WO2014007334A1 - 導電性粒子、樹脂粒子、導電材料及び接続構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
導電性粒子:
F:導電性粒子が10%、30%又は50%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:導電性粒子が10%、30%又は50%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:導電性粒子の半径(mm)
樹脂粒子:
F:樹脂粒子が10%、30%又は50%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:樹脂粒子が10%、30%又は50%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:樹脂粒子の半径(mm)
導電性粒子:
B:導電性粒子が破壊されたときの圧縮変位(mm)
D:導電性粒子の直径(mm)
樹脂粒子:
B:樹脂粒子が破壊されたときの圧縮変位(mm)
D:樹脂粒子の直径(mm)
L1:負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
L2:負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの除荷変位
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させて得られる重合体等が用いられる。エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させることにより、導電材料に適した任意の圧縮時の物性を有する樹脂粒子を設計及び合成することができる。
図1に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。
本発明に係る導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。この導電材料における導電性粒子が、上述した樹脂粒子と、上記樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有することが好ましい。本発明に係る絶縁性粒子付き導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、導電材料として用いられることが好ましい。上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。
上述した導電性粒子を用いて、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(1)樹脂粒子の作製
(重合体シード粒子分散液の作製)
セパラブルフラスコにイオン交換水2500g、スチレン250g、オクチルメルカプタン50g、及び塩化ナトリウム0.5gを入れ、窒素雰囲気下で攪拌した。その後、70℃に加熱し、過酸化カリウム2.5gを添加し、24時間反応を行うことにより、重合体シード粒子を得た。
イソボルニルアクリレート76gと、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート114gと、過酸化ベンゾイル2.6gと、ラウリル硫酸トリエタノールアミン10gと、エタノール130gとをイオン交換水1000gに加え、攪拌し、乳化液を得た。得られた乳化液を数回に分けて重合体シード粒子分散液に加え、12時間攪拌した。その後、ポリビニルアルコール5重量%水溶液500gを加え、85℃の窒素雰囲気下で、9時間反応を行い、重合体粒子(樹脂粒子、平均粒子径3.0μm)を得た。
得られた重合体粒子を洗浄し、乾燥した後、無電解めっき法により、重合体粒子の表面に、ニッケル層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは0.1μmであった。
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量(単量体の組成)を、下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子及び導電性粒子を得た。
(1)導電性粒子及び樹脂粒子の圧縮弾性率(10%K値、30%K値及び50%K値)
得られた導電性粒子及び得られた樹脂粒子の圧縮弾性率(10%K値、30%K値及び50%K値)を、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH-100」)を用いて測定した。
得られた導電性粒子及び得られた樹脂粒子の破壊歪みを、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH-100」)を用いて測定した。
得られた導電性粒子及び得られた樹脂粒子の圧縮回復率を、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH-100」)を用いて測定した。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「エピコート1009」)10重量部と、アクリルゴム(重量平均分子量約80万)40重量部と、メチルエチルケトン200重量部と、マイクロカプセル型硬化剤(旭化成ケミカルズ社製「HX3941HP」)50重量部と、シランカップリング剤(東レダウコーニングシリコーン社製「SH6040」)2重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が3重量%となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
上記(4)接続構造体の作製で得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を4端子法により測定した。また、接続抵抗を下記の基準で判定した。
○○:接続抵抗が2.0Ω以下
○:接続抵抗が2.0Ωを超え、3.0Ω以下
△:接続抵抗が3.0Ωを超え、5.0Ω以下
×:接続抵抗が5.0Ωを超える
上記(4)接続構造体の作製で得られた接続構造体の断面観察を行い、導電性粒子が接触した電極部分における樹脂の噛み込みの発生の有無を観察した。接続信頼性を下記の基準で判定した。
○:樹脂の噛み込みが発生していない
×:樹脂の噛み込みが発生している
2…樹脂粒子
3…導電層
11…導電性粒子
12…導電層
12A…第1の導電層
12B…第2の導電層
51…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…電極
53…第2の接続対象部材
53a…電極
54…接続部
Claims (14)
- 樹脂粒子と、
前記樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有する導電性粒子であって、
前記導電性粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率が1500N/mm2以上、5000N/mm2以下であり、
前記導電性粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、前記導電性粒子を50%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が、2以上、10以下である、導電性粒子。 - 前記導電性粒子の破壊歪みが55%以上である、請求項1に記載の導電性粒子。
- 前記導電性粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、前記導電性粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が、2以上、10以下である、請求項1又は2に記載の導電性粒子。
- フレキシブル基板の電極の電気的な接続に用いられる導電性粒子である、請求項1~3のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- タッチパネルに用いられる導電性粒子である、請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性粒子。
- 導電層が表面上に配置され、樹脂粒子と前記樹脂粒子との表面上に配置された前記導電層とを有する導電性粒子を得るために用いられる樹脂粒子であって、
前記樹脂粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率が500N/mm2以上、3000N/mm2以下であり、
前記樹脂粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、前記樹脂粒子を50%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が、1以上、8以下である、樹脂粒子。 - 前記樹脂粒子の破壊歪みが55%以上である、請求項6に記載の樹脂粒子。
- 前記樹脂粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、前記樹脂粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が、1以上、8以下である、請求項6又は7に記載の樹脂粒子。
- フレキシブル基板の電極の電気的な接続に用いられる導電性粒子を得るための樹脂粒子である、請求項6~8のいずれか1項に記載の樹脂粒子。
- タッチパネルに用いられる導電性粒子を得るための樹脂粒子である、請求項6~9のいずれか1項に記載の樹脂粒子。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む、導電材料。
- 導電性粒子と、バインダー樹脂とを含み、
前記導電性粒子が、請求項6~10のいずれか1項に記載の樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有する、導電材料。 - 第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1~5のいずれか1項に記載の導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、
前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。 - 第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、
前記導電性粒子が、請求項6~10のいずれか1項に記載の樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
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