KR20130122730A - Conductive particles, anisotropic conductive material and connection structure - Google Patents
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- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
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- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/32227—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the layer connector connecting to a bond pad of the item
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- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
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Abstract
본 발명은, 도전성 입자에 큰 힘이 부여되어도 도전층에 큰 균열이 발생하기 어려운 도전성 입자, 및 상기 도전성 입자를 사용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공한다. 본 발명에 관한 도전성 입자 (1)은, 기재 입자 (2)와, 상기 기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 설치된 구리-주석층 (3)을 구비한다. 구리-주석층 (3)은 구리와 주석의 합금을 포함한다. 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량은 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량은 25 중량% 이상 80 중량% 미만이다. 본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 도전성 입자 (1)과, 결합제 수지를 포함한다. 본 발명에 관한 접속 구조체는 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비한다. 상기 접속부가 도전성 입자 (1), 또는 도전성 입자 (1)을 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다.This invention provides the electroconductive particle which is hard to produce a big crack in a conductive layer even if a large force is provided to electroconductive particle, and the anisotropic conductive material and bonded structure which used the said electroconductive particle. The electroconductive particle 1 which concerns on this invention is equipped with the substrate particle 2 and the copper- tin layer 3 provided on the surface 2a of the said substrate particle 2. The copper-tin layer 3 comprises an alloy of copper and tin. Content of copper in the copper- tin layer 3 whole is more than 20 weight% and 75 weight% or less, and content of tin is 25 weight% or more and less than 80 weight%. The anisotropic conductive material which concerns on this invention contains electroconductive particle 1 and binder resin. The connection structure which concerns on this invention is equipped with the 1st connection object member, the 2nd connection object member, and the connection part which connects the said 1st, 2nd connection object member. The said connection part is formed of the anisotropic electrically-conductive material containing electroconductive particle 1 or electroconductive particle 1.
Description
본 발명은, 예를 들면 전극간의 접속에 사용할 수 있는 도전성 입자에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 설치된 도전층을 갖는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 도전성 입자를 사용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.This invention relates to the electroconductive particle which can be used for the connection between electrodes, for example, More specifically, it is related with the electroconductive particle which has a substrate particle and the conductive layer provided on the surface of the said substrate particle. Moreover, this invention relates to the anisotropic conductive material and bonded structure which used the said electroconductive particle.
이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료에서는 결합제 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.Anisotropic conductive materials, such as an anisotropic conductive paste and an anisotropic conductive film, are widely known. In the said anisotropic conductive material, electroconductive particle is disperse | distributed in binder resin.
상기 이방성 도전 재료는, IC 칩과 플렉시블 인쇄 회로 기판의 접속 및 IC 칩과 ITO 전극을 갖는 회로 기판의 접속 등에 사용되고 있다. 예를 들면, IC 칩의 전극과 회로 기판의 전극 사이에 이방성 도전 재료를 배치한 후, 가열 및 가압함으로써 이들 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.The said anisotropic electrically-conductive material is used for the connection of an IC chip and a flexible printed circuit board, and the connection of the circuit board which has an IC chip and an ITO electrode. For example, after the anisotropic conductive material is disposed between the electrodes of the IC chip and the electrodes of the circuit board, these electrodes can be electrically connected by heating and pressing.
상기 이방성 도전 재료에 사용되는 도전성 입자의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 설치된 구리층을 구비하는 도전성 입자가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 이러한 도전성 입자가 구체적인 실시예에서는 개시되어 있지 않지만, 대향하는 회로의 접속에 있어서 양호한 전기적 접속이 얻어지는 것이 기재되어 있다.As an example of the electroconductive particle used for the said anisotropic conductive material, the following
특허문헌 1에 기재된 실시예에서 다용되고 있는 바와 같이, 종래 니켈층을 갖는 도전성 입자가 주류를 이루고 있다. 그러나, 니켈 자체는 전기 저항이 높고, 접속 저항을 낮추는 것이 곤란하다는 문제가 있다. 이에 비해, 구리는 전기 저항이 낮기 때문에, 접속 저항을 낮추는 관점에서는 도전성 입자의 도전층으로서 구리를 적용하면 유리하다. 그러나, 구리는 니켈 등과 비교하여 부드러운 성질을 갖는다. 따라서, 구리에 의해 형성된 도전층이 지나치게 부드러워 도전성 입자에 큰 힘이 부여되면, 도전층에 균열이 발생하기 쉽다. 예를 들면, 종래의 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하여 접속 구조체를 얻은 경우, 도전층에 큰 균열이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 전극간을 확실하게 접속할 수 없는 경우가 있다.As is being used abundantly in the Example of
또한, 구리를 포함하는 도전층을 갖는 도전성 입자로서, 하기의 특허문헌 2에는 주석-은-구리의 3원계의 합금 피막을 갖는 도전성 입자가 개시되어 있다. 특허문헌 2의 실시예에서는, 도전성 입자를 얻기 위해 구리 금속 입자의 표면에 주석도금 피막을 형성하고, 이어서 은 도금 피막을 형성하고, 240 ℃ 이상으로 가열함으로써 금속 열 확산을 일으켜, 주석-은-구리의 3원계 합금 피막을 형성하고 있다.Moreover, as electroconductive particle which has a conductive layer containing copper, the electroconductive particle which has the alloy film of the tin-silver-copper ternary system is disclosed by following
상기 특허문헌 2에서는, 주석-은-구리의 3원계의 합금 피막에 있어서의 조성의 함유 비율은 주석이 80 내지 99.8 중량%, 은이 0.1 내지 10 중량%, 구리가 0.1 내지 10 중량%인 것이 기재되어 있다. 구체적으로는, 상기 특허문헌 2의 모든 실시예에서는 주석이 96.5 중량%, 은이 3 중량%, 구리가 0.5 중량%인 합금 피막이 형성되어 있다. 이 도전성 입자는 은과 구리를 비교적 적게 포함하면서도 주석을 비교적 많이 포함하기 때문에, 주석-은-구리의 3원계의 합금 피막의 융점이 비교적 낮아진다. 융점이 낮은 도전층을 갖는 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료는, 접속 구조체를 형성하기 위한 가열 압착시에 열에 의해 도전층의 유동이 발생하고, 필요 이상으로 유출되는 경우가 있기 때문에, 전극과 접하고 있는 도전층의 두께가 지나치게 얇아져, 접속 불량이 발생하는 경우가 있다.In the said
본 발명의 목적은, 도전성 입자에 큰 힘이 부여되어도 도전층에 큰 균열이 발생하기 어려운 도전성 입자, 및 상기 도전성 입자를 사용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.The objective of this invention is providing the electroconductive particle which is hard to produce a big crack in a conductive layer even if a large force is given to electroconductive particle, and the anisotropic conductive material and bonded structure which used the said electroconductive particle.
또한, 본 발명의 한정적인 목적은 구리-주석층의 융점이 높고, 접속 구조체를 형성하기 위한 가열 압착시에 구리-주석층의 과도한 열 변형 및 유출을 억제할 수 있는 도전성 입자, 및 상기 도전성 입자를 사용한 이방성 도전 재료 및 접속 구조체를 제공하는 것이다.In addition, a limited object of the present invention is a conductive particle having a high melting point of the copper-tin layer and capable of suppressing excessive thermal deformation and outflow of the copper-tin layer at the time of heat pressing for forming a bonded structure, and the conductive particles. It is to provide an anisotropic conductive material and a bonded structure using.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 설치된 구리와 주석을 포함하는 구리-주석층을 구비하며, 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하고, 상기 구리-주석층 전체에서의 구리의 함유량이 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량이 25 중량% 이상 80 중량% 미만인 도전성 입자가 제공된다.According to a broad aspect of the present invention, there is provided a substrate particle and a copper-tin layer comprising copper and tin provided on a surface of the substrate particle, the copper-tin layer comprising an alloy of copper and tin, The electroconductive particle whose content of copper in the whole copper- tin layer is more than 20 weight% and 75 weight% or less, and content of tin is 25 weight% or more and less than 80 weight% is provided.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 구리-주석층의 융점이 550 ℃ 이상이다.In a specific aspect of the electroconductive particle which concerns on this invention, melting | fusing point of the said copper- tin layer is 550 degreeC or more.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 구리-주석층 전체에서의 구리의 함유량이 40 중량% 이상 60 중량% 이하이며, 주석의 함유량이 40 중량% 이상 60 중량% 이하이다.In certain specific aspects of the electroconductive particle which concerns on this invention, content of copper in the said copper- tin layer whole is 40 weight% or more and 60 weight% or less, and content of tin is 40 weight% or more and 60 weight% or less.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는 표면에 돌기를 갖는다.In certain specific aspects of the electroconductive particle which concerns on this invention, the said electroconductive particle has a processus | protrusion on the surface.
본 발명에 관한 도전성 입자의 다른 특정한 국면에서는, 상기 구리-주석층의 표면 상에 배치된 절연성 물질이 구비된다.In another specific situation of the electroconductive particle which concerns on this invention, the insulating substance arrange | positioned on the surface of the said copper- tin layer is provided.
본 발명에 관한 도전성 입자의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 절연성 물질이 절연성 입자이다.In another specific situation of the electroconductive particle which concerns on this invention, the said insulating substance is insulating particle.
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는, 본 발명에 따라 구성된 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함한다.The anisotropic conductive material which concerns on this invention contains the electroconductive particle comprised by this invention, and binder resin.
본 발명에 관한 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가 본 발명에 따라 구성된 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있다.The bonded structure which concerns on this invention is equipped with the connection part which connects the 1st connection object member, the 2nd connection object member, and the said 1st, 2nd connection object member, The said electroconductive particle comprised by the said connection part according to this invention. It is formed of or is formed of the anisotropic conductive material containing the said electroconductive particle and binder resin.
본 발명에 관한 도전성 입자는, 기재 입자의 표면 상에 구리와 주석을 포함하는 구리-주석층이 설치되어 있으며, 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하고, 상기 구리-주석층 전체에서의 구리의 함유량이 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량이 25 중량% 이상 80 중량% 미만이기 때문에, 도전성 입자에 큰 힘이 부여되어도 도전층에 큰 균열이 발생하기 어렵다.As for the electroconductive particle which concerns on this invention, the copper- tin layer containing copper and tin is provided on the surface of a substrate particle, The said copper- tin layer contains the alloy of copper and tin, The said copper- tin layer whole Since content of copper in is more than 20 weight% and 75 weight% or less, and content of tin is 25 weight% or more and less than 80 weight%, even if a large force is given to electroconductive particle, a big crack hardly arises in a conductive layer.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 도전성 입자를 얻는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the electroconductive particle concerning the 2nd Embodiment of this invention.
It is a front sectional drawing which shows typically the bonded structure using the electroconductive particle which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is sectional drawing for demonstrating the method of obtaining the electroconductive particle shown in FIG.
It is sectional drawing which shows the electroconductive particle which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
It is sectional drawing which shows the electroconductive particle concerning the 4th Embodiment of this invention.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 실시예를 설명함으로써 본 발명을 밝힌다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific embodiments and examples of the present invention, with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시하는 도전성 입자 (1)은, 기재 입자 (2)와, 상기 기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 설치된 구리-주석층 (3)을 구비한다. 구리-주석층 (3)은 도전층(제1 도전층)이다. 도전성 입자 (1)은, 구리-주석층 (3)의 표면 (3a) 상에 배치된 절연성 물질을 더 구비하고 있을 수도 있다. 또한, 구리-주석층 (3)의 표면 (3a) 상에, 팔라듐층 등의 다른 도전층(제2 도전층)이 적층되어 있을 수도 있다. 상기 절연성 물질은, 구리-주석층 (3)의 표면 (3a) 상에 팔라듐층 등의 다른 도전층을 통해 간접적으로 배치되어 있을 수도 있다.The
구리-주석층 (3)은 구리와 주석의 합금을 포함한다. 본 실시 형태에서는, 구리-주석층 (3)은 구리-주석 합금층이다. 구리-주석층의 일부 영역은 주석을 포함하고 있지 않을 수도 있고, 구리-주석층의 일부 영역은 구리를 포함하고 있지 않을 수도 있다. 예를 들면, 구리-주석층의 내측 부분이 구리만을 포함하고, 구리-주석층의 외측 부분이 주석만을 포함하고 있을 수도 있다. 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량은 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량은 25 중량% 이상 80 중량% 미만이다.The copper-
본 실시 형태의 특징은, 기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 설치된 구리-주석층 (3)이 구리와 주석의 합금을 포함하고, 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량이 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량이 25 중량% 이상 80 중량% 미만인 것이다. 이러한 구리-주석층 (3)의 형성에 의해 도전층에 큰 힘이 부여되어도 도전층에 큰 균열이 발생하기 어려워진다. 이것은, 구리와 주석의 합금화에 의해 구리-주석층 (3)의 경도가 적절히 높아지기 때문이라고 생각된다. 따라서, 도전성 입자 (1)을 전극간의 접속에 사용하여 접속 구조체를 얻은 경우, 도전층에 큰 균열이 발생하기 어렵고, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 상기 큰 균열이란, 도전층이 기재 입자로부터 박리되고 탈락되어, 전극간의 접속 불량이 발생하는 정도의 균열을 의미한다. 또한, 구리-주석층 (3)은 구리를 비교적 많이 포함하기 때문에, 전극간의 접속 저항을 낮출 수 있다.The characteristic of this embodiment is that the copper-
또한, 구리는 니켈보다 도통성이 높다. 따라서, 도통성을 높이기 위해서는, 니켈이 아닌 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 도전층에 구리를 사용하고 있다. 또한, 본 발명에서는, 일반적으로 땜납이라 불리고 있는 도전 물질과는 달리, 구리를 비교적 많이 사용하고 있다.In addition, copper has higher conductivity than nickel. Therefore, in order to improve conductivity, it is preferable to use copper rather than nickel. In the present invention, copper is used for the conductive layer. In addition, in the present invention, unlike a conductive material generally called solder, copper is used relatively much.
구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량은 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 35 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 40 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이하이다. 구리-주석층 (3) 전체에서의 주석의 함유량은 바람직하게는 30 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이하, 보다 바람직하게는 65 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 60 중량% 이하이다.Content of copper in the copper-
구리-주석층 (3)전체에서의 구리의 함유량은 30 중량% 이상 70 중량% 이하이고, 주석의 함유량은 30 중량% 이상 70 중량% 이하인 것이 바람직하다. 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량은 35 중량% 이상 65 중량% 이하이고, 주석의 함유량은 35 중량% 이상 65 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량은 40 중량% 이상, 60 중량% 이하이고, 주석의 함유량은 40 중량% 이상 60 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.It is preferable that content of copper in the copper-
특히, 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량이 40 중량% 이상 60 중량% 이하이고, 주석의 함유량이 40 중량% 이상 60 중량% 이하인 경우에는, 도전층에 큰 힘이 부여되어도 도전층에 큰 균열이 더욱 발생하기 어려워진다.In particular, when the content of copper in the entire copper-
또한, 본 발명에서의 구리 및 주석 등의 금속의 각 함유량은, 도전층의 금속의 총 중량에 대한 구리 또는 주석의 분량을 중량%로 나타낸 값이다. 이 측정 방법으로서는, 도전층의 금속을 왕수로 녹이고, 상기 금속이 용해된 용액을 ICP(유도 결합 플라즈마, 호리바 세이사꾸쇼 제조 「ULTIMA2」)를 사용하여 계측하여, 얻어진 금속 이온 농도로부터 도전층의 금속의 중량 및 각 금속의 분량을 계산하는 측정 방법을 들 수 있다.In addition, each content of metals, such as copper and tin, in this invention is the value which showed the quantity of copper or tin with respect to the total weight of the metal of a conductive layer in weight%. As the measuring method, the metal of the conductive layer is dissolved with aqua regia, and the solution in which the metal is dissolved is measured by using ICP (inductively coupled plasma, Horiba Seisakusho Co., Ltd. "ULTIMA2") to obtain the conductive layer from the metal ion concentration obtained. The measuring method of calculating the weight of a metal and the quantity of each metal is mentioned.
도 1에 도시하는 도전성 입자 (1)은, 예를 들면 도 4에 도시하는 도전성 입자를 사용하여 얻을 수 있다.The
기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 구리를 포함하는 구리층 (52)를 형성한다. 이어서, 구리층 (52)의 표면 (52a) 상에 주석을 포함하는 주석층 (53)을 형성하여 가열 전의 도전성 입자 (51)을 얻는다. 이어서, 도전성 입자 (51)을 가열하여 구리와 주석을 합금화한다. 구리와 주석을 효율적으로 합금화하기 위해서는, 상기 가열의 온도는 바람직하게는 150 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 180 ℃ 이상, 바람직하게는 250 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 230 ℃ 이하이다. 구리와 주석을 효율적으로 합금화하기 위해서는 200 내지 220 ℃에서 18 내지 24시간 도전성 입자를 가열하는 것이 특히 바람직하다. 구리-주석층 (3)은, 구리와 주석의 합금을 포함하 도록 150 ℃ 이상으로 가열 처리된 구리-주석층인 것이 바람직하다.The
도전성 입자 (51)에 있어서, 구리층 (52)와 주석층 (53)의 각 두께를 조정함으로써, 구리-주석층 (3) 전체에서의 구리의 함유량과 주석의 함유량을 조정할 수 있다.In the
본 발명에 관한 도전성 입자는, 기재 입자의 표면 상에 구리층이 설치되어 있으며, 상기 구리층의 표면 상에 주석층이 설치되어 있는 도전성 입자를 가열함으로써 얻어진 도전성 입자인 것이 바람직하다.It is preferable that the electroconductive particle concerning this invention is electroconductive particle obtained by heating the electroconductive particle in which the copper layer is provided on the surface of a substrate particle, and the tin layer is provided on the surface of the said copper layer.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.It is sectional drawing which shows the electroconductive particle concerning the 2nd Embodiment of this invention.
도 2에 도시하는 도전성 입자 (11)은 기재 입자 (2)와, 상기 기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 설치된 구리-주석층 (12)를 구비한다. 구리-주석층 (12)는 도전층이다. 도전성 입자 (11)은, 기재 입자 (2)의 표면 (2a)에 복수의 코어 물질 (13)을 구비한다. 도전층인 구리-주석층 (12)는, 코어 물질 (13)을 피복하고 있다. 코어 물질 (13)을 도전층이 피복하고 있음으로써, 도전성 입자 (11)은 표면 (11a)에 복수의 돌기 (14)를 갖는다. 도전성 입자 (11)은, 구리-주석층 (12)의 외측의 표면 (12a)에 복수의 돌기 (14)를 갖는다. 돌기 (14)는, 구리-주석층 (12)의 표면 (12a)에 형성되어 있다. 코어 물질 (13)에 의해 구리-주석층 (12)의 표면 (12a)가 융기되어 있고, 돌기 (14)가 형성되어 있다. 돌기 (14)의 내측에 코어 물질 (13)이 배치되어 있다. 구리-주석층 (12)의 표면 (12a) 상에 팔라듐층 등의 다른 도전층이 적층되어 있을 수도 있다.The
도전성 입자 (11)은, 구리-주석층 (12)의 표면 (12a) 상에 배치된 절연성 입자 (15)를 구비한다. 절연성 입자 (15)는 절연성 물질이다. 구리-주석층과 절연성 입자 사이에 팔라듐층 등의 다른 도전층이 존재하고 있을 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 구리-주석층 (12)의 표면 (12a)의 일부 영역이 절연성 입자 (15)에 의해 피복되어 있다. 이와 같이, 도전성 입자는 구리-주석층 등의 도전층의 표면 상에 부착된 절연성 입자 (15)를 구비하고 있을 수도 있다. 단, 절연성 입자 (15)는 반드시 구비되어 있지 않을 수도 있다. 또한, 절연성 입자 (15) 대신에 절연성 수지층이 구비될 수도 있다. 도전성 입자는, 구리-주석층 등의 도전층의 표면 상에 부착된 절연성 수지층을 구비하고 있을 수도 있다. 구리-주석층 등의 도전층의 표면은, 절연성 수지층에 의해 피복되어 있을 수도 있다. 상기 절연성 수지층은 절연성 물질이다.The
도 5에 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 도전성 입자를 단면도로 도시한다.The electroconductive particle concerning 3rd embodiment of this invention is shown in sectional drawing.
도 5에 도시하는 도전성 입자 (61)은 기재 입자 (2)와, 구리-주석층 (3)과, 제2 도전층 (62)를 구비한다. 제2 도전층 (62)는, 도전성 입자 (1)에 있어서의 구리-주석층 (3)의 표면 (3a) 상에 설치되어 있다. 제2 도전층 (62)는, 구리-주석층 (3)과는 상이하다. 또한, 도전성 입자 (11)에 있어서의 구리-주석층 (12)의 표면 (12a) 상에 제2 도전층을 설치할 수도 있다. 또한, 기재 입자의 표면 상에 제2 도전층을 설치하고, 상기 제2 도전층 상에 구리-주석층을 설치할 수도 있다. 즉, 기재 입자와 구리-주석층 사이에 제2 도전층이 배치되어 있을 수도 있다.The
도 6에 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 도전성 입자를 단면도로 도시한다.The electroconductive particle concerning the 4th Embodiment of this invention is shown in sectional drawing in FIG.
도 6에 도시하는 도전성 입자 (71)은 기재 입자 (2)와, 상기 기재 입자 (2)의 표면 (2a) 상에 설치된 구리-주석층 (72)를 구비한다. 구리-주석층 (72)는, 제1 영역과 제1 영역보다 두께가 얇은 영역을 갖는다. 구리-주석층 (72)는 두께 변동을 갖는다.The
상기 기재 입자로서는, 수지 입자, 무기 입자, 유기 무기 혼성 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다.Examples of the substrate particles include resin particles, inorganic particles, organic inorganic hybrid particles, metal particles, and the like.
상기 기재 입자는 수지에 의해 형성된 수지 입자인 것이 바람직하다. 전극간을 접속할 때에는 도전성 입자를 전극간에 배치한 후, 일반적으로 도전성 입자를 압축시킨다. 기재 입자가 수지 입자이면, 압축에 의해 도전성 입자가 변형되기 쉽고, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 커진다. 그 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.The base particles are preferably resin particles formed by a resin. When connecting between electrodes, after arrange | positioning electroconductive particle between electrodes, electroconductive particle is generally compressed. If a substrate particle is a resin particle, electroconductive particle will be easy to deform | transform by compression, and the contact area of electroconductive particle and an electrode will become large. Therefore, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved.
상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서 다양한 유기물이 바람직하게 사용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지 등이 사용된다. 예를 들면, 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킴으로써, 도전 재료에 적합한 임의의 압축시의 물성을 갖는 수지 입자를 설계 및 합성할 수 있다.Various organic substance is used suitably as resin for forming the said resin particle. As resin for forming the said resin particle, For example, Polyolefin, such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polypropylene, polyisobutylene, polybutadiene; Acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; Polyalkylene terephthalate, polysulfone, polycarbonate, polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin and the like are used. For example, by polymerizing one kind or two or more kinds of various polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group, resin particles having any physical properties during compression suitable for the conductive material can be designed and synthesized.
상기 수지 입자를 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜 얻는 경우, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.When the said resin particle is obtained by superposing | polymerizing the monomer which has an ethylenically unsaturated group, as a monomer which has the said ethylenically unsaturated group, a non-crosslinkable monomer and a crosslinkable monomer are mentioned.
상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들면 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.Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene-based monomers such as styrene and? -Methylstyrene; Carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl Alkyl (meth) acrylates such as acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; (Meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate; Nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, and propyl vinyl ether; Acid vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate and vinyl stearate; Unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene and butadiene; Halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride and chlorostyrene.
상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들면 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)테트라메틸렌디(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.Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) (Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di Polyfunctional (meth) acrylates such as (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, (poly) tetramethylene di (meth) acrylate and 1,4-butanediol di (meth) acrylate; (Meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, trimethoxysilylstyrene, trimethylolpropane trimethoxysilane, triallyl trimellitate, divinyl benzene, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, , Silane-containing monomers such as vinyltrimethoxysilane, and the like.
상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 공지된 방법에 의해 중합시킴으로써 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들면 라디칼 중합 개시제의 존재하에 현탁 중합하는 방법, 및 비가교된 종입자를 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜 중합하는 방법 등을 들 수 있다.The above-mentioned resin particles can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method. As this method, the method of suspension polymerization in presence of a radical polymerization initiator, and the method of swelling and polymerizing a monomer with a radical polymerization initiator for the non-crosslinked seed particle, etc. are mentioned, for example.
상기 기재 입자가 무기 입자 또는 유기 무기 혼성 입자인 경우, 기재 입자를 형성하기 위한 무기물로서는 실리카 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 실리카에 의해 형성된 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 가수분해성의 알콕실기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해하여 가교 중합체 입자를 형성한 후, 필요에 따라 소성을 행함으로써 얻어지는 입자를 들 수 있다.When the said substrate particle is an inorganic particle or organic inorganic hybrid particle, silica, carbon black, etc. are mentioned as an inorganic substance for forming a substrate particle. Although it does not specifically limit as particle | grains formed with the said silica, For example, after hydrolyzing the silicon compound which has two or more hydrolyzable alkoxyl groups, and forming a crosslinked polymer particle, the particle obtained by baking as needed is mentioned. Can be.
상기 기재 입자가 금속 입자인 경우, 상기 금속 입자를 형성하기 위한 금속으로서는 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티탄 등을 들 수 있다. 단, 기재 입자는 금속 입자가 아닌 것이 바람직하다.When the said substrate particle is a metal particle, silver, copper, nickel, silicon, gold, titanium, etc. are mentioned as a metal for forming the said metal particle. However, it is preferable that the base particles are not metal particles.
상기 기재 입자의 평균 입경은 1 내지 100 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 기재 입자의 평균 입경이 1 ㎛ 이상이면, 전극간의 도통 신뢰성을 더욱 높일 수 있다. 기재 입자의 평균 입경이 100 ㎛ 이하이면, 전극간의 간격을 좁힐 수 있다. 기재 입자의 평균 입경의 보다 바람직한 하한은 2 ㎛, 보다 바람직한 상한은 50 ㎛, 더욱 바람직한 상한은 30 ㎛, 특히 바람직한 상한은 5 ㎛이다.It is preferable that the average particle diameter of the said substrate particle exists in the range of 1-100 micrometers. If the average particle diameter of a substrate particle is 1 micrometer or more, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved further. If the average particle diameter of a substrate particle is 100 micrometers or less, the space | interval between electrodes can be narrowed. The minimum with more preferable average particle diameter of a substrate particle is 2 micrometers, a more preferable upper limit is 50 micrometers, a more preferable upper limit is 30 micrometers, and an especially preferable upper limit is 5 micrometers.
상기 평균 입경은 수 평균 입경을 나타낸다. 상기 평균 입경은, 예를 들면 콜터 카운터(벡크만 콜터사 제조)를 사용하여 측정할 수 있다.The average particle diameter represents a number average particle diameter. The said average particle diameter can be measured, for example using a Coulter counter (made by Beckman Coulter).
상기 구리-주석층은 외표면이 평활한 구상일 수도 있고, 인편상 또는 판상의 금속 소편이 형성하는 요철이 있는 형태이며, 외표면이 대략 구상일 수도 있다. 또한, 상기 구리-주석층은 단층의 도전층일 수도 있고, 인편상 또는 판상의 도전성 물질이 복수 적층된 도전층일 수도 있다.The copper-tin layer may have a smooth spherical outer surface, may have a concave-convex shape formed by flaky or plate-shaped metal fragments, and may have a substantially spherical outer surface. The copper-tin layer may be a single conductive layer or a conductive layer in which a plurality of flaky or plate-like conductive materials are laminated.
상기 구리-주석층의 비커스 경도(Hv)는 바람직하게는 100 이상, 바람직하게는 500 이하이다. 상기 구리-주석층의 비커스 경도가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전층의 균열이 더욱 발생하기 어려워지고, 접속 구조체에 있어서의 도통 신뢰성이 더욱 높아진다.The Vickers hardness (Hv) of the said copper- tin layer becomes like this. Preferably it is 100 or more, Preferably it is 500 or less. If the Vickers hardness of the said copper- tin layer is more than the said minimum and below the said upper limit, the crack of a conductive layer will become less likely to generate | occur | produce further, and the conduction | electrical_connection reliability in a bonded structure will become higher.
상기 구리-주석층의 융점은 바람직하게는 550 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 600 ℃ 이상이다. 상기 구리-주석층의 융점의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 구리-주석층의 융점이 상기 하한 이상이면, 구리-주석층의 과도한 열 변형 및 유출을 억제할 수 있다.Melting | fusing point of the said copper- tin layer becomes like this. Preferably it is 550 degreeC or more, More preferably, it is 600 degreeC or more. The upper limit of the melting point of the copper-tin layer is not particularly limited. If melting | fusing point of the said copper- tin layer is more than the said minimum, excessive heat distortion and outflow of a copper- tin layer can be suppressed.
상기 구리-주석층의 융점은 DSC(시차 주사 열량 측정, SII사 제조 「EXSTAR X-DSC7000」)로 계측한 값이다.Melting | fusing point of the said copper- tin layer is the value measured by DSC (differential scanning calorimetry, "EXSTAR X-DSC7000" by the SII company).
상기 구리-주석층은 제1 영역과 상기 제1 영역보다 두께가 얇은 제2 영역을 가질 수도 있다. 상기 구리-주석층에 있어서의 최대 두께는 최소 두께의 1배를 초과할 수도 있으며, 1.1배 이상일 수도 있고, 1.5배 이상일 수도 있고, 2배 이상일 수도 있다. 상기 구리-주석층의 두께 변동이 크면, 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료를 사용하여 접속 구조체를 얻을 때에 도전성 입자와 전극 사이의 결합제 수지가 효과적으로 배제된다. 그 때문에, 얻어지는 접속 구조체에 있어서의 도통 신뢰성이 높아진다. 또한, 후술하는 물리적 또는 기계적 혼성화법에 의해 상기 구리-주석층을 형성함으로써, 두께 변동을 크게 하는 것이 용이하다.The copper-tin layer may have a first region and a second region having a thickness thinner than the first region. The maximum thickness in the said copper- tin layer may exceed 1 time of the minimum thickness, may be 1.1 times or more, may be 1.5 times or more, and may be 2 times or more. When the thickness variation of the said copper- tin layer is large, the binder resin between electroconductive particle and an electrode is effectively excluded when obtaining a bonded structure using the anisotropic conductive material containing electroconductive particle and binder resin. Therefore, the conduction | electrical_connection reliability in the bonded structure obtained becomes high. Moreover, it is easy to make thickness fluctuation large by forming the said copper- tin layer by the physical or mechanical hybridization method mentioned later.
상기 구리-주석층의 평균 두께는 10 내지 1000 nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 구리-주석층의 평균 두께의 보다 바람직한 하한은 20 nm, 더욱 바람직한 하한은 50 nm, 보다 바람직한 상한은 800 nm, 더욱 바람직한 상한은 500 nm, 특히 바람직한 상한은 300 nm이다. 구리-주석층의 평균 두께가 상기 하한 이상이면, 도전성 입자의 도전성을 더욱 높일 수 있다. 구리-주석층의 평균 두께가 상기 상한 이하이면, 기재 입자와 구리-주석층의 열팽창률의 차가 작아지고, 기재 입자로부터 구리-주석층이 박리되기 어려워진다.It is preferable that the average thickness of the said copper- tin layer exists in the range of 10-1000 nm. The minimum with more preferable average thickness of a copper- tin layer is 20 nm, a more preferable minimum is 50 nm, a more preferable upper limit is 800 nm, a more preferable upper limit is 500 nm, and a particularly preferable upper limit is 300 nm. If the average thickness of a copper- tin layer is more than the said minimum, the electroconductivity of electroconductive particle can further be improved. If the average thickness of a copper-tin layer is below the said upper limit, the difference of the thermal expansion rate of a substrate particle and a copper- tin layer will become small, and a copper-tin layer will become difficult to peel from a substrate particle.
상기 구리-주석층을 형성하기 위해 기재 입자의 표면 상에 구리층을 형성하는 방법으로서는, 무전해 도금에 의해 구리층을 형성하는 방법, 및 전기 도금에 의해 구리층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 구리-주석층을 형성하기 위해, 예를 들면 구리층의 표면 상에 주석층을 형성하는 방법으로서는, 무전해 도금에 의해 주석층을 형성하는 방법, 및 전기 도금에 의해 주석층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 구리-주석층을 형성하는 바람직한 방법으로서, 물리적 또는 기계적인 형성 방법을 사용할 수도 있고, 물리적 또는 기계적 혼성화법을 사용할 수도 있다. 물리적 또는 기계적 혼성화법에서는 하이브리다이저 등이 사용된다.As a method of forming a copper layer on the surface of a substrate particle in order to form the said copper- tin layer, the method of forming a copper layer by electroless plating, the method of forming a copper layer by electroplating, etc. are mentioned. have. In order to form a copper-tin layer, for example, as a method of forming a tin layer on the surface of a copper layer, the method of forming a tin layer by electroless plating, the method of forming a tin layer by electroplating, etc. Can be mentioned. In addition, as a preferable method for forming the copper-tin layer, a physical or mechanical forming method may be used, or a physical or mechanical hybridization method may be used. In a physical or mechanical hybridization method, a hybridizer or the like is used.
상기 구리-주석층은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 구리 및 주석 이외의 다른 금속을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 다른 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 팔라듐, 백금, 팔라듐, 아연, 철, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 텅스텐, 규소 및 주석 도핑 산화인듐(ITO) 등을 들 수 있다.The said copper- tin layer may contain metal other than copper and tin in the range which does not impair the objective of this invention. Examples of the other metals include gold, silver, palladium, platinum, palladium, zinc, iron, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, thallium, germanium, cadmium, tungsten, silicon and Tin-doped indium oxide (ITO) and the like.
상기 구리-주석층이 상기 다른 금속을 포함하는 경우, 구리-주석층 전체에서의 상기 다른 금속의 함유량은 바람직하게는 20 중량% 이하, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하, 특히 바람직하게는 1 중량% 이하이다.When the copper-tin layer contains the other metal, the content of the other metal in the entire copper-tin layer is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, even more preferably 5% by weight. % Or less, Especially preferably, it is 1 weight% or less.
상기 도전성 입자는 상기 제2 도전층을 가질 수도 있다. 상기 제2 도전층은 구리-주석층과는 상이한 도전층이다. 제2 도전층은, 금층, 니켈층, 팔라듐층, 구리층 또는 주석과 은을 포함하는 합금층인 것이 바람직하고, 팔라듐층 또는 금층인 것이 보다 바람직하고, 팔라듐층인 것이 더욱 바람직하다. 상기 제2 도전층은 구리-주석층의 표면 상에 설치되어 있는 것이 바람직하다.The said electroconductive particle may have a said 2nd conductive layer. The second conductive layer is a conductive layer different from the copper-tin layer. The second conductive layer is preferably a gold layer, a nickel layer, a palladium layer, a copper layer, or an alloy layer containing tin and silver, more preferably a palladium layer or a gold layer, and even more preferably a palladium layer. It is preferable that the said 2nd conductive layer is provided on the surface of a copper- tin layer.
상기 제2 도전층의 평균 두께는 5 nm 이상인 것이 바람직하다. 상기 제2 도전층의 평균 두께가 5 nm 이상이면, 상기 제2 도전층에 의한 균일한 피복이 용이하다. 상기 제2 도전층이 상기 구리-주석층의 표면 상에 설치되어 있는 경우에는, 도전성 입자의 외부 환경에 대한 내성이 높아지고, 구리-주석층이 산화되기 어려워지며, 구리-주석층 중의 구리와 상기 제2 도전층을 구성하는 금속(팔라듐 등) 사이의 갈바닉 반응에 의한 구리의 부식이 발생하기 어려워진다. 그 때문에, 도전성 입자에 있어서의 도전층 전체의 도전성을 더욱 높일 수 있다.It is preferable that the average thickness of the said 2nd conductive layer is 5 nm or more. When the average thickness of the second conductive layer is 5 nm or more, uniform coating by the second conductive layer is easy. When the second conductive layer is provided on the surface of the copper-tin layer, resistance to the external environment of the conductive particles becomes high, and the copper-tin layer becomes difficult to oxidize, and the copper in the copper-tin layer and the Corrosion of copper by the galvanic reaction between metals (palladium, etc.) constituting the second conductive layer is less likely to occur. Therefore, the electroconductivity of the whole conductive layer in electroconductive particle can be raised further.
상기 제2 도전층의 평균 두께는 500 nm 이하인 것이 바람직하다. 상기 제2 도전층의 평균 두께가 500 nm 이하이면, 도전성 입자의 비용이 낮아진다. 또한, 상기 제2 도전층을 구성하는 금속의 사용량을 감소시킬 수 있기 때문에, 환경 부하를 감소시킬 수 있다.It is preferable that the average thickness of the said 2nd conductive layer is 500 nm or less. The cost of electroconductive particle becomes it low that the average thickness of a said 2nd conductive layer is 500 nm or less. In addition, since the amount of the metal constituting the second conductive layer can be reduced, the environmental load can be reduced.
상기 팔라듐층의 평균 두께의 바람직한 하한은 10 nm, 보다 바람직한 상한은 400 nm이다. 팔라듐층의 평균 두께가 10 nm 이상이면, 도전성 입자의 도전성을 더욱 높일 수 있다.The minimum with preferable average thickness of the said palladium layer is 10 nm, and a more preferable upper limit is 400 nm. If the average thickness of a palladium layer is 10 nm or more, the electroconductivity of electroconductive particle can further be improved.
도전성 입자 (11)과 같이, 본 발명에 관한 도전성 입자는 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 구리-주석층의 비커스 경도(Hv)는 바람직하게는 100 이상이며, 상기 도전성 입자가 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 도전성 입자는 도전층의 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하고, 나아가 구리-주석층 또는 상기 제2 도전층(팔라듐층 등)의 표면에 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 돌기는 복수인 것이 바람직하다. 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는 전극간에 도전성 입자를 배치하여 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막이 효과적으로 배제된다. 그 때문에, 전극과 도전성 입자의 도전층을 더욱 확실하게 접촉시킬 수 있으며, 전극간의 접속 저항을 낮출 수 있다. 또한, 도전성 입자가 표면에 절연성 물질(절연성 수지층 또는 절연성 입자 등)을 구비하는 경우, 또는 도전성 입자가 수지 중에 분산되어 이방성 도전 재료로서 사용되는 경우, 도전성 입자의 돌기에 의해 도전성 입자와 전극 사이의 수지를 효과적으로 배제할 수 있다. 그 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.Like the
상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전층을 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다.As a method of forming a protrusion on the surface of the said electroconductive particle, after attaching a core substance to the surface of a substrate particle, the method of forming a conductive layer by electroless plating, and a conductive layer by electroless plating on the surface of a substrate particle After the formation, the method of attaching the core material and forming the conductive layer by electroless plating, etc. may be mentioned.
상기 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법으로서는, 예를 들면 기재 입자의 분산액 중에 코어 물질이 되는 도전성 물질을 첨가하고, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 예를 들면 반데르발스력에 의해 집적시키고 부착시키는 방법, 및 기재 입자를 넣은 용기에 코어 물질이 되는 도전성 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 집적시키고 부착시키는 방법이 바람직하다.As a method of adhering a core substance to the surface of the said substrate particle, for example, the conductive substance which becomes a core substance is added to the dispersion liquid of a substrate particle, and a core substance is integrated on the surface of a substrate particle by van der Waals force, for example. And a method for attaching the core material to the surface of the substrate particles by mechanical action such as rotation of the container, by adding a conductive material to be a core material to the container into which the substrate particles are placed. Especially, since the quantity of the core substance to adhere is easy to control, the method of accumulating and sticking a core substance to the surface of the substrate particle in a dispersion liquid is preferable.
상기 코어 물질을 구성하는 도전성 물질로서는, 예를 들면 금속, 금속의 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 중합체 등을 들 수 있다. 도전성 중합체로서는, 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성을 높일 수 있기 때문에 금속이 바람직하다.As an electroconductive substance which comprises the said core substance, electroconductive nonmetals, such as a metal, an oxide of a metal, graphite, an electroconductive polymer, etc. are mentioned, for example. Polyacetylene etc. are mentioned as a conductive polymer. Especially, since electroconductivity can be improved, a metal is preferable.
상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티탄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 및 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금 및 주석-납-은 합금 등의 2종 이상의 금속으로 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 니켈, 구리, 은 또는 금이 바람직하다. 상기 코어 물질을 구성하는 금속은 상기 도전층을 구성하는 금속과 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 금속의 산화물로서는 알루미나, 실리카 및 지르코니아 등을 들 수 있다.Examples of the metal include metals such as gold, silver, copper, platinum, zinc, iron, lead, tin, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium, and cadmium, and tin-lead. And alloys composed of two or more metals such as alloys, tin-copper alloys, tin-silver alloys, and tin-lead-silver alloys. Especially, nickel, copper, silver, or gold is preferable. The metal constituting the core material may be the same as or different from the metal constituting the conductive layer. Examples of the oxide of the metal include alumina, silica and zirconia.
도전성 입자 (11)과 같이, 본 발명에 관한 도전성 입자는 상기 구리-주석층 또는 팔라듐층의 표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때에 복수의 전극간에 절연성 물질이 존재하기 때문에, 상하의 전극간이 아닌 가로 방향으로 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극간의 접속시에 2개의 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자가 팔라듐층의 표면에 돌기를 갖는 경우에는, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연성 물질을 더욱 용이하게 배제할 수 있다. 상기 절연성 물질은 절연성 수지층 또는 절연성 입자인 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자는 절연성 수지 입자인 것이 바람직하다.Like the
상기 절연성 물질의 구체예로서는, 폴리올레핀류, (메트)아크릴레이트 중합체, (메트)아크릴레이트 공중합체, 블록 중합체, 열가소성 수지, 열가소성 수지의 가교물, 열경화성 수지 및 수용성 수지 등을 들 수 있다.Specific examples of the insulating material include polyolefins, (meth) acrylate polymers, (meth) acrylate copolymers, block polymers, thermoplastic resins, crosslinked products of thermoplastic resins, thermosetting resins, water-soluble resins, and the like.
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 열경화성 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. 본 발명에 관한 도전성 입자는, 상기 도전층의 표면에 부착된 절연성 입자를 구비하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 가로 방향으로 인접하는 전극간의 단락을 더욱 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 접속된 상하의 전극간의 접속 저항을 더욱 낮출 수 있다.Examples of the polyolefins include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, and ethylene-acrylic acid ester copolymers. As said (meth) acrylate polymer, polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, polybutyl (meth) acrylate, etc. are mentioned. Examples of the block polymers include polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymers, SB-type styrene-butadiene block copolymers and SBS-type styrene-butadiene block copolymers, and hydrogenated products thereof. Vinyl polymer, a vinyl copolymer, etc. are mentioned as said thermoplastic resin. As said thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, etc. are mentioned. Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, methylcellulose and the like. It is more preferable that the electroconductive particle which concerns on this invention is equipped with the insulating particle adhering to the surface of the said conductive layer. In this case, when electroconductive particle is used for the connection between electrodes, the short circuit between the electrodes adjacent to a horizontal direction can be prevented further, and the connection resistance between the connected upper and lower electrodes can further be lowered.
상기 도전층의 표면에 절연성 입자를 부착시키는 방법으로서는, 화학적 방법 및 물리적 또는 기계적 방법 등을 들 수 있다. 상기 화학적 방법으로서는, 예를 들면 WO2003/25955A1에 개시되어 있는 바와 같이, 반데르발스력 또는 정전기력에 의한 헤테로 응집법에 의해 금속 표면 입자의 도전층 상에 절연성 입자를 부착시키고, 필요에 따라 화학 결합시키는 방법을 들 수 있다. 상기 물리적 또는 기계적 방법으로서는, 스프레이 드라이, 혼성화, 정전 부착법, 분무법, 디핑 및 진공 증착에 의한 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 절연성 물질이 탈리되기 어렵기 때문에, 상기 도전층의 표면에 화학 결합을 통해 절연성 물질을 부착시키는 방법이 바람직하다.Examples of the method for attaching the insulating particles to the surface of the conductive layer include a chemical method and a physical or mechanical method. As the chemical method, for example, as disclosed in WO2003 / 25955A1, the insulating particles are attached onto the conductive layer of the metal surface particles by hetero-aggregation by van der Waals or electrostatic forces, and chemically bonded as necessary. A method is mentioned. Examples of the physical or mechanical method include spray drying, hybridization, electrostatic deposition, spraying, dipping and vacuum deposition. Especially, since an insulating material is hard to detach | desorb, the method of attaching an insulating material to the surface of the said conductive layer through a chemical bond is preferable.
상기 절연성 입자의 입경은 도전성 입자의 입경의 1/5 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에는 절연성 입자의 입경이 지나치게 크지 않고, 도전층에 의한 전기적 접속이 더욱 확실하게 달성된다. 절연성 입자의 입경이 도전성 입자의 입경의 1/5 이하인 경우, 헤테로 응집법에 의해 절연성 입자를 부착시킬 때에 도전성 입자의 표면 상에 절연성 입자를 효율적으로 흡착시킬 수 있다. 또한, 상기 절연성 입자의 입경은 바람직하게는 5 nm 이상, 보다 바람직하게는 10 nm 이상, 바람직하게는 1000 nm 이하, 보다 바람직하게는 500 nm 이하이다. 상기 절연성 입자의 입경이 상기 하한 이상이면, 인접하는 도전성 입자간의 거리가 전자의 호핑 거리보다 커져, 누설이 발생하기 어려워진다. 상기 절연성 입자의 입경이 상기 상한 이하이면, 열 압착할 때에 필요한 압력 및 열량이 작아진다.The particle diameter of the insulating particles is preferably 1/5 or less of the particle diameter of the conductive particles. In this case, the particle diameter of the insulating particles is not too large, and the electrical connection by the conductive layer is more reliably achieved. When the particle diameter of insulating particle is 1/5 or less of the particle diameter of electroconductive particle, when adhering insulating particle by hetero agglomeration method, insulating particle can be adsorb | sucked efficiently on the surface of electroconductive particle. In addition, the particle diameter of the insulating particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, preferably 1000 nm or less, and more preferably 500 nm or less. When the particle diameter of the said insulating particle is more than the said minimum, the distance between adjacent electroconductive particles becomes larger than the hopping distance of an electron, and it becomes difficult to produce a leak. When the particle diameter of the said insulating particle is below the said upper limit, the pressure and heat quantity required at the time of thermocompression bonding become small.
상기 절연성 입자의 입경의 CV값은 20 % 이하인 것이 바람직하다. CV값이 20 % 이하이면, 도전성 입자의 피복층의 두께가 균일해지고, 전극간에서 열 압착할 때에 균일하게 압력을 가하기 쉬워지고, 도통 불량이 발생하기 어려워진다. 또한, 상기 입경의 CV값은 하기 수학식에 의해 산출된다.It is preferable that CV value of the particle diameter of the said insulating particle is 20% or less. When CV value is 20% or less, the thickness of the coating layer of electroconductive particle becomes uniform, it becomes easy to apply a pressure uniformly at the time of thermocompression bonding between electrodes, and it becomes difficult to produce poor conduction. In addition, the CV value of the said particle diameter is computed by the following formula.
입경의 CV값(%)=입경의 표준 편차/평균 입경×100CV value (%) of particle diameter = standard deviation / mean particle diameter * 100 of particle size
입경 분포는, 금속 표면 입자를 피복하기 전에는 입도 분포계 등으로 측정할 수 있고, 피복한 후에는 SEM 사진의 화상 해석 등으로 측정할 수 있다.The particle size distribution can be measured with a particle size distribution meter or the like before coating the metal surface particles, and can be measured by image analysis or the like of a SEM photograph after coating.
또한, 도전성 입자의 도전층을 노출시키기 위해서는, 절연성 물질에 의한 피복률은 바람직하게는 5 % 이상, 바람직하게는 70 % 이하이다. 상기 절연성 물질에 의한 피복률은, 금속 표면 입자의 표면적 전체에 차지하는 절연성 물질에 의해 피복되어 있는 부분의 면적이다. 상기 피복률이 5 % 이상이면, 인접하는 도전성 입자끼리가 절연성 물질에 의해 더욱 확실하게 절연된다. 상기 피복률이 70 % 이하이면, 전극의 접속시에 열 및 압력을 필요 이상으로 가할 필요가 없어져, 배제된 절연성 물질에 의한 결합제 수지의 성능 저하가 억제된다.In addition, in order to expose the conductive layer of electroconductive particle, the coverage by an insulating substance becomes like this. Preferably it is 5% or more, Preferably it is 70% or less. The coverage by the said insulating substance is the area of the part coat | covered with the insulating substance which occupies for the whole surface area of metal surface particle | grains. When the said coverage is 5% or more, adjacent electroconductive particles are insulated more reliably by an insulating substance. When the said coverage is 70% or less, it is unnecessary to apply heat and pressure more than necessary at the time of electrode connection, and the performance fall of the binder resin by the excluded insulating material is suppressed.
상기 절연성 입자로서 특별히 한정되지 않지만, 공지된 무기 입자 및 유기 고분자 입자가 적용 가능하다. 상기 무기 입자로서는 알루미나, 실리카 및 지르코니아 등의 절연성 무기 입자를 들 수 있다.The insulating particles are not particularly limited, but known inorganic particles and organic polymer particles are applicable. Examples of the inorganic particles include insulating inorganic particles such as alumina, silica, and zirconia.
상기 유기 고분자 입자는, 불포화 이중 결합을 갖는 단량체 중 1종 또는 2종 이상을 (공)중합한 수지 입자인 것이 바람직하다. 상기 불포화 이중 결합을 갖는 단량체로서는, (메트)아크릴산; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산에스테르류; 비닐에테르류; 염화비닐; 스티렌, 디비닐벤젠 등의 스티렌계 화합물, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 그 중에서도 (메트)아크릴산에스테르류가 바람직하게 사용된다.It is preferable that the said organic polymer particle is a resin particle which (co) polymerized 1 type or 2 or more types of the monomer which has an unsaturated double bond. As a monomer which has the said unsaturated double bond, (meth) acrylic acid; Acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (Poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, (Meth) acrylate esters such as 1,4-butanediol di (meth) acrylate; Vinyl ethers; Vinyl chloride; Styrene compounds such as styrene and divinylbenzene, and acrylonitrile. Especially, (meth) acrylic acid ester is used preferably.
상기 절연성 입자는, 헤테로 응집에 의해 도전성 입자의 도전층에 부착시키기 위해 극성 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 극성 관능기로서는, 예를 들면 암모늄기, 술포늄기, 인산기 및 히드록시실릴기 등을 들 수 있다. 상기 극성 관능기는, 상기 극성 관능기와 불포화 이중 결합을 갖는 단량체를 공중합함으로써 도입할 수 있다.It is preferable that the said insulating particle has a polar functional group in order to make it adhere to the conductive layer of electroconductive particle by hetero aggregation. As said polar functional group, an ammonium group, a sulfonium group, a phosphoric acid group, a hydroxysilyl group, etc. are mentioned, for example. The said polar functional group can be introduce | transduced by copolymerizing the monomer which has the said polar functional group and unsaturated double bond.
상기 암모늄기를 갖는 단량체로서는, N,N-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 및 N,N,N-트리메틸-N-2-메타크릴로일옥시에틸암모늄클로라이드 등을 들 수 있다. 상기 술포늄을 갖는 단량체로서는, 메타크릴산페닐디메틸술포늄메틸황산염 등을 들 수 있다. 상기 인산기를 갖는 단량체로서는, 애시드포스포옥시에틸메타크릴레이트, 애시드포스포옥시프로필메타크릴레이트, 애시드포스포옥시폴리옥시에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 및 애시드포스포옥시폴리옥시프로필렌글리콜모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 히드록시실릴기를 갖는 단량체로서는, 비닐트리히드록시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리히드록시실란 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having an ammonium group include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N, N-trimethyl-N-2-methacryloyloxyethylammonium chloride and the like. Can be mentioned. As a monomer which has the said sulfonium, methacrylate phenyl dimethyl sulfonium methyl sulfate etc. are mentioned. As a monomer which has the said phosphate group, an acid phospho oxyethyl methacrylate, an acid phospho oxypropyl methacrylate, an acid phospho oxy polyoxyethylene glycol monomethacrylate, and an acid phospho oxy polyoxypropylene glycol monomethacrylate Etc. can be mentioned. As a monomer which has the said hydroxy silyl group, vinyl trihydroxysilane, 3-methacryloxypropyl trihydroxysilane, etc. are mentioned.
상기 절연성 입자의 표면에 극성 관능기를 도입하는 별도의 방법으로서, 상기 불포화 이중 결합을 갖는 단량체를 중합할 때의 개시제로서 극성기를 갖는 라디칼 개시제를 사용하는 방법을 들 수 있다. 상기 라디칼 개시제로서는, 예를 들면 2,2'-아조비스{2-메틸-N-[2-(1-히드록시-부틸)]-프로피온아미드}, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 및 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 및 이들의 염 등을 들 수 있다.As another method of introducing a polar functional group to the surface of the said insulating particle, the method of using the radical initiator which has a polar group as an initiator at the time of superposing | polymerizing the monomer which has the said unsaturated double bond is mentioned. Examples of the radical initiator include 2,2'-azobis {2-methyl-N- [2- (1 -hydroxy-butyl)] - propionamide}, 2,2'- 2-imidazolin-2-yl) propane], 2,2'-azobis (2-amidinopropane) and salts thereof.
(이방성 도전 재료)(Anisotropic Conductive Material)
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함한다.The anisotropic conductive material which concerns on this invention contains the electroconductive particle mentioned above and binder resin.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서, 일반적으로는 절연성의 수지가 사용된다. 상기 결합제 수지로서는, 예를 들면 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.The binder resin is not particularly limited. Generally as said binder resin, insulating resin is used. As said binder resin, a vinyl resin, a thermoplastic resin, curable resin, a thermoplastic block copolymer, an elastomer, etc. are mentioned, for example. Only 1 type may be used for the said binder resin, and 2 or more types may be used together.
상기 비닐 수지로서는, 예를 들면 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는, 상온 경화성 수지, 열경화성 수지, 광 경화성 수지 또는 습기 경화성 수지일 수도 있다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용될 수도 있다. 상기 열가소성 블록 공중합체로서는, 예를 들면 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 들면 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.As said vinyl resin, a vinyl acetate resin, an acrylic resin, a styrene resin, etc. are mentioned, for example. As said thermoplastic resin, a polyolefin resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer, a polyamide resin, etc. are mentioned, for example. As said curable resin, an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, an unsaturated polyester resin, etc. are mentioned, for example. The curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin. The said curable resin may be used together with a hardening | curing agent. Examples of the thermoplastic block copolymers include styrene-butadiene-styrene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, hydrogenated products of styrene-butadiene-styrene block copolymers, and styrene-isoprene-styrene block copolymers. Hydrogenated substance etc. are mentioned. Examples of the elastomer include styrene-butadiene copolymer rubber and acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.
상기 이방성 도전 재료는 상기 도전성 입자 및 상기 결합제 수지 이외에, 예를 들면 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 윤활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.The anisotropic conductive material is, in addition to the conductive particles and the binder resin, for example, fillers, extenders, softeners, plasticizers, polymerization catalysts, curing catalysts, colorants, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, antistatic agents and Various additives, such as a flame retardant, may be included.
상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법은 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들면 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 첨가한 후, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 상기 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 균질기 등을 사용하여 균일하게 분산시킨 후, 상기 결합제 수지 중에 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 및 상기 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 상기 도전성 입자를 첨가하고, 플라네터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.The method of disperse | distributing the said electroconductive particle in the said binder resin can use a conventionally well-known dispersion method, and is not specifically limited. As a method of disperse | distributing the said electroconductive particle in the said binder resin, for example, the said electroconductive particle is added to the said binder resin, and then kneaded and dispersed by a planetary mixer etc., and the said electroconductive particle is homogeneous in water or an organic solvent. Uniformly dispersed using a group or the like, added to the binder resin, kneaded with a planetary mixer or the like, and diluted with water or an organic solvent, and then the conductive particles are added. And a method of kneading and dispersing with a planetary mixer or the like.
본 발명에 관한 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 관한 이방성 도전 재료가 이방성 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 필름에 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있을 수도 있다.The anisotropic conductive material which concerns on this invention can be used as an anisotropic conductive paste and an anisotropic conductive film. When the anisotropic conductive material which concerns on this invention is an anisotropic conductive film, the film which does not contain electroconductive particle may be laminated | stacked on the anisotropic conductive film containing electroconductive particle.
접속 구조체에 있어서의 접속부에 공극이 발생하는 것을 억제하고, 도통 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 상기 이방성 도전 재료는 이방성 도전 페이스트이며, 페이스트상의 상태에서 접속 대상 부재의 상면에 도공되는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.It is preferable that the said anisotropic electrically-conductive material is an anisotropic electrically conductive paste from a viewpoint of suppressing generation | occurrence | production of a space | gap in a connection part in a connection structure, and further improving conduction reliability. It is preferable that the said anisotropic conductive material is an anisotropic conductive paste, and is an anisotropic conductive material coated on the upper surface of a connection object member in a paste-like state.
상기 이방성 도전 재료 100 중량% 중 상기 결합제 수지의 함유량은 10 내지 99.99 중량%의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 결합제 수지의 함유량의 보다 바람직한 하한은 30 중량%, 더욱 바람직한 하한은 50 중량%, 특히 바람직한 하한은 70 중량%, 보다 바람직한 상한은 99.9 중량%이다. 상기 결합제 수지의 함유량이 상기 하한 및 상한을 만족하면 전극간에 도전성 입자를 효율적으로 배치할 수 있으며, 전극간의 도통 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.It is preferable that content of the said binder resin is in the range of 10-99.99 weight% in 100 weight% of said anisotropic conductive materials. The minimum with more preferable content of the said binder resin is 30 weight%, a further more preferable minimum is 50 weight%, an especially preferable minimum is 70 weight%, and a more preferable upper limit is 99.9 weight%. When content of the said binder resin satisfy | fills the said minimum and upper limit, electroconductive particle can be arrange | positioned efficiently between electrodes, and the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved further.
상기 이방성 도전 재료 100 중량% 중 상기 도전성 입자의 함유량은 0.01 내지 20 중량%의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자의 함유량의 보다 바람직한 하한은 0.1 중량%, 보다 바람직한 상한은 10 중량%이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 및 상한을 만족하면, 전극간의 도통 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.It is preferable that content of the said electroconductive particle exists in the range of 0.01-20 weight% in 100 weight% of said anisotropic conductive materials. The minimum with more preferable content of the said electroconductive particle is 0.1 weight%, and a more preferable upper limit is 10 weight%. When content of the said electroconductive particle satisfy | fills the said minimum and upper limit, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved further.
(접속 구조체)(Connection structure)
본 발명에 관한 도전성 입자 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료를 사용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.A connection structure can be obtained by connecting a connection object member using the electroconductive particle which concerns on this invention, or the anisotropic conductive material containing the said electroconductive particle and binder resin.
상기 접속 구조체는 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 본 발명의 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 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.The said bonded structure is equipped with the 1st connection object member, the 2nd connection object member, and the connection part which connects the said 1st, 2nd connection object member, The said connection part is formed of the electroconductive particle of this invention, Or it is preferable that it is a bonded structure formed of the anisotropic conductive material containing the said electroconductive particle and binder resin. When electroconductive particle is used, connection part itself is electroconductive particle. That is, the 1st, 2nd connection object member is connected by electroconductive particle.
도 3에 본 발명의 한 실시 형태에 관한 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 정면 단면도로 도시한다.The bonded structure using the electroconductive particle which concerns on one Embodiment of this invention in FIG. 3 is typically shown in front sectional drawing.
도 3에 도시하는 접속 구조체 (21)은, 제1 접속 대상 부재 (22)와, 제2 접속 대상 부재 (23)과, 제1, 제2 접속 대상 부재 (22), (23)을 접속하고 있는 접속부 (24)를 구비한다. 접속부 (24)는, 도전성 입자 (1)을 포함하는 이방성 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다. 또한, 도 3에서는, 도전성 입자 (1)은 도시의 편의상 개략적으로 도시되어 있다. 도전성 입자 (1) 대신에 도전성 입자 (11), (61), (71)을 사용할 수도 있다.The
제1 접속 대상 부재 (22)는 상면 (22a)에 복수의 전극 (22b)를 갖는다. 제2 접속 대상 부재 (23)은 하면 (23a)에 복수의 전극 (23b)를 갖는다. 전극 (22b)와 전극 (23b)가 1개 또는 복수의 도전성 입자 (1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재 (22), (23)이 도전성 입자 (1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.The 1st
상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서는, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재 사이에 상기 이방성 도전 재료를 배치하여 적층체를 얻은 후, 상기 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다.The manufacturing method of the connection structure is not particularly limited. As an example of the manufacturing method of a bonded structure, after arrange | positioning the said anisotropic conductive material between a 1st connection object member and a 2nd connection object member, and obtaining a laminated body, the method of heating and pressurizing the said laminated body, etc. are mentioned.
상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 4.9×106 Pa 정도이다. 상기 가열의 온도는 120 내지 220 ℃ 정도이다. 본 발명에 관한 도전성 입자의 사용에 의해, 이러한 압력이 가해져도 구리-주석층에 큰 균열이 발생하기 어렵다. 그 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.The pressure of the pressurization is about 9.8 x 10 4 to 4.9 x 10 6 Pa. The temperature of the said heating is about 120-220 degreeC. By use of the electroconductive particle which concerns on this invention, even if such a pressure is applied, big crack hardly arises in a copper- tin layer. Therefore, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved.
상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체칩, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 인쇄 기판, 플렉시블 인쇄 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등을 들 수 있다.Specifically as said connection object member, electronic components, such as a semiconductor chip, a capacitor | condenser, and a diode, and circuit boards, such as a printed circuit board, a flexible printed circuit board, and a glass substrate, etc. are mentioned.
상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 인쇄 기판인 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극인 경우에는 알루미늄만으로 형성된 전극일 수도 있고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극일 수도 있다. 상기 금속 산화물로서는, 3가의 금속원소가 도핑된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도핑된 산화아연 등을 들 수 있다. 상기 3가의 금속 원소로서는 Sn, Al 및 Ga 등을 들 수 있다.As an electrode provided in the said connection object member, metal electrodes, such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode, are mentioned. When the said connection object member is a flexible printed circuit board, it is preferable that the said electrode is a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only from aluminum may be sufficient, and the electrode in which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of the metal oxide layer may be sufficient. Examples of the metal oxides include indium oxide doped with a trivalent metal element, zinc oxide doped with a trivalent metal element, and the like. Sn, Al, Ga, etc. are mentioned as said trivalent metal element.
본 발명에 관한 도전성 입자의 별도의 사용 형태를 예를 들면, 액정 표시 소자를 구성하는 상하 기판간의 전기적인 접속을 하기 위한 도통 재료로서 도전성 입자를 사용할 수도 있다. 도전성 입자를 열경화성 수지 또는 열 UV 병용 경화성 수지에 혼합하고 분산시켜, 한쪽 기판 상에 점상으로 도포하고, 대향 기판과 접합하는 방법, 및 도전성 입자를 주변 시일제에 혼합하여 분산시켜 선상으로 도포하여, 밀봉 시일과 상하 기판의 전기 접속을 겸용하는 방법 등이 있다. 이러한 사용 형태 중 어느 것에도, 본 발명에 관한 도전성 입자는 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 도전성 입자는 기재 입자의 표면에 도전층이 설치되어 있기 때문에, 기재 입자의 우수한 탄성에 의해 투명 기판 등을 손상시키지 않고 도전 접속이 가능하다.Electroconductive particle can also be used as a conductive material for making the electrical connection between the upper and lower board | substrates which comprise a liquid crystal display element, taking the other use form of the electroconductive particle which concerns on this invention, for example. The electroconductive particle is mixed with a thermosetting resin or curable resin for thermal UV combined use, and it disperse | distributes, apply | coats in a dot form on one board | substrate, and combines and disperse | distributes electroconductive particle in peripheral sealing agent, and apply | coats in linear form, There exists a method of using both the sealing seal and the electrical connection of an upper and lower board | substrate. In any of these usage forms, the electroconductive particle which concerns on this invention is applicable. Moreover, since the electroconductive particle which concerns on this invention is provided in the surface of a substrate particle, the electrically conductive connection is possible, without damaging a transparent substrate etc. by the outstanding elasticity of a substrate particle.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예만으로 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. This invention is not limited only to a following example.
(실시예 1)(Example 1)
(1) 수지 입자 형성 공정(1) resin particle formation process
폴리비닐알코올(닛본 고세이 가가꾸 고교사 제조 「GH-20」)을 3 중량% 포함하는 수용액 800 중량부에 디비닐벤젠 70 중량부와, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 30 중량부와, 과산화벤조일 2 중량부를 가하고, 교반하여 혼합하였다. 질소 분위기하에 교반하면서 80 ℃까지 가열하고, 15시간 반응을 행하여 수지 입자를 얻었다.70 parts by weight of divinylbenzene, 30 parts by weight of trimethylolpropane trimethacrylate, and benzoyl peroxide in 800 parts by weight of an aqueous solution containing 3% by weight of polyvinyl alcohol ("GH-20" manufactured by Nippon Kosei Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight were added, and stirred and mixed. It heated to 80 degreeC, stirring in nitrogen atmosphere, and reacted for 15 hours, and obtained resin particle.
얻어진 수지 입자를 증류수 및 메탄올로 세정한 후, 분급 조작을 행하여, 평균 입경 4.1 ㎛ 및 변동 계수 5.0 %인 수지 입자를 얻었다. 이하, 수지 입자 A로 기재하는 경우가 있다.After wash | cleaning the obtained resin particle with distilled water and methanol, classification operation was performed and the resin particle which is 4.1 micrometers of average particle diameters, and 5.0% of a variation coefficient was obtained. Hereinafter, it may describe as resin particle A.
(2) 무전해 구리 도금 공정(2) electroless copper plating process
얻어진 수지 입자 A 10 g을 에칭 처리한 후, 수세하였다. 이어서, 수지 입자에 황산팔라듐을 가하고, 팔라듐 이온을 수지 입자에 흡착시켰다.It washed with water, after etching the obtained resin particle A10g. Next, palladium sulfate was added to the resin particles, and palladium ions were adsorbed onto the resin particles.
이어서 디메틸아민보란 0.5 중량%를 포함하는 수용액에 팔라듐 이온이 흡착된 수지 입자를 첨가하고, 팔라듐을 활성화시켰다. 이 수지 입자에 증류수 500 mL를 가하여, 입자 현탁액을 얻었다.Subsequently, the resin particle which palladium ion adsorbed was added to the aqueous solution containing 0.5 weight% of dimethylamine borane, and palladium was activated. 500 mL of distilled water was added to this resin particle, and the particle suspension was obtained.
또한, 40 g/L의 황산구리(5수화물)와, 100 g/L의 에틸렌디아민사아세트산(EDTA)과, 50 g/L의 글루콘산나트륨과, 25 g/L의 포름알데히드를 포함하고, pH 10.5로 조정된 무전해 도금액을 준비하였다. 상기 입자 현탁액에 상기 무전해 도금액을 서서히 첨가하고, 50 ℃에서 교반하면서 무전해 구리 도금을 행하였다. 이와 같이 하여, 구리층(두께 약 40 nm)이 표면 상에 설치된 구리 도금 입자를 얻었다.It also contains 40 g / L copper sulfate (pentahydrate), 100 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 50 g / L sodium gluconate, and 25 g / L formaldehyde. An electroless plating solution adjusted to 10.5 was prepared. The electroless plating solution was gradually added to the particle suspension, and electroless copper plating was performed while stirring at 50 ° C. Thus, the copper plating particle in which the copper layer (thickness about 40 nm) was provided on the surface was obtained.
(3) 무전해 주석 도금 공정(3) electroless tin plating process
염화주석 5 g과 이온 교환수 1000 mL를 포함하는 용액을 제조하고, 얻어진 구리 도금 입자 15 g을 혼합하여 수성 현탁액을 얻었다. 이 수성 현탁액에 티오요소 30 g 및 타르타르산 80 g을 넣고, 도금액을 얻었다. 이 도금액을 욕 온도 60 ℃로 하고, 20분간 반응시켰다. 또한, 이 도금액 중에 염화주석 20 g, 시트르산 40 g 및 수산화나트륨 30 g을 더 넣고, 욕 온도 60 ℃에서 20분간 반응시킴으로써 주석층(두께 약 72 nm)이 구리층의 표면 상에 설치된 입자를 얻었다.A solution containing 5 g of tin chloride and 1000 mL of ion exchanged water was prepared, and 15 g of the obtained copper plated particles were mixed to obtain an aqueous suspension. 30 g of thiourea and 80 g of tartaric acid were added to this aqueous suspension to obtain a plating solution. This plating liquid was made into 60 degreeC of bath temperatures, and it was made to react for 20 minutes. Further, 20 g of tin chloride, 40 g of citric acid, and 30 g of sodium hydroxide were further added to the plating solution, and the reaction was carried out at a bath temperature of 60 ° C. for 20 minutes to obtain particles having a tin layer (thickness of about 72 nm) provided on the surface of the copper layer. .
(4) 합금화 공정(4) alloying process
얻어진 주석층이 구리층의 표면 상에 설치된 입자를 220 ℃에서 20시간 가열하였다. 가열 후에 구리와 주석층이 합금화되어 있었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에 있어서, 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 40 중량%이고, 주석의 함유량은 60 중량%였다.The obtained tin layer heated the particle | grains provided on the surface of a copper layer at 220 degreeC for 20 hours. After heating, the copper and tin layers were alloyed. In this way, the copper-tin layer (about 100 nm in thickness) was provided on the surface of the resin particle, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. In the obtained electroconductive particle, as a result of evaluating content of copper and tin contained in the whole copper- tin layer, content of copper was 40 weight% and content of tin was 60 weight%.
(실시예 2)(Example 2)
무전해 구리 도금 공정에서 구리층의 두께를 약 50 nm로 한 것, 및 무전해 주석 도금 공정에서 주석층의 두께를 약 60 nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 50 중량%이고, 주석의 함유량은 50 중량%였다.The surface of the resin particle was carried out similarly to Example 1 except having changed the thickness of the copper layer to about 50 nm in the electroless copper plating process, and changing the thickness of the tin layer to about 60 nm in the electroless tin plating process. The copper-tin layer (about 100 nm in thickness) was provided in the phase, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 50 weight% and content of tin was 50 weight%.
(실시예 3)(Example 3)
무전해 구리 도금 공정에서 구리층의 두께를 약 60 nm로 한 것, 및 무전해 주석 도금 공정에서 주석층의 두께를 약 48 nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 60 중량%이고, 주석의 함유량은 40 중량%였다.The surface of the resin particle was carried out similarly to Example 1 except having changed the thickness of the copper layer to about 60 nm in the electroless copper plating process, and changing the thickness of the tin layer to about 48 nm in the electroless tin plating process. The copper-tin layer (about 100 nm in thickness) was provided in the phase, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 60 weight% and content of tin was 40 weight%.
(실시예 4)(Example 4)
(1) 코어 물질 부착 공정(1) Core material deposition process
실시예 1에서 얻어진 수지 입자 A 10 g을 에칭 처리한 후, 수세하였다. 이어서, 수지 입자에 황산팔라듐을 가하고, 팔라듐 이온을 수지 입자에 흡착시켰다.After 10 g of the resin particles A obtained in Example 1 were etched, they were washed with water. Next, palladium sulfate was added to the resin particles, and palladium ions were adsorbed onto the resin particles.
팔라듐이 부착된 수지 입자를 이온 교환수 300 mL 중에서 3분간 교반하고, 분산시켜 분산액을 얻었다. 이어서, 금속 니켈 입자 슬러리(미쓰이 긴조꾸사 제조 「2020SUS」, 평균 입경 200 nm) 1 g을 3분간 걸쳐서 상기 분산액에 첨가하여, 코어 물질이 부착된 수지 입자를 얻었다.The resin particles with palladium were stirred for 3 minutes in 300 mL of ion-exchanged water, and dispersed to obtain a dispersion. Subsequently, 1 g of a metal nickel particle slurry ("2020SUS" by Mitsui Kinzo Co., Ltd., 200 nm of average particle diameters) was added to the said dispersion liquid over 3 minutes, and the resin particle with a core substance was obtained.
(2) 도전성 입자의 제작(2) Preparation of conductive particles
코어 물질이 부착된 수지 입자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 무전해 구리 도금 공정, 무전해 주석 도금 공정 및 합금화 공정을 행하여, 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자는 구리-주석층의 표면에 돌기를 갖고 있었다. 얻어진 도전성 입자에 있어서, 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 40 중량%이고, 주석의 함유량은 60 중량%였다. 또한, 구리 및 주석의 함유량을 구할 때에는, 코어 물질로서 포함되어 있는 니켈은 제외되어 있다.A copper-tin layer was formed on the surface of the resin particles by carrying out an electroless copper plating process, an electroless tin plating process and an alloying process in the same manner as in Example 1 except that the resin particles with a core substance were used. The said copper- tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. The obtained electroconductive particle had protrusion on the surface of a copper- tin layer. In the obtained electroconductive particle, as a result of evaluating content of copper and tin contained in the whole copper- tin layer, content of copper was 40 weight% and content of tin was 60 weight%. In addition, when determining content of copper and tin, nickel contained as a core substance is excluded.
(실시예 5)(Example 5)
수지 입자 A를, 1,4-부탄디올디아크릴레이트와 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트의 공중합 수지 입자(1,4-부탄디올디아크릴레이트:테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트=95 중량%:5 중량%, 이하 수지 입자 B로 기재하는 경우가 있음)로 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자는 구리-주석층의 표면에 돌기를 갖고 있었다.Copolymerizable resin particles of 1,4-butanediol diacrylate and tetramethylol methane tetraacrylate (1,4-butanediol diacrylate: tetramethylol methane tetraacrylate = 95% by weight: 5% by weight The electroconductive particle was obtained like Example 4 except having changed to the resin particle B below. The obtained electroconductive particle had protrusion on the surface of a copper- tin layer.
(실시예 6)(Example 6)
(1) 절연성 수지 입자의 제작(1) Preparation of insulating resin particles
4구 분리형 커버, 교반 날개, 3방향 코크, 냉각관 및 온도 프로브가 장착된 1000 mL의 분리형 플라스크에, 메타크릴산메틸 100 mmol과, N,N,N-트리메틸-N-2-메타크릴로일옥시에틸암모늄클로라이드 1 mmol과, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염 1 mmol을 포함하는 단량체 조성물을 고형분율이 5 중량%가 되도록 이온 교환수에 첨가한 후, 200 rpm으로 교반하여, 질소 분위기하에 70 ℃에서 24시간 중합을 행하였다. 반응 종료 후, 동결 건조하여 표면에 암모늄기를 갖고, 평균 입경 220 nm 및 CV값 10 %인 절연성 수지 입자를 얻었다.In a 1000 mL separate flask equipped with a four-neck detachable cover, agitating vanes, three-way coke, cooling tube and temperature probe, 100 mmol of methyl methacrylate and N, N, N-trimethyl-N-2-methacryl A monomer composition comprising 1 mmol of monooxyethylammonium chloride and 1 mmol of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was added to the ion-exchanged water so that the solid content was 5% by weight. It stirred at rpm and superposed | polymerized at 70 degreeC for 24 hours in nitrogen atmosphere. After completion | finish of reaction, it freeze-dried and had the ammonium group on the surface, and obtained insulating resin particle which is an average particle diameter of 220 nm, and CV value 10%.
절연성 수지 입자를 초음파 조사하에 이온 교환수에 분산시켜, 절연성 수지 입자의 10 중량% 수분산액을 얻었다.The insulating resin particles were dispersed in ion-exchanged water under ultrasonic irradiation to obtain a 10% by weight aqueous dispersion of the insulating resin particles.
실시예 5에서 얻어진 도전성 입자 10 g을 이온 교환수 500 mL에 분산시키고, 절연성 수지 입자의 수분산액 4 g을 첨가하여, 실온에서 6시간 교반하였다. 3 ㎛의 메쉬 필터로 여과한 후, 메탄올로 세정하고, 건조하여 절연성 수지 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.10 g of the electroconductive particle obtained in Example 5 was disperse | distributed to 500 mL of ion-exchange water, 4 g of aqueous dispersions of insulating resin particle were added, and it stirred at room temperature for 6 hours. After filtering with a 3 micrometer mesh filter, it wash | cleaned with methanol and dried and obtained electroconductive particle with insulating resin particle.
주사 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰한 바, 도전성 입자의 표면에 절연성 수지 입자에 의한 피복층이 1층만 형성되어 있었다. 화상 해석에 의해 도전성 입자의 중심으로부터 2.5 ㎛의 면적에 대한 절연성 수지 입자의 피복 면적(즉 절연성 수지 입자의 입경의 투영 면적)을 산출한 바, 피복률은 30 %였다.When observed with the scanning electron microscope (SEM), only one layer of the coating layer by insulating resin particle was formed in the surface of electroconductive particle. The coverage was 30% when the coating area (namely, the projected area of the particle diameter of insulating resin particle) with respect to the area of 2.5 micrometers was computed from the center of electroconductive particle by image analysis.
(실시예 7)(Example 7)
수지 입자 A를 수지 입자 B로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 도전성 입자를 얻었다.Except having changed the resin particle A into the resin particle B, it carried out similarly to Example 1, and obtained electroconductive particle.
(실시예 8)(Example 8)
실시예 5에서 얻어진 도전성 입자를 실시예 1에서 얻어진 도전성 입자로 변경한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여 절연성 수지 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.Except having changed the electroconductive particle obtained in Example 5 into the electroconductive particle obtained in Example 1, it carried out similarly to Example 6, and obtained electroconductive particle with insulating resin particle.
(실시예 9)(Example 9)
실시예 5에서 얻어진 도전성 입자를 실시예 4에서 얻어진 도전성 입자로 변경한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여 절연성 수지 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.Except having changed the electroconductive particle obtained in Example 5 into the electroconductive particle obtained in Example 4, it carried out similarly to Example 6, and obtained electroconductive particle with insulating resin particle.
(실시예 10)(Example 10)
실시예 5에서 얻어진 도전성 입자를 실시예 7에서 얻어진 도전성 입자로 변경한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여 절연성 수지 입자가 부착된 도전성 입자를 얻었다.Except having changed the electroconductive particle obtained in Example 5 into the electroconductive particle obtained in Example 7, it carried out similarly to Example 6, and obtained electroconductive particle with insulating resin particle.
(실시예 11)(Example 11)
실시예 1에서 얻어진 도전성 입자를 준비하였다. 이 도전성 입자를 사용하여 이하의 (1) 및 (2)의 공정을 실시하였다.The electroconductive particle obtained in Example 1 was prepared. The process of the following (1) and (2) was implemented using this electroconductive particle.
(1) 무전해 팔라듐 도금 공정(1) Electroless Palladium Plating Process
얻어진 구리 도금 입자 10 g을 초음파 처리기에 의해 이온 교환수 500 mL에 분산시켜, 입자 현탁액을 얻었다.10 g of the obtained copper-plated particles were dispersed in 500 mL of ion-exchanged water by an ultrasonic wave to obtain a particle suspension.
또한, 4 g/L의 황산팔라듐(무수물)과, 2.4 g/L의 에틸렌디아민과, 4.0 g/L의 황산히드라지늄과, 3.5 g/L의 차아인산나트륨을 포함하며, pH 10으로 조정된 무전해 도금액을 준비하였다. 상기 입자 현탁액을 50 ℃로 교반하면서 상기 무전해 도금액을 서서히 첨가하여, 무전해 팔라듐 도금을 행하였다. 무전해 도금액의 첨가량은, 팔라듐층의 두께가 10 nm가 되도록 조정하였다. 얻어진 팔라듐 도금된 수지 입자를 증류수 및 메탄올로 세정한 후, 진공 건조하였다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면에 구리층이 설치되어 있으며 구리층의 표면에 팔라듐층이 설치된 도전성 입자를 얻었다.It also contains 4 g / L palladium sulfate (anhydride), 2.4 g / L ethylenediamine, 4.0 g / L hydrazinium sulfate, 3.5 g / L sodium hypophosphite, adjusted to pH 10. An electroless plating solution was prepared. The said electroless plating liquid was added gradually, stirring the said particle suspension at 50 degreeC, and electroless palladium plating was performed. The addition amount of the electroless plating solution was adjusted so that the thickness of the palladium layer was 10 nm. The obtained palladium plated resin particles were washed with distilled water and methanol and then vacuum dried. Thus, the electroconductive particle in which the copper layer was provided in the surface of the resin particle, and the palladium layer was provided in the surface of the copper layer was obtained.
(2) 염소 세정 제거 공정(2) chlorine washing removal process
얻어진 도전성 입자 1 g을 증류수 1000 mL(비저항 18 MΩ)에 분산시키고, 교반기 장착 오토클레이브에 넣어 0.1 MPa의 가압하에 121 ℃에서 10시간 교반 세정하였다. 그 후, 여과 분별하고, 건조하였다.1 g of the obtained electroconductive particle was disperse | distributed to 1000 mL (specific resistance 18 M (ohm)) of distilled water, it put in the autoclave with a stirrer, and it stirred and wash | cleaned at 121 degreeC for 10 hours under pressure of 0.1 MPa. Then, it filtered and dried.
이와 같이 하여, 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하고, 구리-주석층의 표면 상에 팔라듐층(두께 10 nm)이 설치된 도전성 입자를 얻었다.In this way, a copper-tin layer (about 100 nm thick) is provided on the surface of the resin particles, and the copper-tin layer contains an alloy of copper and tin, and a palladium layer (on the surface of the copper-tin layer) Electroconductive particle in which thickness (10 nm) was provided was obtained.
(실시예 12)(Example 12)
실시예 1에서 얻어진 수지 입자 A를 준비하였다. 또한, 구리 분말(입경 3.0 내지 7.0 ㎛)과 주석 분말(입경 3.0 내지 7.0 ㎛)을 준비하였다.Resin particle A obtained in Example 1 was prepared. Moreover, copper powder (particle size 3.0-7.0 micrometers) and tin powder (particle size 3.0-7.0 micrometers) were prepared.
수지 입자 A와 구리 분말과 주석 분말을 사용하여, 하이브리다이저(나라 기까이 세이사꾸쇼사 제조)를 사용하여 물리적/기계적 혼성화법에 의해 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 100 nm)을 갖는 입자를 얻었다.Using resin particle A, copper powder, and tin powder, a copper-tin layer (thickness 100 nm) on the surface of the resin particles by physical / mechanical hybridization method using a hybridizer (manufactured by Seisakusho Co., Ltd.) Particles with
이어서, 얻어진 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층을 갖는 입자를 220 ℃에서 20시간 가열하였다. 가열 후, 구리와 주석층이 합금화되어 있었다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에 있어서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 40 중량%이고, 주석의 함유량은 60 중량%였다. 상기 구리-주석층에 있어서의 최대 두께는 최소 두께의 2배 이상이었다.Next, the particle | grains which have a copper- tin layer on the surface of the obtained resin particle were heated at 220 degreeC for 20 hours. After the heating, the copper and tin layers were alloyed. In this way, the copper-tin layer (100 nm in thickness) was provided on the surface of the resin particle, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. In the obtained electroconductive particle, as a result of evaluating content of copper and tin contained in the whole copper- tin layer, content of copper was 40 weight% and content of tin was 60 weight%. The maximum thickness in the said copper- tin layer was 2 times or more of the minimum thickness.
(실시예 13)(Example 13)
실시예 1에서 사용한 수지 입자 A를 준비하였다. 또한, 구리 주석 합금 분말(구리의 함유량 40 중량%, 주석의 함유량 60 중량%, 입경 3.0 내지 7.0 ㎛)을 준비하였다.Resin particle A used in Example 1 was prepared. Furthermore, copper tin alloy powder (content 40 weight% of copper, content 60 weight% of tin, and particle diameters 3.0-7.0 micrometers) was prepared.
수지 입자 A와 구리 주석 합금 분말을 사용하여, 하이브리다이저(나라 기까이 세이사꾸쇼사 제조)를 사용하여 물리적/기계적 혼성화법에 의해 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 100 nm)을 갖는 입자를 얻었다.Copper-tin layer (thickness 100 nm) on the surface of a resin particle by physical / mechanical hybridization method using the hybridizer (made by Seisakusho Corp.) using resin particle A and copper tin alloy powder. Particles having were obtained.
얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 40 중량%이고, 주석의 함유량은 60 중량%였다. 상기 구리-주석층에 있어서의 최대 두께는, 최소 두께의 2배 이상이었다.As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 40 weight% and content of tin was 60 weight%. The maximum thickness in the said copper- tin layer was 2 times or more of the minimum thickness.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1에서 얻어진 수지 입자 A를 준비하였다. 이 수지 입자 A 10 g을 에칭 처리한 후, 수세하였다. 이어서, 수지 입자에 황산팔라듐을 가하고, 팔라듐 이온을 수지 입자에 흡착시켰다.Resin particle A obtained in Example 1 was prepared. After 10 g of this resin particle A was etched, it was washed with water. Next, palladium sulfate was added to the resin particles, and palladium ions were adsorbed onto the resin particles.
이어서 디메틸아민보란 0.5 중량%를 포함하는 수용액에 팔라듐 이온이 흡착된 수지 입자를 첨가하여, 팔라듐을 활성화시켰다. 이 수지 입자에 증류수 500 mL를 가하여, 입자 현탁액을 얻었다.Subsequently, the resin particle which palladium ion adsorbed was added to the aqueous solution containing 0.5 weight% of dimethylamine borane, and palladium was activated. 500 mL of distilled water was added to this resin particle, and the particle suspension was obtained.
또한, 40 g/L의 황산구리(5수화물)와, 100 g/L의 에틸렌디아민사아세트산(EDTA)과, 50 g/L의 글루콘산나트륨과, 25 g/L의 포름알데히드를 포함하고, pH 10.5로 조정된 무전해 도금액을 준비하였다. 상기 입자 현탁액에 상기 무전해 도금액을 서서히 첨가하고, 50 ℃에서 교반하면서 무전해 구리 도금을 행하였다. 이와 같이 하여, 구리층(두께 100 nm)이 표면 상에 설치된 구리 도금 입자(도전성 입자)를 얻었다. 비교예 1에서는, 구리층의 표면 상에 주석층을 설치하지 않았다.It also contains 40 g / L copper sulfate (pentahydrate), 100 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 50 g / L sodium gluconate, and 25 g / L formaldehyde. An electroless plating solution adjusted to 10.5 was prepared. The electroless plating solution was gradually added to the particle suspension, and electroless copper plating was performed while stirring at 50 ° C. Thus, the copper plating particle (electroconductive particle) with which the copper layer (thickness 100nm) was provided on the surface was obtained. In Comparative Example 1, a tin layer was not provided on the surface of the copper layer.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
실시예 1의 무전해 주석 도금 공정 후에 얻어진 주석층(두께 약 72 nm)이 구리층(두께 약 40 nm)의 표면 상에 설치된 입자를 도전성 입자로 하였다. 비교예 2에서는, 합금화 공정을 행하지 않았다.The tin layer (about 72 nm thick) obtained after the electroless tin plating process of Example 1 made the particle | grains provided on the surface of a copper layer (thickness about 40 nm) the electroconductive particle. In Comparative Example 2, the alloying step was not performed.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
무전해 구리 도금 공정에서 구리층의 두께를 약 80 nm로 한 것, 및 무전해 주석 도금 공정에서 주석층의 두께를 약 20 nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 80 중량%이고, 주석의 함유량은 20 중량%였다.The surface of the resin particle was carried out similarly to Example 1 except having changed the thickness of the copper layer to about 80 nm in the electroless copper plating process, and changing the thickness of the tin layer to about 20 nm in the electroless tin plating process. A copper-tin layer (thickness 100 nm) was provided on the phase, and the copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 80 weight% and content of tin was 20 weight%.
(비교예 4)(Comparative Example 4)
무전해 구리 도금 공정에서 구리층의 두께를 약 14 nm로 한 것, 및 무전해 주석 도금 공정에서 주석층의 두께를 약 96 nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 15 중량%이고, 주석의 함유량은 85 중량%였다.The surface of the resin particle was the same as in Example 1 except that the thickness of the copper layer was changed to about 14 nm in the electroless copper plating process, and the thickness of the tin layer was changed to about 96 nm in the electroless tin plating process. The copper-tin layer (about 100 nm in thickness) was provided in the phase, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 15 weight% and content of tin was 85 weight%.
(실시예 14)(Example 14)
무전해 구리 도금 공정에서 구리층의 두께를 약 30 nm로 한 것, 및 무전해 주석 도금 공정에서 주석층의 두께를 약 84 nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 입자의 표면 상에 구리-주석층(두께 약 100 nm)이 설치되어 있으며 상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자에서 구리-주석층 전체에 포함되어 있는 구리와 주석의 함유량을 평가한 결과, 구리의 함유량은 30 중량%이고, 주석의 함유량은 70 중량%였다.The surface of the resin particle was carried out similarly to Example 1 except having changed the thickness of the copper layer to about 30 nm in the electroless copper plating process, and changing the thickness of the tin layer to about 84 nm in the electroless tin plating process. The copper-tin layer (about 100 nm in thickness) was provided in the phase, and the said copper-tin layer obtained electroconductive particle containing the alloy of copper and tin. As a result of evaluating content of the copper and tin contained in the whole copper- tin layer in the obtained electroconductive particle, content of copper was 30 weight% and content of tin was 70 weight%.
(평가)(evaluation)
(1) 도전층의 균열(1) cracks in the conductive layer
L/S가 100 ㎛/100 ㎛인 구리 전극이 형성된 2매의 기판을 준비하였다. 또한, 도전성 입자 10 중량부와, 결합제 수지로서의 에폭시 수지(미쓰이 가가꾸사 제조 「스트럭트 본드 XN-5A」) 85 중량부와, 이미다졸형 경화제 5 중량부를 포함하는 이방성 도전 페이스트를 준비하였다.Two substrates on which a copper electrode having an L / S of 100 µm / 100 µm were formed. Furthermore, the anisotropic conductive paste containing 10 weight part of electroconductive particle, 85 weight part of epoxy resins ("Strut bond XN-5A" by Mitsui Chemicals, Inc.) as binder resin, and 5 weight part of imidazole-type hardening | curing agents were prepared. .
기판의 상면에 이방성 도전 페이스트를 도전성 입자가 구리 전극에 접촉하 도록 도포한 후, 다른 기판을 구리 전극이 도전성 입자에 접촉하도록 적층하고, 3 MPa의 압력을 가하여 압착하여, 적층체를 얻었다. 그 후, 적층체를 180 ℃에서 1분간 가열함으로써, 이방성 도전 페이스트를 경화시켜 접속 구조체를 얻었다.After applying an anisotropic conductive paste on the upper surface of the substrate so that the conductive particles contacted the copper electrode, another substrate was laminated so that the copper electrode contacted the conductive particles, and pressed under a pressure of 3 MPa to obtain a laminate. Then, the anisotropic conductive paste was hardened and the bonded structure was obtained by heating a laminated body at 180 degreeC for 1 minute.
얻어진 접속 구조체에서 도전성 입자의 도전층에 균열이 있는지의 여부를 평가하였다. 도전층의 균열을 하기의 기준으로 판정하였다.In the obtained bonded structure, whether the crack was in the conductive layer of electroconductive particle was evaluated. The crack of the conductive layer was determined based on the following criteria.
[도전층의 균열의 판정 기준][Criterion for Determination of Crack in Conductive Layer]
○: 도전층에 큰 균열이 없고, 수지 입자가 노출되지 않음(Circle): There is no big crack in a conductive layer, and resin particle is not exposed.
△: 도전층에 큰 균열이 있고, 수지 입자가 약간 노출되어 있음(Triangle | delta): A big crack exists in the conductive layer, and the resin particle is slightly exposed.
×: 도전층에 큰 균열이 있고, 수지 입자가 크게 노출되어 있음X: A big crack exists in a conductive layer, and resin particle is largely exposed.
(2) 도통 신뢰성(2) conduction reliability
상기 (1)의 평가에서 얻어진 100개의 접속 구조체의 대향하는 전극간의 접속 저항을 사단자법에 의해 측정하고, 전극간이 도통되어 있는지의 여부를 평가하여, 도통 신뢰성을 하기의 기준으로 판정하였다.The connection resistance between the opposing electrodes of 100 connection structures obtained by evaluation of said (1) was measured by the four-terminal method, and it was evaluated whether the electrode was electrically conducting, and the conduction reliability was determined on the following reference | standard.
[도통 신뢰성의 판정 기준][Criteria for reliability of conduction]
○: 100개의 접속 구조체가 모두 도통되어 있음○: all 100 connection structures are conductive
△: 100개의 접속 구조체 중 도통되지 않은 수가 1개 또는 2개(Triangle | delta): One or two non-conductive number of 100 connection structures
×: 100개의 접속 구조체 중 도통되지 않은 수가 3개 이상×: 3 or more unconducted numbers among 100 bonded structures
(3) 비커스 경도(3) Vickers hardness
얻어진 도전성 입자에 있어서의 구리-주석층의 비커스 경도를 비커스 경도계(시마즈 세이사꾸쇼사 제조 「DUH-W201」)를 사용하여 측정하였다. 비커스 경도를 하기의 기준으로 판정하였다.The Vickers hardness of the copper-tin layer in the obtained electroconductive particle was measured using the Vickers hardness meter ("DUH-W201" by Shimadzu Corporation). Vickers hardness was determined based on the following criteria.
[비커스 경도의 판정 기준][Judgement standard of Vickers hardness]
A: 비커스 경도가 500을 초과함A: Vickers hardness exceeds 500
B: 비커스 경도가 100 이상 500 이하B: Vickers hardness is 100 or more and 500 or less
C: 비커스 경도가 100 미만C: Vickers hardness less than 100
(4) 융점(4) melting point
알루미늄팬에 도전성 입자 0.2 내지 0.5 mg을 넣고, 티ㆍ에이ㆍ인스트루먼트제조 「DSC2920」을 사용하여, 승온 속도 10 ℃/분의 조건으로 주사하여 히트-플로우 곡선을 얻었다. 이 곡선에 있어서 융해로 보이는 피크의 정점이 나타내는 온도값을 융점으로 하였다.0.2-0.5 mg of electroconductive particle was put into the aluminum pan, and it scanned on the conditions of the temperature increase rate of 10 degree-C / min using the T. instrument making "DSC2920", and obtained the heat-flow curve. Melting | fusing point was made into the temperature value which the apex of the peak seen as melting | fusing in this curve shows.
(5) 금속 함유량의 분석(5) Analysis of metal content
유리제 삼각 플라스크에서 도전성 입자 0.5 g과 왕수(35 % 염산 용액 15 mL, 70 % 질산 5 mL) 20 mL를 혼합하고, 70 ℃의 온수욕에서 15분간 가온하여 방치하였다. 수욕으로부터 플라스크를 취출한 후, 플라스크 중의 액체 온도가 40 ℃ 이하가 되도록 자연 냉각시켰다. 냉각 후, 금속 이온과 수지 입자를 포함하는 산성 용액을 유리 깔때기 및 여과지(어드밴텍 제조 여과지, No.5C)를 사용하여 여과하였다. 고액 분리를 행하여, 금속 이온을 포함하는 산성 용액을 100 mL 취출한 후, 1 mL를 마이크로 피펫으로 분취하고, 순수로 100배로 희석하여 희석액을 얻었다. 얻어진 희석액을 사용하여, ICP(유도 결합 플라즈마, 호리바 세이사꾸쇼 제조 「ULTIMA2」)로 계측하고, 얻어진 금속 이온 농도로부터 도전층의 금속의 중량 및 각 금속의 분량을 계산하였다.In a glass Erlenmeyer flask, 0.5 g of conductive particles and 20 mL of aqua regia (15 mL of 35% hydrochloric acid solution and 5 mL of 70% nitric acid) were mixed, and allowed to stand for 15 minutes in a 70 ° C hot water bath. After taking out a flask from the water bath, it cooled naturally so that the liquid temperature in a flask might be 40 degrees C or less. After cooling, the acidic solution containing metal ions and resin particles was filtered using a glass funnel and filter paper (Advantech filter paper, No. 5C). Solid-liquid separation was carried out, and 100 mL of the acidic solution containing metal ions was taken out. Then, 1 mL was aliquoted with a micropipette and diluted 100-fold with pure water to obtain a diluent. Using the obtained dilution liquid, it measured by ICP (inductively coupled plasma, Horiba Corporation make "ULTIMA2"), and calculated the weight of the metal of the conductive layer and the amount of each metal from the obtained metal ion concentration.
결과를 하기의 표 1에 나타낸다. 하기의 표 1에 있어서, 「-」는 평가하지 않은 것을 나타낸다.The results are shown in Table 1 below. In following Table 1, "-" shows the thing which did not evaluate.
1…도전성 입자
2…기재 입자
2a…표면
3…구리-주석층
3a…표면
11…도전성 입자
11a…표면
12…구리-주석층
12a…표면
13…코어 물질
14…돌기
15…절연성 입자
21…접속 구조체
22…제1 접속 대상 부재
22a…상면
22b…전극
23…제2 접속 대상 부재
23a…하면
23b…전극
24…접속부
51…도전성 입자
52…구리층
52a…표면
53…주석층
61…도전성 입자
62…제2 도전층
71…도전성 입자
72…구리-주석층 One… Conductive particles
2… Substrate particles
2a ... surface
3 ... Copper-Tin Layer
3a ... surface
11 ... Conductive particles
11a ... surface
12... Copper-Tin Layer
12a ... surface
13 ... Core material
14 ... spin
15... Insulating particles
21 ... Connection structure
22... The first connection object member
22a ... Top surface
22b ... electrode
23 ... The second connection object member
23a... if
23b ... electrode
24 ... Connection
51 ... Conductive particles
52 ... Copper layer
52a ... surface
53 ... Tin layer
61... Conductive particles
62 ... Second conductive layer
71 ... Conductive particles
72 ... Copper-Tin Layer
Claims (8)
상기 구리-주석층이 구리와 주석의 합금을 포함하고,
상기 구리-주석층 전체에서의 상기 구리의 함유량이 20 중량% 초과 75 중량% 이하이며, 주석의 함유량이 25 중량% 이상 80 중량% 미만인 도전성 입자.A base-particle and a copper-tin layer comprising copper and tin provided on the surface of the base-particle,
The copper-tin layer comprises an alloy of copper and tin,
Electroconductive particle whose content of the said copper in the said copper- tin layer whole is more than 20 weight% and 75 weight% or less, and content of tin is 25 weight% or more and less than 80 weight%.
상기 접속부가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있는 접속 구조체.It is provided with the 1st connection object member, the 2nd connection object member, and the connection part which connects the said 1st, 2nd connection object member,
The said connection part is formed with the electroconductive particle of any one of Claims 1-6, or the connection structure formed with the anisotropic conductive material containing the said electroconductive particle and binder resin.
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