链状金属粉末的制造方法和采用该方法制造的链状金属粉末以及使用该链状金属粉末的各向异性导电膜技术

为了制造没有分支而且链长基本整齐的链状金属粉末，边对含强磁性金属离子的水溶液施加磁场，边在含下述式（１）的重复单元和式（２）或式（４）的重复单元的高分子化合物的存在下还原金属离子，形成链状金属粉末，或者在使金属离子还原时产生气体的还原剂和具有通过产生气体在水溶液上面生成泡层的起泡性的水溶性化合物的存在下，还原金属离子形成链状金属粉末，将水溶液上面形成的泡层与水溶液分离后，回收该泡层中含的链状金属粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造具有许多微细的金属粒连成链状的形状的链状金属粉末的制造方法和采用该方法制造的链状金属粉末、以及使用该链状金属粉末的各向异性导电膜。
技术介绍
在印刷布线板上安装半导体组件(パツケ一ジ)或将在2块印刷布线板表面上形成的导体电路相互电性连接，同时将两印刷布线板相互固定的电子安装的一种方法中，有使用薄膜状各向异性导电膜的方法。例如，安装半导体组件的场合，准备以下的半导体组件和以下印刷布线板，所述半导体组件是在印刷布线板的安装面上配置多个被称为凸起(バンプ)的电极并形成连接部的半导体组件，所述印刷布线板是在安装该半导体组件的区域，将上述电极与间距(ピツチ)对准配置多个的电极并形成连接部的印刷布线板，在使这两者的连接部对置的同时，使两连接部的各个电极1对1地对准位置使之沿膜面方向重合的状态下，把各向异性导电膜夹在其印刷布线板间进行热粘合，由此在基板上安装半导体组件。另外，印刷布线板相互连接的场合，准备在各个连接位置上相互对准间距配置多个电极而形成连接部的2块布线板，在使该两者的连接部对置，同时使两连接部的各个电极1对1地对准位置使之沿膜面方向重合的状态下，把各向异性导电膜夹在2块布线板间进行热粘合，由此，导体电路相互连接，同时2块印刷布线板相互固定。这些用于电子安装的各向异性导电膜，通常具有使粉末状的导电成分分散在例如包含各种树脂等粘合剂并具有热敏粘接性的膜中的结构。另外，为了防止夹持膜而对峙的各个电极-电极对与相邻的其他的对电极发生短路，即发生所谓的膜面方向的短路，要调节各向异性导电膜的导电成分的填充率使面方向的电阻(叫做“绝缘电阻”)增高。使用上述各向异性导电膜进行热粘合时，由于此时的加热、加压而使各向异性导电膜沿厚度方向压缩，故该厚度方向的导电成分的填充率上升，导电成分彼此相互接近或进行接触形成导电网络，其结果，厚度方向的电阻(成为“连接电阻”)降低。但是，由于此时各向异性导电膜的面方向的导电成分的填充率不增加，因此面方向维持绝缘电阻高且导电率低的初期状态。因此，各向异性导电膜具有厚度方向的连接电阻低，并且面方向的绝缘电阻高的各向异性导电特性，根据这种各向异性导电特性，可以[A]防止膜的面方向发生短路，维持各个电极-电极对各自电性独立的状态，并且，[B]使各对按1对1夹持膜并对置的电极-电极之间良好地进行导电连接。并且，与此同时，各向异性导电膜利用膜自身具有的热敏粘接性，通过热粘合把半导体组件固定在印刷布线板上，或通过热粘合把印刷布线板相互固定。所以，如果使用各向异性导电膜就可以比这样更简化电子线路安装作业。作为各向异性导电膜中所含的导电成分，虽然例如平均粒径为数μm～数十μm左右，且形状为粒状、球状、薄片状(鳞片状、小片状)等各种金属粉末已实用化，但最近具有微细的金属粒连成链状的形状的链状金属粉末特别引人注目。链状金属粉末由于比表面积比粒状金属粉末大，故对粘合剂的分散性好，并且因其长径比大，故在分散于膜中的状态下，相邻的链状金属粉末彼此相互连接容易形成良好的导电网络。因此，使用链状金属粉末作为导电成分的场合，可以使用更少的填充量形成这种厚度方向导电性比以往更好的各向异性导电膜。另外，如后所述，链状金属粉末含强磁性的金属的场合，该链状金属粉末在施加磁场时，会按磁场取向为一定的方向，因此，例如，在各向异性导电膜的制造工序中施加磁场，通过使链状金属粉末取向为膜的厚度方向，也可以进一步提高各向异性导电膜的各向异性导电特性。为了使链状金属粉末沿膜的厚度方向取向，例如可举出把含有链状金属粉末和粘合剂的液状混合物涂布在平板上，干燥后使混合物固化制造各向异性导电膜时，对涂布在平板上固化前的混合物施加磁场，在使链状金属粉末沿膜的厚度方向取向的状态下使混合物固化，将链状金属粉末的取向固定的方法等。另外，如果使用链状金属粉末，则利用上述的特性，使用比以往少的填充量也可以制造能够形成导电性更好的导电膜的导电糊或具有高导电性的导电片、集电特性好的电池用活性物质复合体等。并且，在电容器、或催化剂、电磁波屏蔽材料等的用途方面，也有可能利用链状金属粉末的特异的形状开发迄今没有的用途。例如含有Ni、Fe、Co等有强磁性的金属，或这些金属合金等的链状金属粉末，可以采用在含有这些金属离子的水溶液中，利用还原剂的作用使金属的离子还原，由此使大量的微细金属粒在水溶液中析出的所谓还原析出法制造。即，由具有强磁性的金属或合金构成的析出初期阶段的超微级的微细金属粒子，由于有单磁区结构或与其接近的结构，故单纯地极化成2极而具有磁性。因此，具有磁性的大量的金属粒因其磁性相继连成链状生成链状金属粉末。另外，再析出金属并使覆盖已连成链状的大量的金属粒的周围时，则生成金属粒彼此更牢固地结合的链状金属粉末。然而，在通常的还原析出法中，只能制造具有多个链分支化的支链状的链状金属粉末，或即使是分支少的情况，也只能制造链的弯曲大、或弯曲次数多的具有弯曲形状的链状金属粉末。这些链状金属粉末，虽然在例如粘合剂中形成良好的导电网络等方面有效，但要进一步有效地利用链状这种特异形状的优点，期望制造不仅分支尽量少，而且具有直链状或接近直链的笔直形状的链状金属粉末。另外，直链状等的链状金属粉末的链长统一在大致一定的范围内，这在例如使多数的链状金属粉末沿同一方向取向时等的特性均匀化方面很重要。例如，如前所述，在各向异性导电膜中，通过使多数的链状金属粉末沿膜的厚度方向取向，对膜赋予各向异性导电性，而在具有这种结构的各向异性导电膜中，为了可靠地防止元件或基板等的连接部之间以狭窄的间距配置的相邻电极间的短路，要求[C]膜中相邻的链状金属粉末相互不会由于分支而形成导电网络，即，链状金属粉末尽量没有分支，[D]把各向异性导电膜夹在基板与元件之间或2块的基板间进行压合时，沿膜的厚度方向取向的链状金属粉末即使是向膜的面方向倒入也不应使相邻的电极间短路，即，链状金属粉末的链长应控制成小于相邻电极间的距离。因此，提出了对水溶液边施加磁场边进行还原析出法的方案。若采用这种方法，则不仅使在水溶液中析出的微细的金属粒利用其自身具有的磁性沿所施加磁场的方向取向，而且多数能连成链状，因此可以制造分支比不施加磁场的场合少，并且具有直链状或接近直链状的笔直形状的链状金属粉末。例如，下述非专利文献1中记载在以氢化硼为还原剂的水溶液中的还原析出反应中，边对水溶液施加磁场，边使Fe或Fe-Co析出时，可得到直链状的链状金属粉末，在Fe的情况下，为了使链状金属粉末成为直链状，必须施加至少10mT，优选100mT以上的磁场。另外，下述非专利文献2记载在3价的Ti化合物为还原剂的水溶液中的还原析出反应中，使Ni、Co或Fe析出时可得到链状金属粉末，反应中施加100mT的磁场时可使Ni的链状金属粉末形成直链状。然而，即使是采用这些方法制造的链状金属粉末也或多或少存在分支，不能完全没有分支。并且，由于上述方法不能控制链长，故制造的链状金属粉末成为极长的链长到极短的链长混合存在的链长不整齐的产品。因此，例如使用多少具有分支，同时链长不整齐的链状金属粉末作为各向异性导电膜的导电成分的场合，即使是使链状金属粉末沿膜的厚度方向取向，也有可能产生膜面方向的绝缘电阻不十分高的情况。并且，相邻电极间的间距越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造链状金属粉末的方法，该方法包括，对包含具有强磁性的金属离子的水溶液施加一定方向的磁场，同时在该水溶液中利用还原剂的作用，使上述金属离子还原成微细的金属粒而析出，同时使析出的大量的金属粒一边利用其自身具有的磁性沿施加的磁场的方向取向，一边大量连成链状，其中，在包含下述（ａ）式（１）表示的重复单元和（ｂ）式（２）表示的重复单元的高分子化合物的存在下，进行上述还原析出反应，（ａ）式（１）：［化１］＊＊＊（１）（ｂ）式（２）：　 　［化２］－ＣＨ↓［２］－＊Ｈ－（２）式中，Ｒ↑［１］表示可以具有取代基的芳香族基团或环烷基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-30 136583/2004;JP 2004-5-10 140326/20041.一种制造链状金属粉末的方法，该方法包括，对包含具有强磁性的金属离子的水溶液施加一定方向的磁场，同时在该水溶液中利用还原剂的作用，使上述金属离子还原成微细的金属粒而析出，同时使析出的大量的金属粒一边利用其自身具有的磁性沿施加的磁场的方向取向，一边大量连成链状，其中，在包含下述(a)式(1)表示的重复单元和(b)式(2)表示的重复单元的高分子化合物的存在下，进行上述还原析出反应，(a)式(1)[化1] (b)式(2)[化2] 式中，R1表示可以具有取代基的芳香族基团或环烷基团。2.权利要求1所述的链状金属粉末的制造方法，其中，作为上述高分子化合物，使用还包含(c)式(3)表示的重复单元的化合物，(c)式(3)[化3] 式中，R2与R3相同或不同，表示氢原子、可以具有取代基的烷基、环烷基、氨基或碱金属原子，其中，R2、R3不同时为氢原子。3.权利要求1所述的链状金属粉末的制造方法，其中，使用与4价的Ti离子一起簇化的3价的Ti离子作为还原剂。4.一种制造链状金属粉末的方法，该方法包括，对包含具有强磁性的金属离子的水溶液施加一定方向的磁场，并在该水溶液中利用还原剂的作用，使上述金属离子还原成微细的金属粒而析出，同时使析出的大量的金属粒一边利用其自身具有的磁性沿施加的磁场的方向取向，一边大量连成链状，其中，含有下述(d)式(1)表示的重复单元和(e)式(4)表示的重复单元的高分子化合物的存在下，进行上述还原析出反应，(d)式(1)[化4] (e)式(4)[化5] 式中，R4与R5相同或不同，表示氢原子或烷基，但R4，R5不同时是氢原子。...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原铁也，年冈英昭，柏原秀树，小山惠司，坂井隆，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]