TWI498405B - An electrically conductive particles having an insulating particle, an anisotropic conductive material, and a connecting structure - Google Patents

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TWI498405B TW100123374A TW100123374A TWI498405B TW I498405 B TWI498405 B TW I498405B TW 100123374 A TW100123374 A TW 100123374A TW 100123374 A TW100123374 A TW 100123374A TW I498405 B TWI498405 B TW I498405B
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Description

附有絕緣性粒子之導電性粒子、異向性導電材料及連接構造體
本發明係關於一種例如可用於電極間之電性連接的附有絕緣性粒子之導電性粒子、以及使用該附有絕緣性粒子之導電性粒子的異向性導電材料及連接構造體。
異向性導電膏及異向性導電膜等異向性導電材料已廣為人知。該等異向性導電材料中,於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。
上述異向性導電材料係用於IC(integrated circuit,積體電路)晶片與可撓性印刷電路基板之連接、及IC晶片與具有ITO電極之電路基板之連接等。例如,當於IC晶片之電極與電路基板之電極之間配置異向性導電材料後,進行加熱及加壓,藉此可將該等電極電性連接。
作為上述導電性粒子之一例,於下述專利文獻1中揭示有包括導電性粒子、及固定於該導電性粒子之表面且具有固著性之絕緣性粒子的附有絕緣性粒子之導電性粒子。上述絕緣性粒子包括硬質粒子、及包覆該硬質粒子之表面之高分子樹脂層。此處,為了使絕緣性粒子固定於導電性粒子之表面,而使用物理性/機械性混成法作為固定化方法。
下述專利文獻2中揭示有包括:於表面之至少一部分具有極性基之導電性粒子、及包覆該導電性粒子之表面之至少一部分且包含絕緣性粒子之絕緣性材料的附有絕緣性粒子之導電性粒子。上述絕緣性材料具體而言包含可與上述極性基吸附之高分子電解質、及可與上述高分子電解質吸附之無機氧化物粒子。該無機氧化物粒子為絕緣性粒子。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2007-537570號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-120990號公報
如專利文獻1、2所記載之先前之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,絕緣性粒子容易自導電性粒子之表面脫離。例如,使附有絕緣性粒子之導電性粒子分散於黏合劑樹脂中時,有時絕緣性粒子容易自導電性粒子之表面脫離。
尤其如專利文獻1所記載,於為了使絕緣性粒子固定於導電性粒子之表面而使用物理性/機械性混成法之情形時,絕緣性粒子容易自導電性粒子之表面脫離。
本發明之目的在於提供一種由於絕緣性粒子難以自導電性粒子之表面脫離,故而於用於電極間之連接之情形時可提高導通可靠性的附有絕緣性粒子之導電性粒子,以及使用該附有絕緣性粒子之異向性導電材料及連接構造體。
依據本發明之廣泛方面,提供一種附有絕緣性粒子之導電性粒子,其包括至少表面具有導電層之導電性粒子、及附著於該導電性粒子之表面之絕緣性粒子,上述絕緣性粒子包括絕緣性粒子本體、及覆蓋該絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域且由高分子化合物所形成之層,並且上述絕緣性粒子本體與上述層進行化學性結合。
於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之某特定方面,上述絕緣性粒子本體為無機粒子。
於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之其他特定方面,上述層與上述絕緣性粒子本體相比,柔軟性更高。
於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之進而其他特定方面,藉由使用表面具有反應性官能基之上述絕緣性粒子本體、及高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物,使由上述高分子化合物所形成之層化學性結合於上述絕緣性粒子本體之表面之反應性官能基,而獲得上述絕緣性粒子本體與上述層進行化學性結合之上述絕緣性粒子。
於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之另一特定方面,上述絕緣性粒子並非以藉由使用上述絕緣性粒子本體及高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物的混合之摩擦所形成。
於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之另一特定方面,當將於乙醇100重量份中添加有附有絕緣性粒子之導電性粒子3重量份的附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液,於20℃及38 kHz或40 kHz之條件下進行5分鐘超音波處理時,由下述式(1)所求出之絕緣性粒子之殘存率為60~95%。
絕緣性粒子之殘存率(%)=(超音波處理後之包覆率/超音波處理前之包覆率)×100 ‧‧‧式(1)於本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之另一特定方面,上述導電性粒子之表面積整體中所占的由上述絕緣性粒子所包覆之部分之面積即包覆率為40%以上。上述包覆率較佳為超過50%。
本發明之異向性導電材料包含依據本發明而構成之附有絕緣性粒子之導電性粒子、及黏合劑樹脂。本發明之異向性導電材料較佳為異向性導電膏。
本發明之連接構造體包括第1連接物件構件、第2連接物件構件、及將該第1、第2連接物件構件連接之連接部,該連接部係利用依據本發明而構成之附有絕緣性粒子之導電性粒子所形成,或者利用包含該附有絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之異向性導電材料所形成。
本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,附著於至少表面具有導電層之導電性粒子之表面的絕緣性粒子包括絕緣性粒子本體、及覆蓋該絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域且由高分子化合物所形成之層,並且上述絕緣性粒子本體與上述層進行化學性結合,因此可抑制絕緣性粒子不期望地自導電性粒子之表面脫離。
因此,於使用本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子而連接電極間之情形時,即便複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子接觸,亦於鄰接之導電性粒子間存在絕緣性粒子,因此不可連接之鄰接電極間難以電性連接。因此,可提高電極間之導通可靠性。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之具體實施形態及實施例進行說明,藉此闡明本發明。
(附有絕緣性粒子之導電性粒子本體)
圖1中,以剖面圖表示本發明之第1實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子
圖1所示之附有絕緣性粒子之導電性粒子1包括導電性粒子2、及附著於導電性粒子2之表面之複數個絕緣性粒子3。
絕緣性粒子3包括絕緣性粒子本體5、及覆蓋絕緣性粒子本體5之表面且由高分子化合物所形成之層6。絕緣性粒子3係利用具有絕緣性之材料所形成。絕緣性粒子本體5與層6係進行化學性結合。具體而言,於絕緣性粒子本體5之表面與層6之內表面進行化學性結合。
層6包覆絕緣性粒子本體5之表面整體。因此,於導電性粒子2與絕緣性粒子本體5之間配置層6。層6只要以覆蓋絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域之方式存在即可,亦可不覆蓋絕緣性粒子本體之表面整體。層6較佳為配置於導電性粒子與絕緣性粒子本體之間。
導電性粒子2包括基材粒子11、及設置於基材粒子11之表面上之導電層12。導電層12覆蓋基材粒子11之表面。導電性粒子2係基材粒子11之表面由導電層12所包覆之包覆粒子。導電性粒子2於表面具有導電層12。
圖2中,以剖面圖表示本發明之第2實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子。
圖2所示之附有絕緣性粒子之導電性粒子21包括導電性粒子22、及附著於導電性粒子22之表面之複數個絕緣性粒子3。
導電性粒子22包括基材粒子11、及設置於基材粒子11之表面上之導電層31。導電性粒子22於基材粒子11之表面上具有複數個芯物質32。導電層31係包覆基材粒子11及芯物質32。藉由導電層31包覆芯物質32,導電性粒子22於表面具有複數個突起33。藉由芯物質32,導電層31之表面隆起,形成複數個突起33。
圖3中,以剖面圖表示本發明之第3實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子。
圖3所示之附有絕緣性粒子之導電性粒子41包括導電性粒子42、及附著於導電性粒子42之表面之複數個絕緣性粒子3。
導電性粒子42包括基材粒子11、及設置於基材粒子11之表面上之導電層46。導電層46包括設置於基材粒子11之表面上之第1導電層46a、及設置於第1導電層46a之表面上之第2導電層46b。導電性粒子42於第1導電層46a之表面上具有複數個芯物質47。第2導電層46b包覆第1導電層46a及芯物質47。基材粒子11與芯物質47係隔開間隔而配置。於基材粒子11與芯物質47之間存在第1導電層46a。藉由第2導電層46b包覆芯物質47,導電性粒子42於表面具有複數個突起48。藉由芯物質47,導電層46及第2導電層46b之表面隆起,形成複數個突起48。
附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41中,絕緣性粒子3包括絕緣性粒子本體5、及覆蓋絕緣性粒子本體5之表面且由高分子化合物所形成之層6,進而絕緣性粒子本體5與層6係進行化學性結合。藉此,將附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41添加於黏合劑樹脂中而混練時,絕緣性粒子3難以自導電性粒子2、22、42之表面脫離。進而,當複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子接觸時,絕緣性粒子難以自導電性粒子2、22、42之表面脫離。其結果為,當使用附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41而連接電極間時,於不可連接之鄰接電極間難以產生漏電。另外,藉由附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41,可充分確保應連接之上下電極之導通性。
附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41中,較佳為絕緣性粒子3之殘存率為60~95%。絕緣性粒子3之殘存率更佳為70%以上,更佳為90%以下。若絕緣性粒子3之殘存率為上述下限以上,則當將附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41添加於黏合劑樹脂中而混練時,絕緣性粒子3更難以自導電性粒子2、22、42之表面脫離,當使用附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41而連接電極間時,於不可連接之鄰接電極間更難以產生漏電。若絕緣性粒子之殘存率為上述上限以下,則可充分確保應連接之上下電極之高導通性。
上述「絕緣性粒子之殘存率」、以及上述導電性粒子之表面積整體中所占的由上述絕緣性粒子所包覆之部分之面積即包覆率係以如下方式求出。
於下述超音波處理前,藉由利用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)之觀察,而觀察100個附有絕緣性粒子之導電性粒子,求出附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子之包覆率X1(%)(亦稱為附著率X1(%))。上述包覆率係導電性粒子之表面積整體中所占的由絕緣性粒子所包覆之部分之面積(投影面積)。
具體而言,如圖5所示,上述包覆率於自一方向以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察附有絕緣性粒子之導電性粒子A之情形時,數出附有絕緣性粒子之導電性粒子A之導電層之外表面(外周緣)之圓內所存在之絕緣性粒子B1為1個、附有絕緣性粒子之導電性粒子A之導電層之外表面(外周緣)之圓周上所存在之絕緣性粒子B2為0.5個,以絕緣性粒子之投影面積相對於附有絕緣性粒子之導電性粒子A之投影面積的比例所表示。
即,上述包覆率係由下述式(2)所表示。
包覆率(%)=(((圓內之絕緣性粒子之數)×1+(圓周上之絕緣性粒子之數)×0.5)×絕緣性粒子之投影面積)/(附有絕緣性粒子之導電性粒子之投影面積)×100 ‧‧‧式(2)
繼而,於乙醇100重量份中添加附有絕緣性粒子之導電性粒子3重量份,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液。將該附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液於400 W之超音波清洗機中,以20℃及38 kHz或40 kHz之條件下一面攪拌5分鐘,一面進行超音波處理。超音波處理後,藉由以SEM之觀察而觀察100個附有絕緣性粒子之導電性粒子,求出附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子之表面積整體中所占的由絕緣性粒子所包覆之部分之投影面積即包覆率X2(%)(亦稱為附著率X2(%))。絕緣性粒子之殘存率係根據包覆率X1及包覆率X2,由下述式(1)所表示之值。
絕緣性粒子之殘存率(%)=(超音波處理後之包覆率X2/超音波處理前之包覆率X1)×100 ‧‧‧式(1)
為了使上述導電性粒子之表面適度露出,絕緣性粒子之包覆率較佳為40%以上。上述包覆率表示導電性粒子之表面積整體中所占的由絕緣性粒子所包覆之部分之面積。若上述包覆率為上述下限以上,則鄰接之導電性粒子更難以接觸。上述包覆率較佳為90%以下,進而較佳為80%以下,最佳為70%以下。若絕緣性粒子之包覆率為70%以下,則即便於電極之連接時並不賦予必要以上之熱及壓力,亦可充分排除絕緣性粒子。上述包覆率可超過45%,亦可超過50%,亦可超過55%,亦可超過60%。
於上述絕緣性粒子之殘存率為60~95%之情形時,附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41中,絕緣性粒子3難以自導電性粒子2、22、42之表面脫離。例如,當將附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41添加於黏合劑樹脂中而混練時,絕緣性粒子3難以自導電性粒子2、22、42之表面脫離。因此,於將附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41用於電極間之連接之情形時,鄰接之導電性粒子2、22、42間存在絕緣性粒子3,因此不可連接之鄰接電極間難以電性連接。因此,於使用附有絕緣性粒子之導電性粒子1、21、41而連接電極間之情形時,可提高導通可靠性。
上述附有絕緣性粒子之導電性粒子較佳為經過以下步驟而獲得:以覆蓋絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域之方式,使用高分子化合物或者成為高分子化合物之化合物,形成由高分子化合物所形成之層,而獲得絕緣性粒子之步驟;使上述絕緣性粒子附著於至少表面具有導電層之導電性粒子之表面,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子之步驟。
就進一步提高電極間之導通可靠性及絕緣可靠性之觀點而言,上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之變動係數較佳為8%以下,更佳為5%以下。
上述變動係數(CV值)係由下述式所表示。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:附有絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之標準偏差
Dn:附有絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之平均值
上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之壓縮彈性模數較佳為1 GPa以上,更佳為2 GPa以上,較佳為7 GPa以下,更佳為5 GPa以下。
上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之壓縮恢復率較佳為20%以上,更佳為30%以上,較佳為60%以下,更佳為50%以下。
上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之20℃下之壓縮彈性模數(10%K值)係以如下方式測定。
使用微小壓縮試驗機,於直徑為50 μm之金剛石製圓柱之平滑壓子端面,於壓縮速度為0.33 mN/秒、及最大試驗荷重為20 mN之條件下將附有絕緣性粒子之導電性粒子壓縮。測定此時之荷重值(N)及壓縮位移(mm)。可根據所得之測定值,利用下述式而求出上述壓縮彈性模數。作為上述微小壓縮試驗機,例如係使用Fisher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:附有絕緣性粒子之導電性粒子壓縮變形10%時之荷重值(N)
S:附有絕緣性粒子之導電性粒子壓縮變形10%時之壓縮位移(mm)
R:附有絕緣性粒子之導電性粒子之半徑(mm)
上述壓縮彈性模數係普遍且定量地表示附有絕緣性粒子之導電性粒子之硬度。藉由上述壓縮彈性模數之使用,可定量且根本地表示附有絕緣性粒子之導電性粒子之硬度。
上述壓縮恢復率係以如下方式測定。
於試料台上散佈附有絕緣性粒子之導電性粒子。對於所散佈之附有絕緣性粒子之導電性粒子1個,使用微小壓縮試驗機,向附有絕緣性粒子之導電性粒子之中心方向施加負荷至反轉荷重值(5.00 mN)。其後,去除負荷至原點用荷重值(0.40 mN)。測定此間之荷重-壓縮位移,可由下述式求出壓縮恢復率。此外,負荷速度係設為0.33 mN/秒。作為上述微小壓縮試驗機,例如係使用Fisher公司製造之「Fischerscope H-100」等。
壓縮恢復率(%)=[(L1-L2)/L1]×100
L1:自施加負荷時之原點用荷重值直至反轉荷重值為止之壓縮位移
L2:自解除負荷時之反轉荷重值直至原點用荷重值為止之壓縮位移
以下,對導電性粒子2、22、42之詳細情況及絕緣性粒子3之詳細情況進行說明。
[導電性粒子]
藉由使上述絕緣性粒子附著於至少表面具有導電層之導電性粒子之表面,可獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
上述導電性粒子只要至少表面具有導電層即可。導電性粒子可為包括基材粒子、及設置於該基材粒子之表面上之導電層的導電性粒子,亦可為整體為導電層之金屬粒子。其中,就降低成本,或提高導電性粒子之柔軟性,提高電極間之導通可靠性之觀點而言,較佳為包括基材粒子、及於基材粒子之表面上設置有導電層的導電性粒子。
作為上述基材粒子,可列舉:樹脂粒子、無機粒子、有機無機混成粒子及金屬粒子等。
上述基材粒子較佳為由樹脂所形成之樹脂粒子。當使用附有絕緣性粒子之導電性粒子而連接電極間時,將附有絕緣性粒子之導電性粒子配置於電極間後,藉由壓接而使附有絕緣性粒子之導電性粒子壓縮。若基材粒子為樹脂粒子,則於上述壓接時導電性粒子容易變形,可增大導電性粒子與電極之接觸面積。因此,可提高電極間之導通可靠性。
作為用以形成上述樹脂粒子之樹脂,例如可列舉:聚烯烴樹脂、丙烯酸樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碸、聚苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮及聚醚碸等。由於可將基材粒子之硬度容易地控制於較佳之範圍,因此用以形成上述樹脂粒子之樹脂較佳為使具有乙烯性不飽和基之聚合性單體1種或2種以上聚合而成之聚合物。
作為用以形成上述無機粒子之無機物,可列舉二氧化矽及碳黑等。作為上述有機無機混成粒子,例如可列舉由交聯之烷氧基矽烷基聚合物及丙烯酸樹脂所形成之有機無機混成粒子等。
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。
用以形成上述導電層之金屬並無特別限定。進而,於導電性粒子係整體為導電層之金屬粒子之情形時,用以形成該金屬粒子之金屬並無特別限定。作為該金屬,例如可列舉:金、銀、銅、鈀、鉑、鈀、鋅、鐵、錫、鉛、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽及該等之合金等。另外,作為上述金屬,可列舉摻有錫之氧化銦(ITO)及焊錫等。其中,由於可更降低電極間之連接電阻,故而較佳為含有錫之合金、鎳、鈀、銅或者金,更佳為鎳或者鈀。
此外,於導電層之表面,由於氧化而存在羥基之情況較多。通常,於由鎳所形成之導電層之表面,藉由氧化而存在羥基。此種具有羥基之導電層容易與絕緣性粒子進行化學性結合,例如與具有羥基之絕緣性粒子進行化學性結合。
上述導電層係由1個層所形成。導電層亦可由複數個層所形成。即,導電層可具有2層以上之積層構造。於導電層係由複數個層所形成之情形時,最外層較佳為金層、鎳層、鈀層、銅層或者含有錫與銀之合金層,更佳為金層。於最外層為該等較佳導電層之情形時,可更降低電極間之連接電阻。另外,於最外層為金層之情形時,可進一步提高耐腐蝕性。
於上述基材粒子之表面形成導電層之方法並無特別限定。作為形成導電層之方法,例如可列舉:藉由無電解鍍敷之方法、藉由電鍍之方法、藉由物理蒸鍍之方法、以及將金屬粉末或者含有金屬粉末及黏合劑之糊料塗佈於基材粒子之表面之方法等。其中,由於導電層之形成簡便,故而較佳為藉由無電解鍍敷之方法。作為上述藉由物理蒸鍍之方法,可列舉真空蒸鍍、離子電鍍及離子濺鍍等方法。上述導電性粒子之平均粒徑較佳為0.5~100 μm之範圍內。導電性粒子之平均粒徑更佳為1 μm以上,更佳為20 μm以下。若導電性粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則於使用附有絕緣性粒子之導電性粒子而連接電極間之情形時,可充分增大導電性粒子與電極之接觸面積,且於形成導電層時難以形成凝集之導電性粒子。另外,經由導電性粒子而連接之電極間之間隔並不變得過大,且導電層難以自基材粒子之表面剝離。
上述導電性粒子之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。導電性粒子之平均粒徑係藉由利用電子顯微鏡或者光學顯微鏡,觀察任意之導電性粒子50個,算出平均值而求出。
上述導電層之厚度較佳為0.005~1 μm之範圍內。導電層之厚度更佳為0.01 μm以上,更佳為0.3 μm以下。若導電層之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可獲得充分之導電性,且導電性粒子並不變得過硬,而於電極間之連接時可使導電性粒子充分變形。
於上述導電層由複數個層所形成之情形時,最外層之導電層之厚度,尤其是最外層為金層時之金層之厚度較佳為0.001~0.5 μm之範圍內。上述最外層之導電層之厚度之更佳下限為0.01 μm,更佳上限為0.1 μm。若上述最外層之導電層之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則可使最外層之藉由導電層之包覆均勻,可充分提高耐腐蝕性,且可充分降低電極間之連接電阻。另外,上述最外層為金層時之金層之厚度越薄,則成本越低。
上述導電層之厚度可藉由使用例如穿透型電子顯微鏡(TEM),觀察導電性粒子或者附有絕緣性粒子之導電性粒子之剖面而測定。
導電性粒子較佳為於導電層之表面具有突起,該突起較佳為複數個。於由附有絕緣性粒子之導電性粒子所連接之電極之表面,形成氧化被膜之情況較多。於使用導電層之表面具有突起之附有絕緣性粒子之導電性粒子之情形時,藉由在電極間配置導電性粒子而使其壓接,可由突起有效地排除上述氧化被膜。因此,可使電極與導電層更確實地接觸,可降低電極間之連接電阻。進而,於電極間之連接時,可藉由導電性粒子之突起而有效地排除導電性粒子與電極之間之絕緣性粒子。因此,可提高電極間之導通可靠性。
作為於導電性粒子之表面形成突起之方法,可列舉:使芯物質附著於基材粒子之表面後,藉由無電解鍍敷而形成導電層之方法;以及藉由無電解鍍敷而於基材粒子之表面形成導電層後,使芯物質附著,進而藉由無電解鍍敷而形成導電層之方法等。
作為使芯物質附著於基材粒子之表面之方法,例如可列舉:於基材粒子之分散液中添加成為芯物質之導電性物質,藉由例如凡得瓦力而使芯物質集聚、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,添加成為芯物質之導電性物質,利用藉由容器之旋轉等之機械作用而使芯物質附著於基材粒子之表面之方法等。其中,由於容易控制所附著之芯物質之量,故而較佳為使芯物質集聚、附著於分散液中之基材粒子之表面之方法。
上述導電性粒子可於基材粒子之表面上具有第1導電層,且於該第1導電層上具有第2導電層。於此情形時,亦可使芯物質附著於第1導電層之表面。芯物質較佳為由第2導電層所包覆。上述第1導電層之厚度較佳為0.05~0.5 μm之範圍內。導電性粒子較佳為藉由在基材粒子之表面上形成第1導電層,繼而使芯物質附著於該第1導電層之表面上後,於第1導電層及芯物質之表面上形成第2導電層而獲得。
作為構成上述芯物質之導電性物質,例如可列舉:金屬、金屬之氧化物、黑鉛等導電性非金屬及導電性聚合物等。作為導電性聚合物,可列舉聚乙炔等。其中,由於可提高導電性,故而較佳為金屬。
作為上述金屬,例如可列舉:金、銀、銅、鉑、鋅、鐵、鉛、錫、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鍺及鎘等金屬,以及錫-鉛合金、錫-銅合金、錫-銀合金及錫-鉛-銀合金等由2種以上之金屬所構成之合金等。其中,較佳為鎳、銅、銀或金。構成上述芯物質之金屬可與構成上述導電層之金屬相同,亦可不同。
上述芯物質之形狀並無特別限定。芯物質之形狀較佳為塊狀。作為芯物質,例如可列舉:粒子狀之塊、複數個微小粒子凝集而成之凝集塊、及不定形之塊等。
[絕緣性粒子]
上述絕緣性粒子係具有絕緣性之粒子。絕緣性粒子小於導電性粒子。若使用附有絕緣性粒子之導電性粒子而連接電極間,則可藉由絕緣性粒子而防止鄰接之電極間之短路。具體而言,於複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子接觸時,由於在複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子間存在絕緣性粒子,故而可防止於橫方向鄰接之電極間之短路,而並非上下之電極間。此外,於電極間之連接時,藉由以2個電極對附有絕緣性粒子之導電性粒子加壓,可容易地排除導電層與電極之間之絕緣性粒子。於在導電性粒子之表面設置有突起之情形時,可更容易地排除導電層與電極之間之絕緣性粒子。進而由於突起部分使與電極之接觸變得容易,故而連接可靠性提高。
作為構成絕緣性粒子之材料,可列舉絕緣性之樹脂、及絕緣性之無機物等。作為上述絕緣性之樹脂,可列舉作為用以形成可用作基材粒子之樹脂粒子的樹脂而列舉之上述樹脂。作為上述絕緣性之無機物,可列舉作為用以形成可用作基材粒子之無機粒子的無機物而列舉之上述無機物。
作為上述絕緣性粒子之材料即絕緣性樹脂之具體例,可列舉:聚烯烴類、(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、熱硬化性樹脂及水溶性樹脂等。
作為上述聚烯烴類,可列舉:聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作為上述(甲基)丙烯酸酯聚合物,可列舉:聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯及聚(甲基)丙烯酸丁酯等。作為上述嵌段聚合物,可列舉:聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB(styrene-butadiene,苯乙烯-丁二烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及SBS(styrene-butadiene-styrene,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及該等之氫化物等。作為上述熱塑性樹脂,可列舉乙烯基聚合物及乙烯基共聚物等。作為上述熱硬化性樹脂,可列舉環氧樹脂、酚樹脂及三聚氰胺樹脂等。作為上述水溶性樹脂,可列舉:聚乙烯基醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯基吡咯啶酮、聚環氧乙烷及甲基纖維素等。其中,較佳為水溶性樹脂,更佳為聚乙烯基醇。
就進一步提高熱壓接時之絕緣性粒子之脫離性之觀點而言,絕緣性粒子本體較佳為無機粒子。作為該無機粒子,可列舉:白砂粒子、羥磷石灰粒子、氧化鎂粒子、氧化鋯粒子及二氧化矽粒子等。就進一步提高熱壓接時之絕緣性粒子之脫離性之觀點而言,上述絕緣性粒子本體較佳為二氧化矽粒子。作為二氧化矽粒子,可列舉粉碎二氧化矽、球狀二氧化矽,較佳為使用球狀二氧化矽。另外,二氧化矽粒子較佳為於表面具有例如羧基、羥基等可化學性結合之官能基,更佳為具有羥基。無機粒子比較硬,尤其是二氧化矽粒子比較硬。若將使用此種較硬之絕緣性粒子直接作為絕緣性粒子之附有絕緣性粒子之導電性粒子添加於黏合劑樹脂中而混練,則絕緣性粒子較硬,因此存在絕緣性粒子容易自導電性粒子之表面脫離之傾向。然而,於使用本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之情形時,尤其由於絕緣性粒子具有由上述高分子化合物所形成之層,故而即便使用較硬之絕緣性粒子本體,亦可於上述混練時,抑制具有較硬之絕緣性粒子本體之絕緣性粒子脫離。
由上述高分子化合物所形成之層例如發揮作為柔軟層之作用。
作為由上述高分子化合物所形成之層中的高分子化合物或者藉由聚合等而成為該高分子化合物之化合物,較佳為具有可聚合之反應性官能基之化合物。該可聚合之反應性官能基較佳為不飽和雙鍵。例如,可於絕緣性粒子本體之表面上使具有不飽和雙鍵之化合物(成為高分子化合物之化合物)進行聚合反應,另外,亦可使高分子化合物與絕緣性粒子本體之表面之反應性官能基進行反應。作為上述高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物,可列舉具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有環氧基之化合物及具有乙烯基之化合物等。就當將附有絕緣性粒子之導電性粒子分散時等,抑制絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離之觀點而言,上述高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物較佳為具有選自由(甲基)丙烯醯基、縮水甘油基及乙烯基所組成之群中之至少1種反應性官能基。其中,就進一步抑制絕緣性粒子之脫離之觀點而言,上述高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物較佳為具有(甲基)丙烯醯基。
作為上述具有(甲基)丙烯醯基之化合物之具體例,可列舉甲基丙烯酸、丙烯酸羥基乙酯及二甲基丙烯酸乙二醇等。
作為上述環氧化合物之具體例,可列舉雙酚A型環氧樹脂及間苯二酚縮水甘油醚等。
作為上述具有乙烯基之化合物之具體例,可列舉苯乙烯及乙酸乙烯酯等。
上述高分子化合物之重量平均分子量較佳為1000以上。上述高分子化合物之重量平均分子量之上限並無特別限定,上述高分子化合物之重量平均分子量較佳為20000以下。該重量平均分子量表示藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)而測定之聚苯乙烯換算之值。
於上述絕緣性粒子本體之表面形成由上述高分子化合物所形成之層之方法並無特別限定。較佳為以覆蓋絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域之方式,使用高分子化合物或者成為高分子化合物之化合物,形成由高分子化合物所形成之層,獲得絕緣性粒子。作為由上述高分子化合物所形成之層之形成方法之一例,可列舉使具有反應性雙鍵及羥基之化合物與表面具有乙烯基等反應性官能基之絕緣性粒子本體,於絕緣性粒子本體之表面上進行聚合之方法等。其中,亦可使用該形成方法以外之方法。
上述絕緣性粒子本體與上述層進行化學性結合。該化學性結合中包括共價結合、氫結合、離子結合及配位結合等。其中,較佳為共價結合,較佳為使用反應性官能基之化學性結合。
作為形成上述化學性結合之反應性官能基,例如可列舉:乙烯基、(甲基)丙烯醯基、矽烷基、矽烷醇基、羧基、胺基、銨基、硝基、羥基、羰基、硫醇基、磺酸基、鋶基、硼酸基、唑啉基、吡咯啶酮基、磷酸基及腈基等。其中,較佳為乙烯基、(甲基)丙烯醯基。
就進一步抑制絕緣性粒子之脫離,且進一步提高連接構造體中之絕緣可靠性之觀點而言,作為上述絕緣性粒子本體,較佳為使用表面具有反應性官能基之絕緣性粒子本體。就進一步抑制絕緣性粒子之脫離,且進一步提高連接構造體中之絕緣可靠性之觀點而言,作為上述絕緣性粒子本體,較佳為使用利用具有反應性官能基之化合物而進行表面處理之絕緣性粒子本體。就進一步抑制絕緣性粒子之脫離,且進一步提高連接構造體中之絕緣可靠性之觀點而言,較佳為藉由使用表面具有反應性官能基之上述絕緣性粒子本體、及高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物,使由上述高分子化合物所形成之層化學性結合於上述絕緣性粒子本體之表面之反應性官能基,而獲得上述絕緣性粒子本體與上述層進行化學性結合之上述絕緣性粒子。
作為上述絕緣性粒子本體於表面具有之上述反應性官能基,可列舉(甲基)丙烯醯基、縮水甘油基、羥基、乙烯基及胺基等。上述絕緣性粒子本體於表面具有之上述反應性官能基較佳為選自由(甲基)丙烯醯基、縮水甘油基、羥基、乙烯基及胺基所組成之群中之至少1種反應性官能基。
作為用以向上述絕緣性粒子本體之表面導入上述反應性官能基之化合物(表面處理物質),可列舉:具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有環氧基之化合物及具有乙烯基之化合物等。
作為用以向上述絕緣性粒子本體之表面導入作為上述反應性官能基之乙烯基的化合物(表面處理物質),可列舉:具有乙烯基之矽烷化合物、及具有乙烯基之鈦化合物、及具有乙烯基之磷酸化合物等。上述表面處理物質較佳為具有乙烯基之矽烷化合物。作為上述具有乙烯基之矽烷化合物,可列舉:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷及乙烯基三異丙氧基矽烷等。
作為用以向上述絕緣性粒子本體之表面導入作為上述反應性官能基之(甲基)丙烯醯基的化合物(表面處理物質),可列舉:具有(甲基)丙烯醯基之矽烷化合物、及具有(甲基)丙烯醯基之鈦化合物、及具有(甲基)丙烯醯基之磷酸化合物等。上述表面處理物質亦較佳為具有(甲基)丙烯醯基之矽烷化合物。作為上述具有(甲基)丙烯醯基之矽烷化合物,可列舉:(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷及(甲基)丙烯醯氧基丙基三(二甲氧基)矽烷等。
上述絕緣性粒子較佳為並非以藉由使用上述絕緣性粒子本體及高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物的混合之摩擦而形成。另外,較佳為上述絕緣性粒子本體之表面係使用混成法而由上述層所包覆。於使用藉由混合之摩擦或混成法而形成絕緣性粒子之情形時,層容易自絕緣性粒子本體之表面上脫離。另外,混練時所形成之層之碎片容易附著於絕緣性粒子之表面。因此,存在附有絕緣性粒子之導電性粒子之導電層之表面上所脫離之層或層之碎片附著,連接構造體中之導通可靠性容易降低之傾向。因此,就進一步抑制絕緣性粒子之脫離,進一步提高連接構造體中之絕緣可靠性及導通可靠性之觀點而言,較佳為絕緣性粒子並非以藉由混合之摩擦而形成,較佳為不使用混成法。
當獲得上述絕緣性粒子時,相對於上述絕緣性粒子本體100重量份之上述高分子化合物或者成為該高分子之化合物之使用量較佳為30重量份以上,更佳為50重量份以上,較佳為500重量份以下,更佳為300重量份以下。若上述高分子化合物之使用量為上述下限以上及上述上限以下,則可形成良好之層。
作為由上述高分子化合物所形成之層之具體製造條件之一例,可列舉以下之製造條件。
首先,於水等溶劑100~500重量份中,添加表面具有反應性官能基之絕緣性粒子本體1~3重量份、具有反應性雙鍵及羥基之化合物0.1~20重量份、交聯劑0.01~5重量份、分散劑0.1~5重量份及熱聚合起始劑0.1~5重量份。繼而,一面以Three-One Motor攪拌一面以油浴升溫至熱聚合起始劑之反應溫度以上,開始聚合,將該狀態保持5小時以上而反應。其後,使用離心分離機,去除未反應之化合物,獲得絕緣性粒子本體之表面由上述層所包覆之絕緣性粒子。
於在上述絕緣性粒子之表面與導電性粒子之表面存在羥基之情形時,藉由脫水反應,絕緣性粒子與導電性粒子之附著力適度提高。
作為用以向絕緣性粒子之表面導入羥基之具有羥基之化合物,可列舉含有P-OH基之化合物及含有Si-OH基之化合物等。
作為上述含有P-OH基之化合物之具體例,可列舉:甲基丙烯酸酸式磷氧基乙酯、甲基丙烯酸酸式磷氧基丙酯、酸式磷氧基聚氧乙二醇單甲基丙烯酸酯及酸式磷氧基聚氧丙二醇單甲基丙烯酸酯等。上述含有P-OH基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述含有Si-OH基之化合物之具體例,可列舉:乙烯基三羥基矽烷、及3-甲基丙烯醯氧基丙基三羥基矽烷等。上述含有Si-OH基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
例如,表面具有羥基之絕緣性粒子可藉由使用矽烷偶合劑之處理而獲得。作為上述矽烷偶合劑,例如可列舉羥基三甲氧基矽烷等。
上述絕緣性粒子之粒徑可根據導電性粒子之粒徑及附有絕緣性粒子之導電性粒子之用途等而適當選擇。絕緣性粒子之平均粒徑較佳為0.005~1 μm之範圍內。絕緣性粒子之平均粒徑更佳為0.01 μm以上,更佳為0.5 μm以下。若絕緣性粒子之平均粒徑為上述下限以上,則當附有絕緣性粒子之導電性粒子分散於黏合劑樹脂中時,複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子彼此難以接觸。若絕緣性粒子之平均粒徑為上述上限以下,則於電極間之連接時,為了排除電極與導電性粒子之間之絕緣性粒子,必需過度提高壓力,亦必需加熱至高溫。
上述絕緣性粒子之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。絕緣性粒子之平均粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。
上述絕緣性粒子之平均粒徑較佳為導電性粒子之平均粒徑之1/3以下,進而較佳為1/5以下。絕緣性粒子之平均粒徑較佳為導電性粒子之平均粒徑之1/1000以上,進而較佳為1/100以上,最佳為1/10以上。若絕緣性粒子之平均粒徑為導電性粒子之平均粒徑之1/5以下,則例如於製造附有絕緣性粒子之導電性粒子時,可使絕緣性粒子更有效率地附著於導電性粒子之表面。
上述絕緣性粒子之平均粒徑較佳為上述導電性粒子中之上述導電層之厚度之0.5倍以上,進而較佳為1倍以上。上述絕緣性粒子之平均粒徑較佳為上述導電性粒子中之上述導電層之厚度之20倍以下,進而較佳為10倍以下。若絕緣性粒子之平均粒徑與導電層之厚度滿足如上所述之較佳關係,則複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子彼此難以接觸,可容易排除導電層與電極之間之絕緣性粒子。
上述絕緣性粒子之平均粒徑較佳為芯物質之平均粒徑之0.5倍以上,進而較佳為1倍以上。上述絕緣性粒子之平均粒徑較佳為芯物質之平均粒徑之20倍以下,進而較佳為10倍以下。若上述絕緣性粒子之平均粒徑與上述芯物質之平均粒徑滿足如上所述之較佳關係,則複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子彼此難以接觸,可容易排除導電層與電極之間之絕緣性粒子。
上述芯物質之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。芯物質之平均粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。
上述絕緣性粒子本體之彈性模數較佳為上述導電性粒子中之上述導電層之彈性模數之1/1以下,進而較佳為1/2以下。上述絕緣性粒子本體之彈性模數較佳為上述導電性粒子中之上述導電層之彈性模數之1/100以上,進而較佳為1/50以上。若上述絕緣性粒子之彈性模數與上述導電層之彈性模數滿足如上所述之較佳關係,則複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子彼此難以接觸,可容易排除導電層與電極之間之絕緣性粒子。
上述彈性模數係使用精密萬能試驗機,依據JIS K7208而測定。
於絕緣性粒子之平均粒徑為200 nm之情形時,上述絕緣性粒子之圓球度較佳為50 nm以下。
上述絕緣性粒子之變動係數(CV值)較佳為1%以上,較佳為10%以下,更佳為8%以下。
亦可使用粒徑不同之2種以上絕緣性粒子。於此情形時,可於導電性粒子之表面之較大絕緣性粒子之間存在較小之絕緣性粒子,因此可減小導電性粒子之露出面積。因此,即便複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子接觸,鄰接之導電性粒子亦難以接觸,因此可抑制鄰接之電極間之短路。較小之絕緣性粒子之平均粒徑較佳為較大之絕緣性粒子之平均粒徑之1/2以下。較小之絕緣性粒子之數量較佳為較大之絕緣性粒子之數量之1/4以下。
由上述高分子化合物所形成之層與上述絕緣性粒子本體相比,柔軟性更高。利用通常由有機化合物所形成之高分子化合物而形成之層與無機粒子相比,柔軟性更高。上述層與上述絕緣性粒子本體之柔軟性可藉由測定例如壓縮恢復率而評價。另外,藉由並不測定絕緣性粒子本體之壓縮恢復率及層之壓縮恢復率,而是測定絕緣性粒子之壓縮恢復率,由絕緣性粒子之壓縮恢復率之值計算出差分,可判定上述層與上述絕緣性粒子本體之柔軟性。
上述壓縮恢復率例如可計算與對上述絕緣性粒子施加一定荷重時之粒徑之變化量相對的解除荷重時之粒徑之變化量的比例而算出。
例如藉由使用微小壓縮試驗機(島津製作所製造),將以由高分子化合物所形成之層包覆二氧化矽粒子之表面之絕緣性粒子,於20℃下以1 N之力壓縮後,計測解除荷重時之粒子之變形,可測定壓縮恢復率。
測定時,以成為最密填充之方式向1 cm3 (內徑縱1 cm×橫1 cm×高度1 cm)之不鏽鋼製杯中加入絕緣性粒子後,以可移動之方式設置0.90 cm2 (縱0.95 cm×橫0.95 cm)之不鏽鋼製蓋,自蓋之上部實施壓縮試驗,亦可由蓋之移動範圍來測定壓縮恢復率。
(附有絕緣性粒子之導電性粒子)
作為使絕緣性粒子附著於上述導電性粒子及上述導電層之表面之方法,可列舉化學性方法、及物理性或者機械性方法等。作為上述化學方法,例如可列舉介面聚合法、粒子存在下之懸浮聚合法及乳化聚合法等。作為上述物理性或者機械性方法,可列舉噴霧乾燥、混成、靜電附著法、噴霧法、藉由浸漬及真空蒸鍍之方法等。其中,混成法中,由於存在容易產生絕緣性粒子之脫離之傾向,故而使絕緣性粒子附著於上述導電性粒子及上述導電層之表面之方法較佳為混成法以外之方法。其中,由於絕緣性粒子難以脫離,故而較佳為經由化學性結合而使絕緣性粒子附著於導電層之表面之方法。
本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,絕緣性粒子較佳為不利用混成法而附著。於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分,較佳為未附著高分子化合物。此種附有絕緣性粒子之導電性粒子可藉由不使用混成法而獲得。
此外,如圖6所示,使用混成法之先前之附有絕緣性粒子之導電性粒子101中,於導電性粒子102之表面之絕緣性粒子103所附著之部分102a以外之部分102b亦附著高分子化合物104。其原因在於,藉由混成法,施加壓縮剪切力,反覆產生絕緣性粒子之附著及脫離,絕緣性粒子緩緩地附著。藉由壓縮剪切力,絕緣性粒子之由高分子化合物所形成之層剝落,所剝落之高分子化合物附著於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分。附著於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分的高分子化合物提高導電性粒子之體積電阻率,或降低電極間之連接電阻。
作為使絕緣性粒子附著於上述導電性粒子及上述導電層之表面之方法之一例,可列舉以下方法。
首先,於水等溶劑中加入導電性粒子,一面攪拌一面緩緩添加絕緣性粒子。充分攪拌後,分離附有絕緣性粒子之導電性粒子,利用真空乾燥機等加以乾燥,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
上述導電層較佳為於表面具有可與絕緣性粒子反應之反應性官能基。絕緣性粒子較佳為於表面具有可與導電層反應之反應性官能基。藉由該等反應性官能基,絕緣性粒子難以不期望地自導電性粒子之表面脫離。
作為上述反應性官能基,考慮反應性而選擇適當之基。作為上述反應性官能基,可列舉羥基、乙烯基及胺基等。由於反應性優異,故而上述反應性官能基較佳為羥基。上述導電性粒子較佳為於表面具有羥基。上述絕緣性粒子較佳為於表面具有羥基。
(異向性導電材料)
本發明之異向性導電材料包含本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
於使用上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之情形時,當使附有絕緣性粒子之導電性粒子分散於黏合劑樹脂中時等,絕緣性粒子難以自導電性粒子之表面脫離。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。作為上述黏合劑樹脂,通常使用絕緣性之樹脂。作為上述黏合劑樹脂,例如可列舉:乙烯基樹脂、熱塑性樹脂、硬化性樹脂、熱塑性嵌段共聚物及彈性體等。上述黏合劑樹脂可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述乙烯基樹脂,例如可列舉乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂及苯乙烯樹脂等。作為上述熱塑性樹脂,例如可列舉聚烯烴樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚醯胺樹脂等。作為上述硬化性樹脂,例如可列舉環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及不飽和聚酯樹脂等。此外,上述硬化性樹脂可為常溫硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂或者濕氣硬化型樹脂。上述硬化性樹脂可與硬化劑併用。作為上述熱塑性嵌段共聚物,例如可列舉苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物、及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物等。作為上述彈性體,例如可列舉苯乙烯-丁二烯共聚合橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚合橡膠等。
上述異向性導電材料除了含有上述附有絕緣性粒子之導電性粒子及上述黏合劑樹脂之外,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。
使上述附有絕緣性粒子之導電性粒子分散於上述黏合劑樹脂中之方法,可使用先前公知之分散方法,並無特別限定。作為使附有絕緣性粒子之導電性粒子分散於黏合劑樹脂中之方法,例如可列舉:於黏合劑樹脂中添加附有絕緣性粒子之導電性粒子後,以行星式混合機等進行混練而使其分散之方法;使用均質機等使附有絕緣性粒子之導電性粒子均勻分散於水或者有機溶劑中後,添加於黏合劑樹脂中,以行星式混合機等進行混練而使其分散之方法;以及將黏合劑樹脂以水或有機溶劑等稀釋後,添加附有絕緣性粒子之導電性粒子,以行星式混合機等進行混練而使其分散之方法等。
本發明之異向性導電材料可用作異向性導電膏或者異向性導電膜。於本發明之異向性導電材料用作異向性導電膜等膜狀接著劑之情形時,可於包含附有絕緣性粒子之導電性粒子之膜狀接著劑上,積層不含附有絕緣性粒子之導電性粒子或者導電性粒子之膜狀接著劑。
本發明之異向性導電材料較佳為異向性導電膏。異向性導電膏之操作性及電路填充性優異。當獲得異向性導電膏時,雖對附有絕緣性粒子之導電性粒子賦予比較大之力,但藉由本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子之使用,可抑制絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離。
上述異向性導電材料100重量%中,上述黏合劑樹脂之含量較佳為10~99.99重量%之範圍內。黏合劑樹脂之含量更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,特佳為70重量%以上,更佳為99.9重量%以上。若黏合劑樹脂之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可於電極間有效率地配置附有絕緣性粒子之導電性粒子,可進一步提高由異向性導電材料所連接之連接物件構件之導通可靠性。
上述異向性導電材料100重量%中,上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之含量較佳為0.01~40重量%之範圍內。上述附有絕緣性粒子之導電性粒子之含量更佳為0.1重量%以上,更佳為20重量%以下,進而較佳為15重量%以下。若附有絕緣性粒子之導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則進一步提高電極間之導通可靠性。
(連接構造體)
藉由使用本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子,或者使用包含該附有絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之異向性導電材料,將連接物件構件連接,可獲得連接構造體。
上述連接構造體較佳為如下連接構造體,其包括第1連接物件構件、第2連接物件構件、及將第1、第2連接物件構件電性連接之連接部,該連接部係由上述附有絕緣性粒子之導電性粒子所形成,或者由包含該附有絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之異向性導電材料所形成。於使用附有絕緣性粒子之導電性粒子之情形時,連接部自身係由附有絕緣性粒子之導電性粒子所形成。即,第1、第2連接物件構件係利用附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子而電性連接。
圖4係示意地表示使用圖1所示之附有絕緣性粒子之導電性粒子1的連接構造體之剖面圖。
圖4所示之連接構造體51包括第1連接物件構件52、第2連接物件構件53、及將第1、第2連接物件構件52、53連接之連接部54。連接部54係利用包含附有絕緣性粒子之導電性粒子1及黏合劑樹脂之異向性導電材料而形成。圖4中,為了圖示之方便,附有絕緣性粒子之導電性粒子1係簡略表示。除了附有絕緣性粒子之導電性粒子1以外,亦可使用附有絕緣性粒子之導電性粒子21、41。
第1連接物件構件52於上表面52a具有複數個電極52b。第2連接物件構件53於下表面53a具有複數個電極53b。電極52b與電極53b係利用1個或者複數個附有絕緣性粒子之導電性粒子1而電性連接。因此,第1、第2連接物件構件52、53係利用附有絕緣性粒子之導電性粒子1而電性連接。
上述連接構造體之製造方法並無特別限定。作為連接構造體之製造方法之一例,可列舉:於第1連接物件構件與第2連接物件構件之間配置上述異向性導電材料而獲得積層體後,對該積層體進行加熱及加壓之方法等。
上述加壓之壓力為9.8×104 ~4.9×106 Pa左右。上述加熱之溫度為120~220℃左右。
當對上述積層體進行加熱及加壓時,可排除存在於導電性粒子2與電極52b、53b之間的絕緣性粒子3。例如,當上述加熱及加壓時,存在於導電性粒子2與電極52b、53b之間之絕緣性粒子3熔融,或變形,導電性粒子2之表面部分地露出。此外,當上述加熱及加壓時,由於賦予較大之力,故而亦有一部分絕緣性粒子3自導電性粒子2之表面剝離,導電性粒子2之表面部分地露出之情況。藉由導電性粒子2之表面露出之部分接觸於電極52b、53b,可經由導電性粒子2而將電極52b、53b電性連接。
作為上述連接對象構件,具體而言可列舉:半導體晶片、電容器及二極體等電子零件,以及印刷基板、可撓性印刷基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。上述異向性導電材料為糊料狀,較佳為以糊料之狀態塗佈於連接物件構件上。上述附有絕緣性粒子之導電性粒子及異向性導電材料較佳為用於作為電子零件之連接物件構件之連接。
本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子尤其適宜用於以玻璃基板及半導體晶片為連接物件構件之COG(chip on glass,玻璃覆晶)、或者以玻璃基板及可撓性印刷基板(flexible print circuit,FPC)為連接物件構件之FOG(film on glass,玻璃覆膜)。本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子可用於COG,亦可用於FOG。本發明之連接構造體中較佳為,上述第1、第2連接物件構件為玻璃基板與半導體晶片,或者為玻璃基板與可撓性印刷基板。上述第1、第2連接物件構件可為玻璃基板與半導體晶片,亦可為玻璃基板與可撓性印刷基板。
於以玻璃基板及半導體晶片為連接物件構件之COG中使用之半導體晶片上,較佳為設置凸塊。該凸塊尺寸較佳為1000 μm2 以上、10000 μm2 以下之電極面積。設置有該凸塊(電極)之半導體晶片中之電極空間較佳為30 μm以下,更佳為20 μm以下,進而較佳為10 μm以下。如上所述之COG用途中,適宜使用本發明之附有絕緣性粒子之導電性粒子。以玻璃基板及可撓性印刷基板為連接物件構件之FOG中使用之FPC上,電極空間較佳為30 μm以下,更佳為20 μm以下。
設置於上述連接物件構件之電極,可列舉:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極及鎢電極等金屬電極。於上述連接物件構件為可撓性印刷基板之情形時,上述電極較佳為金電極、鎳電極、錫電極或者銅電極。於上述連接物件構件為玻璃基板之情形時,上述電極較佳為鋁電極、銅電極、鉬電極或者鎢電極。此外,於上述電極為鋁電極之情形時,可為僅由鋁形成之電極,亦可為於金屬氧化物層之表面積層有鋁層之電極。作為上述金屬氧化物,可列舉摻雜有3價金屬元素之氧化銦及摻雜有3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可列舉Sn、Al及Ga等。
以下,列舉實施例及比較例,對本發明進行具體說明。本發明並非僅限定於以下實施例。
(實施例1)
導電性粒子:
準備於二乙烯基苯樹脂粒子之表面上形成有鍍鎳層(導電層)之導電性粒子(平均粒徑為3.01 μm,導電層之厚度為0.2 μm)。
絕緣性粒子之製作:
將使用溶膠凝膠法而製作之二氧化矽粒子(平均粒徑為200 nm)之表面以乙烯基三乙氧基矽烷包覆,獲得表面具有作為反應性官能基之乙烯基之絕緣性粒子作為絕緣性粒子本體。具體而言,使用Three-One Motor,使二氧化矽粒子10重量份分散於將水與乙醇以重量比1:9混合而成之液400 ml中,獲得第1分散液。繼而,使乙烯基三乙氧基矽烷0.1重量份分散於將水與乙醇以重量比1:9混合而成之液100 ml中,獲得第2分散液。其後,將上述第2分散液以10分鐘滴下至上述第1分散液中,獲得混合液。滴下後,將所得之混合液攪拌30分鐘。其後,將混合液過濾,於100℃下乾燥2小時後,以篩網進行篩分,藉此獲得絕緣性粒子本體。
向水200 mL中,調配上述絕緣性粒子本體1重量份、作為成為高分子化合物之化合物的甲基丙烯酸2重量份、作為成為高分子化合物之化合物的二甲基丙烯酸乙二醇1重量份、起始劑(和光純藥工業公司製造之「V-50」)0.5重量份、及作為乳化劑之聚氧乙烯月桂醚(花王公司製造之「Emulgen 106」)1重量份,使用超音波照射機而使其充分乳化。其後,一面以Three-One Motor充分攪拌一面升溫至70℃,於70℃下保持6小時,使上述單體聚合。
其後,加以冷卻,以離心分離機進行2次固液分離,藉由清洗而去除多餘之單體,獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子。繼而,將所得之絕緣性粒子分散於純水30 mL中,獲得絕緣性粒子之分散液。此時,由高分子化合物所包覆之絕緣性粒子之平均粒徑為324 nm。
附有絕緣性粒子之導電性粒子之製作:
向1 L之可分離燒瓶中加入純水250 mL、乙醇50 mL、及上述導電性粒子15重量份,充分攪拌,獲得包含導電性粒子之液。向該包含導電性粒子之液中,一面照射超音波一面以10分鐘滴下上述絕緣性粒子之分散液後,升溫至40℃,攪拌1小時。其後,加以過濾,利用真空乾燥機於100℃下使其乾燥8小時,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例2)
除了當獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子時,將成為高分子化合物之化合物變更為甲基丙烯酸2.5重量份、二乙烯基苯1.2重量份以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
此外,於上述絕緣性粒子之分散液之狀態下,由高分子化合物所包覆之絕緣性粒子之平均粒徑為335 nm。
(實施例3)
除了將二氧化矽粒子之表面以甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷包覆,獲得表面具有甲基丙烯醯基之絕緣性粒子作為絕緣性粒子本體,以及當使用該絕緣性粒子本體而獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子時,將成為高分子化合物之化合物變更為乙酸乙烯酯2.2重量份、N,N-亞甲基雙丙烯醯胺1.0重量份以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
此外,除了當獲得絕緣性粒子本體時,使用二氧化矽粒子10重量份及甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷0.1重量份以外,利用與實施例1相同之方法獲得絕緣性粒子本體。另外,於上述絕緣性粒子之分散液之狀態下,由高分子化合物所包覆之絕緣性粒子之平均粒徑為326 nm。
(實施例4)
除了使用於二乙烯基苯樹脂粒子之表面附著有鎳粉體(100 nm)作為芯物質,且於附著有鎳粉體之二乙烯基苯粒子之表面上形成有鍍鎳層(導電層)之導電性粒子(平均粒徑為3.03 μm,導電層之厚度為0.21 μm)以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例5)
除了當獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子時,將成為高分子化合物之化合物變更為甲基丙烯酸0.4重量份、二甲基丙烯酸乙二醇0.05重量份以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
此外,於上述絕緣性粒子之分散液之狀態下,由高分子化合物所包覆之絕緣性粒子之平均粒徑為248 nm。
(比較例1)
除了不將絕緣性粒子本體之表面由高分子化合物包覆以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
即,當使絕緣性粒子附著於導電性粒子之表面時,使用將上述表面具有乙烯基之絕緣性粒子(未由高分子化合物包覆)分散於純水30 mL中而成之分散液作為上述絕緣性粒子之分散液。
(實施例6)
使用物理性/機械性混成法,使實施例1中製作之絕緣性粒子附著於實施例1中準備之導電性粒子上,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(比較例2)
除了使用以二乙烯基苯之聚合物製作之高分子微粒子(平均粒徑為240 nm)(未由高分子化合物包覆)作為絕緣性粒子以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例1~6及比較例1、2之評價)
(1)附有絕緣性粒子之導電性粒子中之包覆率及絕緣性粒子之殘存率
於超音波處理前,藉由利用SEM之觀察而觀察100個實施例及比較例之附有絕緣性粒子之導電性粒子。求出附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子之表面積整體中所占的由絕緣性粒子所包覆之部分之投影面積即包覆率X1。
繼而,向乙醇100重量份中添加附有絕緣性粒子之導電性粒子3重量份,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液。將該附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液於400 W之超音波清洗機中,以20℃及38 kHz之條件一面攪拌5分鐘,一面進行超音波處理。於超音波處理後,藉由利用SEM之觀察而觀察100個附有絕緣性粒子之導電性粒子,求出附有絕緣性粒子之導電性粒子中之導電性粒子之表面積整體中所占的由絕緣性粒子所包覆之部分之投影面積即包覆率X2。38 kHz下之絕緣性粒子之殘存率係根據包覆率X1及包覆率X2,利用下述式(1)求出。
絕緣性粒子之殘存率(%)=(超音波處理後之包覆率X2/超音波處理前之包覆率X1)×100 ‧‧‧式(1)
另外,除了將超音波處理之條件由38 kHz變更為40 kHz以外,以相同之方式求出40 kHz下之絕緣性粒子之殘存率。
(2)連接構造體之製作1(COG1)
以含量成為10重量%之方式,將實施例及比較例之附有絕緣性粒子之導電性粒子添加於三井化學公司製造之「Structbond XN-5A」中,使其分散,獲得異向性導電膏。
準備於上表面具有L/S為20 μm/20 μm之ITO電極圖案之透明玻璃基板。另外,準備於下表面具有L/S為20 μm/20 μm之銅電極圖案之半導體晶片。該半導體晶片之凸塊之電極面積為2000 μm2
於上述透明玻璃基板上,以厚度成為30 μm之方式塗佈所得之異向性導電膏,形成異向性導電膏層。繼而,於異向性導電膏層上,以電極彼此對向之方式積層上述半導體晶片。其後,一面以異向性導電膏層之溫度成為185℃之方式調整頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,施加3 MPa之壓力而使異向性導電膏層於185℃下完全硬化,獲得連接構造體(COG1)。
(3)導通評價(上下之電極間)
利用4端子法分別測定所得連接構造體(COG1)之上下之電極間之連接電阻。算出2個連接電阻之平均值。此外,根據電壓=電流×電阻之關係,可藉由測定流通一定電流時之電壓而求出連接電阻。將連接電阻之平均值為2.0 Ω以下之情況判定為「○」,將連接電阻之平均值超過2.0 Ω之情況判定為「×」。
(4)絕緣評價(於橫方向鄰接之電極間)
於所得之連接構造體(COG1)中,藉由以試驗機測定電阻而評價鄰接之電極間之漏電之有無。於電阻超過500 MΩ之情形時,作為無漏電,將結果判定為「○」,於電阻為500 MΩ以下之情形時,作為有漏電,將結果判定為「×」。
(5)連接構造體之製作2(COG2)
準備於上表面具有L/S為30 μm/30 μm之ITO電極圖案之透明玻璃基板。另外,準備於下表面具有L/S為30 μm/30 μm之銅電極圖案之半導體晶片。該半導體晶片之凸塊之電極面積為3000 μm2 。除了變更為該等連接物件構件以外,以與上述(2)連接構造體之製作相同之方式獲得連接構造體(COG2)。
(6)導通評價(上下之電極間)
對所得之連接構造體(COG2)進行與上述(3)相同之評價。
(7)絕緣評價(於橫方向鄰接之電極間)
對所得之連接構造體(COG2)進行與上述(4)相同之評價。
(8)連接構造體之製作3(FOG)
以含量成為5重量%之方式,將實施例及比較例之附有絕緣性粒子之導電性粒子添加於三井化學公司製造之「Structbond XN-5A」中,使其分散,獲得異向性導電膏。
準備於上表面具有L/S為30 μm/30 μm之ITO電極圖案之透明玻璃基板。另外,準備於下表面具有L/S為30 μm/30 μm之銅電極圖案之可撓性印刷基板。
於上述透明玻璃基板上,以厚度成為50 μm之方式塗佈所得之異向性導電膏,形成異向性導電膏層。繼而,於異向性導電膏層上,以電極彼此對向之方式積層上述可撓性印刷基板。其後,一面以異向性導電膏層之溫度成為185℃之方式調整頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,施加1 MPa之壓力而使異向性導電膏層於185℃下完全硬化,獲得連接構造體。
(9)導通評價(上下之電極間)
對所得之連接構造體(FOG)進行與上述(3)相同之評價。
(10)絕緣評價(於橫方向鄰接之電極間)
對所得之連接構造體(FOG)進行與上述(4)相同之評價。
將結果示於下述表1。
此外,實施例1~6中所得之絕緣性粒子中,藉由以上述方法測定絕緣性粒子之壓縮恢復率,確認由高分子化合物所形成之層與二氧化矽粒子相比,柔軟性更高。
另外,實施例1~5之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,確認於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分未附著高分子化合物。此外,實施例6中,由於使用物理性/機械性混成法,故而於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分,存在附著有高分子化合物之部位。如此,若於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分附著有高分子化合物,則視情況存在導通可靠性降低之可能性。
(實施例7)
導電性粒子:
準備於二乙烯基苯樹脂粒子之表面上形成有鍍鎳層(導電層)之導電性粒子(平均粒徑為3.01 μm,導電層之厚度為0.2 μm)。
絕緣性粒子之製作:
將使用溶膠凝膠法而製作之二氧化矽粒子(平均粒徑為200 nm)之表面以乙烯基三乙氧基矽烷包覆,獲得表面具有作為反應性官能基之乙烯基之絕緣性粒子作為絕緣性粒子本體。
於水200 mL中,將上述絕緣性粒子本體1重量份、作為成為高分子化合物之化合物的甲基丙烯酸0.22重量份、作為成為高分子化合物之化合物的二甲基丙烯酸乙二醇0.05重量份、及起始劑(和光純藥工業公司製造之「V-50」)0.5重量份,一面以Three-One Motor充分攪拌,一面升溫至70℃,於70℃下保持6小時,使上述單體聚合。
其後,加以冷卻,以離心分離機進行2次固液分離,藉由清洗而去除多餘之單體,獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子。繼而,將所得之絕緣性粒子分散於純水30 mL中,獲得絕緣性粒子之分散液。
附有絕緣性粒子之導電性粒子之製作:
於1 L之可分離式燒瓶中加入純水250 mL、乙醇50 mL、及上述導電性粒子15重量份,充分攪拌,獲得包含導電性粒子之液。向該包含導電性粒子之液中,一面照射超音波,一面以10分鐘滴下上述絕緣性粒子之分散液後,升溫至40℃,攪拌1小時。其後,進行過濾,利用真空乾燥機於100℃下乾燥8小時,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例8)
除了當獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子時,將成為高分子化合物之化合物變更為甲基丙烯酸0.33重量份、二乙烯基苯0.05重量份以外,以與實施例7相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例9)
除了將二氧化矽粒子之表面以甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷包覆,獲得表面具有甲基丙烯醯基之絕緣性粒子作為絕緣性粒子本體,以及當使用該絕緣性粒子本體而獲得由高分子化合物包覆表面整體之絕緣性粒子時,將成為高分子化合物之化合物變更為乙酸乙烯酯0.28重量份、N,N-亞甲基雙丙烯醯胺0.05重量份以外,以與實施例7相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例10)
除了使用於二乙烯基苯樹脂粒子之表面附著有鎳粉體(100 nm)作為芯物質,且於附著有鎳粉體之二乙烯基苯粒子之表面上形成有鍍鎳層(導電層)之導電性粒子(平均粒徑為3.03 μm,導電層之厚度為0.21 μm)以外,以與實施例7相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例11)
使用物理性/機械性混成法,使實施例7中製作之絕緣性粒子附著於實施例7中準備之導電性粒子上,獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例7~11之評價)
關於實施例7~11中所得之附有絕緣性粒子之導電性粒子,進行與實施例1~6及比較例1、2相同之評價。
將結果示於下述表2。
此外,實施例7~10中所得之絕緣性粒子中,藉由以上述方法測定絕緣性粒子之壓縮恢復率,確認由高分子化合物所形成之層與二氧化矽粒子相比,柔軟性更高。
另外,實施例7~10之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,確認於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分,未附著高分子化合物。此外,實施例11中,由於使用物理性/機械性混成法,故而於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分,存在附著有高分子化合物之部位。如此,若於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分附著有高分子化合物,則視情況存在導通可靠性降低之可能性。
(實施例12)
除了代替二氧化矽粒子,而使用將甲基丙烯酸及二甲基丙烯酸乙二醇聚合而製作的表面具有羥基之高分子微粒子(平均粒徑為200 nm)以外,以與實施例1相同之方式獲得附有絕緣性粒子之導電性粒子。
(實施例12之評價)
關於實施例12中所得之附有絕緣性粒子之導電性粒子,進行與實施例1~6及比較例1、2相同之評價。
將結果示於下述表3。
此外,實施例12中所得之絕緣性粒子中,藉由測定絕緣性粒子之壓縮恢復率,確認由高分子化合物所形成之殼層與以高分子所形成之芯粒子相比,柔軟性更高。
另外,實施例12之附有絕緣性粒子之導電性粒子中,確認於導電性粒子之表面之絕緣性粒子所附著之部分以外之部分未附著高分子化合物。
實施例1~11及比較例1、2中所得之附有絕緣性粒子之導電性粒子之Cv值為4.6,20℃下之10%K值為4650 N/mm2 ,20℃下之壓縮恢復率為51%。
1...附有絕緣性粒子之導電性粒子
2...導電性粒子
3...絕緣性粒子
5...絕緣性粒子本體
6...層
11...基材粒子
12...導電層
21...附有絕緣性粒子之導電性粒子
22...導電性粒子
31...導電層
32...芯物質
33...突起
41...附有絕緣性粒子之導電性粒子
42...導電性粒子
46...導電層
46a...第1導電層
46b...第2導電層
47...芯物質
48...突起
51...連接構造體
52...第1連接物件構件
52a...上表面
52b...電極
53...第2連接物件構件
53a...下表面
53b...電極
54...連接部
圖1係表示本發明之第1實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子的剖面圖。
圖2係表示本發明之第2實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子的剖面圖。
圖3係表示本發明之第3實施形態之附有絕緣性粒子之導電性粒子的剖面圖。
圖4係示意地表示使用圖1所示之附有絕緣性粒子之導電性粒子之連接構造體的正面剖面圖。
圖5係用以對包覆率之評價方法進行說明之示意圖。
圖6係表示使用混成法之先前之附有絕緣性粒子之導電性粒子的剖面圖。
1...附有絕緣性粒子之導電性粒子
2...導電性粒子
3...絕緣性粒子
5...絕緣性粒子本體
6...層
11...基材粒子
12...導電層

Claims (12)

  1. 一種附有絕緣性粒子之導電性粒子,其包括:至少表面具有導電層之導電性粒子、及附著於上述導電性粒子之表面之絕緣性粒子;並且上述絕緣性粒子包括絕緣性粒子本體、及覆蓋該絕緣性粒子本體之表面之至少一部分區域且由高分子化合物所形成之層,上述絕緣性粒子本體與上述由高分子化合物所形成之層進行化學性結合。
  2. 如請求項1之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述絕緣性粒子本體為無機粒子。
  3. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述由高分子化合物所形成之層與上述絕緣性粒子本體相比,柔軟性更高。
  4. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中藉由使用表面具有反應性官能基之上述絕緣性粒子本體、及高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物,使由上述高分子化合物所形成之層化學性結合於上述絕緣性粒子本體之表面之反應性官能基,而獲得上述絕緣性粒子本體與上述由高分子化合物所形成之層進行化學性結合之上述絕緣性粒子。
  5. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述絕緣性粒子並非以藉由使用上述絕緣性粒子本體與高分子化合物或者成為該高分子化合物之化合物的混合之 摩擦而形成。
  6. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中當將於乙醇100重量份中添加有附有絕緣性粒子之導電性粒子3重量份的附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液,於20℃及40kHz之條件下進行5分鐘超音波處理時,由下述式(1)所求出之絕緣性粒子之殘存率為60~95%:絕緣性粒子之殘存率(%)=(超音波處理後之包覆率/超音波處理前之包覆率)×100...式(1)。
  7. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中當將於乙醇100重量份中添加有附有絕緣性粒子之導電性粒子3重量份的附有絕緣性粒子之導電性粒子含有液,於20℃及38kHz之條件下進行5分鐘超音波處理時,由下述式(1)所求出之絕緣性粒子之殘存率為60~95%:絕緣性粒子之殘存率(%)=(超音波處理後之包覆率/超音波處理前之包覆率)×100...式(1)。
  8. 如請求項1或2之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中在上述導電性粒子之表面積整體中所占的由上述絕緣性粒子所包覆之部分之面積的包覆率為40%以上。
  9. 如請求項8之附有絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述包覆率超過50%。
  10. 一種異向性導電材料,其包含如請求項1至9中任一項之附有絕緣性粒子之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
  11. 如請求項10之異向性導電材料,其係異向性導電膏。
  12. 一種連接構造體,其包括第1連接物件構件、第2連接物 件構件、及將該第1、第2連接物件構件連接之連接部,並且上述連接部係由如請求項1至9中任一項之附有絕緣性粒子之導電性粒子所形成,或者由包含該附有絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之異向性導電材料所形成。
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