WO2022239738A1 - 導電粒子、及び導電粒子の製造方法 - Google Patents

導電粒子、及び導電粒子の製造方法 Download PDF

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porous resin
conductive
resin particles
conductive particles
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雄介 田中
秀次 波木
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    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations

Definitions

  • the present technology relates to conductive particles using resin particles and methods for manufacturing conductive particles.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-082498 filed on May 14, 2021 in Japan, and this application is hereby incorporated by reference. Incorporated.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a conventional conductive particle having a metal film formed on the surface of a resin particle before pressurization
  • FIG. 8 shows a conventional metal film when the conductive particle is pressed is a cross-sectional view for.
  • FIG. 7 when the metal film 112 is formed on the surface of the resin particles 111 by the conventional method, it may be difficult to form the metal film 112 depending on the type of the metal particles. Moreover, even if the metal film 112 can be formed, the metal film 112 may be fragile, and as shown in FIG. In such a case, cracks 113 may occur in the metal film 112 or the metal film 112 may separate from the resin particles 111 .
  • the present technology has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides conductive particles capable of obtaining excellent conductive properties, and a method for manufacturing the conductive particles.
  • the conductive particles according to the present technology include porous resin particles and metal nanoparticles embedded in the pores and inside of the porous resin particles.
  • porous resin particles and metal nanoparticles are mixed by a mechanochemical method, and the metal nanoparticles are embedded in the pores and insides of the porous resin particles.
  • An anisotropic conductive material according to the present technology contains conductive particles including porous resin particles, metal nanoparticles embedded in the pores and inside of the porous resin particles, and a binder.
  • a connection structure includes porous resin particles and embedded in holes and insides of the porous resin particles between a first electrode of a first electronic component and a second electrode of a second electronic component.
  • the conductive particles comprising metal nanoparticles are compressed.
  • a method for manufacturing a bonded structure according to the present technology is an anisotropic conductive material containing conductive particles including porous resin particles, metal nanoparticles embedded in the pores and inside of the porous resin particles, and a binder. is interposed between the first electrode of the first electronic component and the second electrode of the second electronic component, and the compression of the conductive particles causes the first electrode of the first electronic component and the A second electrode of the second electronic component is connected.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of conductive particles to which the present technology is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of porous resin particles.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of porous resin particles.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state before pressurization of conductive particles to which the present technology is applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a state when the conductive particles to which the present technology is applied are pressed.
  • FIG. 6 is a graph showing the initial conduction resistance value of the connection structure with respect to the compressibility of the conductive particles.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a conventional conductive particle having a metal film formed on the surface of a resin particle before being pressurized.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a metal film when conventional conductive particles are pressurized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of conductive particles to which the present technology is applied.
  • the conductive particles 10 include porous resin particles 11 and metal nanoparticles 12 embedded in the pores and inside of the porous resin particles 11 .
  • conductive paths are formed inside the porous resin particles 11 by compressing the conductive particles 10, and excellent conductive properties can be obtained.
  • excellent insulating properties can be obtained, and internal cracks due to compression can be suppressed.
  • the state in which the conductive paths are formed inside the porous resin particles 11 is confirmed by observing the cross section of the compressed conductive particles 10 using, for example, a field emission scanning electron microscope (FE-TEM/EDS). be able to.
  • FE-TEM/EDS field emission scanning electron microscope
  • the porous resin particles 11 are not particularly limited as long as a conductive path can be formed inside by compression.
  • Examples of materials for the porous resin particles 11 include styrene-divinylbenzene copolymer, benzoguanamine resin, crosslinked polystyrene resin, acrylic resin, styrene-silica composite resin, and the like.
  • resin particles By using resin particles as the base particles, it is possible to suppress variation in particle size.
  • the proportion of pores in the porous resin particles 11 is preferably 10-70%, more preferably 20-60%, and still more preferably 30-60%. If the ratio of the pores is too small, the metal nanoparticles 12 do not form conductive paths in the resin particles, making it difficult to improve the conductive properties. Moreover, when the proportion of the pores is too large, the strength of the resin particles is lowered, and the resin particles may be cracked when pressure-bonded as an anisotropic conductive material.
  • the ratio of pores in the porous resin particles 11 can be defined as the ratio of the volume of the spaces to the total volume of the porous resin particles 11, and the total volume of the porous resin particles 11 is the farthest from the center of the particles. It can be calculated as a sphere that connects the dots. Alternatively, as an optical measurement method, the cross section of the porous resin particles 11 is observed under a microscope to determine the area of the resin and the area of visible voids. In a porous body with random structure, area porosity and volume porosity can be considered equal.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of porous resin particles.
  • the porous resin particles 11 have a plurality of holes 11a inside, and metal nanoparticles 12 can be embedded therein.
  • FIG. 3 is a side view schematically showing another example of porous resin particles.
  • the porous resin particles 11 have needle-like protrusions extending outward to form pores, and metal nanoparticles 12 can be embedded therein.
  • the conductive particles 10 can reduce the resistance value by compression.
  • the compressibility of the conductive particles 10 is preferably 30% or higher, more preferably 35% or higher, and even more preferably 40% or higher.
  • the compressibility of the conductive particles is, for example, using a microcompression tester, with a smooth indenter end face of a cylinder (diameter 50 ⁇ m, made of diamond), a compression rate of 2.6 mN / sec, and a maximum test load of 10 gf. can be measured by compressing
  • the compressibility of the conductive particles in the connection structure is, for example, the average particle size of the conductive particles, the distance between the first electrode of the first electronic component and the second electrode of the second electronic component. can be calculated based on
  • the conductive particles may further include a metal film made of metal nanoparticles 12 on the surface of the sphere formed by joining the points farthest from the center of the porous resin particles.
  • the thickness of the metal film is preferably 50 nm or more and 300 nm or less, more preferably 80 nm or more and 250 nm or less.
  • the insulating property can be secured even if the conductive particles are arranged between the terminals, so that the insulation properties are improved, the particle density is increased, and the terminal of the adherend is Advantages such as narrowing of space can be considered.
  • the average particle diameter of the porous resin particles 11 is preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 40 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m. If the average particle size of the porous resin particles 11 is too small, in the application of the anisotropic conductive film, the height of the members including two terminals connected by the anisotropic conductive film varies, resulting in defective crimping. There is Further, when the conductive particles 10 are produced by the mechanochemical method, it is difficult to form a uniform metal film if the porous resin particles 11 are small.
  • the average particle size of the porous resin particles 11 is too large, it is difficult to mold the anisotropic conductive film in the application of the anisotropic conductive film, and the insulation may not be ensured, resulting in the occurrence of a short circuit. .
  • the conductive particles 10 are produced by the mechanochemical method, it is difficult to insert the metal nanoparticles 12 into the pores of the porous resin particles 11 .
  • the average particle size can be a value measured by an image type particle size distribution meter (eg, FPIA-3000: manufactured by Malvern). The number of measurements is preferably 1000 or more, preferably 2000 or more.
  • the metal nanoparticles 12 are preferably one or more selected from the group consisting of Ni, Au, Ag, Cu, Sn, SnBi, SnIn and SnAgCu. Solder particles such as SnBi, SnIn, and SnAgCu can be used as the metal nanoparticles 12 in addition to single-composition metal particles such as Ni, Au, Ag, Cu, and Sn.
  • Sn which is used for solder, has a significant decrease in strength or becomes powder with fine crystal grains in a low-temperature environment. It is believed that metallic tin transforms into non-metallic tin at 13° C. or less, resulting in an increase in volume of about 27%, cracking, and powdery precipitates. Therefore, in a conventional conductive particle in which a metal film made of solder particles is formed on the surface of a spherical resin particle, cracks are likely to occur particularly in a temperature cycle reliability test including a low temperature environment.
  • the bonding between the conductive particles 10 and the electrode preferably has a eutectic composition, but even if the composition is not eutectic, an improvement in conduction characteristics can be expected due to the formation of a conduction path.
  • the solder particles may be soft particles with a low melting point such as SnIn.
  • the average particle size of the metal nanoparticles 12 is preferably 10 nm to 1000 nm, more preferably 10 nm to 1000 nm, even more preferably 10 nm to 1000 nm. If the average particle size of the metal nanoparticles 12 is too large, they cannot enter the pores of the porous resin particles 11 and cannot form conductive paths within the resin particles.
  • Method for producing conductive particles In the method for producing conductive particles according to the present embodiment, porous resin particles and metal nanoparticles are mixed by a mechanochemical method, and the metal nanoparticles are embedded in the pores and insides of the porous resin particles. As a result, conductive paths are formed inside the porous resin particles by compressing the conductive particles, and excellent conductive properties can be obtained.
  • the mechanochemical method utilizes chemical reactions caused by mechanical energy applied to substances in mechanical operations such as impact, compression, pulverization, mixing, and kneading.
  • a mixing method using a spheronizing device, a hybridizer, or the like can be mentioned.
  • the porous resin particles and metal nanoparticles are weighed in a cup, mixed, and the metal nanoparticles are turned into porous resin particles in a nitrogen atmosphere using a high-speed agitation type powder spheronization device.
  • Conductive particles can be produced by performing granulation by collision.
  • the stirring conditions are preferably 1000 rpm or higher, more preferably 1500 rpm or higher, and still more preferably 2000 rpm or higher.
  • the metal nanoparticles penetrate into the inside of the porous resin particles, so excellent conduction characteristics can be obtained.
  • the anisotropic conductive material according to the present embodiment contains conductive particles including porous resin particles, pores of the porous resin particles and metal nanoparticles embedded therein, and a binder. As a result, conductive paths are formed inside the porous resin particles by compressing the conductive particles, and excellent conductive properties can be obtained. Since the conductive particles are the same as the conductive particles described above, the description thereof is omitted here.
  • the shape of the anisotropic conductive material is not particularly limited, and can be appropriately selected from film-like, paste-like, etc., depending on the application.
  • examples of the anisotropic conductive material include anisotropic conductive film (ACF) and anisotropic conductive paste (ACP).
  • the binder may be a thermoplastic binder, it is preferably a binder that is cured by energy such as heat or light, for example, a thermosetting binder, a photo-curing binder, a heat/light-curing binder, or the like.
  • a thermosetting binder containing a film-forming resin, a thermosetting resin, and a curing agent will be described.
  • the thermosetting binder is not particularly limited, and examples thereof include a thermal anionic polymerization resin composition containing an epoxy compound and a thermal anionic polymerization initiator, and a thermal cationic polymerization resin composition containing an epoxy compound and a thermal cationic polymerization initiator.
  • the (meth)acrylate compound is meant to include both acrylic monomers (oligomers) and methacrylic monomers (oligomers).
  • connection structure and method for manufacturing the connection structure In the connection structure according to the present embodiment, the porous resin particles and the holes and interiors of the porous resin particles are provided between the first electrode of the first electronic component and the second electrode of the second electronic component. conductive particles comprising metal nanoparticles embedded in the are compressed.
  • the method for manufacturing a bonded structure according to the present embodiment includes conductive particles including porous resin particles and metal nanoparticles embedded in the pores and inside of the porous resin particles, and a binder.
  • An anisotropic conductive material is interposed between the first electrode of the first electronic component and the second electrode of the second electronic component, and the first electrode of the first electronic component is formed by compressing the conductive particles. and the second electrode of the second electronic component.
  • conductive paths are formed inside the porous resin particles by compressing the conductive particles, and excellent conductive properties can be obtained. Since the conductive particles and the anisotropic conductive material are the same as the conductive particles and the anisotropic conductive material described above, the description thereof is omitted here.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state before pressurization of conductive particles to which the present technology is applied, and FIG. It is a sectional view.
  • the first electronic component 20 and the second electronic component 30 are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Examples of the first electronic component 20 include ceramic substrates, rigid substrates, flexible printed circuits (FPC), glass substrates, plastic substrates, and resin multilayer substrates.
  • the second electronic component 30 include ceramic substrates, rigid substrates, flexible substrates, glass substrates, plastic substrates, resin multilayer substrates, IC (Integrated Circuit) modules, IC chips, LED (Light Emitting Diode) chips, and the like. is mentioned.
  • Example> Examples of the present technology will be described below.
  • base particles and metal nanoparticles were mixed by a mechanochemical method to produce conductive particles.
  • an anisotropic conductive film containing conductive particles was produced, a connection structure was produced using the anisotropic conductive film, and conduction characteristics were evaluated. Note that the present technology is not limited to these examples.
  • anisotropic conductive film 5 parts by mass of conductive particles and 95 parts by mass of an insulating binder composed of the following components were placed in a planetary stirrer and stirred for 1 minute to prepare an anisotropic conductive adhesive composition. Then, the anisotropic conductive adhesive composition is applied to a PET film having a thickness of 50 ⁇ m and dried in an oven at 80° C. for 5 minutes to form an adhesive layer made of the anisotropic conductive adhesive composition on the PET film. An anisotropic conductive film having a thickness of 2.0 mm and a thickness of 25 ⁇ m was produced.
  • the insulating binder is 47 parts by mass of phenoxy resin (trade name: YP-50, manufactured by Shinnikka Epoxy Manufacturing Co., Ltd.), 3 parts by mass of monofunctional monomer (trade name: M-5300, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), urethane Resin (trade name: UR-1400, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) 25 parts by mass, rubber component (trade name: SG80H, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) 15 parts by mass, silane coupling agent (trade name: A-187, 2 parts by mass of Momentive Performance Materials Japan) and 3 parts by mass of organic peroxide (trade name: Nyper BW, manufactured by NOF Corporation) so that the solid content is 50% by mass.
  • a mixed solution of ethyl acetate and toluene was prepared.
  • the conduction resistance value of the connection structure was measured after the environmental test under conditions of temperature 85° C., humidity 85%, and time 500 hours.
  • the following evaluations A, B, C, and D were made according to the conduction resistance value after the environmental test of the connection structure.
  • Evaluation of the conduction resistance value after the environmental test is preferably "A" and "B".
  • Example 1 Porous resin particles with an average particle size of 20 ⁇ m and a pore volume ratio of 10% of the total particles and SnBi nanoparticles with an average particle size of 100 nm were weighed into a cup and mixed with a wood bar for 1 minute. Using a high-speed stirring type powder spheroidization device (NSM-200, Seishin Enterprise), under the conditions of nitrogen atmosphere and 2000 rpm-1 min, SnBi nanoparticles are granulated by colliding with porous resin particles to form conductive particles. was made. Then, using the conductive particles, an anisotropic conductive film was produced as described above, and an evaluation substrate was used as described above to produce a connection structure of a thermocompression-bonded sample.
  • NSM-200 high-speed stirring type powder spheroidization device
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 40 m ⁇ , which was rated as “A”, and the conduction resistance value after the environmental test was 60 m ⁇ , compared with Example 2-4. , a slightly high conduction resistance value was obtained, and the evaluation was "B". Observation of the cross section of the connection structure after the environmental test revealed that although the thickness of the metal film formed on the particle surface was thinner than that before pressure bonding, SnBi paths were formed inside the particle cross section. It was confirmed that
  • Example 2 Conductive particles were produced, an anisotropic conductive film was produced, and a connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that porous resin particles having a pore volume ratio of 30% in the whole particles were used. .
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 40 m ⁇ , which was an "A” evaluation
  • the conduction resistance value after the environmental test was 50 m ⁇ , which was an "A” evaluation.
  • Observation of the cross section of the connection structure after the environmental test revealed that although the thickness of the metal film formed on the particle surface was thinner than that before pressure bonding, SnBi paths were formed inside the particle cross section. It was confirmed that
  • Example 3 Conductive particles were produced, an anisotropic conductive film was produced, and a connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that porous resin particles having a pore volume ratio of 50% in the whole particles were used. .
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 40 m ⁇ , which was an "A” evaluation
  • the conduction resistance value after the environmental test was 50 m ⁇ , which was an "A” evaluation.
  • Observation of the cross section of the connection structure after the environmental test revealed that although the thickness of the metal film formed on the particle surface was thinner than that before pressure bonding, SnBi paths were formed inside the particle cross section. It was confirmed that
  • Example 3 Under the conditions of thermocompression bonding (temperature: 150°C, time: 10 sec), the conductive particles in Example 3 were pressurized to a predetermined compressibility to fabricate a connected structure. Then, using a digital multimeter (manufactured by Yokogawa Electric Corporation), the initial conduction resistance value of the connection structure when a current of 1 mA was passed by the four-terminal method was measured.
  • FIG. 6 is a graph showing the initial conduction resistance value of the connection structure with respect to the compressibility of the conductive particles. As shown in FIG. 6, when the compressibility of the conductive particles is 0 to 10%, the conduction resistance value is 1000 ⁇ or more, and when the compressibility of the conductive particles is 20%, the conduction resistance value is about 800 ⁇ . rice field. When the compressibility of the conductive particles was 30 to 70%, the conduction resistance value was about 40 ⁇ . From FIG. 6, when the compressibility of the conductive particles is 30 to 70%, a conductive path is formed inside the particles, which is considered to be an appropriate crimped state in which the conductive resistance value can be reduced. It should be noted that there was no thermocompression bonding condition under which the compressibility of the conductive particles reached 80% or more, and the measurement could not be performed.
  • Example 4 Conductive particles were produced, an anisotropic conductive film was produced, and a connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that porous resin particles having a pore volume ratio of 70% in the whole particles were used. .
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 40 m ⁇ , which was an "A” evaluation
  • the conduction resistance value after the environmental test was 50 m ⁇ , which was an "A” evaluation.
  • Observation of the cross section of the connection structure after the environmental test revealed that although the thickness of the metal film formed on the particle surface was thinner than that before pressure bonding, SnBi paths were formed inside the particle cross section. It was confirmed that
  • Conductive particles were produced in the same manner as in Example 1, except that spherical acrylic resin particles with an average particle diameter of 20 nm were used instead of the porous resin particles, an anisotropic conductive film was produced, and a connection structure was produced. did.
  • connection structure had an initial conduction resistance value of 50 m ⁇ and was rated “B", and the conduction resistance value after the environmental test was 2000 m ⁇ and was rated “D”. Moreover, when the cross section of the connection structure after the environmental test was observed, it was confirmed that the metal film formed on the particles had cracks compared to before crimping. It was considered that the sudden increase in the conduction resistance value in the environmental test was caused by the contact failure between the metal film and the terminal due to cracks in the metal film.
  • Conductive particles were produced in the same manner as in Example 1 except that granulation was performed by colliding the SnBi nanoparticles with the porous resin particles under the conditions of 500 rpm-30 sec, an anisotropic conductive film was produced, A connection structure was fabricated.
  • connection structure had an initial conduction resistance value of 50 m ⁇ and was rated “B", and the conduction resistance value after the environmental test was 2000 m ⁇ and was rated “D”. Moreover, when the cross section of the connection structure after the environmental test was observed, it was confirmed that the metal film formed on the particles had cracks compared to before crimping. It was considered that the sudden increase in the conduction resistance value in the environmental test was caused by the fact that the conductive path was not formed inside the porous resin particles, and the metal film and the terminal were poorly contacted due to cracks in the metal film.
  • connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that the anisotropic conductive film was produced using Ni-plated spherical resin particles having an average particle diameter of 20 ⁇ m.
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 60 m ⁇ , a slightly high resistance value was obtained, the evaluation was "B”, and the conduction resistance value after the environmental test was 100 m ⁇ . Compared with Example 1-4, a higher conduction resistance value was obtained, and the evaluation was "C”. Also, when the cross section of the connection structure after the environmental test was observed, some cracks in the Ni plating were confirmed. It was considered that the reason for the increase in the conduction resistance value in the environmental test was that the contact between the metal film and the terminal was somewhat poor due to cracks in the Ni plating.
  • connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that an anisotropic conductive film was produced using spherical SnBi solder particles with an average particle size of 20 ⁇ m.
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 30 m ⁇ and the evaluation was "A”
  • the conduction resistance value after the environmental test was 2000 m ⁇ and the evaluation was "D”.
  • the cross section of the connection structure after the environmental test was observed, numerous cracks in the solder particles were confirmed.
  • there was a large variation in particle size and it was confirmed that the particles were located between the terminals and were not in contact with the terminals. It was considered that the reason for the sudden increase in the conduction resistance value in the environmental test was that the contact with the terminal became unstable due to cracking of the solder particles.
  • connection structure was produced in the same manner as in Example 1, except that the anisotropic conductive film was produced using spherical Cu particles having an average particle size of 20 ⁇ m.
  • the initial conduction resistance value of the connection structure was 30 m ⁇
  • the evaluation was "A”
  • the conduction resistance value after the environmental test was 100 m ⁇ . was "C”.
  • the cross section of the connection structure after the environmental test was observed, it was confirmed that there was a large variation in the particle size, and there were portions where the particles were between the terminals and were not in contact with the terminals. It was considered that the sudden increase in the conduction resistance value in the environmental test was caused by the unstable contact between the particles and the terminals.

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Abstract

優れた導通特性が得られる導電粒子、及び導電粒子の製造方法を提供する。導電粒子（１０）は、多孔質樹脂粒子（１１）と、多孔質樹脂粒子（１１）の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子（１２）とを備える。導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込ませる。これにより、導電粒子（１０）の圧縮により多孔質樹脂粒子（１１）内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。

Description

導電粒子、及び導電粒子の製造方法
　本技術は、樹脂粒子を用いた導電粒子、及び導電粒子の製造方法に関する。本出願は、日本国において２０２１年５月１４日に出願された日本特許出願番号特願２０２１－０８２４９８を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照されることにより、本出願に援用される。
　従来、メカノケミカル法により母粒子の表面に小粒子を物理的に衝突させ、母粒子の表面に小粒子で膜を形成する技術がある（例えば、特許文献１、２参照。）。例えば、異方性導電フィルムに使用される導電粒子は、半田や金属粒子を使用すると低抵抗になるが、大きさを均一にすることが難しいため、導通信頼性が安定しないことがある。このため、球状樹脂粒子の表面に金属膜が形成されている導電粒子が用いられることがある。
　図７は、従来の樹脂粒子表面に金属膜を形成した導電粒子の加圧前を説明するための断面図であり、図８は、従来の導電粒子を加圧した際の金属膜を説明するための断面図である。図７に示すように、従来法により樹脂粒子１１１表面に金属膜１１２を形成する場合、金属粒子の種類によっては、金属膜１１２を形成することが困難な場合があった。また、金属膜１１２を形成することができても金属膜１１２が脆いことがあり、図８に示すように、第１の電子部品１２０及び第２の電子部品１３０の端子間に導電粒子を挟持した場合、金属膜１１２に割れ１１３が生じたり、金属膜１１２が樹脂粒子１１１から剥がれたりすることがあった。
特開２００５－２０９４９１号公報 国際公開第２０１３／０３２００２号
　本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた導通特性が得られる導電粒子、及び導電粒子の製造方法を提供する。
　本技術に係る導電粒子は、多孔質樹脂粒子と、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える。
　本技術に係る導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に前記金属ナノ粒子を埋め込ませる。
　本技術に係る異方性導電材料は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する。
　本技術に係る接続構造体は、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる。
　本技術に係る接続構造体の製造方法は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に介在させ、前記導電粒子の圧縮により、前記第１の電子部品の第１の電極と前記第２の電子部品の第２の電極とを接続させる。
　本技術によれば、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込むことにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。
図１は、本技術を適用した導電粒子の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、多孔質樹脂粒子の一例を模式的に示す断面図である。 図３は、多孔質樹脂粒子の他の例を模式的に示す断面図である。 図４は、本技術を適用した導電粒子の加圧前の状態を説明するための断面図である。 図５は、本技術を適用した導電粒子の加圧した際の状態を説明するための断面図である。 図６は、導電粒子の圧縮率に対する接続構造体の初期の導通抵抗値を示すグラフである。 図７は、従来の樹脂粒子表面に金属膜を形成した導電粒子の加圧前を説明するための断面図である。 図８は、従来の導電粒子を加圧した際の金属膜を説明するための断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．導電粒子
２．導電粒子の製造方法
３．異方性導電材料
４．接続構造体、及び接続構造体の製造方法
５．実施例
　＜１．導電粒子＞
　図１は、本技術を適用した導電粒子の一例を模式的に示す断面図である。図１に示すように、導電粒子１０は、多孔質樹脂粒子１１と、多孔質樹脂粒子１１の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子１２とを備える。これにより、導電粒子１０の圧縮により多孔質樹脂粒子１１内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。また、圧縮前には、内部に導電経路が形成されていないため、優れた絶縁特性を得ることができ、また、圧縮による内部のクラックを抑制することができる。
　多孔質樹脂粒子１１内部に導電経路が形成された状態は、例えば、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＴＥＭ／ＥＤＳ）を用いて、圧縮された導電粒子１０の断面を観察することにより確認することができる。
　多孔質樹脂粒子１１は、圧縮により内部に導電経路が形成可能であれば、特に限定されるものではない。多孔質樹脂粒子１１の材料としては、例えば、スチレン－ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン－シリカ複合樹脂などが挙げられる。母粒子が樹脂粒子であることにより、粒径のばらつきを抑制することができる。
　多孔質樹脂粒子１１における孔の占める割合は、好ましくは１０～７０％、より好ましくは２０～６０％、さらに好ましくは３０～６０％である。孔の占める割合が小さ過ぎる場合、金属ナノ粒子１２による、樹脂粒子内の導電経路が構築されず、導通特性の向上が困難となる。また、孔の占める割合が大き過ぎる場合、樹脂粒子の強度が低くなり、異方性導電材料として圧着した際に樹脂粒子が割れてしまうことがある。
　多孔質樹脂粒子１１における孔の占める割合は、多孔質樹脂粒子１１の全体積に占める空間の体積の割合で定義することができ、多孔質樹脂粒子１１の全体積は、粒子の中心から最も遠い点を繋ぎ合わせた球体として計算することができる。また、光学的測定方法として、多孔質樹脂粒子１１の断面を顕微鏡観察し、樹脂面積および視認可能な空隙の面積を決定することにより計算することができる。ランダムな構造を持つ多孔質体では、面積空隙率と体積空隙率とは等しいとみなすことができる。
　図２は、多孔質樹脂粒子の一例を模式的に示す断面図である。図２に示すように、多孔質樹脂粒子１１は、内部に複数の孔１１ａを有し、金属ナノ粒子１２を内部に埋め込み可能となっている。
　図３は、多孔質樹脂粒子の他の例を模式的に示す側面図である。図２に示すように、多孔質樹脂粒子１１は、外側に向かって延びる針状の突起により孔を形成し、金属ナノ粒子１２を内部に埋め込み可能となっている。
　図２及び図３に示す多孔質樹脂粒子１１の構成例によれば、金属ナノ粒子１２を内部に埋め込むことにより、圧縮により多孔質樹脂粒子１１内部に導電経路を形成することができる。すなわち、導電粒子１０は、圧縮により抵抗値を低下させることができる。導電粒子１０の圧縮率は、好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上、さらに好ましくは４０％以上である。導電粒子の圧縮率は、例えば、微小圧縮試験機を用いて、円柱（直径５０μｍ、ダイヤモンド製）の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、及び最大試験荷重１０ｇｆの条件下で導電粒子を圧縮することにより測定することができる。また、接続構造体における導電粒子の圧縮率は、例えば、導電粒子の平均粒径と、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間の距離とに基づいて算出することができる。
　また、導電粒子は、多孔質樹脂粒子の中心から最も遠い点を繋ぎ合わせた球体表面に、金属ナノ粒子１２からなる金属膜をさらに備えてもよい。金属膜の厚みは、好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。金属膜は、圧着時に割れることがあるものの、多孔質樹脂粒子１１内部に導電経路されるため、導通特性を維持することができる。
　また、導電粒子が金属膜を備えない場合は、導電粒子が端子と端子の間に並んでも絶縁性を確保することできるため、絶縁特性の向上、粒子密度の高密度化、被着体の端子スペースの狭小化などの利点が考えられる。
　多孔質樹脂粒子１１の平均粒径は、好ましくは１μｍ～５０μｍ、より好ましくは３μｍ～４０μｍ、さらに好ましくは５μｍ～３０μｍである。多孔質樹脂粒子１１の平均粒径が小さ過ぎる場合、異方性導電フィルム用途においては、異方性導電フィルムで接続する２つの端子を含めた部材の高さバラつきにより、圧着不良が発生することがある。また、メカノケミカル法で導電粒子１０を製造する場合、多孔質樹脂粒子１１が小さいと均一な金属膜形成が困難となる。また、多孔質樹脂粒子１１の平均粒径が大き過ぎる場合、異方性導電フィルム用途においては、異方性導電フィルムの成形が難しく、また絶縁性の確保ができずショートが発生することがある。また、メカノケミカル法で導電粒子１０を製造する場合、多孔質樹脂粒子１１の孔内部まで、金属ナノ粒子１２を入れ込むことが困難となる。なお、平均粒径は、画像型粒度分布計（一例として、ＦＰＩＡ－３０００：マルバーン社製）により測定した値とすることができる。測定個数は１０００個以上、好ましくは２０００個以上であることが好ましい。
　金属ナノ粒子１２は、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕからなる群から選択される１種以上であることが好ましい。金属ナノ粒子１２は、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎなどの単組成金属粒子の他、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの半田粒子を用いることができる。
　半田に使用されるＳｎは、低温環境下で著しい強度の低下または微細な結晶粒の粉末となる。これは金属錫が１３℃以下で非金錫へ変態する結果、容積が約２７％増加して亀裂が生じて析出物が粉状になると考えられる。そのため、従来の球状樹脂粒子の表面に半田粒子からなる金属膜が形成された導電粒子では、特に低温環境を含む温度サイクルの信頼性試験においては、クラックが発生しやすい。
　本技術では、半田粒子を多孔質樹脂粒子１１の孔内部まで入れ込むことにより、半田粒子が溶融しなくても、圧着した際に孔の空洞が潰れ、孔にある半田粒子が接触して導通経路が形成され、導通特性を向上させることができる。半田粒子を用いた場合、導電粒子１０と電極との接合は共晶組成であることが好ましいが、共晶組成ではなくても導通経路形成による導通特性の向上が期待できる。また、半田粒子は、ＳｎＩｎなどの低融点で柔らかい粒子であってもよい。
　金属ナノ粒子１２の平均粒径は、好ましくは１０ｎｍ～１０００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ～１０００ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ～１０００ｎｍである。金属ナノ粒子１２の平均粒径が大き過ぎる場合、多孔質樹脂粒子１１の孔に入り込めず、樹脂粒子内の導電経路を構築することができない。
　＜２．導電粒子の製造方法＞
　本実施の形態に係る導電粒子の製造方法は、多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、多孔質樹脂粒子の孔及び内部に金属ナノ粒子を埋め込ませる。これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。
　ここで、メカノケミカル法とは、衝撃、圧縮、粉砕、混合、混練などの機械的操作において、物質に加えられる機械的エネルギーにより生じる化学反応を利用するものであり、例えば、高速撹拌型粉体球状化装置、ハイブリダイザーなどを用いた混合法を挙げることができる。
　具体的には、カップに、多孔質樹脂粒子及び金属ナノ粒子を測量し、これらを混ぜ合わせ、高速撹拌型粉体球状化装置を使用し、窒素雰囲気化で金属ナノ粒子を多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行うことにより、導電粒子を作製することができる。攪拌条件は、好ましくは１０００ｒｐｍ以上、より好ましくは１５００ｒｐｍ以上、さらに好ましくは２０００ｒｐｍ以上である。これにより、多孔質樹脂粒子内部まで金属ナノ粒子が入り込むため、優れた導通特性を得ることができる。
　＜３．異方性導電材料＞
　本実施の形態に係る異方性導電材料は、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する。これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。導電粒子は、前述の導電粒子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　異方性導電材料の形状は、特に限定されず、フィルム状、ペースト状など用途に応じて適宜選択することができる。異方性導電材料としては、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）などを挙げることができる。
　バインダーは、熱可塑型バインダーでも構わないが、熱、光などのエネルギーにより硬化する、例えば、熱硬化型バインダー、光硬化型バインダー、熱・光併用硬化型バインダーなどであることが好ましい。具体例として、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含有する熱硬化型バインダーを挙げて説明する。熱硬化型バインダーとしては、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、（メタ）アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物などが挙げられる。なお、（メタ）アクリレート化合物とは、アクリルモノマー（オリゴマー）、及びメタクリルモノマー（オリゴマー）のいずれも含む意味である。
　＜４．接続構造体、及び接続構造体の製造方法＞
　本実施の形態に係る接続構造体は、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる。
　また、本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に介在させ、導電粒子の圧縮により、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極とを接続させる。
　これにより、導電粒子の圧縮により多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成され、優れた導通特性を得ることができる。導電粒子及び異方性導電材料は、前述の導電粒子及び異方性導電材料と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　図４は、本技術を適用した導電粒子の加圧前の状態を説明するための断面図であり、図５は、本技術を適用した導電粒子の加圧した際の状態を説明するための断面図である。第１の電子部品２０及び第２の電子部品３０は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。第１の電子部品２０としては、例えば、セラミック基板、リジット基板、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）、ガラス基板、プラスチック基板、樹脂多層基板などが挙げられる。また、第２の電子部品３０としては、例えば、セラミック基板、リジット基板、フレキシブル基板、ガラス基板、プラスチック基板、樹脂多層基板、ＩＣ（Integrated Circuit）モジュール、ＩＣチップ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ等が挙げられる。
　図４及び図５に示すように、第１の電子部品２０及び第２の電子部品３０の端子間に導電粒子１０を挟持した場合、金属膜に割れ１３が生じたとしても、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されるため、優れた導通特性を得ることができる。
　＜５．実施例＞
　以下、本技術の実施例について説明する。本実施例では、メカノケミカル法により、母粒子と金属ナノ粒子とを混合し、導電粒子を作製した。そして、導電粒子を含有する異方性導電フィルムを作製し、異方性導電フィルムを用いて接続構造体を作製し、導通特性について評価した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
　［異方性導電フィルムの作製］
　導電粒子５質量部と、下記成分からなる絶縁性バインダー９５質量部とを遊星式撹拌装置に投入し、１分間撹拌して異方性導電接着組成物を作製した。そして、異方性導電接着組成物を厚み５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、８０℃のオーブンで５分間乾燥させ、異方性導電接着組成物からなる粘着層をＰＥＴフィルム上に形成し、幅２．０ｍｍ、厚さ２５μｍの異方性導電フィルムを作製した。
　絶縁性バインダーは、フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ－５０、新日化エポキシ製造株式会社製）４７質量部、単官能モノマー（商品名：Ｍ－５３００、東亞合成株式会社製）３質量部、ウレタン樹脂（商品名：ＵＲ－１４００、東洋紡績株式会社製）２５質量部、ゴム成分（商品名：ＳＧ８０Ｈ、ナガセケムテックス株式会社製）１５質量部、シランカップリング剤（商品名：Ａ－１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製）２質量部、及び有機過酸化物（商品名：ナイパーＢＷ、日油株式会社製）３質量部を、固形分が５０質量％となるように含有する、酢酸エチルとトルエンとの混合溶液とした。
　［接続構造体の作製］
　異方性導電フィルムを介して、評価用基板（ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）、２００μｍピッチ、ライン：スペース＝１：１、端子厚み１０μｍ、Ｃｕ（下地）／Ｎｉ／Ａｕメッキ）と、ＦＰＣ（ポリイミドフィルム、２００μｍピッチ、ライン：スペース＝１：１、端子厚み１２μｍ、Ｃｕ（下地）／Ｎｉ／Ａｕメッキ）とを熱圧着し、接続構造体を作製した。熱圧着は、ＦＰＣ上の厚み２００μｍのシリコンラバーを介してツールを押し下げ、温度：１５０℃、圧力：２ＭＰａ、時間：１０ｓｅｃの条件で行った。
　［導通特性の評価］
　デジタルマルチメータ（横河電機社製）を用いて、４端子法にて電流１ｍＡを流したときの接続構造体の初期の導通抵抗値を測定した。接続構造体の初期の導通抵抗値に応じて下記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの評価とした。初期の導通抵抗値の評価は、「Ａ」及び「Ｂ」であることが好ましい。
Ａ：５０ｍΩ未満
Ｂ：５０ｍΩ以上７５ｍΩ未満
Ｃ：７５ｍΩ以上１００ｍΩ未満
Ｄ：１００ｍΩ以上
　また、温度８５℃、湿度８５％、時間５００ｈの条件の環境試験後の接続構造体の導通抵抗値を測定した。接続構造体の環境試験後の導通抵抗値に応じて下記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの評価とした。環境試験後の導通抵抗値の評価は、「Ａ」及び「Ｂ」であることが好ましい。
Ａ：７５ｍΩ未満
Ｂ：７５ｍΩ以上１００ｍΩ未満
Ｃ：１００ｍΩ以上１０００Ω未満
Ｄ：１０００ｍΩ以上
　＜実施例１＞
　カップに、平均粒径２０μｍ、粒子全体における孔体積の割合が１０％である多孔質樹脂粒子、及び、平均粒径１００ｎｍのＳｎＢｉナノ粒子を測量し、これらを１分間ウッドバーで混ぜ合わせた。高速撹拌型粉体球状化装置（ＮＳＭ－２００、セイシン企業）を使用し、窒素雰囲気化、２０００ｒｐｍ－１ｍｉｎの条件で、ＳｎＢｉナノ粒子を多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行い、導電粒子を作製した。そして、この導電粒子を使用して前述のように異方性導電フィルムを作製し、前述のように評価基板を使用して加熱圧着サンプルの接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は４０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は６０ｍΩを示し、実施例２－４と比較して、やや高い導通抵抗値が得られ、「Ｂ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にＳｎＢｉの経路が形成されているのが確認された。
　＜実施例２＞
　粒子全体における孔体積の割合が３０％である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は４０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は５０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にＳｎＢｉの経路が形成されているのが確認された。
　＜実施例３＞
　粒子全体における孔体積の割合が５０％である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は４０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は５０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にＳｎＢｉの経路が形成されているのが確認された。
　また、熱圧着の条件（温度：１５０℃、時間：１０ｓｅｃ）において、実施例３における導電粒子が所定の圧縮率になるように加圧し、接続構造体を作製した。そして、デジタルマルチメータ（横河電機社製）を用いて、４端子法にて電流１ｍＡを流したときの接続構造体の初期の導通抵抗値を測定した。
　図６は、導電粒子の圧縮率に対する接続構造体の初期の導通抵抗値を示すグラフである。図６に示すように、導電粒子の圧縮率が０～１０％である場合、導通抵抗値は１０００Ω以上であり、導電粒子の圧縮率が２０％である場合、導通抵抗値は８００Ω程度であった。導電粒子の圧縮率が３０～７０％である場合、導通抵抗値は４０Ω程度であった。図６より、導電粒子の圧縮率が３０～７０％である場合、粒子内部に導電経路が形成され、導通抵抗値を低下させることができる、適切な圧着状態と考えられる。なお、導電粒子の圧縮率が８０％以上に到達する熱圧着条件は無く、測定ができなかった。
　＜実施例４＞
　粒子全体における孔体積の割合が７０％である多孔質樹脂粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は４０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は５０ｍΩを示し、「Ａ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子表面に形成された金属膜の厚みは薄くなったものの、粒子の断面で内部にＳｎＢｉの経路が形成されているのが確認された。
　＜比較例１＞
　多孔質樹脂粒子の代わりに平均粒径２０ｎｍの球状のアクリル樹脂粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は５０ｍΩを示し、「Ｂ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は２０００ｍΩを示し、「Ｄ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子に形成された金属膜の割れが確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、金属膜の割れにより金属膜と端子とが接触不良になったことが原因であると考察した。
　＜比較例２＞
　５００ｒｐｍ－３０ｓｅｃの条件で、ＳｎＢｉナノ粒子を、多孔質樹脂粒子に衝突させて造粒を行った以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製し、異方性導電フィルムを作製し、接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は５０ｍΩを示し、「Ｂ」の評価であり、環境試験後の導通抵抗値は２０００ｍΩを示し、「Ｄ」の評価であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、圧着前と比較して粒子に形成された金属膜の割れが確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されず、金属膜の割れにより金属膜と端子とが接触不良になったことが原因であると考察した。
　＜比較例３＞
　予めＮｉメッキされた平均粒径２０μｍの球状の樹脂粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は６０ｍΩを示し、やや高い抵抗値が得られ、評価が「Ｂ」であり、環境試験後の導通抵抗値は１００ｍΩを示し、実施例１－４と比較して、高い導通抵抗値が得られ、評価が「Ｃ」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、Ｎｉメッキの割れが少し確認された。環境試験における導通抵抗値の増加は、Ｎｉメッキの割れにより金属膜と端子とがやや接触不良になったことが原因であると考察した。
　＜比較例４＞
　平均粒径２０μｍの球状のＳｎＢｉ半田粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は３０ｍΩを示し、評価が「Ａ」であり、環境試験後の導通抵抗値は２０００ｍΩを示し、評価が「Ｄ」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、半田粒子の無数の割れが確認された。また、粒子径のバラつきが大きく、粒子が端子間にあって端子に接触していない箇所も確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、半田粒子の割れにより端子との接触が不安定になったことが原因であると考察した。
　＜比較例５＞
　平均粒径２０μｍの球状のＣｕ粒子を使用して異方性導電フィルムを作製した以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
　表１に示すように、接続構造体の初期の導通抵抗値は３０ｍΩを示し、評価が「Ａ」であり、環境試験後の導通抵抗値は１００ｍΩを示し、高い導通抵抗値が得られ、評価が「Ｃ」であった。また、環境試験後の接続構造体の断面を観察したところ、粒子径のバラつきが大きく、粒子が端子間にあって端子に接触していない箇所も確認された。環境試験における導通抵抗値の急激な増加は、粒子と端子との接触が不安定になったことが原因であると考察した。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、粒子全体における孔体積の割合が１０～７０％である多孔質樹脂粒子の孔に金属ナノ粒子を埋め込むことにより、異方性導電フィルムの用途において、従来の金属メッキ樹脂粒子や半田粒子と比較して、初期及び環境試験後の導通抵抗値を改善することができた。これは、多孔質樹脂粒子内部に導電経路が形成されたことが原因であると考察した。
　１０　導電粒子、１１　多孔質樹脂粒子、１２　金属ナノ粒子、１３　割れ、２０　第１の電子部品、３０　第２の電子部品、１１０　導電粒子、１１１　樹脂粒子、１１２　金属膜、１１３　割れ、１２０　第１の電子部品、１３０　第２の電子部品
 

Claims (10)

  1. 　多孔質樹脂粒子と、
    　前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子と
    　を備える導電粒子。
  2. 　当該導電粒子の圧縮により抵抗値が低下する請求項１記載の導電粒子。
  3. 　当該導電粒子の圧縮率が、３０％以上である請求項２記載の導電粒子。
  4. 　前記多孔質樹脂粒子の粒子径が、１～５０μｍであり、
    　前記金属ナノ粒子の粒子径が、１０～１０００ｎｍである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導電粒子。
  5. 　前記多孔質樹脂粒子における孔の占める割合が、１０～７０％である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導電粒子。
  6. 　前記金属ナノ粒子が、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕからなる群から選択される１種以上である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導電粒子。
  7. 　多孔質樹脂粒子と金属ナノ粒子とをメカノケミカル法により混合し、前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に前記金属ナノ粒子を埋め込ませる導電粒子の製造方法。
  8. 　多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料。
  9. 　第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に、多孔質樹脂粒子と多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子が圧縮されてなる接続構造体。
  10. 　多孔質樹脂粒子と前記多孔質樹脂粒子の孔及び内部に埋め込まれた金属ナノ粒子とを備える導電粒子と、バインダーとを含有する異方性導電材料を、第１の電子部品の第１の電極と第２の電子部品の第２の電極との間に介在させ、前記導電粒子の圧縮により、前記第１の電子部品の第１の電極と前記第２の電子部品の第２の電極とを接続させる接続構造体の製造方法。
     
     
PCT/JP2022/019689 2021-05-14 2022-05-09 導電粒子、及び導電粒子の製造方法 WO2022239738A1 (ja)

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