TWI808149B - 附帶絕緣性粒子之導電性粒子、附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法、導電材料及連接結構體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。 本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上;且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基。

Description

附帶絕緣性粒子之導電性粒子、附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法、導電材料及連接結構體
本發明係關於一種於導電性粒子之表面配置有絕緣性粒子之附帶絕緣性粒子之導電性粒子、及附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法。又,本發明係關於一種使用上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之導電材料及連接結構體。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等之各向異性導電材料廣泛地為人所知。於該各向異性導電材料中,於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。又,作為導電性粒子,有時使用於導電層之表面實施有絕緣處理之導電性粒子。
上述各向異性導電材料係用以獲得各種連接結構體。作為使用上述各向異性導電材料之連接,例如可列舉:軟性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG(Film on Glass,鍍膜玻璃))、半導體晶片與軟性印刷基板之連接(COF(Chip on Film,薄膜覆晶))、半導體晶片與玻璃基板之連接(COG(Chip on Glass,玻璃覆晶))、以及軟性印刷基板與玻璃環氧基板之連接(FOB(Film on Board,鍍膜板))等。
又,作為上述導電性粒子,有時使用於導電性粒子之表面上配置有絕緣性粒子之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。進而,有時亦使用於導電層之表面上配置有絕緣層之被覆導電性粒子。
作為上述絕緣性粒子之一例,於下述專利文獻1中,揭示有存在於導電性粒子之表面且用以使上述導電性粒子絕緣之樹脂粒子。上述樹脂粒子包含聚合性成分之共聚合物,該聚合性成分至少包含(甲基)丙烯酸烷基酯及多元(甲基)丙烯酸酯作為必需成分。上述多元(甲基)丙烯酸酯係各(甲基)丙烯酸基相互經由3個以上之碳原子鍵結而成之化合物。
於下述專利文獻2中,揭示有如下之絕緣被覆導電性粒子,其具備:導電性粒子,其表面具有導電性;及絕緣性微粒子,其附著於上述導電性粒子之表面。於上述絕緣性微粒子中,含有來自交聯性單體之聚合物成分之核粒子之表面由含有來自交聯性單體之聚合物成分之覆膜層被覆。於上述絕緣性微粒子中,上述核粒子之由下述式(1)所定義之交聯度為7以上。於上述絕緣性微粒子中,上述核粒子之由下述式(1)所定義之交聯度高於上述覆膜層之由下述式(1)所定義之交聯度。
交聯度=交聯性單體之聚合性官能基數×(交聯性單體之莫耳數/全部單體之莫耳數)×100 式(1) [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-72324號公報 [專利文獻2]日本專利特開2010-86665號公報
[發明所欲解決之問題]
於先前之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,於將附帶絕緣性粒子之導電性粒子與黏合劑樹脂混合而製作各向異性導電材料時,存在絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離之情況。尤其是,於如專利文獻1中所記載般之先前之絕緣性粒子中,存在為了提高耐溶劑性,而使用交聯性單體(交聯劑)之情況。若交聯性單體(交聯劑)之含量較多,則能夠提高所獲得之絕緣性粒子之耐溶劑性。另一方面,由於所獲得之絕緣性粒子較硬且欠缺柔軟性,故而存在難以充分地提高對於導電性粒子之表面之密接性,而難以防止絕緣性粒子之自導電性粒子之表面之脫離之情況。其結果,存在於使用各向異性導電材料之導電連接時,難以大幅度提高不應連接且於橫向上相鄰之電極間之絕緣可靠性之情況。
為了解決上述問題,例如如專利文獻2等中所記載般,提出有將絕緣性粒子設為核殼結構,並調整核之表面之交聯度與殼之表面之交聯度之方法等。然而,於先前之方法中,於殼之交聯度較低之情形時,存在當附帶絕緣性粒子之導電性粒子彼此接觸時,產生很多固著或凝聚之情況。又,若使用產生了凝聚等之附帶絕緣性粒子之導電性粒子與黏合劑樹脂製作各向異性導電材料,則存在附帶絕緣性粒子之導電性粒子之分散性降低之情況。若使用此種各向異性導電材料,則於各向異性導電材料之塗佈後,存在導電性粒子並非以均勻性相當高之狀態配置於應連接之上下電極間之情況。進而,存在因凝聚之導電性粒子而產生不應連接且於橫向上相鄰之電極間之短路之情況。於先前之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,存在難以大幅度提高應連接之上下電極間之導通可靠性及不應連接且於橫向上相鄰之電極間之絕緣可靠性之情況。
本發明之目的在於提供一種於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性之附帶絕緣性粒子之導電性粒子、及附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法。又,本發明之目的在於提供一種使用上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之導電材料及連接結構體。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上;且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第1官能基與上述第2官能基具有可藉由刺激而進行反應之性質。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述刺激為加熱或光之照射。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上;上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,根據下述式(1)所求出之上述絕緣性粒子之交聯度為10以上。
交聯度=A×[(B/D)×100]+[(C/D)×100] 式(1)
上述式(1)中,A為交聯劑之聚合性官能基數,B為交聯劑之莫耳數,C為上述具有第1官能基之化合物及上述具有第2官能基之化合物之合計莫耳數,D為上述聚合性化合物之合計莫耳數。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第1官能基為環狀醚基、異氰酸酯基、醛基或腈基。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述環狀醚基為環氧基或氧雜環丁基。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述第2官能基為醯胺基、羥基、羧基、醯亞胺基或胺基。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之某一特定之態樣中,上述導電性粒子之粒徑為1 μm以上5 μm以下。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法,其具備使用至少表面具有導電部之導電性粒子、與複數個絕緣性粒子,於上述導電性粒子之表面上配置上述絕緣性粒子之配置步驟,且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法之某一特定之態樣中,上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法之某一特定之態樣中,上述配置步驟之溫度未達50℃,且獲得上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法之某一特定之態樣中,於上述配置步驟之後具備對上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加熱之加熱步驟,且上述加熱步驟之加熱溫度為70℃以上,上述加熱步驟之加熱時間為1小時以上,獲得上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種導電材料,其包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂。
根據本發明之廣泛之態樣,提供一種連接結構體,其具備:第1連接對象構件,其表面具有第1電極;第2連接對象構件,其表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接;且上述連接部之材料為上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子、或包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料,上述第1電極與上述第2電極藉由上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之上述導電部而電性連接。 [發明之效果]
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具有:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其配置於上述導電性粒子之表面上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法具備使用至少表面具有導電部之導電性粒子、與複數個絕緣性粒子,於上述導電性粒子之表面上配置上述絕緣性粒子之配置步驟。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
以下,對本發明之詳細情況進行說明。
(附帶絕緣性粒子之導電性粒子及附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法) 本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
於本說明書中,揭示上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之前之粒子、及上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之後之粒子之兩者。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基,且上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應。該附帶絕緣性粒子之導電性粒子係上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之前之粒子。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應,故而絕緣性粒子之交聯度較低,具有柔軟性,能夠提高絕緣性粒子與導電性粒子之表面之密接性。
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構。該附帶絕緣性粒子之導電性粒子係上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之後之粒子。該附帶絕緣性粒子之導電性粒子較佳為於調配至黏合劑樹脂中之前,藉由使上述第1官能基與上述第2官能基進行反應而獲得。於調配至黏合劑樹脂中之前之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為上述第1官能基與上述第2官能基發生反應。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於上述第1官能基與上述第2官能基進行反應,故而能夠提高絕緣性粒子之交聯度,能夠提高絕緣性粒子之耐溶劑性。
於先前之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,於將附帶絕緣性粒子之導電性粒子與黏合劑樹脂混合而製作各向異性導電材料時,存在絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離之情況。尤其是,於先前之絕緣性粒子中,存在為了提高耐溶劑性,而使用交聯性單體(交聯劑)之情況。因此,先前之絕緣性粒子較硬且欠缺柔軟性,故而存在難以充分地提高絕緣性粒子與導電性粒子之表面之密接性,而難以防止絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離之情況。其結果,於使用各向異性導電材料之導電連接時,存在難以充分地提高不應連接且於橫向上相鄰之電極間之絕緣可靠性之情況。
本發明者等人發現藉由使用特定之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,能夠使絕緣性粒子兼顧對於導電性粒子之表面之密接性與耐溶劑性之兩者。於本發明中,由於具備上述構成,故而能夠防止絕緣性粒子自導電性粒子之表面脫離。其結果,能夠有效地提高不應連接之相鄰之橫向上之電極間之絕緣可靠性。
又,於本發明中,由於能夠提高絕緣性粒子之交聯度,故而能夠防止附帶絕緣性粒子之導電性粒子彼此之固著或凝聚,能夠提高各向異性導電材料中之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之分散性。其結果,能夠充分地確保配置於應連接之上下電極間之導電性粒子之量,能夠有效地提高應連接之上下電極間之導通可靠性。
於本發明中,為了獲得如上所述之效果,使用特定之附帶絕緣性粒子之導電性粒子可發揮較大作用。
就更有效地提高電極間之導通可靠性及絕緣可靠性之觀點而言,上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之變異係數(CV(coefficient of variation,變異係數)值)較佳為10%以下,更佳為5%以下。
上述變異係數(CV值)可以如下方式進行測定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:附帶絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之標準偏差 Dn:附帶絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑之平均值
上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之形狀並無特別限定。上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之形狀可為球狀,亦可為除球狀以外之形狀,還可為扁平狀等。
上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子可較佳地用以分散於黏合劑樹脂中而獲得導電材料。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之具體之實施形態進行說明。
圖1係表示本發明之第1實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。
圖1所示之附帶絕緣性粒子之導電性粒子1具備:導電性粒子2;及複數個絕緣性粒子3,其等配置於導電性粒子2之表面上。絕緣性粒子3係由具有絕緣性之材料形成。
導電性粒子2具有基材粒子11、及配置於基材粒子11之表面上之導電部12。於附帶絕緣性粒子之導電性粒子1中,導電部12為導電層。導電部12覆蓋基材粒子11之表面。導電性粒子2係基材粒子11之表面由導電部12被覆所得之被覆粒子。導電性粒子2於表面具有導電部12。於上述導電性粒子中,既可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之整個表面,亦可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之表面之一部分。於上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子較佳為配置於上述導電部之表面上。
圖2係表示本發明之第2實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。
圖2所示之附帶絕緣性粒子之導電性粒子21具備:導電性粒子22;及複數個絕緣性粒子3,其等配置於導電性粒子22之表面上。
導電性粒子22具有:基材粒子11;及導電部31,其配置於基材粒子11之表面上。於附帶絕緣性粒子之導電性粒子21中,導電部31為導電層。導電性粒子22係於基材粒子11之表面上具有複數個芯物質32。導電部31被覆基材粒子11及芯物質32。藉由使導電部31被覆芯物質32,而導電性粒子22於表面具有複數個突起33。於導電性粒子22中,因芯物質32而使導電部31之表面隆起,從而形成有複數個突起33。於上述導電性粒子中,既可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之整個表面,亦可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之表面之一部分。於上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子較佳為配置於上述導電部之表面上。
圖3係表示本發明之第3實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。
圖3所示之附帶絕緣性粒子之導電性粒子41具備:導電性粒子42;及複數個絕緣性粒子3,其等配置於導電性粒子42之表面上。
導電性粒子42具有:基材粒子11;及導電部51,其配置於基材粒子11之表面上。於附帶絕緣性粒子之導電性粒子41中,導電部51為導電層。導電性粒子42並不如導電性粒子22般具有芯物質。導電部51具有第1部分、及厚度較該第1部分厚之第2部分。導電性粒子42係於表面具有複數個突起52。除複數個突起52以外之部分為導電部51之上述第1部分。複數個突起52係導電部51之厚度較厚之上述第2部分。於上述導電性粒子中,既可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之整個表面,亦可使上述導電部覆蓋上述基材粒子之表面之一部分。於上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子較佳為配置於上述導電部之表面上。
其次,對本發明之導電性粒子之製造方法進行說明。
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法具備使用至少表面具有導電部之導電性粒子、與複數個絕緣性粒子,於上述導電性粒子之表面上配置上述絕緣性粒子之配置步驟。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。所獲得之附帶絕緣性粒子之導電性粒子較佳為上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之前之粒子。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,由於具備上述構成,故而於將電極間電性連接之情形時,能夠有效地提高絕緣可靠性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述配置步驟之溫度較佳為未達50℃,上述配置步驟之溫度更佳為40℃以下。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述配置步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物較佳為具有上述第1官能基及上述第2官能基。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述配置步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述配置步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應,故而上述絕緣性粒子之交聯度較低,具有柔軟性,能夠提高上述絕緣性粒子與上述導電性粒子之表面之密接性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,較佳為於上述配置步驟之後,具備對上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加熱之加熱步驟。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述加熱步驟之加熱溫度較佳為70℃以上,上述加熱步驟之加熱溫度更佳為90℃以上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,上述加熱步驟之加熱時間較佳為1小時以上,上述加熱步驟之加熱時間更佳為2小時以上。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述加熱步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合物較佳為包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述加熱步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為上述第1官能基與上述第2官能基發生反應。上述加熱步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子較佳為上述第1官能基與上述第2官能基進行反應之後之粒子。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,於上述加熱步驟後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,由於上述第1官能基與上述第2官能基發生反應,故而能夠提高上述絕緣性粒子之交聯度,能夠提高上述絕緣性粒子之耐溶劑性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,由於在上述配置步驟之後具備上述加熱步驟,故而能夠使上述絕緣性粒子兼顧對於上述導電性粒子之表面之密接性與耐溶劑性之兩者。其結果,於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,能夠更有效地提高不應連接之相鄰之橫向上之電極間之絕緣可靠性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法中,由於能夠提高絕緣性粒子之交聯度,故而能夠防止附帶絕緣性粒子之導電性粒子彼此之固著或凝聚,能夠提高各向異性導電材料中之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之分散性。其結果,能夠更有效地提高應連接之上下電極間之導通可靠性。
以下,對附帶絕緣性粒子之導電性粒子之其他詳細情況進行說明。
導電性粒子: 上述導電性粒子較佳為具有基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電部。上述導電部可為單層結構,亦可為2層以上之複層結構。
上述導電性粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,且較佳為100 μm以下,更佳為60 μm以下,進一步較佳為30 μm以下,進而較佳為10 μm以下,尤佳為5 μm以下。若上述導電性粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則於使用上述導電性粒子將電極間連接之情形時,導電性粒子與電極之接觸面積足夠大,且於形成導電部時不易形成凝聚之導電性粒子。又,經由導電性粒子所連接之電極間之間隔不會變得過大,且導電部變得不易自基材粒子之表面剝離。
上述導電性粒子之粒徑較佳為平均粒徑,更佳為數量平均粒徑。導電性粒子之粒徑可藉由例如利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個導電性粒子並算出各導電性粒子之粒徑之平均值、或進行雷射繞射式粒度分佈測定而求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,每個導電性粒子之粒徑被求出為以圓當量徑計之粒徑。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,任意50個導電性粒子之以圓當量徑計之平均粒徑與以球當量徑計之平均粒徑大致相等。於雷射繞射式粒度分佈測定中,每個導電性粒子之粒徑被求出為以球當量徑計之粒徑。上述導電性粒子之粒徑較佳為藉由雷射繞射式粒度分佈測定來算出。
上述導電性粒子之粒徑之變異係數(CV值)較佳為10%以下,更佳為5%以下。若上述導電性粒子之粒徑之變異係數為上述上限以下,則能夠更有效地提高電極間之導通可靠性及絕緣可靠性。
上述變異係數(CV值)可以如下方式進行測定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:導電性粒子之粒徑之標準偏差 Dn:導電性粒子之粒徑之平均值
上述導電性粒子之形狀並無特別限定。上述導電性粒子之形狀可為球狀,亦可為除球狀以外之形狀,還可為扁平狀等。
基材粒子: 作為上述基材粒子,可列舉:樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子、有機無機混合粒子及金屬粒子等。上述基材粒子較佳為除金屬粒子以外之基材粒子,更佳為樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子或有機無機混合粒子。上述基材粒子亦可為具備核、及配置於該核之表面上之殼之核殼粒子。上述核亦可為有機核,上述殼亦可為無機殼。
作為上述樹脂粒子之材料,可較佳地使用各種有機物。作為上述樹脂粒子之材料,例如可列舉:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚異丁烯、及聚丁二烯等聚烯烴樹脂;聚甲基丙烯酸甲酯及聚丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂;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、聚醚碸、二乙烯苯聚合物、以及二乙烯苯系共聚物等。作為上述二乙烯苯系共聚物等,可列舉:二乙烯苯-苯乙烯共聚物及二乙烯苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。由於能夠容易地將上述樹脂粒子之硬度控制於較佳之範圍,故而上述樹脂粒子之材料較佳為使1種或2種以上之具有乙烯性不飽和基之聚合性單體聚合而成之聚合物。
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,作為該具有乙烯性不飽和基之聚合性單體,可列舉非交聯性之單體及交聯性之單體。
作為上述非交聯性之單體,例如可列舉:苯乙烯、及α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體;(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、及順丁烯二酸酐等含羧基之單體;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、及(甲基)丙烯酸異𦯉基酯等(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、及(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含氧原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈之單體;甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、及丙基乙烯醚等乙烯醚化合物;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、及硬脂酸乙烯酯等酸乙烯酯化合物;乙烯、丙烯、異戊二烯、及丁二烯等不飽和烴;三氟(甲基)丙烯酸甲酯、五氟(甲基)丙烯酸乙酯、氯乙烯、氟乙烯、及氯苯乙烯等含鹵素之單體等。
作為上述交聯性之單體,例如可列舉:四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、及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、二乙烯苯、苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯醯胺、二烯丙基醚、以及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、及乙烯基三甲氧基矽烷等含矽烷之單體等。
「(甲基)丙烯酸酯」之用語表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。「(甲基)丙烯酸」之用語表示丙烯酸及甲基丙烯酸。「(甲基)丙烯醯」之用語表示丙烯醯及甲基丙烯醯。
可藉由利用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,而獲得上述樹脂粒子。作為該方法,例如可列舉:於自由基聚合起始劑之存在下進行懸浮聚合之方法、以及使用非交聯之種子粒子與自由基聚合起始劑一併使單體膨潤而聚合之方法等。
於上述基材粒子為除金屬以外之無機粒子或有機無機混合粒子之情形時,作為用以形成基材粒子之無機物,可列舉:氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇、氧化鋯及碳黑等。上述無機物較佳為並非金屬。作為由上述氧化矽形成之粒子,並無特別限定,例如可列舉藉由在將具有2個以上之水解性之烷氧基矽烷基之矽化合物水解而形成交聯聚合物粒子之後,視需要進行煅燒而獲得之粒子。作為上述有機無機混合粒子,例如可列舉由交聯所得之烷氧基矽烷基聚合物與丙烯酸樹脂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、及配置於該核之表面上之殼之核殼型有機無機混合粒子。上述核較佳為有機核。上述殼較佳為無機殼。就有效地降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述基材粒子較佳為具有有機核及配置於上述有機核之表面上之無機殼之有機無機混合粒子。
作為上述有機核之材料,可列舉上述樹脂粒子之材料等。
作為上述無機殼之材料,可列舉作為上述基材粒子之材料所列舉之無機物等。上述無機殼之材料較佳為氧化矽。上述無機殼較佳為藉由如下方法形成,即,於在上述核之表面上利用溶膠凝膠法將金屬烷氧化物製成殼狀物之後,對該殼狀物進行煅燒。上述金屬烷氧化物較佳為矽烷烷氧化物。上述無機殼較佳為由矽烷烷氧化物形成。
於上述基材粒子為金屬粒子之情形時,作為該金屬粒子之材料之金屬,可列舉:銀、銅、鎳、矽、金及鈦等。
上述基材粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,進而較佳為2 μm以上,且較佳為100 μm以下,更佳為60 μm以下,進而較佳為50 μm以下。若上述基材粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之間隔變小,且即便使導電層之厚度變厚,亦可獲得較小之導電性粒子。進而,於在基材粒子之表面形成導電部時變得不易凝聚,而不易形成凝聚之導電性粒子。
上述基材粒子之粒徑尤佳為2 μm以上50 μm以下。若上述基材粒子之粒徑為2 μm以上50 μm以下之範圍內,則於在基材粒子之表面形成導電部時變得不易凝聚,而變得不易形成凝聚之導電性粒子。
上述基材粒子之粒徑係於基材粒子為真球狀之情形時,表示直徑,於基材粒子並非真球狀之情形時,表示最大直徑。
上述基材粒子之粒徑表示數量平均粒徑。上述基材粒子之粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。基材粒子之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個基材粒子,並算出平均值而求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,每個基材粒子之粒徑被求出為以圓當量徑計之粒徑。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,任意50個基材粒子之以圓當量徑計之平均粒徑與以球當量徑計之平均粒徑大致相等。於粒度分佈測定裝置中,每個基材粒子之粒徑被求出為以球當量徑計之粒徑。上述基材粒子之粒徑較佳為藉由粒度分佈測定裝置來算出。於導電性粒子中,於測定上述基材粒子之粒徑之情形時,例如可以如下方式進行測定。
以導電性粒子之含量成為30重量%之方式添加至Kulzer公司製造之「Technovit4000」中,並使其分散,而製作導電性粒子檢查用嵌入樹脂。以通過分散於檢查用嵌入樹脂中之導電性粒子之中心附近之方式使用離子研磨裝置(Hitachi High-Technologies公司製造之「IM4000」),切割出導電性粒子之剖面。然後,使用場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為25000倍,隨機地選擇50個導電性粒子,觀察各導電性粒子之基材粒子。計測各導電性粒子中之基材粒子之粒徑,並將其等進行算術平均而設為基材粒子之粒徑。
導電部: 於本發明中,上述導電性粒子至少於表面具有導電部。上述導電部較佳為包含金屬。構成上述導電部之金屬並無特別限定。作為上述金屬,例如可列舉:金、銀、銅、鉑、鈀、鋅、鉛、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鍺及鎘、以及其等之合金等。又,作為上述金屬,亦可使用摻錫氧化銦(ITO)。上述金屬可僅使用1種,亦可併用2種以上。就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,作為上述金屬,較佳為包含錫之合金、鎳、鈀、銅或金,更佳為鎳或鈀。
又,就有效地提高導通可靠性之觀點而言,上述導電部及上述導電部之外表面部分較佳為包含鎳。包含鎳之導電部100重量%中之鎳之含量較佳為10重量%以上,更佳為50重量%以上,進一步較佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,尤佳為90重量%以上。上述包含鎳之導電部100重量%中之鎳之含量可為97重量%以上,亦可為97.5重量%以上,還可為98重量%以上。
再者,於導電部之表面,多數情況下因氧化而存在羥基。一般而言,於由鎳形成之導電部之表面,因氧化而存在羥基。於此種具有羥基之導電部之表面(導電性粒子之表面),可經由化學鍵結而配置絕緣性粒子。
上述導電部可藉由1個層形成。上述導電部亦可藉由複數個層形成。即,上述導電部亦可具有2層以上之積層結構。於上述導電部藉由複數個層形成之情形時,構成最外層之金屬較佳為金、鎳、鈀、銅、或包含錫及銀之合金,更佳為金。於構成最外層之金屬為該等較佳之金屬之情形時,電極間之連接電阻進一步降低。又,於構成最外層之金屬為金之情形時,耐腐蝕性進一步提高。
於上述基材粒子之表面上形成導電部之方法並無特別限定。作為形成上述導電部之方法,例如可列舉:利用無電解鍍覆之方法、利用電鍍之方法、利用物理碰撞之方法、利用機械化學反應之方法、利用物理蒸鍍或物理吸附之方法、以及將金屬粉末或包含金屬粉末及黏合劑之膏塗佈於基材粒子之表面之方法等。形成上述導電部之方法較佳為利用無電解鍍覆、電鍍或物理碰撞之方法。作為利用上述物理蒸鍍之方法,可列舉:真空蒸鍍、離子電鍍及離子濺鍍等方法。又,於上述利用物理碰撞之方法中,例如使用theta composer(德壽工作所公司製造)等。
上述導電部之厚度較佳為0.005 μm以上,更佳為0.01 μm以上,且較佳為10 μm以下,更佳為1 μm以下,進而較佳為0.3 μm以下。若上述導電部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,且導電性粒子不會變得過硬,而於電極間之連接時可使導電性粒子充分地變形。
於上述導電部藉由複數個層形成之情形時,最外層之導電部之厚度較佳為0.001 μm以上,更佳為0.01 μm以上,且較佳為0.5 μm以下,更佳為0.1 μm以下。若上述最外層之導電部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則最外層之導電部變得均勻,耐腐蝕性變得足夠高,且能夠充分地降低電極間之連接電阻。
上述導電部之厚度例如可藉由使用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察導電性粒子之剖面來測定。
芯物質: 上述導電性粒子較佳為於上述導電部之外表面具有複數個突起。於藉由附帶絕緣性粒子之導電性粒子連接之電極之表面,多數情況下形成有氧化覆膜。於使用導電部之表面具有突起之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之情形時,可藉由將附帶絕緣性粒子之導電性粒子配置並壓接於電極間,而利用突起有效地排除上述氧化覆膜。因此,電極與導電部更確實地接觸,電極間之連接電阻進一步變低。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,電極間之導通可靠性進一步提高。
作為形成上述突起之方法,可列舉:於使芯物質附著於基材粒子之表面之後,藉由無電解鍍覆形成導電部之方法;以及於在基材粒子之表面藉由無電解鍍覆形成導電部之後,使芯物質附著,進一步藉由無電解鍍覆形成導電部之方法等。作為形成上述突起之其他方法,可列舉:於在基材粒子之表面上形成第1導電部之後,於該第1導電部上配置芯物質,繼而形成第2導電部之方法;以及於在基材粒子之表面上形成導電部(第1導電部或第2導電部等)之中途階段,添加芯物質之方法等。又,為了形成突起,亦可使用如下方法等,即,不使用上述芯物質,而是於在基材粒子藉由無電解鍍覆形成導電部之後,於導電部之表面上使鍍覆呈突起狀地析出,進一步藉由無電解鍍覆形成導電部。
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芯物質,藉由凡得瓦爾力使芯物質集成、附著於基材粒子之表面之方法;以及於裝有基材粒子之容器中添加芯物質,藉由因容器之旋轉等所產生之機械作用使芯物質附著於基材粒子之表面之方法等。就控制所附著之芯物質之量之觀點而言,使芯物質附著於基材粒子之表面之方法較佳為使芯物質集成、附著於分散液中之基材粒子之表面之方法。
作為構成上述芯物質之物質,可列舉:導電性物質及非導電性物質等。作為上述導電性物質,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。作為上述導電性聚合物,可列舉聚乙炔等。作為上述非導電性物質,可列舉:氧化矽、氧化鋁及氧化鋯等。就進一步提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述芯物質較佳為金屬。
上述金屬並無特別限定。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、錫-鉛-銀合金及碳化鎢等由2種以上之金屬構成之合金等。就進一步提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述金屬較佳為鎳、銅、銀或金。上述金屬可與構成上述導電部(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、複數個微小粒子凝聚而成之凝聚塊、及不定形之塊等。
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,且較佳為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,則能夠有效地降低電極間之連接電阻。
上述芯物質之平均粒徑較佳為數量平均粒徑。芯物質之平均粒徑例如可藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個芯物質並算出各芯物質之粒徑之平均值、或進行雷射繞射式粒度分佈測定而求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,每個芯物質之粒徑被求出為以圓當量徑計之粒徑。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,任意50個芯物質之以圓當量徑計之平均粒徑與以球當量徑計之平均粒徑大致相等。於雷射繞射式粒度分佈測定中,每個芯物質之粒徑被求出為以球當量徑計之粒徑。上述芯物質之平均粒徑較佳為藉由雷射繞射式粒度分佈測定來算出。
絕緣性粒子: 本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備配置於上述導電性粒子之表面上之複數個絕緣性粒子。於該情形時,若將上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子用於電極間之連接,則能夠防止相鄰之電極間之短路。具體而言,於複數個附帶絕緣性粒子之導電性粒子接觸時,由於複數個電極間存在絕緣性粒子,故而能夠防止並非上下電極間而是橫向上相鄰之電極間之短路。再者,於電極間之連接時,藉由以2個電極對附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加壓,能夠容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間之絕緣性粒子。進而,於為導電部之外表面具有複數個突起之導電性粒子之情形時,能夠更容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間之絕緣性粒子。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物。上述絕緣性粒子較佳為包含複數種聚合性化合物之聚合性成分之聚合物。上述聚合性化合物並無特別限定。作為上述聚合性化合物,可列舉上述樹脂粒子之材料等。上述絕緣性粒子亦可為上述樹脂粒子。
又,上述聚合性化合物亦可包含均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物。上述聚合性成分亦可包含均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物。上述聚合性化合物亦可於該聚合性化合物100重量%中,包含10重量%以上之均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物。上述聚合性成分亦可於該聚合性成分100重量%中,包含10重量%以上之均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物。此處,均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物中之均聚物意指使聚合性化合物均聚而成之均聚物。若上述聚合性化合物(上述聚合性成分)包含均聚物之玻璃轉移溫度未達100℃之聚合性化合物,則能夠使上述絕緣性粒子變得更柔軟,能夠進一步提高絕緣性粒子與導電性粒子之表面之密接性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物。上述第1官能基及上述第2官能基較佳為反應性官能基。上述具有第1官能基之化合物及上述具有第2官能基之化合物較佳為聚合性化合物。上述聚合性化合物較佳為包含具有第1反應性官能基之聚合性化合物、及具有與上述第1反應性官能基不同之第2反應性官能基之聚合性化合物。上述聚合性成分較佳為包含具有第1反應性官能基之聚合性化合物、及具有與上述第1反應性官能基不同之第2反應性官能基之聚合性化合物。
上述第1官能基較佳為環狀醚基、異氰酸酯基、醛基或腈基,更佳為環狀醚基、異氰酸酯基或腈基,進而較佳為環狀醚基或腈基。上述環狀醚基較佳為環氧基或氧雜環丁基,更佳為環氧基。於上述第1官能基為上述較佳之官能基之情形時,於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,能夠更有效地提高絕緣可靠性。
作為具有上述環氧基之化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯縮水甘油醚、及(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯等。具有上述環氧基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述環氧基之化合物較佳為(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、或(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯縮水甘油醚。
作為具有上述環狀醚基(除上述環氧基以外)之化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、及環狀三羥甲基丙烷縮甲醛(甲基)丙烯酸酯等。具有上述環狀醚基(除上述環氧基以外)之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述環狀醚基(除上述環氧基以外)之化合物較佳為(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯。
作為具有上述異氰酸酯基之化合物,可列舉:異氰酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(0-[1'-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯、異氰酸2-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)乙酯、異氰酸2-丙二酯、異氰酸1-苯基-2-丙二酯、4,4-二甲基戊烯-5-異氰酸酯、2,4,4-三甲基戊烯-5-異氰酸酯、3,3-二甲基戊烯-5-異氰酸酯、2-烯丙基-2-異氰酸酯甲基-丙二酸二乙酯、1-苯基-3-甲基-3-丁烯異氰酸酯、4-乙烯基苯異氰酸酯、1-異氰酸酯甲基-4-乙烯基-苯、及異氰酸1,1-(雙丙烯醯氧基甲基)乙酯等。具有上述異氰酸酯基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述異氰酸酯基之化合物較佳為異氰酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、或異氰酸2-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)乙酯。
作為具有上述醛基之化合物,可列舉丙烯醛等。
作為具有上述腈基之化合物,可列舉(甲基)丙烯腈等。
上述第2官能基與上述第1官能基不同。上述第2官能基較佳為醯胺基、羥基、羧基、醯亞胺基或胺基,更佳為醯胺基、羧基或胺基,進而較佳為醯胺基或羧基。於上述第2官能基為上述較佳之官能基之情形時,於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,能夠更有效地提高絕緣可靠性。
作為具有上述醯胺基之化合物,可列舉:(甲基)丙烯醯胺、N-取代(甲基)丙烯醯胺、及N,N-取代(甲基)丙烯醯胺等。上述N-取代(甲基)丙烯醯胺並無特別限定。作為上述N-取代(甲基)丙烯醯胺,例如可列舉:N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥基乙基)(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、雙丙酮(甲基)丙烯醯胺、及N,N-二甲胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等。上述N,N-取代(甲基)丙烯醯胺並無特別限定。作為上述N,N-取代(甲基)丙烯醯胺,例如可列舉:N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、及(甲基)丙烯醯𠰌啉等。具有上述醯胺基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述醯胺基之化合物較佳為(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、或N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺,更佳為(甲基)丙烯醯胺。
作為具有上述羥基之化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯、乙烯基醇、烯丙基醇、2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯單硬脂酸酯、異三聚氰酸環氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯酸2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙酯等。具有上述羥基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述羥基之化合物較佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、或(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯。
作為具有上述羧基之化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、桂皮酸等不飽和單羧酸、順丁烯二酸、亞甲基丁二酸、丁二酸、反丁烯二酸、甲基順丁烯二酸等不飽和二羧酸、及其等之鹽或酐等。具有上述羧基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述羧基之化合物較佳為(甲基)丙烯酸。
作為具有上述醯亞胺基之化合物,可列舉:醯亞胺(甲基)丙烯酸酯、及順丁烯二醯亞胺等。具有上述醯亞胺基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述醯亞胺基之化合物較佳為醯亞胺(甲基)丙烯酸酯。
作為具有上述胺基之化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯、及甲基丙烯酸N,N-二甲胺基丙酯等。具有上述胺基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
具有上述胺基之化合物較佳為(甲基)丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性化合物較佳為不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。於上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,上述聚合性成分較佳為不包含交聯劑、或於上述聚合性成分100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性化合物較佳為於上述聚合性化合物100重量%中包含7重量%以下之上述交聯劑,更佳為於上述聚合性化合物100重量%中包含6重量%以下之上述交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性成分較佳為於上述聚合性成分100重量%中包含7重量%以下之上述交聯劑,更佳為於上述聚合性成分100重量%中包含6重量%以下之上述交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性化合物進一步較佳為於上述聚合性化合物100重量%中包含5重量%以下之上述交聯劑,進而較佳為於上述聚合性化合物100重量%中包含未達5重量%之上述交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性成分進一步較佳為於上述聚合性成分100重量%中包含5重量%以下之上述交聯劑,進而較佳為於上述聚合性成分100重量%中包含未達5重量%之上述交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性化合物尤佳為不包含交聯劑。於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,就更有效地提高絕緣可靠性之觀點而言,上述聚合性成分尤佳為不包含交聯劑。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,根據下述式(1)所求出之上述絕緣性粒子之交聯度較佳為10以上,更佳為14以上。若上述絕緣性粒子之交聯度為上述下限以上,則於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,能夠更有效地提高絕緣可靠性。
交聯度=A×[(B/D)×100]+[(C/D)×100] 式(1)
上述式(1)中,A為交聯劑之聚合性官能基數,B為交聯劑之莫耳數,C為上述具有第1官能基之化合物及上述具有第2官能基之化合物之合計莫耳數,D為上述聚合性化合物之合計莫耳數。
上述交聯劑並無特別限定。上述交聯劑較佳為於1分子中具有2個以上之乙烯性不飽和基之聚合性化合物。作為上述交聯劑,可列舉作為上述樹脂粒子之材料之交聯性之單體等。就容易地控制上述聚合性化合物之反應之觀點而言,上述交聯劑較佳為乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,具備上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基之構成(第1構成)、或具備上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構之構成(第2構成)。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備上述第1構成之情形時,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基,且上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備上述第1構成之情形時,由於上述第1官能基與上述第2官能基未進行反應,故而絕緣性粒子之交聯度較低,具有柔軟性,能夠提高絕緣性粒子與導電性粒子之表面之密接性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備上述第1構成之情形時,上述第1官能基與上述第2官能基較佳為具有可藉由刺激而進行反應之性質。上述刺激較佳為加熱或光之照射,更佳為加熱。再者,可進行反應之性質意指可形成化學鍵之性質。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為藉由刺激(加熱或光之照射)而由上述第1官能基與上述第2官能基形成化學鍵。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備上述第2構成之情形時,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構,上述第1官能基與上述第2官能基發生反應。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子具備上述第2構成之情形時,由於上述第1官能基與上述第2官能基發生反應,故而能夠提高絕緣性粒子之交聯度,能夠提高絕緣性粒子之耐溶劑性。
於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為藉由對具備上述第1構成之附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加熱或照射光,而獲得具備上述第2構成之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。具備上述第2構成之附帶絕緣性粒子之導電性粒子更佳為藉由對具備上述第1構成之附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加熱而獲得。藉由使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子滿足上述較佳之態樣,能夠使絕緣性粒子兼顧對於導電性粒子之表面之密接性與耐溶劑性之兩者。其結果,於使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子將電極間電性連接之情形時,能夠更有效地提高絕緣可靠性。
作為於上述導電部之表面上配置上述絕緣性粒子之方法,可列舉:化學方法、及物理或機械方法等。作為上述化學方法,例如可列舉:界面聚合法、粒子存在下之懸浮聚合法及乳化聚合法等。作為上述物理或機械方法,可列舉:噴霧乾燥、混成、靜電附著法、噴霧法、浸漬及利用真空蒸鍍之方法等。就絕緣性粒子不易脫離之方面而言,較佳為於上述導電部之表面經由化學鍵結而配置上述絕緣性粒子之方法。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,較佳為存在於上述導電部之表面之羥基等、與上述具有第1官能基之化合物進行化學鍵結,且較佳為存在於上述導電部之表面之羥基等、與上述具有第2官能基之化合物進行化學鍵結。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,既可使存在於上述導電部之表面之羥基等與上述第1官能基進行化學鍵結,亦可不使存在於上述導電部之表面之羥基等與上述第1官能基進行化學鍵結。於本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,既可使存在於上述導電部之表面之羥基等與上述第2官能基進行化學鍵結,亦可不使存在於上述導電部之表面之羥基等與上述第2官能基進行化學鍵結。
亦可使上述導電部之外表面、及上述絕緣性粒子之外表面分別由具有反應性官能基之化合物被覆。上述導電部之外表面與上述絕緣性粒子之外表面亦可不直接進行化學鍵結,亦可藉由具有反應性官能基之化合物間接地進行化學鍵結。亦可於將羧基導入至上述導電部之外表面之後,使該羧基經由聚伸乙基亞胺等高分子電解質與絕緣性粒子之外表面之官能基進行化學鍵結。
上述絕緣性粒子之粒徑可根據上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之粒徑及上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之用途等而適當選擇。上述絕緣性粒子之粒徑較佳為10 nm以上,更佳為100 nm以上,進而較佳為200 nm以上,尤佳為300 nm以上,且較佳為4000 nm以下,更佳為2000 nm以下,進而較佳為1500 nm以下,尤佳為1000 nm以下。若上述絕緣性粒子之粒徑為上述下限以上,則於使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子分散至黏合劑樹脂中時,複數個上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之導電部彼此不易接觸。若上述絕緣性粒子之粒徑為上述上限以下,則於電極間之連接時,無需為了排除電極與導電性粒子之間之絕緣性粒子,而使壓力過高,亦無須加熱至高溫。
上述絕緣性粒子之粒徑表示數量平均粒徑。上述絕緣性粒子之粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。上述絕緣性粒子之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個絕緣性粒子,並算出平均值而求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,每個絕緣性粒子之粒徑被求出為以圓當量徑計之粒徑。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡之觀察中,任意50個絕緣性粒子之以圓當量徑計之平均粒徑與以球當量徑計之平均粒徑大致相等。於粒度分佈測定裝置中,每個絕緣性粒子之粒徑被求出為以球當量徑計之粒徑。上述絕緣性粒子之粒徑較佳為藉由粒度分佈測定裝置來算出。於上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中,於測定上述絕緣性粒子之粒徑之情形時,例如可以如下方式進行測定。
將附帶絕緣性粒子之導電性粒子以含量成為30重量%之方式添加至Kulzer公司製造之「Technovit4000」,並使其分散,而製作導電性粒子檢查用嵌入樹脂。以通過該檢查用嵌入樹脂中之所分散之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(Hitachi High-Technologies公司製造之「IM4000」),切割出附帶絕緣性粒子之導電性粒子之剖面。然後,使用場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為5萬倍,隨機地選擇50個附帶絕緣性粒子之導電性粒子,觀察各附帶絕緣性粒子之導電性粒子之絕緣性粒子。計測各附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之粒徑,對其等進行算術平均並設為絕緣性粒子之粒徑。
本發明之附帶絕緣性粒子之導電性粒子亦可併用粒徑不同之2種以上之絕緣性粒子。藉由併用粒徑不同之2種以上之絕緣性粒子,而粒徑較小之絕緣性粒子進入至由粒徑較大之絕緣性粒子被覆之間隙中,能夠更有效地提高上述被覆率。於併用粒徑不同之2種以上之絕緣性粒子之情形時,上述絕緣性粒子較佳為包含粒徑為0.1 μm以上且未達0.25 μm之第1絕緣性粒子、及粒徑為0.25 μm以上0.8 μm以下之第2絕緣性粒子。上述第1絕緣性粒子之粒度分佈較佳為無與上述第2絕緣性粒子之粒度分佈重複之部分。較佳為上述第1絕緣性粒子之平均粒徑與上述第2絕緣性粒子之平均粒徑不同。
上述絕緣性粒子之粒徑之變異係數(CV值)較佳為20%以下。若上述絕緣性粒子之粒徑之變異係數為上述上限以下,則所獲得之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之絕緣性粒子之厚度變得更均勻,而於導電連接時能夠更容易地賦予均勻之壓力,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
上述變異係數(CV值)可以如下方式進行測定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:絕緣性粒子之粒徑之標準偏差 Dn:絕緣性粒子之粒徑之平均值
上述絕緣性粒子之形狀並無特別限定。上述絕緣性粒子之形狀可為球狀,亦可為除球狀以外之形狀,還可為扁平狀等。
(導電材料) 本發明之導電材料包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂。上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子較佳為分散至黏合劑樹脂中而使用,較佳為分散至黏合劑樹脂中而以導電材料形式使用。上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述導電材料較佳為用於電極間之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接用導電材料。於上述導電材料中,由於使用上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子,故而能夠防止於使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子分散至黏合劑樹脂中等之導電連接前,絕緣性粒子非計劃內地自附帶絕緣性粒子之導電性粒子之表面脫離,能夠進一步提高電極間之絕緣可靠性。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。作為上述黏合劑樹脂,可使用公知之絕緣性之樹脂。上述黏合劑樹脂較佳為包含熱塑性成分(熱塑性化合物)或硬化性成分,更佳為包含硬化性成分。作為上述硬化性成分,可列舉光硬化性成分及熱硬化性成分。上述光硬化性成分較佳為包含光硬化性化合物及光聚合起始劑。上述熱硬化性成分較佳為包含熱硬化性化合物及熱硬化劑。
作為上述黏合劑樹脂,例如可列舉:乙烯系樹脂、熱塑性樹脂、硬化性樹脂、熱塑性嵌段共聚物及彈性體等。上述黏合劑樹脂可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述乙烯系樹脂,例如可列舉:乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂及苯乙烯樹脂等。作為上述熱塑性樹脂,例如可列舉:聚烯烴樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚醯胺樹脂等。作為上述硬化性樹脂,例如可列舉:環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及不飽和聚酯樹脂等。再者,上述硬化性樹脂亦可為常溫硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂或濕氣硬化型樹脂。上述硬化性樹脂亦可與硬化劑併用。作為上述熱塑性嵌段共聚物,例如可列舉:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物、及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物等。作為上述彈性體,例如可列舉:苯乙烯-丁二烯共聚合橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚合橡膠等。
上述導電材料除了包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及上述黏合劑樹脂以外,亦可包含例如: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。
使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子分散至上述黏合劑樹脂中之方法可使用先前公知之分散方法,並無特別限定。作為使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子分散至上述黏合劑樹脂中之方法,例如可列舉以下之方法等。於將上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子添加至上述黏合劑樹脂中之後,利用行星混合器等進行混練而使其分散之方法。於使用均質器等使上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子均勻地分散至水或有機溶劑中之後,添加至上述黏合劑樹脂中,並利用行星混合器等進行混練而使其分散之方法。於利用水或有機溶劑等將上述黏合劑樹脂稀釋之後,添加上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子,並利用行星混合器等進行混練而使其分散之方法。
上述導電材料之25℃下之黏度(η25)較佳為30 Pa·s以上,更佳為50 Pa·s以上,且較佳為400 Pa·s以下,更佳為300 Pa·s以下。若上述導電材料之25℃下之黏度為上述下限以上及上述上限以下,則能夠更有效地提高電極間之絕緣可靠性,能夠更有效地提高電極間之導通可靠性。上述黏度(η25)可藉由調配成分之種類及調配量來適當調整。
上述黏度(η25)例如可使用E型黏度計(東機產業公司製造之「TVE22L」)等,以25℃及5 rpm之條件進行測定。
本發明之導電材料可以導電膏及導電膜等之形式使用。於本發明之導電材料為導電膜之情形時,亦可於包含導電性粒子之導電膜積層有不包含導電性粒子之膜。上述導電膏較佳為各向異性導電膏。上述導電膜較佳為各向異性導電膜。
上述導電材料100重量%中,上述黏合劑樹脂之含量較佳為10重量%以上,更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,尤佳為70重量%以上,且較佳為99.99重量%以下,更佳為99.9重量%以下。若上述黏合劑樹脂之含量為上述下限以上及上述上限以下,則有效率地將導電性粒子配置於電極間,且能夠進一步提高藉由導電材料所連接之連接對象構件之連接可靠性。
上述導電材料100重量%中,上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之含量較佳為0.01重量%以上,更佳為0.1重量%以上,且較佳為80重量%以下,更佳為60重量%以下,進而較佳為40重量%以下,尤佳為20重量%以下,最佳為10重量%以下。若上述附帶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,則能夠進一步提高電極間之導通可靠性及絕緣可靠性。
(連接結構體) 本發明之連接結構體具備:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接。於本發明之連接結構體中,上述連接部之材料為上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子、或包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料。於本發明之連接結構體中,上述第1電極與上述第2電極藉由上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之上述導電部而電性連接。
上述連接結構體可經由如下步驟而獲得,即:於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間配置上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子或上述導電材料;以及藉由熱壓接合而導電連接。較佳為於上述熱壓接合時,上述絕緣性粒子自上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子脫離。
圖4係模式性地表示使用本發明之第1實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之連接結構體的剖視圖。
圖4所示之連接結構體81具備第1連接對象構件82、第2連接對象構件83、及將第1連接對象構件82與第2連接對象構件83連接之連接部84。連接部84係藉由包含附帶絕緣性粒子之導電性粒子1之導電材料形成。連接部84較佳為藉由使包含複數個附帶絕緣性粒子之導電性粒子1之導電材料硬化而形成。再者,於圖4中,為了方便起見,以簡圖表示附帶絕緣性粒子之導電性粒子1。亦可不僅使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子1,而且使用附帶絕緣性粒子之導電性粒子21或41。
第1連接對象構件82係於表面(上表面)具有複數個第1電極82a。第2連接對象構件83係於表面(下表面)具有複數個第2電極83a。第1電極82a與第2電極83a藉由1個或複數個附帶絕緣性粒子之導電性粒子1中之導電性粒子2而電性連接。因此,第1連接對象構件82與第2連接對象構件83藉由附帶絕緣性粒子之導電性粒子1中之導電部而電性連接。
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,可列舉將上述導電材料配置於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間,而獲得積層體,然後對該積層體進行加熱及加壓之方法等。上述熱壓接合之壓力較佳為40 MPa以上,更佳為60 MPa以上,且較佳為90 MPa以下,更佳為70 MPa以下。上述熱壓接合之加熱之溫度較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,且較佳為140℃以下,更佳為120℃以下。若上述熱壓接合之壓力及溫度為上述下限以上及上述上限以下,則於導電連接時可使絕緣性粒子容易自附帶絕緣性粒子之導電性粒子之表面脫離,能夠進一步提高電極間之導通可靠性。
於對上述積層體進行加熱及加壓時,能夠排除存在於上述導電性粒子、與上述第1電極及上述第2電極之間之上述絕緣性粒子。例如,於上述加熱及加壓時,存在於上述導電性粒子、與上述第1電極及上述第2電極之間之上述絕緣性粒子自上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之表面容易地脫離。再者,於上述加熱及加壓時,存在一部分上述絕緣性粒子自上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子之表面脫離,而上述導電部之表面局部地露出之情況。藉由上述導電部之表面露出之部分接觸於上述第1電極及上述第2電極,能夠經由上述導電性粒子將第1電極與第2電極電性連接。
上述第1連接對象構件及第2連接對象構件並無特別限定。作為上述第1連接對象構件及第2連接對象構件,具體而言,可列舉:半導體晶片、半導體封裝、LED(Light Emitting Diode,發光二極體)晶片、LED封裝、電容器及二極體等電子零件、以及樹脂膜、印刷基板、軟性印刷基板、軟性扁平電纜、剛性軟性基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等之電子零件等。上述第1連接對象構件及第2連接對象構件較佳為電子零件。
作為設置於上述連接對象構件之電極,可列舉:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極、SUS(不鏽鋼)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、銀電極或銅電極。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、銀電極或鎢電極。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鋁層而成之電極。作為上述金屬氧化物層之材料,可列舉:摻雜有三價之金屬元素之氧化銦及摻雜有三價之金屬元素之氧化鋅等。作為上述三價之金屬元素,可列舉:Sn、Al及Ga等。
以下,列舉實施例及比較例,對本發明具體地進行說明。本發明並非僅限定於以下之實施例。
(實施例1) (1)導電性粒子之製作 準備粒徑為3 μm且由四羥甲基甲烷四丙烯酸酯與二乙烯苯之共聚合樹脂形成之樹脂粒子。使用超音波分散器使基材粒子10重量份分散至包含5重量%之鈀觸媒液之鹼溶液100重量份之後,對溶液進行過濾,藉此提取基材粒子。繼而,將基材粒子添加至二甲胺硼烷1重量%之溶液100重量份中,使基材粒子之表面活化。對表面經活化之基材粒子充分地進行水洗之後,添加蒸餾水500重量份,並使其分散,藉此獲得分散液。其次,花費3分鐘將1 g鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)添加至上述分散液,而獲得包含附著有芯物質之基材粒子之懸浮液。
又,準備包含硫酸鎳0.35 mol/L、二甲胺硼烷1.38 mol/L及檸檬酸鈉0.5 mol/L之鎳鍍覆液(pH8.5)。
一面將所獲得之懸浮液於60℃下進行攪拌,一面將上述鎳鍍覆液緩緩地滴加至懸浮液,進行無電解鍍鎳。其後,藉由將懸浮液進行過濾,而提取粒子,藉由進行水洗、乾燥,而於基材粒子之表面形成鎳-鎳硼導電層(厚度0.15 μm),從而獲得表面具有導電部之導電性粒子。
(2)絕緣性粒子之製作 於安裝有四口可分離蓋、攪拌葉、三通旋塞、冷卻管及溫度探針之1000 ml可分離式燒瓶中,加入包含下述聚合性化合物之組合物之後,以200 rpm進行攪拌,並於氮氣氛圍下以50℃進行聚合5小時。上述組合物包含:蒸餾水500 ml、酸式磷醯氧基聚氧乙二醇甲基丙烯酸酯0.2重量份(0.5 mmol)、2,2'-偶氮雙{2-[N-(2-羧基乙基)脒基]丙烷}0.2重量份(0.5 mmol)、及聚合性化合物。上述聚合性化合物包含:甲基丙烯酸甲酯90重量份(0.9 mol)、作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯7重量份(0.05 mol)、及作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺4重量份(0.05 mol)。反應結束後,進行冷凍乾燥,而獲得於表面具有來自甲基丙烯醯胺之醯胺基、及來自甲基丙烯酸縮水甘油酯之環氧基之絕緣性粒子(粒徑300 nm)。
(3)附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製作 使上述中所獲得之絕緣性粒子於超音波照射下分散至蒸餾水中,而獲得絕緣性粒子之10重量%水分散液。使所獲得之導電性粒子10 g分散至蒸餾水500 ml中,添加絕緣性粒子之10重量%水分散液1 g,並於室溫下攪拌8小時。利用3 μm之篩網過濾器進行過濾之後,進一步利用甲醇進行洗淨、乾燥,而獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子。
(4)導電材料(各向異性導電膏)之製作 調配所獲得之附帶絕緣性粒子之導電性粒子7重量份、雙酚A型苯氧基樹脂25重量份、茀型環氧樹脂4重量份、酚系酚醛清漆型環氧樹脂30重量份、及SI-60L(三新化學工業公司製造),並進行消泡及攪拌3分鐘,藉此獲得導電材料(各向異性導電膏)。
(5)連接結構體之製作 準備上表面形成有L/S為10 μm/10 μm之IZO(Indium Zinc Oxide,氧化銦鋅)電極圖案(第1電極,電極表面之金屬之維氏硬度100 Hv)之透明玻璃基板。又,準備下表面形成有L/S為10 μm/10 μm之Au電極圖案(第2電極,電極表面之金屬之維氏硬度50 Hv)之半導體晶片。
於上述透明玻璃基板上,以厚度成為30 μm之方式塗佈所獲得之各向異性導電膏,而形成各向異性導電膏層。其次,於各向異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,一面以各向異性導電膏層之溫度成為100℃之方式調整頭(head)之溫度,一面將加壓加熱頭載置於半導體晶片之上表面,施加60 MPa之壓力並以100℃使各向異性導電膏層硬化,而獲得連接結構體。
(實施例2) 於製作附帶絕緣性粒子之導電性粒子時,於獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子之後,進一步以90℃及2小時之條件進行加熱,而獲得絕緣性粒子之表面之醯胺基與環氧基發生反應之附帶絕緣性粒子之導電性粒子(絕緣性粒子包含醯胺基與環氧基反應而成之結構)。除了使用所獲得之附帶絕緣性粒子之導電性粒子以外,與實施例1同樣地獲得導電材料、連接結構體。
(實施例3) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為80重量份(0.8 mol),將作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯之調配量變更為14重量份(0.1 mol),將作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺之調配量變更為9重量份(0.1 mol)。除了上述變更以外,與實施例2同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(實施例4) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為80重量份(0.8 mol)。進而,使用作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯腈7重量份(0.1 mol)代替作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯7重量份(0.05 mol)。進而,使用作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯酸9重量份(0.1 mol)代替作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺4重量份(0.05 mol)。除了上述變更以外,與實施例2同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(實施例5) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為92重量份(0.92 mol),將作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯之調配量變更為4重量份(0.03 mol),將作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺之調配量變更為3重量份(0.03 mol)。進而,追加4重量份(0.02 mol)之作為交聯劑之乙二醇二甲基丙烯酸酯。除了上述變更以外,與實施例2同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(實施例6) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為58重量份(0.58 mol),將作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯之調配量變更為14重量份(0.1 mol),將作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺之調配量變更為9重量份(0.1 mol)。進而,追加35重量份(0.2 mol)之甲基丙烯酸苄酯,追加6重量份(0.02 mol)之作為交聯劑之三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。除了上述變更以外,與實施例2同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(實施例7) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為56重量份(0.56 mol),將作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯之調配量變更為14重量份(0.1 mol),將作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺之調配量變更為9重量份(0.1 mol)。進而,追加35重量份(0.2 mol)之甲基丙烯酸苄酯,追加8重量份(0.04 mol)之作為交聯劑之乙二醇二甲基丙烯酸酯。除了上述變更以外,與實施例2同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(比較例1) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為88重量份(0.88 mol),將作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯之調配量變更為14重量份(0.1 mol),未添加作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺4重量份(0.05 mol)。進而,追加4重量份(0.02 mol)之作為交聯劑之乙二醇二甲基丙烯酸酯。除了上述變更以外,與實施例1同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(比較例2) 於製作絕緣性粒子時,關於上述聚合性化合物,將甲基丙烯酸甲酯之調配量變更為85重量份(0.85 mol),未添加7重量份(0.05 mol)之作為具有第1官能基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯。又,將作為具有第2官能基之化合物之甲基丙烯醯胺之調配量變更為9重量份(0.1 mol)。進而,追加15重量份(0.05 mol)之作為交聯劑之三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。除了上述變更以外,與實施例1同樣地獲得附帶絕緣性粒子之導電性粒子、導電材料、連接結構體。
(評估) (1)絕緣性粒子之密接性 以如下方式對絕緣性粒子之密接性進行評估。以下述基準對絕緣性粒子之密接性進行判定。
絕緣性粒子之密接性之評估方法: 對於任意50個附帶絕緣性粒子之導電性粒子,於製作後即刻使用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察。又,於使用所獲得之導電材料製備附帶絕緣性粒子之導電性粒子分散液之後,亦使用SEM觀察任意50個附帶絕緣性粒子之導電性粒子。根據其等之利用SEM所得之觀察之結果,對剛製作後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數、與分散液調整後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數進行比較。再者,於SEM觀察中,將觀察到之絕緣性粒子之總數設為被覆數。
[絕緣性粒子之密接性之判定基準] ○○○:分散液調整後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數相對於剛製作後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數的比率為90%以上 ○○:分散液調整後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數相對於剛製作後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數的比率為70%以上且未達90% ○:分散液調整後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數相對於剛製作後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數的比率為50%以上且未達70% ×:分散液調整後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數相對於剛製作後之附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之絕緣性粒子之被覆數的比率未達50%
(2)導通可靠性(上下電極間) 利用四端子法分別測定所獲得之20個連接結構體之上下電極間之連接電阻。再者,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。以下述基準判定導通可靠性。
[導通可靠性之判定基準] ○○○:連接電阻為1.5 Ω以下 ○○:連接電阻超過1.5 Ω且為2.0 Ω以下 ○:連接電阻超過2.0 Ω且為5.0 Ω以下 △:連接電阻超過5.0 Ω且為10 Ω以下 ×:連接電阻超過10 Ω
(3)絕緣可靠性(橫向上相鄰之電極間) 於上述(2)導通可靠性之評估中,對於所獲得之20個連接結構體,藉由利用測試機測定電阻值來評估相鄰之電極間有無漏電。以下述基準評估絕緣可靠性。
[絕緣可靠性之判定基準] ○○○:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數為20個 ○○:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數為18個以上且未達20個 ○:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數為15個以上且未達18個 △:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數為10個以上且未達15個 ×:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數為5個以上且未達10個 ××:電阻值為108 Ω以上之連接結構體之個數未達5個
將結果示於下述表1。
[表1]
1‧‧‧附帶絕緣性粒子之導電性粒子 2‧‧‧導電性粒子 3‧‧‧絕緣性粒子 11‧‧‧基材粒子 12‧‧‧導電部 21‧‧‧附帶絕緣性粒子之導電性粒子 22‧‧‧導電性粒子 31‧‧‧導電部 32‧‧‧芯物質 33‧‧‧突起 41‧‧‧附帶絕緣性粒子之導電性粒子 42‧‧‧導電性粒子 51‧‧‧導電部 52‧‧‧突起 81‧‧‧連接結構體 82‧‧‧第1連接對象構件 82a‧‧‧第1電極 83‧‧‧第2連接對象構件 83a‧‧‧第2電極 84‧‧‧連接部
圖1係表示本發明之第1實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。 圖2係表示本發明之第2實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。 圖3係表示本發明之第3實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子的剖視圖。 圖4係模式性地表示使用本發明之第1實施形態之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之連接結構體的剖視圖。

Claims (15)

  1. 一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其具備:導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上;且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基,上述第1官能基為環狀醚基、異氰酸酯基、醛基或腈基,上述第2官能基為醯胺基、羥基、羧基、醯亞胺基或胺基。
  2. 如請求項1之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
  3. 如請求項1之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述第1官能基與上述第2官能基具有可藉由刺激而進行反應之性質。
  4. 如請求項3之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述刺激為加熱或光之照射。
  5. 一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其具備: 導電性粒子,其至少表面具有導電部;及複數個絕緣性粒子,其等配置於上述導電性粒子之表面上;且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構,上述第1官能基為環狀醚基、異氰酸酯基、醛基或腈基,上述第2官能基為醯胺基、羥基、羧基、醯亞胺基或胺基。
  6. 如請求項5之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
  7. 如請求項1至6中任一項之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中根據下述式(1)所求出之上述絕緣性粒子之交聯度為10以上;交聯度=A×[(B/D)×100]+[(C/D)×100] 式(1)上述式(1)中,A為交聯劑之聚合性官能基數,B為交聯劑之莫耳數,C為上述具有第1官能基之化合物及上述具有第2官能基之化合物之合計莫耳數,D為上述聚合性化合物之合計莫耳數。
  8. 如請求項1至6中任一項之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述環狀醚基為環氧基或氧雜環丁基。
  9. 如請求項1至6中任一項之附帶絕緣性粒子之導電性粒子,其中上述導電性粒子之粒徑為1μm以上5μm以下。
  10. 一種附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法,其具備使用至少表面具有導電部之導電性粒子、與複數個絕緣性粒子,於上述導電性粒子之表面上配置上述絕緣性粒子之配置步驟,且上述絕緣性粒子為聚合性化合物之聚合物,上述聚合性化合物包含具有第1官能基之化合物、及具有與上述第1官能基不同之第2官能基之化合物,上述第1官能基為環狀醚基、異氰酸酯基、醛基或腈基,上述第2官能基為醯胺基、羥基、羧基、醯亞胺基或胺基。
  11. 如請求項10之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法,其中上述聚合性化合物不包含交聯劑、或於上述聚合性化合物100重量%中包含10重量%以下之交聯劑。
  12. 如請求項10或11之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法,其中上述配置步驟之溫度未達50℃,且獲得上述聚合物具有上述第1官能基及上述第2官能基之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。
  13. 如請求項10或11之附帶絕緣性粒子之導電性粒子之製造方法,其於上述配置步驟之後,具備對上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子進行加熱之 加熱步驟,且上述加熱步驟之加熱溫度為70℃以上,上述加熱步驟之加熱時間為1小時以上,獲得上述聚合物包含上述第1官能基與上述第2官能基反應而成之結構之附帶絕緣性粒子之導電性粒子。
  14. 一種導電材料,其包含如請求項1至9中任一項之附帶絕緣性粒子之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
  15. 一種連接結構體,其具備:第1連接對象構件,其表面具有第1電極;第2連接對象構件,其表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接;且上述連接部之材料為如請求項1至9中任一項之附帶絕緣性粒子之導電性粒子、或包含上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料,上述第1電極與上述第2電極藉由上述附帶絕緣性粒子之導電性粒子中之上述導電部而電性連接。
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