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TW202544837A - 導電性粒子、導電材料及連接構造體 - Google Patents

導電性粒子、導電材料及連接構造體

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Publication number
TW202544837A
TW202544837A TW113147490A TW113147490A TW202544837A TW 202544837 A TW202544837 A TW 202544837A TW 113147490 A TW113147490 A TW 113147490A TW 113147490 A TW113147490 A TW 113147490A TW 202544837 A TW202544837 A TW 202544837A
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TW
Taiwan
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conductive
conductive layer
particles
aforementioned
conductive particles
Prior art date
Application number
TW113147490A
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English (en)
Inventor
久永聡
栗浦良
Original Assignee
日商積水化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

本發明提供一種即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者的導電性粒子。 本發明之導電性粒子具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,於壓縮導電性粒子之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。

Description

導電性粒子、導電材料及連接構造體
本發明係關於一種具備基材粒子、及配置於該基材粒子之表面上之導電層之導電性粒子。又,本發明係關於一種使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料為眾所周知。於上述各向異性導電材料中,於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。
上述各向異性導電材料用於將軟性印刷基板(FPC)、玻璃基板及半導體晶片等各種連接對象構件之電極間電性連接,而獲得連接構造體。又,作為上述導電性粒子,有時使用具有基材粒子、及配置於該基材粒子之表面上之導電層之導電性粒子。
作為上述導電性粒子之一例,於下述專利文獻1中,揭示一種導電性粒子,其係藉由以下步驟而得者,即,被覆步驟,其於樹脂粒子之表面形成包含鎳之導電性金屬層而製造金屬被覆粒子;及熱處理步驟,其將上述金屬被覆粒子於非氧化性氣氛下以180℃~350℃之溫度進行加熱處理。
又,於下述專利文獻2中,揭示一種具有基材粒子、及被覆該基材粒子之外表面之導電性金屬層之導電性粒子。上述導電性金屬層包含鍍鎳層。上述鍍鎳層係使用掃描式電子顯微鏡以100000倍之放大倍率觀測厚度方向之剖面時,於剖面觀察到晶界,且晶界構造並非於鍍鎳層之厚度方向上配向之柱狀構造的層。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-008474號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-073694號公報
[發明所欲解決之問題] 近年來,於使用包含導電性粒子之導電材料或連接材料將電極間電性連接時,期望即便為相對較低之壓力,亦將電極間切實地電性連接,並降低連接電阻。例如,於液晶顯示裝置之製造方法中,於軟性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG工藝(Film on Glass,鍍膜玻璃))中之軟性基板之安裝時,於玻璃基板上配置各向異性導電材料,積層軟性基板,進行熱壓接。伴隨近年來之被接著體(電極)之柔軟化或玻璃基板之薄型化,期望於FOG工藝中之軟性基板之安裝時,以相對較低之壓力進行熱壓接。又,除FOG工藝以外,有時亦要求相對降低熱壓接時之壓力或溫度。
於如專利文獻1、2所記載之先前之導電性粒子中,若以相對較低之壓力將電極間電性連接,有時連接電阻變高。作為該原因,可例舉:由於導電性粒子之變形不充分而難以增大電極與導電性粒子之接觸面積,或難以形成由導電性粒子壓入至電極而形成之凹部(壓痕)等。
即,於先前之導電性粒子中,存在以下問題,即,於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,難以兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者。
本發明之目的在於提供一種即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者的導電性粒子。又,本發明之目的在於提供一種使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。 [解決問題之技術手段]
於本說明書中,揭示以下之導電性粒子、導電材料及連接構造體。
項1.一種導電性粒子,其具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,於壓縮導電性粒子之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
項2.如項1所記載之導電性粒子,其中於上述相關線中,於將上述導電性粒子壓縮30%為止之期間,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
項3.如項1或2所記載之導電性粒子,其中於上述相關線中,表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量相對於上述導電層之厚度之2倍之值的比為0.70以下。
項4.如項1至3中任一項所記載之導電性粒子,其中上述導電層包含鎳作為主金屬,自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。
項5.一種導電性粒子,其具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,上述導電層包含鎳作為主金屬,上述導電層於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域之兩者,包含除鎳以外之元素,自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。
項6.如項1至5中任一項所記載之導電性粒子,其中將上述基材粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為3000 N/mm 2以上20000 N/mm 2以下。
項7.如項1至6中任一項所記載之導電性粒子,其中導電性粒子之粒徑為8.0 μm以下。
項8.如項1至7中任一項所記載之導電性粒子,其中導電性粒子具備配置於上述導電層之外表面上之絕緣性物質。
項9.如項1至8中任一項所記載之導電性粒子,其中導電性粒子於上述導電層之外表面具有突起。
項10.一種導電材料,其包含如項1至9中任一項所記載之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
項11.一種連接構造體,其具備: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,其連接上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件;上述連接部之材料包含如項1至9中任一項所記載之導電性粒子,上述第1電極及上述第2電極藉由上述導電性粒子而電性連接。 [發明之效果]
本發明之導電性粒子具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,於壓縮導電性粒子之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。於本發明之導電性粒子中,由於具備上述構成,因此即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者。
本發明之另一導電性粒子具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,上述導電層包含鎳作為主金屬,上述導電層於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域之兩者包含除鎳以外之元素。於上述導電性粒子中,自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。於本發明之導電性粒子中,由於具備上述構成,因此即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者。
以下,對本發明之詳細內容進行說明。
(導電性粒子) 本發明之導電性粒子具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層。於本發明之導電性粒子中,於壓縮導電性粒子之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線(以下,有時記載為「相關線」)中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
即,於本發明之導電性粒子中,於壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗中,於產生上述基材粒子之破裂之前,產生上述導電層之脆性破裂。於上述導電性粒子中,於壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗中,相較於產生上述基材粒子之破裂,先產生上述導電層之脆性破裂。於本發明中,上述基材粒子之破裂係指於上述基材粒子之至少一部分產生破裂。此時,於上述基材粒子中,可產生完全破裂。再者,於上述導電性粒子中,於壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗中,亦可不產生上述基材粒子之破裂。又,於本發明中,上述導電層之脆性破裂係指於上述導電層之至少一部分產生脆性破裂。所謂脆性破裂,如英日塑膠工業辭典(1973年12月1日初版第二刷發行,工業調查會發行)所定義般,係指「幾乎不伴隨塑膠之變形,而裂紋迅速傳播之破裂」。
再者,於本發明中,所謂表示上述基材粒子之破裂之變動,係指於上述相關線中,於相對於X軸之位移無Y軸之位移之區間中,該區間之X軸之位移為導電性粒子之粒徑之1/5以上的變動。又,所謂表示上述導電層之脆性破裂之變動,係指於上述相關線中,以於些許之壓縮負載(Y軸)差(例如,壓縮負載值差1.0 mN)下,壓縮位移(X軸)不連續變化之區間為基準進行判斷,於壓縮負載值1.0 mN之範圍內,壓縮位移之變動量為導電層之厚度之2倍之值以下的變動。
再者,上述導電層之脆性破裂與導電層之鍍覆裂紋明確不同。於本發明中,所謂上述導電層之鍍覆裂紋,係指於上述相關線中,以於些許之壓縮負載(Y軸)差(例如,壓縮負載值差1.0 mN)下,壓縮位移(X軸)不連續變化之區間為基準進行判斷,於壓縮負載值1.0 mN之範圍內,壓縮位移之變動量超過導電層之厚度之2倍之值的變動。於上述導電性粒子中,於壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗中,可產生上述導電層之鍍覆裂紋,亦可不產生。就進一步降低電極間之連接電阻,且進一步提高導通可靠性之觀點而言,於上述導電性粒子中,於壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗中,較佳為不產生上述導電層之鍍覆裂紋。
於本發明之導電性粒子中,由於具備上述構成,因此將電極間電性連接時,藉由上述導電層之脆性破裂之產生,能夠增大電極與導電性粒子之接觸面積。結果,使用上述導電性粒子,即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者。又,於上述導電性粒子用作間隔粒子之情形時,能夠提高間隙控制性。
本發明之另一導電性粒子具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層,上述導電層包含鎳作為主金屬,上述導電層於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域之兩者,包含除鎳以外之元素。於上述導電性粒子中,自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。再者,於本說明書中,「平均含量」意指重量%基準下之平均含量。
於本發明之導電性粒子中,由於具備上述構成,因此將電極間電性連接時,能夠增大電極與導電性粒子之接觸面積。結果,使用上述導電性粒子,即便於以相對較低之壓力將電極間電性連接之情形時,亦可兼具較低之連接電阻、及較高之導通可靠性之兩者。又,於上述導電性粒子用作間隔粒子之情形時,能夠提高間隙控制性。
圖6係表示於本發明之一實施方式之導電性粒子之壓縮試驗中之壓縮位移(X軸)-壓縮負載(Y軸)相關線的相關圖。
於本發明之一實施方式之導電性粒子中,例如,可獲得圖6所示之表示壓縮試驗中之壓縮位移(X軸)-壓縮負載(Y軸)相關線之相關圖。
於圖6所示之相關圖中之相關線中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。於圖6所示之相關圖中之相關線中,未觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動。
於上述相關線中,表示上述導電層之脆性破裂之變動較佳為於將上述導電性粒子壓縮60%為止之期間被觀察到,更佳為於壓縮50%為止之期間被觀察到,進而較佳為於壓縮40%為止之期間被觀察到,尤佳為於壓縮30%為止之期間被觀察到。於該等情形時,能夠進一步降低電極間之連接電阻。尤其是於上述相關線中,若在將上述導電性粒子壓縮30%為止之期間觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。再者,於上述相關線中,於將上述導電性粒子壓縮10%為止之期間可未觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動,於壓縮20%為止之期間亦可未觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
於上述相關線中,表示上述基材粒子之破裂之變動較佳為於將上述導電性粒子壓縮20%為止之期間未被觀察到,更佳為於壓縮30%為止之期間未被觀察到,進而較佳為於壓縮40%為止之期間未被觀察到,尤佳為於壓縮60%為止之期間未被觀察到。於該等情形時,能夠進一步降低電極間之連接電阻。又,於上述相關線中,可未觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動。
就進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,於上述導電性粒子中,於上述相關線中,較佳為於觀察到表示上述導電層之鍍覆裂紋之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
於上述相關線中,表示上述導電層之鍍覆裂紋之變動較佳為於將上述導電性粒子壓縮20%為止之期間未被觀察到,更佳為於壓縮30%為止之期間未被觀察到,進而較佳為於壓縮40%為止之期間未被觀察到,尤佳為於壓縮60%為止之期間未被觀察到。於該等情形時,能夠進一步降低電極間之連接電阻。就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,於上述相關線中,最佳為未觀察到表示上述導電層之鍍覆裂紋之變動。
於上述相關線中,將上述導電層之脆性破裂之起點時之壓縮位移、與上述導電層之脆性破裂之終點時之壓縮位移之差之絕對值設為表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量(圖6之「V」)。再者,於上述相關線中,表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量為上述導電層之厚度之2倍之值以下。於上述相關線中,表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量較佳為20 nm以上,更佳為30 nm以上,進而較佳為50 nm以上,且較佳為500 nm以下,更佳為300 nm以下,進而較佳為200 nm以下。若表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。
於上述相關線中,將表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量相對於上述導電層之厚度之2倍之值的比設為比(表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量/上述導電層之厚度之2倍之值)。於上述相關線中,上述比(表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量/上述導電層之厚度之2倍之值)較佳為0.01以上,更佳為0.02以上,進而較佳為0.03以上,且較佳為1.00以下,更佳為0.70以下,進而較佳為0.65以下,尤佳為0.60以下。若上述比(表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量/上述導電層之厚度之2倍之值)為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。
壓縮上述導電性粒子之壓縮試驗例如按以下方式進行。使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓子端面,於25℃、壓縮速度0.3 mN/秒、及最大試驗負載20 mN之條件下施加負荷(反轉負載值)直至導電性粒子發生50%壓縮變形。作為上述微小壓縮試驗機,例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
於上述相關線中,作為控制表示上述導電層之脆性破裂之變動、及表示上述基材粒子之破裂之變動滿足上述較佳之形態的方法,可例舉以下方法等。藉由僅於基材粒子之表面附近之導電層過量混入副元素而使導電層變脆之方法。藉由僅於形成基材粒子之表面附近之導電層時於低溫下進行反應而於導電層中形成金屬缺陷之方法。
將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)較佳為5000 N/mm 2以上,更佳為6000 N/mm 2以上,進而較佳為7000 N/mm 2以上,尤佳為8000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下。若上述導電性粒子之10%K值為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將上述導電性粒子壓縮20%時之壓縮彈性模數(20%K值)較佳為5000 N/mm 2以上,更佳為6000 N/mm 2以上,進而較佳為7000 N/mm 2以上,尤佳為8000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下。若上述導電性粒子之20%K值為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將上述導電性粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數(30%K值)較佳為5000 N/mm 2以上,更佳為6000 N/mm 2以上,進而較佳為7000 N/mm 2以上,尤佳為8000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下。若上述導電性粒子之30%K值為上述下限以上,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠將導電性粒子較強地壓入至電極,因此能夠進一步降低電極間之連接電阻。若上述導電性粒子之30%K值為上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,藉由導電性粒子適度變形,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
上述導電性粒子之10%K值、20%K值及30%K值可按以下方式進行測定。
使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑50 μm,金剛石製)之平滑壓子端面,於25℃、歷時30秒負擔最大試驗負載90 mN之條件下壓縮導電性粒子。測定此時之負載值(N)及壓縮位移(mm)。可根據所獲得之測定值,利用下述式求出上述壓縮彈性模數。作為上述微小壓縮試驗機,例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
K值(N/mm 2)=(3/2 1/2)・F・S -3/2・R -1/2F:導電性粒子壓縮變形10%、20%、或30%時之負載值(N) S:導電性粒子壓縮變形10%、20%、或30%時之壓縮位移(mm) R:導電性粒子之半徑(mm)
就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電性粒子之壓縮回復率較佳為50%以上,更佳為55%以上,進而較佳為60%以上,且較佳為95%以下,更佳為90%以下,進而較佳為85%以下。
上述壓縮回復率可按以下方式進行測定。
於試樣台上散佈導電性粒子。對於散佈之1個導電性粒子,使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓子端面,於25℃下沿導電性粒子之中心方向施加負荷(反轉負載值)直至導電性粒子發生33%壓縮變形。其後,進行釋壓直至原點用負載值(0.40 mN)。對該期間之負載-壓縮位移進行測定,可根據下述式求出壓縮回復率。再者,負荷速度設為0.33 mN/秒。作為上述微小壓縮試驗機,例如使用Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
壓縮回復率(%)=[L2/L1]×100 L1:自施加負荷時之原點用負載值直至達到反轉負載值之壓縮位移 L2:自釋放負荷時之反轉負載值直至達到原點用負載值之釋壓位移
上述導電性粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1.0 μm以上,進而較佳為1.5 μm以上,尤佳為2.0 μm以上,且較佳為500 μm以下,更佳為300 μm以下,進而較佳為100 μm以下,尤佳為10 μm以下,最佳為8.0 μm以下。若導電性粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,且不易形成當形成導電層時凝集之導電性粒子。又,經由導電性粒子連接之電極間之間隔不會變得過大,且導電層難以自基材粒子之表面剝離。又,若導電性粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則可將導電性粒子適宜地用於導電材料之用途。
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。導電性粒子之粒徑例如可藉由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觀察時,每個導電性粒子之粒徑以圓當量直徑之粒徑之形式求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察時,任意50個導電性粒子之圓當量直徑之平均粒徑與球當量直徑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以球當量直徑之粒徑之形式求出。上述導電性粒子之粒徑較佳為利用雷射繞射式粒度分佈測定算出。
以下,參照圖式對本發明具體地進行說明。
圖1係模式性表示本發明之第1實施方式之導電性粒子之剖視圖。
圖1所示之導電性粒子1具有基材粒子2、及導電層3。導電層3配置於基材粒子2之表面上。於第1實施方式中,導電層3與基材粒子2之表面相接。導電性粒子1為基材粒子2之表面被導電層3被覆之被覆粒子。於導電性粒子1中,導電層3為單層導電層。
導電性粒子1與下述導電性粒子21不同,不具有芯物質。導電性粒子1於表面不具有突起,於導電層3之外表面不具有突起。導電性粒子1為球狀。
如此,本發明之導電性粒子可於表面不具有突起,可於導電層之外表面不具有突起,可為球狀。又,導電性粒子1與下述導電性粒子21不同,不具有絕緣性物質。但是,導電性粒子1可具有配置於導電層3之外表面上之絕緣性物質。
圖2係模式性表示本發明之第2實施方式之導電性粒子之剖視圖。
圖2所示之導電性粒子11具有基材粒子2及導電層13。導電層13以於基材粒子2之表面上與基材粒子2相接之方式配置。於導電性粒子11中,導電層13為兩層導電層。導電層13整體於基材粒子2側具有第1導電層13A,於基材粒子2側之相反側具有第2導電層13B。
導電性粒子1及導電性粒子11中僅導電層不同。即,於導電性粒子1中,形成有1層構造之導電層3,與此相對,於導電性粒子11中,形成有兩層構造之第1導電層13A及第2導電層13B。第1導電層13A與第2導電層13B形成為不同之導電層。
第1導電層13A配置於基材粒子2之表面上。於基材粒子2與第2導電層13B之間配置有第1導電層13A。第1導電層13A與基材粒子2相接。因此,於基材粒子2之表面上配置有第1導電層13A,於第1導電層13A之表面上配置有第2導電層13B。
圖3係模式性表示本發明之第3實施方式之導電性粒子之剖視圖。
圖3所示之導電性粒子21具有基材粒子2、導電層23、複數個芯物質24、及複數個絕緣性物質25。導電層23以於基材粒子2之表面上與基材粒子2相接之方式配置。於導電性粒子21中,導電層23為單層導電層。
導電性粒子21於表面具有複數個突起21a。導電層23於外表面具有複數個突起23a。複數個芯物質24配置於基材粒子2之表面上。複數個芯物質24嵌入導電層23內。芯物質24配置於突起21a、23a之內側。導電層23被覆複數個芯物質24。由於複數個芯物質24而導電層23之外表面隆起,形成突起21a、23a。
導電性粒子21具有配置於導電層23之外表面上之絕緣性物質25。導電層23之外表面之至少一部分區域由絕緣性物質25被覆。絕緣性物質25由具有絕緣性之材料形成,為絕緣性粒子。如此,本發明之導電性粒子可具有配置於導電層之外表面上之絕緣性物質。但是,本發明之導電性粒子亦可不一定具有絕緣性物質。
以下,對導電性粒子之其他詳細內容進行說明。再者,於以下說明中,「(甲基)丙烯酸」意指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」之一者或兩者,「(甲基)丙烯酸酯」意指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」之一者或兩者。
[基材粒子] 作為上述基材粒子,可例舉:樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子、有機無機雜化粒子及金屬粒子等。上述基材粒子可為具備核、及配置於該核之表面上之殼之核殼粒子。上述核可為有機核。上述殼可為無機殼。
就本發明之效果更加優異之方面而言,上述基材粒子較佳為由樹脂形成之樹脂粒子。於使用上述導電性粒子將電極間進行連接時,藉由將上述導電性粒子配置於電極間之後進行壓接而壓縮上述導電性粒子。若上述基材粒子為樹脂粒子,則於上述壓接時,上述導電性粒子容易變形,導電性粒子與電極之接觸面積變大。因此,電極間之導通可靠性進一步提高。
作為用作上述樹脂粒子之材料之樹脂,適宜使用各種有機物。作為用作上述樹脂粒子之材料之樹脂,例如可例舉:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚異丁烯、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;聚對苯二甲酸烷二酯、聚碳酸酯、聚醯胺、酚甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、苯并胍胺-甲醛樹脂、尿素-甲醛樹脂、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、聚碸、聚苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚碸、及使1種或2種以上之具有乙烯性不飽和基之各種聚合性單體進行聚合而獲得之聚合物等。由於能夠容易地將基材粒子之硬度控制為適宜之範圍,因此用於形成上述樹脂粒子之樹脂較佳為使1種或2種以上之具有複數個乙烯性不飽和基之聚合性單體進行聚合而得之聚合物。
於使具有乙烯性不飽和基之聚合性單體進行聚合而獲得上述樹脂粒子之情形時,作為上述具有乙烯性不飽和基之聚合性單體,可例舉:非交聯性單體及交聯性單體。
作為上述非交聯性單體,例如可例舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體;(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐等含羧基單體;(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、(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、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含有氧原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈單體;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氟苯乙烯等含鹵素單體等。
作為上述交聯性單體,例如可例舉: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、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(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1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、鄰苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯醯胺、二烯丙醚、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、乙烯基三甲氧基矽烷等含矽烷單體等。
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進行聚合,可獲得上述樹脂粒子。作為該方法,例如可例舉:於自由基聚合起始劑之存在下進行懸濁聚合之方法、以及使用非交聯之種粒子與自由基聚合起始劑一起使單體膨潤而進行聚合之方法等。
於上述基材粒子為除金屬粒子以外之無機粒子或有機無機雜化粒子之情形時,作為用作基材粒子之材料之無機物,可例舉二氧化矽及碳黑等。上述無機物較佳為並非金屬。由上述二氧化矽形成之粒子並無特別限定。作為由上述二氧化矽形成之粒子,例如可例舉:藉由將具有2個以上之水解性烷氧基矽烷基之矽化合物進行水解而形成交聯聚合物粒子後,視需要進行燒成而獲得之粒子。作為上述有機無機雜化粒子,例如可例舉:由交聯之烷氧基矽烷基聚合物及丙烯酸樹脂形成之有機無機雜化粒子等。
於上述基材粒子為金屬粒子之情形時,作為用作該金屬粒子之材料之金屬,可例舉:銀、銅、鎳、矽、金及鈦等。但是,上述基材粒子較佳為非金屬粒子,較佳為非銅粒子。
將上述基材粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數(10%K值)較佳為3000 N/mm 2以上,更佳為4000 N/mm 2以上,進而較佳為6000 N/mm 2以上,尤佳為7000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下,最佳為20000 N/mm 2以下。若上述基材粒子之10%K值為上述下限以上,則能夠進一步有效地發揮本發明之效果。若上述基材粒子之10%K值為上述下限以上,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠進一步降低電極間之連接電阻。若上述導電性粒子之10%K值為上述上限以下,則藉由導電性粒子適度變形,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將上述基材粒子壓縮20%時之壓縮彈性模數(20%K值)較佳為3000 N/mm 2以上,更佳為3500 N/mm 2以上,進而較佳為6000 N/mm 2以上,尤佳為7000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下,最佳為20000 N/mm 2以下。若上述基材粒子之20%K值為上述下限以上,則能夠進一步有效地發揮本發明之效果。若上述基材粒子之20%K值為上述下限以上,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠將導電性粒子較強地壓入至電極,因此能夠進一步降低電極間之連接電阻。若上述導電性粒子之20%K值為上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,藉由導電性粒子適度變形,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將上述基材粒子壓縮30%時之壓縮彈性模數(30%K值)較佳為3000 N/mm 2以上,更佳為4000 N/mm 2以上,進而更佳為5000 N/mm 2以上,進而較佳為6000 N/mm 2以上,尤佳為7000 N/mm 2以上,且較佳為40000 N/mm 2以下,更佳為35000 N/mm 2以下,進而較佳為30000 N/mm 2以下,尤佳為25000 N/mm 2以下。若上述基材粒子之30%K值為上述下限以上,則能夠進一步有效地發揮本發明之效果。若上述基材粒子之30%K值為上述下限以上,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠將導電性粒子較強地壓入至電極,因此能夠進一步降低電極間之連接電阻。若上述導電性粒子之30%K值為上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,藉由導電性粒子適度變形,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將上述基材粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數相對於將上述導電性粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數的比較佳為0.25以上,更佳為0.3以上,進而較佳為0.4以上,且較佳為1.5以下,更佳為1.0以下,進而較佳為0.9以下。若上述比(基材粒子之10%K值/導電性粒子之10%K值)為上述下限以上及上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠將導電性粒子較強地壓入至電極,因此能夠進一步降低電極間之連接電阻。
上述基材粒子之10%K值、20%K值、及30%K值可以與上述導電性粒子之10%K值、20%K值、及30%K值相同之方式進行測定。
上述基材粒子之粒徑較佳為0.1 μm以上,更佳為0.5 μm以上,進而較佳為1.0 μm以上,尤佳為1.5 μm以上,且較佳為500 μm以下,更佳為300 μm以下,進而較佳為50 μm以下,進一步較佳為30 μm以下,尤佳為10 μm以下,最佳為8.0 μm以下。若上述基材粒子之粒徑為上述下限以上,則導電性粒子與電極之接觸面積變大,因此電極間之導通可靠性進一步提高,經由導電性粒子連接之電極間之連接電阻進一步降低。進而於基材粒子之表面藉由無電解鍍覆形成導電層時不易凝集,且不易形成凝集之導電性粒子。若上述基材粒子之粒徑為上述上限以下,則導電性粒子容易被充分壓縮,電極間之連接電阻進一步降低,進而電極間之間隔變小。
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可使用粒度分佈測定裝置等求出。基材粒子之粒徑較佳為藉由用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個基材粒子,算出平均值而求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察時,每個基材粒子之粒徑以圓當量直徑之粒徑之形式求出。於利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察時,任意50個基材粒子之圓當量直徑之平均粒徑與球當量直徑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以球當量直徑之粒徑之形式求出。上述基材粒子之粒徑較佳為利用粒度分佈測定裝置算出。於導電性粒子中,於測定上述基材粒子之粒徑之情形時,例如可按以下方式進行測定。
以導電性粒子之含量成為30重量%之方式添加於Kulzer公司製造之「Technovit 4000」中,使其分散,製作導電性粒子檢查用嵌埋樹脂體。使用離子研磨裝置(日立高新技術公司製造之「IM4000」),以通過上述嵌埋樹脂體中分散之導電性粒子中之基材粒子之中心附近之方式切割導電性粒子之剖面。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,隨機選擇50個導電性粒子,觀察各導電性粒子之基材粒子。測量各導電性粒子中之基材粒子之粒徑,將其等進行算術平均而作為基材粒子之粒徑。
[導電層] 用於形成上述導電層之金屬並無特別限定。作為上述金屬,例如可例舉:金、銀、鈀、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、釕、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽及該等之合金等。又,作為上述金屬,可例舉:摻錫氧化銦(ITO)及焊錫等。
就進一步有效地降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層較佳為包含銀、錫、銅或鎳,更佳為包含鎳。於該情形時,鎳等金屬亦可與其他金屬合金化。
上述導電層較佳為包含鎳作為主金屬。於本發明中,主金屬意指上述導電層中所包含之金屬中含量最多之金屬。於本發明中,主金屬較佳為上述導電層100重量%中之含量為30重量%以上之金屬,更佳為上述導電層100重量%中之含量為50重量%以上之金屬,進而較佳為上述導電層100重量%中之含量超過50重量%之金屬。
上述導電層整體100重量%中,鎳之含量較佳為30重量%以上,更佳為35重量%以上,進而較佳為40重量%以上,且較佳為90重量%以下,更佳為85重量%以下,進而較佳為80重量%以下。若上述鎳之含量為上述下限以上,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。若上述鎳之含量為上述上限以下,則於使用導電性粒子將電極間進行連接之情形時,能夠將導電性粒子較強地壓入至電極,因此能夠進一步降低電極間之連接電阻。
上述導電層可包含除鎳以外之元素。作為上述除鎳以外之元素,可例舉:磷、硼、鎢、鉬、錫、及銅等。上述除鎳以外之元素可僅使用1種,亦可併用2種以上。就進一步降低連接電阻之觀點而言,上述導電層除包含鎳以外,較佳為還包含磷、硼、鎢、或錫,更佳為包含磷、硼、或鎢,進而較佳為包含硼。就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層除包含鎳以外,較佳為還包含磷。就提高所獲得之導電性粒子之壓縮彈性模數(K值),且進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層除包含鎳以外,較佳為還包含鎢或錫。於上述導電層中,於包含複數個金屬之情形時,複數個金屬亦可合金化。
上述導電層整體100重量%中,上述除鎳以外之元素之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為1.0重量%以上,且較佳為10重量%以下,更佳為5.0重量%以下。若上述除鎳以外之元素之含量為上述下限以上及上述上限以下,則能夠使導電層為適度之硬度,能夠進一步降低電極間之連接電阻。
將圖1所示之導電性粒子之一部分放大,如圖4所示,上述區域(R1)為導電層3之內表面、與虛線L1之間之區域。上述區域(R1)為導電層3之基材粒子2側之厚度方向上之厚度1/2之區域。上述區域(R1)為自導電層3之內表面朝向外側為厚度1/2之區域。上述區域(R2)為導電層3之外表面、與虛線L1之間之區域。上述區域(R2)為導電層3之外表面側之厚度方向上之厚度1/2之區域。上述區域(R2)為自導電層3之外表面朝向內側為厚度1/2之區域。
於上述導電性粒子中,於上述導電層之厚度方向上,較佳為鎳之含量具有梯度。於上述導電性粒子中,鎳較佳為以較上述導電層之內表面側(基材粒子側)更多地存在於上述導電層之外表面側之方式偏集存在。於上述導電性粒子中,較佳為自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域(R1)中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域(R2)中之鎳之平均含量。於滿足上述較佳之形態之情形時,於上述相關線中,能夠更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,能夠進一步有效地發揮本發明之效果。再者,於本說明書中,「平均含量」意指重量%基準下之平均含量。
上述區域R1中之鎳之平均含量較佳為75重量%以上,更佳為80重量%以上,進而較佳為85重量%以上,尤佳為90重量%以上,且較佳為100重量%以下,更佳為99.5重量%以下,進而較佳為99重量%以下,尤佳為98.5重量%以下。若上述區域R1中之鎳之平均含量為上述下限以上及上述上限以下,則於上述相關線中,能夠更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,能夠進一步有效地發揮本發明之效果。
上述區域R2中之鎳之平均含量較佳為90重量%以上,更佳為95重量%以上,進而較佳為96重量%以上,尤佳為97重量%以上,且較佳為100重量%以下,更佳為99.9重量%以下,進而較佳為99.5重量%以下,尤佳為99重量%以下。若上述區域R2中之鎳之平均含量為上述下限以上及上述上限以下,則於上述相關線中,能夠更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,能夠進一步有效地發揮本發明之效果。
於上述相關線中,就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述區域R1中之鎳之平均含量較之上述區域R2中之鎳之平均含量,較佳為少0.1重量%以上,更佳為少0.5重量%以上。於上述相關線中,就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述區域R1中之鎳之平均含量較之上述區域R2中之鎳之平均含量,較佳為少20.0重量%以下,更佳為少18.0重量%以下。於上述相關線中,就進一步容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,進而較佳為少5.0重量%以下,尤佳為少3.0重量%以下。上述區域R1中之鎳之平均含量較之上述區域R2中之鎳之平均含量較佳為少上述下限值以上且上述上限值以下。
於上述導電層之厚度方向上,較佳為除上述主金屬以外之元素之含量具有梯度。除上述主金屬以外之元素較佳為以較上述導電層之外表面側更多地存在於上述導電層之內表面側(基材粒子側)之方式偏集存在。較佳為自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域(R1)中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計多於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域(R2)中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計。於滿足上述較佳之形態之情形時,於上述相關線中,能夠更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,能夠進一步有效地發揮本發明之效果。
就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述導電層較佳為於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域(R1)、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域(R2)之兩者,包含除上述主金屬以外之元素。就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述導電層較佳為於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域(R1)、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域(R2)之兩者,包含除鎳以外之元素。就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為於上述區域R1及上述區域R2之兩者,存在上述主金屬及除上述主金屬以外之元素。就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為於上述區域R1及上述區域R2之兩者,存在鎳及除鎳以外之元素。
就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述區域R1中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量之合計較之上述區域R2中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量之合計,較佳為多0.5重量%以上,更佳為多1.0重量%以上。就更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,進一步有效地發揮本發明之效果之觀點而言,上述區域R1中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量較之上述區域R2中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量,較佳為多20.0重量%以下,更佳為多18.0重量%以下。上述區域R1中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量較之上述區域R2中除上述主金屬以外之元素(較佳為除鎳以外之元素)之平均含量,較佳為少上述下限值以上且上述上限值以下。
關於上述區域R1中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計、與上述區域R2中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計的差(上述區域R1中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計-上述區域R2中除上述主金屬以外之元素之平均含量之合計),較佳為0.5重量%以上,更佳為1.0重量%以上,進而較佳為1.5重量%以上,且較佳為20.0重量%以下,更佳為19.0重量%以下,進而較佳為18.0重量%以下。若上述差為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步降低電極間之連接電阻。
關於上述區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計相對於上述區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計的比,較佳為1.0以上,更佳為2.0以上,進而較佳為5.0以上,且較佳為50以下,更佳為40以下,進而較佳為30以下。若上述比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計)為上述下限以上及上述上限以下,則於上述相關線中,能夠更加容易地控制表示上述導電層之脆性破裂之變動,能夠進一步有效地發揮本發明之效果。
上述導電層中所包含之各元素之含量及平均含量之測定方法可使用已知之各種分析法。作為上述測定方法,可例舉:吸光分析法或光譜分析法等。於上述吸光分析法中,可使用火焰吸光光度計及電加熱爐吸光光度計等。作為上述光譜分析法,可例舉:電漿發光分析法及電漿離子源質量分析法等。
於測定上述導電層中所包含之各元素之含量時,較佳為使用ICP發光分析裝置。作為ICP發光分析裝置之市售品,可例舉:HORIBA公司製造之「ICP發光分析裝置」等。
於測定上述導電層之厚度方向之各區域中之各元素之含量及平均含量時,較佳為使用FE-TEM裝置。作為上述FE-TEM裝置之市售品,可例舉:日本電子公司製造之「JEM-2010」等。
就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層之脆性破裂較佳為發生於上述導電層之內部。就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層之脆性破裂較佳為發生於上述區域R1中。就進一步降低電極間之連接電阻之觀點而言,上述導電層之脆性破裂較佳為發生於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中,更佳為發生於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/3之區域中。
如圖1、3所示之導電性粒子1、21所示,上述導電層可由1層形成。如圖2所示之導電性粒子11所示,上述導電層亦可由複數層形成。即,上述導電層可具有2層以上之積層構造。
上述導電層之厚度(導電層整體之厚度)較佳為0.01 μm以上,更佳為0.05 μm以上,且較佳為1.0 μm以下,更佳為0.5 μm以下,進而較佳為0.4 μm以下,尤佳為0.3 μm以下。上述導電層之厚度於導電層為多層之情形時為導電層整體之厚度。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,且導電性粒子不會變得過硬,而將電極間進行連接時,導電性粒子充分變形。
上述導電層之厚度可藉由例如使用穿透式電子顯微鏡(TEM),觀察導電性粒子之剖面而進行測定。
於上述基材粒子之表面上形成導電層之方法並無特別限定。作為形成導電層之方法,例如可例舉:利用無電解鍍覆之方法、利用電鍍之方法、利用物理蒸鍍之方法、以及將金屬粉末或包含金屬粉末及黏合劑之糊劑塗佈於基材粒子之表面之方法等。由於導電層之形成簡便,因此較佳為利用無電解鍍覆之方法。作為上述利用物理蒸鍍之方法,可例舉:真空蒸鍍、離子鍍覆及離子濺鍍等方法。
[芯物質] 就進一步降低連接電阻,進一步提高導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子較佳為於上述導電層之外表面具有複數個突起。進而,上述導電性粒子較佳為於上述導電層內具備使上述導電層之外表面隆起之複數個芯物質,以形成複數個上述突起。上述導電性粒子亦可於上述導電層之外表面不具有突起。
藉由上述芯物質嵌入上述導電層中,容易使上述導電層於外表面具有複數個突起。但是,為了於導電性粒子之表面及導電層之表面形成突起,不一定要使用芯物質。
作為形成上述突起之方法,可例舉以下方法等。使芯物質附著於基材粒子之表面後,利用無電解鍍覆形成導電層之方法。於基材粒子之表面利用無電解鍍覆形成導電層後,使芯物質附著,進而利用無電解鍍覆形成導電層之方法。於在基材粒子之表面利用無電解鍍覆形成導電層之中途階段添加芯物質之方法。
作為上述芯物質之材料,可例舉:導電性物質及非導電性物質。作為上述導電性物質,例如可例舉: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,可例舉:聚乙炔等。作為上述非導電性物質,可例舉:二氧化矽、氧化鋁、碳化鎢、氧化鈦、鈦酸鋇及氧化鋯等。作為用作上述芯物質之材料之金屬,可適當使用作為上述導電材料之材料而例舉之金屬。
作為上述芯物質之材料之具體例,可例舉:鈦酸鋇(莫氏硬度4.5)、鎳(莫氏硬度5)、二氧化矽(silica,莫氏硬度6~7)、氧化鈦(莫氏硬度7)、氧化鋯(莫氏硬度8~9)、氧化鋁(莫氏硬度9)、碳化鎢(莫氏硬度9)及金剛石(莫氏硬度10)等。上述芯物質之材料較佳為鎳、二氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石,更佳為二氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石。又,上述芯物質之材料進而較佳為氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石,特佳為氧化鋯、氧化鋁、碳化鎢或金剛石。上述芯物質之材料之莫氏硬度較佳為4以上,更佳為6以上,進而較佳為7以上,尤佳為7.5以上。若上述芯物質之材料之莫氏硬度為上述下限以上,則能夠容易地將上述導電性粒子之10%K值控制為適宜之範圍。
上述芯物質之形狀並無特別限定。上述芯物質之形狀較佳為塊狀。作為上述芯物質,例如可例舉:粒子狀之塊、複數個微小粒子凝集之凝集塊、及不定形之塊等。
上述芯物質之平均粒徑較佳為0.001 μm以上,更佳為0.05 μm以上,且較佳為0.4 μm以下,更佳為0.3 μm以下。若上述芯物質之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻有效地降低。
上述芯物質之平均粒徑較佳為數量平均粒徑。上述芯物質之平均粒徑可藉由用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意50個芯物質,算出平均值而求出。
每個上述導電性粒子之上述突起之數較佳為3個以上,更佳為5個以上。上述突起之數之上限並無特別限定。上述突起之數之上限可考慮導電性粒子之粒徑等而適當選擇。
就進一步降低連接電阻,進一步提高導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子之總表面積100%中,有上述突起之部分之表面積較佳為10%以上,更佳為30%以上,且較佳為99%以下,更佳為95%以下。
複數個上述突起之平均高度較佳為0.001 μm以上,更佳為0.05 μm以上,且較佳為0.7 μm以下,更佳為0.6 μm以下。若上述突起之平均高度為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之連接電阻有效地降低。
[絕緣性物質] 上述導電性粒子較佳為具備配置於上述導電層之表面上之絕緣性物質。於該情形時,若將導電性粒子用於電極間之連接,則能夠進一步防止相鄰之電極間之短路。具體而言,於複數個導電性粒子接觸時,由於複數個電極間存在絕緣性物質,因此能夠防止橫向相鄰之電極間之短路而非上下之電極間之短路。再者,於將電極間進行連接時,藉由用2個電極對導電性粒子進行加壓,能夠容易地將導電性粒子之導電層與電極之間之絕緣性物質排除。於上述導電性粒子在導電層之外表面具有複數個突起之情形時,能夠更加容易地將導電性粒子之導電層與電極之間之絕緣性物質排除。
就能夠更加容易地於電極間之壓接時排除上述絕緣性物質之方面而言,上述絕緣性物質較佳為絕緣性粒子。
作為用作上述絕緣性物質之材料之絕緣性樹脂之具體例,可例舉: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。
上述絕緣性物質之粒徑可根據導電性粒子之粒徑及導電性粒子之用途等適當選擇。又,就提高絕緣性能之觀點而言,可混合使用粒徑不同之絕緣性物質。上述絕緣性物質之粒徑較佳為0.005 μm以上,更佳為0.01 μm以上,且較佳為1 μm以下,更佳為0.5 μm以下。若上述絕緣性物質之粒徑為上述下限以上,則當導電性粒子於黏合劑樹脂中分散時,複數個導電性粒子中之導電層彼此不易接觸。若上述絕緣性粒子之粒徑為上述上限以下,則將電極間進行連接時,為了排除電極與導電性粒子之間之絕緣性物質,無需使壓力過高,亦無須加熱至高溫。
(導電材料) 本發明之導電材料包含上述導電性粒子、及黏合劑樹脂。上述導電性粒子較佳為分散於黏合劑樹脂中,用作導電材料。上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述導電性粒子及上述導電材料較佳為分別用於電極間之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接材料。
上述黏合劑樹脂並無特別限定。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,可例舉: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,例如可例舉: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物等。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,例如可例舉: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,例如可例舉: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,例如可例舉: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。作為上述熱塑性嵌段共聚物,例如可例舉: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。作為上述彈性物,例如可例舉:苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡膠等。
上述導電材料及上述黏合劑樹脂較佳為包含熱塑性成分或熱硬化性成分。上述導電材料及上述黏合劑樹脂可包含熱塑性成分,亦可包含熱硬化性成分。上述導電材料及上述黏合劑樹脂較佳為包含熱硬化性成分。上述熱硬化性成分較佳為包含可利用加熱而硬化之硬化性化合物及熱硬化劑。上述熱硬化劑較佳為熱陽離子硬化起始劑。上述可利用加熱而硬化之硬化性化合物及上述熱硬化劑以上述黏合劑樹脂硬化之方式以適當之調配比使用。若上述黏合劑樹脂包含熱陽離子硬化起始劑,則硬化物中易於包含酸。但是,藉由使用本發明之導電性粒子,能夠將電極間之連接電阻維持得較低。
上述導電材料例如可包含填充劑、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。
上述導電材料可用作導電膏及導電膜等。於上述導電材料為導電膜之情形時,可於包含導電性粒子之導電膜積層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,則導電性粒子有效率地配置於電極間,由導電材料連接之連接對象構件之導通可靠性進一步提高。
上述導電材料100重量%中,上述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。若上述導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之導通可靠性進一步提高。
(連接構造體) 藉由使用上述導電性粒子,或使用包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料,將連接對象構件進行連接,可獲得連接構造體。
上述連接構造體具備第1連接對象構件、第2連接對象構件、及連接第1、第2連接對象構件之連接部,上述連接部之材料包含上述導電性粒子。於上述連接構造體中,第1、第2連接對象構件由導電性粒子連接。
圖5係模式性表示使用本發明之第1實施方式之導電性粒子之連接構造體的剖視圖。
圖5所示之連接構造體51具備第1連接對象構件52、第2連接對象構件53、及連接第1、第2連接對象構件52、53之連接部54。連接部54係藉由使包含導電性粒子1之導電材料硬化而形成。再者,於圖5中,為圖示方便,簡略示出導電性粒子1。除導電性粒子1以外,亦可使用導電性粒子11、21等。
第1連接對象構件52於表面(上表面)具有複數個第1電極52a。第2連接對象構件53於表面(下表面)具有複數個第2電極53a。第1電極52a及第2電極53a藉由1個或複數個導電性粒子1而電性連接。因此,第1、第2連接對象構件52、53藉由導電性粒子1而電性連接。
上述連接構造體之製造方法並無特別限定。作為上述連接構造體之製造方法之一例,可例舉: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導電材料,獲得積層體後,對該積層體進行加熱及加壓之方法等。上述加壓之壓力為每電極之連接部分之總面積為1.0×10 6Pa~4.9×10 8Pa左右。於本發明之連接構造體中,由於使用上述導電性粒子,因此即便以相對較低之壓力亦可將電極間電性連接。上述加熱之溫度為120℃~220℃左右。
再者,所謂電極之連接部分之總面積,並不限於與導電性粒子相接之部分之面積,於俯視下(沿著第1連接對象構件與連接部與第2連接對象構件之積層方向觀察時),意指2個電極之相對向之部分之總面積。
作為上述連接對象構件,具體而言,可例舉:半導體晶片、電容器及二極體等電子零件、以及印刷基板、軟性印刷基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。上述連接對象構件較佳為電子零件。上述導電性粒子較佳為用於電子零件中之電極之電性連接。
上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件中之至少一者較佳為軟性印刷基板。上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件中之至少一者較佳為半導體晶片。上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件較佳為軟性印刷基板及半導體晶片。軟性印刷基板之材料較佳為聚醯亞胺或聚酯,於聚酯之情形時,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。上述導電性粒子及上述導電材料適宜用於軟性印刷基板之導通。
作為設於上述連接對象構件之電極,可例舉:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、銀電極、鈦電極、鉬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、鈦電極、錫電極或銅電極。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、鈦電極、銅電極、鉬電極或鎢電極。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有鋁層之電極。作為上述金屬氧化物層之材料,可例舉:摻雜3價金屬元素之氧化銦及摻雜3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可例舉:Sn、Al及Ga等。
以下,例舉實施例及比較例對本發明具體地進行說明。本發明並不僅限定於以下實施例。
準備以下材料。
基材粒子A:樹脂粒子(二乙烯苯共聚物樹脂粒子,積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-203」,平均粒徑3.0 μm) 基材粒子B:有機無機雜化粒子(平均粒徑3.0 μm) 基材粒子C:樹脂粒子(二乙烯苯共聚物樹脂粒子,積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-205」,平均粒徑5.0 μm) 基材粒子D:樹脂粒子(二乙烯苯共聚物樹脂粒子,積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-208」,平均粒徑8.0 μm) 基材粒子E:有機無機雜化粒子(平均粒徑3.0 μm)
(實施例1) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於25℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。於上述鍍鎳液添加一半之階段停止滴加,將懸濁液升溫至70℃。升溫後,再次滴加上述鍍鎳液,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷導電層之導電性粒子。
(實施例2) 將鍍覆液之滴加時之初始溫度設為15℃,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例3) 使用包含硫酸鎳0.23 mol/L、二甲胺硼烷0.92 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)作為鍍覆液,及將鍍覆液之滴加時之初始溫度設為5℃,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例4) 將鍍覆液之滴加時之初始溫度設為10℃,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例5) 於鍍覆液中添加鎢酸鈉0.01 mol/L,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例6) 於鍍覆液中添加鎢酸鈉0.01 mol/L,及將鍍覆液之滴加時之初始溫度設為10℃,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例7) 使用包含硫酸鎳0.14 mol/L、肼0.45 mol/L、錫酸鈉三水合物0.045 mol/L、葡萄糖酸鈉0.225 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)作為鍍覆液,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例8) 將鍍覆液之滴加時之初始溫度設為15℃,除此以外,以與實施例7相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例9) 將基材粒子A設為基材粒子B,除此以外,以與實施例7相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例10) 將基材粒子A設為基材粒子B,除此以外,以與實施例8相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例11) 將實施例5之鍍覆液濃度設為2倍,除此以外,以與實施例5相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例12) 將基材粒子A設為基材粒子C,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例13) 將基材粒子A設為基材粒子D,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例14) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於25℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,使懸濁液升溫至70℃。升溫後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、二甲胺硼烷0.92 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷-硼導電層之導電性粒子。
(實施例15) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、二甲胺硼烷0.92 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於10℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,使懸濁液升溫至70℃。升溫後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-硼-磷導電層之導電性粒子。
(實施例16) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於25℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,使懸濁液升溫至70℃。升溫後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.9 mol/L、檸檬酸鈉0.9 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷導電層之導電性粒子。
(實施例17) 將使懸濁液升溫至70℃後之鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉1.25 mol/L、檸檬酸鈉1.25 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),除此以外,以與實施例16相同之方式獲得導電性粒子。
(實施例18) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於25℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,使懸濁液升溫至70℃。升溫後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.14 mol/L、肼0.45 mol/L、錫酸鈉三水合物0.022 mol/L、葡萄糖酸鈉0.11 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷-錫導電層之導電性粒子。
(實施例19) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於15℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,使懸濁液升溫至70℃。升溫後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.14 mol/L、肼0.45 mol/L、錫酸鈉三水合物0.011 mol/L、葡萄糖酸鈉0.06 mol/L、聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷-錫導電層之導電性粒子。
(實施例20) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於25℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,將懸濁液冷卻至15℃。冷卻後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.25 mol/L、檸檬酸鈉0.25 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷導電層之導電性粒子。
(實施例21) 藉由使用超音波分散器使基材粒子A 10重量份分散於包含5重量%鈀觸媒液之鹼性溶液100重量份中之後,將溶液進行過濾而取出基材粒子A。繼而,將基材粒子A添加於二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A之表面活化。其後,進行過濾,獲得附著有鈀之基材粒子A。將附著有鈀之基材粒子A於離子交換水300 mL中攪拌3分鐘,使其分散,獲得分散液。然後,將金屬鎳粒子漿料(平均粒徑100 nm)1 g歷時3分鐘添加於上述分散液中,獲得附著有芯物質之樹脂粒子。藉由將所獲得之樹脂粒子添加於蒸餾水500重量份中,使其分散,而獲得懸濁液。然後,準備包含硫酸鎳0.23 mol/L、次磷酸鈉0.5 mol/L、檸檬酸鈉0.5 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0)。一面將所獲得之懸濁液於70℃(鍍覆液溫)下進行攪拌,一面將上述鍍鎳液緩慢滴加於懸濁液中,進行無電解鍍鎳。其後,將鍍覆液變更為包含硫酸鎳0.23 mol/L、二甲胺硼烷0.92 mol/L、及聚乙二醇(#400)0.05 mol/L之鍍鎳液(pH值8.0),將鍍覆液緩慢滴加於懸濁液中,結束無電解鍍覆。其後,藉由對懸濁液進行過濾而取出粒子,進行水洗、乾燥,藉此獲得於基材粒子A之表面上配置有鎳-磷-硼導電層之導電性粒子。
(比較例1) 去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(比較例2) 去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(比較例3) 去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例7相同之方式獲得導電性粒子。
(比較例4) 將基材粒子A設為基材粒子E,去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例3相同之方式獲得導電性粒子。
(比較例5) 將基材粒子A設為基材粒子E,去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子。
(比較例6) 將基材粒子A設為基材粒子E,去除鍍覆液中之聚乙二醇(#400),及將鍍覆液之溫度自滴加初始至結束設為70℃,除此以外,以與實施例7相同之方式獲得導電性粒子。
(評價) (1)基材粒子之10%K值、20%K值及30%K值、以及導電性粒子之10%K值、20%K值及30%K值 藉由上述方法,使用微小壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」),對基材粒子及導電性粒子之10%K值、20%K值及30%K值進行測定。
(2)區域R1、區域R2中之平均含量、差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計)、及比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 使用聚焦離子束,製作所獲得之導電性粒子之薄膜切片。使用穿透式電子顯微鏡FE-TEM(日本電子公司製造之「JEM-2010FEF」),利用能量分散型X射線分析裝置(EDS),對導電層之厚度方向上之鎳、磷、硼、鎢及錫之各含量進行測定。根據該結果,求出自導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域(R1)及自導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域(R2)中之鎳、磷、硼、鎢及錫之各平均含量。又,求出差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計)、及比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計)。
(3)壓縮導電性粒子之壓縮試驗 關於所獲得之導電性粒子,使用微小壓縮試驗機(Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」),於圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓子端面,於25℃、壓縮速度0.3 mN/秒、及最大試驗負載20 mN之條件下施加負荷(反轉負載值)直至導電性粒子發生50%壓縮變形。根據該結果,獲得壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之表示相關線之相關圖。於所獲得之相關圖中之相關線中,觀察表示導電層之脆性破裂之變動,求出表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量、及比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值)。再者,於比較例1~6中,未觀察到表示導電層之脆性破裂之變動,而觀察到表示導電層之鍍覆裂紋之變動,於比較例4~6中,進而觀察到表示基材粒子之破裂之變動。為了便於說明,於比較例1~3中,記載表示導電層之鍍覆裂紋之變動中之壓縮位移之變動量代替表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量。又,為了便於說明,於比較例4~6中,記載表示基材粒子之破裂之變動及表示導電層之鍍覆裂紋之變動中之壓縮位移之變動量之合計代替表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量。
(4)初始之連接電阻A 以含量成為10重量%之方式將所獲得之導電性粒子添加於三井化學公司製造之「Struct Bond XN-5A」中,使其分散,製作各向異性導電膏。準備上表面具有L/S為20 μm/20 μm之Ti-Al-Ti之複數層電極圖案之聚醯亞胺基板(軟性印刷基板)。又,準備下表面具有L/S為20 μm/20 μm之金電極圖案之半導體晶片。於上述聚醯亞胺基板上以成為厚度30 μm之方式塗佈剛製作後之各向異性導電膏,形成各向異性導電膏層。然後,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,以各向異性導電膏層之溫度成為150℃之方式調整模頭之溫度,並且於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,每凸塊總面積施加2.5 MPa之壓力而使各向異性導電膏層於150℃下硬化,獲得連接構造體。利用4端子法測定所獲得之連接構造體之對向之電極間之連接電阻。按照下述基準判定初始之連接電阻A。
[初始之連接電阻A之評價基準] ○○○:連接電阻A為2.0 Ω以下 ○○:連接電阻A超過2.0 Ω且為3.0 Ω以下 ○:連接電阻A超過3.0 Ω且為5.0 Ω以下 Δ:連接電阻A超過5.0 Ω且為10 Ω以下 ×:連接電阻A超過10 Ω
(5)可靠性試驗後之連接電阻B(導通可靠性) 將上述(4)初始之連接電阻A之評價中所獲得之連接構造體於85℃及濕度85%之高溫高濕槽中放置500小時。藉由在上述條件下放置連接構造體,由於滲入至黏合劑樹脂中之水與黏合劑樹脂中所包含之酸之反應,連接構造體中之電極間之連接部分於酸之存在下暴露一定時間。於放置後之連接構造體中,利用4端子法測定連接構造體之對向之電極間之連接電阻。按照下述基準判定可靠性試驗後之連接電阻B(導通可靠性)。
[可靠性試驗後之連接電阻B之評價基準] ○○○:連接電阻B未達連接電阻A之1.0倍 ○○:連接電阻B為連接電阻A之1.0倍以上且未達1.5倍 ○:連接電阻B為連接電阻A之1.5倍以上且未達2.0倍 Δ:連接電阻B為連接電阻A之2.0倍以上且未達5.0倍 ×:連接電阻B為連接電阻A之5.0倍以上
將導電性粒子之組成及結果示於下述表1~10。
[表1]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
基材粒子 種類 - A A A A A
平均粒徑 μm 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
10%K值 N/mm 2 4000 4000 4000 4000 4000
20%K值 N/mm 2 3600 3600 3600 3600 3600
30%K值 N/mm 2 4100 4100 4100 4100 4100
導電層 導電層之厚度 nm 150 150 150 150 150
區域R1中之平均含量 Ni 重量% 87.5 81.8 95.5 91.6 91.2
P 重量% 12.5 18.2 0 0 0
B 重量% 0 0 4.5 8.4 3.3
W 重量% 0 0 0 0 5.5
Sn 重量% 0 0 0 0 0
區域R2中之平均含量 Ni 重量% 97.5 97.4 98.5 98.6 97.8
P 重量% 2.5 2.6 0 0 0
B 重量% 0 0 1.5 1.4 1.1
W 重量% 0 0 0 0 1.1
Sn 重量% 0 0 0 0 0
差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 重量% 10.0 15.6 3.0 7.0 6.6
比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) - 5.0 7.0 3.0 6.0 4.0
[表2]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
導電性粒子 表示導電層之脆性破裂之變動之有無 -
表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量 nm 200 189 210 177 167
導電層之厚度之2倍之值 nm 300 300 300 300 300
比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值) - 0.67 0.63 0.70 0.59 0.56
10%K值 N/mm 2 9200 10300 10000 11000 12000
20%K值 N/mm 2 9200 9700 10000 11000 12000
30%K值 N/mm 2 8500 10800 9000 10000 11000
評價 初始之連接電阻A - ○○ ○○○ ○○ ○○ ○○
可靠性試驗後之連接電阻B - ○○ ○○○ ○○ ○○ ○○
[表3]
實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10
基材粒子 種類 - A A A B B
平均粒徑 μm 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
10%K值 N/mm 2 4000 4000 4000 12000 12000
20%K值 N/mm 2 3600 3600 3600 12000 12000
30%K值 N/mm 2 4100 4100 4100 12000 12000
導電層 導電層之厚度 nm 150 150 150 150 150
區域R1中之平均含量 Ni 重量% 88.3 96.2 84.0 96.4 83.0
P 重量% 0 0 0 0 0
B 重量% 5.5 0 0 0 0
W 重量% 6.2 0 0 0 0
Sn 重量% 0 3.8 16.0 3.6 17.0
區域R2中之平均含量 Ni 重量% 97.8 98.2 98.3 98.2 98.3
P 重量% 0 0 0 0 0
B 重量% 1.0 0 0 0 0
W 重量% 1.2 0 0 0 0
Sn 重量% 0 1.8 1.7 1.8 1.7
差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 重量% 9.5 2.0 14.3 1.8 15.3
比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) - 5.3 2.1 9.4 2.0 10.0
[表4]
實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10
導電性粒子 表示導電層之脆性破裂之變動之有無 -
表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量 nm 149 112 108 173 158
導電層之厚度之2倍之值 nm 300 300 300 300 300
比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值) - 0.50 0.37 0.36 0.58 0.53
10%K值 N/mm 2 13500 7500 6000 15000 17200
20%K值 N/mm 2 13500 7100 6000 15000 17200
30%K值 N/mm 2 15000 7000 6500 13000 15000
評價 初始之連接電阻A - ○○○ ○○○ ○○○ ○○ ○○○
可靠性試驗後之連接電阻B - ○○ ○○○ ○○○ ○○ ○○
[表5]
實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15
基材粒子 種類 - A C D A A
平均粒徑 μm 3.0 50 8.0 3.0 3.0
10%K值 N/mm 2 4000 4600 4500 4000 4000
20%K值 N/mm 2 3600 4600 4500 3600 3600
30%K值 N/mm 2 4100 4600 4500 4100 4100
導電層 導電層之厚度 nm 250 150 150 150 150
區域R1中之平均含量 Ni 重量% 90.5 88.0 93.0 87.5 91.6
P 重量% 0 12.0 0 12.5 0
B 重量% 3.7 0 7.0 0.0 8.4
W 重量% 5.8 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 0 0 0
區域R2中之平均含量 Ni 重量% 97.9 97.6 98.6 98.5 97.5
P 重量% 0 2.4 0 0 2.5
B 重量% 1.0 0 1.4 1.5 0
W 重量% 1.1 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 0 0 0
差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 重量% 7.4 9.6 5.6 11.0 5.9
比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) - 4.5 5.0 5.0 8.3 3.4
[表6]
實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15
導電性粒子 表示導電層之脆性破裂之變動之有無 -
表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量 nm 239 192 198 147 172
導電層之厚度之2倍之值 nm 500 300 300 300 300
比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值) - 0.48 0.64 0.66 0.49 0.57
10%K值 N/mm 2 18200 12300 10000 9800 10400
20%K值 N/mm 2 18200 12300 10000 9800 10400
30%K值 N/mm 2 15000 10800 9000 8700 9500
評價 初始之連接電阻A - ○○○ ○○ ○○ ○○○ ○○
可靠性試驗後之連接電阻B - ○○ ○○ ○○○ ○○○ ○○
[表7]
實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例20 實施例21
基材粒子 種類 - A A A A A A
平均粒徑 μm 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
10%K值 N/mm 2 4000 4000 4000 4000 4000 4000
20%K值 N/mm 2 3600 3600 3600 3600 3600 3600
30%K值 N/mm 2 4100 4100 4100 4100 4100 4100
導電層 導電層之厚度 nm 150 150 150 150 150 150
區域R1中之平均含量 Ni 重量% 87.5 87.5 87.5 81.8 87.5 97.5
P 重量% 12.5 12.5 12.5 18.2 12.5 2.5
B 重量% 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
W 重量% 0 0 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 0 0 0 0
區域R2中之平均含量 Ni 重量% 95.0 93.7 99.1 99.55 90.9 98.6
P 重量% 5.0 6.3 0 0 9.1 0
B 重量% 0 0 0 0 0 1.4
W 重量% 0 0 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 0.9 0.45 0 0
差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 重量% 7.5 6.3 11.6 17.8 3.4 1.1
比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) - 2.5 2.0 13.9 40.4 1.4 1.8
[表8]
實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例20 實施例21
導電性粒子 表示導電層之脆性破裂之變動之有無 -
表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量 nm 214 246 199 167 289 270
導電層之厚度之2倍之值 nm 300 300 300 300 300 300
比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值) - 0.71 0.82 0.66 0.56 0.96 0.90
10%K值 N/mm 2 9300 9450 15000 17200 9150 9900
20%K值 N/mm 2 9300 9450 15000 17200 9150 9900
30%K值 N/mm 2 8600 9200 13000 15000 8600 8600
評價 初始之連接電阻A - ○○ ○○ ○○○
可靠性試驗後之連接電阻B - ○○ ○○
[表9]
比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6
基材粒子 種類 - A A A E E E
平均粒徑 μm 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
10%K值 N/mm 2 4000 4000 4000 17000 17000 17000
20%K值 N/mm 2 3600 3600 3600 11000 11000 11000
30%K值 N/mm 2 4100 4100 4100 10000 10000 10000
導電層 導電層之厚度 nm 150 150 150 150 150 150
區域R1中之平均含量 Ni 重量% 97.5 98.6 97.9 98.7 97.9 98.6
P 重量% 2.5 0 0 0 2.1 0
B 重量% 0 1.4 0 1.3 0 0
W 重量% 0 0 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 2.1 0 0 1.4
區域R2中之平均含量 Ni 重量% 97.5 98.6 97.9 98.7 97.9 98.6
P 重量% 2.5 0 0 0 2.1 0
B 重量% 0 1.4 0 1.3 0 0
W 重量% 0 0 0 0 0 0
Sn 重量% 0 0 2.1 0 0 1.4
差(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計-區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) 重量% 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
比(區域R1中除主金屬以外之元素之平均含量之合計/區域R2中除主金屬以外之元素之平均含量之合計) - 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
[表10]
比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6
導電性粒子 表示導電層之脆性破裂之變動之有無 -
表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量 nm 310 332 308 1592 1800 1640
導電層之厚度之2倍之值 nm 300 300 300 300 300 300
比(表示導電層之脆性破裂之變動中之壓縮位移之變動量/導電層之厚度之2倍之值) - 1.03 1.11 1.03 5.31 6.00 5.47
10%K值 N/mm 2 9150 9500 5200 24100 25200 21400
20%K值 N/mm 2 9200 9500 6300 12800 13200 12200
30%K值 N/mm 2 9000 11000 4800 12000 13000 12800
評價 初始之連接電阻A - × Δ × × × ×
可靠性試驗後之連接電阻B - × × × × × ×
於實施例1~21中,於對所獲得之導電性粒子進行壓縮之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線中,於觀察到表示基材粒子之破裂之變動之前,且於將導電性粒子壓縮30%為止之期間,觀察到表示導電層之脆性破裂之變動。再者,於比較例1~6中,於上述相關線中,未觀察到表示導電層之脆性破裂之變動。
1:導電性粒子 2:基材粒子 3:導電層 11:導電性粒子 13:導電層 13A:第1導電層 13B:第2導電層 21:導電性粒子 21a:突起 23:導電層 23a:突起 24:芯物質 25:絕緣性物質 51:連接構造體 52:第1連接對象構件 52a:第1電極 53:第2連接對象構件 53a:第2電極 54:連接部 R1:區域 R2:區域 L1:虛線
圖1係模式性表示本發明之第1實施方式之導電性粒子之剖視圖。 圖2係模式性表示本發明之第2實施方式之導電性粒子之剖視圖。 圖3係模式性表示本發明之第3實施方式之導電性粒子之剖視圖。 圖4係用於說明自導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域、及自導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域的模式圖。 圖5係模式性表示使用圖1所示之導電性粒子之連接構造體之剖視圖。 圖6係表示於本發明之一實施方式之導電性粒子之壓縮試驗中之壓縮位移(X軸)-壓縮負載(Y軸)相關線的相關圖。

Claims (11)

  1. 一種導電性粒子,其具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層, 於壓縮導電性粒子之壓縮試驗中,於壓縮位移為X軸、壓縮負載為Y軸之相關圖中之相關線中,於觀察到表示上述基材粒子之破裂之變動之前,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
  2. 如請求項1之導電性粒子,其中於上述相關線中,於將上述導電性粒子壓縮30%為止之期間,觀察到表示上述導電層之脆性破裂之變動。
  3. 如請求項1或2之導電性粒子,其中於上述相關線中,表示上述導電層之脆性破裂之變動中之上述壓縮位移之變動量相對於上述導電層之厚度之2倍之值的比為0.70以下。
  4. 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述導電層包含鎳作為主金屬, 自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。
  5. 一種導電性粒子,其具備基材粒子、及配置於上述基材粒子之表面上之導電層, 上述導電層包含鎳作為主金屬, 上述導電層於自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域、及自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域之兩者,包含除鎳以外之元素, 自上述導電層之內表面朝向外側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量少於自上述導電層之外表面朝向內側為厚度1/2之區域中之鎳之平均含量。
  6. 如請求項1、2或5之導電性粒子,其中將上述基材粒子壓縮10%時之壓縮彈性模數為3000 N/mm 2以上20000 N/mm 2以下。
  7. 如請求項1、2或5之導電性粒子,其中導電性粒子之粒徑為8.0 μm以下。
  8. 如請求項1、2或5之導電性粒子,其具備配置於上述導電層之外表面上之絕緣性物質。
  9. 如請求項1、2或5之導電性粒子,其中於上述導電層之外表面具有突起。
  10. 一種導電材料,其包含如請求項1至9中任一項之導電性粒子、及黏合劑樹脂。
  11. 一種連接構造體,其具備: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,其連接上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件; 上述連接部之材料包含如請求項1至9中任一項之導電性粒子, 上述第1電極及上述第2電極藉由上述導電性粒子而電性連接。
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