导电性粒子及其制造方法以及各向异性导电膜、接合体及连接方法技术领域
本发明涉及导电性粒子及其制造方法以及使用了该导电性粒子的
各向异性导电膜、接合体及连接方法。
背景技术
液晶显示器和带载封装(Tape Carrier Package:TCP)的连接、柔
性电路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)和TCP的连接或者FPC
和印刷配线板(Printed Wiring Board:PWB)的连接之类的电路部件彼
此间的连接中,使用在粘合剂树脂中分散有导电性粒子的电路连接材
料(例如各向异性导电膜)。另外,最近,在将半导体硅芯片安装于基
板上的情况下,为进行电路部件彼此间的连接,不使用引线接合,而
将半导体硅芯片面朝下直接安装于基板上,进行所谓的倒装芯片安装。
在该倒装芯片安装中,电路部件彼此间的连接也使用各向异性导电膜
等电路连接材料。
所述各向异性导电膜通常含有粘合剂树脂和导电性粒子。作为该
导电性粒子,从硬度高且相比金(Au)可以降低成本的观点出发,例
如镍(Ni)系导电性粒子备受关注。
作为所述镍(Ni)系导电性粒子,例如提出了这样的导电性粒子,
即,由树脂粒子和形成于所述树脂粒子表面的含有镍或镍合金的导电
层构成,所述导电层在表面具有由块状微粒子的凝集体构成的突起,
所述导电层的含磷率为2%~8%(例如参照专利文献1)。
但是,该导电性粒子未进行表面修饰,从而耐腐蚀性(耐湿性)
低,因此,存在连接可靠性变低的问题。
作为所述镍(Ni)系导电性粒子,提出了这样的导电性粒子,即,
具有树脂粒子和形成于所述树脂粒子的表面的导电层,所述导电层具
有含磷率为10%~18%的非结晶构造镀镍层和含磷率为1%~8%的结
晶构造镀镍层(例如参照专利文献2)。
但是,该导电性粒子中,导电层的非结晶构造部分的硬度低,且
未进行表面修饰,从而耐腐蚀性低,因此,存在连接可靠性变低的问
题。
作为所述镍(Ni)系导电性粒子,提出了这样的导电性粒子,即,
含有树脂粒子,所述树脂粒子表面被含有镍及磷的金属镀敷被膜层和
最表面为金层的多层导电性膜被覆,在所述金属镀敷被膜中,从基材
微粒子侧在金属镀敷被膜膜厚的20%以下的区域,在金属镀敷组成中
含有10质量%~20质量%的磷,且从金属镀敷被膜表面侧在金属镀敷
被膜膜厚的10%以下的区域,在金属镀敷组成中含有1质量%~10质
量%的磷(例如参照专利文献3)。
但是,该导电性粒子中,导电层存在硬度低的部分,且未进行表
面修饰,从而耐腐蚀性低,因此,存在连接可靠性降低的问题。
作为所述镍(Ni)系导电性粒子,提出了这样的导电性粒子,其
为具有核心粒子和形成于该核心粒子表面的导电层的导电性粒子,所
述核心粒子为镍粒子,所述导电层为表面磷浓度为10质量%以下的镀
镍层,所述导电层的平均厚度为1nm~10nm(例如参照专利文献4)。
但是,该导电性粒子中,未进行表面修饰,从而耐腐蚀性低,因
此,存在连接可靠性降低的问题。
作为所述镍(Ni)系导电性粒子,提出了这样的导电粒子,即,
包含具有由含有金和/或钯的金属原子构成的金属表面的最外层和配置
于该最外层的内侧的镍层,该导电粒子的所述金属表面用末端具有硫
原子的表面修饰基被覆(例如参照专利文献5)。
但是,该导电性粒子中,虽然进行了表面修饰,但不能提高耐腐
蚀性,因此,存在连接可靠性降低的问题。
如上,迫切希望开发可以抑制导电层的氧化并且提高耐腐蚀性而
不降低导电层硬度的导电性粒子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2006-302716号公报
专利文献2:特许4235227号公报
专利文献3:特许2006-228475号公报
专利文献4:特开2010-73681号公报
专利文献5:特许2009-280790号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题是解决现有的诸多问题,实现以下目的。即,本发
明的目的在于,提供可以抑制导电层的氧化并且可以提高耐腐蚀性而
不降低导电层硬度的导电性粒子及其制造方法以及使用了该导电性粒
子的各向异性导电膜、接合体及连接方法。
用于解决课题的手段
作为解决所述课题的手段,如下所述。即:
<1>一种导电性粒子,其特征在于,具有核心粒子和形成于该核
心粒子表面的导电层,所述核心粒子由树脂和金属中的至少任一种形
成,所述导电层的表面具有含磷疏水性基团。
<2>一种导电性粒子,其特征在于,具有核心粒子和形成于该核
心粒子表面的导电层,所述核心粒子由树脂和金属中的至少任一种形
成,所述导电层的表面经由含磷疏水性基团进行疏水化处理。
<3>如上述<1>~<2>中任一项所述的导电性粒子,其中,核
心粒子为树脂粒子,导电层为镀镍层。
<4>一种导电性粒子的制造方法,该导电性粒子具有核心粒子和
形成于该核心粒子表面的导电层,其特征在于,包括:所述核心粒子
由树脂和金属中的至少任一种形成,利用含磷化合物对所述导电层表
面进行疏水化处理。
<5>如上述<4>所述的导电性粒子的制造方法,其中,在利用
含磷化合物进行疏水化处理前,导电层中的磷浓度为10质量%以下。
<6>如上述<5>所述的导电性粒子的制造方法,其中,在利用
含磷化合物进行疏水化处理前,导电层中的磷浓度为2.5质量%~7.0
质量%。
<7>如上述<4>~<6>中任一项所述的导电性粒子的制造方
法,其中,含磷化合物为磷酸化合物。
<8>一种各向异性导电膜,其特征在于,含有上述<1>~<3>
中任一项所述的导电性粒子和粘合剂树脂,所述粘合剂树脂含有环氧
树脂和丙烯酸酯树脂中的至少任一种。
<9>如上述<8>所述的各向异性导电膜,其中,进一步含有苯
氧基树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的至少任一种。
<10>如上述<8>~<9>中任一项所述的各向异性导电膜,其
中,进一步含有固化剂。
<11>如上述<8>~<10>中任一项所述的各向异性导电膜,其
中,进一步含有硅烷偶联剂。
<12>一种接合体,其特征在于,具有第一电路部件、与所述第
一电路部件相对的第二电路部件、设置于所述第一电路部件和所述第
二电路部件间的上述<8>~<11>中任一项所述的各向异性导电膜,
所述第一电路部件的电极和所述第二电路部件的电极经由导电性粒子
连接。
<13>如上述<12>所述的接合体,其中,第一电路部件为柔性
电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
<14>一种连接方法,使用上述<8>~<11>中任一项所述的各
向异性导电膜,其特征在于,包括:在第一电路部件和第二电路部件
的任一个上贴附所述各向异性导电膜的膜贴附工序,使所述第一电路
部件和所述第二电路部件定位的对准工序,将所述第一电路部件的电
极和所述第二电路部件的电极经由导电性粒子连接的连接工序。
<15>如上述<14>所述的连接方法,其中,第一电路部件为柔
性电路基板,第二电路部件为印刷配线基板。
发明效果
根据本发明,可以解决现有的所述诸多问题,实现所述目的,能
够提供可以抑制导电层的氧化并且可以提高耐腐蚀性而不降低导电层
硬度的导电性粒子及其制造方法以及使用该导电性粒子的各向异性导
电膜、接合体及连接方法。
附图说明
图1是用于说明本发明的导电性粒子的疏水化处理的示意图;
图2是本发明的导电性粒子的剖面图(其一);
图3是本发明的导电性粒子的剖面图(其二)。
具体实施方式
(导电性粒子及其制造方法)
本发明的导电性粒子至少具有核心粒子和导电层,根据需要,具
有突起等。
<核心粒子>
作为所述核心粒子,所述核心粒子只要由树脂和金属中的至少任
一种形成,没有具体限制,可以根据目的适当选择,可以列举例如树
脂粒子、金属粒子等。所述核心粒子也可以是单层构造、多层构造中
的任一种。
-树脂粒子-
作为所述树脂粒子,没有具体限制,可以根据目的适当选择。
作为所述树脂粒子的形状,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,但优选表面形状具有微小凹凸。
作为所述树脂粒子的构造,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,可以列举例如单层构造、层叠构造等。
作为所述树脂粒子的数均粒径,没有具体限制,可以根据目的适
当选择,但优选为1μm~50μm,更优选为2μm~20μm,特别优选为
5μm~10μm。
所述树脂粒子的数均粒径不足1μm或超过50μm时,可能无法得
到尖锐的粒度分布,工业上的制造从实用的用途这一点来看也有必要
性的欠缺。另一方面,所述树脂粒子的数均粒径在所述特别优选的范
围内时,在得到良好的连接可靠性这一点上是有利的。
此外,所述树脂粒子的数均粒径例如使用粒度分布测定装置(日
机装社制,マイクロトラックMT3100)进行测定。
作为所述树脂粒子的材质,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,可以列举例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙
烯、聚四氟乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚
砜、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树酯、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍
胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、(甲基)丙烯酸酯聚合物、二乙烯基苯聚合物、
二乙烯基苯-苯乙烯共聚物、二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。它
们可以一种单独使用,也可以两种以上合用。
其中,优选(甲基)丙烯酸酯聚合物、二乙烯基苯聚合物、二乙烯基
苯类聚合物。
在此,(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯中的任一个,
所述(甲基)丙烯酸酯根据需要可以是交联型、非交联型中的任一种,也
可以交联型、非交联型混合使用。
-金属粒子-
作为所述金属粒子,没有具体限制,可以根据目的适当选择。
作为所述金属粒子的形状,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,但从可增大连接面积而流过高电流这一点来看,优选表面形状具
有微小凹凸。
作为所述金属粒子的构造,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,可以列举单层构造、层叠构造等。
作为所述金属粒子的数均粒径,没有具体限制,可以根据目的适
当选择,但优选为1μm~50μm,更优选为2μm~20μm,特别优选为
5μm~10μm。
所述金属粒子的数均粒径不足1μm或超过50μm时,可能无法得
到尖锐的粒度分布,工业上的制造从实用的用途这一点来看也有必要
性的欠缺。另一方面,所述金属粒子的数均粒径在所述特别优选的范
围内时,在PWB和FPC连接后可以进行压痕检查这一点上是有利的。
此外,所述金属粒子的数均粒径例如使用粒度分布测定装置(日
机装社制、マイクロトラックMT3100)进行测定。
作为所述金属粒子的材质,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,可以列举金、纯镍、含杂质的镍等。作为所述杂质,没有具体限
制,可以根据目的适当选择,可以是有机物、无机物中的任一种,可
以列举例如磷、硼、碳等。
<导电层>
作为所述导电层,只要形成于核心粒子的表面且表面具有含磷疏
水性基团,没有具体限制,可以根据目的适当选择,可以列举例如镀
镍层、镀镍/金层等。
作为形成所述导电层的镀敷方法,没有具体限制,可以根据目的
适当选择,可以列举例如无电解法、溅射法等。
-含磷疏水性基团-
所述含磷疏水性基团表示具有磷原子和碳数为3以上的疎水性基
的基团,可以列举例如由下述结构式(1)表示的基团。
[化合物1]
通式(1)
其中,R表示碳数为3以上的烷基基团。
作为所述疎水性基团,只要碳数为3以上,没有具体限制,可以
根据目的适当选择,可以列举例如烷基(长链烷基链)等。此外,所
述烷基(长链烷基链)可以具有取代基,并且可以具有直链结构或支
链结构,但优选不具有取代基的直链烷基。
作为所述烷基(长链烷基链)的碳数,只要为3以上,没有具体
限制,可以根据目的适当选择,但优选为3~16,更优选为4~12。
所述碳数不足3时,可能导电性粒子的表面容易氧化,超过16时,
可能连接电阻值变高。另一方面,如果所述碳数在更优选的范围内,
则可以得到良好的连接可靠性。
作为所述含磷疏水性基团的具体实例,没有具体限制,可以根据
目的适当选择,可以列举例如磷酸酯基等。
是否向所述导电层导入含磷疏水性基团,可以经过XPS测定、
TOF-SIMS测定、TEM截面观察、IR测定等,通过在导电层表面磷原
子和酯键中的任一个存在与否进行判断。
所述导电层中的磷浓度越低,结晶性越高,因此,导电率提高,
硬度提高,且导电性粒子的表面难以氧化。因此,所述导电层中的磷
浓度低时,在经由导电性粒子的电路部件之间的连接中,可以得到高
的连接可靠性。但是,所述导电层中的磷浓度低时,容易离子化,耐
湿性降低。
因此,向所述导电层的表面导入含磷疏水性基团,将导电层中的
磷浓度维持在低水平,且仅提高导电层的表面的磷浓度(使磷局部分
布于导电层的表面),由此,导电层不会劣化(导电层的硬度降低)
和氧化,另外,可以进一步防止导电性粒子的表面氧化,而且,可以
提高导电性粒子的耐腐蚀性(耐湿性)。
作为用所述含磷化合物进行疏水化处理前的导电层中的磷浓度,
没有具体限制,可以根据目的适当选择,但优选为10质量%以下,更
优选为2.5质量%~7.0质量%。
在此,所述导电层内也可以具有磷浓度梯度。例如,即使所述导
电层的核心粒子侧的磷浓度为15质量%,只要所述导电层中的磷浓度
在10质量%以下即可。
用所述含磷化合物进行疏水化处理前的导电层中的磷浓度为10质
量%以下时,导电层的导电率及硬度提高,即使对于有氧化膜的电极
(配线),连接可靠性也长期优异。另一方面,如果用所述含磷化合
物进行疏水化处理前的导电层中的磷浓度高于10质量%,则延展性增
加,由此,有时对于有氧化膜的电极(配线)不能得到低的连接电阻。
另一方面,如果用所述含磷化合物进行疏水化处理前的导电层中的磷
浓度在更优选的范围内,则在得到良好的连接可靠性这一点以及导电
性粒子的保存稳定性可以提高这一点上是有利的。
作为用所述含磷化合物进行疏水化处理而得到的导电层表面(用
后述的含磷化合物进行疏水化处理而得到的导电层表面)的磷浓度,
没有具体限制,可以根据目的适当选择,但优选为0.5质量%~10质
量%,更优选为1质量%~8质量%。
所述导电层表面的磷浓度不足0.5质量%时,可能导电层的结晶性
过高,超过10质量%时,可能导电层容易氧化。另一方面,如果所述
导电层表面的磷浓度在更优选的范围内,则在得到良好的连接可靠性
这一点上是有利的。
作为调整所述导电层中的磷浓度的方法,没有具体限制,可以根
据目的适当选择,可以列举例如控制镀敷反应的pH的方法、控制镀敷
液中的磷酸浓度的方法等。
其中,控制镀敷反应的pH的方法在反应控制优异这一点上优选。
此外,所述导电层中的磷浓度及所述导电层表面的磷浓度例如使用能
量分散型X射线分析装置(堀场制作所制,商品名FAEMAX-7000)
进行测定。
作为所述导电层的平均厚度,没有具体限制,可以根据目的适当
选择,但优选为20nm~200nm,更优选为50nm~150nm。
所述导电层的平均厚度不足20nm时,可能连接可靠性恶化,当超
过200nm时,粒子之间因镀敷而容易凝集,可能容易成为巨大粒子。
另一方面,所述导电层的平均厚度在更优选的范围内时,能够得到高
的连接可靠性,另外,在进行形成导电层的镀敷工序时,能够避免镀
敷粒子的凝集,防止形成2个~3个镀敷连结粒子,能够防止短路。
另外,所述核心粒子为镍粒子的导电性粒子相比所述核心粒子为
树脂粒子的导电性粒子,作为所述导电层可以薄薄地形成镀镍层。
此外,所述导电层的平均厚度是使用例如聚焦离子束加工观察装
置(日立ハイテクノロジー社制,商品名FB-2100)对随机选择的10
个导电性粒子的导电层厚度进行截面研磨,并使用透射电子显微镜(日
立ハイテクノロジー社制,商品名H-9500)进行测定,将这些测定
值进行算术平均所得的厚度。
下面,使用图2及图3对本发明的导电性粒子进行说明。作为导
电性粒子10,可以列举具有镍粒子12和形成于镍粒子12表面的导电
层11的导电性粒子(图2),进一步具有突起13的导电性粒子(图3)
等。
(导电性粒子的制造方法)
本发明的导电性粒子的制造方法至少包括疏水化处理工序。
所述导电性粒子的制造方法是具有核心粒子和形成于该核心粒子
表面的导电层的导电性粒子的制造方法。
所述核心粒子由树脂和金属中的至少一种形成。
作为所述核心粒子,可以列举例如本发明的所述导电性粒子的说
明中所示例的所述核心粒子等。
作为所述导电层,可以列举例如本发明的所述导电性粒子的说明
中所示例的所述导电层等。
<疏水化处理工序>
所述疏水化处理工序是用含磷化合物对导电层的表面进行疏水化
处理的工序。
-含磷化合物-
作为所述含磷化合物,只要含有磷,没有具体限制,可以列举例
如磷酸化合物等。
作为所述磷酸化合物,没有具体限制,可以根据目的适当选择,
可以列举例如末端具有羟基和烷基的表面活性剂等。
例如,如图1所示,所述表面活性剂引起末端的羟基和镀镍粒子
100的表面的羟基中的氢原子脱离的脱水缩合反应,在镀镍粒子100的
表面导入烷基(长链烷基链)R,进行疏水化处理(赋予防水性)。
作为所述烷基(长链烷基链)的碳数,没有具体限制,可以根据
目的适当选择,但优选为3~16,更优选为4~12。
所述碳数不足3时,可能导电性粒子的表面容易氧化,超过16时,
可能连接电阻值提高。另一方面,如果所述碳数在更优选的范围内,
则可得到良好的连接可靠性。
-疏水化处理-
作为所述疏水化处理,只要是用含磷化合物处理导电层的表面的
处理,没有具体限制,可以根据目的适当选择。
本发明中,通过用含磷化合物对导电层的表面进行疏水化处理,
可以将导电层中的磷浓度维持低水平,并且可以仅提高导电层的表面
的磷浓度(磷局部分布于导电层的表面)。通过将导电层中的磷浓度
维持低水平,导电层不会劣化(导电层的硬度降低)且不会氧化。通
过仅提高导电层表面的磷浓度(使磷局部分布于导电层的表面),可
以进一步防止导电性粒子的表面氧化。通过将含磷化合物中的疎水性
基团导入导电性粒子的表面,可以提高耐腐蚀性。
用所述磷酸化合物进行疏水化处理得到的导电层的表面中的磷酸
酯化合物相对于全羟基的取代率,没有具体限制,可以根据目的适当
选择。
(各向异性导电膜)
本发明的各向异性导电膜至少包含本发明的导电性粒子和粘合剂
树脂,包含固化剂、树脂、硅烷偶联剂,以及根据需要,其它成分。
<粘合剂树脂>
作为所述粘合剂树脂,只要含有环氧树脂和丙烯酸酯树脂中的至
少一种,没有具体限制,可以根据目的适当选择,但优选为热固化性
树脂、光固化性树脂等。此外,在所述粘合剂树脂为热塑性树脂的情
况下,不能可靠地压入导电性粒子,连接可靠性恶化。
作为所述粘合剂树脂的具体实例,可以列举环氧树脂、丙烯酸酯
树脂等。
-环氧树脂-
作为所述环氧树脂,没有具体限制,可以根据目的适当选择,可
以列举例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、
它们的改性环氧树脂、脂环式环氧树脂等。它们可以单独一种使用,
也可以两种以上合用。
-丙烯酸酯树脂-
作为所述丙烯酸酯树脂,没有具体限制,可以根据目的适当选择,
可以列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁
酯、丙烯酸环氧酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三羟
甲基丙烷三丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、四亚甲基二醇
四丙烯酸酯、2-羟基-1,3-二丙烯酰氧基丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基甲氧
基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、丙烯酸二环戊
烯基酯、丙烯酸草兰酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、氨基甲酸酯
丙烯酸酯等。它们可以单独一种使用,也可以两种以上合用。
另外,可以列举将所述丙烯酸酯设为甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸
酯,它们可以单独一种使用,也可以两种以上合用。
<固化剂>
作为所述固化剂,没有具体限制,可以根据目的适当选择,可以
列举例如通过加热而活化的潜在性固化剂、通过加热而产生游离自由
基的潜在性固化剂等。
作为通过所述加热而活化的潜在性固化剂,没有具体限制,可以
根据目的适当选择,可以列举例如多胺、咪唑等阴离子类固化剂或锍
盐等阳离子类固化剂等。
作为通过所述加热而产生游离自由基的潜在性固化剂,没有具体
限制,可以根据目的适当选择,可以列举例如有机过氧化物或偶氮化
合物等。
<树脂>
作为所述树脂,只要在常温(25℃)下为固态,没有具体限制,
可以根据目的适当选择,可以列举例如苯氧基树脂、聚酯树脂和聚氨
酯树脂等。作为所述聚酯树脂,没有具体限制,可以根据目的适当选
择,可以是饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂中的任一种。
所述作为常温下为固态的树脂的含量,没有具体限制,可以根据
目的适当选择,但优选相对于各向异性导电膜为10质量%~80质量%。
所述常温下为固态的树脂的含量相对于各向异性导电膜不足10质
量%时,成膜性不足,在制成卷状的制品时,可能引起粘连现象,如
果超过80质量%,可能膜的粘性降低,不能贴附于电路部件上。
<硅烷偶联剂>
作为所述硅烷偶联剂,没有具体限制,可以根据目的适当选择,
可以列举例如环氧类硅烷偶联剂、丙烯酸类硅烷偶联剂等,主要使用
烷氧基硅烷衍生物。
(接合体)
本发明的接合体具有第一电路部件、与所述第一电路部件相对的
第二电路部件、设置于所述第一电路部件和所述第二电路部件间的本
发明的各向异性导电膜,所述第一电路部件的电极和所述第二电路部
件的电极经由导电性粒子连接。
-第一电路部件-
作为所述第一电路部件,没有具体限制,可以根据目的适当选择,
可以列举例如FPC基板、PWB基板等。其中,优选FPC基板。
-第二电路部件-
作为所述第二电路部件,没有具体限制,可以根据目的适当选择,
可以列举例如FPC基板、COF(chip on film)基板、TCP基板、PWB
基板、IC基板、面板等。其中,优选PWB基板。
(连接方法)
本发明的连接方法至少包括膜贴附工序、对准工序、连接工序,
进一步包括根据需要适当选择的其它工序。
-膜贴附工序-
所述膜贴附工序是在第一电路部件或第二电路部件上贴附本发明
的各向异性导电膜的工序。
-对准工序-
所述对准工序是将贴附有各向异性导电膜的第一电路部件或第二
电路部件以及未贴附各向异性导电膜的其中一个电路部件以相对的端
子(电极)彼此对向的方式进行定位的工序。
-连接工序-
所述连接工序是将第一电路部件的电极和第二电路部件的电极经
由导电性粒子连接的工序。
-其它工序-
作为所述其它工序,没有具体限制,可以根据目的适当选择。
实施例
下面,对本发明的实施例进行说明,但本发明不受下述实施例任
何限定。
(制造例1)
<镀镍粒子A的制作>
将数均粒径为3.8μm的苯乙烯树脂粒子(积水化学工业社制,商
品名:ミクロパール)投入硝酸铊水溶液中,边以加热到60℃的状态
进行搅拌,边以30mL/分钟的速度添加已用氨水或硫酸调整到规定的
pH的硫酸镍(アルドリッチ社制)、次磷酸钠(アルドリッチ社制)、
柠檬酸钠(アルドリッチ社制)、硝酸铊(アルドリッチ社制)的混
合溶液,由此进行镀镍处理。将该镀敷液进行过滤,将过滤物用纯水
洗净后,利用80℃的真空干燥机进行干燥,由此制作形成有导电层的
磷浓度为1.3质量%、平均厚度为101nm的镀镍层的镀镍粒子A。
<导电性粒子的评价>
此外,所述镀敷层的厚度测定,使用聚焦离子束加工观察装置(日
立ハイテクノロジー社制,商品名FB-2100)对所得到的导电性粒子进
行截面研磨,并使用透射电子显微镜(日立ハイテクノロジー社制,
商品名H-9500)进行。结果显示在表1中。
(制造例2)
<镀镍粒子B的制作>
除变更了制造例1的混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、
硝酸铊的混合比之外,与制造例1同样地制作形成有导电层的磷浓度
为2.6质量%、平均厚度为约101nm的镀镍层镀镍粒子B。
(制造例3)
<镀镍粒子C的制作>
除变更了制造例1的混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、
硝酸铊的混合比之外,与制造例1同样地制作形成有导电层的磷浓度
为4.8质量%、平均厚度为约102nm的镀镍层的镀镍粒子C。
(制造例4)
<镀镍粒子D的制作>
除变更了制造例1的混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、
硝酸铊的混合比之外,与制造例1同样地制作形成有导电层的磷浓度
为6.9质量%、平均厚度为约100nm的镀镍层的镀镍粒子D。
(制造例5)
<镀镍粒子E的制作>
除变更了制造例1的混合溶液中的硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、
硝酸铊的混合比之外,与制造例1同样地制作形成有导电层的磷浓度
为9.8质量%、平均厚度为约102nm的镀镍层的镀镍粒子E。
(制造例6)
<镀镍金粒子F的制作>
将镀镍粒子A通过取代镀敷法在表面实施镀金,由此制作形成有
导电层的磷浓度为0质量%、平均厚度为81nm的镀镍层和厚度为20nm
的镀金层的镀镍金粒子F。
(制造例7)
<镀镍粒子G的制作>
除使用平均粒子径为5.0μm的镍粒子(日兴リカ社制,商品名ニ
ッケルパウダ-123)代替制造例1中使用的苯乙烯树脂粒子之外,与制
造例1同样地制作形成有导电层的磷浓度为5.0质量%、平均厚度为
101mm的镀敷层的镀金-镍粒子G。
(实施例1~7)
<防水处理粒子(疏水化处理粒子)A~G的制作>
将磷酸酯类表面活性剂(フォスファノールGF-199,东邦化学
工业(株)制)利用完全中和其酸成分的量的氢氧化钾中和,制作10
质量%的表面活性剂水溶液。将该制作的10质量%的表面活性剂水溶
液2.5g、作为溶剂的水50g、镀镍粒子A~E、G及镀金-镍粒子F中的
任一种粒子50g加入聚丙烯(PP)容器中进行搅拌,之后进行干燥,
制作实施了防水性处理(疏水化处理)的粒子(防水处理粒子(疏水
化处理粒子)A~G)。
(实施例8)
<防水处理粒子(疏水化处理粒子)H的制作>
除了使用磷酸酯表面活性剂(フォスファノールSM-172,东邦
化学工业(株)制)代替实施例3中使用的磷酸酯表面活性剂(フォ
スファノールGF-199,东邦化学工业(株)制)之外,与实施例3
同样地制作形成有防水处理(疏水化处理)前的导电层的磷浓度为4.8
质量%、平均厚度为102mm的镀敷层的防水处理粒子(疏水化处理粒
子)H。
<粒子的电传导度测定>
对于制作的防水处理粒子(疏水化处理粒子)A~H,利用下述测
定方法进行电传导度的测定。
-电传导度的测定方法-
使用在60℃的纯水中进行了清洗及干燥的聚丙烯(PP)容器,相
对于0.4g导电性粒子加入200mL的超纯水,以100℃10小时进行提取。
之后冷却1小时,用滤纸进行过滤,利用电传导度测定器(东亚DKK
制,商品名:CM-31P)对由此得到的提取液进行电传导度的测定。
表2表示结果。
<导电性粒子的评价>
所述磷浓度测定使用所述能量分散型X射线分析装置(堀场制作
所制,商品名FAEMAX-7000)进行。表1表示结果。
<接合材料1~8的制作>
在下述组成的粘接剂中以粒子密度为10,000个/mm2的方式分散防
水处理粒子(疏水化处理粒子)A~H中的任一种粒子,将这样的粘接
剂涂布于进行了硅处理的剥离PET膜上且使其干燥,由此得到厚度
20μm的接合材料1~8。
-粘接剂的组成-
苯氧基树脂(巴工业社制,商品名:PKHC)
50质量份
自由基聚合性树脂(ダイセル·サイテック社制,商品名:EB-
600)
45质量份
硅烷偶联剂(信越シリコーン社制,商品名:KBM-503)
2质量份
疎水性二氧化硅(EVONIK社制,AEROSIL972)
3质量份
反应引发剂(日本油脂社制,商品名:パーヘキサC)
3质量份
<接合体1~8的制作>
使用所得到的接合材料1~8(制作成20μm厚度的各向异性导电
膜),进行评价用COF(50μm间距(Line/Space=1/1)、Cu8μm
厚-镀Sn、38μm厚-S’perflex基材)和评价用IZO涂层玻璃(全表面IZO
涂层玻璃,基材厚度0.7mm)的连接。首先,将切成1.5mm宽度的接
合材料1~8(制作成20μm厚度的各向异性导电膜)贴附于评价用IZO
涂层玻璃,在其上定位评价用COF并预固定后,以190℃-4MPa-10秒
的压装条件使用作为缓冲材料的100μm厚度的特氟纶(注册商标)及
1.5mm宽度的加热工具进行压装,制作接合体1~8。
<接合体1~8的连接电阻测定>
对于所制作的接合体1~8,使用数字万能表(商品名:数字万能
表7555,横河电机社制)利用4端子法,在初期和可靠性试验(温度
85℃,湿度85%下处理500小时)后测定流过1mA电流时的连接电阻
(Ω)。表2表示结果。
<保存稳定性试验>
对于所制作的防水处理粒子(疏水化处理粒子)A~H,在30℃/60
%环境烘箱中投入48小时,进行老化后,制作接合材料1~8,进而制
作接合体1~8,测定所制作的接合体1~8的连接电阻。表2表示结果。
<腐蚀评价试样的制作>
作为评价基材,用连接材料覆盖评价用梳齿图案玻璃(Line/Space
=25/13,ITO配线),以190℃-4MPa-10秒的压装条件使用作为缓冲
材料的100μm厚度的特氟龙(注册商标)及1.5mm宽度的加热工具进
行压装,制作腐蚀评价试样。
<腐蚀评价试样的制作>
将制作的腐蚀评价试样暴露于60℃95%湿度的环境中,施加50
小时15V的直流电压,确认ITO配线有无发生腐蚀。表2表示评价结
果。
(比较例1~2、4)
除了使用镀镍粒子A、G及镀金-镍粒子F代替实施例1~8中使用
的防水处理粒子(疏水化处理粒子)A~H中的任一种粒子之外,与实
施例1~8同样地制得接合材料9、10及12及接合体9、10及12,并
且进行了粒子的电传导度测定、粒子的硬度测定、接合体的连接电阻
测定、保存稳定性试验、腐蚀评价试样制作以及腐蚀评价。表1及表2
表示结果。
(比较例3)
除了使用硅烷偶联剂(商品名:A-187,モメンティブ·パフォー
マンス·マテリアルズ社制)代替实施例3中使用的磷酸酯表面活性
剂(フォスファノールGF-199,东邦化学工业(株)制)之外,与实
施例3同样地制作形成有导电层的磷浓度为4.8质量%、平均厚度为
102mm的镀敷层的硅烷耦联处理粒子C,得到接合材料11及接合体
11,并且进行了粒子的电传导度测定、粒子的硬度测定、接合体的连
接电阻测定、保存稳定性试验、腐蚀评价试样制作以及腐蚀评价。表1
及表2表示结果。
[表1]
[表2]
根据表1及表2可知,在使用镀敷层表面用含磷化合物进行了疏
水化处理的导电性粒子的实施例1~8中,相比使用镀敷层表面未进行
疏水化处理的导电性粒子的比较例1~4,在电传导度、导通电阻(初
期及可靠性试验后)、保存稳定性、腐蚀评价方面得到良好的结果。
另外,根据表1及表2可知,使用了疏水化处理前导电层中的磷
浓度为2.6质量%~6.9质量%的导电性粒子的实施例2~4,相比实施
例1及5~7,在电传导度、导通电阻(初期及可靠性试验后)、保存
稳定性、腐蚀评价方面得到良好的结果。
产业上的可利用性
本发明的导电性粒子适合用于液晶显示器和带载封装(Tape
Carrier Package:TCP)的连接、柔性电路基板(Flexible Printed Circuit:
FPC)和TCP的连接或者FPC和印刷配线板(Printed Wiring Board:
PWB)的连接之类的电路部件彼此之间的连接。
符号说明
10导电性粒子
11导电层
12镍粒子
13突起
100镀镍粒子