JP2011060502A - Conductive particle with insulating particles, anisotropic conductive material, and connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電極間の電気的な接続に用いることができる絶縁粒子付き導電性粒子、並びに該絶縁粒子付き導電性粒子を用いた異方性導電材料及び接続構造体に関する。 The present invention relates to, for example, conductive particles with insulating particles that can be used for electrical connection between electrodes, and an anisotropic conductive material and a connection structure using the conductive particles with insulating particles.
異方性導電材料としては、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム及び異方性導電シート等が広く知られている。これらの異方性導電材料では、ペースト、インク又は樹脂中に導電性粒子が分散されている。 As anisotropic conductive materials, anisotropic conductive pastes, anisotropic conductive inks, anisotropic conductive adhesives, anisotropic conductive films, anisotropic conductive sheets, and the like are widely known. In these anisotropic conductive materials, conductive particles are dispersed in paste, ink, or resin.
上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献1には、基材粒子と、該基材粒子の表面に形成された導電層とを有する導電性粒子が開示されている。上記基材粒子を形成するために、ジビニルベンゼン−エチルビニルベンゼン混合物が単量体の一部として用いられている。この導電性粒子は、粒子直径の10%が変位したときの圧縮弾性率が2.5×109N/m2以下、圧縮変形回復率が30%以上、かつ、破壊歪みが30%以上である。
As an example of the conductive particles,
また、下記の特許文献2には、表面の少なくとも一部に極性基を有する導電性粒子と、該導電性粒子の表面の少なくとも一部を被覆している絶縁性材料とを備える被覆導電性粒子が開示されている。上記絶縁性材料は、導電性粒子の表面の極性基と吸着可能な高分子電解質と、該高分子電解質と吸着可能な無機物粒子とを含む。この無機物粒子は絶縁粒子である。上記被覆導電性粒子は、例えば、導電性粒子の表面の少なくとも一部に、上記高分子電解質を静電的に吸着させた後、上記無機物粒子を静電的にさらに吸着させることにより得られる。
特許文献1に記載の導電性粒子では、導電性粒子の表面に絶縁粒子が付着していない。このため、複数の導電性粒子が接触した場合に、上下の電極間ではなく接続されてはならない隣り合う電極間が、接触した複数の導電性粒子により接続されることがある。
In the conductive particles described in
また、近年、電子機器の小型化に伴って、電極が設けられたフレキシブルプリント基板を薄くすることが検討されている。例えば、ポリイミドフィルムに、電極が直接設けられた2層フレキシブルプリント基板が用いられている。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, it has been studied to thin a flexible printed circuit board provided with electrodes. For example, a two-layer flexible printed board in which electrodes are directly provided on a polyimide film is used.
上記導電性粒子又は上記被覆導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて、2層フレキシブルプリント基板とガラス基板との電極を接続すると、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。2層フレキシブルプリント基板では、異方性導電材料はポリイミドフィルムに直接貼り合わされるため、異方性導電材料の接着力が低くなりやすい。 When the electrodes of the two-layer flexible printed board and the glass substrate are connected using an anisotropic conductive material containing the conductive particles or the coated conductive particles, the connection resistance value between the electrodes may be increased. In the two-layer flexible printed board, since the anisotropic conductive material is directly bonded to the polyimide film, the adhesive force of the anisotropic conductive material tends to be low.
さらに、上記異方性導電材料により上記電極間を接続すると、導電性粒子の圧縮変形回復率が高いため、導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が剥離することがある。このため、電極間の接続抵抗値を充分に低くすることができないことがある。 Furthermore, when the electrodes are connected by the anisotropic conductive material, since the compression deformation recovery rate of the conductive particles is high, the anisotropic conductive material may be peeled off due to the repulsive force of the conductive particles. For this reason, the connection resistance value between electrodes may not be made sufficiently low.
また、2層フレキシブルプリント基板とガラス基板との電極間を接続する際には、基板上に異方性導電材料を配置した後、該基板上に、別の基板を電極同士が対向するように重ね合わせる。次に、加圧により導電性粒子を圧縮し、電極間を接続する。このとき、上記導電性粒子又は上記被覆導電性粒子が接触した電極に、上記加圧の際に圧力が加えられることにより生じる圧痕が、充分に形成されないことがある。また、導電性粒子又は被覆導電性粒子の周辺に、空隙が生じることがある。このため、2層フレキシブルプリント基板とガラス基板との電極間の導電信頼性が低いことがある。 When connecting the electrodes of the two-layer flexible printed circuit board and the glass substrate, after placing an anisotropic conductive material on the substrate, another substrate is placed on the substrate so that the electrodes face each other. Overlapping. Next, the conductive particles are compressed by pressurization to connect the electrodes. At this time, there may be a case where indentations generated when pressure is applied to the electrodes in contact with the conductive particles or the coated conductive particles are not sufficiently formed. In addition, voids may be generated around the conductive particles or the coated conductive particles. For this reason, the conductive reliability between the electrodes of the two-layer flexible printed board and the glass substrate may be low.
さらに、特許文献2に記載の被覆導電性粒子を含む異方性導電材料により上記電極間を接続すると、電極と被覆導電性粒子との接触部分の面積が小さいため、接触部分に絶縁粒子が挟まれて、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。このため、電極間の導通信頼性が低いことがある。
Further, when the electrodes are connected by an anisotropic conductive material including the coated conductive particles described in
本発明の目的は、電極間を電気的に接続した場合に、導電信頼性を高めることができる絶縁粒子付き導電性粒子、並びに該導電性粒子を用いた異方性導電材料及び接続構造体を提供することである。 An object of the present invention is to provide conductive particles with insulating particles that can enhance the conductive reliability when the electrodes are electrically connected, and an anisotropic conductive material and a connection structure using the conductive particles. Is to provide.
本発明の限定的な目的は、2層フレキシブルプリント基板などのフレキシブルプリント基板とガラス基板との電極間を電気的に接続した場合に、導電性粒子が接触した電極に圧痕を形成できる絶縁粒子付き導電性粒子及びその製造方法、並びに該導電性粒子を用いた異方性導電材料及び接続構造体を提供することである。 A limited object of the present invention is to provide an insulating particle capable of forming an indentation on an electrode in contact with a conductive particle when an electrode between a flexible printed circuit board such as a two-layer flexible printed circuit board and a glass substrate is electrically connected. It is an object to provide conductive particles, a method for producing the same, and an anisotropic conductive material and a connection structure using the conductive particles.
本発明の広い局面によれば、重合体粒子、及び該重合体粒子の表面を被覆している導電層を有する導電性粒子と、上記導電性粒子の表面に付着している絶縁粒子とを備え、上記重合体粒子が、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、絶縁粒子付き導電性粒子が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, there are provided polymer particles, conductive particles having a conductive layer covering the surface of the polymer particles, and insulating particles attached to the surface of the conductive particles. There is provided conductive particles with insulating particles, wherein the polymer particles are polymer particles obtained by polymerizing a monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子のある特定の局面では、上記少なくとも2つの環構造は、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造である。 In a specific aspect of the conductive particle with insulating particles according to the present invention, the at least two ring structures are a bicyclo ring structure or a tricyclo ring structure.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子の他の特定の局面では、上記モノマーはアクリルモノマーである。 In another specific aspect of the conductive particle with insulating particles according to the present invention, the monomer is an acrylic monomer.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子の別の特定の局面では、上記重合体粒子は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマーと、多官能モノマーとを重合させることにより得られた重合体粒子である。 In another specific aspect of the conductive particles with insulating particles according to the present invention, the polymer particles are obtained by polymerizing a monofunctional monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures and a polyfunctional monomer. It is the polymer particle obtained by this.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子のさらに別の特定の局面では、上記重合体粒子は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である多官能モノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である。 In still another specific aspect of the conductive particle with insulating particles according to the present invention, the polymer particle is a polymer obtained by polymerizing a polyfunctional monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures. It is a coalesced particle.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子の他の特定の局面では、上記重合体粒子は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマーと、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である多官能モノマーとを重合させることにより得られた重合体粒子である。 In another specific aspect of the conductive particle with insulating particles according to the present invention, the polymer particle includes a monofunctional monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures, and a fat having at least two ring structures. It is a polymer particle obtained by polymerizing a polyfunctional monomer which is a cyclic compound.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子のさらに他の特定の局面では、上記導電層の外表面は、ニッケルを含む導電層、パラジウムを含む導電層又は低融点金属を含む導電層である。 In still another specific aspect of the conductive particles with insulating particles according to the present invention, the outer surface of the conductive layer is a conductive layer containing nickel, a conductive layer containing palladium, or a conductive layer containing a low melting point metal.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子の別の特定の局面では、上記絶縁粒子は、リン原子に直接結合された水酸基又はケイ素原子に直接結合された水酸基を表面に有する。 In another specific aspect of the conductive particles with insulating particles according to the present invention, the insulating particles have a hydroxyl group directly bonded to a phosphorus atom or a hydroxyl group directly bonded to a silicon atom on the surface.
本発明に係る異方性導電材料は、本発明に従って構成された絶縁粒子付き導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。 The anisotropic conductive material according to the present invention includes conductive particles with insulating particles configured according to the present invention and a binder resin.
本発明に係る接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、第1,第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、上記接続部が本発明に従って構成された絶縁粒子付き導電性粒子、又は該絶縁粒子付き導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されている。 The connection structure according to the present invention includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first and second connection target members, and the connection portion is a main connection member. The conductive particles with insulating particles constituted according to the invention, or the anisotropic conductive material containing the conductive particles with insulating particles and a binder resin.
本発明に係る絶縁粒子付き導電性粒子では、絶縁粒子が導電性粒子の表面に付着しているので、複数の絶縁粒子付き導電性粒子が接触したとしても、隣接する導電性粒子間には絶縁粒子が存在する。このため、上下の電極間ではなく接続されてはならない隣り合う電極間が電気的に接続され難い。 In the conductive particles with insulating particles according to the present invention, the insulating particles are attached to the surface of the conductive particles, so that even if a plurality of conductive particles with insulating particles come into contact with each other, insulation between adjacent conductive particles is performed. There are particles. For this reason, it is difficult to electrically connect adjacent electrodes that should not be connected, not between the upper and lower electrodes.
さらに、本発明では、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子を用いているので、電極間を電気的に接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積を大きくすることができ、導通信頼性を高くすることができる。導電性粒子と電極との接触面積を大きくすることができるので、導電性粒子と電極との間に絶縁粒子がわずかに残存していても、絶縁粒子が残留している部分の周辺の他の部分において導通させることができる。このため、電極間の接続抵抗値を低くすることができる。 Furthermore, in the present invention, since polymer particles obtained by polymerizing a monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures are used, when the electrodes are electrically connected, the conductivity is increased. The contact area between the particles and the electrode can be increased, and the conduction reliability can be increased. Since the contact area between the conductive particles and the electrode can be increased, even if a small amount of insulating particles remain between the conductive particles and the electrode, other areas around the portion where the insulating particles remain It is possible to conduct in the part. For this reason, the connection resistance value between electrodes can be made low.
また、上記重合体粒子を用いた上記絶縁粒子付き導電性粒子を用いて、プリント基板とガラス基板との電極間を接続した場合に、プリント基板の電極又はガラス基板等の電極に、導電性粒子が接触した圧痕が形成されやすくなる。このため、プリント基板とガラス基板との電極間の導電信頼性を高めることができる。特に、上記プリント基板が2層フレキシブルプリント基板の場合に、電極間の導通信頼性を高めることができる。 Further, when the conductive particles with insulating particles using the polymer particles are used to connect the electrodes of the printed circuit board and the glass substrate, the conductive particles are attached to the electrodes of the printed circuit board or the glass substrate. The indentation which contacted becomes easy to be formed. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between the electrodes of a printed circuit board and a glass substrate can be improved. In particular, when the printed circuit board is a two-layer flexible printed circuit board, the conduction reliability between the electrodes can be enhanced.
以下、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments and examples of the present invention.
(絶縁粒子付き導電性粒子)
図1に、本発明の一実施形態に係る絶縁粒子付き導電性粒子を断面図で示す。
(Conductive particles with insulating particles)
FIG. 1 is a sectional view showing conductive particles with insulating particles according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、絶縁粒子付き導電性粒子1は、導電性粒子2と、導電性粒子2の表面2aに付着している複数の絶縁粒子3とを備える。
As shown in FIG. 1, the
導電性粒子2は、重合体粒子4と、該重合体粒子4の表面4aを被覆している導電層5とを有する。導電性粒子2は、重合体粒子4の表面4aが導電層5により被覆された被覆粒子である。従って、導電性粒子2は導電層5を表面2aに有する。絶縁粒子3は、絶縁性を有する材料により形成されている。
The
重合体粒子4は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られる。上記少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物は、多環式化合物であることが好ましい。
The
上記少なくとも2つの環構造としては、ビシクロ環構造、トリシクロ環構造、スピロ環構造又はジスピロ環構造等が挙げられる。中でも、上記少なくとも2つの環構造は、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であることが好ましい。ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造の場合には、重合体粒子4の圧縮回復率を低くすることができる。このため、重合体粒子4を用いた絶縁粒子付き導電性粒子1を含む異方性導電材料により、2層フレキシブルプリント基板等のプリント基板とガラス基板との電極間を接続したときに、導電性粒子2の反発力により、異方性導電材料が剥離しにくくなる。さらに、導電性粒子2が接触した電極に圧痕が形成されやすい。なお、電極に形成される圧痕は、導電性粒子2が電極を押してできた電極の凹部である。導電性粒子2は一般的には球状であるので、電極の凹部は一般的には半球状である。また、導電性粒子2の周辺に空隙が生じ難くなる。なお、上記空隙は、基板又は電極等の接続対象部材から接着層等が界面剥離することにより生じる。上記空隙は発生していないことが好ましい。ただし、導電信頼性に影響を与えない程度に、上記空隙が発生していてもよい。
Examples of the at least two ring structures include a bicyclo ring structure, a tricyclo ring structure, a spiro ring structure, and a dispiro ring structure. Among these, the at least two ring structures are preferably a bicyclo ring structure or a tricyclo ring structure. In the case of a bicyclo ring structure or a tricyclo ring structure, the compression recovery rate of the
上記モノマーは、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であれば特に限定されない。上記モノマーとしては、アクリルモノマー、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物又はイソシアネート化合物等が挙げられる。中でも、重合体粒子4の圧縮回復率を低くすることができるため、アクリルモノマーが好ましい。
The monomer is not particularly limited as long as it is an alicyclic compound having at least two ring structures. Examples of the monomer include acrylic monomers, vinyl ether compounds, epoxy compounds, and isocyanate compounds. Especially, since the compression recovery rate of the
上記アクリルモノマーとしては、具体的には、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又は3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。 Specific examples of the acrylic monomer include dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate, 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, and dicyclohexane. Examples include pentanyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate. In addition, (meth) acrylate means a methacrylate or an acrylate.
上記ビニルエーテル化合物として、具体的には、トリシクロデカンビニルエーテル又はトリシクロデカンモノメチルビニルエーテル等が挙げられる。 Specific examples of the vinyl ether compound include tricyclodecane vinyl ether and tricyclodecane monomethyl vinyl ether.
モノマー成分として、上記少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーとともに、該モノマー以外の他のモノマーを用いてもよい。モノマー成分100重量%中、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーの含有量は5重量%以上であることが好ましく、20重量%以上であることがより好ましい。上記他のモノマーとしては、例えば、スチレン又はジビニルベンゼン等が挙げられる。さらに、上記他のモノマーとして、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート又はシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the monomer component, in addition to the monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures, another monomer other than the monomer may be used. The content of the monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures in 100% by weight of the monomer component is preferably 5% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more. Examples of the other monomer include styrene and divinylbenzene. Furthermore, as the other monomer, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) ) Acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoropropyl (meth) Examples include acrylate or cyclohexyl (meth) acrylate.
少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である単官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分100重量%中、該単官能のアクリルモノマーの含有量は40〜60重量%の範囲内であることが好ましい。単官能のアクリルモノマーとして、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又は3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレートが好適に用いられる。 When a monofunctional acrylic monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures is used, the content of the monofunctional acrylic monomer is in the range of 40 to 60% by weight in 100% by weight of the monomer component. Is preferred. Monofunctional acrylic monomers include isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl ( (Meth) acrylate or 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate is preferably used.
少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である二官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分100重量%中、該二官能のアクリルモノマーの含有量は20〜80重量%の範囲内であることが好ましい。二官能のアクリルモノマーとして、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート又は1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレートが好適に用いられる。 When a bifunctional acrylic monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures is used, the content of the bifunctional acrylic monomer is in the range of 20 to 80% by weight in 100% by weight of the monomer component. Is preferred. As the bifunctional acrylic monomer, dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate or 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate is preferably used.
重合体粒子4は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマー(以下、単官能モノマーAと略記することがある)と、多官能モノマーとを重合させることにより得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーAと、多官能モノマーとを含むことが好ましい。上記多官能モノマーとして、少なくとも2つのビニル基を有する芳香族化合物又は多官能アクリルモノマー等が挙げられる。上記芳香族化合物として、1,2−ジビニルベンゼン、1,3−ジビニルベンゼン又は1,4−ジビニルベンゼン等が挙げられる。上記芳香族化合物として、新日鐵化学社製の「DVB960」等が市販されている。上記多官能アクリルモノマーは−(R−O)n−単位を有する多官能アクリルモノマーであることが好ましく、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート又はジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、上記Rは炭素数1〜9のアルキレン基であり、上記nは1以上の整数である。
The
上記単官能モノマーAと多官能モノマーとを重合させると、上記単官能モノマーAのみを重合させた場合に比べて、10%K値を比較的高くし、10%K値を好適な範囲に制御でき、かつ圧縮回復率を高くすることができる。すなわち、上記単官能モノマーAとともに、架橋剤として多官能モノマーを用いることにより、10%K値及び圧縮回復率を制御できる。 When the monofunctional monomer A and the polyfunctional monomer are polymerized, the 10% K value is relatively high and the 10% K value is controlled within a suitable range as compared with the case where only the monofunctional monomer A is polymerized. And the compression recovery rate can be increased. That is, by using a polyfunctional monomer as a crosslinking agent together with the monofunctional monomer A, the 10% K value and the compression recovery rate can be controlled.
上記モノマー成分は、上記単官能モノマーA20〜90重量%と、多官能モノマー10〜80重量%とを含むことが好ましい。この場合には、10%K値及び圧縮回復率が好適な値を示す重合体粒子を容易に得ることができる。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーA20〜80重量%と、多官能モノマー20〜80重量%とを含むことが好ましく、さらに上記単官能モノマーA40〜60重量%と、多官能モノマー40〜60重量%とを含むことがより好ましい。 The monomer component preferably contains 20 to 90% by weight of the monofunctional monomer A and 10 to 80% by weight of the polyfunctional monomer. In this case, polymer particles having a 10% K value and a favorable compression recovery rate can be easily obtained. The monomer component preferably includes 20 to 80% by weight of the monofunctional monomer A and 20 to 80% by weight of the polyfunctional monomer, and further includes 40 to 60% by weight of the monofunctional monomer A and 40 to 60% by weight of the polyfunctional monomer. % Is more preferable.
重合体粒子4は、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である多官能モノマー(以下、多官能モノマーBと略記することがある)により得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記多官能モノマーBを含むことが好ましい。上記多官能モノマーBのみを重合させても、10%K値を比較的高くし、10%K値を好適な範囲に制御でき、かつ圧縮回復率を比較的高くすることができる。ただし、上記多官能モノマーBとともに、他のモノマーを用いてもよい。
The
上記モノマー成分は、上記多官能モノマーBを20重量%以上含むことが好ましい。上記多官能モノマーBの含有量が20重量%以上であると、重合体粒子が柔軟になりすぎることなく、10%K値を高くし、10%K値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーBと、2つの官能基を有するポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアクリルモノマーとを併用した場合には、10%K値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーBと、芳香族環及び少なくとも2つの官能基を有するジビニルベンゼン等のビニルモノマーとを併用した場合には、10%K値と圧縮回復率とを高くすることができる。上記モノマー成分100重量%中の上記多官能モノマーBの含有量のより好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は80重量%であり、より好ましい上限は60重量%である。上記モノマー成分100重量%中の上記多官能モノマーBの含有量は、100重量%であってもよい。 The monomer component preferably contains 20% by weight or more of the polyfunctional monomer B. When the content of the polyfunctional monomer B is 20% by weight or more, the 10% K value can be increased and the 10% K value can be controlled within a suitable range without the polymer particles becoming too flexible. Further, when the polyfunctional monomer B and an acrylic monomer such as polytetramethylene glycol di (meth) acrylate having two functional groups are used in combination, the 10% K value can be controlled within a suitable range. Further, when the polyfunctional monomer B and a vinyl monomer such as divinylbenzene having an aromatic ring and at least two functional groups are used in combination, the 10% K value and the compression recovery rate can be increased. The more preferable lower limit of the content of the polyfunctional monomer B in 100% by weight of the monomer component is 20% by weight, the preferable upper limit is 80% by weight, and the more preferable upper limit is 60% by weight. The content of the polyfunctional monomer B in 100% by weight of the monomer component may be 100% by weight.
上記多官能モノマーBと併用される他のモノマーは、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマーAであってもよい。上記単官能モノマーAと上記多官能モノマーBとの併用により、10%K値及び圧縮回復率を好適な範囲に制御できる。 The other monomer used in combination with the polyfunctional monomer B may be a monofunctional monomer A that is an alicyclic compound having at least two ring structures. By the combined use of the monofunctional monomer A and the polyfunctional monomer B, the 10% K value and the compression recovery rate can be controlled within suitable ranges.
重合方法は特に限定されない。重合方法としては、具体的には、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法、又は分散重合法等の従来公知の重合方法が挙げられる。 The polymerization method is not particularly limited. Specific examples of the polymerization method include conventionally known polymerization methods such as a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, a seed polymerization method, and a dispersion polymerization method.
粒度分布が比較的広く、多分散の重合体粒子を得ることができるので、上記懸濁重合法及び乳化重合法は、多品種の粒子径の微粒子を製造する目的に好適である。懸濁重合法及び乳化重合法を用いる場合には、重合により得られた重合体粒子を分級し、所望の粒子径又は粒度分布を有する重合体粒子を選別することが好ましい。 Since the particle size distribution is relatively wide and polydisperse polymer particles can be obtained, the suspension polymerization method and the emulsion polymerization method are suitable for the purpose of producing fine particles having a variety of particle sizes. When the suspension polymerization method and the emulsion polymerization method are used, it is preferable to classify polymer particles obtained by polymerization and select polymer particles having a desired particle size or particle size distribution.
また、分級が必要なく、単分散の重合体粒子を得ることができるので、シード重合法は、特定の粒子経の重合体粒子を大量に製造する目的に好適である。上記シード重合法とは、スチレンポリマー粒子等のシード粒子を、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーで膨潤させ、重合させる方法である。従って、重合体粒子をシード重合法により製造する場合、重合体粒子はシード粒子を構成する成分を含んでいてもよい。例えば、シード粒子としてスチレンポリマー粒子を用いると、得られる重合体粒子にスチレンポリマーが含まれることがある。 In addition, since no monodisperse polymer particles can be obtained without classification, the seed polymerization method is suitable for the purpose of producing a large amount of polymer particles having a specific particle size. The seed polymerization method is a method in which seed particles such as styrene polymer particles are swollen with a monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures and polymerized. Therefore, when the polymer particles are produced by the seed polymerization method, the polymer particles may contain a component constituting the seed particles. For example, when styrene polymer particles are used as seed particles, the resulting polymer particles may contain a styrene polymer.
上記重合に用いられる溶媒は特に限定されない。溶媒は、上記モノマー成分に応じて適宜選択される。上記溶媒としては、例えば、水、アルコール、セロソルブ、ケトン又は酢酸エステル等が挙げられる。これらの溶媒以外の他の溶媒を用いてもよい。上記アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール又はプロパノール等が挙げられる。上記セロソルブの具体例としては、メチルセロソルブ又はエチルセロソルブ等が挙げられる。上記ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン又は2−ブタノン等が挙げられる。上記酢酸エステルの具体例としては、酢酸エチル又は酢酸ブチル等が挙げられる。上記他の溶媒の具体例としては、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The solvent used for the polymerization is not particularly limited. The solvent is appropriately selected according to the monomer component. Examples of the solvent include water, alcohol, cellosolve, ketone, and acetate. Other solvents other than these solvents may be used. Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, and propanol. Specific examples of the cellosolve include methyl cellosolve and ethyl cellosolve. Specific examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, and 2-butanone. Specific examples of the acetate include ethyl acetate and butyl acetate. Specific examples of the other solvent include acetonitrile, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like. As for these solvents, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
重合体粒子4の平均粒子径は、0.1〜1,000μmの範囲内であることが好ましい。重合体粒子4の平均粒子径のより好ましい下限は1μmであり、さらに好ましい下限は1.5μmであり、特に好ましい下限は2μmである。重合体粒子4の平均粒子径のより好ましい上限は500μmであり、さらに好ましい上限は300μmであり、特に好ましい上限は30μmである。平均粒子径が小さすぎると、導電性粒子2と電極との接触面積が小さくなるため、接続抵抗値が高くなることがある。さらに重合体粒子4の表面4aに導電層5を無電解めっきにより形成する際に凝集しやすく、凝集した導電性粒子2が形成されやすくなる。平均粒子径が大きすぎると、導電性粒子2が充分に圧縮されにくくなるため、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。
The average particle diameter of the
上記平均粒子径は数平均粒子径を示す。平均粒子径は、例えばコールターカウンター(ベックマンコールター社製)を用いて測定できる。 The average particle diameter is a number average particle diameter. The average particle diameter can be measured using, for example, a Coulter counter (manufactured by Beckman Coulter).
重合体粒子4のCV値(粒度分布の変動係数)は、10%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましい。CV値が10%を超えると、導電性粒子2により接続された電極間の間隔にばらつきが生じることがある。
The
上記CV値は下記式で表される。 The CV value is represented by the following formula.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:重合体粒子の直径の標準偏差
Dn:平均粒子径
CV value (%) = (ρ / Dn) × 100
ρ: standard deviation of polymer particle diameter Dn: average particle diameter
重合体粒子4の圧縮回復率は、50%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。圧縮回復率が50%を超えると、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離することがある。この結果、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。重合体粒子4の圧縮回復率は5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、さらに20%以上であることがより好ましい。
The compression recovery rate of the
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。 The compression recovery rate can be measured as follows.
試料台上に重合体粒子を散布する。散布された重合体粒子1個について、微小圧縮試験機を用いて、重合体粒子の中心方向に、反転荷重値(5.00mN)まで負荷を与える。その後、原点用荷重値(0.40mN)まで徐荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は0.33mN/秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。 The polymer particles are dispersed on the sample stage. For one dispersed polymer particle, a load is applied up to the reversal load value (5.00 mN) in the center direction of the polymer particle using a micro compression tester. Thereafter, the load is gradually reduced to the load value for origin (0.40 mN). The load-compression displacement during this period is measured, and the compression recovery rate can be obtained from the following equation. The load speed is 0.33 mN / sec. As the micro compression tester, for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.
圧縮回復率(%)=[(L1−L2)/L1]×100
L1:負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
L2:負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
Compression recovery rate (%) = [(L 1 −L 2 ) / L 1 ] × 100
L 1 : Compressive displacement from the load value for the origin when the load is applied to the reverse load value L 2 : Compressive displacement from the reverse load value when the load is released to the load value for the origin
重合体粒子4の直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)は、196〜6,860N/mm2の範囲内であることが好ましい。10%K値のより好ましい下限は980N/mm2であり、より好ましい上限は4,900N/mm2である。重合体粒子の直径が20%変位したときの圧縮弾性率(20%K値)は、196〜6,860N/mm2の範囲内であることが好ましい。20%K値のより好ましい下限は600N/mm2であり、さらに好ましい下限は980N/mm2であり、より好ましい上限は4,900N/mm2であり、さらに好ましい上限は3,900N/mm2である。重合体粒子の直径が30%変位したときの圧縮弾性率(30%K値)は、196〜6,860N/mm2の範囲内であることが好ましい。30%K値のより好ましい下限は600N/mm2であり、さらに好ましい下限は980N/mm2であり、より好ましい上限は4,900N/mm2である。
The compression modulus (10% K value) when the diameter of the
圧縮弾性率(10%K値、20%K値及び30%K値)が低すぎると、圧縮された際に重合体粒子が破壊されることがある。圧縮弾性率(10%K値、20%K値及び30%K値)が高すぎると、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。 If the compression modulus (10% K value, 20% K value, and 30% K value) is too low, the polymer particles may be destroyed when compressed. If the compression modulus (10% K value, 20% K value, and 30% K value) is too high, the connection resistance value between the electrodes may increase.
上記圧縮弾性率(10%K値、20%K値及び30%K値)は、以下のようにして測定できる。 The compression elastic modulus (10% K value, 20% K value, and 30% K value) can be measured as follows.
微小圧縮試験機を用いて、直径50μmのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度2.6mN/秒、及び最大試験荷重10gの条件下で重合体粒子を圧縮する。このときの荷重値(N)及び圧縮変位(mm)を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。 Using a micro-compression tester, polymer particles are compressed under the conditions of a compression speed of 2.6 mN / sec and a maximum test load of 10 g with the end face of a diamond cylinder having a diameter of 50 μm. The load value (N) and compression displacement (mm) at this time are measured. From the measured value obtained, the compression elastic modulus can be obtained by the following formula. As the micro compression tester, for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.
K値(N/mm2)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:重合体粒子が10%、20%又は30%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:重合体粒子が10%、20%又は30%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:重合体粒子の半径(mm)
K value (N / mm 2 ) = (3/2 1/2 ) · F · S −3 / 2 · R −1/2
F: Load value (N) when the polymer particles are 10%, 20% or 30% compressively deformed
S: Compression displacement (mm) when the polymer particles are 10%, 20% or 30% compressively deformed
R: radius of polymer particles (mm)
上記圧縮弾性率は、重合体粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、重合体粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。 The compression elastic modulus universally and quantitatively represents the hardness of the polymer particles. By using the compression elastic modulus, the hardness of the polymer particles can be expressed quantitatively and uniquely.
導電層5を構成する金属は特に限定されない。金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、パラジウム、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金又は錫−鉛−銀合金等が挙げられる。なかでも、導電層5を構成する金属は、ニッケル、銅、パラジウム又は金であることが好ましい。
The metal constituting the
重合体粒子4の表面4aに導電層5を形成する方法は特に限定されない。導電層5を形成する方法としては、例えば、無電解めっき、電気めっき、又はスパッタリング等の方法が挙げられる。なかでも、重合体粒子4の表面4aに導電層5を形成する方法は、無電解めっきにより形成する方法であることが好ましい。
The method for forming the
導電性粒子2の導電層5の外表面は、金層、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましく、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましい。さらに、導電層5は、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層されたパラジウム層とにより形成されていることが好ましい。これらの好ましい導電層が形成されていることにより、導電性粒子2により接続された電極間の接続抵抗値が低くなる。また、導電層5の外表面がニッケル層又はパラジウム層である場合には、導電性粒子2を電極に接触させる際に、電極表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができる。このため、導電層5の外表面と電極表面の金属とが接触しやすくなり、接続抵抗値が低くなる。
The outer surface of the
また、導電層5の外表面は、ニッケルを含む導電層、パラジウムを含む導電層又は低融点金属を含む導電層であることも好ましい。導電層5の外表面が、ニッケルを含む金属層又はパラジウムを含む導電層である場合には、電極表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができ、導電層5の外表面と電極表面の金属とが接触しやすくなるため、接続抵抗値が低くなる。導電層5の外表面が、低融点金属を含む導電層である場合には、リフローにより、低融点金属を含む導電層と電極とが点接触ではなく面接触するため、接続抵抗値が低くなる。さらに、絶縁粒子付き導電性粒子1を用いて、接続対象部材を電気的に接続した場合に、落下等の衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。
The outer surface of the
上記導電層は、単層であってもよく、2層以上の積層構造を有していてもよい。上記導電層が2層の積層構造を有する場合の導電層としては、内層/外層が、ニッケル層/金層、ニッケル層/パラジウム層、又は銅層/低融点金属層が挙げられる。 The conductive layer may be a single layer or may have a stacked structure of two or more layers. As the conductive layer in the case where the conductive layer has a laminated structure of two layers, the inner layer / outer layer may be a nickel layer / gold layer, a nickel layer / palladium layer, or a copper layer / low melting point metal layer.
低融点金属層すなわち低融点金属を含む導電層としては、錫を含む導電層、錫と銀とを含む導電層、錫と銅とを含む導電層、錫と銀と銅とを含む導電層又は錫と銀とニッケルとを含む導電層等が挙げられる。低融点金属とは、融点が300℃以下の金属を示す。また、上記低融点金属を含む導電層に含まれる金属100重量%中に、錫が50重量%以上含まれることが好ましく、70重量%以上含まれることがより好ましく、90重量%以上含まれることがさらに好ましい。 As a low melting point metal layer, that is, a conductive layer containing a low melting point metal, a conductive layer containing tin, a conductive layer containing tin and silver, a conductive layer containing tin and copper, a conductive layer containing tin, silver and copper, or Examples thereof include a conductive layer containing tin, silver and nickel. The low melting point metal is a metal having a melting point of 300 ° C. or lower. Further, in 100% by weight of the metal contained in the conductive layer containing the low melting point metal, tin is preferably contained in an amount of 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. Is more preferable.
重合体粒子4の表面4aを被覆している導電層5の外表面が、低融点金属層である場合には、導電性粒子2に加わる応力を緩和できるので、電極間を容易に接続できる。
When the outer surface of the
導電層5の外表面に低融点金属層が形成された導電性粒子2を用いた絶縁粒子付き導電性粒子1により、接続対象部材を電気的に接続した場合には、落下等により衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。このため、導電信頼性を高めることができる。
When the connection target member is electrically connected by the
導電層5の厚みは、5〜70,000nmの範囲内にあることが好ましい。導電層5の厚みのより好ましい下限は10nmであり、さらに好ましい下限は20nmであり、より好ましい上限は40,000nmであり、より好ましい上限は500nmであり、さらに好ましい上限は200nmである。導電層5の厚みが薄すぎると、導電性が充分に得られないことがある。導電層5の厚みが厚すぎると、重合体粒子4と導電層5との熱膨張率の差が大きくなり、導電層5が重合体粒子4から剥離しやすくなることがある。導電層5が積層構造を有する場合には、導電層5の厚みは、各導電層の厚みの合計を示す。
The thickness of the
導電性粒子2の圧縮回復率は、50%以下であることが好ましく、45%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。圧縮回復率が50%を超えると、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離することがある。この結果、電極間の接続抵抗値が高くなることがある。導電性粒子2の圧縮回復率が45%以下であると、電極間の接続抵抗値をより一層低くすることができる。導電性粒子2の圧縮回復率は5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、さらに20%以上であることがより好ましい。
The compression recovery rate of the
絶縁粒子3は、絶縁性を有する粒子である。絶縁粒子3は導電性粒子2よりも小さい。
The insulating
絶縁粒子3を構成する材料としては、絶縁性の樹脂、及び絶縁性の無機物等が挙げられる。上記絶縁性の樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等が挙げられる。上記絶縁性の無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。
Examples of the material constituting the insulating
絶縁粒子3を導電性粒子2に付着させる方法は特に限定されない。化学結合により付着させる方法、特開平7−105716号公報に記載のようなスプレードドライ又はハイブリダイゼーションにより付着させる方法、静電作用により付着させる方法並びに真空蒸着により付着させる方法等が挙げられる。上記化学結合により付着させる方法としては、例えば、絶縁粒子3の表面3a又は導電性粒子2の表面2aに官能基を導入し、該官能基を介して絶縁粒子3を導電性粒子2の表面に付着させる方法等が挙げられる。
A method for attaching the insulating
上記官能基は、チオール基又はスルフィド基であることが好ましい。この場合には、絶縁粒子3と導電性粒子2との付着性をより一層高めることができる。
The functional group is preferably a thiol group or a sulfide group. In this case, the adhesion between the insulating
導電性粒子2と絶縁粒子3との付着性をさらに一層高めることができるので、絶縁粒子3は、リン原子に直接結合された水酸基(以下P−OH基ともいう)、又はケイ素原子に直接結合された水酸基(以下、Si−OH基ともいう)を表面3aに有することが好ましい。なかでも、導電性粒子2と絶縁粒子3との付着性をさらに一層高めることができるので、絶縁粒子3は上記P−OH基を表面3aに有することが好ましい。
Since the adhesion between the
絶縁粒子付き導電性粒子1は、例えば、リン原子に直接結合された水酸基又はケイ素原子に直接結合された水酸基を表面3aに有する絶縁粒子3を、導電性粒子2の表面2aに付着させることにより得ることができる。絶縁粒子付き導電性粒子1では、例えば、上記P−OH基又は上記Si−OH基により、絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aに付着している。
For example, the
絶縁粒子3の表面3aの上記P−OH基又は上記Si−OH基は、導電性粒子2の表面2aの導電層5に対して強固に化学結合する。このような結合は、ファンデルワールス力又は静電気力のみによる結合に比べて結合力が極めて高い。従って、導電性粒子2と絶縁粒子3とを強固に付着させることができ、絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aから脱離するのを抑制できる。例えば、バインダー樹脂等に絶縁粒子付き導電性粒子1を添加し、混練する際に、絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aから脱離し難い。また、複数の絶縁粒子付き導電性粒子1が接触したときに、接触時の衝撃により絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aから脱離し難い。
The P—OH group or the Si—OH group on the surface 3 a of the insulating
また、上記P−OH基又は上記Si−OH基を表面3aに有する複数の絶縁粒子3同士は、上記P−OH基又は上記Si−OH基により、互いに化学結合しない。このため、導電性粒子2の表面2aに、2層以上ではなく単層となるように絶縁粒子3を付着させることができる。従って、粒子径が均一な絶縁粒子付き導電性粒子1を得ることができる。
The plurality of insulating
また、絶縁粒子3が上記P−OH基又は上記Si−OH基を表面3aに有する場合には、上記P−OH基又は上記Si−OH基により、導電層5又は電極が腐食され難い。例えば、絶縁粒子が硫黄原子を含む基を表面に有する場合には、硫黄原子を含む基により、導電層5又は電極が腐食されることがある。絶縁粒子3が上記P−OH基又は上記Si−OH基を表面3aに有する場合には、導電層5又は電極の腐食を抑制できる。
Further, when the insulating
絶縁粒子3は、下記式(11)で表される基、又はケイ素原子に直接結合された水酸基を表面3aに有することが好ましい。すなわち、上記P−OH基を表面に有する絶縁粒子は、下記式(11)で表される基を表面に有することが好ましい。この場合には、絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aからより一層脱離し難くなる。
The insulating
上記式(11)中、X1は、水酸基、アルコキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。 In said formula (11), X1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or a C1-C12 alkyl group.
上記式(11)で表される基は、下記式(11A)で表される基であることが好ましい。この場合には、絶縁粒子3の導電性粒子2への付着性をより一層高めることができる。
The group represented by the above formula (11) is preferably a group represented by the following formula (11A). In this case, the adhesion of the insulating
また、上記Si−OH基を表面に有する絶縁粒子は、下記式(12)で表される基を表面に有することが好ましい。下記式(12)で表される基は、絶縁粒子3の表面3aに比較的容易に導入できる。
Moreover, it is preferable that the insulating particle which has the said Si-OH group on the surface has group represented by following formula (12) on the surface. The group represented by the following formula (12) can be relatively easily introduced into the surface 3 a of the insulating
上記式(12)中、Z1及びZ2はそれぞれ、水酸基、アルコキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。Z1とZ2とは同一であってもよく、異なっていてもよい。絶縁粒子3を導電性粒子2の表面2aに強固に付着させることができるため、Z1及びZ2はそれぞれ、水酸基であることが好ましい。
In said formula (12), Z1 and Z2 respectively represent a hydroxyl group, an alkoxy group, or a C1-C12 alkyl group. Z1 and Z2 may be the same or different. Since the insulating
絶縁粒子3の表面3aに、上記P−OH基又はSi−OH基を導入する方法としては、絶縁粒子を、リン原子に直接結合された水酸基を有する化合物(以下、P−OH基含有化合物ともいう)、又はケイ素原子に直接結合された水酸基を有する化合物(以下、Si−OH基含有化合物ともいう)により表面処理する方法、並びに絶縁粒子の作製の際に、絶縁粒子を構成する材料に、上記P−OH基含有化合物又は上記Si−OH基含有化合物を含有させる方法等が挙げられる。絶縁粒子3の表面3aに上記P−OH基又は上記Si−OH基を効率的に導入する観点からは、絶縁粒子3の作製の際に、絶縁粒子3を構成する材料に、上記P−OH基含有化合物又は上記Si−OH基含有化合物を含有させる方法が好ましい。絶縁粒子3と導電性粒子2との付着性をより一層高めることができるので、絶縁粒子3は上記P−OH基含有化合物を材料として用いた絶縁粒子であることが好ましい。
As a method for introducing the P—OH group or the Si—OH group into the surface 3 a of the insulating
上記のように、リン原子に直接結合された水酸基又はケイ素原子に直接結合された水酸基を表面に有する絶縁粒子3は、例えば、リン原子に直接結合された水酸基を有する化合物又はケイ素原子に直接結合された水酸基を有する化合物を使用することにより得ることができる。
As described above, the insulating
絶縁粒子を上記P−OH基含有化合物又は上記Si−OH基含有化合物により表面処理する方法としては、絶縁粒子の表面に、上記P−OH基含有化合物又は上記Si−OH基含有化合物を化学的に結合させる方法、並びに絶縁粒子の表面を化学処理し、上記P−OH基含有化合物又は上記Si−OH基含有化合物により、絶縁粒子が表面に上記P−OH基又は上記Si−OH基を有するように改質する方法等が挙げられる。 As a method of surface-treating the insulating particles with the P-OH group-containing compound or the Si-OH group-containing compound, the P-OH group-containing compound or the Si-OH group-containing compound is chemically applied to the surface of the insulating particles. And the surface of the insulating particle is chemically treated, and the insulating particle has the P-OH group or the Si-OH group on the surface by the P-OH group-containing compound or the Si-OH group-containing compound. And the like.
上記P−OH基含有化合物としては、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。 As said P-OH group containing compound, the compound represented by following formula (1) is mentioned.
上記式(1)中、X1は水酸基、アルコキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、X2は不飽和結合を含む有機基を表す。 In said formula (1), X1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or a C1-C12 alkyl group, and X2 represents the organic group containing an unsaturated bond.
上記式(1)中、X1は水酸基であることが好ましい。すなわち、上記式(1)で表される化合物は、下記式(1A)で表される化合物であることが好ましい。この場合には、導電性粒子2と絶縁粒子3との付着性をより一層高めることができる。
In the above formula (1), X1 is preferably a hydroxyl group. That is, the compound represented by the above formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (1A). In this case, the adhesion between the
上記式(1A)中、X2は不飽和結合を含む有機基を表す。絶縁粒子の構成原料と容易に共重合することができるため、上記式(1)及び式(1A)中のX2は、(メタ)アクリロイル基を含むことが好ましい。 In the above formula (1A), X2 represents an organic group containing an unsaturated bond. X2 in the above formula (1) and formula (1A) preferably contains a (meth) acryloyl group because it can be easily copolymerized with the constituent raw materials of the insulating particles.
上記P−OH基含有化合物の具体例としては、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノメタクリレート及びアシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。上記P−OH基含有化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Specific examples of the P-OH group-containing compound include acid phosphooxyethyl methacrylate, acid phosphooxypropyl methacrylate, acid phosphooxypolyoxyethylene glycol monomethacrylate, and acid phosphooxypolyoxypropylene glycol monomethacrylate. As for the said P-OH group containing compound, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記Si−OH基含有化合物としては、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。 As said Si-OH group containing compound, the compound represented by following formula (2) is mentioned.
上記式(12)中、Z1及びZ2はそれぞれ、水酸基、アルコキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、Z3は不飽和結合を含む有機基を表す。Z1〜Z3は同一であってもよく、異なっていてもよい。絶縁粒子3を導電性粒子2の表面2aに強固に付着させることができるため、Z1及びZ2はそれぞれ、水酸基であることが好ましい。また、絶縁粒子の構成原料と容易に共重合とすることができるため、Z3は、(メタ)アクリロイル基を含むことが好ましい。
In said formula (12), Z1 and Z2 respectively represent a hydroxyl group, an alkoxy group, or a C1-C12 alkyl group, and Z3 represents the organic group containing an unsaturated bond. Z1 to Z3 may be the same or different. Since the insulating
上記Si−OH基含有化合物の具体例としては、ビニルトリヒドロキシシラン、及び3−メタクリロキシプロピルトリヒドロキシシラン等が挙げられる。上記Si−OH基含有化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Specific examples of the Si-OH group-containing compound include vinyltrihydroxysilane and 3-methacryloxypropyltrihydroxysilane. As for the said Si-OH group containing compound, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
絶縁粒子3の粒子径は、導電性粒子2の粒子径及び絶縁粒子付き導電性粒子1の用途等によって適宜選択できる。絶縁粒子3の平均粒子径は0.005〜1μmの範囲内であることが好ましい。絶縁粒子3の平均粒子径のより好ましい下限は0.01μmであり、より好ましい上限は0.5μmである。絶縁粒子3の平均粒子径が小さすぎると、絶縁粒子付き導電性粒子1がバインダー樹脂に分散されたときに、複数の絶縁粒子付き導電性粒子1の導電性粒子2同士が接触しやすくなる。絶縁粒子3の平均粒子径が大きすぎると、電極間の接続の際に、電極と導電性粒子2との間の絶縁粒子3を排除するために、圧力を高くしなければならなかったり、高温に加熱しなければならなかったりする。
The particle diameter of the insulating
絶縁粒子3の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。絶縁粒子3の平均粒子径は、導電性粒子2の平均粒子径と同様にして求められる。
The “average particle diameter” of the insulating
絶縁粒子3の平均粒子径は、導電性粒子2の平均粒子径の1/5以下であることが好ましい。絶縁粒子3の平均粒子径は、導電性粒子2の平均粒子径の1/1000以上であることが好ましい。絶縁粒子3の平均粒子径が導電性粒子2の平均粒子径の1/5以下であると、例えば、絶縁粒子付き導電性粒子1を製造する際に、絶縁粒子3を導電性粒子2の表面2aにより一層効率的に付着させることができる。
The average particle diameter of the insulating
粒子径の異なる2種以上の絶縁粒子を用いてもよい。この場合には、導電性粒子2の表面2aの大きな絶縁粒子の間に、小さな絶縁粒子を存在させることができるので、導電性粒子2の露出面積を小さくすることができる。
Two or more kinds of insulating particles having different particle diameters may be used. In this case, since small insulating particles can exist between the large insulating particles on the surface 2a of the
(異方性導電材料)
本発明に係る異方性導電材料は、本発明の絶縁粒子付き導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。
(Anisotropic conductive material)
The anisotropic conductive material according to the present invention includes the conductive particles with insulating particles of the present invention and a binder resin.
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体又はエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The binder resin is not particularly limited. As the binder resin, for example, an insulating resin is used. Examples of the binder resin include vinyl resins, thermoplastic resins, curable resins, thermoplastic block copolymers, and elastomers. As for the said binder resin, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記ビニル樹脂の具体例としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂又はスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、又はスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、又はアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。 Specific examples of the vinyl resin include vinyl acetate resin, acrylic resin, and styrene resin. Specific examples of the thermoplastic resin include polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate copolymer or polyamide resin. Specific examples of the curable resin include epoxy resins, urethane resins, polyimide resins, and unsaturated polyester resins. The curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin. The curable resin may be used in combination with a curing agent. Specific examples of the thermoplastic block copolymer include a styrene-butadiene-styrene block copolymer, a styrene-isoprene-styrene block copolymer, a hydrogenated product of a styrene-butadiene-styrene block copolymer, or a styrene- Examples include hydrogenated products of isoprene-styrene block copolymers. Specific examples of the elastomer include styrene-butadiene copolymer rubber or acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.
異方性導電材料は、絶縁粒子付き導電性粒子及びバインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 In addition to conductive particles with insulating particles and binder resin, anisotropic conductive materials include, for example, fillers, extenders, softeners, plasticizers, polymerization catalysts, curing catalysts, colorants, antioxidants, thermal stabilizers. In addition, various additives such as a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent or a flame retardant may be contained.
上記バインダー樹脂中に絶縁粒子付き導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に絶縁粒子付き導電性粒子を分散させる方法として、例えば、バインダー樹脂中に絶縁粒子付き導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、絶縁粒子付き導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、又はバインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、絶縁粒子付き導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。 The method for dispersing the conductive particles with insulating particles in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used. Examples of a method for dispersing conductive particles with insulating particles in the binder resin include, for example, a method in which conductive particles with insulating particles are added to a binder resin and then kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. After uniformly dispersing the particles in water or an organic solvent using a homogenizer or the like, then adding to the binder resin and kneading and dispersing with a planetary mixer or the like, or the binder resin with water or an organic solvent, etc. Examples include a method of adding conductive particles with insulating particles after dilution, and kneading and dispersing with a planetary mixer or the like.
本発明の異方性導電材料は、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、又は異方性導電シート等として使用できる。本発明の導電性粒子を含む異方性導電材料が、異方性導電フィルム又は異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合には、該絶縁粒子付き導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、絶縁粒子付き導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。 The anisotropic conductive material of the present invention can be used as an anisotropic conductive paste, anisotropic conductive ink, anisotropic conductive adhesive, anisotropic conductive film, or anisotropic conductive sheet. When the anisotropic conductive material containing the conductive particles of the present invention is used as a film-like adhesive such as an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive sheet, the conductive particles with insulating particles are included. A film adhesive that does not include conductive particles with insulating particles may be laminated on the film adhesive.
上記絶縁粒子付き導電性粒子の含有量は特に限定されない。導通信頼性を高める観点からは、異方性導電材料100体積%中、上記絶縁粒子付き導電性粒子の含有量は0.01〜20体積%の範囲内であることが好ましい。 The content of the conductive particles with insulating particles is not particularly limited. From the viewpoint of improving the conduction reliability, the content of the conductive particles with insulating particles is preferably in the range of 0.01 to 20% by volume in 100% by volume of the anisotropic conductive material.
(接続構造体)
本発明の導電性粒子又は該導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(Connection structure)
A connection structure can be obtained by connecting the connection target member using the conductive particles of the present invention or an anisotropic conductive material containing the conductive particles and a binder resin.
上記接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、第1,第2の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、該接続部が本発明の導電性粒子又は該導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されていることが好ましい。絶縁粒子付き導電性粒子1が用いられた場合には、接続部自体が絶縁粒子付き導電性粒子1により形成される。
The connection structure includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion that electrically connects the first and second connection target members. The conductive particles of the invention or the anisotropic conductive material containing the conductive particles and a binder resin are preferably used. When the
上記接続対象部材は、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。 Specific examples of the connection target member include electronic components such as a semiconductor chip, a capacitor, and a diode, and circuit boards such as a printed board, a flexible printed board, and a glass board.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物として、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム又は3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素として、Sn、Al又はGa等が挙げられる。 Examples of the electrode provided on the connection target member include a metal electrode such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode. When the connection target member is a flexible printed board, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, or a copper electrode. When the connection object 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 with aluminum may be sufficient and the electrode by which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of the metal oxide layer may be sufficient. Examples of the metal oxide include indium oxide doped with a trivalent metal element, zinc oxide doped with a trivalent metal element, and the like. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
本発明の絶縁粒子付き導電性粒子を用いた場合には、上記金属電極が形成されている接続対象部材を電気的に接続すると、接続抵抗値が低くなる。中でも、アルミニウム電極又は銅電極が好ましい。 In the case where the conductive particles with insulating particles of the present invention are used, the connection resistance value is lowered when the connection target member on which the metal electrode is formed is electrically connected. Among these, an aluminum electrode or a copper electrode is preferable.
図2に、本発明の一実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体の一例を模式的に正面断面図で示す。 In FIG. 2, an example of the connection structure using the electroconductive particle which concerns on one Embodiment of this invention is typically shown with front sectional drawing.
図2に示す接続構造体21は、ガラス基板22の上面に、複数の絶縁粒子付き導電性粒子1を含む異方性導電フィルム23を介して、プリント基板24が接続された構造を有する。ガラス基板22の上面には、複数の電極22aが設けられている。プリント基板24の下面には、複数の電極24aが設けられている。電極22aと電極24aとが、1つ又は複数の導電性粒子2により接続されている。本実施形態では、プリント基板24として2層フレキシブルプリント基板が用いられている。ただし、2層フレキシブルプリント基板以外の接続対象部材が用いられてもよい。なお、図2では、プリント基板24は略図的に示されている。
A
電極22a,24a間の接続は、通常、ガラス基板22の電極22a上に絶縁粒子付き導電性粒子1を配置した後、該ガラス基板22上にプリント基板24を、電極22a,24a同士が対向するように重ね合わせ、加圧することにより行われる。加圧により、絶縁粒子付き導電性粒子1は圧縮される。このとき、導電性粒子2と電極22a,24aとの間の絶縁粒子3を排除できる。例えば、上記加圧の際には、導電性粒子2と電極22a,24aとの間に存在していた絶縁粒子3が溶融したり、変形したりして、導電性粒子2の表面2aが部分的に露出する。なお、上記加圧の際には、大きな力が付与されるので、一部の絶縁粒子3が導電性粒子2の表面2aから剥離して、導電性粒子2の表面2aが部分的に露出することもある。導電性粒子2の表面2aが露出した部分が、電極22a,24aに接触することにより、導電性粒子2を介して電極22a,24aを電気的に接続できる。
The connection between the electrodes 22a and 24a is usually performed by placing the
上記加圧の圧力は9.8〜104〜4.9×106Pa程度である。上記加圧の際に加熱してもよい。上記加熱の温度は、120〜220℃程度である。 The pressure of the said pressurization is about 9.8-10 < 4 > -4.9 * 10 < 6 > Pa. You may heat in the case of the said pressurization. The temperature of the said heating is about 120-220 degreeC.
また、図2に示すように、絶縁粒子3が溶融したり、変形したりすることによって、絶縁粒子3に由来する層25が、導電性粒子2と電極22a,24aとの接触部分の周辺に形成されることがある。
Further, as shown in FIG. 2, the insulating
ところで、図5に示すように、従来の絶縁粒子付き導電性粒子101では、導電性粒子101aを構成する基材粒子101bの圧縮回復率が比較的高い。従来の絶縁粒子付き導電性粒子101を用いて、電極102,103間を接続した場合には、絶縁粒子付き導電性粒子101と電極102,103との周辺において、圧縮された導電性粒子101aが形状を回復することにより、空隙Aが生じやすい。さらに、電極102,103の導電性粒子101aが接触した部分に、圧痕が形成されにくい。このため、電極102,103間の接続抵抗値を充分に低くすることができないことがある。さらに、導電性粒子と電極102又は電極103との接触面積が小さいため、導電性粒子と電極102又は電極103との間に絶縁粒子101cが挟まれて、接続抵抗値が高くなることがある。
By the way, as shown in FIG. 5, in the conventional
これに対し、図3に導電性粒子と電極との接触部分を示すように、本実施形態に係る絶縁粒子付き導電性粒子1を用いた場合には、電極の導電性粒子2が接触した部分に、圧痕26が形成されやすい。このため、電極22a,24a間の接続抵抗値を充分に低くすることができる。さらに、上記空隙Aが生じ難い。
In contrast, as shown in FIG. 3 where the conductive particles and the electrodes are in contact with each other, when the
さらに、絶縁粒子付き導電性粒子1を用いた場合には、導電性粒子2と電極22a,24aとの接触面積を大きくすることができ、導通信頼性を高くすることができる。図4に導電性粒子と電極との接触部分の他の例を示すように、導電性粒子2と電極22aとの間に絶縁粒子3Aがわずかに残存していても、絶縁粒子3Aが残留している電極の非接触部分22Aの周辺の電極の接触部分22Bにおいて導通させることができる。このため、電極間の接続抵抗値を低くすることができる。
Furthermore, when the
上記P−OH基又は上記Si−OH基を表面3aに有する絶縁粒子3を用いた場合には、上記P−OH基又は上記Si−OH基は、導電性粒子2の表面2aの導電層5だけでなく、金属により形成された電極22a,24aにも強固に化学結合する。このため、絶縁粒子3に由来する層25は、電極22a,24aと強固に化学結合する。従って、絶縁粒子3に由来する層25が電極22a,24aと強固に化学結合するため、導電性粒子2と電極22a,24aとの接着強度を高めることができる。このため、電極間の接続信頼性を高めることができる。
When the insulating
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited only to the following examples.
重合体粒子を得るためのモノマー成分として、以下の材料を用意した。 The following materials were prepared as monomer components for obtaining polymer particles.
(少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー)
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート
1,3−アダマンタンジオールジアクリレート
イソボルニルアクリレート
イソボルニルメタクリレート
ジシクロペンテニルアクリレート
ジシクロペンタニルアクリレート
トリシクロデカンビニルエーテル
トリシクロデカンモノメチルビニルエーテル
(Monomer which is an alicyclic compound having at least two ring structures)
Dimethylol-
(少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー以外の他のモノマー)
ジビニルベンゼン(新日鐵化学社製、「DVB960」)
スチレン
ポリテトラメチレングリコールジアクリレート(共栄社化学製、「ライトアクリレートPTMGA−250」)
シクロヘキシルアクリレート
トリエチレングリコールジアクリレート
トリメチロールプロパントリアクリレート
ペンタエリスリトールテトラアクリレート
(Other monomers other than the monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures)
Divinylbenzene (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., “DVB960”)
Styrene Polytetramethylene glycol diacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light acrylate PTMGA-250”)
Cyclohexyl acrylate Triethylene glycol diacrylate Trimethylolpropane triacrylate Pentaerythritol tetraacrylate
(実施例1)
(重合体の作製)
セパラブルフラスコにイオン交換水2500g、スチレン250g、オクチルメルカプタン50g、及び塩化ナトリウム0.5gを入れ、窒素雰囲気下で攪拌した。その後、70℃に加熱し、過酸化カリウム2.5gを添加し、24時間反応を行うことにより、重合体シード粒子を得た。
Example 1
(Production of polymer)
In a separable flask, 2500 g of ion-exchanged water, 250 g of styrene, 50 g of octyl mercaptan, and 0.5 g of sodium chloride were added and stirred under a nitrogen atmosphere. Then, it heated at 70 degreeC, 2.5 g of potassium peroxide was added, and polymer seed particle | grains were obtained by performing reaction for 24 hours.
得られた重合体シード粒子5gと、イオン交換水500gと、ポリビニルアルコール5重量%水溶液100gとを混合し、超音波により分散させた後、セパラブルフラスコに入れて攪拌し、重合体シード粒子分散液を得た。 5 g of the obtained polymer seed particles, 500 g of ion-exchanged water, and 100 g of a 5% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol are mixed and dispersed by ultrasonic waves, then placed in a separable flask and stirred to disperse the polymer seed particles. A liquid was obtained.
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート38gと、ジビニルベンゼン152gと、過酸化ベンゾイル2.6gと、ラウリル硫酸トリエタノールアミン10gと、エタノール130gとをイオン交換水1000gに加え、攪拌し、乳化液を得た。得られた乳化液を数回に分けて重合体シード粒子分散液に加え、12時間攪拌した。その後、ポリビニルアルコール5重量%水溶液500gを加え、85℃の窒素雰囲気下で、9時間反応を行い、重合体粒子を得た。 Dimethylol-tricyclodecane diacrylate 38 g, divinylbenzene 152 g, benzoyl peroxide 2.6 g, lauryl sulfate triethanolamine 10 g, and ethanol 130 g were added to ion-exchanged water 1000 g and stirred to obtain an emulsion. . The resulting emulsion was added to the polymer seed particle dispersion several times and stirred for 12 hours. Thereafter, 500 g of a 5% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol was added and reacted for 9 hours in a nitrogen atmosphere at 85 ° C. to obtain polymer particles.
(導電性粒子の作製)
得られた重合体粒子を洗浄し、乾燥した後、無電解めっき法により、重合体粒子の表面に、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層された金層とを有する二層構造の金属層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは0.07μmであり、金層の厚さは0.02μmであった。
(Preparation of conductive particles)
After the obtained polymer particles are washed and dried, a metal having a two-layer structure having a nickel layer on the surface of the polymer particles and a gold layer laminated on the surface of the nickel layer by an electroless plating method A layer was formed to produce conductive particles. The thickness of the nickel layer was 0.07 μm, and the thickness of the gold layer was 0.02 μm.
(絶縁粒子の作製)
4ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管及び温度プローブを取り付けた1000mLセパラブルフラスコに、メタクリル酸グリシジル45mmol、メタクリル酸メチル380mmol、ジメタクリル酸エチレングリコール13mmol、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールメタクリレート0.5mmol、及び2,2’−アゾビス{2−[N−(2−カルボキシエチル)アミジノ]プロパン}1mmolを含むモノマー組成物を用意した。該モノマー組成物を固形分率が10重量%となるように蒸留水に秤取した後、200rpmで攪拌し、窒素雰囲気下60℃で24時間重合を行った。反応終了後、凍結乾燥して、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールメタクリレートに由来する上記P−OH基を表面に有する絶縁粒子Aを得た。
(Preparation of insulating particles)
A 1000 mL separable flask equipped with a four-neck separable cover, a stirring blade, a three-way cock, a condenser tube and a temperature probe, glycidyl methacrylate 45 mmol, methyl methacrylate 380 mmol, dimethacrylate ethylene glycol 13 mmol, acid phosphooxypolyoxyethylene A monomer composition containing 0.5 mmol of glycol methacrylate and 1 mmol of 2,2′-azobis {2- [N- (2-carboxyethyl) amidino] propane} was prepared. The monomer composition was weighed in distilled water so that the solid content was 10% by weight, stirred at 200 rpm, and polymerized at 60 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the mixture was freeze-dried to obtain insulating particles A having the above-mentioned P—OH group derived from acid phosphooxypolyoxyethylene glycol methacrylate on the surface.
(絶縁粒子付き導電性粒子の作製)
以下のようにして、絶縁粒子Aを導電性粒子の表面に付着させた。
(Preparation of conductive particles with insulating particles)
Insulating particles A were adhered to the surfaces of the conductive particles as follows.
得られた絶縁粒子Aを超音波照射下で蒸留水に分散させ、絶縁粒子Aの10重量%水分散液を得た。得られた導電性粒子A10gを蒸留水500mLに分散させ、絶縁粒子Aの水分散液4gを添加し、室温で6時間攪拌し、絶縁粒子付き導電性粒子を得た。 The obtained insulating particles A were dispersed in distilled water under ultrasonic irradiation to obtain a 10 wt% aqueous dispersion of insulating particles A. 10 g of the obtained conductive particles A were dispersed in 500 mL of distilled water, 4 g of an aqueous dispersion of insulating particles A was added, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours to obtain conductive particles with insulating particles.
絶縁粒子付き導電性粒子の被覆率をSEMの画像解析により測定した。絶縁粒子付き導電性粒子の直径の半分の大きさを直径とする円をSEM画像に描き、円内の絶縁粒子付き導電性粒子の被覆率(円内の絶縁粒子付き導電性粒子の1個あたりの投影面積×絶縁粒子付き導電性粒子の数/円内の絶縁粒子付き導電性粒子の投影面積)を求めた。絶縁粒子Aによる導電性粒子の被覆率は52%であった。 The coverage of the conductive particles with insulating particles was measured by image analysis of SEM. A circle with a diameter half the diameter of the conductive particles with insulating particles is drawn on the SEM image, and the coverage of the conductive particles with insulating particles in the circle (per one conductive particle with insulating particles in the circle) Projected area × number of conductive particles with insulating particles / projected area of conductive particles with insulating particles in a circle). The coverage of the conductive particles by the insulating particles A was 52%.
(異方性導電フィルムの作製)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製「エピコート1009」)10重量部と、アクリルゴム(重量平均分子量約80万)40重量部と、メチルエチルケトン200重量部と、マイクロカプセル型硬化剤(旭化成ケミカルズ社製「HX3941HP」)50重量部と、シランカップリング剤(東レダウコーニングシリコーン社製「SH6040」)2重量部とを混合し、絶縁粒子付き導電性粒子を含有量が3体積%となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
(Preparation of anisotropic conductive film)
10 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 1009” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 40 parts by weight of acrylic rubber (weight average molecular weight of about 800,000), 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and a microcapsule type curing agent (Asahi Kasei Chemicals) 50 parts by weight of “HX3941HP” manufactured by the company and 2 parts by weight of silane coupling agent (“SH6040” manufactured by Toray Dow Corning Silicone) are mixed so that the content of the conductive particles with insulating particles becomes 3% by volume. And dispersed to obtain a resin composition.
得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに塗布し、70℃の熱風で5分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは12μmであった。 The obtained resin composition was applied to a 50 μm-thick PET (polyethylene terephthalate) film whose one surface was released from the mold, and dried with hot air at 70 ° C. for 5 minutes to produce an anisotropic conductive film. The thickness of the obtained anisotropic conductive film was 12 μm.
(接続構造体の作製)
得られた異方性導電フィルムを5mm×5mmの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するアルミニウム電極(高さ0.2μm、L/S=20μm/20μm)が設けられたガラス基板(幅3cm、長さ3cm)のアルミニウム電極側のほぼ中央に貼り付けた。次いで、同じアルミニウム電極が設けられた2層フレキシブルプリント基板(幅2cm、長さ1cm)を、電極同士が重なるように位置合わせをしてから貼り合わせた。このガラス基板と2層フレキシブルプリント基板との積層体を、10N、180℃、及び20秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。なお、ポリイミドフィルムにアルミニウム電極が直接形成されている、2層フレキシブルプリント基板を用いた。
(Production of connection structure)
The obtained anisotropic conductive film was cut into a size of 5 mm × 5 mm. A glass substrate (
(実施例2〜16及び比較例1〜4)
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表1,2に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、重合体粒子、導電性粒子、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
(Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 4)
The polymer particles and conductive particles were the same as in Example 1 except that the types of monomer components used in the production of the polymer particles and the blending amounts thereof were changed as shown in Tables 1 and 2 below. Then, conductive particles with insulating particles, anisotropic conductive film, and connection structure were produced.
(実施例17)
実施例1で得られた重合体粒子を用いて、以下の無電解ニッケルめっき工程を行った。
(Example 17)
The following electroless nickel plating process was performed using the polymer particles obtained in Example 1.
無電解ニッケルめっき工程:
得られた重合体粒子を、イオン吸着剤の10重量%溶液により5分間処理し、次に硫酸パラジウム0.01重量%水溶液に添加した。その後、ジメチルアミンボランを加えて還元処理し、ろ過し、洗浄することにより、パラジウムが付着された重合体粒子を得た。
Electroless nickel plating process:
The resulting polymer particles were treated with a 10 wt% solution of ion adsorbent for 5 minutes and then added to a 0.01 wt% palladium sulfate aqueous solution. Thereafter, dimethylamine borane was added for reduction treatment, filtration, and washing to obtain polymer particles with palladium attached.
次に、イオン交換水500mLにコハク酸ナトリウムを溶解させたコハク酸ナトリウム1重量%溶液を調製した。この溶液にパラジウムが付着された重合体粒子10gを加え、混合し、スラリーを調製した。スラリーに硫酸を添加し、スラリーのpHを5に調整した。 Next, a 1% by weight sodium succinate solution in which sodium succinate was dissolved in 500 mL of ion exchange water was prepared. To this solution, 10 g of polymer particles with palladium attached were added and mixed to prepare a slurry. Sulfuric acid was added to the slurry, and the pH of the slurry was adjusted to 5.
ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル10重量%、次亜リン酸ナトリウム10重量%、水酸化ナトリウム4重量%及びコハク酸ナトリウム20重量%を含む前期ニッケルめっき溶液を調製した。pH5に調整された上記スラリーを80℃に加温した後、スラリーに前期ニッケルめっき溶液を連続的に滴下し、20分間攪拌することによりめっき反応を進行させた。水素が発生しなくなったことを確認し、めっき反応を終了した。
As a nickel plating solution, a nickel plating solution containing 10% by weight of nickel sulfate, 10% by weight of sodium hypophosphite, 4% by weight of sodium hydroxide and 20% by weight of sodium succinate was prepared. The slurry adjusted to
次に、硫酸ニッケル20重量%、ジメチルアミンボラン5重量%及び水酸化ナトリウム5重量%を含む後期ニッケルめっき溶液を調製した。前期ニッケルめっき溶液によるめっき反応を終えた溶液に、後期ニッケルめっき液を連続的に滴下し、1時間攪拌することによりめっき反応を進行させた。このようにして、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。なお、ニッケル層の厚みは0.1μmであった。 Next, a late nickel plating solution containing 20% by weight of nickel sulfate, 5% by weight of dimethylamine borane and 5% by weight of sodium hydroxide was prepared. The late nickel plating solution was continuously added dropwise to the solution that had undergone the plating reaction with the previous nickel plating solution, and the plating reaction was allowed to proceed by stirring for 1 hour. In this way, a nickel layer was formed on the surface of the polymer particles to obtain conductive particles. The nickel layer had a thickness of 0.1 μm.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例18)
ニッケル層の厚みが0.07μmとなるように調製したこと以外は、実施例17で得られた導電性粒子を用いて、以下の無電解パラジウムめっき工程を行った。
(Example 18)
The following electroless palladium plating process was performed using the conductive particles obtained in Example 17 except that the thickness of the nickel layer was adjusted to 0.07 μm.
無電解パラジウムめっき工程:
得られた導電性粒子10gを、イオン交換水500mLに添加し、超音波処理機により充分に分散させ、粒子懸濁液を得た。この懸濁液を50℃で攪拌しながら、硫酸パラジウム0.02mol/L、錯化剤としてエチレンジアミン0.04mol/L、還元剤として蟻酸ナトリウム0.06mol/L及び結晶調整剤を含むpH10.0の無電解めっき液を徐々に添加し、無電解パラジウムめっきを行った。パラジウム層の厚みが0.03μmになった時点で無電解パラジウムめっきを終了した。次に、洗浄し、真空乾燥することにより、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。
Electroless palladium plating process:
10 g of the obtained conductive particles were added to 500 mL of ion-exchanged water and sufficiently dispersed by an ultrasonic treatment machine to obtain a particle suspension. While stirring the suspension at 50 ° C., 0.02 mol / L of palladium sulfate, 0.04 mol / L of ethylenediamine as a complexing agent, 0.06 mol / L of sodium formate as a reducing agent, and pH 10.0 containing a crystal modifier. The electroless plating solution was gradually added to perform electroless palladium plating. When the thickness of the palladium layer reached 0.03 μm, the electroless palladium plating was finished. Next, by washing and vacuum drying, conductive particles having a palladium layer laminated on the surface of the nickel layer were obtained.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。なお、ニッケル層の厚みは0.07μm、パラジウム層の厚みは0.03μmであった。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure. The nickel layer had a thickness of 0.07 μm, and the palladium layer had a thickness of 0.03 μm.
(実施例19)
実施例1で得られた重合体粒子を実施例5で得られた重合体粒子に変更したこと以外は実施例17と同様にして、無電解ニッケルめっき工程を行い、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。
(Example 19)
An electroless nickel plating process was performed in the same manner as in Example 17 except that the polymer particles obtained in Example 1 were changed to the polymer particles obtained in Example 5, and nickel was formed on the surface of the polymer particles. A layer was formed to obtain conductive particles.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例20)
ニッケル層の厚みが0.07μmとなるように調製し、実施例17で得られた導電性粒子を実施例19で得られた導電性粒子に変更したこと以外は実施例18と同様にして、無電解パラジウムめっき工程を行い、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。
(Example 20)
The nickel layer was prepared to have a thickness of 0.07 μm, and the conductive particles obtained in Example 17 were changed to the conductive particles obtained in Example 19 in the same manner as in Example 18, An electroless palladium plating step was performed to obtain conductive particles having a palladium layer laminated on the surface of the nickel layer.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例21〜46及び比較例5〜8)
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表3、4に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子、導電性粒子、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
(Examples 21 to 46 and Comparative Examples 5 to 8)
In the same manner as in Example 1 except that the types of monomer components used in the production of the polymer particles and the blending amounts thereof were changed as shown in Tables 3 and 4 below, a polymer seed particle dispersion, Polymer particles, conductive particles, conductive particles with insulating particles, anisotropic conductive film, and connection structure were prepared.
(実施例47)
イオン交換水1252gと、ポリビニルアルコールの5.5重量%水溶液2135gとを均一に分散させた分散液に、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート38gと、ジビニルベンゼン152gと、重合開始剤としてのパーブチルO(日本油脂社製)5.9gとを添加し、混合し、混合液を得た。
(Example 47)
In a dispersion obtained by uniformly dispersing 1252 g of ion-exchanged water and 2135 g of a 5.5% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol, 38 g of dimethylol-tricyclodecane diacrylate, 152 g of divinylbenzene, and perbutyl O ( 5.9 g (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) was added and mixed to obtain a mixed solution.
窒素雰囲気下で、70℃で5時間かけて、得られた混合液の重合を行った後、吸引濾過することにより粒子を取り出した。イオン交換水とアセトンを用いて粒子を洗浄することにより、分散媒を除去し、次に乾燥し、重合体粒子を得た。 The obtained mixture was polymerized at 70 ° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere, and then the particles were taken out by suction filtration. The particles were washed with ion-exchanged water and acetone to remove the dispersion medium and then dried to obtain polymer particles.
得られた重合体粒子の平均粒子径は240μm、CV値は0.42%であった。重合体粒子を無電解ニッケルめっきし、重合体粒子の表面に厚さ0.3μmの下地ニッケルめっき層を形成させた。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された重合体粒子を電解銅めっきし、厚さ10μmの銅層を形成させた。更に、錫及び銀を含有する電解めっき液を用いて、電解めっきし、厚さ25μmの低融点金属層を形成させた。このようにして、重合体粒子の表面に、銅層、低融点金属層(錫:銀=96.5重量%:3.5重量%)が順次形成された導電性粒子を作製した。なお、導電性粒子の平均粒子径は310μm、CV値は1.05%であった。なお、上記重合体粒子の表面の金属層の錫及び銀の含有量は、蛍光X線分析装置(島津製作所社製「EDX−800HS」)を用いた分析により求めた。 The obtained polymer particles had an average particle size of 240 μm and a CV value of 0.42%. The polymer particles were electroless nickel plated to form a base nickel plating layer having a thickness of 0.3 μm on the surface of the polymer particles. Next, the polymer particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a copper layer having a thickness of 10 μm. Furthermore, electroplating was performed using an electrolytic plating solution containing tin and silver to form a low melting point metal layer having a thickness of 25 μm. In this way, conductive particles were produced in which a copper layer and a low melting point metal layer (tin: silver = 96.5 wt%: 3.5 wt%) were sequentially formed on the surface of the polymer particles. The average particle diameter of the conductive particles was 310 μm, and the CV value was 1.05%. The contents of tin and silver in the metal layer on the surface of the polymer particles were determined by analysis using a fluorescent X-ray analyzer (“EDX-800HS” manufactured by Shimadzu Corporation).
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例48〜50及び比較例9)
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表5に示すように変更したこと以外は実施例47と同様にして、重合体粒子、導電性粒子、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
(Examples 48 to 50 and Comparative Example 9)
The polymer particles, conductive particles, insulation were the same as in Example 47 except that the types of monomer components used in the preparation of the polymer particles and the blending amounts thereof were changed as shown in Table 5 below. Conductive particles with particles, anisotropic conductive film, and connection structure were produced.
(実施例51〜90)
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表6〜8に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして重合体粒子を得た。
(Examples 51 to 90)
Polymer particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the types of monomer components used in the production of the polymer particles and the blending amounts thereof were changed as shown in Tables 6 to 8 below.
得られた重合体粒子を用いて、実施例17と同様にして、無電解ニッケルめっき工程を行い、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。 Using the obtained polymer particles, an electroless nickel plating step was performed in the same manner as in Example 17 to form a nickel layer on the surface of the polymer particles, thereby obtaining conductive particles.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例91〜130)
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表8〜10に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして重合体粒子を得た。
(Examples 91-130)
Polymer particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the types of monomer components used in the production of the polymer particles and the blending amounts thereof were changed as shown in Tables 8 to 10 below.
得られた重合体粒子を用いて、ニッケル層の厚みが0.07μmとなるように調製したこと以外は、実施例17,18と同様にして、無電解ニッケルめっき工程及び無電解パラジウムめっき工程を行い、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。 The electroless nickel plating step and the electroless palladium plating step were performed in the same manner as in Examples 17 and 18 except that the obtained polymer particles were used so that the nickel layer had a thickness of 0.07 μm. Conductive particles were obtained in which a palladium layer was laminated on the surface of the nickel layer.
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained electroconductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例131)
上記アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールメタクリレートを、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートに変更したこと以外は絶縁粒子Aと同様にして、アシッドホスホオキシエチルメタクリレートに由来する上記P−OH基を表面に有する絶縁粒子Bを得た。
(Example 131)
Insulating particle B having the above P-OH group derived from acid phosphooxyethyl methacrylate on the surface in the same manner as insulating particle A, except that the acid phosphooxypolyoxyethylene glycol methacrylate was changed to acid phosphooxyethyl methacrylate. Got.
得られた絶縁粒子Bを用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained insulating particle B, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and a connection structure.
(実施例132)
上記アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールメタクリレートを、アシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレートに変更したこと以外は絶縁粒子Aと同様にして、アシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレートに由来する上記P−OH基を表面に有する絶縁粒子Cを得た。
(Example 132)
The P-OH derived from the acid phosphooxypolyoxypropylene glycol monomethacrylate in the same manner as the insulating particles A except that the acid phosphooxypolyoxyethylene glycol methacrylate was changed to acid phosphooxypolyoxypropylene glycol monomethacrylate. Insulating particles C having groups on the surface were obtained.
得られた絶縁粒子Cを用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained insulating particle C, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and a connection structure.
(実施例133)
4ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管及び温度プローブを取り付けた1000mLセパラブルフラスコに、メタクリル酸グリシジル45mmol、メタクリル酸メチル380mmol、ジメタクリル酸エチレングリコール13mmol、ビニルトリヒドロキシシラン0.5mmol、及び2,2’−アゾビス{2−[N−(2−カルボキシエチル)アミジノ]プロパン}1mmolを含むモノマー組成物を用意した。該モノマー組成物を固形分率が10重量%となるように蒸留水に秤取した後、200rpmで攪拌し、窒素雰囲気下60℃で24時間重合を行った。反応終了後、凍結乾燥して、ビニルトリヒドロキシシランに由来する上記Si−OH基を表面に有する絶縁粒子Dを得た。
(Example 133)
A 1000 mL separable flask equipped with a four-neck separable cover, a stirring blade, a three-way cock, a condenser tube, and a temperature probe was mixed with 45 mmol of glycidyl methacrylate, 380 mmol of methyl methacrylate, 13 mmol of ethylene glycol dimethacrylate, vinyltrihydroxysilane. A monomer composition containing 5 mmol and 1 mmol of 2,2′-azobis {2- [N- (2-carboxyethyl) amidino] propane} was prepared. The monomer composition was weighed in distilled water so that the solid content was 10% by weight, stirred at 200 rpm, and polymerized at 60 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, freeze-drying was performed to obtain insulating particles D having the Si—OH group derived from vinyltrihydroxysilane on the surface.
得られた絶縁粒子Dを用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained insulating particle D, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(実施例134)
上記ビニルトリヒドロキシシランを、3−メタクリロキシプロピルトリヒドロキシシランに変更したこと以外は絶縁粒子Dと同様にして、3−メタクリロキシプロピルトリヒドロキシシランに由来する上記Si−OH基を表面に有する絶縁粒子Eを得た。
(Example 134)
Insulation having the Si-OH group derived from 3-methacryloxypropyltrihydroxysilane on the surface in the same manner as the insulating particles D except that the vinyltrihydroxysilane was changed to 3-methacryloxypropyltrihydroxysilane. Particle E was obtained.
得られた絶縁粒子Eを用いたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁粒子付き導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。 Except having used the obtained insulating particle E, it carried out similarly to Example 1, and produced the electroconductive particle with an insulating particle, an anisotropic conductive film, and the connection structure.
(評価)
(1)重合体粒子の平均粒子径
得られた重合体粒子の平均粒子径を、コールターカウンター(ベックマンコールター社製)を用いて測定した。
(Evaluation)
(1) Average particle diameter of polymer particles The average particle diameter of the obtained polymer particles was measured using a Coulter counter (manufactured by Beckman Coulter).
(2)重合体粒子のCV値
得られた重合体粒子のCV値をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)を用いて測定した。
(2) CV value of polymer particles The CV value of the obtained polymer particles was measured using a Coulter counter (manufactured by Beckman Coulter).
(3)重合体粒子の圧縮弾性率
得られた重合体粒子の圧縮弾性率(10%K値、20%K値及び30%K値)を、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。
(3) Compression elastic modulus of polymer particles The compression elastic modulus (10% K value, 20% K value and 30% K value) of the obtained polymer particles was measured using a micro compression tester (Fischer Scope H manufactured by Fischer). -100 ").
(4)重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率
得られた重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率を、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。
(4) Compression recovery rate of polymer particles and conductive particles The compression recovery rate of the obtained polymer particles and conductive particles was measured using a micro compression tester (“Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer). did.
(5)接続抵抗値
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗値を4端子法により測定した。また、接続抵抗値を下記の評価基準で評価した。
(5) Connection resistance value The connection resistance value between the opposing electrodes of the obtained connection structure was measured by a four-terminal method. The connection resistance value was evaluated according to the following evaluation criteria.
〔接続抵抗値の評価基準〕
◎:接続抵抗値が2.0Ω以下
○:接続抵抗値が2.0Ωを超え、3.0Ω以下
△:接続抵抗値が3.0Ωを超え、5.0Ω以下
×:接続抵抗値が5.0Ωを超える
[Evaluation criteria for connection resistance]
◎: Connection resistance value is 2.0Ω or less ○: Connection resistance value exceeds 2.0Ω, 3.0Ω or less Δ: Connection resistance value exceeds 3.0Ω, 5.0Ω or less ×: Connection resistance value is 5. Over 0Ω
(6)電極の観察
微分干渉顕微鏡を用いて、得られた接続構造体のガラス基板側からガラス基板に設けられた電極を観察し、導電性粒子が接触した電極の圧痕の形成の有無を下記の評価基準で評価した。また、金属顕微鏡を用いて、導電性粒子が接触した電極部分における空隙の発生の有無を観察した。なお、電極の圧痕の形成の有無について、電極面積が0.02mm2となるように、微分干渉顕微鏡にて観察し、電極0.02mm2あたりの圧痕の個数を算出した。任意の10箇所を微分干渉顕微鏡にて観察し、電極0.02mm2あたりの圧痕の個数の平均値を算出した。
(6) Observation of electrodes Using a differential interference microscope, the electrodes provided on the glass substrate were observed from the glass substrate side of the obtained connection structure, and the presence or absence of formation of indentations on the electrodes in contact with the conductive particles was determined as follows. It was evaluated according to the evaluation criteria. Moreover, the presence or absence of the space | gap generation | occurrence | production in the electrode part which the electroconductive particle contacted was observed using the metal microscope. In addition, the presence or absence of the formation of the impression of the electrode was observed with a differential interference microscope so that the electrode area was 0.02 mm 2, and the number of impressions per electrode of 0.02 mm 2 was calculated. Arbitrary ten places were observed with the differential interference microscope, and the average value of the number of impressions per electrode 0.02 mm 2 was calculated.
〔圧痕の形成の有無の評価基準〕
◎:電極0.02mm2あたりの圧痕が25個以上
○:電極0.02mm2あたりの圧痕が20個以上、25個未満
△:電極0.02mm2あたりの圧痕が5個以上、20個未満
×:電極0.02mm2あたりの圧痕が5個未満
[Evaluation criteria for the presence or absence of indentation]
◎: 25 or more impressions per electrode 0.02 mm 2 ○: 20 or more impressions per electrode 0.02 mm 2 , less than 25 △: 5 or more impressions per electrode 0.02 mm 2 , less than 20 X: Less than 5 impressions per electrode 0.02 mm 2
(7)落下強度試験
0.5mmの間隔で112個の電極(直径280μm)が設けられたシリコンチップ(縦6mm×横6mm)を用意した。このシリコンチップの電極上に、フラックス(クックソンエレクトロニクス社製「WS−9160−M7」)を塗布した。全ての電極に、得られた導電性粒子を配置し、加熱温度250℃及び30秒の条件でリフローを行い、導電性粒子を電極上に実装した。
(7) Drop strength test A silicon chip (length 6 mm × width 6 mm) provided with 112 electrodes (diameter 280 μm) at intervals of 0.5 mm was prepared. A flux (“WS-9160-M7” manufactured by Cookson Electronics Co., Ltd.) was applied on the electrode of this silicon chip. The obtained electroconductive particle was arrange | positioned to all the electrodes, reflow was performed on the conditions of the heating temperature of 250 degreeC, and 30 second, and the electroconductive particle was mounted on the electrode.
次に、銅電極(直径305μm)が設けられたプリント基板を用意した。このプリント基板に、はんだペースト(千住金属工業社製「M705−GRN360−K2−V」)を塗布した。導電性粒子が電極上に実装されたシリコンチップ15個を、はんだペーストが塗布されたプリント基板上に実装し、接続構造体を得た。 Next, a printed circuit board provided with a copper electrode (diameter 305 μm) was prepared. A solder paste (“M705-GRN360-K2-V” manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.) was applied to the printed circuit board. Fifteen silicon chips with conductive particles mounted on electrodes were mounted on a printed circuit board coated with solder paste to obtain a connection structure.
JEDEC規格JESD22−B111に従って、得られた接続構造体の落下強度試験を行い、下記の評価基準で評価した。 According to JEDEC standard JESD22-B111, the obtained connection structure was subjected to a drop strength test and evaluated according to the following evaluation criteria.
得られた接続構造体は、デイジーチェーン回路が形成されているため、1か所でも電極の断線が生じていると、断線を検出できる。なお、電極は、外表面に向かって、銅層、ニッケル−リン層及び金層が順次形成された電極である。 Since the obtained connection structure has a daisy chain circuit, the disconnection can be detected if the electrode is disconnected even at one location. The electrode is an electrode in which a copper layer, a nickel-phosphorus layer, and a gold layer are sequentially formed toward the outer surface.
〔落下衝撃試験の評価基準〕
○:15個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、100回以上
△:15個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、50回以上、100回未満
×:15個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、50回未満
[Evaluation criteria for drop impact test]
○: In all 15 silicon chips, the number of drops in which the electrodes are disconnected is 100 times or more. Δ: In all 15 silicon chips, the number of drops in which the electrodes are disconnected is 50 times or more and less than 100 times. In all 15 silicon chips, the number of times the electrode is disconnected is less than 50 times
結果を下記の表1〜11に示す。なお、下記の表1〜11において、モノマー成分は、重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分を示す。また、「−」は評価していないことを示す。 The results are shown in Tables 1 to 11 below. In addition, in the following Tables 1-11, a monomer component shows the monomer component used in the case of preparation of a polymer particle. Further, “-” indicates that evaluation is not performed.
実施例1〜46,51〜134の評価結果を示す表1〜4,6〜11では、2層フレキシブルプリント基板を用いた場合に、良好な結果が得られることが示されている。2層フレキシブルプリント基板にかえて3層フレキシブルプリント基板を用いても、実施例1〜46,51〜134の重合体粒子、導電性粒子及び絶縁粒子付き導電性粒子の使用により、良好な結果が得られることを確認した。また、実施例47〜50の評価結果を示す表5により、落下の衝撃が与えられても電極の断線を抑制することができることが理解できる。 Tables 1 to 4 and 6 to 11 showing the evaluation results of Examples 1 to 46 and 51 to 134 show that good results can be obtained when a two-layer flexible printed board is used. Even if a three-layer flexible printed circuit board is used instead of the two-layer flexible printed circuit board, the use of the polymer particles, conductive particles, and conductive particles with insulating particles in Examples 1 to 46 and 51 to 134 gives good results. It was confirmed that it was obtained. Moreover, it can be understood from Table 5 showing the evaluation results of Examples 47 to 50 that the disconnection of the electrode can be suppressed even when a drop impact is applied.
また、実施例1〜46,51〜134の評価結果を示す表1〜4,6〜11では、アルミニウム電極の場合に、良好な結果が得られることが示されている。ガラス基板に設けられたアルミニウム電極を銅電極にかえても、実施例1〜46,51〜134の重合体粒子、導電性粒子及び絶縁粒子付き導電性粒子の使用により、良好な結果が得られることを確認した。 In Tables 1 to 4 and 6 to 11 showing the evaluation results of Examples 1 to 46 and 51 to 134, it is shown that good results are obtained in the case of an aluminum electrode. Even if the aluminum electrode provided on the glass substrate is replaced with a copper electrode, good results are obtained by using the polymer particles, conductive particles, and conductive particles with insulating particles of Examples 1 to 46 and 51 to 134. It was confirmed.
また、実施例1〜134では、絶縁粒子付き導電性粒子の導電性粒子を介して、電極間が電気的に接続されており、接続抵抗値が低かった。 In Examples 1 to 134, the electrodes were electrically connected via the conductive particles of the conductive particles with insulating particles, and the connection resistance value was low.
1…絶縁粒子付き導電性粒子
2…導電性粒子
2a…表面
3…絶縁粒子
3a…表面
4…重合体粒子
4a…表面
5…導電層
21…接続構造体
22…ガラス基板
22a…電極
22A…非接触部分
22B…接触部分
23…異方性導電フィルム
24…プリント基板
24a…電極
25…絶縁粒子に由来する層
26…圧痕
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導電性粒子の表面に付着している絶縁粒子とを備え、
前記重合体粒子が、少なくとも2つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、絶縁粒子付き導電性粒子。 Polymer particles, and conductive particles having a conductive layer covering the surface of the polymer particles;
Insulating particles adhering to the surface of the conductive particles,
Conductive particles with insulating particles, wherein the polymer particles are polymer particles obtained by polymerizing a monomer that is an alicyclic compound having at least two ring structures.
前記接続部が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の絶縁粒子付き導電性粒子又は該絶縁粒子付き導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されている、接続構造体。 A first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first and second connection target members;
The connection is formed of an anisotropic conductive material including the conductive particles with insulating particles according to any one of claims 1 to 9, or the conductive particles with insulating particles and a binder resin. Structure.
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