KR101614675B1

KR101614675B1 - 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체

Info

Publication number: KR101614675B1
Application number: KR1020157021917A
Authority: KR
Inventors: 히또시 야마기와; 마사오 사사다이라
Original assignee: 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-21
Also published as: CN105210157B; JPWO2015037711A1; JP5719483B1; WO2015037711A1; CN105210157A; KR20150099873A

Abstract

본 발명은 전극 간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있는 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 따른 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)와, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전부(3)를 구비하고, 도전부(3)가 외표면에 복수의 돌기(3a)를 갖고, 도전부(3)가 결정 구조를 갖고, 도전부(3)에 있어서의 돌기(3a)가 있는 부분과 돌기(3a)가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있다.

Description

도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체{CONDUCTIVE PARTICLES, CONDUCTING MATERIAL, AND CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은 기재 입자와, 그 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고, 또한 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.

이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료에서는, 바인더 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.

상기 이방성 도전 재료는 각종 접속 구조체를 얻기 위해서, 예를 들어, 플렉시블 프린트 기판과 유리 기판의 접속(FOG(Film on Glass)), 반도체칩과 플렉시블 프린트 기판의 접속(COF(Chip on Film)), 반도체칩과 유리 기판의 접속(COG(Chip on Glass)), 및 플렉시블 프린트 기판과 유리 에폭시 기판의 접속(FOB(Film on Board)) 등에 사용되고 있다. 또한, 상기 도전성 입자로서, 기재 입자와, 그 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 갖는 도전성 입자가 사용되는 경우가 있다.

상기 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는, 코어재 입자(기재 입자)와, 그 코어재 입자의 표면에, 금속 또는 합금의 피막을 갖는 도전성 입자가 개시되어 있다. 이 도전성 입자는, 상기 피막의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌기부를 갖는다. 상기 돌기부는, 금속 또는 합금의 복수의 입자가 열상으로 연결된 입자 연결체로 구성되어 있다. 특허문헌 1의 실시예 및 비교예에서는, 연결 돌기부의 비율이 32％ 이상인 도전성 입자가 나타나 있다.

하기의 특허문헌 2에는, 평균 입경 1 내지 20㎛의 구상의 기재 입자의 표면에, 무전해 도금법에 의해 니켈 도전층 또는 니켈 합금 도전층이 형성된 도전성 입자가 개시되어 있다. 이 도전성 입자는, 도전층의 최표층에 0.05 내지 4㎛의 미소한 돌기를 갖는다. 그 도전층과 그 돌기는 실질적으로 연속적으로 이어져 있다. 상기 기재 입자로서는 수지 입자가 사용되고 있다.

일본 특허 공개 제2012-113850호 공보 일본 특허 공개 제2000-243132호 공보

최근 들어, 전자 기기의 소비 전력을 낮게 할 것이 요구되고 있다. 이로 인해, 도전성 입자에는, 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속된 전극 간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 하는 것이 가능한 성질이 요구되고 있다.

그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 바와 같은 종래의 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 전기적으로 접속한 경우에는, 접속 저항이 높아지는 경우가 있다.

전극의 표면 및 도전성 입자의 표면에는 산화막이 형성되어 있는 경우가 많다. 특허문헌 1, 2에 기재된 도전성 입자에서는, 전극 간의 접속 시에, 돌기가 접히기 쉬워, 결과적으로, 돌기가 산화막을 충분히 관통하지 못하는 경우가 있다. 이로 인해, 전극 간의 접속 저항이 높아지는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, 전극 간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있는 도전성 입자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 상기 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며, 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖고, 상기 도전부가 결정 구조를 갖고, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있는 도전성 입자가 제공된다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전부가 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있고, 상기 돌기가 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않고, 또한 상기 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있는 복수의 제1 돌기부를 갖고, 상기 돌기가 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성된 제2 돌기부를 갖지 않거나, 또는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성된 제2 돌기부를 적어도 1개 갖고, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 70％ 이상이 상기 제1 돌기부이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 90％ 이상이 상기 제1 돌기부이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전부에 있어서의 결정자 크기가 0.1nm 이상 100nm 이하이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전부에 있어서의 결정 격자 변형이 0.001％ 이상 10％ 이하이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전부가 니켈을 포함한다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자가, 상기 도전부의 내부 및 내측에 상기 도전부의 외표면을 융기시키기 위한 코어 물질을 갖지 않는다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 돌기의 높이가 상기 도전성 입자의 입자 직경의 1/100 이상이다.

본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비한다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 도전 재료가 제공된다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가, 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는 접속 구조체가 제공된다.

본 발명에 따른 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며, 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖고, 상기 도전부가 결정 구조를 갖고, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있으므로, 본 발명에 따른 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

(도전성 입자)

본 발명에 따른 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖는다. 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 도전부가 결정 구조를 갖는다. 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있다.

본 발명에 따른 도전성 입자에 있어서의 상술한 구성의 채용에 의해, 본 발명에 따른 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 전기적으로 접속한 경우에, 접속 저항을 낮게 할 수 있다. 이 이유로서는, 결정 구조가 연속하고 있는 것에 의해, 경질이 되고, 또한 연전성이 높아지는 결과, 돌기가 비교적 단단해지는 것으로 생각된다.

본 발명에서는, 전극 간의 접속 저항을 낮게 하는 관점에서, 상기 도전부가 결정 구조를 갖고, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있다. 상기 돌기가 없는 부분은 도전부의 제1 부분이며, 돌기가 있는 부분은 제1 부분보다도 두께가 두꺼운 제2 부분이다. 제1 부분에서는, 도전부의 외표면이 융기하고 있지 않다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 도전부에 있어서의 결정자 크기는 바람직하게는 0.1nm 이상, 보다 바람직하게는 1.73nm 이상, 더욱 바람직하게는 5nm 이상, 바람직하게는 100nm 이하, 보다 바람직하게는 50nm 이하, 더욱 바람직하게는 10nm 이하이다. 이 이유로서는, 상기 도전부의 결정자 크기가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 보다 한층 경질이 되고, 또한 연전성이 보다 한층 높아지는 결과, 돌기가 비교적 단단해지는 것으로 생각된다. 상기의 결정자 크기를 충족하는 도전부에서는, 전극 간의 접속 시에, 돌기가 접히기 어려워져, 돌기가 손상되기 어려워진다. 본 발명에서는, 상기의 결정자 크기를 충족하는 도전부를 형성함으로써, 돌기가 전극 또는 도전성 입자의 표면 산화막을 충분히 관통하기 때문에, 전극 간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 도전부에 있어서의 결정 격자 변형은 바람직하게는 0.001％ 이상, 보다 바람직하게는 0.01％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.1％ 이상, 특히 바람직하게는 0.15％ 이상, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하, 더욱 바람직하게는 1％ 이하이다.

상기 결정자 크기, 상기 결정 구조의 연속성 및 상기 결정 격자 변형을 본 발명에 따른 도전성 입자에 있어서 최적화하기 위해서는, 주금속에 대하여 공석시키는 금속의 비율의 최적화, 도금 반응 속도의 최적화, 도금욕 중의 pH의 최적화, 및 도금욕 중의 온도의 최적화 등이 적절히 행하여진다.

상기 도전부에 있어서의 결정자 크기를 미세하게 하는 방법으로서는, 니켈 도전부 중의 인 함유량의 증가에 의한 미세화, 니켈 도전부 중의 붕소 함유량의 증가에 의한 미세화, 도금액 중의 유기계 광택제의 첨가에 의한 미세화, 및 금속계 광택제의 첨가에 의한 미세화의 방법 등을 들 수 있다. 특히 니켈 도금 도전부 중의 인 및 붕소 함유량의 증가, 유기계 광택제의 첨가가, 도전부에 있어서의 결정자 크기의 미세화에 효과가 있다.

니켈 도금 도전부 중의 인 및 붕소 함유량을 증가시키는 방법으로서는, 도금액의 pH를 낮게 하여 니켈 도금액의 반응 속도를 늦추는 방법, 니켈 도금액의 온도 낮추는 방법, 니켈 도금액 중의 인계 환원제 및 붕소계 환원제의 농도를 높게 하는 방법, 니켈 도금액 중의 착화제의 농도를 높게 하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법은, 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

상기 유기계 광택제로서는, 사카린, 나프탈렌디술폰산나트륨, 나프탈렌트리술폰산나트륨, 알릴술폰산나트륨, 프로파르길술폰산나트륨, 부틴디올, 프로파르길알코올, 쿠마린, 포르말린, 에톡시화폴리에틸렌이민, 폴리알킬이민, 폴리에틸렌이민, 젤라틴, 덱스트린, 티오요소, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴아미드, 신남산, 니코틴산 및 벤잘아세톤 등을 들 수 있다. 상기 유기계 광택제는, 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

또한, 상기 유기계 광택제의 바람직한 예로서는, 에톡시화폴리에틸렌이민, 폴리알킬이민, 폴리에틸렌이민, 및 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

상기 도전부에 있어서의 결정 격자 변형을 낮게 하는 방법으로서는, 금속 안정제를 도금액에 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 금속 안정제의 첨가에 의해, 도금액의 안정성이 향상되고, 결정 격자 변형이 낮아져서, 기재 입자에의 피복성이 좋은 도금막이 형성된다. 상기 금속 안정제로서는, 납화합물, 비스무트 화합물, 탈륨 화합물, 및 바나듐 화합물 등을 들 수 있다. 상기 금속 안정제의 구체예로서는, 화합물을 구성하는 금속(납, 비스무트, 탈륨, 바나듐)의 황산염, 탄산염, 아세트산염, 질산염 및 염산염 등을 들 수 있다. 환경에 대한 영향을 고려하면, 비스무트 화합물, 탈륨 화합물 또는 바나듐 화합물이 바람직하다.

상기 도전성 입자에 있어서의 상기 돌기의 높이는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 돌기의 높이가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다. 상기 돌기의 높이는, 도전성 입자 1개당의 복수의 돌기의 높이의 평균이다. 상기 돌기의 높이는, 도전성 입자의 중심과 돌기의 선단을 연결하는 선(도 1에 도시하는 파선 L1) 상에 있어서의, 돌기가 없다고 상정한 경우의 도전부의 가상선(도 1에 도시하는 파선 L2) 상(돌기가 없다고 상정한 경우의 구상의 도전성 입자의 외표면 상)부터 돌기의 선단까지의 거리를 나타낸다. 즉, 도 1에 있어서는, 파선 L1과 파선 L2의 교점부터 돌기의 선단까지의 거리를 나타낸다.

접속 저항을 효과적으로 낮게 하고, 전극 간의 접속 신뢰성을 효과적으로 높이는 관점에서는, 상기 돌기의 높이가 상기 도전성 입자의 입자 직경의 1/100 이상인 것이 바람직하고, 1/15 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 돌기의 높이가 도전성 입자의 입자 직경의 1/6 이하인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 실시예에서는 모두, 돌기의 높이는 도전성 입자의 입자 직경의 1/15 이상 1/6 이하이다.

상기 도전성 입자 1개당의 상기의 돌기는, 바람직하게는 3개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이다. 상기 돌기의 수의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 돌기의 수의 상한은 도전성 입자의 입자 직경 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 상기 도전부의 외표면의 전체 표면적 100％ 중, 상기 돌기가 있는 부분의 표면적은 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상이다.

상기 돌기는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않고, 또한 상기 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있는 복수의 제1 돌기부를 갖고 있을 수도 있다. 상기 돌기는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성된 제2 돌기부를 갖지 않거나, 또는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성된 제2 돌기부를 적어도 1개 갖고 있을 수도 있다. 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 70％ 이상이 상기 제1 돌기부인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 전극 간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 단, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 70％ 미만이 상기 제1 돌기부일 수도 있고, 그 경우에도, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있으면, 본 발명의 효과가 얻어진다.

상기 제2 돌기부는, 상기 제1 돌기부에 비하여, 전극 간의 접속 시에 접히거나 손상되거나 하기 쉽다. 이로 인해, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수에 차지하는 상기 제1 돌기부의 비율이 적어지고(예를 들어 70％ 미만), 또한 상기 제2 돌기부의 비율이 많아지면(예를 들어 30％ 이상), 돌기가 전극 또는 도전성 입자의 표면 산화막을 충분히 관통하지 않아, 전극 간의 접속 저항이 높아지기 쉬운 경향이 있다. 이에 비해, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수에 차지하는 상기 제1 돌기부의 비율이 많은 것에 의해, 돌기가 전극 또는 도전성 입자의 표면 산화막을 충분히 관통하기 때문에, 전극 간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 할 수 있다.

도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자는 알려져 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2012-113850호 공보에서는, 금속 또는 합금의 복수의 입자가 열상으로 연결된 입자 연결체로 구성되어 있는 돌기를 갖는 도전성 입자가 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2012-113850호 공보의 실시예 및 비교예에서는, 연결 돌기부의 비율이 32％ 이상인 도전성 입자가 나타나 있다. 그러나, 이러한 연결 돌기부를 갖는 도전성 입자에 있어서, 연결 돌기부의 비율이 비교적 크면, 전극 간의 접속 저항이 충분히 낮아지지 않는 경우가 있다. 이에 비해, 본 발명에 따른 도전성 입자에서는, 연결 돌기부가 없거나, 또는 연결 돌기부의 비율이 적기 때문에, 전극 간의 접속 저항을 충분히 낮게 할 수 있다.

상기 제1 돌기부는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않고, 또한 상기 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있다. 상기 제1 돌기부는, 상기 입자 연결체 이외의 돌기부이다. 상기 제2 돌기부는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성되어 있다. 상기 돌기는, 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기의 양쪽에 의해 형성되어 있다. 상기 제2 돌기부 및 상기 입자 연결체를 구성하고 있는 개개의 입자는, 도전부를 형성하고 있는 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기는, 직선상부에 분기한 돌기부가 혼재한 형상일 수도 있다. 분기의 수 및 분기의 형태에 대해서는, 2분기 또는 다수 분기되어 있을 수도 있고, 수지상일 수도 있다.

전극 간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 하는 관점에서는, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 상기 제1 돌기부의 개수 비율은 보다 바람직하게는 80％ 이상, 더욱 바람직하게는 90％ 이상, 특히 바람직하게는 95％ 이상이며, 상기 제2 돌기부의 개수 비율은 보다 바람직하게는 30％ 미만, 더욱 바람직하게는 20％ 미만, 특히 바람직하게는 10％ 미만, 가장 바람직하게는 5％ 미만이다.

상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 상기 제2 돌기부의 비율은 1％ 이상일 수도 있고, 상기 제1 돌기부의 비율은 99％ 이하일 수도 있다.

상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부는, 이하와 같이 하여 셀 수 있다.

주사형 전자 현미경(SEM)으로 배율을 25000배로 설정하고, 10개의 입자를 무작위로 선택하고, 각각의 입자의 돌기부를 관찰한다. 모든 돌기부에 대해서, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않고, 또한 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있는 돌기부와, 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성되어 있는 돌기부로 분별한다. 금속 또는 금속의 합금 입자가 복수개 연결되어 있는지의 여부는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자 사이에 입계가 관찰되는지 여부에 따라 판단할 수 있다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 제1 돌기부의 높이가, 상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께의 0.5배 이상인 것이 바람직하고, 2배 이상인 것이 보다 바람직하고, 3배 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10배 이하인 것이 바람직하고, 7배 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 제1 돌기부의 높이는, 1개의 도전성 입자당의 제1 돌기부의 높이의 평균이다.

상기 제1 돌기부의 높이는, 도전성 입자의 중심과 제1 돌기부의 선단을 연결하는 선(도 1에 도시하는 파선 L1) 상에 있어서의, 제1 돌기부가 없다고 상정한 경우의 도전부의 가상선(도 1에 도시하는 파선 L2) 상(제1 돌기부가 없다고 상정한 경우의 구상의 도전성 입자의 외표면 상)부터 제1 돌기부의 선단까지의 거리를 나타낸다. 즉, 도 1에 있어서는, 파선 L1과 파선 L2의 교점부터 제1 돌기부의 선단까지의 거리를 나타낸다. 또한, 제1 돌기부가 분기한 돌기부일 경우, 제1 돌기부의 선단은, 도전성 입자의 외표면으로부터 가장 이격되어 있는 돌기부의 선단 부분이다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 제1 돌기부의 폭은, 상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께의 0.1배 이상인 것이 바람직하고, 0.5배 이상인 것이 보다 바람직하고, 1배 이상인 것이 더욱 바람직하고, 5배 이하인 것이 바람직하고, 3배 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 제1 돌기부의 폭은, 상기 제1 돌기부의 높이 방향과 직교하는 방향에 있어서의 최대 직경이다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 제2 돌기부의 높이가, 상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께의 0.5배 이상인 것이 바람직하고, 2배 이상인 것이 보다 바람직하고, 3배 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10배 이하인 것이 바람직하고, 7배 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 제2 돌기부의 높이는, 1개의 도전성 입자당의 제2 돌기부의 높이의 평균이다.

상기 제2 돌기부의 높이는, 상기 제1 돌기부의 높이와 동일하게 정의된다. 즉, 상기 제2 돌기부의 높이는, 도전성 입자의 중심과 제2 돌기부의 선단을 연결하는 선 상에 있어서의, 제2 돌기부가 없다고 상정한 경우의 도전부의 가상선 상(제2 돌기부가 없다고 상정한 경우의 구상의 도전성 입자의 외표면 상)부터 제2 돌기부의 선단까지의 거리를 나타낸다. 제2 돌기부가 분기한 돌기부일 경우, 제2 돌기부의 선단은, 도전성 입자의 외표면으로부터 가장 이격되어 있는 돌기부의 선단 부분이다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 제2 돌기부의 폭은, 상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께의 0.1배 이상인 것이 바람직하고, 0.5배 이상인 것이 보다 바람직하고, 1배 이상인 것이 더욱 바람직하고, 5배 이하인 것이 바람직하고, 3배 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 제2 돌기부의 폭은, 상기 제2 돌기부의 높이 방향과 직교하는 방향에 있어서의 최대 직경이다.

상기 제2 돌기부를 구성하고 있는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 입자 직경은 바람직하게는 10nm 이상, 보다 바람직하게는 20nm 이상, 바람직하게는 500nm 이하, 보다 바람직하게는 400nm 이하이다. 상기 제2 돌기부를 구성하고 있는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 상기 제2 돌기부를 구성하고 있는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 입자 직경은 최대 직경을 의미한다.

상기 제1 돌기부는, 구체적으로는, 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않은 돌기부이며, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰했을 때에, 금속 또는 금속의 합금 입자 사이에 입계가 확인되는 돌기부와는 상이한 돌기부이다.

상기 제2 돌기부에서는, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰했을 때에, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자 사이에 입계가 관찰된다. 이 사실에 의해 상기 제2 돌기부는, 복수의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 연결되어 형성되어 있는 것이 확인된다. 상기 제1 돌기부에서는, 상기 금속 또는 금속의 합금에 있어서, 입계는 관찰되지 않는다.

상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부는, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 판별된다. 상기 제1 돌기부는 입계가 존재하지 않기 때문에, 입자 연결체가 아니다.

복수의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자는, 열상으로 연결함으로써, 상기 제2 돌기부가 형성된다. 열상으로 연결되어 있는 것에 대해서는, 복수의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가, 어떤 방향으로 연장되도록 연결되어 있는 것을 의미한다. 상기 제2 돌기부는, 예를 들어 복수의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 직선상으로 연결되어 구성되어 있을 수도 있고, 복수의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 연결에 의해, 사행된 형상의 제2 돌기부가 형성될 수도 있다. 또한, 직선상부와 사행부가 혼재하고 있을 수도 있다. 또한 상기 제2 돌기부는, 도전부측의 기초부부터 선단부를 향할 때까지의 사이에서 복수로 분기되어 있을 수도 있다. 예를 들어 상기 제2 돌기부는, Y자 형상 등일 수도 있다. 1개의 도전성 입자에 착안했을 때, 존재하는 복수의 제2 돌기부의 형상은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

복수의 제2 돌기부에 있어서는, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 수는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 상기 제2 돌기부는, 적어도 2개의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 연결되어 구성되어 있다. 상기 제2 돌기부에 있어서의 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 연결 개수는 2 이상이며, 바람직하게는 30 이하, 보다 바람직하게는 20 이하, 더욱 바람직하게는 5 이하, 특히 바람직하게는 3 이하이다. 상기 제2 돌기부를 구성하는 상기 금속 또는 금속의 합금 입자의 수는, 상기 제2 돌기부를 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 계측한다.

전극 간의 접속 저항을 보다 한층 양호하게 하는 관점에서는, 1개의 도전성 입자당의 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 합계의 개수는 바람직하게는 5개 이상, 보다 바람직하게는 10개 이상, 더욱 바람직하게는 20개 이상, 바람직하게는 1000개 이하, 보다 바람직하게는 500개 이하, 더욱 바람직하게는 300개 이하이다.

상기 제2 돌기부보다도 상기 제1 돌기부를 형성하기 쉽게 하는 방법으로서는, 고분자량의 착화제를 사용하는 방법, 및 황계의 안정제를 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 고분자량의 착화제를 사용함으로써, 착체의 사이즈가 커져서, 착체가 복수의 돌기 사이에 인입되기 어려워져, 돌기부만을 선택적으로 성장시킬 수 있다.

상기 도전성 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 탄성률(10％ K값)은 바람직하게는 1000N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 5000N/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 6300N/㎟ 이상, 바람직하게는 20000N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 16000N/㎟ 이하이다. 상기 10％ K값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다.

상기 도전성 입자에 있어서의 상기 압축 탄성률(10％ K값)은 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.

미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 100㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 압축 속도 0.3mN/초, 및 최대 시험 하중 20mN의 조건 하에서 도전성 입자를 압축한다. 이때의 하중값(N) 및 압축 변위(mm)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어, 피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.

10％ K값(N/㎟)=(3/2^1/2)·F·S^-3/2·R^-1/2

F: 도전성 입자가 10％ 압축 변형되었을 때의 하중값(N)

S: 도전성 입자가 10％ 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)

R: 도전성 입자의 반경(mm)

상기 압축 탄성률은, 도전성 입자의 경도를 보편적이면서 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 도전성 입자의 경도를 정량적이면서 일의적으로 나타낼 수 있다.

상기 도전성 입자의 입자 직경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 20㎛ 이하, 가장 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 도전성 입자의 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 접속한 경우에, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지고, 또한 도전부를 형성할 때에 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통하여 접속된 전극 간의 간격이 너무 커지지 않고, 또한 도전부가 기재 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다.

상기 도전성 입자의 입자 직경은 수 평균 입자 직경을 나타낸다. 도전성 입자의 수 평균 입자 직경은, 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구해진다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 실시예를 설명 함으로써, 본 발명을 명확히 한다. 또한, 참조한 도면에서는, 크기 및 두께 등은, 도시의 편의상, 실제의 크기 및 두께로부터 적절히 변경하고 있다. 또한, 각 실시 형태에 있어서의 상이한 부분 구성은, 적절히 치환하고, 조합하는 것이 가능하다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시하는 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)와, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전부(3)를 갖는다. 도전성 입자(1)에서는, 도전부(3)는 도전층이다. 도전부(3)는 기재 입자(2)의 표면을 덮고 있다. 도전성 입자(1)는 기재 입자(2)의 표면이 도전부(3)에 의해 피복된 피복 입자이다.

도전성 입자(1)는 도전성의 표면에 복수의 돌기(1a)를 갖는다. 도전부(3)는 외표면에 복수의 돌기(3a)를 갖는다.

도전부(3)는 제1 부분과, 그 제1 부분보다도 두께가 두꺼운 제2 부분을 갖는다. 따라서, 도전부(3)는 표면(도전층의 외표면)에 돌기(3a)를 갖는다. 복수의 돌기(1a, 3a)를 제외한 부분이, 도전부(3)의 상기 제1 부분이다. 복수의 돌기(1a, 3a)는, 도전부(3)의 두께가 두꺼운 상기 제2 부분이다.

도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 2에 도시하는 도전성 입자(1A)는, 기재 입자(2)와, 기재 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전부(3A)를 갖는다. 도전부(3A)는 도전층이다. 도전성 입자(1)와 도전성 입자(1A)는, 코어 물질(4)의 유무만이 상이하다. 도전성 입자(1A)는, 코어 물질을 갖는다.

도전성 입자(1A)는, 기재 입자(2)의 표면 상에 복수의 코어 물질(4)을 갖는다. 도전부(3A)는, 기재 입자(2)와 코어 물질(4)을 피복하고 있다. 코어 물질(4)을 도전부(3A)가 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(1A)는 표면에 복수의 돌기(1Aa)를 갖고, 도전부(3A)가 외표면에 복수의 돌기(3Aa)를 갖는다. 코어 물질(4)에 의해 도전부(3A)의 표면이 융기되어 있고, 복수의 돌기(1Aa)가 형성되어 있다.

도전성 입자(1A)와 같이, 돌기(1Aa, 3Aa)를 형성하기 위해서, 코어 물질을 사용할 수도 있지만, 코어 물질을 사용하지 않는 것이 바람직하다.

도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.

도 3에 도시하는 도전성 입자(1B)는, 기재 입자(2A)와, 기재 입자(2A)의 표면 상에 배치된 도전부(3B)와, 절연성 물질(5)을 갖는다. 도전부(3B)는 도전층이다. 도전부(3B)는, 기재 입자(2A)의 표면 상에 배치된 제1 도전부(3Bx)와, 제1 도전부(3Bx)의 표면 상에 배치된 제2 도전부(3By)를 갖는다.

기재 입자(2A)는, 유기 무기 혼성화 입자이다. 기재 입자(2A)는, 유기 코어(2Ax)와, 유기 코어(2Ax)의 표면 상에 배치된 무기 쉘(2Ay)을 갖는다.

도전성 입자(1B)는, 도전성의 표면에 돌기(1Ba)를 갖는다. 도전성 입자(1B)는 표면에 돌기(1Ba)를 갖는다. 도전부(3B)는 표면(도전층의 외표면)에 돌기(3Ba)를 갖는다. 제2 도전부(3By)는, 제1 부분과, 그 제1 부분보다도 두께가 두꺼운 제2 부분을 갖는다. 따라서, 제2 도전부(3By)는 표면(도전층의 외표면)에 돌기(3Bya)를 갖는다. 복수의 돌기(3Bya)를 제외한 부분이, 제2 도전부(3By)의 상기 제1 부분이다. 복수의 돌기(3Bya)는, 제2 도전부(3By)의 두께가 두꺼운 상기 제2 부분이다.

도전성 입자(1B)와 같이, 도전부(3B)는, 다층 구조를 갖고 있을 수도 있다. 또한, 돌기(1Ba, 3Ba)를 형성하기 위해서, 코어 물질(4)을 내층의 제1 도전부(3Bx) 상에 배치하고, 외층의 제2 도전부(3By)에 의해 코어 물질(4) 및 제1 도전부(3Bx)를 피복할 수도 있다.

도전성 입자(1B)는, 도전부(3B) 및 제2 도전부(3By)의 외표면 상에 배치된 절연성 물질(5)을 구비한다. 도전부(3B) 및 제2 도전부(3By)의 외표면의 적어도 일부의 영역이 절연성 물질(5)에 의해 피복되어 있다. 절연성 물질(5)은 절연성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 절연성 입자이다. 이와 같이, 본 발명에 따른 도전성 입자는, 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 갖고 있을 수도 있다.

상기한 도전성 입자(1, 1A, 1B)에서는, 도전부(3, 3A, 3By)가 결정 구조를 갖고, 도전부(3, 3A, 3By)에 있어서의 돌기(3a, 3Aa, 3Bya)가 있는 부분과 돌기(3a, 3Aa, 3Bya)가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있다. 상기한 도전성 입자(1, 1A, 1B)에서는, 도전부(3, 3A, 3By)에 있어서의 결정자 크기는 바람직하게는 0.1nm 이상, 바람직하게는 100nm 이하이다.

이하, 도전성 입자의 다른 상세를 설명한다.

[기재 입자]

상기 기재 입자로서는, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자, 유기 무기 혼성화 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자는, 금속 입자를 제외한 기재 입자인 것이 바람직하고, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자인 것이 보다 바람직하다. 상기 기재 입자는, 코어 쉘 입자일 수도 있다.

상기 기재 입자는, 수지 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자인 것이 더욱 바람직하고, 수지 입자일 수도 있고, 유기 무기 혼성화 입자일 수도 있다. 이들 바람직한 기재 입자의 사용에 의해, 전극 간의 전기적인 접속에 보다 한층 적합한 도전성 입자가 얻어진다.

상기 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 접속하는 때에는, 상기 도전성 입자를 전극 사이에 배치한 후, 압착함으로써 상기 도전성 입자를 압축시킨다. 기재 입자가 수지 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자이면, 상기 압착 시에 상기 도전성 입자가 변형되기 쉬워, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 커진다. 이로 인해, 전극 간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다.

상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서, 여러가지 유기물이 적절하게 사용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 여러가지 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다. 도전 재료에 적합한 임의의 압축 시의 물성을 갖는 수지 입자를 설계 및 합성할 수 있고, 또한 기재 입자의 경도를 적합한 범위로 용이하게 제어할 수 있으므로, 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지는, 에틸렌성 불포화기를 복수 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다.

상기 수지 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜서 얻는 경우에는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는, 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.

상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트류; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산비닐에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐, 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.

상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들어, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트류; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.

상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를, 공지된 방법에 의해 중합시킴으로써, 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들어, 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합하는 방법, 및 비가교의 종 입자를 사용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜서 중합하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 기재 입자가 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자일 경우에, 상기 기재 입자를 형성하기 위한 무기물로서는, 실리카, 알루미나, 티타늄산바륨, 지르코니아 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 무기물은 금속이 아닌 것이 바람직하다. 상기 실리카에 의해 형성된 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 가수분해성의 알콕시실릴기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해하여 가교 중합체 입자를 형성한 후에, 필요에 따라 소성을 행함으로써 얻어지는 입자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 혼성화 입자로서는, 예를 들어, 가교한 알콕시실릴 중합체와 아크릴 수지에 의해 형성된 유기 무기 혼성화 입자 등을 들 수 있다.

상기 유기 무기 혼성화 입자는, 코어와, 그 코어의 표면 상에 배치된 쉘을 갖는 코어 쉘형의 유기 무기 혼성화 입자인 것이 바람직하다. 상기 코어가 유기 코어인 것이 바람직하다. 상기 쉘이 무기 쉘인 것이 바람직하다. 전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮추는 관점에서는, 상기 기재 입자는, 유기 코어와 상기 유기 코어의 표면 상에 배치된 무기 쉘을 갖는 유기 무기 혼성화 입자인 것이 바람직하다.

상기 유기 코어를 형성하기 위한 재료로서는, 상술한 수지 입자를 형성하기 위한 수지 등을 들 수 있다.

상기 무기 쉘을 형성하기 위한 재료로서는, 상술한 기재 입자를 형성하기 위한 무기물을 들 수 있다. 상기 무기 쉘을 형성하기 위한 재료는, 실리카인 것이 바람직하다. 상기 무기 쉘은, 상기 코어의 표면 상에서, 금속 알콕시드를 졸겔법에 의해 쉘상물로 한 후, 그 쉘상물을 소성시킴으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 금속 알콕시드는 실란알콕시드인 것이 바람직하다. 상기 무기 쉘은 실란알콕시드에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 기재 입자가 금속 입자일 경우에, 그 금속 입자를 형성하기 위한 금속으로서는, 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티타늄 등을 들 수 있다. 단, 상기 기재 입자는 금속 입자가 아닌 것이 바람직하다.

상기 기재 입자의 입자 직경은, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 2㎛ 이상, 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기 기재 입자의 입자 직경은, 5㎛ 이하일 수도 있고, 3㎛ 이하일 수도 있다. 상기 기재 입자의 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 간격이 작아지고, 또한 도전부의 두께를 두껍게 해도, 작은 도전성 입자가 얻어진다.

상기 기재 입자의 입자 직경은, 기재 입자가 진구상일 경우에는, 직경을 나타내고, 기재 입자가 진구상이 아닐 경우에는, 최대 직경을 나타낸다.

[도전부]

상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께는, 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 충분한 도전성이 얻어지고, 또한 도전성 입자가 너무 단단해지지 않고, 전극 간의 접속 시에 도전성 입자가 충분히 변형된다.

상기 도전부가 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에, 최외층의 도전층의 상기 돌기가 없는 부분의 두께는, 특히 최외층이 금층인 경우의 금층의 두께는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 최외층의 도전층의 상기 돌기가 없는 부분의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전층에 의한 피복이 균일해져, 내부식성이 충분히 높아지고, 또한 전극 간의 접속 저항이 충분히 낮아진다.

상기 도전부의 상기 돌기가 없는 부분의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.

상기 기재 입자의 표면 상에 상기 도전부를 형성하는 방법으로서는, 무전해 도금에 의해 상기 도전부를 형성하는 방법, 및 전기 도금에 의해 상기 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 도전부는, 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전부의 재료인 금속은, 특별히 한정되지 않는다. 그 금속으로서는, 예를 들어, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 아연, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴, 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서, 주석 도핑 산화인듐(ITO)을 사용할 수도 있다. 이 금속은, 도전부 내에서 합금화되어 있을 수도 있다. 단, 상기 도전부에 있어서의 결정화도를 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하로 하기 위해서, 적당한 금속이 선택된다. 상기 금속은 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

전극 간의 접속 저항을 효과적으로 낮게 하고, 상기 도전부에 있어서의 결정화도를 보다 한층 적합한 범위로 제어하는 관점에서는, 상기 도전부는, 구리 또는 니켈을 포함하는 것이 바람직하고, 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 니켈 등의 금속은, 다른 금속과 합금화되어 있을 수도 있다. 상기 도전부의 재료는, 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금인 것이 바람직하고, 니켈 또는 니켈 합금인 것이 보다 바람직하다.

외표면에 복수의 돌기를 갖는 상기 도전부 100중량％ 중, 구리 또는 니켈의 함유량은 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 25중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 100중량％(전량) 이하이다. 상기 도전부에 있어서의 니켈의 함유량이 상기 하한 이상, 및 상기 상한 이하인 것이 바람직하다.

상기 도전부는 니켈을 주금속으로서 포함하는 것이 바람직하다. 니켈을 포함하는 도전부 전체 100중량％ 중, 니켈의 함유량은 50중량％ 이상인 것이 바람직하다. 니켈을 포함하는 도전부 100중량％ 중, 니켈의 함유량은 바람직하게는 65중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상이다. 니켈의 함유량이 상기 하한 이상이면 전극 간의 접속 저항이 보다 한층 낮아진다.

전극 간의 접속 저항을 보다 한층 낮게 하는 관점에서는, 니켈을 포함하는 도전부는 인 또는 붕소를 포함하는 것이 바람직하고, 인을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 니켈을 포함하는 도전부 전체 100중량％ 중, 인의 함유량은 바람직하게는 0중량％ 초과, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 2중량％ 이상, 특히 바람직하게는 5중량％ 이상, 가장 바람직하게는 10중량％ 초과, 바람직하게는 20중량％ 이하, 보다 바람직하게는 15중량％ 이하이다. 인의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 접속 저항이 보다 한층 낮아진다. 특히, 인의 함유량이 5중량％ 이상이면 접속 저항의 신뢰성이 보다 한층 높아지고, 인의 함유량이 10중량％ 초과이면, 밀착성이 향상되고, 접속 저항의 신뢰성이 보다 한층 높아진다.

상기 도전부에 있어서의 니켈, 붕소 및 인의 함유량을 제어하는 방법으로서는, 예를 들어, 무전해 니켈 도금에 의해 도전부를 형성할 때에, 니켈 도금액의 pH를 제어하는 방법, 무전해 니켈 도금에 의해 도전부를 형성할 때에, 붕소 함유 환원제의 농도를 조정하는 방법, 무전해 니켈 도금에 의해 도전부를 형성할 때에, 인 함유 환원제의 농도를 조정하는 방법, 및 니켈 도금액 중의 니켈 농도를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.

무전해 도금에 의해 형성하는 방법에서는, 일반적으로, 촉매화 공정과, 무전해 도금 공정이 행하여진다. 이하, 무전해 도금에 의해, 수지 입자의 표면에 니켈과 인을 포함하는 합금 도금층을 형성하는 방법의 일례를 설명한다.

상기 촉매화 공정에서는, 무전해 도금에 의해 도금층을 형성하기 위한 기점이 되는 촉매를, 수지 입자의 표면에 형성시킨다.

상기 촉매를 수지 입자의 표면에 형성시키는 방법으로서는, 예를 들어, 염화팔라듐과 염화 주석을 포함하는 용액에 수지 입자를 첨가한 후, 산 용액 또는 알칼리 용액에 의해 수지 입자의 표면을 활성화시켜서, 수지 입자의 표면에 팔라듐을 석출시키는 방법, 및 황산 팔라듐과 아미노 피리딘을 함유하는 용액에 수지 입자를 첨가한 후, 환원제를 포함하는 용액에 의해 수지 입자의 표면을 활성화시켜서, 수지 입자의 표면에 팔라듐을 석출시키는 방법 등을 들 수 있다. 상기 환원제로서, 인 함유 환원제가 적절하게 사용된다. 또한, 상기 환원제로서, 붕소 함유 환원제를 사용함으로써 붕소를 포함하는 도전층을 형성할 수 있다.

상기 무전해 도금 공정에서는, 니켈 함유 화합물 및 상기 인 함유 환원제를 포함하는 니켈 도금욕이 적절하게 사용된다. 니켈 도금욕 중에 수지 입자를 침지시킴으로써, 촉매가 표면에 형성된 수지 입자의 표면에 니켈을 석출시킬 수 있고, 니켈과 인을 포함하는 도전층을 형성할 수 있다.

상기 니켈 함유 화합물로서는, 황산니켈 및 염화니켈 등을 들 수 있다. 상기 니켈 함유 화합물은, 니켈염인 것이 바람직하다.

상기 인 함유 환원제로서는, 차아인산나트륨 등을 들 수 있다. 상기 붕소 함유 환원제로서는, 디메틸아민보란, 수소화붕소나트륨 및 수소화붕소칼륨 등을 들 수 있다.

[코어 물질]

상기 코어 물질이 상기 도전부 중에 매립되어 있는 것에 의해, 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖도록 하는 것이 용이하다. 단, 도전성 입자 및 도전부의 표면에 돌기를 형성하기 위해서, 코어 물질을 반드시 사용하지 않아도 되고, 코어 물질을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는, 상기 도전부의 내부 및 내측에 상기 도전부의 외표면을 융기시키기 위한 코어 물질을 갖지 않은 것이 바람직하다. 상기 도전부가, 상기 도전부의 내부 및 내측에 상기 도전부의 외표면을 융기시키기 위한 코어 물질을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 코어 물질을 사용하지 않고, 구상의 기재 입자의 표면 상에, 돌기를 외표면에 갖는 도전부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전부를 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 추가로 무전해 도금에 의해 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 돌기를 형성하는 다른 방법으로서는, 기재 입자의 표면 상에, 제1 도전부를 형성한 후, 그 제1 도전부 상에 코어 물질을 배치하고, 다음으로 제2 도전부를 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 도중 단계에서, 코어 물질을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 기재 입자의 표면 상에 코어 물질을 배치시키는 방법으로서는, 예를 들어, 기재 입자의 분산액 중에 코어 물질을 첨가하고, 기재 입자의 표면에 코어 물질을, 예를 들어, 반데발스힘에 의해 집적시켜 부착시키는 방법, 및 기재 입자를 넣은 용기에 코어 물질을 첨가하고, 용기의 회전 등에 의한 기계적인 작용에 의해 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 부착시키는 코어 물질의 양을 제어하기 쉽기 때문에, 분산액 중의 기재 입자의 표면에 코어 물질을 집적시켜 부착시키는 방법이 바람직하다.

상기 코어 물질의 재료로서는, 도전성 물질 및 비도전성 물질을 들 수 있다. 상기 도전성 물질로서는, 예를 들어, 금속, 금속의 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 중합체 등을 들 수 있다. 상기 도전성 중합체로서는, 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 상기 비도전성 물질로서는, 실리카, 알루미나 및 지르코니아 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 산화막의 관통 효과를 높이기 위해서는, 코어 물질이 단단한 편이 바람직하다. 상기 코어 물질은 금속 입자인 것이 바람직하다. 상기 코어 물질의 재료인 금속으로서는, 상기 도전 재료의 재료로서 예를 든 금속을 적절히 사용 가능하다.

상기 코어 물질의 재료의 구체예로서는, 티타늄산바륨(모스 경도 4.5), 니켈(모스 경도 5), 실리카(이산화규소, 모스 경도 6 내지 7), 산화티타늄(모스 경도 7), 지르코니아(모스 경도 8 내지 9), 알루미나(모스 경도 9), 탄화텅스텐(모스 경도 9) 및 다이아몬드(모스 경도 10) 등을 들 수 있다. 상기 무기 입자는, 니켈, 실리카, 산화티타늄, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 또는 다이아몬드인 것이 바람직하고, 실리카, 산화티타늄, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 또는 다이아몬드인 것이 보다 바람직하고, 산화티타늄, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 또는 다이아몬드인 것이 더욱 바람직하고, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 또는 다이아몬드인 것이 특히 바람직하다. 상기 코어 물질의 재료의 모스 경도는 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 6 이상, 더욱 바람직하게는 7 이상, 특히 바람직하게는 7.5 이상이다.

상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 덩어리상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 예를 들어, 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집한 응집 덩어리, 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다.

상기 금속으로서는, 예를 들어, 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 및 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-납-은 합금 및 탄화텅스텐 등의 2종류 이상의 금속으로 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 니켈, 구리, 은 또는 금이 바람직하다. 상기 코어 물질을 형성하기 위한 금속은, 상기 도전부를 형성하기 위한 금속과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 상기 코어 물질을 형성하기 위한 금속은, 상기 도전부를 형성하기 위한 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코어 물질을 형성하기 위한 금속은, 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코어 물질을 형성하기 위한 금속은, 니켈을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 코어 물질의 평균 직경(평균 입자 직경)은 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 상기 코어 물질의 평균 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다.

상기 코어 물질의 「평균 직경(평균 입자 직경)」은, 수 평균 직경(수 평균 입자 직경)을 나타낸다. 코어 물질의 평균 직경은, 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구해진다.

[절연성 물질]

본 발명에 따른 도전성 입자는, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극 간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극 간의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때에 복수의 전극 간에 절연성 물질이 존재하므로, 상하의 전극 간이 아니라 가로 방향으로 인접하는 전극 간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극 간의 접속 시에, 2개의 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 가지므로, 도전성 입자의 도전부와 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다.

전극 간의 압착 시에 상기 절연성 물질을 보다 한층 용이하게 배제할 수 있는 것으로부터, 상기 절연성 물질은 절연성 입자인 것이 바람직하다.

상기 절연성 물질의 재료인 절연성 수지의 구체예로서는, 폴리올레핀류, (메트)아크릴레이트 중합체, (메트)아크릴레이트 공중합체, 블록 중합체, 열가소성 수지, 열가소성 수지의 가교물, 열 경화성 수지 및 수용성 수지 등을 들 수 있다.

상기 폴리올레핀류로서는, 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트 중합체로서는, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리에틸(메트)아크릴레이트 및 폴리부틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 블록 중합체로서는, 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산에스테르 공중합체, SB형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 및 SBS형 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 및 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 비닐 중합체 및 비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 열 경화성 수지로서는, 에폭시 수지, 페놀 수지 및 멜라민 수지 등을 들 수 있다. 상기 수용성 수지로서는, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥시드 및 메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 수용성 수지가 바람직하고, 폴리비닐알코올이 보다 바람직하다.

상기 도전부의 표면 상에 절연성 물질을 배치하는 방법으로서는, 화학적 방법, 및 물리적 또는 기계적 방법 등을 들 수 있다. 상기 화학적 방법으로서는, 예를 들어, 계면 중합법, 입자 존재 하에서의 현탁 중합법 및 유화 중합법 등을 들 수 있다. 상기 물리적 또는 기계적 방법으로서는, 스프레이 드라이, 하이브리다이제이션, 정전 부착법, 분무법, 디핑 및 진공 증착에 의한 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 절연성 물질이 탈리하기 어려운 점에서, 상기 도전부의 표면에, 화학 결합을 통하여 상기 절연성 물질을 배치하는 방법이 바람직하다.

상기 도전부의 외표면, 및 절연성 입자의 표면은 각각, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 피복되어 있을 수도 있다. 도전부의 외표면과 절연성 입자의 표면이란, 직접 화학 결합하고 있지 않아도 되고, 반응성 관능기를 갖는 화합물에 의해 간접적으로 화학 결합하고 있을 수도 있다. 도전부의 외표면에 카르복실기를 도입한 후, 그 카르복실기가 폴리에틸렌이민 등의 고분자 전해질을 통하여 절연성 입자의 표면 관능기와 화학 결합하고 있어도 상관없다.

상기 절연성 물질의 평균 직경(평균 입자 직경)은 도전성 입자의 입자 직경 및 도전성 입자의 용도 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 절연성 물질의 평균 직경(평균 입자 직경)은 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다. 절연성 물질의 평균 직경이 상기 하한 이상이면 도전성 입자가 바인더 수지 중에 분산되었을 때에 복수의 도전성 입자에 있어서의 도전부끼리가 접촉되기 어려워진다. 절연성 입자의 평균 직경이 상기 상한 이하이면, 전극 간의 접속 시에, 전극과 도전성 입자 사이의 절연성 물질을 배제하기 위해서, 압력을 너무 높게 할 필요가 없어지고, 고온으로 가열할 필요도 없어진다.

상기 절연성 물질의 「평균 직경(평균 입자 직경)」은, 수 평균 직경(수 평균 입자 직경)을 나타낸다. 절연성 물질의 평균 직경은 입도 분포 측정 장치 등을 사용하여 구해진다.

(도전 재료)

본 발명에 따른 도전 재료는 상술한 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함한다. 상기 도전성 입자는, 바인더 수지 중에 분산되어서 사용되는 것이 바람직하고, 바인더 수지 중에 분산되어서 도전 재료로서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 전극 간의 전기적인 접속에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는 회로 접속 재료인 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더 수지로서 공지된 절연성의 수지가 사용된다.

상기 바인더 수지로서는, 예를 들어, 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 바인더 수지는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

상기 비닐 수지로서는, 예를 들어, 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들어, 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 예를 들어, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는, 상온 경화형 수지, 열 경화형 수지, 광 경화형 수지 또는 습기 경화형 수지일 수도 있다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용될 수도 있다. 상기 열가소성 블록 공중합체로서는, 예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 엘라스토머로서는, 예를 들어, 스티렌-부타디엔 공중합 고무, 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록공중합 고무 등을 들 수 있다.

상기 도전 재료는 상기 도전성 입자 및 상기 바인더 수지 이외에, 예를 들어, 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.

본 발명에 따른 도전 재료는 도전 페이스트 및 도전 필름 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 도전 재료가 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 도전 필름에, 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있을 수도 있다. 상기 도전 페이스트는, 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 상기 도전 필름은, 이방성 도전 필름인 것이 바람직하다.

상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 바인더 수지의 함유량은 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상, 바람직하게는 99.99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이하이다. 상기 바인더 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되어, 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 보다 한층 높아진다.

상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 바람직하게는 40중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 10중량％ 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.

(접속 구조체)

상기 도전성 입자를 사용하여, 또는 상기 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료를 사용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.

상기 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 그 접속부가 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상술한 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체인 것이 바람직하다. 도전성 입자가 사용된 경우에는, 접속부 자체가 도전성 입자이다. 즉, 제1, 제2 접속 대상 부재가 도전성 입자에 의해 접속된다.

도 4에, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 단면도로 도시한다.

도 4에 도시하는 접속 구조체(51)는 제1 접속 대상 부재(52)와, 제2 접속 대상 부재(53)와, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)를 접속하고 있는 접속부(54)를 구비한다. 접속부(54)는 도전성 입자(1)를 포함하는 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다. 접속부(54)는 도전성 입자(1)와 바인더 수지(54a)를 포함한다. 또한, 도 4에서는, 도전성 입자(1)는 도시의 편의상, 개략도적으로 도시되어 있다. 도전성 입자(1) 대신에, 도전성 입자(1A, 1B) 등을 사용할 수도 있다.

제1 접속 대상 부재(52)는 표면(상면)에 복수의 제1 전극(52a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)는 표면(하면)에 복수의 제2 전극(53a)을 갖는다. 제1 전극(52a)과 제2 전극(53a)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(52, 53)가 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서는, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재 사이에 상기 도전 재료를 배치하고, 적층체를 얻은 후, 그 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 가압의 압력은 9.8×10⁴ 내지 4.9×10⁶Pa 정도이다. 상기 가열의 온도는, 120 내지 220℃ 정도이다. 플렉시블 프린트 기판의 전극, 수지 필름 상에 배치된 전극 및 터치 패널의 전극을 접속하기 위한 상기 가압의 압력은 9.8×10⁴ 내지 1.0×10⁶Pa 정도이다.

상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는, 반도체칩, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 유리 에폭시 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재는 전자 부품인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는, 전자 부품에 있어서의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 것이 바람직하다.

상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 은 전극, 몰리브덴 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 프린트 기판일 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판일 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극일 경우에는, 알루미늄만으로 형성된 전극일 수도 있고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극일 수도 있다. 상기 금속 산화물층의 재료로서는, 3가의 금속 원소가 도핑된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도핑된 산화아연 등을 들 수 있다. 상기 3가의 금속 원소로서는, Sn, Al 및 Ga 등을 들 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

(1) 도전성 입자의 제작

기재 입자 A로서, 입자 직경이 3.0㎛인 디비닐벤젠 공중합체 수지 입자(세끼스이 가가꾸 고교사 제조의 「마이크로펄 SP-203」)를 준비하였다.

팔라듐 촉매액을 5중량％ 포함하는 알칼리 용액 100중량부에, 상기 수지 입자 10중량부를, 초음파 분산기를 사용하여 분산시킨 후, 용액을 여과함으로써, 수지 입자를 취출하였다. 계속해서, 수지 입자를 디메틸아민보란 1중량％ 용액 100중량부에 첨가하여, 수지 입자의 표면을 활성화시켰다. 표면이 활성화된 수지 입자를 충분히 수세한 후, 증류수 500중량부에 가하고, 분산시킴으로써, 현탁액을 얻었다.

현탁액을, 황산니켈 0.09mol/L, 질산탈륨 30ppm 및 질산비스무트 20ppm의 용액 중에 넣어서, 입자 혼합액 (A)를 얻었다.

또한 별도로, 황산니켈 0.23mol/L, 디메틸아민보란 0.92mol/L, 시트르산나트륨 0.25mol/L, 텅스텐산나트륨 0.05mol/L, 질산탈륨 140ppm, 및 질산비스무트 30ppm을 포함하는 니켈 도금액 (B)(pH8.0)를 준비하였다.

40℃로 조정한 분산 상태의 입자 혼합액 (A)에 상기 니켈 도금액 (B)를 서서히 적하하여, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 니켈 도금액 (B)의 적하 속도는, 10ml/분으로 설정하였다. 니켈 도금액 (B)의 적하 중에는, 발생된 Ni 돌기핵을 초음파 교반에 의해 분산하면서 니켈 도금을 행하였다.

그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다.

(2) 이방성 도전 재료의 제작

얻어진 도전성 입자 7중량부와, 비스페놀 A형 페녹시 수지 25중량부와, 플루오렌형 에폭시 수지 4중량부와, 페놀노볼락형 에폭시 수지 30중량부와, SI-60L(산신가가꾸 고교사 제조)을 배합하고, 3분간 탈포 교반함으로써, 이방성 도전 페이스트를 얻었다.

(3) 접속 구조체의 제작

L/S가 10㎛/20㎛인 IZO 전극 패턴(제1 전극, 전극 표면의 금속 비커스 경도 100Hv)이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 10㎛/20㎛인 Au 전극 패턴(제2 전극, 전극 표면의 금속 비커스 경도 50Hv)이 하면에 형성된 반도체칩을 준비하였다.

(실시예 2)

니켈 도금액 (B) 중의 황산니켈 농도 0.23mol/L를 0.46mol/L로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.2㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다.

얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 3)

니켈 도금액 (B)의 pH를 8.0으로부터 6.0으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 4)

상기 니켈 도금액 (B)의 적하 속도를 1/2의 속도로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 5)

상기 니켈 도금액 (B)에 있어서의 질산탈륨 140ppm을 이산화오바나듐 200ppm으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 6)

또한, 황산니켈 0.23mol/L, 디메틸아민보란 0.92mol/L, 시트르산나트륨 0.25mol/L, 텅스텐산나트륨 0.05mol/L, 질산탈륨 140ppm, 및 질산비스무트 30ppm을 포함하는 니켈 도금액 (B)(pH8.0)를 준비하였다.

또한, 디메틸아민보란 2.0mol/L, 수산화나트륨 0.05mol/L를 포함하는 돌기 형성용 도금액 (C)(pH10.0)를 준비하였다.

40℃로 조정한 분산 상태의 입자 혼합액 (A)에 상기 니켈 도금액 (B)를 서서히 적하하여, 무전해 니켈 도금을 행하였다. 니켈 도금액 (B)의 적하 속도는, 10ml/분으로 설정하였다. 니켈 도금액 (B)의 적하 중에는, 발생된 Ni 돌기핵을 초음파 교반에 의해 분산하면서 니켈 도금을 행하였다. 그 후, 도전층에 돌기를 형성하기 위해서, 돌기 형성용 도금액 (C)를 서서히 적하하고, 돌기를 형성하였다. 돌기 형성용 도금액 (C)의 적하 속도는, 2ml/분으로 설정하였다. 돌기 형성용 도금액 (C)의 적하 중에는, 발생된 Ni 돌기핵을 초음파 교반에 의해 분산하면서 니켈 도금을 행하였다.

그 후, 현탁액을 여과함으로써, 입자를 취출하고, 수세하고, 건조함으로써, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 7)

기재 입자 A와 입자 직경만이 상이하고, 입자 직경이 2.5㎛인 기재 입자 B로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 8)

기재 입자 A와 입자 직경만이 상이하고, 입자 직경이 10.0㎛인 기재 입자 C로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 9)

입자 직경이 2.0㎛인 디비닐벤젠 공중합체 수지 입자(세끼스이 가가꾸 고교사 제조의 「마이크로펄 SP-202」)의 표면을, 졸겔 반응에 의한 축합 반응을 사용하여 실리카 쉘(두께 250nm)에 의해 피복한 코어 쉘형의 유기 무기 혼성화 입자(기재 입자 D)를 얻었다. 상기 기재 입자 A를 상기 기재 입자 D로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 10)

교반기 및 온도계가 설치된 500mL의 반응 용기 내에, 0.13중량％의 암모니아 수용액 300g을 넣었다. 이어서, 반응 용기 내의 암모니아 수용액 중에, 메틸트리메톡시실란 4.1g과, 비닐트리메톡시실란 19.2g과, 실리콘알콕시올리고머(신에쯔 가가꾸 고교사 제조의 「X-41-1053」) 0.7g의 혼합물을 천천히 첨가하였다. 교반하면서, 가수분해 및 축합 반응을 진행시킨 후, 25중량％ 암모니아 수용액 2.4mL를 첨가한 후, 암모니아 수용액 중으로부터 입자를 단리하고, 얻어진 입자를 산소 분압 10^-17atm, 350℃에서 2시간 소성하여, 입자 직경이 2.5㎛인 유기 무기 혼성화 입자(기재 입자 E)를 얻었다. 상기 기재 입자 A를 상기 기재 입자 E로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 11)

4구 세퍼러블 커버, 교반 날개, 삼방 코크, 냉각관 및 온도 프로브가 설치된 1000mL의 세퍼러블 플라스크에, 메타크릴산메틸 100mmol과, N,N,N-트리메틸-N-2-메타크릴로일옥시에틸암모늄클로라이드 1mmol과, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 이염산염 1mmol을 포함하는 단량체 조성물을 고형분율이 5중량％가 되도록 이온 교환수에 칭량한 후, 200rpm으로 교반하고, 질소 분위기 하 70℃에서 24시간 중합을 행하였다. 반응 종료 후, 동결 건조하여, 표면에 암모늄기를 갖고, 평균 입자 직경 220nm 및 CV값 10％의 절연성 입자를 얻었다.

절연성 입자를 초음파 조사 하에서 이온 교환수에 분산시켜서, 절연성 입자의 10중량％ 수분산액을 얻었다.

실시예 6에서 얻어진 도전성 입자 10g을 이온 교환수 500mL에 분산시키고, 절연성 입자의 수분산액 4g을 첨가하고, 실온에서 6시간 교반하였다. 3㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 추가로 메탄올로 세정하고, 건조하여, 절연성 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.

주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰한 바, 도전성 입자의 표면에 절연성 입자에 의한 피복층이 1층만 형성되어 있었다. 화상 해석에 의해 도전성 입자의 중심으로부터 2.7㎛ 면적에 대한 절연성 입자의 피복 면적(즉 절연성 입자의 입자 직경 투영 면적)을 산출한 바, 피복률은 30％였다.

(실시예 12)

니켈 도금액 (B)에 있어서의 시트르산나트륨 0.25mol/L를 말론산이나트륨0.5mol/L로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(실시예 13)

니켈 도금액 (B)에 있어서의 시트르산나트륨 0.25mol/L를 프로피온산나트륨 1.0mol/L로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(비교예 1)

니켈 도금액 (B)에 있어서의 디메틸아민보란 0.92mol/L를 차아인산나트륨 1.38mol/L로 변경한 것, 및 돌기 형성용 도금액 (C) 디메틸아민보란 2.0mol/L를 차아인산나트륨 2.18mol/L로 변경한 것, 및 니켈 도금액 (B)에 있어서의 시트르산나트륨 0.25mol/L를 타르타르산나트륨 0.3mol/L로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-인 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(비교예 2)

돌기 형성용 도금액 (C)를 초음파 교반을 행하지 않고 적하한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-붕소 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(비교예 3)

금속 니켈 입자 슬러리(미쯔이 긴조꾸사 제조의 「2020SUS」, 평균 입자 직경 150nm)를 사용하여, 실시예 1에서 사용한 수지 입자의 표면에 금속 니켈 입자를 부착시킨 후에, 도전층을 형성하고, 도전부의 외표면에 돌기를 형성한 것, 및 니켈 도금액 (B)에 있어서의 디메틸아민보란 0.92mol/L를, 차아인산나트륨 1.38mol/L로 변경한 것, 및 돌기 형성용 도금액 (C) 디메틸아민보란 2.0mol/L를, 차아인산나트륨 2.18mol/L로 변경한 것 이외에는, 도전층은 실시예 6과 동일하게 하여 형성하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-인 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

(비교예 4)

니켈 도금액 (B)에 있어서의 디메틸아민보란 0.92mol/L를 차아인산나트륨 1.38mol/L로 변경한 것, 및 돌기 형성용 도금액 (C) 디메틸아민보란 2.0mol/L를 차아인산나트륨 2.18mol/L로 변경한 것, 및 니켈 도금액 (B)에 있어서의 시트르산나트륨 0.25mol/L를 프로피온산나트륨 1.0mol/L로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 도전성 입자를 제작하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 니켈-인 도전층(두께 0.1㎛)을 배치하여, 외표면이 돌기를 갖는 도전층인 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제작하였다.

또한, 상기 실시예, 비교예에서는 모두, 돌기의 높이는 도전성 입자의 입자 직경의 1/15 이상 1/6 이하였다.

(평가)

(1) 결정자 크기

X선 회절 장치(리가꾸 덴끼사 제조의 「RINT2500VHF」)를 사용하여, 관전압 40kV, 관전류 50mA, X선: CuKα선, 및 파장 λ: 1.541Å의 조건으로, 도전부에 있어서의 결정자 크기를 측정하였다.

(2) 결정 격자 변형

X선 회절 장치(리가꾸 덴끼사 제조의 「RINT2500VHF」)를 사용하여, 관전압 40kV, 관전류 50mA, X선: CuKα선, 및 파장 λ: 1.541Å의 조건으로, 도전부에 있어서의 결정 격자 변형을 측정하였다.

(3) 돌기의 상태

주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 화상 배율을 25000배로 설정하고, 10개의 도전성 입자를 무작위로 선택하고, 각각의 도전성 입자의 돌기부를 관찰하였다. 모든 돌기부는, 금속 또는 금속의 합금 입자 사이에 입계가 관찰되는지 여부를 평가하고, 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않고, 또한 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있는 돌기부(제1 돌기부)와, 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성되어 있는 돌기부(제2 돌기부)로 분별하였다. 이와 같이 하여, 1개의 도전성 입자당의 1) 제1 돌기부의 개수와, 2) 제2 돌기부의 개수를 계측하였다. 제1, 제2 돌기부의 전체 개수 100％ 중의 제1, 제2 돌기부의 비율을 산출하였다.

(4) 결정 구조의 확인(연속성)

전계 방사형 투과 전자 현미경(FE-TEM)(니혼덴시사 제조의 「JEM-ARM200F」)을 사용하여, 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전부에 있어서의 결정립계의 유무를 500만배로 평가하였다. 또한, 도전부에 있어서의 돌기가 있는 부분과 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있는지의 여부를 평가하였다.

(5) 도전성 입자의 압축 탄성률(10％ K값)

도전성 입자의 10％ K값을, 23℃의 조건으로, 상술한 방법에 의해, 미소 압축 시험기(피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.

(6) 전극 간의 접속 저항

얻어진 접속 구조체의 상하 전극 간의 접속 저항을 각각, 4 단자법에 의해 측정하였다. 2개의 접속 저항의 평균값을 산출하였다. 또한, 전압=전류×저항의 관계로부터, 일정한 전류를 흘렸을 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 전극 간의 접속 저항을 다음의 기준으로 판정하였다.

[전극 간의 접속 저항의 판정 기준]

○○○: 접속 저항이 2.0Ω 이하

○○: 접속 저항이 2.0Ω 초과 3.0Ω 이하

○: 접속 저항이 3.0Ω 초과 5.0Ω 이하

△: 접속 저항이 5.0Ω 초과 10Ω 이하

×: 접속 저항이 10Ω 초과

(7) 돌기의 높이

주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 화상 배율을 25000배로 설정하고, 10개의 도전성 입자를 무작위로 선택하고, 각각의 도전성 입자의 돌기부를 관찰하였다. 얻어진 도전성 입자에 있어서의 돌기부의 높이를 계측하였다.

결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

1, 1A, 1B: 도전성 입자
1a, 1Aa, 1Ba: 돌기
2, 2A: 기재 입자
2Ax: 유기 코어
2Ay: 무기 쉘
3, 3A, 3B: 도전부
3a, 3Aa: 돌기
3Bx: 제1 도전부
3By: 제2 도전부
3Bya: 돌기
4: 코어 물질
5: 절연성 물질
51: 접속 구조체
52: 제1 접속 대상 부재
52a: 제1 전극
53: 제2 접속 대상 부재
53a: 제2 전극
54: 접속부
54a: 바인더 수지

Claims

기재 입자와,
상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며,
상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖고,
상기 도전부가 결정 구조를 갖고,
전자 현미경으로 관찰했을 때에, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분 사이에 결정립계가 없으며, 상기 도전부에 있어서의 상기 돌기가 있는 부분과 상기 돌기가 없는 부분에서 결정 구조가 연속하고 있는, 도전성 입자.
제1항에 있어서, 상기 도전부가, 금속 또는 금속의 합금에 의해 형성되어 있고,
상기 돌기가, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결하여 형성되어 있지 않은 복수의 제1 돌기부를 갖고,
상기 돌기가, 상기 금속 또는 금속의 합금 입자가 열상으로 복수개 연결된 입자 연결체에 의해 형성된 제2 돌기부를 갖지 않거나, 또는 적어도 1개 갖고,
상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％중의 70％ 이상이 상기 제1 돌기부인, 도전성 입자.
제2항에 있어서, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부의 전체 개수 100％중의 90％ 이상이 상기 제1 돌기부인, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부에 있어서의 결정자 크기가 0.1nm 이상 100nm 이하인, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부에 있어서의 결정 격자 변형이 0.001％ 이상 10％ 이하인, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부가 니켈을 포함하는, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부의 내부 및 내측에 상기 도전부의 외표면을 융기시키기 위한 코어 물질을 갖지 않은, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기의 높이가 상기 도전성 입자의 입자 직경의 1/100 이상인, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전부의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하는, 도전성 입자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 도전 재료.
제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며,
상기 접속부가, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.