导电性颗粒、其制造方法和包含导电性颗粒的导电性材料技术

本发明专利技术提供一种导电性颗粒，其是在芯材颗粒的表面形成有导电层的导电性颗粒，上述导电性颗粒的压缩硬度的最高值为14700N/mm2以上，并且在压缩率小于5％时压缩硬度显示最高值，压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值为1300N/mm2以上且小于5000N/mm2，压缩硬度的最高值相对于压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下。压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下。压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性颗粒、其制造方法和包含导电性颗粒的导电性材料


[0001]本专利技术涉及导电性颗粒和包含该导电性颗粒的导电性材料。

技术介绍

[0002]关于各向异性导电膜或各向异性导电膏这样的各向异性导电材料的作为导电性材料使用的导电性颗粒，通常已知在芯材颗粒的表面形成有由金属构成的导电层的导电性颗粒，通过该导电层实现电极或配线间的电连接。
[0003]利用这样的导电性颗粒将电极间加压连接时，为了实现导通，需要除去形成于电极表面的氧化膜，导电性颗粒要求能够耐受初期加压的硬度。例如在专利文献1中公开了一种导电性颗粒，其通过在作为芯材的树脂颗粒中包含具有多个烯属不饱和基团的交联性单体，使进行10％压缩时的压缩硬度与进行50％压缩时的压缩硬度的比率处于特定范围内，能够使连接电阻降低，并能够提高连接可靠性。然而，在电极间加压连接时的初期阶段，除了芯材颗粒的特性以外，导电层所具有的特性也容易受到影响。
[0004]从这样的观点考虑，在专利文献2中记载了利用包含导电层的导电性颗粒，使得进行5％压缩时的压缩硬度为特定值以上，该导电层包含具有镍和磷的结晶结构的结晶层。另外，在专利文献3中记载了一种导电性颗粒，其导电部在外表面具有多个突起，该突起的X射线衍射的(111)面的比例为50％以上，基部的平均最大直径为1nm以上500nm以下。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：WO2014/007334号
[0008]专利文献2：日本特开2013－214511号公报
[0009]专利文献3：日本特开2016－119304号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的技术问题
[0011]专利文献2和专利文献3的目的都在于通过改良导电层的特性，能够除去形成于电极和导电层的氧化膜，得到连接后的电极与导电性颗粒的接触面积高的导电性颗粒，由此在将电极间电连接的情况下，降低连接电阻，并提高连接可靠性。但还存在进一步改善的空间。
[0012]因此，本专利技术的目的在于提供一种连接电阻比现有技术更低且连接可靠性高的导电性颗粒。
[0013]用于解决技术问题的技术方案
[0014]为了解决上述技术问题，本专利技术进行了潜心研究，结果发现在将电极加压连接的初期阶段，具有能够除去形成于电极的氧化膜的程度的硬度的导电层并且连接后的导电性颗粒的硬度的比率满足特定范围的导电性颗粒能够降低连接电阻，并且连接可靠性也优异，从而完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术提供一种导电性颗粒，其是在芯材颗粒的表面形成有导电层的导电性颗粒，上述导电性颗粒的压缩硬度的最高值为14700N/mm2以上，并且在压缩率小于5％时压缩硬度显示最高值，压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值为1300N/mm2以上且小于5000N/mm2，压缩硬度的最高值相对于压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下。
[0016]本专利技术还提供一种导电性颗粒的制造方法，其利用无电解镀法在芯材颗粒的表面形成导电层，上述制造方法包括在上述导电层的形成中向无电解镀反应液中添加硫化合物的工序。
[0017]专利技术效果
[0018]利用本专利技术，能够提供一种连接电阻低且连接可靠性高的导电性颗粒。
附图说明
[0019]图1是实施例1中所得到的导电性颗粒的SEM图像。
具体实施方式
[0020]本专利技术的导电性颗粒的压缩硬度(以下有时称为“K值”)的最高值为14700N/mm2以上，优选为16000N/mm2以上，并且在压缩率小于5％、优选压缩率为1％、2％、3％或4％中的任意值时压缩硬度显示最高值。压缩硬度的最高值优选为30000N/mm2以下。
[0021]本专利技术的压缩硬度是使用微小压缩试验机(例如岛津制作所制造的MCTM－500)，以负载速度2.23mN/秒对半径R(mm)的导电性颗粒施加负荷，测定此时的公称负荷值F(N)，并利用下式求得的值。
[0022]压缩硬度(N/mm2)＝(3/√2)
×
F
×
S
‑
3/2
×
R
‑
1/2
[0023]其中，导电性颗粒的半径R(mm)是根据后述的平均粒径算出的值，压缩率是粒径方向的长度的变化率，是压缩位移S(mm)相对于平均粒径(mm)的比率。
[0024]另外，本专利技术的导电性颗粒的压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值为1300N/mm2以上且小于5000N/mm2，优选为2000～3500N/mm2，压缩硬度的最高值相对于压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下，优选为2以上30以下，特别优选为3以上15以下。
[0025]其中，压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值是压缩率20％、30％、40％和50％时的K值的平均值。
[0026]在本专利技术中，从制成连接电阻低且连接可靠性高的导电性颗粒的方面考虑，压缩率3％时的K值相对于压缩率40％时的K值之比优选为1.5以上70以下，特别优选为3以上50以下。
[0027]如上所述，本专利技术的导电性颗粒具有在压缩初期硬、进一步压缩时显示柔软性的特性，因此在将电极加压连接时的初期阶段，能够充分地除去形成于电极的氧化膜，能够使连接电阻降低。另外，由于在加压连接后显示柔软性，因此能够维持与电极的接触面积，连接可靠性也优异。
[0028]本专利技术的导电性颗粒是在芯材颗粒的表面形成有导电层的导电性颗粒。
[0029]作为上述芯材颗粒，只要是颗粒状，无论是无机物还是有机物，都可以没有特别限
制地使用。作为无机物的芯材颗粒，可以列举金、银、铜、镍、钯、焊锡等的金属颗粒、合金、玻璃、陶瓷、二氧化硅、金属或非金属的氧化物(也包括含水物)、包括铝硅酸盐的金属硅酸盐、金属碳化物、金属氮化物、金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属磷酸盐、金属硫化物、金属酸盐、金属卤化物和碳等。另一方面，作为有机物的芯材颗粒，例如可以列举天然纤维、天然树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丁烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚缩醛、离聚物、聚酯等热塑性树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、尿素树脂、苯并胍胺树脂、三聚氰胺树脂、二甲苯树脂、有机硅树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等。这些可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。
[0030]芯材颗粒也可以由包含无机物和有机物双方的材质构成，来代替由包含上述的无机物和有机物中的任一方的材质构成的情况。在芯材颗粒由包含无机物和有机物双方的材质构成的情况下，作为芯材颗粒中的无机物和有机物的存在方式，例如可以列举：具有由无机物构成的芯和覆盖该芯的表面的由无机物构成的壳的方式、或者具有由有机物构成的芯和覆盖该芯的表面的由无机物构成的壳的方式等芯壳型的构成等。除了这些以外，还可以列举在一个芯材颗粒中混合有无机物和有机物、或者随机融合的掺混型的构成等。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导电性颗粒，其特征在于：其是在芯材颗粒的表面形成有导电层的导电性颗粒，所述导电性颗粒的压缩硬度的最高值为14700N/mm2以上，并且在压缩率小于5％时压缩硬度显示最高值，压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值为1300N/mm2以上且小于5000N/mm2，压缩硬度的最高值相对于压缩率20％以上50％以下时的压缩硬度的平均值之比为1.5以上50以下。2.如权利要求1所述的导电性颗粒，其特征在于：压缩率3％时的压缩硬度相对于压缩率40％时的压缩硬度之比为1.5以上70以下。3.如权利要求1或2所述的导电性颗粒，其特征在于：所述导电层的厚度为0.1nm以上2000nm以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的导电性颗粒，其特征在于：外表面具有突起。5.如权利要求1～3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田杉直也，
申请(专利权)人：日本化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：