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KR100719802B1 - 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자 - Google Patents

이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자 Download PDF

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KR100719802B1
KR100719802B1 KR1020050131736A KR20050131736A KR100719802B1 KR 100719802 B1 KR100719802 B1 KR 100719802B1 KR 1020050131736 A KR1020050131736 A KR 1020050131736A KR 20050131736 A KR20050131736 A KR 20050131736A KR 100719802 B1 KR100719802 B1 KR 100719802B1
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KR
South Korea
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conductive
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nickel
acrylate
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전정배
박진규
이흥세
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제일모직주식회사
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Priority to JP2008548370A priority patent/JP4920698B2/ja
Priority to CN2006800485190A priority patent/CN101346777B/zh
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Abstract

본 발명은 전기적 접속 부재로 사용되고 있는 이방 전도성 미립자에 관한 것으로서, 전기적 신뢰성이 우수한 특성을 지닌 전도성 미립자를 제조하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 고분자 수지 미립자를 기재로 하고, 그 표면에 니켈(Ni)/금(Au)의 전도성 복합 금속층을 도금하고, 그 도금층 중의 인(P) 함량이 1.5 중량% 미만으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자를 제공한다.
무전해 도금, 니켈-인, 니켈/금 복합 금속층, 전도성 미립자, 이방 전도성 접속재료

Description

이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자{Highly Reliable Conductive Particles for Anisotropic Conductive Interconnection}
본 발명은 회로기판 실장용 전도성 접착제, 이방 전도성 접착필름, 이방 전도성 페이스트 등의 이방 전도성 접속재료에 혼합되어 접속 시 통전기능을 발현하는 전도성 미립자에 관한 것으로서, 도전성이 우수하며, 이방 전도성 접속 시 전기적 접속신뢰성이 높은 전도성 미립자에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD) 기판의 ITO 전극과 드라이버 IC 회로의 접속, 드라이버 IC 칩(chip)과 회로 기판과의 접속, 그리고 미세 패턴(pattern) 전극 단자간의 접속 등 전자기기류의 미세 전극간 전기적 접속을 위해, 전도성 금속 미립자 또는 금속 피복된 수지 미립자 등의 도전재료가 사용되고 있다. 특히 전극간의 전기적 접속과 접속 상태의 장기 신뢰성을 확보하기 위하여 변형과 회복이 유연한 고분자 수지 미립자 상에 금속층을 도금에 의하여 코팅한 전도성 미립자가 많이 사용되고 있다. 또한 최근에는 접속하는 회로의 피치(pitch)가 미세해지고 범프(bump) 전극의 면적이 작아짐에 따라, 양호한 전기 접속을 위해서는 사용되는 전도성 미립자의 도전성능과 밀착성, 전기적 신뢰성 등이 더욱 중요하게 되었다.
이러한 수지/금속 복합형태의 전도성 미립자는 고분자 수지 미립자의 비전도성 표면에 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 코발트(Co), 주석(Sn), 인듐(In) 등의 전도성 금속을 도금에 의하여 코팅한 것이다. 상기 금속층의 도금에 있어서는 도입하고자 하는 금속의 종류 및 수에 따라 최종 미립자의 전기적/물리·화학적 특성이 달라지게 되는데, 현재의 이방 전도성 접속재료에 적용되는 금속층은 니켈/금의 이중 금속층이 통상적으로 채용되어 왔다(일본 특허 공개 1999-329060, 일본 특허 공개 2000-243132). 이러한 고분자 수지 미립자를 기재로 한 금속 피복 미립자 중에서 니켈/금의 이중 금속층이 통상적으로 채용되는 이유는, 니켈이 무전해 도금 방법으로 수지 기재 상에 금속 박층을 형성하기에 용이하기 때문이며, 도금된 니켈 표면에서 금의 치환 도금이 가능하고, 또한 금의 전도 특성이 매우 우수하여 반도체 및 기타 실장 접속 부위에서 안정한 통전 특성을 나타내기 때문이다.
상기의 일본 공개 특허 2000-243132에 개시된 바와 같이, 니켈/금의 이중 복합 도금층은 고분자 기재 입자 상에 무전해 니켈의 실질적인 연속층을 형성한 후, 금 층이 치환도금의 방법으로 형성된다. 상기의 실질적인 연속층이라 함은 미세한 니켈 미립자가 도금 공정 중에 침적되면서 형성되는 두께 5 nm 이상의 피막으로서, 금 층의 도입을 위해 필수적으로 형성되어야 하며, 기재 입자와의 도금 밀착성을 고려할 경우, 실제로는 적어도 약 50 nm 두께 이상의 니켈 층이 통상적으로 도입되어 왔다.
그러나, 이러한 두께의 니켈 도금층을 갖는 전도성 미립자는, 전극 사이에 개재되어 압력에 의해 변형이 될 때, 고분자 미립자-니켈 간의 박리 현상이 발생된다. 계속적인 압력에 의해 변형이 지속되면 이러한 박리현상은 니켈 층의 파괴로 이어지며, 결과적으로는 전기적 접속 불량을 발생하게 하는 원인이 되었다. 이러한 박리 현상은 니켈 층이 고분자 수지에 비해 상대적으로 경질이며 유연성(flexibility)이 낮고, 또한 탄성률이 낮은 것에 그 원인이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 일본 특허 2507381호에서는 수지 미립자 표면에 니켈 도금을 행하는 때에, 니켈 중에 함유되는 인의 함량을 1.5∼4 중량%의 범위로 한정하는 것에 의해 유연성이 가지는 동시에 밀착성이 좋고 고온 고습 조건에서도 도전성이 양호한 전도성 미립자를 개시하고 있다. 그러나 상기 전도성 미립자의 경우, 니켈 도금 피막중의 인 함량을 제한하는 것에 의해 도금 피막의 내식성은 향상되지만, 낮은 인 함량에 따른 자성 등에 의하여 응집이 발생하고 이를 분산시키기 위한 해쇄(解碎) 공정 중에 도금 박리나 파괴가 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 일본 특허 특개평7-118866호에서는 구상 심재 입자 표면에 무전해 도금법에 의해 인 성분이 7∼15 중량% 함유된 니켈-인 합금 도금 피막을 형성하여 분산성이 우수한 전도성 미립자를 개시하고 있다. 그러나 이 전도성 미립자는 니켈 도금 피막 중의 인 함량을 높게 조절함으로써 도금 과정의 응집이나 용액 분산시의 재응집을 감소시켜 분산성이 우수한 반면, 높은 인 함량에 의해 도금층의 전도도가 크게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 실험적으로 관찰해보면 니켈 중의 인 함량을 소정 범위로 조정하는 것 에 의해 반드시 밀착성과 도전성이 양호한 전도성 미립자가 얻어지는 것은 아니다. 그리고 니켈-인의 유연성은 무전해 도금 조건에 따라서 변할 수 있고, 특히 다른 금속과의 복합 도금층인 경우에는 인 함량에 따른 특성을 일정한 경향성을 가지는 것으로 단정하는 것이 어렵다. 더군다나 전기저항의 측면에서 보면, 오히려 니켈 층의 인 함유량 증가에 따라 경도, 밀착성 등과는 상관없이 오히려 저항은 확실히 상승하는 경향으로 불리하게 작용한다.
본 발명의 목적은 균일한 크기의 고분자 수지 미립자 표면에 무전해 도금법을 적용하여 인 함량이 조절된 니켈/금의 전도성 복합 금속층을 형성한 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고분자 수지 미립자 표면과의 밀착성이 우수한 니켈/금 전도성 금속층을 가지는 전도성 미립자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 도전성이 매우 우수한 전도성 미립자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기적 신뢰성이 우수한 전도성 미립자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 밀착성 및 도전성이 우수한 전도성 미립자가 함유된 이방 전도성 접착필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 고분자 수지 미립자의 표면에 무전해 도금법을 이용하여 형성된 전도성 금속층을 가진 전도성 미립자에 있어서, 상기 전도성 금속층은 니켈/금으로 구성된 복합 금속층이고 상기 금속층의 인 함량이 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자를 제공한다.
상기 니켈/금의 복합 금속층은 무전해 니켈 도금 후에 금 도금을 행하여 얻은 이중층의 복합 도금층인 것을 특징으로 한다.
상기 니켈/금의 복합 금속층은 무전해 니켈 도금 도중에 금 도금을 동시에 행하여 얻은 복합 도금층인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전도성 미립자는 상기 전도성 니켈/금 복합 금속층에서 금 도금층의 두께가 0.01∼0.5 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전도성 미립자는 상기 고분자 수지 기재 미립자와 도금후의 전도성 미립자의 10% K값의 차이가 100 kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 수지 미립자의 10% K값은 200∼700 kgf/㎟ 인 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 수지 미립자는 평균입경이 1∼20 ㎛이고, CV 값이 10 % 이하, 종횡비가 1.3 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 수지 미립자는 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시부탄, 디비닐술폰, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알리트리멜리테이트 중 어느 한 알릴 화합물과, (폴리)에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트 중 어느 한 아크릴레이트계 가교제 화합물 중 선택되는 가교 중합성 단량체를 1종 이상 포함하여 제조된 가교 중합체 수지인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는 상기 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방 전도성 접착제 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 전도성 미립자는 고분자 수지 미립자 표면에 전도성 금속층을 코팅함으로써 얻을 수 있고, 상기 금속층은 고분자 수지 미립자의 표면에 니켈 도금한 후 금 도금을 행한 이중 구조의 복합 금속층인 것을 특징으로 한다.
상기 기재 미립자에 금속층을 코팅하는 방법으로서는 무전해 도금법이 이용되고, 이러한 무전해 도금법에 의한 전도성 미립자의 제조는, 구체적으로 기재 미립자의 표면 탈지, 에칭(etching), 감수화 처리(sensitizing), 촉매화 처리 (catalyzing), 환원제 처리 등의 제 1단계 전처리 과정 후, 무전해 니켈(Ni) 도금 및 수세(washing)의 제 2단계, 그리고 마지막으로 금(Au) 치환 도금 또는 무전해 금 도금의 3단계를 거쳐 이루어진다.
상기의 무전해 도금 공정을 좀 더 상세히 기술하자면, 고분자 수지 미립자를 적당한 농도의 계면활성제 용액에 침지하여 표면 세척 및 탈지 처리를 실시한다. 이 후, 크롬산과 황산의 혼합용액을 이용, 에칭 처리하여, 기재 미립자 표면에 앵커(anchor)를 형성한다. 이후, 이 표면 처리된 기재 수지 미립자를 염화주석 및 염화팔라듐 용액에 침지하여 표면에 촉매화 처리 및 활성화 처리를 하면, 기재 미립자의 표면에 팔라듐 촉매의 미세 핵이 형성되는데, 차아인산 나트륨, 수소화 붕소나트륨, 디메틸 아민 보란, 하이드라진 등으로 계속 환원 반응을 시키면, 수지 미립자 상에 균일한 팔라듐의 핵이 형성된다. 이렇게 팔라듐 핵이 형성된 기재 미립자를 무전해 니켈 도금액에 분산시킨 후 차아인산 나트륨 등으로 니켈염을 환원하여 무전해 니켈 도금층을 형성시킨다. 이후, 상기 니켈 도금된 미립자를 일정 농도의 무전해 금 도금액에 투입하여 금의 치환 도금 반응 또는 무전해 금 도금을 유도하면 최외각 층에 금이 석출된 도금 피막층이 형성된다. 그러나 경우에 따라서는, 무전해 니켈 도금을 행하는 중에 금 도금액을 투입하여 니켈/금이 농도 구배를 가지는 복합 도금층을 형성할 수도 있다. 다시 말해서, 전도성 금속층은 고분자 미립자 표면에서부터 최외각으로 갈수록 니켈 농도가 서서히 줄어들고 금의 농도가 서서히 증가하는 농도 구배를 각각 가지지만, 그 금속층 표면은 금으로 되어 있는 니켈/금의 복합 도금층이다.
상기에서 무전해 니켈도금은 니켈 이온과 환원제로 이루어지며, 환원제로 차아인산 나트륨을 사용하면 무전해 니켈-인 도금이 형성된다. 이러한 무전해 니켈-인 도금의 석출 메커니즘은 일반적으로 다음과 같이 생각되고 있다.
NiSO4 + 2NaH2PO2 + 2H2O → Ni + 2NaH2PO3 + H2 ↑ + H2SO4 ...... (1)
NaH2PO2 + (1/2)H2 → P + NaOH + H2O ...... (2)
상기의 무전해 니켈 도금 시 (1) 반응이 진행함에 따라 주성분의 감소와 황산의 생성으로 도금욕의 pH 저하가 일어나고, (2) 반응에 의해 인이 도금 피막중에 포함되게 된다. 이러한 도금 피막중의 인 함량은 도금의 석출속도가 빠를수록 낮아지는 경향이 있다고 보고되고 있다. 일반적으로 도금 석출속도는 도금욕의 조성에 영향을 받는데, 예를 들면 니켈 농도, 환원제 농도, 착화제의 착화력, 촉진제의 농도, pH 등이 석출속도를 결정하는 요소가 될 수 있다.
또한 이러한 도금 피막중의 인 함량은 무전해 도금 피막의 물리적·전기적 특성에 영향을 주고, 결과적으로 전도성 미립자의 물성에 영향을 주게 된다. 무전해 니켈 도금의 인 함량에 대해서 알려진 일반적인 사실은, 인 함량이 낮아질수록 니켈의 결정구조가 증가하여 밀도와 경도가 증가하고, 자성을 나타낼 수 있으며, 비저항이 크게 감소한다는 것이다. 따라서, 낮은 인 함량에서는 도금의 경도가 증가하고 유연성이 저하되어 고분자 기재 미립자와의 밀착성이 저하된다는 보고도 있다.
그러나 본 발명에서와 같이, 무전해 니켈 도금 후 또는 도중에 금 도금을 행 하여 니켈/금의 복합 금속층을 도금하는 경우에는 오히려 도금 피막중의 인 함량이 낮을수록 경도가 낮아지는 경향을 보이는 것을 발견하였고, 아울러 전기 저항도 역시 낮아지는 것을 확인하였다.
상기 니켈/금 무전해 도금층의 인 함량이 1.5 중량% 초과인 경우에는 전도성 미립자의 압축경도가 고분자 수지 미립자에 비해 크게 증가하게 되고, 이는 도입된 전도성 도금층이 경도가 높기 때문으로 해석된다. 이러한 기재 미립자와 도금층 간의 경도 차이는 압축에 대한 변형과 탄성에 차이를 가져옴으로써, 과도한 힘이나 압력이 가해지거나 지속될 경우 경질의 금속층이 수지 미립자로부터 박리하거나 깨어지게 되어 도금 밀착성을 크게 떨어뜨리게 되기 쉽다.
따라서 본 발명의 상기 니켈/금 무전해 도금층의 인 함량은 1.5 중량% 미만, 보다 좋게는 금속층의 인 함량이 0.3중량%이상 1.5중량%미만으로 유지하는 것이 바람직하고, 이때 고분자 기재 미립자보다 압축경도가 크게 증가하지 않는 전도성 미립자를 얻을 수 있다. 이와 같이 도금 후에 압축경도가 크게 증가하지 않음으로써 경도가 크게 높지 않고 유연성을 가지는 도금층은 고분자 표면과의 밀착성이 좋고, 하중이나 압력 하에서도 지속적으로 도전성이 양호하게 유지되는 전도성 미립자를 제공할 수 있다. 또한, 인 함량이 낮은 니켈/금 무전해 도금층은 인 함량이 높은 경우보다 상대적으로 체적저항이나 압축저항 등의 전기 저항이 낮게 되어 우수한 전도성을 나타내게 된다.
아래에서 도금 피막중에 함유된 인 함량이 전도성 미립자의 경도에 미치는 영향을 압축경도 K값을 이용하여 보다 자세하게 설명하고자 한다.
일반적으로, 미립자를 압축할 때 압축력과 변형량의 관계는 다음의 근사식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112005077239007-pat00001
(3)
여기서, F는 압축변형 x%에 있어서의 하중치(kg), S는 x% 압축변형에 있어서의 압축변위(㎜), E는 미립자의 압축탄성율(kgf/㎟), R은 미립자의 반경(㎜)이고 σ는 미립자의 포아송 비(Poisson's ratio)이다.
상기식 (3)을 변형하면 다음과 같이 압축경도 K값이 얻어진다.
Figure 112005077239007-pat00002
(4)
따라서 K값은 최종적으로 다음과 같은 식으로 계산될 수 있다.
Figure 112005077239007-pat00003
(5)
본 발명에 있어서, 압축경도 K값은 미소 압축 시험기(일본 시마즈 제작소의 MCT-W 시리즈)를 이용하여 측정한 값으로, 직경 50 ㎛의 평활한 상부 가압 압자와 하부 가압판 사이에 단일 미립자를 고정시키고 압축속도 0.2275 gf/sec, 최대 시험 하중 5 gf에서 압축하여 얻은 하중치 및 압축 변위를 이용하여 상기 식으로 계산되는 값이다. 이러한 K값으로 나타나는 미립자의 압축경도를 보편적, 정량적으로 비교하기 위해 본 발명에서는 10% 변형한 때의 K값(10% K값)을 사용하였다.
본 발명에서는, 인의 함량을 1.5 중량% 미만으로 낮게 유지하여 도금 밀착성이 좋고, 전도도가 양호하게 유지되는 전도성 미립자의 경우, 고분자 수지 미립자와 전도성 금속층을 도금한 후의 전도성 미립자의 10% K값 차이가 100 kgf/㎟ 이하로 비교적 적은 편이다. 그러나 도금 피막중의 인 함량이 1.5 중량% 초과인 경우에는, 기재 미립자의 10% K값이 금속층을 도금한 이후에 100 kgf/㎟를 초과하여 크게 증가하게 되고, 상기에서 말한 바와 같이 도금층의 높은 경도로 인하여 수지 미립자와의 밀착성이 저하하게 되고 아울러 전기적 신뢰성도 저하되게 된다. 특히 이러한 무전해 도금 후의 경도(10% K값) 증가는 고분자 수지 기재 미립자가 연질(軟質)의 것일수록 더 크게 나타나고, 따라서 연질의 고분자 수지 미립자를 무전해 도금한 전도성 미립자는 그 밀착성 및 통전 신뢰성의 저하 경향이 뚜렷하다.
또한 상기 전도성 미립자의 기재로 사용되는 고분자 수지 미립자에 요구되는 경도로는 10% K값이 200∼700 kgf/㎟ 인 것이 바람직하다. 상기 10% K값 범위의 미립자를 사용한 경우, 서로 마주보는 전극을 접속하는 때에 미립자에 의한 전극의 손상이 없고 전극간에 개재되어 균일한 갭 크기로 접속하는 것이 가능하다. 고분자 수지 미립자의 10% K값이 200 kgf/㎟ 미만인 경우에는 접속 시 인가된 압력에 의하여 종종 과도한 변형이 일어나게 되기 쉽고, 그 결과 금속층이 깨지거나 기재 미립자로부터 박리하게 됨으로써 통전성 및 접속 신뢰성에 문제를 일으킬 수 있다. 반면, 10% K값이 700 kgf/㎟을 초과하는 경우에는 전극간에 개재된 전도성 미립자가 용이하게 변형하기가 어렵고, 이에 따라 전극 표면과 전도성 미립자와의 접촉면적이 충분히 넓어지지 않음으로써 접속저항을 저하시키는 것이 어렵게 된다. 또한 이 영역의 고분자 수지 미립자는 너무 경질이어서 접속 압력이 높은 경우 전극의 표면을 손상시켜 통전성 및 접속 신뢰성을 저하시킬 우려가 높아지게 된다.
본 발명의 전도성 미립자에 있어서, 무전해 니켈/금 복합 금속층의 두께는 0.01∼1 ㎛가 바람직하다. 상기 금속층의 두께가 0.01 ㎛ 미만이면 원하는 전도성을 얻기가 힘들고, 반대로 금속층의 두께가 1 ㎛를 초과하면 두꺼운 금속층에 의하여 미립자의 변형성 및 유연성, 회복성이 제대로 발현되지 않고, 또한 전극 접속용 재료에 사용하는 때에 입자간의 응집이 쉽게 발생하여 우수한 도전성을 가지기가 어렵다. 보다 바람직한 금속층의 두께는 0.05∼0.5 ㎛ 이다.
또한 상기의 무전해 니켈/금 복합 금속층에 있어 금 도금층의 두께는 0.01∼0.5 ㎛ 인 것이 바람직하다. 일반적으로 알려진 바와 같이 니켈 도금층의 인 함량이 낮아지게 되면 니켈의 결정이 증가하게 되고 자성을 띄게 됨으로써, 전도성 미립자끼리 응집을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 전도성 미립자는 니켈/금 복합 금속층 중의 인 함량이 1.5 중량% 미만인 것으로, 여기서 인은 대부분 니켈-인의 합금 형태로 존재하고 있으며, 따라서 인 함량의 감소에 따라 니켈 도금층의 자성이 증가할 수 있다. 그러나, 상기 니켈 도금층은 다시 그 표면에 금 도금층이 형성되어 있는 형태로 되어 있기 때문에, 상기에서와 같이 금 도금층의 두께를 제어함으로써 니켈 층이 자성을 가지더라도 응집이 없거나, 또는 응집 후에도 약한 교반, 전단력, 압력 등에 의하여 쉽게 재분산되는 전도성 미립자를 제공할 수 있다. 만약 금 도금층의 두께가 0.01 ㎛ 미만이라면, 앞서 말한 바와 같이 니켈 도금층의 자성이 크게 작용할 수 있어 전도성 미립자끼리의 응집이 발생하기 쉬워지고, 또한 금 도금층에 의한 전도도의 향상이나 니켈 층의 부식 방지 등의 효과를 얻기가 어려워진다. 반면 금 도금층의 두께가 니켈 도금층의 두께가 0.5 ㎛를 초과하는 경우에는, 전체적으로 전도성 미립자의 비중이 너무 높아져 바인더 수지에 분산될 때 침강이나 응집의 문제가 발생하기 쉽고, 또한 비용(cost)적으로도 불리한 입장의 전도성 미립자가 된다.
본 발명의 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자에 기재로 사용되는 고분자 수지 미립자는 구상의 미립자로서, 평균 입경은 1∼20 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 2∼10 ㎛이다. 미립자의 입경이 1 ㎛ 미만이면 미립자의 응집이 크게 발생하는 문제가 생기고, 입경이 20 ㎛를 초과하는 기재 미립자를 사용한 전도성 미립자는 최근의 미세 실장용 재료에 사용하는 예가 드물다.
또한, 전극간의 균일한 접속 및 접속신뢰성의 향상을 위해서는 미립자의 CV(coefficient of variation)값이 10% 이하이고 종횡비가 1.3 이하인 것이 바람직하다. 여기서, CV값이란 입경의 변동계수, 즉 입경의 균일도(단분산도)를 나타내는 척도이며, 입경의 표준편차를 평균 입경으로 나눈 것에 대한 % 값으로 구하고, 종횡비는 단일 미립자의 최장축 직경 대 최단축 직경의 비율이다. 보다 바람직한 것은 미립자의 CV값이 5% 이하이고 종횡비가 1.2 이하인 것이다.
상기의 고분자 수지 기재 미립자의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리 염화 비닐, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오로 에틸 렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리아세탈, 우레탄 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, (메타)아크릴레이트 수지, 스티렌계 수지, 부타디엔 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 등이 사용될 수 있다.
그러나 이방 전도성 접속 시의 압축에 대한 변형성 및 회복성 등에 대한 요구특성을 고려한다면, 그 중에서 스티렌계 수지 또는 (메타)아크릴레이트 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 가교 중합성 단량체를 1종 이상 포함하는 가교 중합체 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 가교 중합성 단량체의 구체적인 예로는, 디비닐벤젠, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 디비닐술폰, 디알릴 프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴 (이소)시아누레이트, 트리알리 트리멜리테이트를 포함하는 알릴 화합물과, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트를 포함하는 (폴리)알킬렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)디메틸실록산 디(메타)아크릴레이트, (폴리)디메틸실록산 디비닐, (폴리)우레탄 디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 이펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트를 포함한다.
또한 상기 가교 중합성 단량체와 병용되는 단량체로는 특별히 한정되지 않고, 상기 가교 중합성 단량체와 공중합 가능한 중합성 불포화 단량체를 들 수 있다. 중합성 불포화 단량체의 구체적인 예로는, 스티렌, 에틸 비닐 벤젠, α-메틸 스티렌, m-클로로메틸 스티렌을 포함하는 스티렌계 단량체와 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 염화비닐, 아크릴산 에스테르, 아크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐 에테르, 알릴 부틸 에테르, 부타디엔, 이소프렌 등이 있다.
본 발명에 있어서 사용되는 고분자 수지 미립자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 현탁중합법(suspension polymerization), 분산중합법(dispersion polymerization), 침적중합법(precipitation polymerization), 시드 중합법(seeded polymerization), 무유화 유화중합법(soap-free emulsion polymerization) 등이 적절하게 사용될 수 있다. 그 중에서도 매우 균일한 입경을 가지는 미립자를 별도의 분급 공정이 없이 얻기 위해서는 시드(seeded) 중합법을 사용하는 것이 유리하다.
상기 시드(seeded) 중합법을 구체적으로 설명하면, 우선 입경분포가 매우 좁 은 소입경의 고분자 시드 입자를 먼저 제조하여 수상에 분산시키고, 여기에 유용성 개시제가 녹아 있는 (가교)중합성 불포화 단량체의 수성 에멀젼(emulsion)을 첨가하여 시드 입자 내부로 상기 (가교)중합성 불포화 단량체를 흡수시킨 후, (가교)중합성 불포화 단량체를 중합시키는 것에 의해 고분자 수지 미립자를 얻을 수 있다. 상기 고분자 시드 입자의 분자량은, 시드 중합법에 의해 최종적으로 형성되는 중합체 수지 미립자의 상분리 및 기계적 물성에 크게 영향을 미치므로 1,000∼30,000 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 3,000∼20,000이 보다 바람직하다. 또한 상기 (가교)중합성 단량체의 함량은 고분자 시드 입자 1중량부에 대하여 20∼300 중량부 흡수시키는 것이 바람직하다.
상기 고분자 수지 미립자의 제조에 사용되는 사용되는 개시제는 일반적으로 사용되는 지용성 라디칼 개시제로서, 구체적으로는 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, o-클로로벤조일 퍼옥사이드, o-메톡시벤조일 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시이소부티레이트, 1,1,3-3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디옥타노일 퍼옥사이드, 디데카노일 퍼옥사이드 등과 같은 퍼옥사이드계의 화합물과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등과 같은 아조 화합물을 포함하고, 그 사용량은 통상 단량체 총량에 대해서 0.5∼15 중량%가 바람직하다.
상기 고분자 수지 미립자를 중합하는 과정에 있어서, 라텍스의 안정성을 확보하기 위하여 필요에 따라서 계면활성제 및 분산안정제를 사용할 수 있다. 상기 계면활성제로 사용되는 것은, 예를 들어 음이온계, 양이온계, 비이온계 등의 통상의 계면활성제가 가능하다.
또한 상기 분산안정제로는 중합 매체에 녹거나 분산될 수 있는 물질로서, 구체적으로는 젤라틴, 스타치, 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오즈, 카르복시메틸셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알킬 에테르, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리메타크릴산 나트륨 등의 수용성 고분자와 황산 바륨, 유산 칼슘, 탄산 칼슘, 인산 칼슘, 유산 알루미늄, 탈크, 점토, 규조토, 금속 산화물 분말 등이 사용될 수 있으며, 1 종 또는 2 종 이상을 병행하여 사용할 수 있다. 상기 분산안정제의 함량은 중합 과정에서 생성된 고분자 미립자가 중력에 의한 침강이나 입자간 응집을 억제할 수 있을 정도의 양으로 사용되며, 전체 반응물 100 중량부에 대하여 약 0.01∼15 중량부 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 전도성 미립자는 니켈/금 복합 금속층을 가지고 그 금속층 중의 인 함량이 낮아 연질의 도금층이 확보됨으로써, 도금 밀착성이 양호하고, 전기 저항값이 낮고, 또한 접착 수지나 용제 등과 혼합해도 도금 금속층의 박리현상 등이 없고, 특별히 응집이나 재응집 등의 발생이 없이 분산성이 우수한 특징을 나타낸다. 이러한 본 발명의 전도성 미립자는 이방 전도성 접속성능이 우수한 전도성 필러로 사용될 수 있으며, 상기 전도성 미립자를 적용하여 접속 및 접속 신뢰성이 우수한 이방 전도성 접착제 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
시드(seed) 입자의 합성
스티렌 단량체 30 중량부, 개시제로 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 5 중량부, 분산안정제로 폴리비닐피롤리돈(분자량 40,000) 6.5 중량부, 반응 매체로 메탄올 190 중량부와 초순수 10 중량부를 혼합한 용액을 정량하여 반응기 내에 투입하고, 이어서 70℃, 질소 분위기 하에서 24시간 중합반응을 행하여 시드 입자를 제조하였다. 제조된 폴리스티렌 시드 입자는 초순수와 메탄올로 수 회 세척한 후, 진공 동결건조기에서 건조시켜 분말 형태로 얻었다. 제조된 시드 입자의 입경을 쿨터 카운터(Beckman Coulter社 제작 Multisizer III)를 이용하여 측정한 결과, 평균입경은 1.05 ㎛, CV값은 3.5% 이었고, GPC 분석을 통해 측정한 분자량은 10,500 이었다.
고분자 수지 기재 미립자의 합성
상기 제조된 시드 입자 1.25 중량부를 0.2 중량% 소듐 라우릴 설페이트 (SLS) 수용액 350 중량부에 균일하게 분산시킨다. 이어서 0.2 중량% SLS 수용액 400 중량부에 벤조일 퍼옥사이드 개시제 1.5 중량부가 녹아 있는 디비닐벤젠 (DVB) 100 중량부의 혼합 단량체를 호모게나이저로 10분간 유화시키고 시드 입자 분산액에 첨가하여 상온에서 팽윤시켰다. 단량체 팽윤이 종료됨을 확인한 후, 검화도 88% 내외의 폴리비닐알코올 5 중량% 수용액 500 중량부를 첨가하고, 반응기의 온도를 80℃로 높이고 중합하였다. 상기로부터 제조된 디비닐벤젠 가교중합체 (PDVB) 미립자는 초순수와 메탄올을 이용하여 수 회 세척한 후 상온에서 진공 건조하였다. 제조된 고분자 수지 미립자의 평균입경은 4.0 ㎛ 이고 CV값은 3.7%로 매우 균일한 입경분포를 나타내었다. 또한 미소 압축 시험기(Shimadzu社 제작 MCT-W)를 이용하여 고분자 수지 미립자의 K값을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
전도성 미립자의 제조
상기 고분자 수지 미립자 20g을 10 g/L 크롬산과 400 g/L의 황산 혼합액에 10분간 침지하여 기재 미립자의 표면에 앵커(anchor)를 형성하는 에칭(etching) 공정을 거친 후, 염화제일주석 수용액(1 g/L)에 3분간 침지하고, 여과 후 세척 처리하는 감수화 공정을 거쳤다. 이후 회수된 기재 미립자를 염화 팔라듐 수용액(0.1 g/L)에 3분간 침지하고, 여과 후 세척 처리한다. 계속해서 10% 염산 용액에 3분간 침지하고, 기재 미립자 표면에 환원 처리하여 팔라듐의 미세 핵을 형성시켰다.
무전해 도금 공정은, 우선 촉매화 처리된 기재 미립자가 도금 시, 서로 응집되거나 부착 혹은 침전되어 불균일한 피복이 형성되는 것을 방지하기 위해 유속을 변화시키면서 교반하였다. 우선, 전처리 한 기재 미립자 20g을 착화제를 포함하고 있는 용액, 교반하고 있는 도금조에 넣어 충분히 분산시킨 후, 무전해 니켈 도금액을 투입하여 니켈 피막을 형성시킨다. 이때 니켈 무전해 도금액은 황산니켈, 차아인산 나트륨 및 수산화 칼륨으로 이루어져 있으며 당량비는 1:1:2 이고, 무전해 니켈 도금은 60℃에서 30분간 행해졌다. 초기 도금 반응이 시작하는 때의 pH는 11.1 이고 도금 반응이 종료된 때의 pH는 6.0으로 조정되었다. 니켈 도금 피막을 형성시킨 후 무전해 금 도금액을 주입하여 니켈/금 복합 도금 피막을 형성하였다. 무전해 금 도금에 사용되는 도금액은 시안화금 칼륨(KAu(CN)2)을 금(Au)의 전구체로서 사용하며, 시안화 칼륨(KCN), 수산화 칼륨(KOH), 탄산 칼륨(K2CO3)을 주원료로 하는 것으로, 상기 도금액 조성은 당사업자에게 잘 알려져 있으며, 용이하게 실시 할 수 있다. 무전해 금 도금 이후의 수세 및 필터링 후, 니켈/금 복합 금속층이 도금된 전도성 미립자를 얻고 다시 알코올로 충분히 세척하여 진공 건조하였다.
[실시예 2]
실시예 2의 고분자 수지 기재 미립자는 사용하는 (가교)중합성 단량체를 디비닐벤젠 100 중량부 대신에 디비닐벤젠 60 중량부와 스티렌 40 중량부의 혼합 단량체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 상기 제조한 고분자 수지 미립자는 평균입경이 4.0 ㎛ 이고 CV값이 3.6% 이었다. 이어서, 상기 제조된 고분자 수지 미립자를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 미립자를 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 3의 고분자 수지 기재 미립자는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 것을 사용하였고, 상기 고분자 수지 미립자를 이용하여 무전해 니켈/금 도금을 진행하고 전도성 미립자를 제조함에 있어, 무전해 니켈 도금 반응을 시작한 20분 후에 무전해 금 도금액을 투입하는 식으로 투입 방법을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 전도성 미립자를 제조하였다.
[비교예 1]
비교예 1의 고분자 수지 기재 미립자는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 것을 사용하였고, 상기 고분자 수지 미립자를 이용하여 무전해 니켈/금 도금을 진행하고 전도성 미립자를 제조함에 있어, 무전해 니켈 도금액으로 당량비 1:2:2의 황산니켈, 차아인산 나트륨 및 수산화 나트륨 혼합 용액을 이용하고, 암모니아를 이용하여 pH를 7.4로 조정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무전해 도금하여 니켈/금 복합 금속 도금층을 도입하였다.
[비교예 2]
비교예 2의 고분자 수지 기재 미립자는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 것을 사용하였고, 상기 고분자 수지 미립자를 이용하여 무전해 니켈/금 도금을 진행하고 전도성 미립자를 제조함에 있어, 무전해 니켈 도금액의 수산화 칼륨을 암모 니아로 대신하여 pH를 8.5로 조정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무전해 도금하여 니켈/금 복합 금속 도금층을 도입하였다.
[비교예 3]
비교예 3의 고분자 수지 기재 미립자는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 것을 사용하였고, 상기 고분자 수지 미립자를 이용하여 무전해 니켈/금 도금을 진행하고 전도성 미립자를 제조함에 있어, 무전해 니켈 도금액으로 당량비 1:2:2의 황산니켈, 차아인산 나트륨 및 수산화 나트륨 혼합 용액을 이용하고, 암모니아를 이용하여 pH를 8.0으로 조정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무전해 도금하여 니켈/금 복합 금속 도금층을 도입하였다.
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※ 전도성 미립자의 평가
상기 제조된 전도성 미립자의 도금층 두께를 측정하기 위하여 ICP(유도결합 플라스마 분광 분석기)를 이용하였다. 우선, 니켈/금 도금된 전도성 미립자를 질산:염산 3:1 부피 분율의 왕수에 첨가하여 니켈 및 금 도금층을 완전히 용해시킨 뒤, 이 용액을 ICP 분광 분석함으로써 니켈, 금, 그리고 인 각각의 함량을 중량%로 얻을 수 있었다. 산출된 각각의 금속 성분에 대한 중량% 및 고유 비중, 고분자 기재 미립자의 비중과 평균입경 등을 이용하여 고분자 미립자 표면에 도금된 니켈 층 및 금 층의 두께를 계산에 의하여 산출하였다.
또한, 상기 제조된 전도성 미립자의 K값을 고분자 수지 미립자와 동일하게 미소 압축 시험기를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
전도성 미립자의 전기저항 측정에 있어, 단입자의 전기저항 값으로 압축저항을 측정하는데 각 샘플당 20개씩의 미립자를 측정하여 그 평균값으로 나타내었다. 여기서 압축저항은 상기와 동일한 미소 압축 시험기를 이용하고, 미립자가 힘에 의해 변형 전의 초기 상태에서 10% 압축 변형한 시점의 저항(10% 압축저항)으로 표기하였다. 전도성 미립자 벌크 응집체의 전기저항 값으로 체적저항을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 50% 압축 변형한 때의 저항(50% 압축저항)을 측정함으로써 미립자가 과도하게 변형한 때에 도금층이 박리하거나 파괴되는지를 저항값의 변화로 확인할 수 있다. 전도성 미립자가 변형하게 되면 상하 압축전극과의 접촉면적이 넓어지게 되므로 저항은 점차적으로 감소하거나 적어도 일정하게 유지되는데, 도금 밀착성이 나쁜 경우에는 압축 변형 중에 도금층의 박리 또는 파괴가 발생하게 되어 초기 저항에 비하여 오히려 저항이 상승하게 되는 경향을 보인다. 따라서 50% 압축저항을 관찰함으로써 고분자 기재 미립자에 대한 전도성 금속층의 밀착성 등을 판단할 수 있다.
※ 이방 전도성 접착필름의 제조 및 평가
에폭시당량 6000의 비스페놀 A형 에폭시수지 15 중량부 및 경화제인 2-메틸이미다졸 7 중량부를 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해시킨 후, 상기 제조한 전도성 미립자를 5 중량%의 함량으로 실란계 커플링제와 함께 잘 분산시킨 다음 이형 PET 필름 위에 코팅하고 건조시켜 두께 18 ㎛의 이방 전도성 접착필름을 제조하였다.
상기 제조된 이방 전도성 접착필름 내에서 전도성 미립자의 응집 및 분산성 평가 방법으로는, 광학현미경을 이용하여 100∼500 배 배율로 1 ㎟ 면적의 필름을 관찰하는 때에 전도성 미립자 응집체의 크기가 미립자 평균입경의 5배 이상인 것이 전체 관찰된 미립자 개수의 0.1% 이상 존재하면 불량인 것으로 평가하였다. 예를 들어, 본 발명의 예시에서와 같이 평균인경이 4 ㎛인 전도성 미립자의 경우, 전도성 미립자 응집체의 크기가 20 ㎛ 이상인 것이 전체 미립자 개수 대비 0.1% 미만이면 분산성이 양호, 0.1% 이상이면 분산성이 불량하다고 할 수 있다.
이렇게 제조된 이방 전도성 접착필름을 상온 건조 조건(데시케이터 내부)에서 1시간 방치한 후, 리드 폭 30 ㎛, 피치(pitch) 65㎛, 두께 5000Å의 ITO 회로가 있는 유리기판과 리드 폭 25 ㎛, 피치 65 ㎛, 두께 9 ㎛의 금 도금된 구리회로를 갖는 COF(chip on film)를 사용하여 180 ℃의 온도 조건에서 4 MPa의 압력으로 10 초간 가열 가압하여 접착시킴으로써 전기적 접속 구조체를 제조하였다.
이어서 상기 접속 샘플의 상하 전극간의 전기저항을 측정하는 경우, 20개의 각각의 인접하는 상하 전극간 전기저항을 측정하고 그 평균치를 계산하여 접속저항으로 나타내고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한 이 접속 샘플을 85℃, 상대습도 85%RH, 1,000시간 동안 에이징(aging)한 후, 접속저항을 측정하여 접속 신뢰성을 평가하였다. 고온고습 후 접속저항의 상승치가 1.0Ω 이하이면 양호, 1.0Ω 초과 2.0Ω 이하이면 보통, 2.0Ω을 초과하면 불량으로 판단할 수 있다. 이러한 고온고습 하에서의 신뢰성 시험은, 압축 변형되어 전극간을 접속하고 있는 전도성 미립자에 있어 그 도금층이 외부 환경의 변화에 있어서도 장시간 안정하게 유지되는지를 판단하는 의미를 지닌다.
Figure 112006011726647-pat00005
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 인 함량이 낮은 니켈/금 복합 도금층을 가지는 전도성 미립자는 상대적으로 인 함량이 높은 전도성 미립자에 비해 도금 후에 미립자의 압축경도가 크게 높아지지 않아 유연성을 가지고, 단입자 압축저항 및 체적저항이 낮을 뿐만 아니라, 이방 전도성 접착수지 내에서의 분산성도 양호하여 이방 전도성 접속 시 우수한 통전성 및 접속 신뢰성을 나타내고 있었다.
본 발명에 의해 제조된 니켈/금 복합 금속층이 도금된 전도성 미립자는, 그 도금 피막중에 함유된 인의 함량을 1.5 중량% 미만으로 하는 것에 전기 저항이 낮고, 상대적으로 경도가 낮고 유연한 도금층을 제공하여, 고분자 기재 미립자 표면과의 도금 밀착성이 향상됨으로써 외부의 힘이나 압력에 의해 쉽게 박리하거나 깨지지 않고 안정한 도전성을 유지하는 고신뢰성 전도성 미립자를 제공하는 효과를 가진다. 최종적으로는, 이러한 고신뢰성 전도성 미립자는 미세 피치(pitch)의 전극 단자를 접속하기 위한 높은 통전 신뢰성을 요구하는 이방 전도성 접속재료에 있어 매우 우수한 전도성 부품 소재로 적용될 것으로 기대된다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. 고분자 수지 미립자의 표면에 무전해 도금법을 이용하여 형성된 전도성 금속층을 가진 전도성 미립자에 있어서,
    상기 전도성 금속층은 니켈/금으로 구성된 복합 금속층이고 상기 금속층의 인 함량이 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 니켈/금의 복합 금속층은 무전해 니켈 도금 후에 금 도금을 행하여 얻은 이중층의 복합 도금층인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 니켈/금의 복합 금속층은 무전해 니켈 도금 도중에 금 도금을 동시에 행하여 얻은 복합 도금층인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 니켈/금 복합 금속층에서 금 도금층의 두께가 0.01∼0.5 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 고분자 수지 기재 미립자와 도금후의 전도성 미립자의 10% K값의 차이가 100 kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 고분자 수지 미립자의 10% K값이 200∼700 kgf/㎟ 인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 고분자 수지 미립자는 평균입경이 1∼20 ㎛이고, CV 값이 10 % 이하, 종횡비가 1.3 이하인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 고분자 수지 미립자는 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시부탄, 디비닐술폰, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알리트리멜리테이트 중 어느 한 알릴 화합물과, (폴리)에틸렌글리콜 디( 메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트 중 어느 한 아크릴레이트계 가교제 화합물 중 선택되는 가교 중합성 단량체를 1종 이상 포함하여 제조된 가교 중합체 수지인 것을 특징으로 하는 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항 기재의 전도성 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방 전도성 접착제 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101268234B1 (ko) * 2008-02-05 2013-05-31 히타치가세이가부시끼가이샤 도전 입자 및 도전 입자의 제조 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8518304B1 (en) 2003-03-31 2013-08-27 The Research Foundation Of State University Of New York Nano-structure enhancements for anisotropic conductive material and thermal interposers
KR100667374B1 (ko) * 2004-12-16 2007-01-10 제일모직주식회사 이방전도성 접속부재용 고분자 수지 미립자, 전도성 미립자 및 이를 포함한 이방 전도성 접속재료
KR100720895B1 (ko) * 2005-07-05 2007-05-22 제일모직주식회사 농도 구배를 갖는 이종(異種) 복합 금속층이 형성된 전도성미립자, 그 제조방법 및 이를 이용한 이방 전도성 접착제조성물
KR101402892B1 (ko) 2007-09-11 2014-06-11 삼성디스플레이 주식회사 도전성 입자를 갖는 이방성 도전 접착제, 상기 도전성입자의 제조 방법, 및 상기 이방성 도전 접착제를 이용하여표시 장치를 제조하는 방법
KR100920612B1 (ko) * 2007-11-08 2009-10-08 제일모직주식회사 이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성필름
JP5430093B2 (ja) * 2008-07-24 2014-02-26 デクセリアルズ株式会社 導電性粒子、異方性導電フィルム、及び接合体、並びに、接続方法
JP5358328B2 (ja) * 2009-07-16 2013-12-04 デクセリアルズ株式会社 導電性粒子、並びに異方性導電フィルム、接合体、及び接続方法
JP5833809B2 (ja) * 2010-02-01 2015-12-16 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、接合体及び接続方法
WO2011158761A1 (ja) * 2010-06-17 2011-12-22 日立化成工業株式会社 架橋ポリマー粒子及びその製造方法、導電性粒子
JP5614135B2 (ja) * 2010-07-06 2014-10-29 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤、その製造方法、接続構造体及びその製造方法
JP5494299B2 (ja) * 2010-07-06 2014-05-14 デクセリアルズ株式会社 磁性粉体の脱磁方法
KR101309821B1 (ko) * 2010-12-31 2013-09-23 제일모직주식회사 이방 전도성 필름 조성물
JP6018831B2 (ja) * 2011-08-05 2016-11-02 積水化学工業株式会社 接合構造体の製造方法
JP5941328B2 (ja) * 2012-04-10 2016-06-29 日本化学工業株式会社 導電性粒子及びそれを含む導電性材料
JP6445833B2 (ja) * 2013-10-21 2018-12-26 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6453032B2 (ja) * 2013-10-21 2019-01-16 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6959007B2 (ja) 2015-11-20 2021-11-02 積水化学工業株式会社 接続材料及び接続構造体
US11020825B2 (en) 2015-11-20 2021-06-01 Sekisui Chemical Co., Ltd. Connecting material and connection structure
US11027374B2 (en) 2015-11-20 2021-06-08 Sekisui Chemical Co., Ltd. Particles, connecting material and connection structure
JP6832161B2 (ja) * 2015-12-15 2021-02-24 積水化学工業株式会社 導電性粘着テープ
WO2018151313A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 積水化学工業株式会社 焼結材料、接続構造体、複合粒子、接合用組成物及び焼結材料の製造方法
CN109158590B (zh) * 2018-09-29 2020-11-24 淮阴师范学院 一维棒状核壳结构的复合金粉的制备方法
FR3100822B1 (fr) * 2019-09-12 2021-10-01 Lifco Ind Billes de soudure composites metallisees en surface et calibrees pour l'assemblage de cartes electroniques

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594062A (ja) * 1982-06-30 1984-01-10 Toshiba Corp 電子部品外囲器及びその製造方法
JPH02215006A (ja) * 1989-02-16 1990-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性粒子及びその製造方法
JP2002266079A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Shin Etsu Chem Co Ltd 銀被覆導電性粉末の製造方法、銀被覆導電性粉末および導電性粉末被覆用無電解銀メッキ浴
JP2003197028A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子、導電性微粒子の製造方法及び異方性導電材料
KR20030073315A (ko) * 2002-03-11 2003-09-19 김기형 도전성 초미립자 제조방법
JP2004165019A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子および異方導電材料

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2507381B2 (ja) 1987-01-30 1996-06-12 積水フアインケミカル株式会社 導電性微球体
CN1054092A (zh) * 1989-11-14 1991-08-28 戴维·杜兰特 抗潮导电粘合剂及其制造和使用方法
JPH07118866A (ja) 1993-10-21 1995-05-09 Nippon Chem Ind Co Ltd 分散性に優れた球状無電解めっき粉末、導電性材料およびその製造方法
JP2000030526A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子、異方性導電接着剤及び導電接続構造体
JP3696429B2 (ja) 1999-02-22 2005-09-21 日本化学工業株式会社 導電性無電解めっき粉体とその製造方法並びに該めっき粉体からなる導電性材料
DE10116653A1 (de) * 2001-04-04 2002-10-10 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Leitfähigkeitspaste, damit erzeugte Artikel mit einer leitfähigen Beschichtung auf Glas, Keramik und emailliertem Stahl und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594062A (ja) * 1982-06-30 1984-01-10 Toshiba Corp 電子部品外囲器及びその製造方法
JPH02215006A (ja) * 1989-02-16 1990-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性粒子及びその製造方法
JP2002266079A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Shin Etsu Chem Co Ltd 銀被覆導電性粉末の製造方法、銀被覆導電性粉末および導電性粉末被覆用無電解銀メッキ浴
JP2003197028A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子、導電性微粒子の製造方法及び異方性導電材料
KR20030073315A (ko) * 2002-03-11 2003-09-19 김기형 도전성 초미립자 제조방법
JP2004165019A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子および異方導電材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101268234B1 (ko) * 2008-02-05 2013-05-31 히타치가세이가부시끼가이샤 도전 입자 및 도전 입자의 제조 방법

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Publication number Publication date
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