及比較例3、4,實施以下之評價。 (1)突起之平均高度之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之突起。測量所獲得之含金屬粒子中之突起之高度,對其進行算術平均而作為突起之平均高度(a)。
(2)突起之基部之平均直徑之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之突起。測量所獲得之含金屬粒子中之突起之基部直徑,對其進行算術平均而作為突起之基部之平均直徑(b)。
(3)突起部分相對於含金屬粒子面積之佔有面積比率(具有突起之部分的表面積之比率)之測定 使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為6000倍,隨機選擇20個含金屬粒子,對各個含金屬粒子進行攝影。其後,藉由市售之圖像解析軟體對FE-SEM照片進行解析。
實施平坦化等圖像處理之後,求出突起部分之面積,求出金屬部之外表面之表面積的整體100%中,具有突起之部分之表面積之比率。關於20個含金屬粒子而求出突起相對於金屬部之外表面的佔有面積,採用平均值。
(4)金屬部整體之厚度之測定 將所獲得之含金屬粒子以含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其分散,製作含金屬粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於該檢查用嵌入樹脂中的含金屬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」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用場發射型穿透式電子顯微鏡(FE-TEM) (日本電子公司製造之「JEM-ARM200F」),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機選擇20個含金屬粒子,觀察各個含金屬粒子之金屬部。測量所獲得之含金屬粒子中之金屬部整體之厚度,對其進行算術平均而作為金屬部之厚度。
(5)含金屬粒子之壓縮彈性模數(10%K值) 於23℃之條件下,使用微小壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」)藉由上述方法而測定所獲得之含金屬粒子之上述壓縮彈性模數(10%K值)。求出10%K值。
(6)連接結構體A中的金屬部之突起之熔融變形及固化狀態 將所獲得之含金屬粒子以含量成為10重量%之方式添加於三井化學公司製造之「Struct Bond XN-5A」中而使其分散,製作各向異性導電膏。
準備於上表面具有L/S為30 μm/30 μm之銅電極圖案的透明玻璃基板。又,準備於下表面具有L/S為30 μm/30 μm之金電極圖案的半導體晶片。
於上述透明玻璃基板上塗佈剛製作之後的各向異性導電膏以使厚度成為30 μm,形成各向異性導電膏層。其次,以電極彼此對向之方式將上述半導體晶片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250℃之方式調整頭部之溫度,一面將加壓加熱頭置於半導體晶片之上表面,施加0.5 MPa之壓力使各向異性導電膏層於250℃下硬化,獲得連接結構體A。為了獲得連接結構體A,以0.5 MPa之低壓將電極間連接。
將所獲得之連接結構體放入至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中使其硬化,製作連接結構體檢查用嵌入樹脂。以通過該檢查用嵌入樹脂中的連接結構體之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)對所獲得之連接結構體A進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之金屬部之突起是否於熔融變形後固化。
[金屬部之突起之熔融變形及固化狀態之判定基準] A:金屬部之突起於熔融變形後固化 B:金屬部之突起並未於熔融變形後固化
(7)連接結構體A中之金屬部之突起之接合狀態 於上述(6)之評價中所獲得之連接結構體A中,對連接結構體A進行剖面觀察,藉此判定金屬部之突起之接合狀態。
[金屬部之突起之接合狀態之判定基準] A:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起於熔融變形後固化而與電極及其他含金屬粒子接合 B:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起並未於熔融變形後固化而與電極及其他含金屬粒子接合
(8)連接結構體A中之金屬部之突起之金屬擴散狀態 於上述(6)之評價中所獲得之連接結構體A中,對連接結構體A進行剖面觀察,藉此判定金屬部之突起之金屬擴散狀態。
使用穿透式電子顯微鏡FE-TEM (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)對含金屬粒子與銅電極圖案及金電極圖案之接觸部分進行射線分析或元素映射,藉此觀察金屬部之突起之擴散狀態。
[金屬部之突起之擴散狀態之判定基準] A:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起與銅電極圖案及金電極圖案金屬擴散 B:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起與銅電極圖案及金電極圖案並未金屬擴散
(9)連接結構體A之連接可靠性 藉由4端子法測定上述(6)之評價中所獲得之連接結構體A之15個上下電極間之連接電阻。算出連接電阻之平均值。再者,根據電壓=電流×電阻的關係,可藉由測定使固定電流流過時之電壓而求出連接電阻。藉由下述基準判定連接可靠性。
[連接可靠性之判定基準] ○○○:連接電阻為1.0 Ω以下 ○○:連接電阻超過1.0 Ω且為2.0 Ω以下 ○:連接電阻超過2.0 Ω且為3.0 Ω以下 △:連接電阻超過3.0 Ω且為5.0 Ω以下 ×:連接電阻超過5.0 Ω
(10)連接結構體B中之金屬部之突起之熔融變形及固化狀態 將所獲得之含金屬粒子以含量成為5重量%之方式添加於日本Superior公司製造之「ANP-1」(包含含有金屬原子之粒子)中而使其分散,製作燒結銀漿。
作為第1連接對象構件,準備對連接面實施了鍍Ni/Au之功率半導體元件。作為第2連接對象構件,準備對連接面實施了鍍Cu之氮化鋁基板。
於第2連接對象構件上,以成為約70 μm之厚度之方式塗佈上述燒結銀漿,形成連接用銀漿層。其後,於連接用銀漿層上積層上述第1連接對象構件而獲得積層體。
將所獲得之積層體於130℃之加熱板上進行60秒之預熱。其後,對積層體施加10 MPa之壓力,於300℃進行3分鐘之加熱,藉此使燒結銀漿中所含之上述含有金屬原子之粒子燒結,形成包含燒結物與含有金屬原子之粒子的連接部,藉由該燒結物接合上述第1、第2連接對象構件而獲得連接結構體B。
將所獲得之連接結構體B放入至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中而使其硬化,製作連接結構體檢查用嵌入樹脂。以通過該檢查用嵌入樹脂中的連接結構體之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」)而切出含金屬粒子之剖面。
繼而,使用掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)對所獲得之連接結構體B進行剖面觀察,藉此判定含金屬粒子之金屬部之突起是否於熔融變形後固化。
[金屬部之突起之熔融變形及固化狀態之判定基準] A:金屬部之突起於熔融變形後固化 B:金屬部之突起並未於熔融變形後固化
(11)接連接結構體B中的金屬部之突起之接合狀態 於上述(10)之評價中所獲得之連接結構體B中,對連接結構體B進行剖面觀察,藉此判定金屬部之突起之接合狀態。
[金屬部之突起之接合狀態之判定基準] A:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起於熔融變形後固化而與電極及其他含金屬粒子接合 B:於連接部中,含金屬粒子中之金屬部之突起並未於熔融變形後固化而與電極及其他含金屬粒子接合
(12)連接結構體B之連接可靠性 將上述(10)之評價中所獲得之連接結構體B放入至冷熱衝擊試驗機(愛斯佩克公司製造之TSA-101S-W)中,以最低溫度-40℃下之保持時間為30分鐘、最高溫度200℃下之保持時間為30分鐘之處理條件為1個循環而於3000個循環後藉由剪切強度試驗機(力世科公司製造之「STR-1000」)測定接合強度。
[連接可靠性之判定基準] ○○○:接合強度為50 MPa以上 ○○:接合強度超過40 MPa且為50 MPa以下 ○:接合強度超過30 MPa且為40 MPa以下 △:接合強度超過20 MPa且為30 MPa以下 ×:接合強度為20 MPa以下
(13)連接結構體B中之功率半導體元件之平坦度 至於上述(10)之評價中所獲得之連接結構體B之功率半導體元件之平坦度,藉由高精度雷射位移計(基恩士公司製造之「LK-G5000」)測定最大位移量與最低位移量。根據所獲得之測定值,藉由下述式求出上述平坦度。
平坦度(μm)=最大位移量(μm)-最低位移量(μm)
[平坦度之判定基準] ○○○:平坦度為0.5 μm以下 ○○:平坦度超過0.5 μm且為1 μm以下 ○:平坦度超過1 μm且為5 μm以下 △:平坦度超過5 μm且為10 μm以下 ×:平坦度超過10 μm
將詳細及結果示於表11~13中。
[表11]
[表12]
[表13]
再者,突起中之球狀包括球之部分形狀。再者,確認於比較例4中,即便加熱至400℃,突起之成分也未金屬擴散,突起並未熔融變形。
再者,於形成含有焊料之金屬部的實施例42~62之含金屬粒子中,於連接結構體中,焊料與電極之材料合金化,與含有金屬原子之粒子之電極相接之部分含有焊料合金。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G‧‧‧含金屬粒子
1a、1Aa、1Ba、1Ca、1Da、1Ea、1Fa、1Ga‧‧‧突起
2‧‧‧基材粒子
3、3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G‧‧‧金屬部(金屬層)
3a、3Aa、3Ba、3Ca、3Da、3Ea、3Fa、3Ga‧‧‧突起
3BX‧‧‧金屬粒子
3CA、3GA‧‧‧第1金屬部
3CB、3GB‧‧‧第2金屬部
3Da、3Ea、3Fa、3Ga‧‧‧凸部
3Db、3Eb、3Fb、3Gb‧‧‧突起
4E‧‧‧芯物質
5、5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G‧‧‧金屬膜
11、11A、11B、11C、11D、11E‧‧‧含金屬粒子
11a、11Aa、11Ba、11Ca、11Da、11Ea‧‧‧突起
13、13A、13B、13C、13D、13E‧‧‧金屬部(金屬層)
13a、13Aa、13Ba、13Ca、13Da、13Ea‧‧‧突起
13X、13AX、13BX、13CX、13DX、13EX‧‧‧第1金屬部
13Y、13AY、13BY、13CY、13DY、13EY‧‧‧第2金屬部
13AZ、13BZ‧‧‧第3金屬部
21‧‧‧導通檢查用構件
22‧‧‧基體
22a‧‧‧貫通孔
23‧‧‧導電部
31‧‧‧BGA基板
31A‧‧‧多層基板
31B‧‧‧焊料球
32‧‧‧電流計
41‧‧‧導通檢查用構件
42‧‧‧基體
42a‧‧‧貫通孔
43‧‧‧導電部
51‧‧‧連接結構體
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
61‧‧‧連接結構體
62‧‧‧第1連接對象構件
63、64‧‧‧第2連接對象構件
65、66‧‧‧連接部
67‧‧‧其他含金屬粒子
68、69‧‧‧散熱片
圖1係示意性表示本發明之第1實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖2係示意性表示本發明之第2實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖3係示意性表示本發明之第3實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖4係示意性表示本發明之第4實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖5係示意性表示本發明之第5實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖6係示意性表示本發明之第6實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖7係示意性表示本發明之第7實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖8係示意性表示本發明之第8實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖9係示意性表示本發明之第9實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖10係示意性表示本發明之第10實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖11係示意性表示本發明之第11實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖12係示意性表示本發明之第12實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖13係示意性表示本發明之第13實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖14係示意性表示本發明之第14實施形態之含金屬粒子之剖視圖。 圖15係示意性表示使用本發明之第1實施形態之含金屬粒子的連接結構體之剖視圖。 圖16係示意性表示使用本發明之第1實施形態之含金屬粒子的連接結構體之變化例之剖視圖。 圖17係表示形成金屬膜之前的含金屬粒子之圖像之圖。 圖18係表示形成金屬膜之前的含金屬粒子之圖像之圖。 圖19係表示形成金屬膜之前的含金屬粒子之圖像之圖。 圖20係表示形成金屬膜之前的含金屬粒子之圖像之圖。 圖21係用以說明金屬部中之突起部分之圖。 圖22係用以說明金屬部中之具有突起之部分之圖。 圖23係用以說明金屬部中之不存在突起之部分之圖。 圖24(a)、(b)係表示導通檢查用構件之一例的俯視圖及剖視圖。 圖25(a)~(c)係示意性表示藉由導通檢查裝置檢查電子電路元件之電特性之情況之圖。

Claims (38)

  1. 一種含金屬粒子,其係於外表面具有複數個突起之含金屬粒子,其包含: 基材粒子; 金屬部,其配置於上述基材粒子之表面上,且於外表面具有複數個突起;及 金屬膜,其被覆上述金屬部之外表面;且 上述含金屬粒子之上述突起之前端可於400℃以下熔融。
  2. 如請求項1之含金屬粒子,其中上述金屬膜被覆上述金屬部之上述突起之前端。
  3. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述金屬膜的被覆上述金屬部之上述突起之前端之部分可於400℃以下熔融。
  4. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述金屬膜之厚度為0.1 nm以上且50 nm以下。
  5. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述金屬膜之材料包括金、鈀、鉑、銠、釕或銥。
  6. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子於外表面具有複數個凸部, 上述含金屬粒子於上述凸部之外表面具有上述突起。
  7. 如請求項6之含金屬粒子,其中上述凸部之平均高度相對於上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度之比為5以上且1000以下。
  8. 如請求項6之含金屬粒子,其中上述凸部之基部之平均直徑為3 nm以上且5000 nm以下。
  9. 如請求項6之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子之外表面之表面積100%中,具有上述凸部之部分的表面積之比率為10%以上。
  10. 如請求項6之含金屬粒子,其中上述凸部之形狀為針狀或球體之部分形狀。
  11. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之材料包括銀、銅、金、鈀、錫、銦或鋅。
  12. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述金屬部之材料並非焊料。
  13. 一種含金屬粒子,其包含:基材粒子、及 配置於上述基材粒子之表面上的金屬部, 上述金屬部於外表面具有複數個突起, 上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分、或上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形, 上述金屬部之不具有上述突起之部分之熔點超過400℃。
  14. 如請求項13之含金屬粒子,其中上述金屬部之上述突起含有可於400℃以下進行金屬擴散之成分。
  15. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述金屬部之上述突起可於400℃以下發生熔融變形。
  16. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述金屬部之上述突起含有焊料。
  17. 如請求項16之含金屬粒子,其中上述金屬部之上述突起中之焊料之含量為50重量%以上。
  18. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述金屬部之不具有上述突起之部分不含焊料、或含有40重量%以下之焊料。
  19. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述金屬部之外表面之表面積之整體100%中,具有上述突起之部分之表面積為10%以上。
  20. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之頂角之平均為10°以上且60°以下。
  21. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之頂角之平均為10°以上且60°以下。
  22. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度為3 nm以上且5000 nm以下。
  23. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度為3 nm以上且5000 nm以下。
  24. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑為3 nm以上且1000 nm以下。
  25. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑為3 nm以上且1000 nm以下。
  26. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度相對於上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑的比為0.5以上且10以下。
  27. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之平均高度相對於上述含金屬粒子中之上述突起之基部之平均直徑的比為0.5以上且10以下。
  28. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之形狀為針狀或球體之部分形狀。
  29. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述含金屬粒子中之上述突起之形狀為針狀或球體之部分形狀。
  30. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中上述金屬部之材料包括銀、銅、金、鈀、錫、銦、鋅、鎳、鈷、鐵、鎢、鉬、釕、鉑、銠、銥、磷或硼。
  31. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中上述金屬部之材料包括銀、銅、金、鈀、錫、銦、鋅、鎳、鈷、鐵、鎢、鉬、釕、鉑、銠、銥、磷或硼。
  32. 如請求項1或2之含金屬粒子,其中10%壓縮時之壓縮彈性模數為100 N/mm2 以上且25000 N/mm2 以下。
  33. 如請求項13或14之含金屬粒子,其中10%壓縮時之壓縮彈性模數為100 N/mm2 以上且25000 N/mm2 以下。
  34. 一種連接材料,其包含:如請求項1至33中任一項之含金屬粒子、及 樹脂。
  35. 一種連接結構體,其包含: 第1連接對象構件、 第2連接對象構件、及 將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部, 上述連接部之材料係如請求項1至33中任一項之含金屬粒子、或包含上述含金屬粒子與樹脂之連接材料。
  36. 一種連接結構體之製造方法,其包括:於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間配置如請求項1至33中任一項之含金屬粒子、或配置包含上述含金屬粒子與樹脂之連接材料之步驟;及 對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之前端熔融,於熔融後使其固化,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部的步驟;或對上述含金屬粒子進行加熱,使上述金屬部之上述突起之成分進行金屬擴散或熔融變形,藉由上述含金屬粒子或上述連接材料形成將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部的步驟。
  37. 一種導通檢查用構件,其包含具有貫通孔之基體及導電部, 上述貫通孔於上述基體配置有複數個, 上述導電部配置於上述貫通孔內,且 上述導電部之材料包含如請求項1至33中任一項之含金屬粒子。
  38. 一種導通檢查裝置,其包含電流計、及 如請求項37之導通檢查用構件。
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