導(dǎo)電性粒子、導(dǎo)電材料及連接結(jié)構(gòu)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具備基材粒子和配置于該基材粒子表面上的導(dǎo)電部且上述導(dǎo)電部在 外表面具有多個(gè)突起的導(dǎo)電性粒子。本發(fā)明還涉及使用了上述導(dǎo)電性粒子的導(dǎo)電材料及連 接結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 各向異性導(dǎo)電糊劑及各向異性導(dǎo)電膜等各向異性導(dǎo)電材料已廣為人知。對上述各 向異性導(dǎo)電材料而言，在粘合劑樹脂中分散有導(dǎo)電性粒子。
[0003] 為了得到各種連接結(jié)構(gòu)體，上述各向異性導(dǎo)電材料可用于例如撓性印刷基板和 玻璃基板的連接（F0G(Filmon Glass))、半導(dǎo)體芯片和撓性印刷基板的連接（C0F(Chipon Film))、半導(dǎo)體芯片和玻璃基板的連接（C0G(Chipon Glass))以及撓性印刷基板和玻璃環(huán) 氧基板的連接（FOB(Filmon Board))等。另外，作為上述導(dǎo)電性粒子，有時(shí)使用具有基材粒 子和配置于該基材粒子表面上的導(dǎo)電部的導(dǎo)電性粒子。
[0004] 作為上述導(dǎo)電性粒子的一個(gè)例子，下述專利文獻(xiàn)1中公開了芯材粒子（基材粒子） 和在該芯材粒子的表面具有金屬或合金覆膜的導(dǎo)電性粒子。該導(dǎo)電性粒子具有從上述包膜 的表面突出的多個(gè)突起部。上述突起部由將金屬或合金的多個(gè)粒子連結(jié)成列狀而形成的粒 子連結(jié)體構(gòu)成。專利文獻(xiàn)1的實(shí)施例及比較例中公開有連結(jié)突起部的比例為32%以上的導(dǎo) 電性粒子。
[0005] 下述專利文獻(xiàn)2中公開有一種通過非電解鍍敷法在平均粒徑1~20 μ m的球狀的 基材粒子表面上形成有鎳導(dǎo)電層或鎳合金導(dǎo)電層的導(dǎo)電性粒子。該導(dǎo)電性粒子在導(dǎo)電層的 最表層具有0.05~4 μπι的微小突起。該導(dǎo)電層和該突起實(shí)際上連續(xù)地排列。作為上述基 材粒子，可使用樹脂粒子。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-113850號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2000-243132號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 近年來，要求降低電子設(shè)備的耗電量。因此，對導(dǎo)電性粒子要求可以進(jìn)一步降低由 導(dǎo)電性粒子進(jìn)行電連接的電極間連接電阻的性質(zhì)。
[0012] 但是，如使用專利文獻(xiàn)1、2所記載的現(xiàn)有導(dǎo)電性粒子對電極間進(jìn)行電連接的情況 下，有時(shí)連接電阻變高。
[0013] 大多情況下，在電極表面及導(dǎo)電性粒子的表面形成有氧化膜。專利文獻(xiàn)1、2所記 載的導(dǎo)電性粒子中，在進(jìn)行電極間的連接時(shí)，突起容易折斷，作為結(jié)果，有時(shí)突起不能充分 貫穿氧化膜。因此，有時(shí)電極間的連接電阻變高。
[0014] 本發(fā)明的目的在于，提供一種導(dǎo)電性粒子，在對電極間進(jìn)行電連接的情況下，可以 降低連接電阻。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種使用了所述導(dǎo)電性粒子的導(dǎo)電材料及連 接結(jié)構(gòu)體。
[0015] 解決問題的技術(shù)方案
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的寬泛方面，提供一種導(dǎo)電性粒子，其具備：基材粒子以及配置于所述 基材粒子表面上的導(dǎo)電部，所述導(dǎo)電部在外表面具有多個(gè)突起，
[0017] 所述導(dǎo)電部具有晶體結(jié)構(gòu)，在所述導(dǎo)電部的具有所述突起的部分和不具有所述突 起的部分，晶體結(jié)構(gòu)是連續(xù)的。
[0018] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電部由金屬或金屬合金形成，所 述突起具有多個(gè)第一突起部，所述第一突起部由所述金屬或金屬合金形成，而不是由多個(gè) 所述金屬或金屬合金的粒子連結(jié)成列狀而形成，所述突起不具有由多個(gè)所述金屬或金屬合 金的粒子連接成列狀而得到的粒子連結(jié)體所形成的第二突起部，或者具有至少一個(gè)由多個(gè) 所述金屬或金屬合金的粒子連接成列狀而得到的粒子連結(jié)體所形成的第二突起部，所述第 一突起部和所述第二突起部的總個(gè)數(shù)100%中的70%以上為所述第一突起部。
[0019] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述第一突起部和所述第二突起部的總 個(gè)數(shù)100 %中的90 %以上為所述第一突起部。
[0020] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電部中的微晶尺寸為0.1 nm以 上、IOOnm以下。
[0021] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電部的晶格應(yīng)變?yōu)?.001%以上、 且10%以下。
[0022] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電部含有鎳。
[0023] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電性粒子在所述導(dǎo)電部的內(nèi)部及 內(nèi)側(cè)不具有用于使所述導(dǎo)電部的外表面隆起的芯物質(zhì)。
[0024] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述突起的高度為所述導(dǎo)電性粒子的粒 徑的1/100以上。
[0025] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子的某個(gè)特定方面，所述導(dǎo)電性粒子具備配置于所述導(dǎo)電部 外表面上的絕緣性物質(zhì)。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的寬泛方面，提供一種連接結(jié)構(gòu)體，其具備：第一連接對象部件，其表 面具有第一電極；第二連接對象部件，其表面具有第二電極；連接部，其將所述第一連接對 象部件和所述第二連接對象部件連接在一起，所述連接部由所述導(dǎo)電性粒子形成，或者由 含有所述導(dǎo)電性粒子和粘合劑樹脂的導(dǎo)電材料形成，所述第一電極和所述第二電極通過所 述導(dǎo)電性粒子實(shí)現(xiàn)了電連接。
[0027] 發(fā)明的效果
[0028] 本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子具備基材粒子和配置于所述基材粒子表面上的導(dǎo)電部，所述 導(dǎo)電部在外表面具有多個(gè)突起，所述導(dǎo)電部具有晶體結(jié)構(gòu)，在所述導(dǎo)電部的具有所述突起 的部分和不具有所述突起的部分，晶體結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，因此，在使用本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子對 電極間進(jìn)行電連接的情況下，可以降低連接電阻。
【附圖說明】
[0029] 圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的導(dǎo)電性粒子的剖面圖；
[0030] 圖2是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的導(dǎo)電性粒子的剖面圖；
[0031] 圖3是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的導(dǎo)電性粒子的剖面圖；
[0032] 圖4是示意性地表示使用了本發(fā)明第一實(shí)施方式的導(dǎo)電性粒子的連接結(jié)構(gòu)體的 剖面圖。
[0033] 標(biāo)記說明
[0034] 1，1A，IB…導(dǎo)電性粒子
[0035] la，lAa，IBa…突起
[0036] 2, 2A…基材粒子
[0037] 2Ax…有機(jī)核
[0038] 2Ay…無機(jī)殼
[0039] 3,3A，3B …導(dǎo)電部
[0040] 3a，3Aa …突起
[0041] 3Bx…第一導(dǎo)電部
[0042] 3By…第二導(dǎo)電部
[0043] 3Bya …突起
[0044] 4…芯物質(zhì)
[0045] 5…絕緣性物質(zhì)
[0046] 51…連接結(jié)構(gòu)體
[0047] 52…第一連接對象部件
[0048] 52a…第一電極
[0049] 53…第二連接對象部件
[0050] 53a…第二電極
[0051] 54…連接部
[0052] 54a…粘合劑樹脂
【具體實(shí)施方式】
[0053] 以下，說明本發(fā)明的詳細(xì)情況。
[0054] (導(dǎo)電性粒子）
[0055] 本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子具備基材粒子和配置于上述基材粒子表面上的導(dǎo)電部。本發(fā) 明的導(dǎo)電性粒子中，上述導(dǎo)電部在外表面具有多個(gè)突起。本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子中，上述導(dǎo)電 部具有晶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子中，在所述導(dǎo)電部的具有所述突起的部分和不具有 所述突起的部分，晶體結(jié)構(gòu)是連續(xù)的。
[0056] 通過采用本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子中的上述構(gòu)成，在使用本發(fā)明的導(dǎo)電性粒子對電極 間進(jìn)行電連接的情況下，可以降低連接電阻。作為其原因，認(rèn)為由于晶體結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，變 得硬質(zhì)且延展性變高，結(jié)果突起變得比較硬。
[0057] 本發(fā)明中，從降低電極間的連接電阻的觀點(diǎn)出發(fā)，在所述導(dǎo)電部的具有所述突起 的部分和不具有所述突起的部分，晶體結(jié)構(gòu)是連續(xù)的。不具有上述突起的部分為導(dǎo)電部的 第一部分，具有突起的部分是厚度比第一部分厚的第二部分。第一部分中，導(dǎo)電部的外表面 不隆起。
[0058] 從有效地降低電極間的連接電阻的觀點(diǎn)出發(fā)，上述導(dǎo)電部的微晶尺寸優(yōu)選為 0· Inm以上，更優(yōu)選為I. 73nm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5nm以上，優(yōu)選為IOOnm以下，更優(yōu)選為 50nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為IOnm以下。作為其原因，若上述導(dǎo)電部的微晶尺寸為上述下限以 上及上述上限以下，則更進(jìn)一步變得硬質(zhì)，且延展性更進(jìn)一步變高，結(jié)果突起變得比較硬。 在滿足上述微晶尺寸的導(dǎo)電部中，在進(jìn)行電極間的連接時(shí)，突起不易折斷，且突起不易損 傷。本發(fā)明中，通過形成滿足上述微晶尺寸的導(dǎo)電部，突起充分貫穿電極或?qū)щ娦粤Ｗ颖砻?的氧化膜，因此，可以更進(jìn)一步降低電極間的連接電阻。
[0059] 從有效地降低電極間的連接電阻的觀點(diǎn)出發(fā)，上述導(dǎo)電部的晶格應(yīng)變優(yōu)選為 0. 001 %以上，更優(yōu)選為0. 01 %以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 %以上，特別優(yōu)選為0. 15%以上，優(yōu) 選為10 %以下，更優(yōu)選為5 %以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1 %以下。
[0060] 為了使上述微晶尺寸、上述晶體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性及上述晶格應(yīng)變在本發(fā)明的導(dǎo)電性 粒子中最優(yōu)選化，適當(dāng)進(jìn)行使發(fā)生共析的金屬相對于主金屬的比例的最優(yōu)選化，鍍敷反應(yīng) 速度的最優(yōu)選化、鍍浴中PH的最優(yōu)選化及鍍浴中溫度的最優(yōu)選化等。
[0061] 作為使上述導(dǎo)電部的微晶尺寸微細(xì)化的方法，可舉出：鎳導(dǎo)電部中磷含量的增加 引起的微細(xì)化、鎳導(dǎo)電部中的硼含量的增加引起的微細(xì)化、鍍液中的有機(jī)類光澤劑的添加 引起的微細(xì)化以及金屬類光澤劑的添加引起的微細(xì)化的方法等。特別是鍍鎳導(dǎo)電部中的磷 及硼含量的增加、有機(jī)類光澤劑的添加對導(dǎo)電部的微晶尺寸的微細(xì)化具有效果。
[0062] 作為增加鍍鎳導(dǎo)電部中磷及硼含量的方法，可舉出：降低鍍液的pH來延緩鍍鎳液 的反應(yīng)速度的方法、降低鍍鎳液溫度的方法、提高鍍鎳液中磷類還原劑及硼類還原劑的濃 度的方法、提高鍍鎳液中絡(luò)化劑的濃度的方法等。這些方法也可以單獨(dú)使用一種，也可以組 合使用兩種以上。
[0063] 作為上述有機(jī)類光澤劑，可舉出：糖精、萘二磺酸鈉、萘三磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、 炔丙基磺酸鈉、丁炔二醇、炔丙醇、香豆素、福爾馬林、乙氧基化聚乙烯亞胺、多烷基亞胺、聚 乙烯亞胺、明膠、糊精、硫脲、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、肉桂酸、煙酸及亞芐基丙酮 等。上述有機(jī)類光澤劑可以單獨(dú)使用一種，也可以組合使用兩種以上。
[0064] 另外，作為上述有機(jī)類光澤劑優(yōu)選的例子，可舉出：乙氧基化聚乙烯亞胺、多烷基 亞胺、聚乙烯亞胺及聚乙二醇等。
[0065] 作為降低上述導(dǎo)電部中的晶格應(yīng)變的方法，可舉出向鍍液中添加金屬穩(wěn)定劑的方 法等。通過上述金屬穩(wěn)定劑的添加，鍍液的穩(wěn)定性提高，晶格應(yīng)變減少，可形成對基材粒子 的包覆性良好的鍍膜。作為上述金屬穩(wěn)定劑，可舉出：鉛化合物、鉍化合物、鉈化合物及釩化 合物等。作為上述金屬穩(wěn)定劑的具體例，可舉出：構(gòu)成化合物的金屬（鉛、祕、銘、鑰J的硫 酸鹽、碳酸鹽、酢酸鹽、硝酸鹽及鹽酸鹽等。當(dāng)考慮對環(huán)境的影響時(shí)，優(yōu)選為：鉍化合物、鉈化 合物或釩化合物。
[0066] 上述導(dǎo)電性粒子的上述突起的高度優(yōu)選為0. 001 μπι以上，更優(yōu)選為0. 05 μπι以 上，優(yōu)選為〇. 9 μπι以下，更優(yōu)選為0. 2 μπι以下。若上述突起的高度為上述下限以上及上述 上限以下，則電極間的連接電阻有效地降低。上述突起的高度是每個(gè)導(dǎo)電性粒子的多個(gè)突 起高度的平均。上述突起的高度表示：連接導(dǎo)電性粒子的中心和突起頂端的線（圖1所示 的虛線LI)上的、從假定無突起時(shí)的導(dǎo)電部的假想線（圖1所示的虛線L2)上起（假定無 突起時(shí)的球狀的導(dǎo)電性粒子的外表面上）到突起頂端的距離。即，表示圖1中從虛線LI和 虛線L2的交點(diǎn)到突起頂端的距離。
[0067] 從有效地降低連接電阻且有效地提高電極間的連接可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述 突起的高度為上述導(dǎo)電性粒子