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JP5584615B2 - Conductive particles, anisotropic conductive materials, and connection structures - Google Patents

Conductive particles, anisotropic conductive materials, and connection structures Download PDF

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JP5584615B2 JP2010292945A JP2010292945A JP5584615B2 JP 5584615 B2 JP5584615 B2 JP 5584615B2 JP 2010292945 A JP2010292945 A JP 2010292945A JP 2010292945 A JP2010292945 A JP 2010292945A JP 5584615 B2 JP5584615 B2 JP 5584615B2
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Description

本発明は、例えば、電極間の接続に使用できる導電性粒子に関し、より詳細には、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有する導電性粒子、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に関する。   The present invention relates to conductive particles that can be used, for example, for connection between electrodes, and more particularly, conductive particles having base particles and a conductive layer disposed on the surface of the base particles, and The present invention relates to an anisotropic conductive material using conductive particles and a connection structure.

ICチップとフレキシブルプリント回路基板との接続、液晶駆動用ICチップ間の接続、及びICチップとITO電極を有する回路基板との接続等に、導電性粒子が用いられている。例えば、ICチップの電極と回路基板の電極との間に導電性粒子を配置した後、加熱及び加圧により導電性粒子を電極に接触させて、上記電極同士を電気的に接続できる。   Conductive particles are used for connection between an IC chip and a flexible printed circuit board, connection between liquid crystal driving IC chips, connection between an IC chip and a circuit board having an ITO electrode, and the like. For example, after the conductive particles are arranged between the electrode of the IC chip and the electrode of the circuit board, the electrodes can be electrically connected by bringing the conductive particles into contact with the electrodes by heating and pressurization.

また、上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、異方性導電材料としても用いられている。   The conductive particles are dispersed in a binder resin and are also used as an anisotropic conductive material.

上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献1には、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆しているニッケルめっき層と、該ニッケルめっき層の表面を被覆しているはんだ層とを有する導電性粒子が開示されている。   As an example of the conductive particles, Patent Document 1 listed below includes resin particles, a nickel plating layer covering the surface of the resin particles, and a solder layer covering the surface of the nickel plating layer. Conductive particles are disclosed.

下記の特許文献2には、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に設けられた銅層とを備える導電性粒子が開示されている。特許文献2では、このような導電性粒子は、具体的な実施例では開示されていないが、対向する回路の接続において良好な電気的接続が得られることが記載されている。   Patent Literature 2 below discloses conductive particles including resin particles and a copper layer provided on the surface of the resin particles. Patent Document 2 describes that such a conductive particle is not disclosed in a specific embodiment, but a good electrical connection can be obtained in connection of opposing circuits.

特開平9−306231号公報JP-A-9-306231 特開2003−323813号公報JP 2003-323813 A

特許文献1に記載の導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されて用いられていない。これは、導電性粒子の粒子径が大きいので、該導電性粒子は、該導電性粒子をバインダー樹脂中に分散させて異方性導電材料として用いるには好ましくないためである。特許文献1の実施例では、粒子径が650μmの樹脂粒子の表面を導電層で被覆しており、粒子径が数百μmの導電性粒子を得ており、この導電性粒子は、バインダー樹脂と混合された異方性導電材料として用いられていない。   The conductive particles described in Patent Document 1 are not used by being dispersed in a binder resin. This is because the conductive particles have a large particle size, and thus the conductive particles are not preferable for dispersing the conductive particles in a binder resin and using them as an anisotropic conductive material. In the example of Patent Document 1, the surface of resin particles having a particle size of 650 μm is coated with a conductive layer, and conductive particles having a particle size of several hundreds of μm are obtained. It is not used as a mixed anisotropic conductive material.

特許文献1では、導電性粒子を用いて接続対象部材の電極間を接続する際には、1つの電極上に1つの導電性粒子を置き、次に導電性粒子上に電極を置いた後、加熱している。加熱により、はんだ層は、溶融して電極と接合する。しかしながら、このように、電極上に導電性粒子を置く作業は煩雑である。また、接続対象部材間には、樹脂層が存在しないため、接続信頼性が低い。   In patent document 1, when connecting between the electrodes of the connection object member using conductive particles, after placing one conductive particle on one electrode and then placing the electrode on the conductive particle, Heating. By heating, the solder layer is melted and joined to the electrode. However, the operation of placing conductive particles on the electrode is complicated. Further, since there is no resin layer between the connection target members, the connection reliability is low.

特許文献2に記載のように、銅層を表面に有する導電性粒子では、導電性粒子が長期間保管されたり、導電性粒子が高温及び高湿下に晒されたりした場合に、銅層が酸化することがある。銅層が酸化した導電性粒子を用いて電極間を電気的に接続すると、接続抵抗が高くなる。   As described in Patent Document 2, in the conductive particles having a copper layer on the surface, when the conductive particles are stored for a long time or when the conductive particles are exposed to high temperature and high humidity, the copper layer is May oxidize. When the electrodes are electrically connected using conductive particles in which the copper layer is oxidized, the connection resistance is increased.

従って、特許文献2に記載の導電性粒子を含む異方性導電材料では、該異方性導電材料を電極間の接続に用いた接続構造体において、導通信頼性が低いことがある。   Therefore, in the anisotropic conductive material including the conductive particles described in Patent Document 2, in the connection structure using the anisotropic conductive material for connection between the electrodes, conduction reliability may be low.

本発明の目的は、接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易であり、更に導通信頼性を高めることができる導電性粒子、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 use conductive particles that can be easily connected to each other and further improve conduction reliability when used for connection between electrodes in a connection structure, and the conductive particles. An anisotropic conductive material and a connection structure are provided.

本発明の広い局面によれば、バインダー樹脂中に分散されて用いられる導電性粒子であって、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されており、かつ1層の構造又は2層以上の積層構造を有する第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置された第2の導電層とを備え、上記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向が、上記第1の導電層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の融点よりも低く、上記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向が、上記第1の導電層の最外層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の最外層の融点よりも低い、導電性粒子が提供される。   According to a wide aspect of the present invention, conductive particles dispersed and used in a binder resin, disposed on the surface of the substrate particle and the substrate particle, and having a single layer structure or 2 A first conductive layer having a laminated structure of more than one layer, and a second conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer, wherein the first conductive layer has a single layer structure And the second conductive layer has a higher ionization tendency than the first conductive layer, and the second conductive layer has a melting point higher than that of the first conductive layer. When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the outermost layer of the first conductive layer, and Conductive particles in which the melting point of the second conductive layer is lower than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer. It is subjected.

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、上記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、上記第1の導電層が銅層であり、上記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、上記第1の導電層の最外層が銅層である。   In a specific aspect of the conductive particles according to the present invention, when the first conductive layer has a single-layer structure, the first conductive layer is a copper layer, and the first conductive layer is When it has a laminated structure of two or more layers, the outermost layer of the first conductive layer is a copper layer.

本発明に係る導電性粒子の別の特定の局面では、上記第2の導電層の融点は、300℃以下である。   In another specific aspect of the conductive particle according to the present invention, the melting point of the second conductive layer is 300 ° C. or lower.

本発明に係る導電性粒子のさらに別の特定の局面では、上記第2の導電層は、錫を含む層である。   In still another specific aspect of the conductive particle according to the present invention, the second conductive layer is a layer containing tin.

本発明に係る導電性粒子の平均粒子径は0.1μm以上、100μm以下であることが好ましい。本発明に係る導電性粒子の平均粒子径は0.1μm以上、50μm以下であることがより好ましい。上記基材粒子は、樹脂粒子であることが好ましい。   The average particle diameter of the conductive particles according to the present invention is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less. The average particle diameter of the conductive particles according to the present invention is more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less. The substrate particles are preferably resin particles.

本発明に係る異方性導電材料は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散されており、かつ本発明に従って構成された導電性粒子とを含む。   The anisotropic conductive material according to the present invention includes a binder resin and conductive particles dispersed in the binder resin and configured according to the present invention.

本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、フラックスがさらに含まれている。   In a specific aspect of the anisotropic conductive material according to the present invention, a flux is further included.

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、該第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ており、該接続部が、本発明に従って構成された導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されている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 part that electrically connects the first and second connection target members. The connecting portion is formed of an anisotropic conductive material in which conductive particles configured according to the present invention are dispersed in a binder resin.

本発明に係る導電性粒子では、基材粒子の表面上に単層又は多層の第1の導電層が配置されており、該第1の導電層の外側の表面上に第2の導電層が配置されており、更に上記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向が、上記第1の導電層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の融点よりも低く、上記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向が、上記第1の導電層の最外層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の最外層の融点よりも低いので、導電層の酸化を抑制できる。従って、接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、導通信頼性を高めることができる。   In the conductive particles according to the present invention, a single-layer or multilayer first conductive layer is disposed on the surface of the base particle, and the second conductive layer is formed on the outer surface of the first conductive layer. When the first conductive layer has a single-layer structure, the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the first conductive layer, and the first conductive layer has a single-layer structure. When the melting point of the second conductive layer is lower than the melting point of the first conductive layer and the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the ionization tendency of the second conductive layer is Since the ionization tendency of the outermost layer of the first conductive layer is larger and the melting point of the second conductive layer is lower than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer, oxidation of the conductive layer can be suppressed. . Therefore, when used for connection between electrodes in the connection structure, conduction reliability can be improved.

さらに、本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散されて用いられるので、接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易である。   Furthermore, since the electroconductive particle which concerns on this invention is disperse | distributed and used in binder resin, when it uses for the connection between the electrodes in a connection structure, the connection between electrodes is easy.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the second embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施形態に係る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た接続構造体を模式的に示す正面断面図である。FIG. 3 is a front sectional view schematically showing a connection structure using an anisotropic conductive material including conductive particles and a binder resin according to the first embodiment of the present invention. 図4は、図3に示す接続構造体における導電性粒子と電極との接続部分を拡大して示す正面断面図である。4 is an enlarged front sectional view showing a connection portion between the conductive particles and the electrodes in the connection structure shown in FIG.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散されて用いられる。本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されており、かつ1層の構造又は2層以上の積層構造を有する第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置された第2の導電層とを備える。上記導電層は1層の構造を有していてもよく、2層以上の積層構造を有していてもよい。上記第1の導電層は、単層であってもよく、多層であってもよい。   The conductive particles according to the present invention are used by being dispersed in a binder resin. The conductive particles according to the present invention include base particles, a first conductive layer disposed on the surface of the base particles, and having a one-layer structure or a laminated structure of two or more layers; And a second conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer. The conductive layer may have a single-layer structure or a stacked structure of two or more layers. The first conductive layer may be a single layer or a multilayer.

上記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向は、上記第1の導電層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点は、上記第1の導電層の融点よりも低い。上記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、上記第2の導電層のイオン化傾向が、上記第1の導電層の最外層のイオン化傾向よりも大きく、かつ上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の最外層の融点よりも低い。   When the first conductive layer has a single-layer structure, the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the first conductive layer, and the melting point of the second conductive layer. Is lower than the melting point of the first conductive layer. When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the outermost layer of the first conductive layer, and the second The melting point of the conductive layer is lower than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer.

上記第2の導電層のイオン化傾向が上記第1の導電層(単層の場合)又は上記第1の導電層の最外層(多層の場合)のイオン化傾向よりも大きいので、外層である第2の導電層自体は、第1の導電層よりも酸化が進行やすいという性質を有する。さらに、内層である第1の導電層の外側の表面上に第2の導電層が配置されていることによって、内層である第1の導電層の酸化を防ぐことができる。このため、本発明に係る導電性粒子を含む異方性導電材料を接続構造体の電気的な接続に用いた場合に、接続抵抗を低くすることができる。   Since the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the first conductive layer (in the case of a single layer) or the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer, the second conductive layer The conductive layer itself has a property that oxidation is more likely to proceed than the first conductive layer. Furthermore, by disposing the second conductive layer on the outer surface of the first conductive layer that is the inner layer, oxidation of the first conductive layer that is the inner layer can be prevented. For this reason, when the anisotropic conductive material containing the electroconductive particle which concerns on this invention is used for the electrical connection of a connection structure, connection resistance can be made low.

さらに、上記第2の導電層の融点が上記第1の導電層(単層の場合)又は上記第1の導電層の最外層(多層の場合)の融点よりも低いので、導電性粒子を用いて、加熱により接続構造体における電極間を接続する場合に、第2の導電層を第1の導電層よりも先に溶融させることができるか、又は第2の導電層のみを溶融させることができる。このため、第1の導電層と電極とをより一層容易に接触させたり、第2の導電層と電極との接触面積を大きくしたりすることができ、導電性粒子による電極間の接続をより一層確実に果たすことができる。さらに、電極に第1の導電層を接触させることもできる。このため、第2の導電層による接続抵抗よりも第1の導電層による接続抵抗の方が低い場合に、更に第2の導電層の酸化が仮に進行していた場合に、第1の導電層を電極に接触させることにより、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。本発明に係る導電性粒子を用いて電極間を電気的に接続する際には、第1の導電層を電極に接触させることが好ましい。   Furthermore, since the melting point of the second conductive layer is lower than the melting point of the first conductive layer (in the case of a single layer) or the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer, conductive particles are used. When the electrodes in the connection structure are connected by heating, the second conductive layer can be melted before the first conductive layer, or only the second conductive layer can be melted. it can. Therefore, the first conductive layer and the electrode can be more easily brought into contact with each other, the contact area between the second conductive layer and the electrode can be increased, and the connection between the electrodes by the conductive particles can be further improved. It can be done more reliably. Furthermore, the first conductive layer can be brought into contact with the electrode. For this reason, when the connection resistance by the first conductive layer is lower than the connection resistance by the second conductive layer, and when the oxidation of the second conductive layer has further proceeded, the first conductive layer The contact resistance between the electrodes can be further reduced by bringing the electrode into contact with the electrodes. When electrically connecting the electrodes using the conductive particles according to the present invention, the first conductive layer is preferably brought into contact with the electrodes.

従って、本発明に係る導電性粒子を用いた接続構造体の導通信頼性を高めることができる。   Therefore, the conduction reliability of the connection structure using the conductive particles according to the present invention can be improved.

また、本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散されて用いられる。本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散されて異方性導電材料として用いられることが好ましい。該異方性導電材料を接続構造体における電極間の接続に用いた場合には、電極間の接続が容易である。例えば、接続対象部材上に設けられた電極上に導電性粒子を1個ずつ配置せずに、接続対象部材上に異方性導電材料を塗工又は積層するだけで、電極上に導電性粒子を配置できる。さらに、接続対象部材上に異方性導電材料層を形成した後、該異方性導電材料層に他の接続対象部材を電極が対向するように積層するだけで、電極間を電気的に接続できる。従って、接続対象部材の電極間が接続された接続構造体の製造効率を高めることができる。この電極間を電気的に接続する際に、第1の導電層を電極に接触させることが好ましい。さらに、接続対象部材間には、導電性粒子だけでなくバインダー樹脂も存在するので、接続対象部材を強固に接着させることができ、接続信頼性を高めることができる。   Further, the conductive particles according to the present invention are used by being dispersed in a binder resin. The conductive particles according to the present invention are preferably dispersed in a binder resin and used as an anisotropic conductive material. When the anisotropic conductive material is used for the connection between the electrodes in the connection structure, the connection between the electrodes is easy. For example, without disposing conductive particles one by one on the electrode provided on the connection target member, the conductive particles can be formed on the electrode by simply coating or laminating an anisotropic conductive material on the connection target member. Can be placed. Furthermore, after an anisotropic conductive material layer is formed on the connection target member, the other electrodes are stacked on the anisotropic conductive material layer so that the electrodes face each other, and the electrodes are electrically connected. it can. Therefore, the manufacturing efficiency of the connection structure in which the electrodes of the connection target members are connected can be increased. The first conductive layer is preferably brought into contact with the electrodes when the electrodes are electrically connected. Furthermore, since not only the conductive particles but also the binder resin exists between the connection target members, the connection target members can be firmly adhered, and the connection reliability can be improved.

(導電性粒子)
以下、図面を参照しつつ、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。
(Conductive particles)
Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments and examples of the present invention with reference to the drawings.

図1に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。   In FIG. 1, the electroconductive particle which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown with sectional drawing.

図1に示す導電性粒子1は、基材粒子2と、第1の導電層3と、第2の導電層4とを備える。導電性粒子1は、バインダー樹脂中に分散されて用いられる。   A conductive particle 1 shown in FIG. 1 includes a base particle 2, a first conductive layer 3, and a second conductive layer 4. The conductive particles 1 are used by being dispersed in a binder resin.

第1の導電層3は、基材粒子2の表面2a上に配置されている。第1の導電層3は、基材粒子2の表面2aを被覆している。導電性粒子1では、基材粒子2の表面2a上に第1の導電層3が直接積層されている。第1の導電層3は1層の構造を有する。第1の導電層3は内層である。   The first conductive layer 3 is disposed on the surface 2 a of the base particle 2. The first conductive layer 3 covers the surface 2 a of the base particle 2. In the conductive particles 1, the first conductive layer 3 is directly laminated on the surface 2 a of the base particle 2. The first conductive layer 3 has a single layer structure. The first conductive layer 3 is an inner layer.

第2の導電層4は、第1の導電層3の外側の表面3a上に配置されている。第2の導電層4は、第1の導電層3の外側の表面3a上に直接積層されている。第2の導電層4は、第1の導電層3の外側の表面3aを被覆している。第2の導電層4は、1層の構造を有する。第2の導電層4は外層である。   The second conductive layer 4 is disposed on the outer surface 3 a of the first conductive layer 3. The second conductive layer 4 is directly laminated on the outer surface 3 a of the first conductive layer 3. The second conductive layer 4 covers the outer surface 3 a of the first conductive layer 3. The second conductive layer 4 has a single layer structure. The second conductive layer 4 is an outer layer.

図2に、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。   In FIG. 2, the electroconductive particle which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is shown with sectional drawing.

図2に示す導電性粒子11は、基材粒子2と、第1の導電層12と、第2の導電層13とを備える。導電性粒子11は、バインダー樹脂中に分散されて用いられる。導電性粒子11と導電性粒子1とは、導電層のみが異なっている。   A conductive particle 11 shown in FIG. 2 includes a base particle 2, a first conductive layer 12, and a second conductive layer 13. The conductive particles 11 are used by being dispersed in a binder resin. The conductive particles 11 and the conductive particles 1 differ only in the conductive layer.

第1の導電層12は、基材粒子2の表面2a上に配置されている。第1の導電層12は、基材粒子2の表面2aを被覆している。第1の導電層12は、2層の積層構造を有し、多層である。第1の導電層12は、内側の導電層21と、外側の導電層22とを有する。外側の導電層22は、第1の導電層12の最外層である。第1の導電層12は内層である。   The first conductive layer 12 is disposed on the surface 2 a of the base particle 2. The first conductive layer 12 covers the surface 2 a of the base particle 2. The first conductive layer 12 has a multilayer structure of two layers and is a multilayer. The first conductive layer 12 includes an inner conductive layer 21 and an outer conductive layer 22. The outer conductive layer 22 is the outermost layer of the first conductive layer 12. The first conductive layer 12 is an inner layer.

第2の導電層13は、第1の導電層12の外側の表面12a上に配置されている。第2の導電層13は、第1の導電層12の外側の表面12a上に直接積層されている。第2の導電層13は、第1の導電層12の最外層である外側の導電層22の表面上に配置されている。第2の導電層13は、第1の導電層12の外側の表面12a及び外側の導電層22の外側の表面を被覆している。第2の導電層13は、1層の構造を有する。第2の導電層13は外層である。   The second conductive layer 13 is disposed on the outer surface 12 a of the first conductive layer 12. The second conductive layer 13 is directly laminated on the outer surface 12 a of the first conductive layer 12. The second conductive layer 13 is disposed on the surface of the outer conductive layer 22 that is the outermost layer of the first conductive layer 12. The second conductive layer 13 covers the outer surface 12 a of the first conductive layer 12 and the outer surface of the outer conductive layer 22. The second conductive layer 13 has a single layer structure. The second conductive layer 13 is an outer layer.

導電性粒子1,11のように、第1の導電層は、1層の構造を有していてもよく、2層の積層構造を有していてもよい。さらに、第1の導電層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。   Like the conductive particles 1 and 11, the first conductive layer may have a one-layer structure or a two-layer stacked structure. Furthermore, the first conductive layer may have a stacked structure of two or more layers.

上記基材粒子としては、樹脂粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。   Examples of the substrate particles include resin particles, inorganic particles, organic-inorganic hybrid particles, and metal particles.

上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、一般的に導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、圧縮により導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。さらに、上記基材粒子が、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子ではなく、樹脂により形成された樹脂粒子であると、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。導電性粒子の柔軟性が高いと、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。   The substrate particles are preferably resin particles formed of a resin. When connecting the electrodes, the conductive particles are generally compressed after the conductive particles are arranged between the electrodes. When the substrate particles are resin particles, the conductive particles are easily deformed by compression, and the contact area between the conductive particles and the electrode is increased. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved. Furthermore, the flexibility of the conductive particles can be increased when the substrate particles are not particles formed of metal such as nickel or glass but resin particles formed of resin. When the flexibility of the conductive particles is high, damage to the electrode in contact with the conductive particles can be suppressed.

上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、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。圧縮により導電性粒子を適度に変形させることができるので、上記樹脂粒子は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体により形成されていることが好ましい。   Examples of the resin for forming the resin particles include polyolefin resin, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polyethylene terephthalate, polysulfone, and polyphenylene. Examples thereof include oxides, polyacetals, polyimides, polyamideimides, polyetheretherketones, and polyethersulfones. Since the conductive particles can be appropriately deformed by compression, the resin particles are formed of a polymer obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group. Is preferred.

上記無機粒子を形成するための無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。   Examples of the inorganic substance for forming the inorganic particles include silica and carbon black. Examples of the organic / inorganic hybrid particles include organic / inorganic hybrid particles formed of a crosslinked alkoxysilyl polymer and an acrylic resin.

基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子を形成するための金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。但し、基材粒子は金属粒子ではないことが好ましい。   When the substrate particles are metal particles, examples of the metal for forming the metal particles include silver, copper, nickel, silicon, gold, and titanium. However, the substrate particles are preferably not metal particles.

上記第1,第2の導電層は、金属により形成されていることが好ましい。第1,第2の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、錫、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、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、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム(ITO)も用いることができる。上記金属は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 first and second conductive layers are preferably made of metal. The metal which comprises the 1st, 2nd conductive layer is not specifically limited. Examples of the metal include tin, gold, silver, copper, platinum, palladium, zinc, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium and cadmium, and alloys thereof. It is done. In addition, tin-doped indium oxide (ITO) can also be used as the metal. As for the said metal, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

なお、代表的な金属のイオン化傾向の順序は、マグネシウム(Mg)>アルミニウム(Al)>亜鉛(Zn)>クロム(Cr)>鉄(Fe)>コバルト(Co)>ニッケル(Ni)>錫(Sn)>鉛(Pb)>アンチモン(Sb)>ビスマス(Bi)>銅(Cu)>銀(Ag)>パラジウム(Pd)>白金(Pt)>金(Au)である。   In addition, the order of ionization tendency of typical metals is magnesium (Mg)> aluminum (Al)> zinc (Zn)> chromium (Cr)> iron (Fe)> cobalt (Co)> nickel (Ni)> tin ( Sn)> lead (Pb)> antimony (Sb)> bismuth (Bi)> copper (Cu)> silver (Ag)> palladium (Pd)> platinum (Pt)> gold (Au).

上記基材粒子の表面上に第1の導電層を形成する方法、並びに第1の導電層の表面上に第2の導電層を形成する方法は特に限定されない。第1,第2の導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを樹脂粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき又は電気めっきが好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シータコンポーザ等が用いられる。   The method for forming the first conductive layer on the surface of the substrate particles and the method for forming the second conductive layer on the surface of the first conductive layer are not particularly limited. As a method of forming the first and second conductive layers, for example, a method by electroless plating, a method by electroplating, a method by physical collision, a method by physical vapor deposition, and metal powder or metal powder and binder And a method of coating the surface of the resin particles with a paste containing Of these, electroless plating or electroplating is preferable. Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering. Further, in the method based on the physical collision, for example, a theta composer or the like is used.

本発明に係る導電性粒子では、上記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、上記第1の導電層が銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。また、上記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、上記第1の導電層の最外層が銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。この場合には、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。   In the conductive particles according to the present invention, when the first conductive layer has a single layer structure, the first conductive layer is preferably a copper layer or a silver layer, and is preferably a copper layer. More preferred. When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the outermost layer of the first conductive layer is preferably a copper layer or a silver layer, and more preferably a copper layer. . In this case, the connection resistance between the electrodes can be further reduced.

銅層及び銀層も、比較的酸化しやすい性質を有する。しかしながら、本発明に係る導電性粒子では、第1の導電層(単層の場合)又は第1の導電層の最外層(多層の場合)が銅層及び銀層である場合に、該銅層及び銀層の表面上に第2の導電層が配置されているため、銅層及び銀層の酸化を効果的に抑制できる。また、これらの好ましい導電層の表面には、錫を含む層又ははんだ層をより一層容易に形成できる。   The copper layer and the silver layer also have properties that are relatively easy to oxidize. However, in the conductive particles according to the present invention, when the first conductive layer (in the case of a single layer) or the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer is a copper layer and a silver layer, the copper layer And since the 2nd conductive layer is arrange | positioned on the surface of a silver layer, the oxidation of a copper layer and a silver layer can be suppressed effectively. In addition, a tin-containing layer or a solder layer can be more easily formed on the surface of these preferable conductive layers.

電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、300℃以下であることが好ましい。すなわち、上記第2の導電層は、融点が300℃以下である低融点導電層であることが好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、好ましくは100℃以上、より好ましくは280℃以下、更に好ましくは260℃以下、特に好ましくは240℃以下、最も好ましくは220℃以下である。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、上記第1の導電層(単層の場合)又は上記第1の導電層の最外層(多層の場合)の融点よりも5℃以上低いことが好ましく、10℃以上低いことがより好ましく、20℃以上低いことが更に好ましく、40℃以上低いことが特に好ましく、60℃以上低いことが最も好ましい。   From the viewpoint of facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is preferably 300 ° C. or lower. That is, the second conductive layer is preferably a low melting point conductive layer having a melting point of 300 ° C. or lower. From the viewpoint of further facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 280 ° C. or lower, Preferably it is 260 degrees C or less, Especially preferably, it is 240 degrees C or less, Most preferably, it is 220 degrees C or less. From the viewpoint of further facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is the first conductive layer (in the case of a single layer) or the above It is preferably 5 ° C. or more lower than the melting point of the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer, preferably 10 ° C. or more, more preferably 20 ° C. or more, and particularly preferably 40 ° C. or more. Preferably, it is most preferably 60 ° C. or lower.

上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体上に配置されていることが好ましい。上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体上に直接積層されていることが好ましい。上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体を被覆していることが好ましい。これらの場合に、上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面上に部分的に配置又は積層されておらず、上記第1の導電層の表面を部分的に被覆していない。上記第2の導電層が、上記第1の導電層の表面全体上に配置又は積層されていることにより、第1の導電層の酸化が部分的に進行し難くなる。このため、接続構造体の導通信頼性を充分に高めることができる。   The second conductive layer is preferably disposed on the entire surface of the first conductive layer. The second conductive layer is preferably laminated directly on the entire surface of the first conductive layer. The second conductive layer preferably covers the entire surface of the first conductive layer. In these cases, the second conductive layer is not partially disposed or laminated on the surface of the first conductive layer and does not partially cover the surface of the first conductive layer. . When the second conductive layer is disposed or laminated on the entire surface of the first conductive layer, the oxidation of the first conductive layer does not easily progress partially. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability of a connection structure can fully be improved.

電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層は、錫を含む層であることが好ましく、はんだ層であることが特に好ましい。錫を含む層及びはんだ層は、合金層であってもよい。このような第2の導電層を有する導電性粒子では、例えば、加熱により第2の導電層を溶融させることにより、第2の導電層と電極との接触面積を大きくすることができる。従って、上記第2の導電層が低融点金属層であったり、錫を含む層であったり、はんだ層であったりする場合には、導電層の外側の表面層が金層又はニッケル層等のはんだ層以外の金属である導電性粒子と比較して、導通信頼性を高めることができる。   From the viewpoint of further facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the second conductive layer is preferably a layer containing tin, and preferably a solder layer. Particularly preferred. The tin-containing layer and the solder layer may be alloy layers. In such conductive particles having the second conductive layer, for example, the contact area between the second conductive layer and the electrode can be increased by melting the second conductive layer by heating. Therefore, when the second conductive layer is a low melting point metal layer, a layer containing tin, or a solder layer, the outer surface layer of the conductive layer is a gold layer or a nickel layer. Compared with conductive particles that are metals other than the solder layer, conduction reliability can be improved.

上記第1の導電層の表面上に上記第2の導電層を形成する方法は、電気めっきによる方法又は物理的な衝突による方法であることが好ましく、物理的な衝突による方法であることがより好ましい。上記第2の導電層は、物理的な衝撃により、導電層の表面上に配置されていることが好ましい。第2の導電層、錫を含む層又ははんだ層は、物理的な衝突による方法により形成されていることが好ましい。   The method for forming the second conductive layer on the surface of the first conductive layer is preferably an electroplating method or a physical collision method, more preferably a physical collision method. preferable. The second conductive layer is preferably disposed on the surface of the conductive layer by physical impact. The second conductive layer, the tin-containing layer, or the solder layer is preferably formed by a physical collision method.

従来、導電層の外側の表面層に錫を含む層又ははんだ層を有する導電性粒子の粒子径は、数百μm程度であった。これは、粒子径が数十μmであり、かつ第2の導電層が錫を含む層又ははんだ層を有する導電性粒子を得ようとしても、錫を含む層又ははんだ層を均一に形成できなかったためである。これに対してシータコンポーザを用いることによって、導電性粒子の粒子径が数十μm、特に粒子径が0.1μm以上、粒子径が50μm以下である導電性粒子を得る場合であっても、第1の導電層の表面上に錫を含む層又ははんだ層を均一に形成できる。   Conventionally, the particle diameter of the conductive particles having a tin-containing layer or a solder layer on the outer surface layer of the conductive layer has been about several hundred μm. This is because even if it is intended to obtain conductive particles having a particle diameter of several tens of μm and the second conductive layer having a tin-containing layer or solder layer, the tin-containing layer or solder layer cannot be formed uniformly. This is because. On the other hand, by using a theta composer, even when conductive particles having a particle size of several tens of μm, particularly a particle size of 0.1 μm or more and a particle size of 50 μm or less are obtained, A layer containing tin or a solder layer can be uniformly formed on the surface of one conductive layer.

第2の導電層が錫を含む層又ははんだ層である場合には、第2の導電層100重量%中、錫の含有量は、好ましくは85重量%未満、より好ましくは80重量%以下である。また、第2の導電層100重量%中の錫の含有量は、イオン化傾向及び融点などを考慮して適宜決定される。第2の導電層100重量%中の錫の含有量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上、更に好ましくは20重量%以上である。   When the second conductive layer is a layer containing tin or a solder layer, the content of tin is preferably less than 85% by weight and more preferably 80% by weight or less in 100% by weight of the second conductive layer. is there. Further, the content of tin in 100% by weight of the second conductive layer is appropriately determined in consideration of the ionization tendency and the melting point. The content of tin in 100% by weight of the second conductive layer is preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and still more preferably 20% by weight or more.

第1,第2の導電層の厚みはそれぞれ、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、更に好ましくは20nm以上、好ましくは70μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは20μm以下である。第1,第2の導電層の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。第1,第2の導電層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と第1,第2の導電層との熱膨張率の差が小さくなり、第1,第2の導電層の剥離が生じ難くなる。   The thicknesses of the first and second conductive layers are each preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 20 nm or more, preferably 70 μm or less, more preferably 40 μm or less, and even more preferably 20 μm or less. When the thickness of the first and second conductive layers is not less than the above lower limit, the conductivity is sufficiently high. When the thickness of the first and second conductive layers is not more than the above upper limit, the difference in thermal expansion coefficient between the base particles and the first and second conductive layers becomes small, and the first and second conductive layers Peeling is less likely to occur.

第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、第1の導電層の最外層の厚みは、好ましくは3nm以上、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、更に好ましくは20nm以上、好ましくは70μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは20μm以下、特に好ましくは5μm以下である。第1の導電層の最外層の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。第1の導電層の最外層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と第1の導電層の最外層との熱膨張率の差が小さくなり、第1の導電層の最外層の剥離が生じ難くなる。   When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the thickness of the outermost layer of the first conductive layer is preferably 3 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 20 nm. The thickness is preferably 70 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably 20 μm or less, and particularly preferably 5 μm or less. When the thickness of the outermost layer of the first conductive layer is not less than the above lower limit, the conductivity is sufficiently high. When the thickness of the outermost layer of the first conductive layer is not more than the above upper limit, the difference in coefficient of thermal expansion between the base particles and the outermost layer of the first conductive layer becomes small, and the outermost layer of the first conductive layer Peeling is less likely to occur.

上記導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは40μm以下である。導電性粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子と電極との接触面積が充分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。   The average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less, still more preferably 50 μm or less, and particularly preferably 40 μm or less. When the average particle diameter of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the contact area between the conductive particles and the electrode is sufficiently large, and aggregated conductive particles are formed when the conductive layer is formed. It becomes difficult. Further, the distance between the electrodes connected via the conductive particles does not become too large, and the conductive layer is difficult to peel from the surface of the base material particles.

異方性導電材料における導電性粒子に適した大きさであり、かつ電極間の間隔をより一層小さくすることができるので、導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下である。   Since the size is suitable for the conductive particles in the anisotropic conductive material and the distance between the electrodes can be further reduced, the average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.1 μm or more, more preferably Is 100 μm or less, more preferably 50 μm or less.

上記導電性粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、任意の導電性粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。   The “average particle size” of the conductive particles indicates a number average particle size. The average particle diameter of the conductive particles can be obtained by observing 50 arbitrary conductive particles with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value.

本発明に係る導電性粒子は、第2の導電層の表面上に配置された絶縁性粒子を備えていてもよい。第2の導電層の表面上に配置された絶縁性粒子は、複数であることが好ましい。   The electroconductive particle which concerns on this invention may be equipped with the insulating particle arrange | positioned on the surface of the 2nd electroconductive layer. It is preferable that the number of insulating particles arranged on the surface of the second conductive layer is plural.

絶縁性粒子を備えた導電性粒子を電極間の接続に用いると、隣接する電極間の短絡を防止できる。具体的には、複数の導電性粒子が接触したときに、複数の電極間に絶縁性粒子が存在するので、上下の電極間ではなく横方向に隣り合う電極間の短絡を防止できる。なお、電極間の接続の際に、2つの電極で導電性粒子を加圧することにより、導電性粒子における第2の導電層と電極との間の絶縁性粒子を容易に排除できる。   When the conductive particles including the insulating particles are used for connection between the electrodes, a short circuit between adjacent electrodes can be prevented. Specifically, when a plurality of conductive particles are in contact with each other, the insulating particles are present between the plurality of electrodes, so that it is possible to prevent a short circuit between electrodes adjacent in the lateral direction instead of between the upper and lower electrodes. Note that, when the conductive particles are pressurized with two electrodes at the time of connection between the electrodes, the insulating particles between the second conductive layer and the electrodes in the conductive particles can be easily excluded.

上記絶縁性粒子を構成する絶縁性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン類、(メタ)アクリレート重合体、(メタ)アクリレート共重合体、ブロックポリマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の架橋物、熱硬化性樹脂及び水溶性樹脂等が挙げられる。   Specific examples of the insulating resin constituting the insulating particles include polyolefins, (meth) acrylate polymers, (meth) acrylate copolymers, block polymers, thermoplastic resins, crosslinked thermoplastic resins, and thermosetting. Resin, water-soluble resin, and the like.

上記ポリオレフィン類としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記(メタ)アクリレート重合体としては、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート及びポリブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記ブロックポリマーとしては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、SB型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、及びSBS型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、並びにこれらの水素添加物等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、ビニル重合体及びビニル共重合体等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。上記水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロース等が挙げられる。なかでも、水溶性樹脂が好ましく、ポリビニルアルコールがより好ましい。   Examples of the polyolefins include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-acrylic acid ester copolymer. Examples of the (meth) acrylate polymer include polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, and polybutyl (meth) acrylate. Examples of the block polymer include polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymer, SB type styrene-butadiene block copolymer, SBS type styrene-butadiene block copolymer, and hydrogenated products thereof. Examples of the thermoplastic resin include vinyl polymers and vinyl copolymers. As said thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, etc. are mentioned. Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, and methyl cellulose. Of these, water-soluble resins are preferable, and polyvinyl alcohol is more preferable.

上記第2の導電層の表面に絶縁性粒子を付着させる方法としては、化学的方法、及び物理的もしくは機械的方法等が挙げられる。上記化学的方法としては、例えば、界面重合法、粒子存在下での懸濁重合法及び乳化重合法等が挙げられる。上記物理的もしくは機械的方法としては、スプレードライ、ハイブリタイゼーション、静電付着法、噴霧法、ディッピング及び真空蒸着による方法等が挙げられる。なかでも、絶縁性粒子が脱離し難いことから、上記第2の導電層の表面に、化学結合を介して絶縁性粒子を付着させる方法が好ましい。   Examples of the method for attaching insulating particles to the surface of the second conductive layer include a chemical method and a physical or mechanical method. Examples of the chemical method include an interfacial polymerization method, a suspension polymerization method in the presence of particles, and an emulsion polymerization method. Examples of the physical or mechanical method include spray drying, hybridization, electrostatic adhesion, spraying, dipping, and vacuum deposition. In particular, a method of attaching insulating particles to the surface of the second conductive layer via a chemical bond is preferable because the insulating particles are difficult to be detached.

(異方性導電材料)
本発明に係る異方性導電材料は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散された上述した導電性粒子とを含む。すなわち、本発明に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の表面上に配置された第2の導電層とを備える。上記第2の導電層のイオン化傾向は、上記第1の導電層(単層の場合)又は上記第1の導電層の最外層(多層の場合)のイオン化傾向よりも大きい。上記第2の導電層の融点は、上記第1の導電層(単層の場合)又は上記第1の導電層の最外層(多層の場合)の融点よりも低い。
(Anisotropic conductive material)
The anisotropic conductive material according to the present invention includes a binder resin and the above-described conductive particles dispersed in the binder resin. That is, the conductive particles contained in the anisotropic conductive material according to the present invention include base particles, a first conductive layer disposed on the surface of the base particles, and the first conductive layers. And a second conductive layer disposed on the surface. The ionization tendency of the second conductive layer is greater than the ionization tendency of the first conductive layer (in the case of a single layer) or the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer. The melting point of the second conductive layer is lower than the melting point of the first conductive layer (in the case of a single layer) or the outermost layer (in the case of a multilayer) of the first conductive layer.

本発明に係る異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。   The anisotropic conductive material according to the present invention is preferably in a liquid state and is preferably an anisotropic conductive paste.

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及び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、アクリル樹脂及び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及び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、ポリイミド樹脂及び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、及びスチレン−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、及びアクリロニトリル−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 and 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. Specific examples of the thermoplastic block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, hydrogenated product of styrene-butadiene-styrene block copolymer, and styrene- Examples include hydrogenated products of isoprene-styrene block copolymers. Specific examples of the elastomer include styrene-butadiene copolymer rubber and acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.

上記バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。この場合には、電極間を電気的に接続する際の加熱により、導電性粒子の第2の導電層を溶融させるとともに、バインダー樹脂を硬化させることができる。このため、第2の導電層又は第1の導電層による電極間の接続と、バインダー樹脂による接続対象部材の接続とを同時に行うことができる。   The binder resin is preferably a thermosetting resin. In this case, the second conductive layer of conductive particles can be melted and the binder resin can be cured by heating when electrically connecting the electrodes. For this reason, the connection between electrodes by a 2nd conductive layer or a 1st conductive layer and the connection of the connection object member by binder resin can be performed simultaneously.

本発明に係る異方性導電材料は、バインダー樹脂を硬化させるために、硬化剤を含むことが好ましい。   The anisotropic conductive material according to the present invention preferably contains a curing agent in order to cure the binder resin.

上記硬化剤は特に限定されない。上記硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、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 said hardening | curing agent is not specifically limited. Examples of the curing agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents, and acid anhydride curing agents. As for a hardening | curing agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

本発明に係る異方性導電材料は、フラックスをさらに含むことが好ましい。フラックスの使用により、第2の導電層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、第2の導電層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。   The anisotropic conductive material according to the present invention preferably further contains a flux. By using the flux, an oxide film is hardly formed on the surface of the second conductive layer, and the oxide film formed on the second conductive layer or the electrode surface can be effectively removed.

上記フラックスは特に限定されない。フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。フラックスは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 flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for soldering or the like can be used. Examples of the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, hydrazine, an organic acid, and pine resin. Is mentioned. Only 1 type of flux may be used and 2 or more types may be used together.

上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びヒドラジン等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。   Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acid include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, and hydrazine. Examples of the pine resin include activated pine resin and non-activated pine resin. The flux is preferably rosin. By using rosin, the connection resistance between the electrodes is further reduced.

上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。   The rosin is a rosin composed mainly of abietic acid. The flux is preferably rosins, and more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the connection resistance between the electrodes can be further reduced.

上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。   The said flux may be disperse | distributed in binder resin and may adhere on the surface of electroconductive particle.

本発明に係る異方性導電材料は、フラックスの活性度を調整するために、塩基性有機化合物を含んでいてもよい。上記塩基性有機化合物としては、塩酸アニリン及び塩酸ヒドラジン等が挙げられる。   The anisotropic conductive material according to the present invention may contain a basic organic compound in order to adjust the activity of the flux. Examples of the basic organic compound include aniline hydrochloride and hydrazine hydrochloride.

硬化剤を用いる場合には、上記バインダー樹脂100重量部に対して、上記硬化剤の含有量は好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上、好ましくは100重量部以下、より好ましくは50重量部以下である。上記硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記バインダー樹脂を十分に硬化させることができ、更に硬化後に硬化剤に由来する残渣が生じ難くなる。   When a curing agent is used, the content of the curing agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. More preferably, it is 50 parts by weight or less. When the content of the curing agent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the binder resin can be sufficiently cured, and a residue derived from the curing agent is less likely to occur after curing.

異方性導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは20重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ電極間の導通信頼性がより一層高くなる。   In 100% by weight of the anisotropic conductive material, the content of the conductive particles is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, and preferably 20% by weight or less. When the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, short-circuiting between adjacent electrodes can be further prevented, and conduction reliability between the electrodes can be further enhanced.

異方性導電材料100重量%中、フラックスの含有量は0重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。異方性導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。フラックスの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、第2の導電層の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、さらに、第2の導電層又は電極表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。   In 100% by weight of the anisotropic conductive material, the content of the flux is 0% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less. The anisotropic conductive material may not contain a flux. If the flux content is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, an oxide film is more difficult to be formed on the surface of the second conductive layer, and further, an oxide film formed on the surface of the second conductive layer or electrode. Can be more effectively removed.

本発明に係る異方性導電材料は、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さらに含んでいてもよい。   The anisotropic conductive material according to the present invention includes, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, Various additives such as a lubricant, an antistatic agent or a flame retardant may be further contained.

上記バインダー樹脂中に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導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、バインダー樹脂中に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、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、並びにバインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、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 in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used. Examples of the method for dispersing the conductive particles in the binder resin include, for example, a method in which the conductive particles are added to the binder resin and then kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. The conductive particles are dispersed in water or an organic solvent. After uniformly dispersing using a homogenizer, etc., adding into a binder resin, kneading and dispersing with a planetary mixer, etc., and after diluting the binder resin with water or an organic solvent, the conductive particles are The method of adding, kneading | mixing with a planetary mixer etc., and dispersing is mentioned.

本発明に係る異方性導電材料は、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、該導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、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。ただし、上述のように、本発明に係る異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。   The anisotropic conductive material according to 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 film-like shape containing the conductive particles is used. A film-like adhesive that does not contain conductive particles may be laminated on the adhesive. However, as described above, the anisotropic conductive material according to the present invention is preferably in a liquid state, and is preferably an anisotropic conductive paste.

(接続構造体)
本発明に係る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 members using the anisotropic conductive material according to the present invention.

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、該第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ており、該接続部が本発明に係る異方性導電材料により形成されていることが好ましい。上記接続部は、本発明に係る異方性導電材料を硬化させることにより形成されていることが好ましい。   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 part is preferably formed of the anisotropic conductive material according to the present invention. The connecting portion is preferably formed by curing the anisotropic conductive material according to the present invention.

図3に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。   FIG. 3 is a front sectional view schematically showing a connection structure using an anisotropic conductive material including conductive particles according to the first embodiment of the present invention.

図3に示す接続構造体51は、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1,第2の接続対象部材52,53を電気的に接続している接続部54とを備える。接続部54は、導電性粒子1とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。なお、図3では、導電性粒子1は、図示の便宜上、略図的に示されている。   A connection structure 51 shown in FIG. 3 includes a first connection target member 52, a second connection target member 53, and a connection portion that electrically connects the first and second connection target members 52 and 53. 54. The connection portion 54 is formed by curing an anisotropic conductive material including the conductive particles 1 and the binder resin. In FIG. 3, the conductive particles 1 are schematically shown for convenience of illustration.

第1の接続対象部材52の上面52aには、複数の電極52bが設けられている。第2の接続対象部材53の下面53aには、複数の電極53bが設けられている。電極52bと電極53bとが、1つ又は複数の導電性粒子1により電気的に接続されている。従って、第1,第2の接続対象部材52,53が導電性粒子1により電気的に接続されている。   A plurality of electrodes 52 b are provided on the upper surface 52 a of the first connection target member 52. A plurality of electrodes 53 b are provided on the lower surface 53 a of the second connection target member 53. The electrode 52 b and the electrode 53 b are electrically connected by one or a plurality of conductive particles 1. Therefore, the first and second connection target members 52 and 53 are electrically connected by the conductive particles 1.

上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例としては、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間に上記異方性導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。加熱及び加圧により、導電性粒子1の第2の導電層4が溶融して、該導電性粒子1により電極52b,53b間が電気的に接続される。このとき、第1の導電層3を電極52b,53bに接触させることが好ましい。バインダー樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、バインダー樹脂が硬化して、硬化したバインダー樹脂により第1,第2の接続対象部材52,53が接続される。   The manufacturing method of the connection structure is not particularly limited. As an example of the manufacturing method of the connection structure, the anisotropic conductive material is disposed between the first connection target member and the second connection target member to obtain a laminate, and then the laminate is heated. And a method of applying pressure. By heating and pressurizing, the second conductive layer 4 of the conductive particles 1 is melted, and the electrodes 52 b and 53 b are electrically connected by the conductive particles 1. At this time, the first conductive layer 3 is preferably brought into contact with the electrodes 52b and 53b. When the binder resin is a thermosetting resin, the binder resin is cured, and the first and second connection target members 52 and 53 are connected by the cured binder resin.

上記加圧の圧力は9.8〜10〜4.9×10Pa程度である。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. The temperature of the said heating is about 120-220 degreeC.

図4に、図3に示す接続構造体51における導電性粒子1と電極52b,53bとの接続部分を拡大して正面断面図で示す。図4に示すように、接続構造体51では、上記積層体を加熱及び加圧することにより、導電性粒子1の第2の導電層4が溶融した後、溶融した第2の導電層部分4aが電極52b,53bと十分に接触する。すなわち、表面層が第2の導電層4である導電性粒子1を用いることにより、第2の導電層4を速やかに溶融させることができ、導電性粒子1と電極52b,53bとの接触面積を大きくすることができる。このため、接続構造体51の導通信頼性を高めることができる。また、第1の導電層3を電極52b,53bに接触させることにより、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。なお、加熱により、一般にフラックスは次第に失活する。   FIG. 4 is an enlarged front sectional view of a connection portion between the conductive particles 1 and the electrodes 52b and 53b in the connection structure 51 shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the connection structure 51, after the second conductive layer 4 of the conductive particles 1 is melted by heating and pressurizing the laminated body, the melted second conductive layer portion 4a is The electrode 52b and 53b are in sufficient contact. That is, by using the conductive particles 1 whose surface layer is the second conductive layer 4, the second conductive layer 4 can be quickly melted, and the contact area between the conductive particles 1 and the electrodes 52b and 53b. Can be increased. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability of the connection structure 51 can be improved. Moreover, the contact resistance between electrodes can be made still lower by making the 1st conductive layer 3 contact the electrodes 52b and 53b. In general, the flux is gradually deactivated by heating.

上記接続対象部材としては、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 semiconductor chips, capacitors, and diodes, and circuit boards such as printed boards, flexible printed boards, and glass boards.

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、モリブデン電極及び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には、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には、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には、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は、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び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は、Sn、Al及びGa等が挙げられる。   Examples of the electrode provided on the connection target member include metal electrodes such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode. When the connection object 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 target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only 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 and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.

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.

(実施例1)
(1)導電性粒子の作製
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚み0.3μmの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、厚み1μmの銅層を形成して、粒子を得た。その後、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、得られた粒子の銅層の表面上で、はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を溶融させて、銅層の表面上に厚み2μmのはんだ層を形成した。
Example 1
(1) Production of conductive particles Divinylbenzene resin particles having an average particle diameter of 10 μm (“Micropearl SP-210” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) are electroless nickel-plated, and a base having a thickness of 0.3 μm is formed on the surface of the resin particles. A nickel plating layer was formed. Next, the resin 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 1 μm to obtain particles. Thereafter, using a theta composer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), on the surface of the copper layer of the obtained particles, solder fine powder (average particle diameter of 3 μm including 42 wt% tin and 58 wt% bismuth) is applied. By melting, a 2 μm thick solder layer was formed on the surface of the copper layer.

このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み2μmのはんだ層(錫を42重量%含む)が形成されている導電性粒子を作製した。   In this way, conductive particles having a 1 μm thick copper layer formed on the surface of the resin particles and a 2 μm thick solder layer (42% by weight of tin) formed on the surface of the copper layer. Produced.

第1の導電層である銅層の融点は1084℃であった。第2の導電層であるはんだ層の融点は138℃であった。   The melting point of the copper layer as the first conductive layer was 1084 ° C. The melting point of the solder layer as the second conductive layer was 138 ° C.

(2)異方性導電材料Aの作製
作製直後の導電性粒子Aを用意した。
(2) Production of anisotropic conductive material A Conductive particles A immediately after production were prepared.

バインダー樹脂であるTEPIC−PAS B22(日産化学工業社製、比重1.4)100重量部、硬化剤であるTEP−2E4MZ(日本曹達社製)15重量部と、弱活性ロジン5重量部とを配合し、さらに作製直後の導電性粒子A10重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、異方性導電ペーストである異方性導電材料Aを得た。   100 parts by weight of TEPIC-PAS B22 (manufactured by Nissan Chemical Industries, specific gravity 1.4) as a binder resin, 15 parts by weight of TEP-2E4MZ (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) as a curing agent, and 5 parts by weight of weakly active rosin After blending and adding 10 parts by weight of conductive particles A immediately after preparation, the mixture was stirred at 2000 rpm for 5 minutes using a planetary stirrer to obtain anisotropic conductive material A as an anisotropic conductive paste.

(3)異方性導電材料Bの作製
作製直後の導電性粒子Aを85℃及び湿度85%に500時間保管して、保管後の導電性粒子Bを得た。
(3) Production of anisotropic conductive material B Conductive particles A immediately after production were stored at 85 ° C. and 85% humidity for 500 hours to obtain conductive particles B after storage.

上記作製直後の導電性粒子Aを、上記保管後の導電性粒子Bに変更したこと以外は異方性導電材料Aの作製と同様にして、異方性導電ペーストである異方性導電材料Bを得た。   The anisotropic conductive material B, which is an anisotropic conductive paste, is prepared in the same manner as the anisotropic conductive material A except that the conductive particles A immediately after the preparation are changed to the conductive particles B after storage. Got.

(実施例2)
樹脂粒子を、平均粒子径20μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−220」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料A,Bを得た。
(Example 2)
Conductive particles and anisotropic conductive material in the same manner as in Example 1 except that the resin particles were changed to divinylbenzene resin particles (“Micropearl SP-220” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 20 μm. A and B were obtained.

(実施例3)
樹脂粒子を、平均粒子径30μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパール−SP230」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料A,Bを得た。
(Example 3)
Conductive particles and anisotropic conductive material A were the same as in Example 1 except that the resin particles were changed to divinylbenzene resin particles having an average particle diameter of 30 μm (“Micropearl-SP230” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.). , B was obtained.

(実施例4)
電解銅めっきにより形成した銅層の厚みを1μmから2.5μmに変更したこと、並びにはんだ微粉末の使用量を増やしてはんだ層の厚みを2μmから5μmに変更したこと以外は実施例3と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料A,Bを得た。
Example 4
Same as Example 3 except that the thickness of the copper layer formed by electrolytic copper plating was changed from 1 μm to 2.5 μm, and the amount of solder fine powder was increased to change the thickness of the solder layer from 2 μm to 5 μm. Thus, conductive particles and anisotropic conductive materials A and B were obtained.

(実施例5)
はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を、はんだ微粉末(錫78重量%とビスマス22重量%とを含む、平均粒子径3μm)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子及び異方性導電材料A,Bを得た。
(Example 5)
Solder fine powder (42% by weight of tin and 58% by weight of bismuth, average particle diameter of 3 μm) was changed to a fine powder of solder (78% by weight of tin and 22% by weight of bismuth, average particle diameter of 3 μm) Except that, conductive particles and anisotropic conductive materials A and B were obtained in the same manner as Example 1.

第1の導電層である銅層の融点は1084℃であった。第2の導電層であるはんだ層(錫を78重量%含む)の融点は138℃であった。   The melting point of the copper layer as the first conductive layer was 1084 ° C. The melting point of the solder layer (containing 78 wt% tin) as the second conductive layer was 138 ° C.

(比較例1)
はんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径15μm)を用意した。上記はんだ粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電材料A,Bを得た。
(Comparative Example 1)
Solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter of 15 μm) were prepared. Anisotropic conductive materials A and B were obtained in the same manner as in Example 1 except that the solder particles were used.

(比較例2)
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製、ミクロパールSP−210)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚さ0.3μmの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、厚み1μmのニッケル層を形成して、粒子を得た。その後、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、得られた粒子のニッケル層の表面上で、はんだ粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径3μm)を溶融させて、ニッケル層の表面上に厚み2μmのはんだ層を形成した。
(Comparative Example 2)
Electroless nickel plating was performed on divinylbenzene resin particles having an average particle diameter of 10 μm (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Micropearl SP-210) to form a base nickel plating layer having a thickness of 0.3 μm on the surface of the resin particles. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electroless nickel plating to form a nickel layer having a thickness of 1 μm to obtain particles. Then, using a theta composer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), the solder powder (containing 42% by weight of tin and 58% by weight of bismuth and having an average particle diameter of 3 μm) is melted on the surface of the nickel layer of the obtained particles. Thus, a 2 μm thick solder layer was formed on the surface of the nickel layer.

このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み1μmのニッケル層が形成されており、該ニッケル層の表面に厚み2μmのはんだ層が形成されている導電性粒子を作製した。   In this way, conductive particles were produced in which a nickel layer having a thickness of 1 μm was formed on the surface of the resin particles, and a solder layer having a thickness of 2 μm was formed on the surface of the nickel layer.

第1の導電層であるニッケル層の融点は1455℃であった。第2の導電層であるはんだ層の融点は138℃であった。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、異方性導電材料A,Bを得た。   The melting point of the nickel layer as the first conductive layer was 1455 ° C. The melting point of the solder layer as the second conductive layer was 138 ° C. Anisotropic conductive materials A and B were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained conductive particles were used.

(比較例3)
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製、ミクロパールSP−210)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に厚み0.3μmの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、厚み3μmの銅層(単層)を形成した。銅層の表面上にはんだ層を形成しなかった。
(Comparative Example 3)
Electroless nickel plating was performed on divinylbenzene resin particles having an average particle diameter of 10 μm (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Micropearl SP-210) to form a base nickel plating layer having a thickness of 0.3 μm on the surface of the resin particles. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a copper layer (single layer) having a thickness of 3 μm. A solder layer was not formed on the surface of the copper layer.

このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み3μmの銅層が形成されている導電性粒子を作製した。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、異方性導電材料A,Bを得た。   Thus, the electroconductive particle in which the copper layer with a thickness of 3 micrometers was formed on the surface of the resin particle was produced. Anisotropic conductive materials A and B were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained conductive particles were used.

(評価)
(1)接続構造体Aの作製
L/Sが200μm/200μmの金電極パターンが上面に形成されたFR−4基板を用意した。また、L/Sが200μm/200μmの金電極パターンが下面に形成されたポリイミド基板(フレキシブル基板)を用意した。
(Evaluation)
(1) Production of connection structure A An FR-4 substrate having a gold electrode pattern with an L / S of 200 μm / 200 μm formed on the upper surface was prepared. In addition, a polyimide substrate (flexible substrate) having a gold electrode pattern with L / S of 200 μm / 200 μm formed on the lower surface was prepared.

上記FR−4基板の上面に、得られた異方性導電材料Aを撹拌してから、異方性導電材料Aに含まれている導電性粒子の平均粒子径の3倍の厚みとなるように塗工し、異方性導電材料層を形成した。   After stirring the obtained anisotropic conductive material A on the upper surface of the FR-4 substrate, the thickness becomes three times the average particle diameter of the conductive particles contained in the anisotropic conductive material A. Was applied to form an anisotropic conductive material layer.

次に、異方性導電材料層の上面にポリイミド基板(フレキシブル基板)を、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電材料層の温度が185℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、2.0MPaの圧力をかけて、異方性導電材料層を185℃で硬化させ、異方性導電材料Aを用いた接続構造体Aを得た。   Next, a polyimide substrate (flexible substrate) was laminated on the upper surface of the anisotropic conductive material layer so that the electrodes face each other. Then, while adjusting the temperature of the head so that the temperature of the anisotropic conductive material layer is 185 ° C., a pressure heating head is placed on the upper surface of the semiconductor chip and a pressure of 2.0 MPa is applied to apply the anisotropic conductive material. The material layer was cured at 185 ° C. to obtain a connection structure A using the anisotropic conductive material A.

(2)接続構造体Bの作製
作製直後の導電性粒子Aを含む異方性導電材料Aを、保管後の導電性粒子Bを含む異方性導電材料Bに変更したこと以外は接続構造体Aと同様にして、異方性導電材料Bを用いた接続構造体Bを得た。
(2) Production of connection structure B Connection structure except that anisotropic conductive material A containing conductive particles A immediately after production was changed to anisotropic conductive material B containing conductive particles B after storage In the same manner as A, a connection structure B using an anisotropic conductive material B was obtained.

(3)導通信頼性(上下の電極間の導通試験)
得られた接続構造体Aの上下の電極間の接続抵抗を、4端子法により測定した。2つの接続抵抗の平均値を算出した。さらに、得られた接続構造体Bの上下の電極間の接続抵抗を、4端子法により測定した。2つの接続抵抗の平均値を算出した。
(3) Conduction reliability (conductivity test between upper and lower electrodes)
The connection resistance between the upper and lower electrodes of the obtained connection structure A was measured by a four-terminal method. The average value of the two connection resistances was calculated. Furthermore, the connection resistance between the upper and lower electrodes of the obtained connection structure B was measured by a four-terminal method. The average value of the two connection resistances was calculated.

なお、電圧=電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。   Note that the connection resistance can be obtained by measuring the voltage when a constant current is passed from the relationship of voltage = current × resistance.

作製直後の導電性粒子Aを用いた接続構造体Aの接続抵抗A(Ω)と、保管後の導電性粒子Bを用いた接続構造体Bの接続抵抗B(Ω)とから、接続抵抗の上昇率((B−A)/A×100(%))を求めた。接続抵抗の上昇率から、導通信頼性を下記の判定基準で判定した。   From the connection resistance A (Ω) of the connection structure A using the conductive particles A immediately after production and the connection resistance B (Ω) of the connection structure B using the conductive particles B after storage, The rate of increase ((BA) / A × 100 (%)) was determined. From the rate of increase in connection resistance, the conduction reliability was determined according to the following criteria.

[導通信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の上昇率が10%未満
○:接続抵抗の上昇率が10%以上、30%未満
△:接続抵抗の上昇率が30%以上、50%未満
×:接続抵抗の上昇率が50%以上
結果を下記の表1に示す。
[Judgment criteria for conduction reliability]
○○: Connection resistance increase rate is less than 10% ○: Connection resistance increase rate is 10% or more and less than 30% △: Connection resistance increase rate is 30% or more and less than 50% ×: Connection resistance increase rate 50% or more The results are shown in Table 1 below.

Figure 0005584615
Figure 0005584615

なお、実施例1〜5で得られた異方性導電材料を用いた接続構造体では、はんだ層が溶融した後、固化しており、第1の導電層と電極が接触していた。   In addition, in the connection structure using the anisotropic conductive material obtained in Examples 1 to 5, after the solder layer was melted, it was solidified, and the first conductive layer and the electrode were in contact.

1…導電性粒子
2…基材粒子
2a…表面
3…第1の導電層
3a…表面
4…第2の導電層
4a…溶融した第2の導電層部分
11…導電性粒子
12…第1の導電層
12a…表面
13…第2の導電層
21…内側の第1の導電層
22…外側の第1の導電層
51…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…上面
52b…電極
53…第2の接続対象部材
53a…下面
53b…電極
54…接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive particle 2 ... Base particle 2a ... Surface 3 ... 1st conductive layer 3a ... Surface 4 ... 2nd conductive layer 4a ... 2nd molten conductive layer part 11 ... Conductive particle 12 ... 1st Conductive layer 12a ... surface 13 ... second conductive layer 21 ... inner first conductive layer 22 ... outer first conductive layer 51 ... connection structure 52 ... first connection target member 52a ... upper surface 52b ... electrode 53 ... 2nd connection object member 53a ... Lower surface 53b ... Electrode 54 ... Connection part

Claims (9)

バインダー樹脂中に分散されて用いられる導電性粒子であって、
基材粒子と、
前記基材粒子の表面上に配置されており、かつ1層の構造又は2層以上の積層構造を有する第1の導電層と、
前記第1の導電層の外側の表面上に配置された第2の導電層とを備え、
前記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、前記第1の導電層が銅層であり、
前記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、前記第1の導電層の最外層が銅層であり、
前記第1の導電層が1層の構造を有する場合には、前記第2の導電層のイオン化傾向が、前記第1の導電層のイオン化傾向よりも大きく、かつ前記第2の導電層の融点が、前記第1の導電層の融点よりも低く、
前記第1の導電層が2層以上の積層構造を有する場合には、前記第2の導電層のイオン化傾向が、前記第1の導電層の最外層のイオン化傾向よりも大きく、かつ前記第2の導電層の融点が、前記第1の導電層の最外層の融点よりも低い、導電性粒子。
Conductive particles used dispersed in a binder resin,
Substrate particles,
A first conductive layer disposed on the surface of the substrate particles and having a one-layer structure or a laminated structure of two or more layers;
A second conductive layer disposed on an outer surface of the first conductive layer,
When the first conductive layer has a single-layer structure, the first conductive layer is a copper layer,
When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the outermost layer of the first conductive layer is a copper layer,
When the first conductive layer has a single-layer structure, the ionization tendency of the second conductive layer is greater than the ionization tendency of the first conductive layer, and the melting point of the second conductive layer. Is lower than the melting point of the first conductive layer,
When the first conductive layer has a laminated structure of two or more layers, the ionization tendency of the second conductive layer is larger than the ionization tendency of the outermost layer of the first conductive layer, and the second Conductive particles in which the melting point of the conductive layer is lower than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer.
前記第2の導電層の融点が300℃以下である、請求項1に記載の導電性粒子。 The melting point of the second conductive layer is 300 ° C. or less, the conductive particles of claim 1. 前記第2の導電層が錫を含む層である、請求項1又は2に記載の導電性粒子。 The second conductive layer is a layer containing tin, conductive particle according to claim 1 or 2. 平均粒子径が0.1μm以上、100μm以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性粒子。 The electroconductive particle of any one of Claims 1-3 whose average particle diameter is 0.1 micrometer or more and 100 micrometers or less. 平均粒子径が0.1μm以上、50μm以下である、請求項に記載の導電性粒子。 The electroconductive particle of Claim 4 whose average particle diameter is 0.1 micrometer or more and 50 micrometers or less. 前記基材粒子が樹脂粒子である、請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性粒子。 The electroconductive particle of any one of Claims 1-5 whose said base material particle is a resin particle. バインダー樹脂と、
前記バインダー樹脂中に分散されている請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性粒子とを含む、異方性導電材料。
A binder resin,
And a conductive particle according to any one of claims 1 to 6 which is dispersed in the binder resin, the anisotropic conductive material.
フラックスをさらに含む、請求項に記載の異方性導電材料。 The anisotropic conductive material according to claim 7 , further comprising a flux. 第1の接続対象部材と、
第2の接続対象部材と、
前記第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、
前記接続部が、請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されている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;
A connecting portion electrically connecting the first and second connection target members;
A connection structure in which the connection part is formed of an anisotropic conductive material in which the conductive particles according to any one of claims 1 to 6 are dispersed in a binder resin.
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