树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体

文档序号:213921 发布日期:2021-11-05 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体 (Resin particle, conductive material, and connection structure ) 是由 森田弘幸 胁屋武司 于 2020-03-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种树脂粒子,该树脂粒子可以均匀地接触粘附体,且使用表面上形成有导电部的导电性粒子使电极间实现了电连接时可以有效地提高与导电部的密合性和抗冲击性,同时还可以有效地降低连接电阻。本发明涉及一种树脂粒子,其通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察到放热峰。(The invention provides a resin particle which can uniformly contact an adherend, can effectively improve the adhesion and impact resistance with a conductive part when electric connection is realized between electrodes by using the conductive particle with the conductive part formed on the surface, and can effectively reduce the connection resistance. The present invention relates to a resin particle in which an exothermic peak is observed when a differential scanning calorimetry measurement is performed by heating the resin particle from 100 ℃ to 350 ℃ at a temperature increase rate of 5 ℃/min under an atmospheric atmosphere.)

树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体

技术领域

本发明涉及一种具有良好压缩特性的树脂粒子。另外,本发明还涉及一种使用了上述树脂粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。

背景技术

众所周知一种各向异性导电糊剂及各向异性导电膜等各向异性导电材料。在上述各向异性导电材料中,导电性粒子分散在粘接剂树脂中。

上述各向异性导电材料用于电连接柔性印刷电路基板(FPC)、玻璃基板、玻璃环氧基板以及半导体片等各种连接对象部件的电极间以获得连接结构体。此外,作为上述导电性粒子,可使用具有基材粒子、以及配置在该基材粒子的表面上的导电层的导电性粒子。可以使用树脂粒子作为上述基材粒子。

在下述的专利文献1中,公开了一种树脂粒子,该树脂粒子存在于导电性粒子的表面上并用于使该导电性粒子绝缘。上述树脂粒子含有使聚合性成分共聚的丙烯酸类交联聚合物,该聚合性成分含有:具有碳原子数为4~18的烷基的非交联性(甲基)丙烯酸烷基酯(A)和在一个分子中具有两个以上的聚合性基团的交联性单体(B)。在上述树脂粒子中,上述交联性单体(B)的含量在聚合性成分中为7质量%以上。

在下述的专利文献2中,公开了一种热固性树脂软化粒子的制造方法。上述制造方法包括以下阶段:在具有5nm~70nm平均粒径的胶体二氧化硅悬浮液中使至少含有一种双官能性单体的单体化合物与醛化合物在碱性条件下发生反应并在水中生成可溶的初始缩合物的水溶液的阶段、以及在该水溶液中加入酸催化剂以析出球状的热固性树脂软化粒子的阶段。在上述制造方法中,上述双官能性单体为选自6-取代胍胺类和尿素类的单体。

此外,使用各种粘接剂用以粘接两个连接对象部件(粘附体)。为了使通过该粘接剂形成的粘接层的厚度均匀并控制两个连接对象部件(粘附体)等间隔(间隙gap),可在粘接剂中配比间隙材料(间隔物)。有时使用树脂粒子作为上述间隙材料(间隔物)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开第2012-124035号公报

专利文献2:WO2012/067072A1

发明内容

发明所要解决的问题

近年来,广泛期待在使用含有导电性粒子的导电材料以及连接材料对电极间进行电连接时,在较低的压力下也可以可靠地使电极间实现电连接并降低连接电阻。例如,在液晶显示装置的制造方法中,FOG(Film On Glass)方式中在安装柔性基板时,在玻璃基板上配置各向异性导电材料,层叠柔性基板并对其进行热压接。近年来,液晶显示面板的边框越来越窄,玻璃基板的薄型化也在不断发展。此时,在安装柔性基板时,若在高压和高温条件下进行热压接,则在柔性基板上会产生变形,可能会出现显示不均的现象。因此,FOG方式中在安装柔性基板时,以较低的压力进行热压接较为理想。此外,即使使用FOG方式以外的方式,也需要将热压接时的压力和温度控制在较低水平。

若使用以往的树脂粒子作为导电性粒子,在较低压力的条件下对电极间进行电连接时,连接电阻会变高。作为此情况出现的原因,可以列举为导电性粒子未充分接触到电极(粘附体)、以及树脂粒子与配置在该树脂粒子的表面上的导电部之间的密合性较低,导电部发生剥离。进一步而言,在使用以往的导电性粒子形成了对电极间进行电连接的连接部时,由于对该连接部施加下落等冲击,则由于配置在树脂粒子的表面上的导电部发生剥离等,连接电阻变高。

此外,在以往的导电性粒子中,不仅是由于连接时的压力,根据电极(粘附体)的硬度(材质)不同,导电性粒子并未充分接触电极(粘附体)且连接电阻变高。另外,在电极(粘附体)的表面上会形成伤痕,导致连接电阻变高。

另外,使用以往的树脂粒子作为间隙材料(间隔物)时,有时会损伤连接对象部件等(粘附体)。另外,若使用以往的树脂粒子,则无法充分接触连接对象部件等(粘附体),无法获得充分的间隙控制效果。

本发明的目的在于,提供一种树脂粒子,该树脂粒子可以均匀地接触粘附体,且在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子使电极间实现了电连接时可以有效地提高与导电部的粘接性和抗冲击性,还进一步可以有效地降低连接电阻。另外,本发明的目的在于提供一种使用了上述树脂粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。

用于解决问题的技术方案

根据本发明的广泛方面,本发明提供一种树脂粒子,其通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察到放热峰。

根据本发明涉及的树脂粒子的某个特定方面,在所述放热峰中具有最大峰面积的放热峰的放热量为2000mJ/mg以上且25000mJ/mg以下。

根据本发明涉及的树脂粒子的某个特定方面,其通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速率将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察不到具有2000mJ/mg以上吸热量的吸热峰。

根据本发明涉及的树脂粒子的某个特定方面,将树脂粒子压缩10%时的压缩弹性模量与将在200℃的条件下加热10分钟后的树脂粒子压缩10%时的压缩弹性模量之差的绝对值为180N/mm2以上。

根据本发明涉及的树脂粒子的某个特定方面,所述树脂粒子用于间隔物、或者用于电子部件用粘接剂、或者用于获得具有导电部的导电性粒子、或者用于叠层造型用材料。

根据本发明涉及的树脂粒子的某个特定方面,所述树脂粒子作间隔物、或者用于在表面上形成导电部来获得具有所述导电部的导电性粒子。

根据本发明的广泛方面,本发明提供一种导电性粒子,其具备:上述的树脂粒子、以及配置在所述树脂粒子的表面上的导电部。

根据本发明涉及的导电性粒子的某个特定方面,将导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量与将在200℃的条件下加热10分钟后的导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量之差的绝对值为180N/mm2以上。

根据本发明涉及的导电性粒子的某个特定方面,其进一步具备配置在所述导电部的外表面上的绝缘性物质。

根据本发明涉及的导电性粒子的某个特定方面,其在所述导电部的外表面上具有突起。

根据本发明的广泛方面,本发明提供一种导电材料,其含有导电性粒子以及粘接剂树脂,其中,所述导电性粒子具备上所述的树脂粒子、以及配置在所述树脂粒子的表面上的导电部。

根据本发明的广泛方面,本发明提供一种连接结构体,其具备:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、以及将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接在一起的连接部,其中,所述连接部由导电性粒子形成、或者由含有所述导电性粒子和粘接剂树脂的导电材料形成,所述导电性粒子具备上述的树脂粒子以及配置在所述树脂粒子的表面上的导电部,所述第一电极与所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。

发明的效果

本发明涉及的树脂粒子通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察到放热峰。本发明涉及的树脂粒子由于具备上述结构,因此可以均匀地接触粘附体,且在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子使电极间实现了电连接时可以有效地提高与导电部的密合性和抗冲击性,并且还可以有效地降低连接电阻。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图2是表示本发明第二实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图3是表示本发明第三实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图4是表示使用了本发明第一实施方式涉及的导电性粒子的连接结构体的一个示例的截面图。

图5是表示使用了本发明涉及的树脂粒子的电子部件装置的一个示例的截面图。

图6是表示将图5所示电子部件装置中的接合部部分放大的截面图。

具体实施方式

以下,对本发明的详细内容进行说明。

(树脂粒子)

本发明涉及的树脂粒子通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察到放热峰。

本发明涉及的树脂粒子中,由于具备上述构成,因此可以均匀地接触粘附体,且在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子使电极间实现了电连接时可以有效地提高与导电部的密合性和抗冲击性,并且还可以有效地降低连接电阻。

本发明的树脂粒子由于可以通过差示扫描量热测定观察到放热峰,因此可以通过加热使其热固化。本发明涉及的树脂粒子(热固化前的树脂粒子)由于并未完全热固化,因此,容易在较低的压力和温度条件下发生变形。因此,使用在树脂粒子的表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,即使是将热压接时的压力和温度设定在较低的水准,也可以使导电性粒子充分地接触到电极,另外,可以防止在电极上形成伤痕。此外,在使用在本发明涉及的树脂粒子的表面上形成有导电部的导电性粒子以形成对电极间进行电连接的连接部时,在热压接时可以在对树脂粒子进行了压缩的状态下使其热固化。由于连接部中的导电性粒子维持被压缩的形状,因此,可以有效地防止导电部发生剥离,同时还可以有效地提高树脂粒子与导电部之间的粘接性。进一步而言,即使对该连接部施加下落等冲击,也可以有效地防止导电部发生剥离,并可以有效地降低电极间的连接电阻。使用了本发明涉及的树脂粒子的导电性粒子可以有效地提高抗冲击性。另外,使用了本发明涉及的树脂粒子的导电性粒子可以有效地降低电极间的连接电阻,并且可以有效地提高电极间的连接可靠性。例如,即使是将通过使用了本发明涉及的树脂粒子的导电性粒子实现了电极间电连接的连接结构体长时间放置于高温及高湿度条件下,连接电阻更进一步不易升高,且更进一步不易发生导电不良。

此外,将本发明涉及的树脂粒子用作间隙材料(间隔物)时,可以有效地抑制连接对象部件等出现伤痕。进一步而言,可以与连接对象部件材料充分地接触,并可以获得充分的间隙控制效果。

本发明涉及的树脂粒子通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察到放热峰。此外,需要说明的是,所谓放热峰是指,放热量为1000mJ/mg以上的峰。在上述差示扫描量热测定中,优选在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将10mg上述树脂粒子从100℃加热至350℃。

若上述树脂粒子满足上述的优选方式,则可以更进一步均匀地接触到粘附体。另外,若上述树脂粒子满足上述的优选方式,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地提高与导电部的密合性以及抗冲击性,进一步而言,还可以更进一步有效地降低连接电阻。一般而言,热固性树脂的固化反应即为放热反应,在差示扫描量热测定中可作为放热峰被观察到。上述树脂粒子优选通过加热而热固化。

在上述差示扫描量热测定中,可以仅观察一个放热峰,也可以观察到两个以上的多个放热峰。在上述差示扫描量热测定中观察到的放热峰中具有最大峰面积的放热峰的放热量优选为2000mJ/mg以上,更优选为10000mJ/mg以上,且优选为25000mJ/mg以下,更优选为22000mJ/mg以下。若具有最大峰面积的放热峰的放热量为上述下限以上且上述上限以下,则可以使树脂粒子更进一步均匀地与粘附体接触。另外,若具有最大峰面积的放热峰的放热量为上述下限以上且上述上限以下,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地提高其与导电部的密合性及抗冲击性,另外,还可以更进一步有效地降低连接电阻。

在上述树脂粒子中,优选通过在大气气氛下以5℃/分钟的升温速率将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时观察不到具有2000mJ/mg以上吸热量的吸热峰。另外,需要说明的是,在本发明书中,所谓吸热峰是指吸热量为2000mJ/mg以上的峰。在上述差示扫描量热测定中,优选在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将10mg上述树脂粒子从100℃加热至350℃。若上述树脂粒子满足上述的优选方式,则可以更进一步均匀地接触到粘附体。另外,若上述树脂粒子满足上述的优选方式,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地提高其与导电部的密合性及抗冲击性,进一步而言,还可以更进一步有效地降低连接电阻。一般而言,树脂等的熔融即为吸热反应,在差示扫描量热测定中可作为吸热峰被观察到。上述树脂粒子优选不发生树脂等的熔融。

在上述差示扫描量热测定中使用差示扫描量热测定装置(日立高新技术株式会社制造的“DSC6220”)等。

将树脂粒子压缩了10%时的压缩弹性模量设为10%K值(A)。将在200℃的条件下加热10分钟后的树脂粒子压缩10%时的压缩弹性模量设为10%K值(B)。上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值优选为180N/mm2以上,更有选为500N/mm2以上,进一步优选为800N/mm2以上,特别优选为1000N/mm2以上。上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值优选为10000N/mm2以下,更优选为7500N/mm2以下,进一步优选为5000N/mm2以下。若上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值为上述下限以上且上述上限以下,则可以使树脂粒子更进一步均匀地与粘附体接触。另外,若上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值为上述下限以上且上述上限以下,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地提高其与导电部的密合性性及抗冲击性,另外,还可以更进一步有效地降低连接电阻。上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值特别优选为200N/mm2以上且3000N/mm2以下。若上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值满足上述的优选范围,则可以更进一步有效地抑制由树脂粒子产生的粘附体的伤痕,并且可以使树脂粒子更进一步均匀地与粘附体接触。若上述10%K值(A)与上述10%K值(B)之差的绝对值满足上述的优选范围,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以有效地降低电极间的连接电阻,并且可以更进一步有效地提高电极间的连接可靠性。

上述10%K值(A)优选为500N/mm2以上,更优选为800N/mm2以上,且优选为6000N/mm2以下,更优选为4000N/mm2以下。若上述10%K值(A)为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步有效地抑制由树脂粒子产生粘附体的伤痕,并且可以使树脂粒子更进一步均匀地与粘附体接触。若上述10%K值(A)为上述下限以上且上述上限以下,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地降低连接电阻,并且可以更进一步有效地提高连接可靠性。

可以按照如下步骤测定上述树脂粒子的上述压缩弹性模量(10%K值(A)及10%K值(B))。

准备树脂粒子(树脂粒子(A))。另外,准备在200℃的条件下加热10分钟后的树脂粒子(树脂粒子(B))。使用微压缩试验机,在圆柱体(直径50μm、由金刚石制成)的平滑压头端面上以25℃、压缩速度为0.3mN/秒钟及最大试验负荷20mN的条件下压缩一个树脂粒子(A)或(B)。测定此时的负荷值(N)和压缩位移(mm)。根据下述式可以由所得到的测定值求出上述压缩弹性模量(10%K值(A)或10%K值(B))。作为上述微压缩试验机,例如可以使用Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”等。上述树脂粒子(A)或(B)的上述压缩弹性模量(10%K值(A)或10%K值(B))优选通过对任意选择的50个树脂粒子(A)或(B)的上述压缩弹性模量(10%K值(A)或10%K值(B))进行算术平均从而计算出来。

10%K值(A)或10%K值(B)(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2

F:将树脂粒子(A)或(B)进行了10%的压缩变形时的负荷值(N)

S:将树脂粒子(A)或(B)进行了10%的压缩变形时的压缩位移(mm)

R:树脂粒子(A)或(B)的半径(mm)

上述压缩弹性模量普遍且定量地表示树脂粒子的硬度。通过使用上述压缩弹性模量,可以定量且唯一地表示树脂粒子的硬度。

上述树脂粒子的压缩恢复率优选为5%以上,更优选为8%以上,且优选为60%以下,更优选为40%以下。若上述压缩恢复率为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步有效地抑制由树脂粒子导致的粘附体的伤痕,另外,还可以使树脂粒子更进一步均匀地与粘附体接触。若上述压缩恢复率为上述下限以上且上述上限以下,则在使用在表面上形成有导电部的导电性粒子对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地降低连接电阻,并且可以有效地提高连接可靠性。

可以按照如下步骤测定上述树脂粒子的上述压缩恢复率。

在样本台上撒落树脂粒子。使用微压缩试验机,在圆柱体(直径50μm、由金刚石制成)的平滑压头端面上以25℃的条件下对1个所撒落的树脂粒子在树脂粒子的中心方向上施加负荷(反向负荷值)直至使树脂粒子压缩变形30%。随后,除去负荷直至初始负荷值(0.4mN)。测定上述过程中的负荷-压缩位移,可以根据下述式求出压缩恢复率。另外,需要说明的是,负荷速度设为0.33mN/秒钟。作为上述微压缩试验机,例如可以使用Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”等。

压缩恢复率(%)=[L2/L1]×100

L1:从施加负荷时的原点用负荷值开始至达到反向负荷值为止的压缩变位

L2:从解除负荷时的反向负荷值开始至达到原点用负荷值为止的卸载变位

对上述树脂粒子的用途没有特殊的限制。上述树脂粒子优选地用于各种用途。优选上述树脂粒子用于间隔物,或者用于电子部件用粘接剂,或者用于获得具有导电部的导电性粒子,或者用于叠层造型用材料。优选上述树脂粒子用作间隔物,或者用于在表面上形成导电部来获得具有上述导电部的导电性粒子。在上述导电性粒子中,上述导电部形成在上述树脂粒子的表面上。优选上述树脂粒子用于在其表面上形成导电部来获得具有上述导电部的导电性粒子。优选上述导电性粒子用于对电极间进行电连接。上述导电性粒子还可以用作间隙材料(间隔物)。

上述树脂粒子优选用于间隙材料(间隔物)或用作间隙材料(间隔物)。作为上述间隙材料(间隔物),可以列举液晶显示元件间隔物、间隙控制用间隔物、应力缓和用间隔物、以及调光叠层体用间隔物等。上述间隙控制用间隔物可以用于叠层片及光学部件的间隙控制等,该叠层片用于保证支座高度和平坦性,该光学部件的间隙控制用于控制电子部件装置的间隙以及保证玻璃面的光滑性及粘接剂层厚度。上述应力缓和用间隔物可以用于传感器片材等的应力缓和,及连接两个连接对象部件的连接部的应力缓和等。作为上述传感器片材,例如,可以列举半导体传感器片等。此外,将上述树脂粒子用作间隙材料(间隔物)时,可以有效地抑制连接对象部件等的伤痕。进一步而言,还可以使其与连接对象部件等充分地接触,可以获得充分的间隙控制效果。

上述树脂粒子优选用于液晶显示元件用间隔物或用做液晶显示元件用间隔物,优选用于液晶显示元件用外围密封剂。在上述液晶显示元件用外围密封剂中,上述树脂粒子优选用作间隔物。上述树脂粒子由于具备良好的压缩变形特性和良好的压缩破坏特性,因此在将上述树脂粒子用作间隔物配置在基板之间、或在表面形成导电部并将其用作导电性粒子以对电极间进行电连接时,间隔物或导电性粒子有效地配置在基板之间或电极间。进一步而言,在上述树脂粒子中,由于可以抑制液晶显示元件用部件等的伤痕,因此在使用了上述液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件及使用了上述导电性粒子的连接结构体中不易产生接触不良和显示不良的现象。

上述树脂粒子优选用于电子部件用粘接剂或优选用作电子部件用粘接剂。作为上述电子部件用粘接剂,可以列举液晶面板用粘接剂、叠层基板用粘接剂、基板电路用粘接剂及相机模块用粘接剂等。作为上述叠层基板,例如,可以列举半导体传感器片材等。上述用于电子部件用粘接剂的树脂粒子或上述用作电子部件用粘接剂的树脂粒子,优选为具有粘接性能的粘接性树脂粒子。若上述树脂粒子为粘接性树脂粒子,则在压接树脂粒子并使其固化时,可以良好地粘接树脂粒子与叠层对象部件。上述树脂粒子为单体,可用作电子部件用粘接剂。上述树脂粒子可以在不使用其他粘接成分的情况下用作电子部件用粘接剂。将上述树脂粒子用于电子部件用粘接剂时,可以以单体用作电子部件用粘接剂,也可以与其他粘接成分一同使用。此外,上述树脂粒子为具有粘接性能的粘接性树脂粒子时,可以用作间隔物兼电子部件用粘接剂。上述树脂粒子用作间隔物兼电子部件用粘接剂时,由与间隔物及粘接剂不同材料构成的情况相比,可以更进一步高度实现兼顾粘接性及间隙控制性、应力缓和性等间隔物所需的物性。

上述树脂粒子优选用于叠层造型用材料。上述树脂粒子用于上述叠层造型用材料时,例如,将上述树脂粒子立体地叠层并成型为特定的形状之后,通过使其固化从而可以形成立体的造型物。

进一步而言,上述树脂粒子优选用作无机填充材料、调色剂的添加剂、冲击吸收剂或振动吸收剂。例如,可以将上述树脂粒子用作橡胶或弹簧等代替品。

以下,对树脂粒子的其他详细内容进行说明。另外,需要说明的是,在本发明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”中的一种或两种,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”中的一种或两种。

(树脂粒子的其他详细内容)

对上述树脂粒子的材料没有特殊的限制。上述树脂粒子的材料优选为有机材料。上述树脂粒子可以是具有多孔结构的粒子,也可以是具有实心结构的粒子。上述多孔结构是指具有多个细孔的结构。上述实心结构是指不具有多个细孔的结构。

作为上述有机材料,可以列举聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯及聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸树脂;聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰二胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、异氰酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯硫醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、二乙烯基苯聚合物及二乙烯基苯共聚物等。作为上述二乙烯基苯共聚物等,可以列举二乙烯基苯-苯乙烯共聚物以及二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。

上述树脂粒子的材料优选为使环氧树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、聚氨酯树脂、异氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、酚醛树脂、或具有烯属不饱和基团的聚合性单体中的一种或两种以上聚合的聚合物。上述树脂粒子的材料更优选为环氧树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、酚醛树脂或具有烯属不饱和基团的聚合性单体中的一种或两种以上聚合的聚合物。上述树脂粒子的材料特别优选为环氧树脂。若上述树脂粒子的材料满足上述的优选方式,则可以更进一步将树脂粒子的压缩特性控制在优选的范围内。

若使用环氧树脂作为上述树脂粒子的材料,则上述环氧树脂优选为多官能环氧树脂。作为上述环氧树脂,可以列举双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂等2官能环氧树脂;三嗪型环氧树脂及缩水甘油胺型环氧树脂等3官能环氧树脂;以及四酚乙烷型环氧树脂及缩水甘油胺型环氧树脂等4官能环氧树脂等。上述环氧树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。

此外,若使用环氧树脂作为上述树脂粒子的材料,则优选与环氧树脂同时使用固化剂。上述固化剂使上述环氧树脂热固化。对上述固化剂没有特殊的限制。作为上述固化剂,可以列举咪唑固化剂、胺固化剂、酚固化剂、聚硫醇固化剂等硫醇固化剂、以及酸酐固化剂等。上述热固化剂可以得到使用一种,也可以组合使用两种以上。从将上述树脂粒子的压缩特性更容易地控制在优选的范围内的观点出发,上述固化剂优选为胺固化剂。

对上述咪唑固化剂没有特殊的限制。作为上述咪唑固化剂,可以列举将2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪以及2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰尿酸加合物、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-苯基-4-苯甲基-5-羟基甲基咪唑、2-对甲苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-间苯甲基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-间苯甲基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-对苯甲基-4,5-二羟基甲基咪唑等中的1H-咪唑的5位的氢用羟基甲基取代且将其2位的氢用苯基或苯甲基取代的咪唑化合物。

对上述硫醇固化剂没有特殊的限制。作为上述硫醇固化剂,可以列举三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸乙酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸乙酯、以及二季戊四醇六-3-巯基丙酸乙酯等。

对上述胺固化剂没有特殊的限制。作为上述胺固化剂,可以列举乙二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷、双(4-氨基环己基)甲烷、苯二胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基苯基醚、间苯二甲胺、二氨基萘、双氨基甲基环己烷及二氨基二苯基砜等。从将上述树脂粒子的压缩特性更容易地控制在优选的范围内的观点出发,上述胺固化剂优选为二胺化合物。上述二胺化合物优选为乙二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、间苯二胺、二氨基二苯基砜、苯二胺或2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷。从将上述树脂粒子的压缩特性更容易地控制在优选的范围内的观点出发,上述胺固化剂更优选为乙二胺、二氨基二苯基甲烷、苯二胺、或2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷。

从在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时可以更易于控制观察到放热峰的观点出发,本发明涉及的树脂粒子优选具有来自于多官能环氧树脂的化学结构以及来自于二胺化合物的化学结构。此外,出于相同的理由,本发明涉及的树脂粒子优选为使多官能环氧树脂与二胺化合物发生反应而获得的粒子。通过在溶剂中加热多官能环氧树脂与二胺化合物,使环氧基与氨基依次反应,不溶于溶剂的析出物被分散稳定剂保护,同时进行粒子化过程。在该粒子化过程中,通过调整环氧基与氨基发生反应的温度和浓度等条件,从而可以在粒子中和粒子表面上残留有未反应部分的环氧基和氨基的状态下进行粒子化。通过加热使该残留的环氧基和氨基发生反应,从而可以观察到该反应热为放热峰。

对上述酸酐固化剂没有特殊的限制,只要是用作环氧化合物等热固性化合物的固化剂的酸酐,即可广泛使用。作为上述酸酐固化剂,可以列举邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基丁烯基四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸衍生物的酸酐、马来酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、琥珀酸酐、甘油双酸酐偏苯三酸甲乙酸酯及乙二醇双酸酐偏苯三酸等的双官能酸酐固化剂、偏苯三酸酐等三官能酸酐固化剂及均苯四酸酐、二苯酮四甲酸酐、甲基环己基四羧酸酐及聚壬二酸酐等四官能以上的酸酐固化剂等。

通过使具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而获得上述树脂粒子时,作为上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体,可以列举非交联性的单体与交联性的单体。

作为上述非交联性的单体,可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯单体作为乙烯基化合物;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯基醚化合物;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等酸乙烯基酯化合物;氯乙烯、氟乙烯等含卤素单体;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等烷基(甲基)丙烯酸酯化合物作为(甲基)丙烯酸化合物;2-(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含氧原子(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈单体;三氟甲基(甲基)丙烯酸酯、五氟乙基(甲基)丙烯酸酯等含卤素(甲基)丙烯酸酯;二异丁烯、异丁烯、线性烯、乙烯、丙烯等烯烃化合物作为α-烯烃化合物;异戊二烯、丁二烯等作为共轭二烯化合物。

作为上述交联性的单体,可以列举二乙烯基苯、1,4-二联氧基丁烷、二乙烯基砜等乙烯基单体作为乙烯基化合物;四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基醇二丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物作为(甲基)丙烯酸化合物;三烯丙基(异)氰尿酸酯、三烯丙酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚作为烯丙基化合物;四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等硅烷醇盐化合物作为硅烷化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基乙基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基乙基乙烯基硅烷、乙基甲基二乙烯基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙基乙烯基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含有聚合性双键的硅烷醇盐;十甲基环五硅氧烷等环状硅氧烷;单端改性硅油、双末端硅油、侧链型硅油等改性(反应性)硅油;(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基单体等。

可以通过使上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而获得上述树脂粒子。对上述聚合方法没有特殊的限制,可以列举自由基聚合、离子聚合、缩聚(缩合聚合、缩聚合)、加成聚合、活性聚合及活性自由基聚合等公知的方法。此外,作为其他的聚合方法,还可以列举在存在自由基聚合引发剂的环境下的悬浮聚合。

上述树脂粒子可以是具备核、以及配置在该核的表面上的壳的核壳粒子。从在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将树脂粒子从100℃加热至350℃来进行差示扫描量热测定时可以更易于控制观察到放热峰的观点出发,上述壳优选具有来自于多官能环氧树脂的化学结构及来自于二胺化合物的化学结构。此外,出于相同的理由,上述壳优选为通过使多官能环氧树脂与二胺化合物发生反应而获得的壳。作为上述壳的材料,可以使用与上述树脂粒子优选的材料相同的材料。此外,上述核可以具有来自于多官能环氧树脂的化学结构及来自于二胺化合物的化学结构,可以是通过使多官能环氧树脂与二胺化合物发生反应而获得的粒子。

上述树脂粒子的粒径优选为0.1μm以上,更优选为1μm以上,且优选为100μm以下,更优选为80μm以下。若上述树脂粒子的粒径在上述下限以上且上述上限以下,则可以将树脂粒子更进一步优选地用于导电性粒子及间隔物用途中。从用作间隔物的观点出发,上述树脂粒子的粒径优选为1μm以上且80μm以下。从用作导电性粒子的观点出发,上述树脂粒子的平均粒径优选为1μm以上且20μm以下。

上述树脂粒子的粒径是指当上述树脂粒子为真球状时的直径,若上述树脂粒子为真球状以外的形状,则是指假定为与其体积对应的真球状时的直径。上述树脂粒子的粒径优选为平均粒径,更优选为数均粒径。可以通过任意的粒度分布测量装置测定上述树脂粒子的粒径。例如,可以使用应用了激光散射、电阻值变化、成像后的图像分析等原理的粒度测量分布装置。进一步具体而言,作为树脂粒子的粒径的测定方法,可以列举使用粒度分布测定装置(Beckman coulter公司制造的”Multisizer4”)测定大约100000个树脂粒子的粒径并计算出其平均值的方法。

上述树脂粒子的粒径变动系数(CV值)优选为10%以下,更优选为7%以下,进一步优选为5%以下。若上述CV值为上述上限以下,则可以将树脂粒子更进一步优选地用于导电性粒子以及间隔物用途中。

上述CV值通过下述式表示。

CV值(%)=(ρ/Dn)×100

ρ:树脂粒子的粒径的标准偏差

Dn:树脂粒子的粒径的平均值

上述树脂粒子的长径比优选为2以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1.2以下。上述长径比是指,长径/短径。优选上述长径比通过在电子显微镜或光学显微镜下观察任意10个树脂粒子并将其最大直径和最小直径分别设为长径、短径以计算出各个树脂粒子的长径/短径的平均值而求得。

(导电性粒子)

上述导电性粒子具备上述树脂粒子、以及配置在上述树脂粒子的表面上的导电部。

图1是表示本发明第一实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图1所示的导电性粒子1具有树脂粒子11、及配置在树脂粒子11的表面上的导电部2。导电部2包覆树脂粒子11的表面。导电性粒子1是树脂粒子11的表面被导电部2包覆的包覆粒子。

图2是表示本发明第二实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图2所示的导电性粒子21具有树脂粒子11、及配置在树脂粒子11的表面上的导电部22。在图2所示的导电性粒子21中,只有导电部22与图1所示的导电性粒子1不同。导电部22具有作为内层的第一导电部22A与作为外层的第二导电部22B。在树脂粒子11的表面上配置有第一导电部22A。在第一导电部22A的表面上配置有第二导电部22B。

图3是表示本发明第三实施方式涉及的导电性粒子的截面图。

图3所示的导电性粒子31具有树脂粒子11、导电部32、多个芯物质33及多个绝缘性物质34。

导电部32配置在树脂粒子11的表面上。导电性粒子31在导电性的表面上具有多个突起31a。导电部32在外表面上具有多个突起32a。由此,上述导电性粒子可以在导电性粒子的导电性的表面上具有突起,也可以在导电部的外表面上具有突起。多个芯物质33配置在树脂粒子11的表面上。多个芯物质33嵌入导电部32内。芯物质33配置在突起31a、32a的内侧。导电部32包覆多个芯物质33。导电部32的外表面由于多个芯物质33而隆起,从而形成突起31a、32a。

导电性粒子31具有配置在导电部32的外表面上的绝缘性物质34。导电部32的外表面的至少一部分区域被绝缘性物质34所包覆。绝缘性物质34由具有绝缘性的材料形成,其为绝缘性粒子。由此,上述导电性粒子可以具有配置在导电部的外表面上的绝缘性物质。

对用于形成上述导电部的金属没有特殊的限制。作为上述金属,可以列举金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼以及它们的合金等。此外,作为上述金属,还可以列举锡掺杂的氧化铟(ITO)及焊料等。从更进一步提高电极间连接可靠性的观点出发,上述金属优选为含有锡的合金、镍、钯、铜或金,更优选为镍或钯。

如导电性粒子1、31所示,上述导电部可以由一个层形成。如导电性粒子21所示,上述导电部可以由多个层形成。即,上述导电部可以具有两层以上的叠层结构。导电部由多个层形成时,最外层优选为金层、镍层、钯层、铜层或含有锡和银的合金层,更优选为金层。当最外层是这些优选的导电层时,可以更进一步提高电极间的连接可靠性。另外,当最外层是金层时,可以更进一步提高抗腐蚀性。

对在上述树脂粒子的表面上形成导电部的方法没有特殊的限制。作为形成上述导电部的方法,可以列举无电解镀的方法、电镀层的方法、物理气相沉积法及在树脂粒子的表面上涂覆含有金属粉末或金属粉末及粘接剂的糊剂的方法等。从更进一步易于形成导电部的观点出发,优选使用无电解镀的方法。作为上述物理气相沉积法,可以列举真空气相沉积、离子电镀及离子溅射等方法。

将上述导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量设为10%K值(C)。将在200℃的条件下加热10分钟后的上述导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量设为10%K值(D)。上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值优选为180N/mm2以上,更优选为500N/mm2以上,进一步优选为800N/mm2以上,特别优选为1000N/mm2以上。上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值优选为10000N/mm2以下,更优选为7500N/mm2以下,进一步优选为5000N/mm2以下。若上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值为上述下限以上且上述上限以下,则在对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地提高导电部的密合性和抗冲击性,更进一步而言,可以更进一步有效地降低连接电阻。上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值特别优选为200N/mm2以上且3000N/mm2以下。若上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值满足上述优选的范围,则可以更进一步有效地抑制由导电性粒子导致的粘附体的伤痕,并可以更进一步使导电性粒子均匀地与粘附体接触。若上述10%K值(C)与上述10%K值(D)之差的绝对值满足上述优选的范围,则在将电极间进行电连接时,可以更进一步有效地降低连接电阻,并且可以更进一步有效地提高连接可靠性。

上述10%K值(C)优选为3000N/mm2以上,更优选为4000N/mm2以上,且优选为11000N/mm2以下,更优选为9000N/mm2以下。若上述10%K值(C)为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步有效地抑制由导电性粒子导致的粘附体的伤痕,并可以更进一步使导电性粒子均匀地与粘附体接触。若上述10%K值(C)为上述下限以上且上述上限以下,则在对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地降低连接电阻,并且可以更进一步有效地提高连接可靠性。

可以按照以下步骤测定上述导电性粒子的上述压缩弹性模量(上述10%K值(C)和上述10%K值(D))。

准备导电性粒子(导电性粒子(C))。另外,准备在200℃的条件下加热10分钟后的导电性粒子(导电性粒子(D))。使用微压缩试验机,在圆柱体(直径50μm、由金刚石制成)的平滑压头端面上以25℃、压缩速度为0.3mN/秒钟以及最大试验负荷20mN的条件下压缩一个导电性粒子(C)或(D)。测定此时的负荷值(N)和压缩位移(mm)。根据下述式可以由所得到的测定值求出上述压缩弹性模量(10%K值(C)或10%K值(D))。作为上述微压缩试验机,例如可以使用Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”等。上述导电性粒子(C)或(D)的上述压缩弹性模量(10%K值(C)或10%K值(D))优选通过对任意选择的50个导电性粒子(C)或(D)的上述压缩弹性模量(10%K值(C)或10%K值(D))进行算术平均从而计算出来。

10%K值(C)或10%K值(D)(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2

F:对导电性粒子(C)或(D)进行10%压缩变形后的负荷值(N)

S:将导电性粒子(C)或(D)进行10%压缩变形后的压缩位移(mm)

R:导电性粒子(C)或(D)的半径(mm)

上述压缩弹性模量普遍且定量地表示导电性粒子的硬度。通过使用上述压缩弹性模量,可以定量且唯一地表示导电性粒子的硬度。

上述导电性粒子的压缩恢复率优选为5%以上,更优选为8%以上,且优选为60%以下,更优选为40%以下。若上述压缩恢复率为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步有效地抑制由导电性粒子导致的粘附体出现伤痕,另外,还可以使导电性粒子更进一步均匀地与粘附体接触。若上述压缩恢复率为上述下限以上且上述上限以下,则在对电极间进行电连接时,可以更进一步有效地降低电极间的连接电阻,并且可以更进一步有效地提高连接可靠性。

可以按照如下步骤测定上述导电性粒子的上述压缩恢复率。

在样本台上撒落导电性粒子。使用微压缩试验机,在圆柱体(直径50μm、由金刚石制成)的平滑压头端面上以25℃的条件下对1个所撒落的导电性粒子在导电性粒子的中心方向上施加负荷(反向负荷值)直至使导电性粒子压缩变形30%。随后,取出负荷直至初始负荷值(0.4mN)。测定上述过程中的负荷-压缩位移,可以根据下述式求出压缩恢复率。另外,需要说明的是,负荷速度设为0.33mN/秒钟。作为上述微压缩试验机,例如可以使用Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”等。

压缩恢复率(%)=[L2/L1]×100

L1:从施加负荷时的原点用负荷值开始至达到反向负荷值为止的压缩变位

L2:从解除负荷时的反向负荷值开始至达到原点用负荷值为止的卸载变位

上述导电性粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,且优选为500μm以下,更优选为450μm以下,更进一步优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为20μm以下。若上述导电性粒子的粒径在上述下限以上且上述上限以下,则在使用导电性粒子连接电极间时,导电性粒子与电极之间的接触面积充分变大,且在形成导电部时不易形成凝集的导电性粒子。另外,隔着导电性粒子连接的电极间的间隔不会变得过大,且导电部不易从树脂粒子的表面上剥离。此外,若上述导电性粒子的粒径在上述下限以上且上述上限以下,则可以优选地将导电性粒子用于导电材料的用途。

上述导电性粒子的粒径是指当上述导电性粒子为真球状时的直径,若上述导电性粒子为真球状以外的形状,则是指假定为与其体积对应的真球状时的直径。

上述导电性粒子的粒径优选为平均粒径,更优选为数均粒径。上述导电性粒子的粒径可以通过在电子显微镜或光学显微镜下观察任意的50个导电性粒子并计算出平均值,或者可以通过进行激光衍射式粒度分布测定而求出。在电子显微镜或光学显微镜下的观察中,每一个导电性粒子的粒径作为圆当量直径的粒径而求出。在使用电子显微镜或光学显微镜进行观察时,任意的50个导电性粒子的圆当量直径的平均粒径与球当量直径的平均粒径几乎相同。在激光衍射式粒度分布测定中,每一个导电性粒子的粒径作为球当量直径的粒径而求出。优选通过激光衍射式粒度分布测定的方式计算出上述导电性粒子的粒径。

上述导电部的厚度优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,且优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为0.3μm以下。若导电部为多层,则上述导电部的厚度即为导电部整体的厚度。若导电部的厚度为上述下限以上且上述上限以下,则可以获得充分的导电性且导电性粒子不会变得过硬,在连接电极间时导电性粒子充分变形。

上述导电部由多个层形成时,最外层的导电部的厚度优选为0.001μm以上,更优选为0.01μm以上,且优选为0.5μm以下,更优选为0.1μm以下。若上述最外层的导电部的厚度为上述下限以上且上述上限以下,则由最外层的导电部进行涂覆变得均匀,抗腐蚀性充分变高,且可以更进一步提高电极间的连接可靠性。此外,上述最外层为金层时,金层的厚度越薄,成本越低。

上述导电部的厚度,例如,可以使用透射电子显微镜(TEM),通过观察导电性粒子的截面而测定。关于导电部的厚度,优选将5处任意的导电部的厚度的平均值作为一个导电性粒子的导电部的厚度而计算出来,更优选将导电部整体厚度的平均值作为一个导电性粒子的导电部的厚度而计算出来。上述导电部的厚度优选通过计算出20个任意的导电性粒子中各个导电性粒子的导电部厚度的平均值而求出。

上述导电性粒子优选在导电部的外表面上具有突起。上述导电性粒子优选在导电性的表面上具有突起。上述突起优选为多个突起。在导电部的表面及通过导电性粒子连接的电极的表面上多形成有氧化覆膜。使用具有突起的导电性粒子时,通过在电极间配置导电性粒子并对其进行压接,由于突起,使上述氧化覆膜被有效地去除。因此,可以使电极与导电性粒子的导电部更进一步可靠地接触,并可以更进一步降低电极间的连接电阻。进一步而言,导电性粒子在表面上具备绝缘性物质时,或在导电性粒子分散在粘接剂树脂中并用作导电材料时,由于导电性物质的突起,可以更进一步有效地去除导电性粒子与电极之间的绝缘性物质或粘接剂树脂。因此,可以更进一步提高电极间的连接可靠性。

作为在上述导电性粒子的表面上形成突起的方法,可以列举使芯物质附着在树脂粒子的表面上之后通过无电解镀形成导电部的方法;以及在树脂粒子的表面上通过无电解镀形成导电部之后使芯物质附着并进一步通过无电解电镀形成导电部的方法等。此外,为了形成突起,也可以不使用上述芯物质。

作为形成上述突起的方法,可以列举以下的方法等。在树脂粒子的表面上通过无电解镀形成导电部的中途阶段添加芯物质的方法。作为通过无电解镀但不使用芯物质而形成突起的方法,通过无电解电镀产生金属核,使金属核附着在树脂粒子或导电部的表面上,并进一步通过无电解镀形成导电部的方法。

上述导电性粒子进一步优选具备配置在上述导电部的外表面上的绝缘性物质。此时,若将导电性粒子用于连接电极间,则可以防止相邻电极间发生短路。具体而言,若多个导电性粒子发生接触时,由于在多个电极间存在绝缘性物质,因此防止在横向上相邻的电极间发生短路而不是防止上下电极间。另外,需要说明的是,在连接电极间时,通过使用两个电极对导电性粒子进行加压,可以易于去除导电性粒子的导电部与电极之间的绝缘性物质。若导电性粒子在上述导电部的表面上具有突起,则可以更进一步易于去除导电性粒子的导电部与电极之间的绝缘性物质。上述绝缘性物质优选为绝缘性树脂层或绝缘性粒子,更优选为绝缘性粒子。上述绝缘性粒子优选为绝缘性树脂粒子。

上述导电部的外表面以及绝缘性粒子的表面可以分别由具有反应性官能基的化合物包覆。导电部的外表面与绝缘性粒子的表面可以不直接化学键合,也可以通过具有反应性官能基的化合物间接地进行化学键合。在导电部的外表面上导入羧基之后,该羧基可以通过聚乙烯亚胺等高分子电解质与绝缘性粒子表面的官能基进行化学键合。

(导电材料)

上述导电材料含有上述的导电性粒子和粘接剂树脂。上述导电性粒子优选分散在粘接剂树脂中并用作导电材料。上述导电材料优选为各向异性导电材料。上述导电材料优选地用于电极的电连接。上述导电材料优选为电路连接材料。

对上述粘接剂树脂没有特殊的限制。作为上述粘接剂树脂,可以使用公知的绝缘性的树脂。上述粘接剂树脂优选含有热塑性成分(热塑性化合物)或固化性成分,更优选含有固化性成分。作为上述固化性成分,可以列举光固化性成分和热固性成分。上述光固化性成分优选含有光固化性化合物和光聚合引发剂。上述热固性成分优选含有热固性化合物和热固化剂。作为上述粘接剂树脂,例如可以列举乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物及弹性体等。上述粘接剂树脂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。

作为上述乙烯基树脂,例如,可以列举乙酸乙烯树脂、丙烯酸树脂以及苯乙烯树脂等。作为上述热塑性树脂,例如,可以列举聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯共聚物及聚酰胺树脂等。作为上述固化性树脂,例如,可以列举环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂及不饱和聚酯树脂等。另外,需要说明的是,上述固化性树脂可以是常温固化型树脂、热固型树脂、光固化型树脂或湿固化型树脂。上述固化性树脂可以与固化剂组合使用。作为上述热塑性嵌段共聚物,例如,可以列举苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等。作为上述弹性体,例如,可以列举苯乙烯-丁二烯共聚橡胶及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。

除上述导电性粒子及上述粘接剂树脂以外,上述导电材料还可以含有例如填充剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、滑剂、抗静电剂及阻燃剂等各种添加剂。

使上述导电性粒子分散在上述粘接剂树脂中的方法可以使用以往公知的方法,对其没有特殊的限制。作为使上述导电性粒子分散在上述粘接剂树脂中的方法,例如可以列举以下的方法。在上述粘接剂树脂中添加上述导电性粒子后使用行星式混合器等使其混炼并分散的方法。使用均质机等将上述导电性粒子均匀地分散在水或有机溶剂中之后并将其添加到上述粘接剂树脂中,使用行星式混合器等使其混炼并分散的方法。使用水或有机溶剂等稀释上述粘接剂树脂后添加上述导电性粒子并使用行星式混合器等使其混炼并分散的方法。

上述导电材料在25℃下的粘度(η25)优选为30Pa·s以上,更优选为50Pa·s以上,且优选为400Pa·s以下,更优选为300Pa·s以下。若上述导电材料在25℃下的粘度为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步有效地提高电极间的连接可靠性。上述粘度(η25)可以通过配比成分的种类和混合量进行适当地调整。

例如,可以使用E型粘度计(东机产业株式会社制造”TVE22L”),在25℃且5rpm的条件下测定上述粘度(η25)。

上述导电材料可以用作导电糊剂以及导电膜等。本发明涉及的导电材料为导电膜时,可以在含有导电性粒子的导电膜上叠层不含导电性粒子的膜。上述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂。上述导电膜优选为各向异性导电膜。

在上述导电材料100重量%中,上述粘接剂树脂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,且优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。若上述粘接剂树脂的含量为上述下限以上且上述上限以下,则导电性粒子高效地配置在电极间,另外,由导电材料连接的连接对象部件的连接可靠性更进一步提高。

在上述导电材料100重量%中,上述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,且优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,更进一步优选为40重量%以下,进一步优选为20重量%以下,特别优选为10重量%以下。若上述导电性粒子的含量为上述下限以上且上述上限以下,则可以更进一步降低电极间的连接电阻,且可以更进一步提高电极间的连接可靠性。

(连接结构体)

使用含有上述的导电性粒子或含有上述的导电性粒子和粘接剂树脂的导电材料,通过连接连接对象部件,从而可以获得连接结构体。

上述连接结构体具备:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件以及将上述第一连接对象部件与上述第二连接对象部件连接在一起的连接部。在上述连接结构体中,上述连接部由导电性粒子形成,或由含有上述导电性粒子和粘接剂树脂的导电材料形成。上述导电性粒子具备上述的树脂粒子、以及配置在上述树脂粒子的表面上的导电部。在上述连接结构体中,上述第一电极与上述第二电极通过上述导电性粒子实现了电连接。

单独使用了上述导电性粒子时,连接部自身是导电性粒子。即,上述第一连接对象部件与上述第二连接对象部件通过上述导电性粒子实现了电连接。用于获得上述连接结构体的上述导电材料优选为各向异性导电材料。

图4是表示使用了本发明第一实施方式涉及的导电性粒子的连接结构体的一个示例的截面图。

图4所示的连接结构体41具备第一连接对象部件42、第二连接对象部件43及将第一连接对象部件42与第二连接对象部件43连接在一起的连接部44。连接部44由含有导电性粒子1和粘接剂树脂的导电材料形成。在图4中,为了便于图示,示意性地图示了导电性粒子1。可以使用导电性粒子21、31代替导电性粒子1。

第一连接对象部件42在表面(上表面)上具有多个第一电极42a。第二连接对象部件43在表面(下表面)上具有多个第二电极43a。第一电极42a与第二电极43a通过一个或多个导电性粒子1实现了电连接。因此,第一连接对象部件42、第二连接对象部件43通过导电性粒子1实现了电连接。

对上述连接结构体的制造方法没有特殊的限制。作为连接结构体的制造方法的一个示例,可以列举在第一连接对象部件与第二连接对象部件之间配置上述导电材料并获得叠层体,然后对该叠层体进行加热和加压的方法等。上述加压时的压力优选为40MPa以上,更优选为60MPa以上,且优选为90MPa以下,更优选为70MPa以下。上述加热时的温度优选为80℃以上,更优选为100℃以上,且优选为140℃以下,更优选为120℃以下。

对上述第一连接对象部件及第二连接对象部件没有特殊的限制。作为上述第一连接对象部件及第二连接对象部件,具体而言,可以列举半导体片、半导体封装、LED片、LED封装、电容器及二极管等电子部件、以及树脂膜、印刷基板、柔性印刷基板、柔性扁平线缆、刚柔性基板、玻璃环氧基板以及玻璃基板等电路基板等的电子部件等。上述第一连接对象部件以及第二连接对象部件优选为电子部件。

上述导电材料优选为用于连接电子部件的导电材料。优选上述导电糊剂为糊状的导电材料,优选在糊状的状态下将其涂布至连接对象部件上。

上述导电性粒子、上述导电材料及上述连接材料优选地用于触控板。因此,上述连接对象部件优选为柔性基板,或优选为在树脂膜的表面上配置有电极的连接对象部件。上述连接对象部件优选为柔性基板,并优选为在树脂膜的表面上配置有电极的连接对象部件。若上述柔性基板为柔性印刷基板等,则柔性基板通常在其表面上具有电极。

作为设置在上述连接对象部件上的电极,可以列举金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、钼电极、银电极、SUS电极及钨电极等金属电极。上述连接对象部件为柔性印刷基板时,上述电极优选为金电极、镍电极、锡电极、银电极或铜电极。上述连接对象部件为玻璃基板时,上述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。另外,需要说明的是,上述电极为铝电极时,其可以是仅由铝形成的电极,也可以是在金属氧化物层的表面上叠层铝层的电极。作为上述金属氧化物层的材料,可以列举掺杂了三价金属元素的氧化铟以及掺杂了三价金属元素的氧化锌等。作为上述三价的金属元素,可以列举Sn、Al以及Ga等。

此外,上述树脂粒子可以优选地用作液晶显示元件用间隔物。上述第一连接对象部件可以是第一液晶显示元件用部件。上述第二连接对象部件可以是第二液晶显示元件用部件。上述连接部可以是密封部,其在上述第一液晶显示元件用部件与上述第二液晶显示元件用部件对置的状态下,将上述第一液晶显示元件用部件与上述第二液晶显示元件用部件的外围密封。

上述树脂粒子可以用于液晶显示元件用外围密封剂。液晶显示元件具备第一液晶显示元件用部件及第二液晶显示元件用部件。液晶显示元件还进一步具备:在上述第一液晶显示元件用部件与上述第二液晶显示元件用部件对置的状态下将上述第一液晶显示元件用部件与上述第二液晶显示元件用部件的外围密封的密封部,以及配置在上述第一液晶显示元件用部件与上述第二液晶显示元件用部件之间的液晶。在该液晶显示元件中,采用液晶滴下法,且上述密封部通过使液晶滴下法用密封剂热固化而形成。

在上述液晶显示元件中1mm2对应的液晶显示元件用间隔物的配置密度优选为10个/mm2以上,且优选为1000个/mm2以下。若上述配置密度为10个/mm2以上,则单元间隙变得更进一步地均匀。若上述配置密度为1000个/mm2以下,则液晶显示元件的对比度变得更进一步良好。

(电子部件装置)

上述的树脂粒子或导电性粒子配置在第一陶瓷部件与第二陶瓷部件的外围部中的第一陶瓷部件与第二陶瓷部件之间,其可以用作间隙控制材料及导电连接材料。

图5是表示使用了本发明涉及的树脂粒子的电子部件装置的一个示例的截面图。图6是表示将图5所示电子部件装置中的接合部部分放大的截面图。

图5、6中所示的电子部件装置81具备第一陶瓷部件82、第二陶瓷部件83、接合部84、电子部件85及引线框86。

第一陶瓷部件82、第二陶瓷部件83分别由陶瓷材料形成。例如,第一、第二陶瓷部件82、83分别为筐体。第一陶瓷部件82例如为基板。第二陶瓷部件83例如为盖。第一陶瓷部件82在外周部上具有向第二陶瓷部件83侧(上侧)突出的凸部。第一陶瓷部件82在第二陶瓷部件83侧(上侧)上具有形成用于收纳电子部件85的内部空间R的凹部。需要说明的是,第一陶瓷部件82可以不具有凸部。第二陶瓷部件83在外周部上具有向第一陶瓷部件82侧(下侧)突出的凸部。第二陶瓷部件83在第一陶瓷部件82侧(下侧)上具有形成用于收纳电子部件85的内部空间R的凹部。需要说明的是,第二陶瓷部件83可以不具有凸部。内部空间R由第一陶瓷部件82和第二陶瓷部件83形成。

接合部84将第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部接合在一起。具体而言,接合部84将第一陶瓷部件82的外周部的凸部与第二陶瓷部件83的外周部的凸部接合在一起。

封装由通过接合部84接合的第一陶瓷部件82、第二陶瓷部件83而形成。由封装形成内部空间R。接合部84将内部空间R液密和气密地密封。接合部84为密封部。

电子部件85配置在上述封装的内部空间R内。具体而言,在第一陶瓷部件82上配置有电子部件85。在本实施方式中,使用了两个电子部件85。

接合部84含有多个树脂粒子11和玻璃84B。接合部84是使用含有与玻璃粒子不同的多个树脂粒子11和玻璃84B的接合材料而形成的。该接合材料是陶瓷封装用接合材料。上述接合材料可以含有上述的导电性粒子代替上述树脂粒子。

接合材料可以含有溶剂,也可以含有树脂。在接合部84中,玻璃粒子等玻璃84B熔融并结合后固化。

作为电子部件,可以列举传感器元件、MEMS及裸片等。作为上述传感器元件,可以列举压力传感器元件、加速度传感器元件、CMOS传感器元件、CCD传感器元件及上述各种传感器元件的筐体等。

引线框86配置在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间。引线框86向封装的内部空间R侧和外部空间侧延伸。电子部件85的端子与引线框86通过导线实现了电连接。

接合部84部分地直接接合第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部,部分地间接接合第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部。具体而言,接合部84在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间的具有引线框86的部分中,通过引线框86将第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部间接地接合在一起。在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间的具有引线框86的部分中,第一陶瓷部件82与引线框86相接,引线框86与第一陶瓷部件82和接合部84相接。进一步而言,接合部84与引线框86和第二陶瓷部件83相接,第二陶瓷部件83与接合部84相接。接合部84在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间的不具有引线框86的部分中,将第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部直接地接合在一起。在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间的不具有引线框86的部分中,接合部84将第一陶瓷部件82与第二陶瓷部件83相接。

在第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部之间的具有引线框86的部分中,第一陶瓷部件82的外周部与第二陶瓷部件83的外周部的间隙的距离由接合部84中所含的多个树脂粒子11控制。

接合部只要可以将第一陶瓷部件的外周部与第二陶瓷部件的外周部直接或间接地接合在一起即可。需要说明的是,可以采用引线框以外的电连接方法。

如电子部件装置81所示,电子部件装置例如可以具备:由陶瓷材料形成的第一陶瓷部件、由陶瓷材料形成的第二陶瓷部件、接合部及电子部件。在上述电子部件装置中,上述接合部可以将第一陶瓷部件的外周部与第二陶瓷部件的外周部直接或间接地接合在一起。在上述电子部件装置中,可以通过由上述接合部接合的上述第一陶瓷部件、第二陶瓷部件形成封装。在上述电子部件装置中,上述电子部件配置在上述封装的内部空间内,上述接合部可以含有多个树脂粒子和玻璃。

此外,如在电子部件装置81中使用的接合材料所示,上述陶瓷封装用接合材料用于在上述电子部件装置中形成上述接合部,并且含有树脂粒子和玻璃。需要说明的是,可以采用仅含有树脂粒子且不含有玻璃的电连接方法。此外,上述接合部还可以含有上述的导电性粒子代替上述树脂粒子。

以下,将列举实施例和比较例对本发明进行具体说明。本发明并不仅限于以下实施例。

(实施例1)

(1)制备树脂粒子

向具备温度计、搅拌机、冷却管的反应容器内加入15重量份的2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷(东京化成工业株式会社制造)、7.5重量份作为分散稳定剂的聚乙烯吡咯烷酮、以及250重量份的乙醇,在65℃下搅拌1小时使其均匀地溶解。随后,将4.37重量份的4,4’-二氨基二苯基甲烷与35重量份乙醇均匀溶解后,将其放入反应容器内在65℃下反应24小时,获得了反应产物。将所得到的反应产物清洗、干燥,获得了树脂粒子。

(2)制备导电性粒子

使用超声波分散器将10重量份所得的树脂粒子分散在100重量份的含有5重量%钯催化液的碱溶液中,随后,通过将溶液过滤,取出了树脂粒子。随后,将树脂粒子添加至100重量份的1重量%二甲胺硼烷溶液中,使树脂粒子的表面活性化。将经表面经过活性化的树脂粒子用水充分清洗之后,将其加入500重量份蒸馏水中,使其分散,由此获得了分散液。

另外,准备了含有0.35mol/L硫酸镍、1.38mol/L二甲胺硼烷以及0.5mol/L柠檬酸钠的镍镀液(pH8.5)。

在60℃下搅拌所得的分散液,将上述镍镀液缓缓滴入分散液中,进行了无电解电镀。随后,通过过滤分散液,取出粒子,用水清洗,使其干燥,获得了在树脂粒子的表面上形成有镍-硼导电层且在表面上具有导电部的导电性粒子。

(3)制备导电材料(各向异性导电糊剂)

混合7重量份的所得的导电性粒子、25重量份的双酚A型苯氧基树脂、4重量份的芴型环氧树脂、30重量份的苯酚酚醛型环氧树脂及SI-60L(三新化学工业株式会社制造),进行3分钟消泡及搅拌,由此获得了导电材料(各向异性导电糊剂)。

(4)制备连接结构体

准备了在上表面上形成有L/S为10μm/10μm的IZO电极图案(第一电极、电极表面的金属的维氏硬度为100Hv)的透明玻璃基板(第一连接对象部件)。另外,准备了在下表面上形成有L/S为10μm/10μm的Au电极图案(第二电极、电极表面的金属的维氏硬度为50Hv)的半导体片(第二连接对象部件)。在上述透明玻璃基板上涂布所得的各向异性导电糊剂使其厚度为30μm,形成了各向异性导电糊剂层。随后,在各向异性导电糊剂层上叠层上述半导体片以使电极对置。之后,调整头部的温度使各向异性导电糊剂层的温度达到100℃,另外,在半导体片的上表面上放置加热加压头,施加55MPa的压力,在100℃下使各向异性导电糊剂层固化,获得了连接结构体。

(实施例2)

在制备树脂粒子时,使用了缩水甘油胺型环氧树脂(三菱gas化学株式会社制造”TETRAD-X”)代替2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷,使用了异丙醇代替了乙醇。此外,将4,4’-二氨基二苯基甲烷的混合量从4.37重量份调整为7.53重量份。除了上述变更以外,与实施例1同样地操作,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例3)

在制备树脂粒子时,使用了三嗪型环氧树脂(日产化学株式会社制造“TEPIC-PAS”)代替2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷。此外,使用了1.63重量份乙二胺代替将4.37重量份4,4’-二氨基二苯基甲烷。除了上述变更以外,与实施例1同样地操作,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例4)

在制备树脂粒子时,使用了缩水甘油胺型环氧树脂(三菱化学株式会社制造“JER-630”)代替2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷。此外,将4,4’-二氨基二苯基甲烷的混合量从4.37重量份调整为7.63重量份。除了上述变更以外,与实施例1同样地在,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例5)

在制备树脂粒子时,使用了脂环式缩水甘油胺型环氧树脂(三菱gas化学株式会社制造“TETRAD-C”)代替2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷,使用了异丙醇代替了乙醇。此外,将4,4’-二氨基二苯基甲烷的混合量从4.37重量份调整为7.44重量份。除了上述变更以外,与实施例1同样地操作,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例6)

在制备树脂粒子时,以3分钟向分散液中添加1g镍粒子浆料(平均粒径100nm),获得了含有附着有芯物质的树脂粒子的悬浮液。除了使用上述悬浮液代替上述分散液以外,与实施例1相同地获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例7)

(1)制备绝缘性粒子

向1000mL安装有四口可分离盖、搅拌叶片、三通旋塞、冷却管以及温度探头的分液烧瓶中加入了下述的单体组合物,然后,加入蒸馏水使下述单体组合物的固体成分为10重量%,在200rpm下搅拌,在氮气氛围下以60℃进行了24小时聚合。上述单体组合物含有360mmol甲基丙烯酸甲酯、45mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯、20mmol对苯乙烯基二乙基膦、13mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.5mmol聚乙烯吡咯烷酮及1mmol的2,2’-偶氮双{2-[N-(2-羧乙基)脒基]丙烷}。反应结束后,进行冻结干燥,获得了在表面上具有来自于对二乙基膦的磷原子的绝缘性粒子(粒径为360nm)。

(2)制备带有绝缘性粒子的导电性粒子

准备了在实施例6中所得的导电性粒子。在超声波照射下使如上所得的绝缘性粒子分散在蒸馏水中,获得了绝缘性粒子的10重量%水分散液。将10g准备的导电性粒子分散到500mL蒸馏水中,添加1g绝缘性粒子的10重量%水分散液,在室温下搅拌了8小时。使用3μm的网孔过滤器进行过滤,然后,再用甲醇清洗、干燥,获得了带有绝缘性粒子的导电性粒子。除了使用了上述带有绝缘性粒子的导电性粒子代替上述导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,获得了导电材料及连接结构体。

(实施例8)

(1)制备树脂粒子

准备了平均粒径为0.93μm聚苯乙烯粒子作为种粒子。混合3.9重量份上述聚苯乙烯粒子、500重量份离子交换水、120重量份的5重量%聚乙烯醇水溶液,调制了混合液。使用超声波使上述混合液分散之后,将其放入可分离烧瓶,搅拌至均匀。

随后,混合了以下的单体成分、2重量份的2,2’-偶氮二(异丁酸甲酯)(和光纯药工业株式会社制造“V-601”)、2重量份过氧化苯甲酰(日油株式会社制造“Niper BW”)及4重量份的2,2-双(4,4-二-叔丁基过氧环己基)丙烷(日油株式会社制造“Pertetra A”)。上述单体成分含有30重量份的1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和120重量份苯乙烯。此外,添加了9重量份的十二烷基硫酸三乙醇胺、30重量份乙醇(溶剂)及1100重量份的离子交换水,制备了乳化液。

分数次将上述乳化液添加到可分离的烧瓶中的上述混合液中,搅拌12小时,使种粒子吸收单体,获得了含有单体溶胀的种粒子的悬浮液。

随后,添加490重量份的5重量%聚乙烯醇水溶液,开始加热并在85℃下反应9小时,获得了树脂粒子。

除了使用了所得的树脂粒子以外,与实施例1同样地操作,获得了导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例9)

在制备树脂粒子时,除了使用了75重量份甲基丙烯酸己基乙酯和75重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯代替30重量份1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和120重量份苯乙烯以外,与实施例8同样地操作,获得了导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例10)

在制备树脂粒子时,除了使用了150重量份1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯代替30重量份的1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和120重量份的苯乙烯以外,与实施例8同样地操作获得了导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例11)

在制备树脂粒子时,使用了2.34重量份的1,4-苯二胺代替4.37重量份的4,4’-二氨基二苯基甲烷。除了上述变更以外,与实施例1同样地操作,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例12)

在制备树脂粒子时,使用了8.90重量份的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷代替4.37重量份的4,4’-二氨基二苯基甲烷。除了上述变更以外,与实施例1同样地操作,获得了树脂粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(比较例1)

准备了日产化学株式会社制造“Optobeads 3500M”(三聚氰胺类树脂,粒径为3.5μm)作为树脂粒子。除了使用了准备的树脂粒子以外,与实施例1同样地操作,获得了导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(实施例13)

向具备温度计、搅拌机、冷却管的反应容器内加入50重量份作为基材核树脂粒子的积水化学工业株式会社制造的“Micropearl SP210”((甲基)丙烯酸类树脂、粒径为10μm)、500重量份的水及125重量份的作为分散稳定剂的聚烯丙胺,使其均匀混合后,在25℃下及1小时的反应条件下进行反应,获得了反应生成物。清洗所得的反应生成物,使其干燥,获得了基材核树脂粒子。

将30重量份的所得的基材核树脂粒子、23重量份的作为壳成型材料的2,2-双(4--环氧丙氧基苯基)丙烷、13.5重量份的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、6.8重量份的作为分散稳定剂的聚乙烯吡咯烷酮及250重量份的乙醇放入反应容器中,均匀混合。随后,在65℃的条件下进行24小时反应,获得了反应生成物。清洗所得的反应生成物,使其干燥,获得了核壳粒子。除了将所得的核壳粒子用作树脂粒子以外,与实施例1同样地操作,获得了导电性粒子、导电材料及连接结构体。

(评价)

(1)差示扫描量热测定

在大气气氛下以5℃/分钟的升温速度将10mg的所得的树脂粒子从100℃加热至350℃,进行了差示扫描量热测定。使用了日立高新技术株式会社制造“DSC6220”进行差示扫描量热测定。从所得的测定结果确认是否观察到放热峰以及是否观察到吸热峰。另外,需要说明的是,将放热峰设为放热量为1000mJ/mg以上的峰,将吸热峰设为吸热量为2000mJ/mg以上的峰。

此外,在观察到放热峰时,计算出了在所观察到的放热峰中具有最大峰面积的放热峰的峰温度和放热量。

(2)树脂粒子的压缩弹性模量

通过上述的方法,使用微压缩试验机(Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”)对所得的树脂粒子测定了将树脂粒子压缩10%时的压缩弹性模量(10%K值(A))和将在200℃的条件下加热10分钟后的树脂粒子压缩10%时的压缩弹性模量(10%K值(B))。由测量结果计算出了上述10%K值(A)与10%K值(B)之差的绝对值。

(3)树脂粒子的压缩恢复率

对所得的树脂粒子,通过上述的方法,使用微压缩试验机(Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”)测定了树脂粒子压缩恢复率。

(4)树脂粒子的粒径以及树脂粒子的粒径的CV值

对所得树脂粒子,使用粒度分布测定装置(Beckman coulter公司制造的“Multisizer4”)测定大约100000个树脂粒子的粒径并计算出了其平均值。此外,由树脂粒子的粒径的测定结果,根据以下式计算出了树脂粒子的粒径的CV值。

CV值(%)=(ρ/Dn)×100

ρ:树脂粒子的粒径的标准偏差

Dn:树脂粒子的粒径的平均值

(5)导电部的厚度

将所得的导电性粒子添加到Kulzer公司制造“Technobit 4000”中并使其分散,使所得的导电性粒子的含量为30重量%,制备了检查用嵌入树脂。使用离子铣削装置(日立高新技术株式会社制造”IM4000”)切出导电性粒子的截面,并使截面通过分散在该检查用嵌入树脂中的导电性粒子的中心附近。

随后,使用场发射型电子显微镜(FE-TEM)(日本电子株式会社制造“JEM-ARM200F”),将放大倍数设为5万倍,随机选择20个导电性粒子,观察了各个导电性粒子的导电部。测量各个导电性粒子的导电部的厚度,进行算术平均并将其作为导电部的厚度。

(6)导电性粒子的压缩弹性模量

对所得的导电性粒子,通过上述的方法,使用微压缩试验机(Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”)测定了将导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量(10%K值(C))和将在200℃的条件下加热10分钟后的导电性粒子压缩10%时的压缩弹性模量(10%K值(D))。由测量结果计算出了上述10%K值(C)与10%K值(D)之差的绝对值。

(7)树脂粒子的压缩恢复率

对所得的导电性粒子粒子,通过上述的方法,使用微压缩试验机(Fisher株式会社制造的“Fisherscope H-100”)测定了导电性粒子压缩恢复率。

(8)树脂粒子与导电部的密合性

对于所得的连接结构体,使用扫描型电子显微镜(日立高新技术株式会社制造“Regulus8220”)观察了连接部中的导电性粒子。对观察的100个导电性粒子确认了配置在树脂粒子的表面上的导电部是否发生剥离。按照以下基准判定树脂粒子与导电部的密合性。

[树脂粒子与导电部的密合性的判定基准]

○○○:导电部发生剥离的导电性粒子为0个

○○:导电部发生剥离的导电性粒子大于0个且为15个以下

○:导电部发生剥离的导电性粒子大于15个且为30个以下

△:导电部发生剥离的导电性粒子大于30个且为50个以下

×:导电部发生剥离的导电性粒子大于50个

(9)导电性粒子的形状维持特性

对于所得的连接结构体,使用扫描型电子显微镜(日立高新技术株式会社制造“Regulus8220”)观察了连接部中的导电性粒子。对观察的100个导电性粒子确认是否维持了被压缩的形状。按照以下基准判定了导电性粒子的形状维持特性。

[导电性粒子的形状维持特性的判定基准]

○○○:维持被压缩的形状的导电性粒子个数为90个以上

○○:维持被压缩的形状的导电性粒子个数大于70个且小于90个

○:维持被压缩的形状的导电性粒子个数大于50个且小于70个

△:维持被压缩的形状的导电性粒子个数大于1个且小于50个

×:导电性粒子未保持被压缩的形状、或导电性粒子被破坏

(10)连接可靠性(上下电极间)

通过4端子法分别测量了所得的20个连接结构体的上下电极间的连接电阻。计算出了连接电阻的平均值。另外,需要说明的是,根据电压=电流×电阻的关系,通过测定流过一定电流时的电压从而可以求出连接电阻。按照以下基准判定连接可靠性。

[连接可靠性的判定基准]

○○○:连接电阻的平均值为1.5Ω以下

○○:连接电阻的平均值大于1.5Ω且为2.0Ω以下

○:连接电阻的平均值大于2.0Ω且为5.0Ω以下

△:连接电阻的平均值大于5.0Ω且为10Ω以下

×:连接电阻的平均值大于10Ω

(11)抗冲击性

将从上述(10)连接可靠性的平均中所得的连接结构体从高度为70cm的位置处落下,与上述(10)的评价相同地存在,通过确认连接电阻,进行了抗冲击性的评价。根据从上述(10)的评价中所得的连接电阻的平均值计算出来的电阻值的上升率,按照以下基准判定了抗冲击性。

[抗冲击性的判定基准]

○:根据连接电阻的平均值计算出来的电阻值的上升率为30%以下

△:根据连接电阻的平均值计算出来的电阻值的上升率大于30%且为50%以下

×:根据连接电阻的平均值计算出来的电阻值的上升率大于50%

(12)高温和高湿度条件下的连接可靠性

将100个在上述(10)连接可靠性的评价中所得的连接结构体在85℃、85%RH下放置了100小时。对放置100小时后的连接结构体评价了是否发生上下电极间的导通不良。按照以下基准判定高温和高湿度条件下的连接可靠性。

[高温和高湿度条件下的连接可靠性的判定基准]

○○:在100个连接结构体内出现导通不良的数量为1个以下

○:在100个连接结构体内出现导通不良的数量为1个以上且为5个以下

△:在100个连接结构体内出现导通不良的数量为6个以上且为10个以下

×:在100个连接结构体内出现导通不良的数量为11个以上

材料的组成成分及结果如表1~5所示。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

(13)用作间隙控制用间隔物的使用例

制备陶瓷封装用接合材料:

在实施例1~13中,获得了含有30重量份所得到的树脂粒子和70重量份玻璃(成分:Ag-V-Te-W-P-W-Ba-O、熔点为264℃)的陶瓷封装用接合材料。

制备电子部件装置:

使用所得到的接合材料制备了图5所示的电子部件装置。具体而言,通过丝网印刷法将接合材料涂布在第一陶瓷部件的外围部上。随后,将第二陶瓷部件对置而设置,向接合部照射半导体激光进行烧成,接合了第一陶瓷部件和第二陶瓷部件。

在所得的电子部件装置中,第一陶瓷部件与第二陶瓷部件的间隔得到很好的调整。此外,所得的电子部件装置运作良好。另外,封装内部的气密性也维持在良好的水平。

图示符号说明

1 导电性粒子

2 导电部

11 树脂粒子

21 导电性粒子

22 导电部

22A 第一导电部

22B 第二导电部

31 导电性粒子

31a 突起

32 导电部

32a 突起

33 芯物质

34 绝缘性物质

41 连接结构体

42 第一连接对象部件

42a 第一电极

43 第二连接对象部件

43a 第二电极

44 连接部

81 电子部件装置

82 第一陶瓷部件

83 第二陶瓷部件

84 接合部

84B 玻璃

85 电子部件

86 引线框

R 内部空间。

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