TW554350B - Method for producing electroconductive particles - Google Patents
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Description
554350 A7 _B7___ 五、發明說明(/ ) [技術領域] ------r---;-----I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明關於一種在鍍敷中被鍍敷微粒子不會凝集,且 不會發生傷痕且具有極均一厚度的鍍敷層的導電性微粒子 之製造方法,以及一種在樹脂微粒子表面形成錫/銀合金 鍍敷層的導電性微粒子之製造方法。 [背景技術] 用做導電性材料的例子,可列舉導電性糊(paste)、導 電性黏著劑、異向導電性膜等,這類導電性材料中,係使 用由導電性微粒子與樹脂所構成的導電性組成物。 線· 一般使用金屬粉末、碳粉、表面設有金屬鍍敷層的微 粒子等當作此類導電性微粒子。舉例而言,在日本特開昭 52-147797號公報、特開昭61-277104號公報、特開昭61-277105號公報、特開昭62-185749公報、特開昭63-190204 號公報、特開平1-225776公報、特開平1-247501號公報、 及特開平4-147513號公報等中均有揭示。 這類製造方法中,又以在粒徑5000//m以下的微粒子 上作鍍敷之時使用桶(barrel)鍍敷裝置的方法一般常被使用 。桶鍍敷裝置係將被鍍敷品放入一浸在鍍敷液中可旋轉之 多角形筒狀的桶內,一邊使桶旋轉,一邊使桶內所配置的 陰極與被鍍敷品接觸而作電鍍。然而,習知之使用桶鍍敷 裝置的導電性微粒子之製造方法中,在鍍敷時有被鍍敷微 粒子容易互相凝集的問題。 針對這點,舉例而言,有人提議將稱爲虛設物 (dummy)的導電性金屬球所構成的多數個供電體以及由陶瓷 ______3 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 ____B7_____ 五、發明說明(> ) 球等所構成的攪拌促進體加入桶內而在晶片電阻器坯體上 形成鍍敷層的方法。然而,這種方法中’存在著鍍敷後會 發生晶片互相黏合、無法以個別的晶片零件做分離的問題 〇 在特開平11-200097號公報中提出了一種鍍敷到晶片 零件上的桶鍍敷法,藉著將與非導電性晶片零件爲同一开多 狀的調整體、多數個金屬供電體加入作鍍敷,使晶片元件 互相黏合之不良情事大大減少。然而用這種方法的話,雖 能夠抑制晶片元件的黏合,但應用在對微粒子之鍍敷時, 對微粒子的凝集等情事的抑制作用方面不足夠。 又,迄今,習用之在形成錫/銀合金鍍敷層方面所使 用的電鍍液,係爲含氰化物的鹼性氰液。然而,鹼性氰液 含有氰化物,因此,毒性極強,使用時須特別注意,且需 要作特別的排水處理,而且會有作業環境惡化的問題。 對此點,特開平11〜269692號公報中係提到在錫/銀 合金電鍍液方面採不含氰化物的酸性浴液,且記載著使用 此酸性浴液,可以形成光澤性、焊接性及鬚狀結晶 (whisker)性優異的錫/銀合金鍍敷皮膜。使用此類錫/銀合 金電鍍液作電鍍的場合中,係將要鍍敷的對象物品當作陰 極,而用錫或不溶解性電極作陽極。 然而’在微粒子上作電鍍的場合,其表面積相對於電 鍍液量而言變得非常大,隨著鍍敷的進行,電鍍液中銀濃 度變低’因此如繼續作鍍敷,則造成沿鍍敷皮膜的厚度方 向的合金中的錫/銀組成會變得不同,愈向外層銀成分的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------J----^-----^^^-1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) AST· 554350 A7 _______ —_B7 五、發明說明()) 比例變得愈少的結果,在極端的情況下,甚至會有最外層 成爲錫100%之鍍敷層的問題。 [本發明的簡單說明] 本發明的目的在提供一種在鍍敷中不會有被鍍敷微粒 子凝集的情事,且可對所有被鍍敷微粒子都能形成均一的 鍍敷層的導電性微粒子之製造方法,以及一種使用不含氰 化物的電鍍液、可形成由錫/銀合金所構成的厚鍍敷層、 即使當鍍敷的對象物品表面積相對於錫/銀合金電解液量 變得非常大的場合,鍍敷層的合金組成沿厚度方向不會變 動,可形成均一合金組成的鍍敷層的導電性微粒子之製造 方法。 第1本發明係一種導電性微粒子之製造方法,係使用 桶鍍敷裝置(具有可在鍍槽內旋轉的桶)在被鍍敷微粒子表 面形成鍍敷層;其中,在該桶內置入該被鍍敷微粒子以及 粒徑較該微粒子大的虛設粒子,一邊使得該桶以振幅0.05 〜3_0mm、頻率20〜120Hz做振動一邊形成鍍敷層。最好 上述虛設粒子的粒徑爲被鍍敷微粒子的粒徑的2〜50倍, 比重則爲被鍍敷微粒子的比重的1.0〜12.0倍,又,最好加 入桶中的被鍍敷微粒子的量爲桶的體積的10〜60體積%, 加入桶內的虛設粒子的量爲上述被鍍敷微粒子的加入量與 虛設粒子加入量總和的10〜70體積%,且加入桶內的上述 被鍍敷微粒子與上述虛設粒子的混合容量爲桶體積的10〜 • 60體積%爲宜。 第2本發明係一種導電性微粒子之製造方法,係於形 _ 5_______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------:---;-----i^^-丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 線- A7 554350 五、發明說明(f ) ---I--I--I--I I __ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成有金屬底層之樹脂性微粒子表面,以電鍍法形成錫/銀 合金鍍敷層;其特徵在於,將含銀成分以連續或間斷的方 式供給到含錫離子及銀離子的電鍍液,使電鍍液中所含銀 離子濃度保持在一定範圍下進行電鍍。 [圖式之簡單說明] 第1圖係顯示可適用於第1本發明的桶鍍敷裝置的一 實施例的示意圖。 在圖式中,1表示鍍敷液,2表示鍍槽,3表示陰極導 線,4表示桶,5表示陽極’ 6表示桶鍍敷裝置,7表示振 動馬達,8表示虛設粒子’ 9表示被鍍敷微粒子。 [發明之詳細說明] 以下詳細說明本發明。 i線· 第1本發明,係一種使用鍍敷裝置(具有可在鍍槽內旋 轉的桶)在微粒子表面形成鍍敷層的導電性微粒子之製造方 法。 第1圖顯示可適用於第1本發明之導電性微粒子之製 造方法的桶鍍敷裝置之一實施形態的截面示意圖。第1圖 中,桶鍍敷裝置6係由鍍槽2、桶4[浸於鍍槽2內’可以 旋轉,至少一*部分具有孔]、振動馬達7[對桶4給予振動] 以及陽極5所構成。桶4以可裝卸的方式裝在鍍槽2末端 所設的陰極電極上,陰極導線3[電連接於陰極電極上]係插 入設置在桶4內部。又,在第1圖所不的實施形態中’振 動馬達7雖然設在桶鍍敷裝置6,但也可設施振框產生振 動,只要能有效地使桶4振動,用於當做加振機構並無特 _ ____6 —____—- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 554350 A7 ____B7_____ _ 五、發明說明(i:) ----丨 τ---;-----1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 別限制。陽極5浸漬在鍍敷液1中。陰極電極與陽極5分 別連接到圖中未示的整流器。 第1本發明的導電性微粒子之製造方法,係使用這種 桶鍍敷裝置,在桶入放入被鍍敷微粒子以及粒徑比被鍍敷 微粒子更大的虛設粒子,一面使桶振動一面形成鍍敷層。 第1本發明之導電性微粒子之製造方法中,可當作被 鍍微粒子者,並無特別限制,可列舉金屬微粒子、有機樹 脂微粒子、無機微粒子等。 做爲上述金屬微拉子者並無特別限制,可列舉鐵、銅 、銀、金、錫、鉛、鈾、鎳、鈦、鈷、鉻、鋁、鋅、鎢、 及它們的合金等。 --線· 做爲上述有機樹脂微粒子者並無特別限制,可列舉: 由直鏈狀聚合物所構成的微粒子、由網狀聚合物所構成的 微粒子、由熱固性樹脂所構成的微粒子、由彈性體所構成 的微拉子等。 做爲可構成由直鏈狀聚合物所構成的微粒子之直鏈狀 聚合物者,舉例而言,可列舉:尼龍、聚乙烯、聚丙烯、 甲基戊烯聚合物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙 烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚 對苯二甲酸丁二醇酯、聚硼、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚縮 醛、聚醯胺等。 做爲構成網狀聚合物所構成之微粒子的網狀聚合物者 ,可列舉:二乙烯苯、己三烯、二乙烯醚、二乙烯碾、二 烯丙基卡必醇、烷撐二丙烯酸酯、寡聚或聚(烷撐二醇)二 ___—__7_________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 _ B7____ 五、發明說明(6 ) 丙烯酸酯、寡聚或聚(烷撐二醇)二甲基丙烯酸酯、烷撐三 丙烯酸酯、烷撐三甲基丙烯酸酯、烷撐四丙烯酸酯、院撐 四甲基丙烯酸酯、烷撐雙丙烯醯胺、烷撐雙甲基丙烯醱胺 等之交聯反應性單體的單聚物;該等之交聯反應性單體與 其他之聚合性單體共聚合而得的共聚物等。這些聚合性單 體之中’較佳者’舉例而言,有:二乙儲苯、己三稀、二 乙烯醚、二乙烯楓、烷撐三丙烯酸酯、烷撐四丙烯酸酯等 Ο 用做上述交聯反應性單體的聚合方法並無特別限制, 舉例而言,宜適當選擇使用懸浮聚合法、乳化聚合法、種 晶聚合法、分散聚合法等習知之合成方法。 上述由熱固性樹脂形成之微粒子,用於作其熱固性樹 脂的例子,可列舉:酚醛一甲醛系樹脂、三聚氰胺一甲醒 系樹脂、苯并鳥奮胺一甲醛系樹脂、脲一甲醛系樹脂、環 氧系樹脂等。 做爲構成上述由彈性體所構成之微粒子的彈性體,可 列舉:天然橡膠、合成橡膠等。 用作上述無機微粒子者並無特別限制,其例子可列舉 氧化砂、氧化鈦、氧化鐵、氧化姑、氧化鋅、氧化鎳、氧 化錳、氧化鋁等所構成的微粒子。 又,當使用上述有機樹脂微粒子或無機微粒子當作被 鍍敷微粒子的場合時,宜採取在上述有機樹脂微粒子或無 機微粒子的表面上形成導電底層的做法。舉例而言,上述 之導電底層可用化學鍍方法形成,但也可用其他習知之賦 _ _8_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ____— — — — — — —___I * * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · * --線· 554350 A7 _______B7_ 五、發明說明(7 ) 予導電性的方法而形成。 ----— — — — — —----__ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述虛設粒子,其粒徑比上述被鍍敷微粒子更大。上 述虛設粒子的粒徑相對於被鍍敷微粒子的粒徑宜爲其2〜 50倍。如果不到二倍,則粉碎能力不足,會發生凝集情事 ,如超過50倍,則粉碎能力太高,不但被鍍敷微粒子上形 成的鍍敷層會剝落,而且考慮到虛設粒子群的集塊的情形 下,進入其空隙內的被鍍敷微粒子數目變多,因此容易發 生凝集情事。此粒徑尤宜爲5〜30倍。用做上述虛設粒子 者,宜將複數種不同粒徑者組合使用爲佳。 -線· 上述虛設粒子的比重宜爲被鍍敷微粒子比重的1.0〜 12.0倍。一旦使桶旋轉,則在虛設粒子被攪起而落下之時 ,有埋入被鍍敷微粒子群中的傾向,如果比重比被鍍敷微 粒子的比重更大,則得到高攪拌效果及粉碎效果。如果比 重不到1.0,則粉碎效果低下,會發生凝集情事,虛設粒子 比重愈大,則所得結果愈好,但如果比重超過12.0,則由 於粉碎效果太高,在被鍍敷微粒子上形成的鍍敷層會剝落 。比重尤宜爲3.0〜7.0倍。 上述虛設粒子不論是導電性或非導電性都可以,但是 由於前者能將陰極導線來的電流有效率地傳送到全部之被 鍍敷微粒子上,因此宜爲導電性微粒子。又,用做上述虛 設粒子者,也可以將導電性虛設粒子和非導電性虛設粒子 組合使用。 用做上述虛設粒子者,並無特別限制,其例子可列舉 由SUS(比重7.9)、氮化矽(比重3.2)、氧化鋁(比重3.6)、 ____9____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A? __B7 _ 五、發明說明(8 ) ___I____I____I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氧化銷(比重6.0)、鐵(比重7.9)、銅(比重8.9)所構成者以 及在這些金屬之表面塗覆聚四氟乙燦所得者等。當中’以 比重7.9之SUS所構成者爲佳。 第1本發明之導電性微粒子之製造方法’將上述被鍍 敷微粒子與上述虛設粒子放入桶內’ 一面使桶振動一面形 成鍍敷層。在使用第1圖中所示之桶鍍敷裝置的本發明之 一實施形態中’首先’將上述被鍍敷微粒子和上述虛設粒 子放入桶4中’在桶4浸漬於鍍敷液1中的狀態下使桶旋 轉,一面利用振動馬達7使桶4振動一面進行鍍敷。此時 利用虛設粒子的攪拌效果來抑制鍍敷層之膜厚的差異。又 ,被鍍敷微粒子之間的凝集作用可受到虛設粒子造成自勺攪 拌作用的粉碎效果以及桶的振動而防止。此時,虛設粒子 係扮演使振動馬達7的振動有效地傳達到桶4內的被鍍敷 微粒子的角色。 線· 上述之振動係在振幅0.05〜3.0mm,頻率20〜120Hz 的範圍中調整。如振幅不到〇.〇5mm,則振動無法順利地傳 送到桶內的粒子,如振幅超過3.0mm,則由於衝擊太強導 致鍍敷被膜之剝離,或是粒子容易上浮,乃發生雙極 (bipolar)現象,使鍍敷的附著性變差。又,如果頻率不到 20 Hz,則振動次數太少而發生凝集情事,如果超過120Hz ,則鍍敷被膜會剝離。 此外,舉例而言,上述的振動之調整可藉著使用加速 度感測器來測定振幅、頻率,然後變更振動力量及頻率使 成爲適當値。 --------ίο_____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 ____B7___ 五、發明說明(?) 關於上述被鍍子及上述虛設粒子加入桶中的量,宜如 以下方式設定。亦即,最好被鍍敷微粒子對於桶內的加入 量(Vp)爲桶的體積(νΒ)的10〜60體積%,虛設粒子對桶內的 加入量(Vd)爲被鍍敷微粒子加入量與虛設粒子加入量的和 (Vp+Vd)的10〜70體積%,加入桶內的上述被鍍敷微粒子與 上述虛設粒子的混合容量(Vt)爲桶體積的10〜60體積%爲 佳。 一般,加入桶中的量,在考慮到桶內的混合效果的情 況下,體積比20〜40體積%爲適當範圍,在本發明也是這 種範圍較佳,但在本發明的場合,考量到使加入虛設粒子 之混合效率提高,以及利用賦予振動以達防止凝集的效果 時,可加入達60體積%左右。如果被鑛敷微粒子對桶內的 加入量(Vp)不到桶體積(Vb)的10%,則由於陰極導線前端部 分會從被鍍敷微粒子與虛設粒子形成之塊露出,因而會產 生氫氣,使電流效率急遽降低,桶內氣體產生一旦加劇’ 則粒子上浮,變得無法鍍敷。如果在60體積%以上,則容 易發生混合效率急遽下降、凝集發生、膜厚度差異情形增 大等的弊病。較好的範圍爲15〜45體積%,更好的爲20〜 40體積%。 如果虛設粒子對桶內的加入量(Vp)不到被鍍敷微粒子 的加入量與虛設粒子的加入量的和(Vp+Vd)的10體積%,則 被鍍敷微粒子的凝集發生率容易增大’如果超過70體積% ,則鍍敷層剝落發生的情事大增。較好的範圍爲20〜60體 積%,更好爲30〜50體積%。 _____ 11_ 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公i ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . i線· 554350 A7 ___B7 五、發明說明(β ) ------r---.-----^^^-丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如果加入桶中的被鍍敷微粒子與虛設粒子的混合容量 (ντ)不到桶的體積的10體積%,則效率不佳,加入量愈多 愈好,但如超過60體積%,則容易發生混合效率急遽降低 、凝集發生、膜厚分散的情事增大等的弊端。較好的範圍 爲20〜45體積%。 此外,被鍍敷微粒子的加入量與虛設粒子的加入量的 和(Vp+Vd)以及加入桶入之被鍍敷微粒子與虛設粒子的混合 容量(Vt)作比較,則呈如下式的關係:
Vt<(Vp+Vd) 這是因爲虛設粒子比被鍍敷微粒子更大,因此將二者混合 ,則被鍍敷微粒子進入虛設粒子的空隙內,因此Vt比起單 純之加入量的和之値更小。因此,有必要將Vt作實際測定 而求出。 :線· 第1本發明的樹脂微粒子之製造方法中,用做在上述 被鍍敷微粒子表面上形成的鍍敷層並無特別限制,可列舉 ••金、銀、銅、鉑、鋅、鐵、鉛、錫、鋁、鈷、銦、鎳、 鉻、鈦、銻、鉍、鍺、鎘、矽等金屬形成者。這些金屬也 可單獨使用,也可二種以上倂用。 如利用第1本發明的樹脂微粒子之製造方法,則在鍍 敷中,被鍍敷微粒子不會有凝集情事,且不會有傷痕發生 ,可製造具有極均一厚度之鍍敷層的導電性微粒子。 第2本發明的導電微粒子之製造方法,係在形成金屬 底層的樹脂微粒子表面用電鍍法形成錫/銀合金鍍敷層。 可供做第2本發明的導電性微粒子之製造方法中的樹 ____12______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 ___B7 五、發明說明(// ) ------:---.-----— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 脂微粒子並無特別限制,其例子可列舉上述第1本發明的 導電性微粒子之製造方法中提供的有機樹脂微粒子以及有 機樹脂微粒子與無機微粒子的混成微粒子等。宜在這些樹 脂微粒子表面先形成金屬底層。用於做上述金屬底層者, 並無特別限定,只要能使樹脂微粒子與錫/銀合金鍍敷層 的密合性提高即可,其例子可列舉:鐵、銅、銀、金、錫 >鉛 > 鉑'鎳'鈦~鈷,'鋁\鋅'鎢等的金屬單體或 它們的合金。上述的金屬底層,舉例而言,可用化學鍍法 形成,但也可用其他的導電性賦予方法而形成。 --線· 上述錫/銀合金鍍敷層,由於在電子元件組裝時須使 之熔融,因此其熔點宜低,以減少其他電子元件受熱損傷 的情事。要使上述錫/銀合金鍍敷層的熔點降低,宜形成 共晶鍍敷層。共晶鍍敷層中銀含量通常約3.5%重量。爲了 得到這種錫/銀合金的共晶鑛敷層,使用之電鍍液的錫離子 和銀離子相比呈過量存在,因此銀離子濃度須在一定的濃 度範圍。 第2本發明的導電性微粒子之製造方法,係將上述樹 脂微粒子浸漬在電鍍液中,在樹脂微粒子表面上用電鍍法 形成錫/銀合金鍍敷層;其中,在含錫離子及銀離子的電 鍍液中將含銀的成分以連續或間斷的方式供給,一面將電 鍍液中所含的銀離子濃度保持在一定範圍,一面進行電鍍 〇 在上述電鍍液中將錫化合物(當作含錫成分)、銀化 合物(當作含銀成分)分別溶解到其中。 —______ η_ - _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 ___ Β7_ 五、發明說明(θ) 用作上述錫化合物者,並無特別限制,只要是能在酸 性浴液中釋出錫離子的化合物即可’其例子可列舉氧化亞 錫、硫酸亞錫、氯化錫、硫化錫、碘化錫、檸檬酸錫、草 酸錫、乙酸亞錫等。它們可單獨使用,也可二種以上倂用 〇 用作上述銀化合物者,並無特別限制,只要是能在酸 性浴液中釋出銀離子的化合物即可,其例子可列舉氧化銀 、硫酸銀、氯化銀、硝酸銀等。它們可單獨使用,也可二 種以上倂用。 在上述電鍍液所加入用做錫與銀的錯合劑的例子如: 胺基苯硫酚系、硫脲系、噻唑系、亞磺醯胺系、秋蘭姆 (thiumm)系、二硫代胺基甲酸系、雙酚系、苯并咪唑、有 機硫酸系等之化合物。 藉著添加此類錯合劑,可使錫離子與銀離子在經過長 期間仍能安定地呈溶解狀態。 又,上述電鍍液中,也可添加不飽和脂肪族醛類,以 提高光澤性及焊接性,也可以添加不飽和脂肪族醛類與胺 系化合物。另外,也可將光澤劑、平滑劑等添加劑倂用。 在實施第2本發明的導電性微粒子之製造方法時,首 先,由加入鍍敷裝置中的樹脂微粒子的重量,計算出形成 鍍敷層的樹脂微粒子的總表面積,由計算出之樹脂微粒子 的總表面積,適當地決定上述電鍍液中所含的錫離子與銀 離子的初期濃度。其次,計算出在單位時間中因電鍍消耗 掉的銀離子濃度減低量的理論値。 ______ 14_____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --— — — — — — — — —---1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-- --線· 554350 A7 ___B7____ 五、發明說明(f>) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在作電鍍時,如果電鍍液中所含的銀離子濃度之減低 量超過初期濃度的15%,則要形成一定之錫/銀合金組成的 均一鍍敷層就變得困難。因此,在電鍍液中所含的銀離子 濃度減少量達初期濃度的15%以上之前宜將上述銀化合物 當作含銀成分補充到電鍍液。在此,在補充上述銀化合物 的場合中,舉例而言,宜藉著將電鍍液中的銀離子濃度的 減少時間預先測定,來設定電鍍液中補充上述銀化合物的 標準的次數與時間。又,亦可在進行電鍍之期間,將電鍍 液中所含之銀離子的濃度做間斷或連續地測定,一面監視 銀離子濃度,一邊補充銀化合物。在補充電鍍液方面,舉 例而言,可列舉的方法如設置可間斷地將電鍍液供給到電 解槽的補充槽,將含上述銀化合物之電鍍液儲存在補充槽 中,依需要對電解槽進行補充。 用於實施第2本發明的導電性微粒子之製造方法的電 鍍裝置者,並無特別限制,例如,上述的桶鍍敷裝置等可 以適用。在此處,也可以利用第1本發明的導電性微粒子 之製造方法來製造導電性微粒子。 如果利用第2本發明的導電性微粒子之製造方法,則 可製造在樹脂微粒子的表面上形成均一組成的錫/銀合金鍍 敷層的導電性微粒子。 利用本發明的導電性微粒子之製造方法所製作的導電 性微粒子,可適用於將半導體晶片或電子零件與組裝基板 連接的用途或導電性糊、導電性接著劑、異向性導電性膜 等用途。這種場合導電性微粒子的粒徑宜爲10〜l〇〇〇#m ——_____15_ —_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 554350 五、發明說明(Μ) ,尤宜爲50〜800// m,更宜爲200〜800// m。 ------:---.-----— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [用以實施本發明之最佳形態] 以下舉出實施例更詳細說明本發明,但本發明的範圍 並不限於這些實施例。 [實施例1] 在苯乙烯與二乙烯苯共聚合所得之合成樹脂微粒子上 形成鎳鍍敷層與銅鍍敷層當作導電底層,得到平均粒徑 762.3 //m,標準偏差10.5//m的鍍銅微粒子。此鍍銅微粒 子比重爲1.59。 --線. 使用第1圖所示的鍍敷裝置(桶容量2.4L),將所得之 鍍銅微粒子當作被鍍敷微粒子作焊鍍。使用SUS製Φ12球( 比重7.9)當作虛設粒子。將被鍍敷微粒子與虛設粒子加入 桶中,使得加入桶內的被鍍敷微粒子的加入量爲桶體積的 24體積%,而加入桶內的虛設粒子的加入量爲被鍍敷微粒 子的加入量與虛設粒子加入量的總和的40體積%。此時, 測定所加入之被鍍敷微粒子與虛設粒子的混合體積測,結 果爲34體積%。又,虛設粒子的粒徑對被鍍敷微粒子的粒 徑的比例(尺寸比)爲15.7,虛設粒子的比重對被鍍敷微粒 子的比重的比例(比重比)爲5.0。振動馬達最大振動力爲 800N,頻率60Hz。此時,桶的振動在加速度感測器上測定 爲:兩振幅0.6mm,頻率60Hz。以電流密度0.25A/dm2,旋 轉數15rpm鍍敷約3小時,得到最外殻具有焊鍍層的導電 性微粒子。 將所得之導電性微粒子用810//m網孔的篩網過濾, 一 _us___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 _ _B7___ 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 結果100%通過。所得之導電性微粒子300個的平均粒徑 804.9//m,焊鍍層厚度 21.3//m。 所得導電性微粒子1000個用光學顯微鏡觀察,求出發 生凝集者的比例,以及有剝離情形的比例,更依以下基準 作評估。 ◎:凝集、剝離者0% 〇:凝集、剝離者不到50% X :凝結、剝離者超過50% 結果示於表1。 [實施例2〜24,比較例1〜11] 除了被鍍敷微粒子的粒徑、虛設粒子種類及粒徑、加 入量如表1及表2所示外,其他以實施例1相同的方式製 造導電性微粒子,作同樣的評估。 所用之虛設粒子,實施例3、10、11與比較例2係使 用在鋼珠表面鍍鎳之物,實施例6使用圓柱形不銹鋼粒子 ,實施例8係使用在樹脂微粒子表面鍍銅者。 又,表中,粒徑比表示虛設粒子的粒徑/被鍍敷微粒子 的粒徑、比重比表示虛設粒子比重/被鍍敷微粒子比重、被 鍍敷微粒子加入量表示被鍍敷微粒子的加入量/桶容量X 100、虛設粒子加入量表不虛設粒子加入量/(被鍍敷微粒子 加入量+虛設粒子加入量)χ 100、混合容量表示被鍍敷微 粒子與虛設粒子混合時的容量/桶容量x100 ° 結果示於表1與表2。 ______17 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公愛) 554350 A7 _B7 五、發明說明(A) 評估 ◎ ◎ 〇 〇 ◎ ◎ 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ◎ ◎ 〇 〇 〇 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 〇 担 1 ' o o O ο ο ο ο <N 〇\ cn in ο ο ο o ο 〇 ο o ο VO r- & o o 寸 ο ο ο cn ON cn 〇 〇 ο ο ΟΟ ΟΟ CN wn ο o ο ο ο 艺 艺 芝 艺 ?i 艺 寸 ΟΟ CS w^) S g <〇 CN oo CN 艺 ΟΟ cn v〇 OO wn __ mW K 摧屮墼 o 寸 o ο ο ο ο 〇 ο O O o 〇 〇 ο ο wn CO o ο o § o 异 靈4¾ 緣β_ι 〇 ο vn un 桶容量 (ml) 2400 2400 2400 2400 700 700 700 1…-250 1 1 250 1 1 250 1 250 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 a _ Ο IT) 〇 ID Ο νη Ο ι〇 寸 ν〇 寸 cn τ-Η CO ON vn CN CN 寸 v〇 寸 寸 v〇 寸 寸 寸 v〇 寸 寸 寸 寸 寸 wn 寸 寸 j_j e "ii 卜 <N \〇 σ\ CN VO CO 卜 卜 寸 CN OJ CN CN CN CN CN OJ cs Cs> CsJ OJ CM 8H 起 1—( CN* ν〇 CN (M οο 1—Η οο r-H cn cn CN CS i—Η ι—Η CN CN c^i <N OJ CN CN CM CN (N CN <N oi CN CN r<i Οί CN CN Oi cs <N CM CS CN CS tlmi] PH ON Os ΟΝ Os 〇s σ\ CN 寸 r- 〇\ ON ON σ\ ON ON ON ON ON On σ\ On ON ON Os JJ 卜 卜 卜 卜 r-H 卜 卜 卜 一 卜 t> 卜 r- 一 卜 卜 卜 卜 粒徑 (mm) C^l 寸 <Ν wn cn ^T) | 0.27 | cn t-H i〇 ο VO VO VO v〇 v〇 v〇 ㈡ m 種類 s <m 鳙 疆 M <m 疆到 jnufl m u + 翳 • »-H S + ΜΙ <m s 翳 翳 s s S 翳 驟 蹈 概 驟 疆 疆 m m + ΜΙ 猫 m m m Dm m + m m ^εΓ> m i^tr> m m m m m If If Κ·丽 m M tf s 猫 K- If K· K- If If If K- If If U <1mi1 Pfl ON U^) CJs σ\ m σ\ wo 寸 寸 卜 un cn wn CO 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 m ΛΛ r—H t-H t-H r-H <N oi r-H r-H r-H r-H r—H r-H /—s rr\ rr\ rr\ rr\ 鹪 堪 粒徑 (β m 762.: 762.: 762.: 762.: 270 270 270 S 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 i—H CO 寸 v〇 卜 oo 〇\ O f i r-H τ-Η CS CO 寸 vn V〇 卜 OO ON CN CN CO <N m 辑 辑 握 辑 辑 握 握 握 辑 辑 堤 辑 辑 滔 辑 握 辑 w n Κ u Μ Ιϋ K W u K * κ w Ιϋ w 鹣 w κ u κ 舾 卹 κ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 001 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 _B7 五、發明說明() 担 v v v V v V v v v v v 入 入 A 入 入 A A A 担 O ο 1 1 〇 ο CN <N On O & 錄 燄 is o cn os 鹪 坭 觀 坭 〇 〇 ^-H 卜 O O wn a\ 壊 壊 蚝e 芝 芝 VO 卜 wn VO un CN v〇 O umS o o 〇 〇 〇 ο O o _ «ff® α 獅g 擊Km 盤异翻 艺 s o o 窜rf- *iU ίΦ s o o 艺 o o 〇 〇 〇 〇 卜 〇 〇 ο ο 卜 O o 卜 o o 卜 o o 卜 o vn CN o <N JA ilmi] 啊 o v〇 o v〇 〇 ν/Ί v〇 Xj- W^) 寸 jj ΐ ΔΛ jj o un CN CN <Ν OJ OJ CN OJ CN s ON 〇〇 CO CN CS CN (N CN CN CN CN CN <Ν CN CS <N <N CN <1tnll 糊 ON ON 寸 Τ—Η ON ON ON CJN as as On Os 卜 卜 1 崎 卜 一 卜 t> 卜 卜 卜 a vn o VO v〇 VO v〇 個 m 术1S i1mi1 w MI 猫 s + s S s 驩 Bg 聰 驪 驟 驟 m 魍 m m m m m m 翳 If K- K- \<r \<r ilmil Pn ON wn ON 寸 卜 寸 寸 卜 寸 寸 r- 寸 卜 寸 卜 寸 卜 寸 卜 m JJ 一 r-H r-H r-H ^-H /-N CO 鹪 OJ VO 卜 〇5 VO 卜 〇 o <N 〇 卜 CN o r- OQ 〇 o 卜 CN o r- CN Ο 卜 CN 〇 (M CO 寸 vn v〇 〇 oo ON ο r—H r-H m 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 鎰 AJ a jj i3 JJ J-A ±Λ JJ ±Λ Jj ------:---’-----1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 61 -1線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 ___B7_____ 五、發明說明(J ) [實施例25] ------;---.-----I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在苯乙烯與二乙烯苯共聚合所得之合成樹脂微粒子上 形成鎳鍍敷層當作導電底層,得到平均粒徑264.0//m,標 準偏差1.68//m的鍍鎳微粒子。此時鍍鎳微粒子比重爲1.24。 線· 將此鍍鎳微粒子加入桶鍍敷裝置的容量700mL的正六 角形的桶中。使用SUS製φ4球(比重7.9)當作虛設粒子。將 被鍍敷微粒子與虛設粒子加入桶內,使加入之被鍍敷微粒 子投加入量爲桶體積的24體積%,而加入桶內的虛設粒子 的加入量爲被鍍敷微粒子與虛設粒子加入量的和的40體積 %。此時,加入的被鍍敷微粒子與虛設粒子的混合體積測 定爲34體積%。虛設粒子的粒徑對被鍍敷微粒子的粒徑的 比例(粒徑比)爲15.2,虛設粒子的比重對被鍍敷微粒子的 比重的比例(比重比)爲6.4。振動馬達最大振動力350N,頻 率50Hz。此時將桶的振動在加速度感測器上測定,測得兩 振幅0.2mm,頻率50Hz。以電流密度0.25A/dm2,旋轉數 15rpm作鍍敷,得到最外殻具有銅鍍敷層的導電性微粒子 。所得之導電性微粒子三百個的平均粒徑爲270.2//m,銅 鍍敷層厚度爲3.1//m。 將所得之導電性微粒子如同實施例1的方式作評估。 結果如表3所示。 [實施例26〜27,比較例12] 在實施例26中使用氧化鋁當作虛設粒子,實施例27 用鎢碳鋼當作虛設粒子,在比較例12中使用鎢作虛設粒子 ,此外用與實施例25相同的方式製造導電性微粒子,作同 樣的評估。 結果如表3所示。 ______20__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 Β7 五、發明說明(θ) 担 担 ◎ ◎ 〇 X O O ο ο o o ο ο _ m 媒e 艺 芝 艺 芝 餘 o o ο ο 鶴后IS 集l·雙 艺 艺 艺 艺 {^S *w o o 卜 o o 卜 ο ο 卜 ο ο 卜 jj z SJ itoil Pti 汩 寸 vd τ—H cn α\ τ—Η CO r-H a «Η ON oo σ\ 〇〇 r-H σ\ oo ι—Η 屮 m ilmi] ptl ΛΛ On ON cn οο 寸 r-H ON 寸 wn wn VO 驟 ss 靈 m & 蹈 <m m 壤 m 齡中 m m ilmil Pn JJ 寸 CN 寸 <N 寸 CN s 04 S CM 寸 V£5 <N 寸 VO <N CO 辑 u CO 辑 κ 握 K CS 鎰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 ·. ;線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554350 A7 _ B7__ 五、發明說明(r-) [實施例28] 在樹脂微粒子表面形成銅鍍敷層當作金屬底層,將這 種樹脂微粒子(稱爲「鍍銅微粒子」)168mL加入桶鍍敷裝 置的容量700mL的正五角形的桶中進行電鍍,得到在銅鍍 敷層表面上具有錫/銀合金的共晶鍍層的導電性微粒子。 這種鍍銅樹脂微粒子的總表面積爲201.3dm2,鍍銅樹 脂微粒子在桶中佔的比例爲24體積%。鍍銅樹脂微粒子的 平均粒徑爲264.5 /zm,粒徑的標準偏差爲3.0/zm。 使用之電鍍液係將錫化合物及銀化合物溶解調製成
150L,使錫離子濃度成爲23.0g/L,銀離子濃度成爲27g/L 〇 在桶置於電解槽中的電鍍液中浸漬,一邊旋轉,一邊 在電流密度〇.25A/dm2,桶旋轉數15rpm的條件在158分 鐘之間作電鍍。在這種鍍敷條件下,當在錫/銀合金鍍敷層 中銀含量爲共晶組成之3.5%重量的場合,由電鍍液析出的 銀的量爲〇.〇66g/分鐘。是以,每隔15.8分鐘補充所換算 之銀離子量爲l.〇4g之銀化合物並持續進行鍍敷。在158 分鐘間的全部鍍敷製程當中,電鍍液的總補給次數9次, 將總補給量換算成銀量爲9.36g。 在鍍敷製程中,從電鍍開始起經過15.8分鐘、39.5分 鐘、79.0分鐘、及118.6分鐘後,分別取少量導電性微粒 子的樣品,測定鍍敷層厚度(//m)以及銀含量(重量%),如 表4及表5所示。又,分別將鍍敷層的厚度利用截面顯微 鏡攝影來測定,以及將鍍敷層中銀含量用原子吸光光度法 ------.___ 22___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 一 ______________I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- --線· 554350 A7 _____B7 _ 五、發明說明(W) 測定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔比較例13〕 除了在電鍍液中完全不補給銀化合物之外,其餘與實 施例4係以相同方式作電鍍,得到在鍍銅樹脂微粒子的表 面上形成有錫/銀合金鍍敷層的導電性微粒子。 在上述鍍敷製程中,係與實施例28相同方式取少量導 電性微粒子的樣品,測定鍍敷層厚度及銀含量,如表4與 表5所示。 表4 鍍敷時間(分鐘) 15.8 39.5 79.0 118.6 158.1 實施例28 鍍敷層厚度(理論値,// m) 2 5 10 15 20 鍍敷層厚度(測定値,// m) 1.6 3.9 7.8 11.6 15.2 鍍敷層中銀含有率(重量 %) 3.4 3.6 3.5 3.6 3.6 比較例13 鍍敷層厚度(理論値,// m) 2 5 10 15 20 鍍敷層厚度(測定値,// m) 1.5 3.8 7.6 11.4 15.0 鍍敷層中銀含有率(重量 %}__ 3.5 3.0 2.7 2.2 1.7 i線· 表5 鑛敷層中銀含有量(重量%) 實施例28 比較例13 15.8分鐘析出的鍍敷層 3.4 3.5 15.8〜39.5分鐘析出的鍍敷層 3.7 2.7 39.5〜79.0分鐘析出的鑛敷層 3.4 2.4 79.0〜118.6分鐘析出的鑛敷層 3.8 1.2 118.6〜158.1分鐘析出的鑛敷層 3.6 0.1 ___. _23 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) 554350 A7 _B7_ 五、發明說明(,) [產業上之可利用性] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用本發明,可提供在鍍敷中被鍍敷微粒子不會凝集 、且不會有損傷發生、且具有極均勻厚度之導電性微粒子 之製造方法,以及在樹脂微粒子的表面上形成錫/銀合金 鍍敷層之導電性微粒子之製造方法。 ___24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- Ί Α8 f 告本I_i_ 六、申請專利範圍 1. 一種導電性微粒子之製造方法,係使用桶鍍裝置(具 有可在鍍槽內旋轉的桶)在被鍍敷微粒子表面形成鍍敷層; 其特徵在於, 在該桶內置入該被鍍敷微粒子以及粒徑較該微粒子大 的虛設粒子,一邊使得該桶以振幅0·05〜3.0mm、頻率20 〜120Hz做振動一邊形成鍍敷層。 2. 如申請專利範圍第1項之導電性微粒子之製造方法 ,其中: 虛設粒子之粒徑爲被鍍敷微粒子之粒徑的2〜50倍, 比重爲被鍍敷微粒子之比重的1.0〜12.0倍。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之導電性微粒子之製 造方法,其中: 加入桶內的被鍍敷微粒子的加入量爲桶的體積的10〜 60體積%,加入桶內的虛設粒子的加入量爲該被鍍敷微粒 子的加入量與虛設粒子加入量之總和的10〜70體積%,加 入桶內之該被鍍敷微粒子與該虛設粒子混合容量爲桶體積 的10〜60體積%。 4·一種導電性微粒子之製造方法,係於形成有金屬底 層之樹脂性微粒子表面,以電鍍法形成錫/銀合金鍍敷層 ;其特徵在於, 將含銀成分以連續或間斷的方式供給到含錫離子及銀 離子的電鍍液,使電鍍液中所含銀離子濃度保持在一定範 園下進行電鍍。 1 .............................訂----------------線-!# (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) '~'
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