金属包覆树脂粒子及其制造方法、包含金属包覆树脂粒子的导电性膏以及导电性膜技术

一种金属包覆树脂粒子(10)，具有球状的核树脂粒子(11)和设置于核树脂粒子(11)的表面的金属包覆层(12)，金属包覆层(12)由第一银层(12a)、锡中间层(12b)和第二银层(12c)构成，该第一银层(12a)形成于核树脂粒子(11)的表面，该锡中间层(12b)形成于该第一银层(11a)的表面，由选自由锡(Sn)、氧化锡(Sn

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属包覆树脂粒子及其制造方法、包含金属包覆树脂粒子的导电性膏以及导电性膜


[0001]本专利技术涉及适合作为包含在导电性材料中的导电性填料的金属包覆树脂粒子及其制造方法。另外，本专利技术涉及包含上述金属包覆树脂粒子的导电性膏及导电性膜。此外，本申请基于2020年7月3日在日本申请的专利申请2020
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115826号主张优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]作为代替铅焊料或非铅焊料的导电性材料，已知有将对树脂粒子包覆银的银包覆树脂粒子与树脂混合而得到的导电性膏、导电性间隔物、导电性膜、芯片粘接膜等的导电性粘结剂。导电性粘结剂在形成太阳能电池面板、液晶显示器、触摸板等电子器件、电子显示器件或半导体元件等所具备的电极或电气布线等电子部件的材料中被使用。
[0003]以往，公开有一种银包覆球状树脂粒子，其特征在于，具备：球状树脂粒子；设置于该球状树脂粒子的表面的锡吸附层；以及包覆于该锡吸附层的表面的银，相对于银包覆球状树脂粒子100质量份，银的量为2～80质量份，并且通过X射线衍射法测定的银的微晶直径为18～24nm(例如，参照专利文献1(权利要求1、权利要求6、说明书第[0011]段、第[0013]段、第[0026]段)。该银包覆球状树脂粒子通过如下方法来制造：该方法具有利用锡化合物的水溶液对球状树脂粒子进行前处理的工序和接着使用还原剂对球状树脂粒子进行化学镀银的工序，在前处理中，将锡化合物的水溶液的温度设为20～45℃。在专利文献1中记载有以下主旨：根据该方法，能够容易制造导电性优异、球状树脂粒子与银的粘附性优异且适合于导电性填料的银包覆球状树脂粒子。
[0004]在专利文献1所示的银包覆球状树脂粒子中，通过在该银包覆球状树脂粒子中混合粘合剂树脂而制备导电性膏，并将该导电性膏涂布于例如由铜等构成的电路层与半导体芯片之间并使之干燥及固化，由此形成导电性膜，在该情况下，该导电性膜使半导体芯片层叠粘结在电路层上，并且确保电路层及半导体芯片间的导电性。
[0005]专利文献1：国际公开第2012/023566号公报
[0006]对于专利文献1所示的银包覆球状树脂粒子而言，虽然球状树脂粒子与银的粘附性优异，但在对上述导电性膜负载严格的热循环反复作用热应力时，由于树脂粒子与银这两者的热膨胀率的差异，具有无法充分缓和热应力而银包覆层从球状树脂粒子的表面剥离的情况，该剥离的部分会成为导电性膜的裂纹的起点而使导电性降低，因此要求银包覆层对球状树脂粒子的更高一层的粘附性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，提供一种作为导电性填料用于导电性膜且在对该导电性膜负载严格的热循环时金属包覆层对核树脂粒子的粘附性优异的金属包覆树脂粒子。本专利技术的其他目的在于，提供一种能够形成导电性和导热性高的导电性膜的导电性膏及导电性膜。
[0008]本专利技术的第一观点是一种金属包覆树脂粒子，具有球状的核树脂粒子和设置于所述核树脂粒子的表面的金属包覆层，所述金属包覆树脂粒子的特征在于，所述金属包覆层由第一银层、锡中间层和第二银层构成，所述第一银层形成于所述核树脂粒子的表面，所述锡中间层形成于所述第一银层的表面，由选自由锡(Sn)、氧化锡(Sn
x
O
y
)和氢氧化锡(Sn
x
(OH)
y
)组成的组中的一种或两种以上的金属锡和/或锡化合物构成(其中，0.1＜x＜4，0.1＜y＜5)，所述第二银层形成于所述锡中间层的表面。
[0009]本专利技术的第二观点是基于第一观点的专利技术，所述第一银层具有10nm～100nm的平均厚度，所述锡中间层具有2nm～20nm的平均厚度，所述第二银层具有50nm～150nm的平均厚度，平均粒径为1μm～110μm。
[0010]本专利技术的第三观点是一种导电性膏，分别包含70质量％～90质量％的第一观点或第二观点的金属包覆树脂粒子和10质量％～30质量％的粘合剂树脂。
[0011]本专利技术的第四观点是一种导电性膏，在将导电性膏设为100质量％时，分别包含10质量％～80质量％的第一观点或第二观点的金属包覆树脂粒子、10质量％～70质量％的球状或长宽比(长径/短径)为5以下的扁平状的银粒子和10质量％～30质量％的粘合剂树脂。
[0012]本专利技术的第五观点是一种导电性膜，使用第三观点的导电性膏。
[0013]本专利技术的第六观点是一种导电性膜，使用第四观点的导电性膏。
[0014]本专利技术的第七观点是一种金属包覆树脂粒子的制造方法，包括以下工序：在锡化合物的水溶液中混合球状的核树脂粒子并使锡吸附到所述核树脂粒子的表面而形成锡吸附层；将包含规定量的银盐和银络合剂的水溶液(以下，有时也称为银盐等)的一部分与还原剂以及pH调节剂一起滴加到使在所述表面形成有锡吸附层的核树脂粒子在水中分散而得到的浆料中并进行混合，在该混合液中对所述核树脂粒子进行化学镀银，将所述锡吸附层置换形成为第一银层；搅拌所述混合液并保持规定时间，在所述第一银层的表面形成锡中间层；以及将包含规定量的所述银盐和银络合剂的水溶液(银盐等)的剩余部分与所述还原剂以及所述pH调节剂一起进一步滴加到所述混合液中并进行混合，在该混合液中对所述核树脂粒子继续进行化学镀银，在所述锡中间层的表面形成第二银层。
[0015]本专利技术的第八观点是基于第七观点的专利技术，是金属包覆树脂粒子的制造方法，在将所述规定量设为100质量％时，包含所述银盐和银络合剂的水溶液的一部分为大于5质量％且70质量％以下，包含所述银盐和银络合剂的水溶液的剩余部分为30质量％以上且小于95质量％。
[0016]本专利技术的第九观点是基于第七观点或第八观点的专利技术，是金属包覆树脂粒子的制造方法，在将所述球状的核树脂粒子混合到锡化合物的水溶液中时，所述锡化合物的水溶液的温度为大于45℃且90℃以下。
[0017]本专利技术的第一观点的球状的金属包覆树脂粒子具有球状的核树脂粒子和设置于该核树脂粒子的表面的金属包覆层。而且，该金属包覆层由形成于核树脂粒子的表面的第一银层、形成于该第一银层的表面的锡中间层以及形成于该锡中间层的表面的第二银层构成。由于在第一银层与第二银层之间具有锡中间层，由此形成于核树脂粒子表面的银层的厚度被一分为二。在将金属包覆树脂粒子作为导电性填料用于导电性膜并对该导电性膜负载严格的热循环时，由于锡中间层具有缓和热应力的作用，因此金属包覆层难以从核树脂粒子的表面剥离，金属包覆层对核树脂粒子的粘附性优异，由此能够获得导电性和导热性
高的导电性膜。
[0018]对于本专利技术的第二观点的球状的金属包覆树脂粒子而言，第一银层、锡中间层及第二银层分别具有规定的厚度范围，由此在对金属包覆层负载严格的热循环重复施加热应力时，金属包覆层更加难以从核树脂粒子的表面剥离，金属包覆层对核树脂粒子的粘附性更优异，由此能够获得导电性和导热性更高的导电性膜。
[0019]对于本专利技术的第三观点和第四观点的导电性膏而言，含有上述金属包覆树脂粒子作为导电性填料，由此由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属包覆树脂粒子，具有球状的核树脂粒子和设置于所述核树脂粒子的表面的金属包覆层，所述金属包覆树脂粒子的特征在于，所述金属包覆层由第一银层、锡中间层和第二银层构成，所述第一银层形成于所述核树脂粒子的表面，所述锡中间层形成于所述第一银层的表面，由选自由锡(Sn)、氧化锡(Sn
x
O
y
)和氢氧化锡(Sn
x
(OH)
y
)组成的组中的一种或两种以上的金属锡和/或锡化合物构成，其中，0.1＜x＜4，0.1＜y＜5，所述第二银层形成于所述锡中间层的表面。2.根据权利要求1所述的金属包覆树脂粒子，其中，所述第一银层具有10nm～100nm的平均厚度，所述锡中间层具有2nm～20nm的平均厚度，所述第二银层具有50nm～150nm的平均厚度，平均粒径为1μm～110μm。3.一种导电性膏，分别包含70质量％～90质量％的权利要求1或2所述的金属包覆树脂粒子和10质量％～30质量％的粘合剂树脂。4.一种导电性膏，在将导电性膏设为100质量％时，分别包含10质量％～80质量％的权利要求1或2所述的金属包覆树脂粒子、10质量％～70质量％的球状或长宽比为5以下的扁平状的银粒子和10质量％～30质量％的粘合剂树脂，其中，所述长宽比为长径与短...

【专利技术属性】
技术研发人员：影山谦介，木之下啓，坂谷修，
申请(专利权)人：三菱材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：