(57)【要約】【課題】電極間を接続した場合に、電極間の接続抵抗を低くすることができる導電性粒子を提供する。【解決手段】本発明に係る導電性粒子１は、基材粒子２と、基材粒子２の表面上に配置されており、かつ外表面に複数の突起３ａを有する導電部３と、導電部３内に全体が埋め込まれた複数の第１の芯物質４Ａと、導電部３内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた少なくとも１つの第２の芯物質４Ｂを備える。導電部３の外表面の突起３ａの内側に、第１の芯物質４Ａが配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材粒子と、
前記基材粒子の表面上に配置されており、かつ外表面に複数の突起を有する導電部と、
前記導電部内に全体が埋め込まれた複数の第１の芯物質と、
前記導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた少なくとも１つの第２の芯物質とを備え、
前記導電部の外表面の前記突起の内側に、前記第１の芯物質が配置されている、導電性粒子。
【請求項２】
前記第２の芯物質のモース硬度が４．０以上である、請求項１に記載の導電性粒子。
【請求項３】
前記第２の芯物質の全表面積１００％中、前記導電部内に埋め込まれずに前記導電部の外表面から露出している表面積の割合が５％以上、８０％以下である、請求項１又は２に記載の導電性粒子。
【請求項４】
前記第２の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ又はタングステンカーバイトである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性粒子。
【請求項５】
前記第２の芯物質の材料が酸化チタンである、請求項４に記載の導電性粒子。
【請求項６】
前記導電部がニッケルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性粒子。
【請求項７】
前記第２の芯物質のモース硬度が６．０以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性粒子。
【請求項８】
前記導電部の外表面上に配置された絶縁性物質を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性粒子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む、導電材料。
【請求項１０】
第１の接続対象部材と、
第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材と前記第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている、接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材粒子の表面上に導電部が配置されている導電性粒子に関し、より詳細には、例えば、電極間の電気的な接続に用いることができる導電性粒子に関する。また、本発明は、上記導電性粒子を用いた導電材料及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続、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異方性導電材料を配置した後、加熱及び加圧することにより、これらの電極を電気的に接続できる。
【０００４】
上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献１には、芯材粒子の表面に、ニッケル又はニッケル合金皮膜が形成された導電性粒子が開示されている。この導電性粒子は、上記皮膜の表面から突出し、かつ該皮膜と連続体になっており、かつアスペクト比が１以上である突起部を多数有する。アスペクト比が１以上である上記突起部の割合は、全突起部の数に対して４０％以上である。
【０００５】
下記の特許文献２には、基材粒子の表面が導電性膜で被覆されており、該導電性膜が表面に隆起した突起を有する導電性粒子が開示されている。上記導電性膜の表面の隆起した突起は、軟質の金属粒子と硬質の非金属粒子とをそれぞれ芯物質としている。軟質の金属粒子の粒子径は、硬質の非金属粒子の平均粒子径に対して、１．０５〜６倍である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０４４３８８Ａ１
【特許文献２】特開２００６−２１６３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載の導電性粒子を用いて電極間を接続した場合には、導電層の表面に複数の突起が形成されているので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。例えば、導電層の表面及び電極の表面に酸化膜が形成されていても、電極間の接続時に、突起によって酸化膜が効果的に排除され、電極間の接続抵抗が低くなる。
【０００８】
しかしながら、近年、電極間の接続抵抗をより一層低くすることが可能な導電性粒子が求められている。
【０００９】
本発明の目的は、電極間を接続した場合に、電極間の接続抵抗を低くす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導電材料及び接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置されており、かつ外表面に複数の突起を有する導電部と、前記導電部内に全体が埋め込まれた複数の第１の芯物質と、前記導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた少なくとも１つの第２の芯物質とを備え、前記導電部の外表面の前記突起の内側に、前記第１の芯物質が配置されている、導電性粒子が提供される。
【００１１】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記第２の芯物質のモース硬度は好ましくは４．０以上、より好ましくは６．０以上である。
【００１２】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記第２の芯物質の全表面積１００％中、前記導電部内に埋め込まれずに前記導電部の外表面から露出している表面積の割合が５％以上、８０％以下である。
【００１３】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記第２の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ又はタングステンカーバイトである。
【００１４】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記第２の芯物質の材料が、酸化チタンである。
【００１５】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電部がニッケルを含む。
【００１６】
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電性粒子は、前記導電部の外表面上に配置された絶縁性物質を備える。
【００１７】
本発明の広い局面によれば、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む、導電材料が提供される。
【００１８】
本発明の広い局面によれば、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、前記第１の接続対象部材と前記第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部が、上述した導電性粒子により形成されているか、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている、接続構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、上記基材粒子の表面上に配置されておりかつ外表面に複数の突起を有する導電部と、上記導電部内に全体が埋め込まれた複数の第１の芯物質と、上記導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた少なくとも１つの第２の芯物質とを備え、上記導電部の外表面の上記突起の内側に、上記第１の芯物質が配置されているので、本発明に係る導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第５の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２２】
（導電性粒子）
本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、上記基材粒子の表面上に配置されており、かつ外表面に複数の突起を有する導電部と、上記導電部内に全体が埋め込まれた複数の第１の芯物質と、上記導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた少なくとも１つの第２の芯物質とを備える。上記第２の芯物質の表面の一部の領域は、上記導電部の外表面から露出している。本発明に係る導電性粒子は、上記導電部の外表面の上記突起の内側に、上記第１の芯物質が配置されている。
【００２３】
本発明に係る導電性粒子は、上述した構成を備えているので、特に上記第１の芯物質だけでなく、上記第２の芯物質が存在するため、本発明に係る導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、電極間の接続抵抗を低くすることができる。この理由は、上記導電部から露出している上記第２の芯物質が、電極間の接続時に電極の表面の酸化膜を効果的に排除するためであると考えられる。本発明に係る導電性粒子の使用により、電極間の接続時に、上記酸化膜が効果的に排除され、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００２４】
上記第１の芯物質のモース硬度は好ましくは５．０以上、より好ましくは１０．０以上である。上記第１の芯物質のモース硬度が上記下限以上であると、上記導電部の外表面の突起によって、上記酸化膜がより一層効果的に排除され、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００２５】
上記第２の芯物質のモース硬度は好ましくは４．０以上、より好ましくは６．０以上、更に好ましくは７．０以上である。上記第２の芯物質のモース硬度が上記下限以上であると、上記第２の芯物質の露出部分によって、上記酸化膜がより一層効果的に排除され、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００２６】
上記第１の芯物質と上記第２の芯物質との合計の個数１００％中、上記第２の芯物質の個数の割合Ａは好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上、更に好ましくは５０％以上、特に好ましくは６０％以上、好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下である。上記第１，第２の芯物質の個数の割合Ａが上述した関係を満足すると、電極間の接続抵抗がより一層効果的に低くなる。
【００２７】
上記第２の芯物質の全表面積１００％中、上記導電部内に埋め込まれずに上記導電部の外表面から露出している表面積の割合Ｂは好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である。上記導電部内に埋め込まれずに上記導電部の外表面から露出している表面積の割合Ｂが上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の接続抵抗がより一層効果的に低くなる。また、上記割合Ｂが上記下限以上であると、上記第１，第２の芯物質と導電部との密着性がより一層高くなる。
【００２８】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電性粒子は、複数の上記第２の芯物質を備えることが好ましい。上記導電性粒子における上記第２の芯物質の数は好ましくは２以上、より好ましくは１０以上である。上記第２の芯物質の数の上限は導電性粒子の粒子径等を考慮して適宜選択できる。上記導電性粒子における上記第２の芯物質の数は１００以下であってもよく、５０以下であってもよい。
【００２９】
上記第２の芯物質の材料の屈折率が１．６以上であることが好ましい。上記屈折率は高いほどよい。上記第２の芯物質の材料の屈折率は、好ましくは１．７以上、より好ましくは１．８以上である。上記屈折率が高いと、上記導電性粒子に光を照射したときに、上記第２の芯物質の露出部分により反射される光量が多くなる。このため、バインダー樹脂が光硬化性を有する場合には、バインダー樹脂をより一層均一に硬化させることができる。例えば、光が直接照射されなかったバインダー樹脂部分も、反射光により硬化させることができる。
【００３０】
上記第１の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ、又はタングステンカーバイトであることが好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、又はタングステンカーバイトであることがより好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム又は酸化チタンであることが更に好ましく、酸化チタンであることが特に好ましい。上記第２の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタン又はタングステンカーバイトであることが好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、又はタングステンカーバイトであることがより好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム又は酸化チタンであることが更に好ましく、酸化チタンであることが特に好ましい。これらの好ましい材料によって上記第１，第２の芯物質が形成されていることにより、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、上記第１，第２の芯物質の材料が酸化チタンである場合には、上記第１，第２の芯物質と導電部との密着性がより一層高くなる。さらに、上記第１，第２の芯物質の材料が、酸化チタンであることは、接続抵抗の低減に大きく寄与する。また、芯物質の硬度が高くことから、上記第１の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ、又はタングステンカーバイトであることが好ましく、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ又はタングステンカーバイトであることがより好ましく、酸化チタンであることが特に好ましい。芯物質の硬度が高くことから、上記第２の芯物質の材料が、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ、又はタングステンカーバイトであることが好ましく、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ又はタングステンカーバイトであることがより好ましく、酸化チタンであることが特に好ましい。
【００３１】
上記芯物質は、球状ではない形状であることが好ましい。上記芯物質が球状ではない形状を有することによって、上記芯物質が球状である場合と比べて、電極間の接続抵抗を低くすることができる。但し、本発明に係る導電性粒子では、上記芯物質には、球状である芯物質が含まれる。上記芯物質の形状としては、多角錐状、多角柱状、円盤状、板状、針状、立方体状、直方体状及びこれらに類似した形状などが挙げられる。
【００３２】
電極間の接続抵抗を効果的に低くする観点からは、上記芯物質の投影像の円形度は好ましくは０．９９以下、より好ましくは０．９５以下である。上記円形度は、０．９５以上であってもよく、０．９９以上であってもよく、１．０５以上であってもよく、１．１０以上であってもよく、１．５０以下であってもよい。
【００３３】
電極間の接続抵抗を効果的に低くする観点からは、上記第１の芯物質及び上記第２の芯物質のアスペクト比はそれぞれ、好ましくは１．５以上、より好ましくは２以上である。上記アスペクト比は、５以下であってもよく、４以下であってもよい。
【００３４】
上記導電性粒子１個あたりの上記導電部の外表面の突起は、好ましくは３個以上、より好ましくは５個以上である。上記突起の数の上限は特に限定されない。突起の数の上限は導電性粒子の粒子径等を考慮して適宜選択できる。
【００３５】
複数の上記突起の平均高さは、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、好ましくは０．９μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下である。上記突起の平均高さが上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の接続抵抗を効果的に低くすることができる。
【００３６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【００３８】
図１に示すように、導電性粒子１は、基材粒子２と、導電部３と、複数の第１の芯物質４Ａと、複数の第２の芯物質４Ｂと、複数の絶縁物質５とを有する。
【００３９】
導電部３は、基材粒子２の表面上に配置されている。導電性粒子１は、基材粒子２の表面が導電部３により被覆された被覆粒子である。導電部３は連続皮膜である。
【００４０】
導電性粒子１は導電性の表面に、複数の突起１ａを有する。導電部３は外表面に、複数の突起３ａを有する。複数の第１の芯物質４Ａが、基材粒子２の表面上に配置されている。第１の芯物質４Ａは、基材粒子２の表面と接触している。複数の第２の芯物質４Ｂが、基材粒子２の表面上に配置されている。第２の芯物質４Ｂは、基材粒子２の表面と接している。複数の第１の芯物質４Ａは全体が、導電部３内に埋め込まれている。複数の第２の芯物質４Ｂは、第２の芯物質４Ｂの一部の領域が露出するように導電部３内に埋め込まれている。第１の芯物質４Ａは、突起１ａ，３ａの内側に配置されている。導電部３は、複数の第１の芯物質４Ａを被覆している。複数の第１の芯物質４Ａにより導電部３の外表面が隆起されており、突起１ａ，３ａが形成されている。
【００４１】
導電性粒子１は、導電部３の外表面上に配置された絶縁物質５を有する。導電部３の外表面の少なくとも一部の領域が、絶縁物質５により被覆されている。絶縁物質５は絶縁性を有する材料により形成されており、絶縁粒子である。
【００４２】
第１，第２の芯物質４Ａ，４Ｂはそれぞれ、球状ではない形状を有する。第１，第２の芯物質４Ａ，４Ｂが球状ではない形状を有する場合に、芯物質の形状は、図１に示す形状に限定されず、適宜変更可能である。また、突起の形状は、図１に示す形状に限定されず、芯物質の形状に応じて、適宜変更可能である。
【００４３】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【００４４】
図２に示す導電性粒子１１は、基材粒子２と、第１の導電部１２と、第２の導電部１３と、複数の第１の芯物質４Ａと、複数の第２の芯物質４Ｂと、複数の絶縁物質５とを有する。
【００４５】
導電性粒子１と導電性粒子１１とでは、導電部が異なっている。すなわち、導電性粒子１では、１層構造の導電部３が形成されているのに対し、導電性粒子１１では、２層構造の第１の導電部１２及び第２の導電部１３が形成されている。
【００４６】
第１，第２の導電部１２，１３は、基材粒子２の表面上に配置されている。基材粒子２と第２の導電部１３との間に、第１の導電部１２が配置されている。従って、基材粒子２の表面上に第１の導電部１２が配置されており、第１の導電部１２の表面上に第２の導電部１３が配置されている。第１，第２の導電部１２，１３は外表面に、複数の突起１２ａ，１３ａを有する。導電性粒子１１は導電性の表面に、複数の突起１１ａを有する。
【００４７】
複数の第１の芯物質４Ａ及び複数の第２の芯物質４Ｂがそれぞれ、基材粒子２の表面上に配置されている。第１の芯物質４Ａ及び第２の芯物質４Ｂはそれぞれ、基材粒子２の表面と接触している。複数の第１の芯物質４Ａは、第１，第２の導電部１２，１３内に埋め込まれている。基材粒子２と第１の導電部１２との間に、第１の芯物質４Ａが配置されている。第１の芯物質４Ａは、突起１１ａ，１２ａ，１３ａの内側に配置されている。第１，第２の導電部１２，１３はそれぞれ、複数の第１の芯物質４Ａを被覆している。複数の第１の芯物質４Ａにより第１，第２の導電部１２，１３の外表面が隆起されており、突起１１ａ，１２ａ，１３ａが形成されている。
【００４８】
導電性粒子１，１１のように、上記導電部は、単層であってもよく、２層以上の多層であってもよい。
【００４９】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【００５０】
図３に示す導電性粒子２１は、基材粒子２と、第１の導電部２２と、第２の導電部２３と、複数の第１の芯物質４Ａと、複数の第２の芯物質４Ｂとを有する。導電性粒子２１では、２層構造の第１の導電部２２及び第２の導電部２３を備える。
【００５１】
導電性粒子１１と導電性粒子２１とでは、第１，第２の芯物質の配置位置と、絶縁物質の有無が異なっている。すなわち、導電性粒子１１では、基材粒子２と第１の導電部１２との間に、第１の芯物質４Ａが配置されているのに対し、導電性粒子２１では、第１の導電部２２と第２の導電部２３との間に、第１の芯物質４Ａが配置されている。また、導電性粒子１１では、基材粒子２と接するように第２の芯物質４Ｂが配置されているのに対し、導電性粒子２１では、基材粒子２と接さず、第１の導電部２２と接するように第２の芯物質４Ｂが配置されている。導電性粒子１１は、絶縁物質５を有するのに対し、導電性粒子２１は、絶縁物質を有さない。
【００５２】
第１，第２の導電部２２，２３は、基材粒子２の表面上に配置されている。基材粒子２と第２の導電部２３との間に、第１の導電部２２が配置されている。従って、基材粒子２の表面上に第１の導電部２２が配置されており、第１の導電部２２の表面上に第２の導電部２３が配置されている。第１の導電部２２は外表面に突起を有さない。第２の導電部２３は外表面に、複数の突起２３ａを有する。導電性粒子２１は導電性の表面に、複数の突起２１ａを有する。
【００５３】
複数の第１の芯物質４Ａが、基材粒子２の表面上に配置されている。但し、第１の芯物質４Ａは、基材粒子２の表面と接触していない。複数の第１の芯物質４Ａは第１の導電部２２の外表面上に配置されており、第２の導電部２３内に埋め込まれている。第１の導電部２２と第２の導電部２３との間に、第１の芯物質４Ａが配置されている。第２の導電部２３は、複数の第１の芯物質４Ａを被覆している。複数の第１の芯物質４Ａにより第２の導電部２３の外表面が隆起されており、突起２１ａ，２３ａが形成されている。第１の芯物質４Ａは、突起２１ａ，２３ａの内側に配置されている。
【００５４】
導電性粒子１，１１，２１のように、上記導電性粒子は、上記絶縁物質を有していてもよく、有していなくてもよい。また、上記芯物質は、上記基材粒子の表面に接触していてもよく、上記基材粒子の表面に接触していなくてもよく、上記基材粒子の表面に接触しないように上記導電部内に埋め込まれていてもよい。
【００５５】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【００５６】
図４に示す導電性粒子３１は、基材粒子２と、導電部３２と、複数の第１の芯物質４Ａと、複数の第２の芯物質４Ｂと、絶縁物質５とを備える。導電性粒子３１は、導電性の表面に突起３１ａを有する。
【００５７】
導電部３２は、基材粒子２の表面上に配置されている。導電性粒子１では、単層の導電部３２が形成されている。
【００５８】
複数の第１の芯物質４Ａ及び複数の第２の芯物質４Ｂがそれぞれ、基材粒子２の表面上に配置されている。但し、第１の芯物質４Ａ及び第２の芯物質４Ｂはそれぞれ、基材粒子２の表面と接触していない。第１の芯物質４Ａは全体が、導電部３２内に埋め込まれている。第２の芯物質４Ｂは、導電部３２内に一部の領域が露出するように埋め込まれている。複数の第１の芯物質４Ａにより導電部３２の外表面が隆起されており、突起３１ａ，３２ａが形成されている。基材粒子２と第１の芯物質４Ａとの間に、導電部３２の一部が配置されている。導電部３２は、複数の第１の芯物質４Ａを被覆している。複数の第１の芯物質４Ａによりの導電部３２の外表面が隆起されており、突起３１ａ，３２ａが形成されている。第１の芯物質４Ａは、突起３１ａ，３２ａの内側に配置されている。
【００５９】
導電性粒子３１のように、上記導電性粒子は、単層の導電部において、基材粒子の表面に接触しないように第１の芯物質が、導電部内に埋め込まれていてもよい。さらに、第２の芯物質が、基材粒子の表面に接触していなくてもよい。
【００６０】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。
【００６１】
図５に示す導電性粒子４１は、基材粒子２と、導電部４２と、複数の第１の芯物質４３Ａと、複数の第２の芯物質４３Ｂと、絶縁物質５とを備える。導電性粒子４１は、導電性の表面に突起４１ａを有する。
【００６２】
導電性粒子４１では、第１の芯物質４３Ａの形状及び第２の芯物質４３Ｂの形状がそれぞれ球状である。このため、導電部４２の形状も、導電部３とは異なる。導電部４２は外表面に突起４２ａを有する。
【００６３】
導電性粒子４１のように、第１の芯物質の形状及び第２の芯物質の形状はそれぞれ球状であってもよい。但し、導電性粒子１，１１，２１，３１のように、第１の芯物質及び第２の芯物質はそれぞれ球状ではない形状を有することが好ましい。
【００６４】
以下、導電性粒子をより詳しく説明する。
【００６５】
［基材粒子］
上記基材粒子としては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、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。上記基材粒子は、金属粒子を除く基材粒子であることが好ましく、樹脂粒子、金属を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。上記基材粒子は、コアとコアの表面上に配置されたシェルとを備えていてもよく、コアシェル粒子であってもよい。
【００６６】
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が高くなる。
【００６７】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂；ポリアルキレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、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、ポリエーテルスルホン、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種もしくは２種以上重合させて得られる重合体等が挙げられる。また、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種もしくは２種以上重合させることにより、導電材料に適した任意の圧縮時の物性を有する樹脂粒子を設計及び合成可能である。また、導電材料に適した任意の圧縮時の物性を有する樹脂粒子を設計及び合成することができ、かつ基材粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を複数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であることが好ましい。
【００６８】
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、該エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。
【００６９】
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の酸素原子含有（メタ）アクリレート類；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル含有単量体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類；酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素；トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロエチル（メタ）アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。
【００７０】
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。
【００７１】
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、及び非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。
【００７２】
上記基材粒子が金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合には、上記基材粒子の材料である無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機物は金属ではないことが好ましい。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシリル基を２つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、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。
【００７３】
上記基材粒子が金属粒子である場合には、該金属粒子の材料である金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。但し、上記基材粒子は金属粒子ではないことが好ましい。
【００７４】
上記基材粒子の粒子径は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、より一層好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは１．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、より一層好ましくは３００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、更に一層好ましくは３０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下、最も好ましくは３μｍ以下である。上記基材粒子の粒子径が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、電極間の導通信頼性がより一層高くなり、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗がより一層低くなる。さらに、基材粒子の表面に導電部を無電解めっきにより形成する際に凝集し難くなり、凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。基材粒子の平均粒子径が上記上限以下であると、導電性粒子が充分に圧縮されやすく、電極間の接続抵抗がより一層低くなり、更に電極間の間隔が狭くなる。
【００７５】
上記基材粒子の粒子径は、数平均粒子径を示す。該平均粒子径は、例えばコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定可能である。
【００７６】
［導電部］
上記導電部は導電層であることが好ましい。上記導電部の材料である金属は特に限定されない。上記導電部の材料である金属としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、亜鉛、鉄、錫、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、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ素、タングステン、モリブデン及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができるので、錫を含む合金、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましく、ニッケル又はパラジウムがより好ましい。上記導電部を構成する金属はニッケルを含むことが好ましい。上記導電部は、ニッケル、タングステン、モリブデン、パラジウム、リン及びボロンからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、ニッケルと、リン又はボロンとを含むことがより好ましい。上記導電部の材料は、リン及びボロンなどを含む合金であってもよい。上記導電部では、ニッケルとタングステン又はモリブデンとが合金化していてもよい。上記導電部の融点は、好ましくは３００℃以上、より好ましくは４５０℃以上である。
【００７７】
導電部の硬度をより一層高くし、電極間の接続時に、導電部の表面及び電極の表面の酸化膜をより一層効果的に排除し、電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電部は、ニッケルを含む導電部を有することが好ましい。ニッケルを含む導電部はニッケルを主金属として含むことが好ましい。上記ニッケルを含む導電部１００重量％中、ニッケルの含有量は５０重量％以上であることが好ましい。上記ニッケルを含む層１００重量％中、ニッケルの含有量は好ましくは７５重量％以上、より好ましくは８５重量％以上、更に好ましくは９５重量％以上である。ニッケルの含有量が上記下限以上であると、導電部の表面及び電極の表面の酸化膜がより一層効果的に除去され、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００７８】
上記導電部はリン又はボロンを含むことが好ましく、上記ニッケルを含む導電部はリン又はボロンを含むことが好ましい。上記導電部がリン又はボロンを含む場合に、リン又はボロンを含む導電部１００重量％中、リンとボロンとの合計の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは３重量％以下である。リンとボロンとの合計の含有量が上記上限以下であると、導電部の抵抗がより一層低くなり、またニッケルなどの金属の含有量が相対的に多くなるので、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００７９】
上記導電部は、１つの層により形成されていてもよく、複数の層により形成されていてもよい。すなわち、導電部は、単層であってもよく、２層以上の積層構造を有していてもよい。導電部が複数の層により形成されている場合には、最外層は、金層、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は錫と銀とを含む合金層であることが好ましく、金層又はパラジウム層であることがより好ましく、金層であることが特に好ましい。最外層がこれらの好ましい導電部である場合には、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、最外層が金層である場合には、耐腐食性がより一層高くなる。
【００８０】
粒子の表面上に導電部を形成する方法は特に限定されない。導電部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、導電部の形成が簡便であるので、無電解めっきによる方法が好ましい。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。
【００８１】
導電部全体の厚み（導電部が上記第１の導電部と上記第２の導電部とを有する場合には、第１，第２の導電部の合計の厚み）は、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、特に好ましくは５０ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは８００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは４００ｎｍ以下、最も好ましくは３００ｎｍ以下である。導電部全体の厚みが上記下限以上であると、導電性粒子の導電性がより一層良好になる。導電部全体の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電部との熱膨張率の差が小さくなり、基材粒子から導電部が剥離し難くなる。
【００８２】
上記導電部が多層層である場合に、最外層の導電部の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下である。上記最外層の導電部の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、最外層の導電部による被覆を均一にでき、耐腐食性が充分に高くなり、かつ電極間の接続抵抗が充分に低くなる。また、上記最外層が内層の導電部よりも高価である場合に、最外層の厚みが薄いほど、コストが低くなる。
【００８３】
上記導電部の厚みは、好ましくは０．００５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下である。導電部の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性が充分に高くなり、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子が充分に変形可能である。
【００８４】
上記導電部の厚みは、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、導電性粒子の断面を観察することにより測定可能である。
【００８５】
上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは０．５μｍ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２０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下である。上記導電性粒子の粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、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。上記導電性粒子の粒子径は、３μｍ以下であることも好ましい。
【００８６】
上記導電性粒子の粒子径は、導電性粒子が真球状である場合には、直径を示し、導電性粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。
【００８７】
［芯物質］
導電性粒子は、導電性の表面に突起を有し、導電部の外表面に突起を有する。該突起は複数である。導電性粒子により接続される電極の表面には、酸化膜が形成されていることが多い。導電部の表面に突起を有する導電性粒子を用いることで、電極間に導電性粒子を配置して圧着させることにより、突起により上記酸化膜を効果的に排除できる。このため、電極と導電部とがより一層確実に接触し、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。さらに、電極間の接続時に、導電性粒子の突起によって、導電性粒子と電極との間の絶縁物質を効果的に排除できる。このため、電極間の導通信頼性が高くなる。
【００８８】
上記第１の芯物質が上記導電部内に埋め込まれていることによって、上記導電部が外表面に複数の突起を有するようにすることが容易である。
【００８９】
上記突起を形成する方法としては、基材粒子の表面に芯物質を付着させた後、無電解めっきにより導電部を形成する方法、並びに基材粒子の表面に無電解めっきにより導電部を形成した後、芯物質を付着させ、更に無電解めっきにより導電部を形成する方法等が挙げられる。上記突起を形成する他の方法としては、基材粒子の表面上に、第１の導電部を形成した後、該第１の導電部上に芯物質を配置し、次に第２の導電部を形成する方法、並びに基材粒子の表面上に導電部を形成する途中段階で、芯物質を添加する方法等が挙げられる。
【００９０】
本発明に係る導電性粒子を得るために、複数の芯物質を用いて、その芯物質の一部の表面全体を導電部内に埋め込ませ、その芯物質の一部を導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込ませてもよい。この結果として得られる導電性粒子において、導電部内に全体が埋め込まれている芯物質が第１の芯物質に相当し、導電部内に表面の一部の領域が露出するように埋め込まれた芯物質が第２の芯物質に相当する。本発明に係る導電性粒子を得るために、１種類の芯物質を用いて、上記第１，第２の芯物質を構成してもよい。本発明に係る導電性粒子を得るために、２種類以上の芯物質を用いて、上記第１，第２の芯物質を構成してもよい。
【００９１】
上記基材粒子の表面上に芯物質を配置する方法としては、例えば、基材粒子の分散液中に、芯物質を添加し、基材粒子の表面に芯物質を、例えば、ファンデルワールス力により集積させ、付着させる方法、並びに基材粒子を入れた容器に、芯物質を添加し、容器の回転等による機械的な作用により基材粒子の表面に芯物質を付着させる方法等が挙げられる。なかでも、付着させる芯物質の量を制御しやすいため、分散液中の基材粒子の表面に芯物質を集積させ、付着させる方法が好ましい。
【００９２】
上記導電性粒子は、基材粒子の表面上に第１の導電部を有し、かつ該第１の導電部上に第２の導電部を有していてもよい。この場合に、第１の導電部の表面に芯物質を付着させてもよい。芯物質は第２の導電部により被覆されていること好ましい。上記第１の導電部の厚みは、好ましくは０．０５μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以下である。導電性粒子は、基材粒子の表面上に第１の導電部を形成し、次に該第１の導電部の表面上に芯物質を付着させた後、第１の導電部及び芯物質の表面上に第２の導電部を形成することにより得られていることが好ましい。
【００９３】
上記芯物質の材料としては、導電性物質及び非導電性物質が挙げられる。上記導電性物質としては、例えば、金属、金属の酸化物、黒鉛等の導電性非金属及び導電性ポリマー等が挙げられる。上記導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン等が挙げられる。上記非導電性物質としては、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム及びジルコニア等が挙げられる。なかでも、導電性を高めることができ、更に接続抵抗を効果的に低くすることができるので、金属が好ましい。上記芯物質は金属粒子であることが好ましい。上記芯物質の材料である金属としては、上記導電材料の材料として挙げた金属を適宜使用可能である。
【００９４】
上記芯物質の材料は、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン又はタングステンカーバイトであることが好ましい。上記芯物質の材料は、酸化亜鉛であってもよく、酸化アルミニウムであってもよく、酸化チタンであってもよく、タングステンカーバイドであってもよい。上記芯物質の材料は、酸化亜鉛、酸化アルミニウム又は酸化チタンであることがより好ましく、酸化チタンであることが更に好ましい。上記芯物質の材料が酸化チタンであると、芯物質と導電部との密着性がより一層高くなり、特に芯物質とニッケルを含む導電部との密着性がより一層高くなる。さらに、基材粒子に対する芯物質の吸着性がより一層高くなり、基材粒子の表面上に芯物質をより一層容易に配置することができ、突起密度をより一層容易に制御可能になる。
【００９５】
上記芯物質の平均径（平均粒子径）は、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、好ましくは０．９μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下である。上記芯物質の平均径が上記下限以上及び上限以下であると、電極間の接続抵抗が効果的に低くなる。
【００９６】
上記芯物質の「平均径（平均粒子径）」は、数平均径（数平均粒子径）を示す。芯物質の平均径は、任意の芯物質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。
【００９７】
［絶縁物質］
本発明に係る導電性粒子は、上記導電部の外表面上に配置された絶縁物質を備えることが好ましい。この場合には、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物質が存在するので、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、導電部と電極との間の絶縁物質を容易に排除できる。導電性粒子が導電部の外表面に複数の突起を有する場合には、導電性粒子の導電部と電極との間の絶縁物質をより一層容易に排除できる。
【００９８】
電極間の圧着時に上記絶縁物質をより一層容易に排除できることから、上記絶縁物質は、絶縁粒子であることが好ましい。
【００９９】
上記絶縁物質の材料であ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。
【０１００】
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。
【０１０１】
熱圧着時の絶縁粒子の脱離性をより一層高める観点からは、絶縁粒子は、無機粒子であることが好ましく、シリカ粒子であることが好ましい。上記無機粒子としては、シラス粒子、ハイドロキシアパタイト粒子、マグネシア粒子、酸化ジルコニウム粒子及びシリカ粒子等が挙げられる。上記シリカ粒子としては、粉砕シリカ、球状シリカが挙げられ、球状シリカを用いることが好ましい。
【０１０２】
上記導電部の表面上に絶縁物質を配置する方法としては、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、ハイブリダイゼーション、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、絶縁物質が脱離し難いことから、上記導電部の表面又は上記被膜の表面に、化学結合を介して上記絶縁物質を配置する方法が好ましい。
【０１０３】
上記導電部の外表面、及び絶縁性粒子の表面はそれぞれ、反応性官能基を有する化合物によって被覆されていてもよい。導電部の外表面と絶縁性粒子の表面とは、直接化学結合していなくてもよく、反応性官能基を有する化合物によって間接的に化学結合していてもよい。導電部の外表面にカルボキシル基を導入した後、該カルボキシル基がポリエチレンイミンなどの高分子電解質を介して絶縁粒子の表面の官能基と化学結合していても構わない。
【０１０４】
上記絶縁物質の平均径（平均粒子径）は、導電性粒子の粒子径及び導電性粒子の用途等によって適宜選択可能である。上記絶縁物質の平均径（平均粒子径）は好ましくは０．００５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である。絶縁物質の平均径が上記下限以上であると、導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されたときに、複数の導電性粒子における導電部同士が接触し難くなる。絶縁粒子の平均径が上記上限以下であると、電極間の接続の際に、電極と導電性粒子との間の絶縁物質を排除するために、圧力を高くしすぎる必要がなくなり、高温に加熱する必要もなくなる。
【０１０５】
上記絶縁物質の「平均径（平均粒子径）」は、数平均径（数平均粒子径）を示す。絶縁物質の平均径は、粒度分布測定装置等を用いて求められる。
【０１０６】
（導電材料）
本発明に係る導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、導電材料として用いられることが好ましい。上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。上記導電性粒子及び導電材料はそれぞれ、回路接続材料であることが好ましい。
【０１０７】
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、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。
【０１０８】
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。
【０１０９】
上記ビニル樹脂としては、例えば、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。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、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。上記硬化性樹脂としては、例えば、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、常温硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂又は湿気硬化性樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体としては、例えば、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。上記エラストマーとしては、例えば、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。
【０１１０】
上記導電材料は、上記導電性粒子及び上記バインダー樹脂の他に、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、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
【０１１１】
本発明に係る導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。本発明に係る導電材料が、導電フィルムである場合には、導電性粒子を含む導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されていてもよい。上記導電ペーストは、異方性導電ペーストであることが好ましい。上記導電フィルムは、異方性導電フィルムであることが好ましい。
【０１１２】
上記導電材料１００重量％中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、更に好ましくは５０重量％以上、特に好ましくは７０重量％以上、好ましくは９９．９９重量％以下、より好ましくは９９．９重量％以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間に導電性粒子が効率的に配置され、導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
【０１１３】
上記導電材料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８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下、より一層好ましくは４０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下、特に好ましくは１０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、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
【０１１４】
（接続構造体）
本発明に係る導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料を用いて、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。
【０１１５】
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、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、該接続部が上述した導電性粒子により形成されているか、又は、上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている接続構造体であることが好ましい。
【０１１６】
図６に、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。
【０１１７】
図６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（硬化したバインダー樹脂など）とを含む。接続部５４は、導電性粒子１を含む導電材料により形成されている。接続部５４は、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。なお、図６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。導電性粒子１にかえて、導電性粒子１１，２１，３１，４１などの他の導電性粒子を用いてもよい。
【０１１８】
第１の接続対象部材５２は表面（上面）に、複数の第１の電極５２ａを有する。第２の接続対象部材５３は表面（下面）に、複数の第２の電極５３ａを有する。第１の電極５２ａと第２の電極５３ａ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。
【０１１９】
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。上記加圧の圧力は９．８×１０４〜４．９×１０６Ｐａ程度である。上記加熱の温度は、１２０〜２２０℃程度である。
【０１２０】
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、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板である電子部品等が挙げられる。上記接続対象部材は電子部品であることが好ましい。上記導電性粒子は、電子部品における電極の電気的な接続に用いられることが好ましい。
【０１２１】
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、銀電極、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。上記金属酸化物層の材料としては、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
（実施例１）
パラジウム付着工程：
粒子径が３．０μｍであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子Ａ（基材粒子、積水化学工業社製「ミクロパールＳＰ−２０３」）を用意した。この樹脂粒子Ａをエッチングし、水洗した。次に、パラジウム触媒を８重量％含むパラジウム触媒化液１００ｍＬ中に樹脂粒子を添加し、攪拌した。その後、ろ過し、洗浄した。ｐＨ６の０．５重量％ジメチルアミンボラン液に基材粒子を添加し、パラジウムが付着された樹脂粒子を得た。
【０１２４】
芯物質付着工程：
パラジウムが付着された樹脂粒子をイオン交換水３００ｍＬ中で３分間攪拌し、分散させ、分散液を得た。次に、芯物質（楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー０．５ｇを３分間かけて上記分散液に添加し、芯物質が付着された樹脂粒子を得た。
【０１２５】
無電解ニッケルめっき工程：
次いで、芯物質が付着された樹脂粒子をジメチルアミンボラン１重量％溶液１００重量部に添加し、樹脂粒子の表面を活性化させた。表面が活性化された樹脂粒子を十分に水洗した後、蒸留水５００重量部に加え、分散させることにより、懸濁液を得た。
【０１２６】
また、硫酸ニッケル０．２３ｍｏｌ／Ｌ、ジメチルアミンボラン０．９２ｍｏｌ／Ｌ及びクエン酸ナトリウム０．５ｍｏｌ／Ｌを含むニッケルめっき液（ｐＨ８．５）を用意した。
【０１２７】
得られた懸濁液を５０℃にて攪拌しながら、上記ニッケルめっき液を懸濁液に徐々に滴下し、無電解ニッケルめっきを行った。その後、懸濁液をろ過することにより、粒子を取り出し、水洗し、乾燥することにより、樹脂粒子の表面上に配置されており、かつ外表面に複数の突起を有するニッケル−ボロン導電部（厚み０．１μｍ）を備える導電性粒子を得た。第１の芯物質と第２の芯物質との合計の個数１００％中、第２の芯物質の個数の割合Ａは４５％であった。第２の芯物質の全表面積１００％中、導電部内に埋め込まれずに導電部の外表面から露出している表面積の割合Ｂは６％であった。
【０１２８】
（実施例２）
芯物質を含むスラリーの添加量を０．５ｇから５ｇに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４６％、上記割合Ｂは４９％であった。
【０１２９】
（実施例３）
芯物質を含むスラリーの添加量を０．５ｇから１０ｇに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４４％、上記割合Ｂは７８％であった。
【０１３０】
（実施例４）
芯物質を含むスラリーの添加量を０．５ｇから２０ｇに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは９５％であった。
【０１３１】
（実施例５）
芯物質を含むスラリーの添加量を０．５ｇから０．１ｇに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４６％、上記割合Ｂは２％であった。
【０１３２】
（実施例６）
芯物質１（楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー０．５ｇ、及び芯物質２（材料：ニッケル、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー０．５ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは７％であった。
【０１３３】
（比較例１）
芯物質である酸化チタンをニッケルに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。露出ししている第２の芯物質はなく、上記割合Ａは０％、上記割合Ｂは０％であった。
【０１３４】
（実施例７）
芯物質（楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径３００ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー３．０ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは７％であった。
【０１３５】
（実施例８）
芯物質１（楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径３００ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー１．５ｇ、及び芯物質２（材料：楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー０．５ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは８％であった。
【０１３６】
（実施例９）
芯物質（楕円形状、アスペクト比１．５、円形度０．９９以下、材料：酸化チタン、平均粒子径５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー０．２ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは６％であった。
【０１３７】
（比較例２）
芯物質を含むスラリーの添加量を０．５ｇから０．０５ｇに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。露出ししている第２の芯物質はなく、上記割合Ａは０％、上記割合Ｂは０％であった。
【０１３８】
（実施例１０）
芯物質（楕円形状、アスペクト比１．６、円形度０．９９以下、材料：酸化亜鉛、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー１．０ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは６％であった。
【０１３９】
（実施例１１）
芯物質（楕円形状、アスペクト比１．４、円形度０．９９以下、材料：酸化アルミニウム、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー１．０ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは７％であった。
【０１４０】
（実施例１２）
芯物質（楕円形状、アスペクト比１．２、円形度０．９９以下、材料：タングステンカーバイト、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー５．０ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは６％であった。
【０１４１】
（実施例１３）
芯物質（円形状、材料：シリカ、平均粒子径１５０ｎｍ）を１０重量％で含むスラリー１．０ｇを３分間かけて上記分散液に添加したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは８％であった。
【０１４２】
（実施例１４）
４ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管及び温度プローブが取り付けられた１０００ｍＬのセパラブルフラスコに、メタクリル酸メチル１００ｍｍｏｌと、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−２−メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロライド１ｍｍｏｌと、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩１ｍｍｏｌとを含むモノマー組成物を固形分率が５重量％となるようにイオン交換水に秤取した後、２００ｒｐｍで攪拌し、窒素雰囲気下７０℃で２４時間重合を行った。反応終了後、凍結乾燥して、表面にアンモニウム基を有し、平均粒子径２２０ｎｍ及びＣＶ値１０％の絶縁性粒子を得た。
【０１４３】
絶縁性粒子を超音波照射下でイオン交換水に分散させ、絶縁性粒子の１０重量％水分散液を得た。
【０１４４】
実施例１で得られた導電性粒子１０ｇをイオン交換水５００ｍＬに分散させ、絶縁性粒子の水分散液４ｇを添加し、室温で６時間攪拌した。３μｍのメッシュフィルターでろ過した後、更にメタノールで洗浄し、乾燥し、絶縁性粒子が付着した導電性粒子を得た。
【０１４５】
（実施例１５）
樹脂粒子Ａを、粒子径が２．５μｍであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子Ｂ（積水化学工業社製「ミクロパールＳＰ−２０２５」）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは８％であった。
【０１４６】
（実施例１６）
樹脂粒子Ａを、粒子径が１０μｍであるジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子Ｃ（積水化学工業社製「ミクロパールＳＰ−２１０」）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子を得た。上記割合Ａは４５％、上記割合Ｂは６％であった。
【０１４７】
（評価）
（１）接続抵抗の評価
得られた導電性粒子を含有量が１０重量％となるように、三井化学社製「ストラクトボンドＸＮ−５Ａ」に添加し、分散させて、異方性導電ペーストを作製した。
【０１４８】
Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍであるＩＴＯ電極パターンを上面に有する透明ガラス基板を用意した。また、Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍである銅電極パターンを下面に有する半導体チップを用意した。
【０１４９】
上記透明ガラス基板上に、作製直後の異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が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、１ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で硬化させて、接続構造体を得た。
【０１５０】
得られた接続構造体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。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。接続抵抗を下記の基準で判定した。
【０１５１】
［接続抵抗の判定基準］
○○：接続抵抗が２．０Ω以下
○：接続抵抗が２．０Ωを超え、３．０Ω以下
△：接続抵抗が３．０Ωを超え、５．０Ω以下
×：接続抵抗が５．０Ωを超える
【０１５２】
（２）芯物質と導電部との密着性
得られた導電性粒子を用いて、３００ｃｃのガラス製ビーカーに導電性粒子１ｇ：ジルコニアボール（φ１．０ｍｍ）４５ｇ：トルエン１７ｇの比率で各材料を混合し、直径３０ｍｍのステンレス製羽根で４００ｒｐｍ／２分攪拌する条件で、導電性粒子に荷重をかけた。その後、導電部の芯物質の表面からの剥離の有無を確認した。芯物質と導電部との密着性を下記の基準で判定した。
【０１５３】
［芯物質と導電部との密着性の判定基準］
○：導電部が芯物質の表面から剥離していない
△：導電部がわずかに芯物質の表面から剥離した
×：導電部が多く芯物質の表面から剥離した
【０１５４】
結果を下記の表１に示す。なお、実施例３，４の接続抵抗の評価結果はいずれも「○」であるが、実施例４の接続抵抗は、実施例３の接続抵抗よりも高かった。実施例３では、割合Ｂが８０％以下であるためである。また、実施例１，１１，１２，１３，１４の接続抵抗の評価結果はいずれも「○○」であるが、実施例１１の接続抵抗は、実施例１，１２、１３，１４の接続抵抗よりも高かった。実施例１，１２，１３，１４では、露出している第２の芯物質のモース硬度が高いためである。
【０１５５】
【表１】
2015109271.tif 000003
【符号の説明】
【０１５６】
１…導電性粒子
１ａ…突起
２…基材粒子
３…導電部（導電層）
３ａ…突起
４Ａ…第１の芯物質
４Ｂ…第２の芯物質
５…絶縁物質
１１…導電性粒子
１１ａ…突起
１２…第１の導電部
１２ａ…突起
１３…第２の導電部
１３ａ…突起
２１…導電性粒子
２１ａ…突起
２２…第１の導電部
２３…第２の導電部
２３ａ…突起
３１…導電性粒子
３１ａ…突起
３２…導電部
３２ａ…突起
４１…導電性粒子
４１ａ…突起
４２…導電部
４２ａ…突起
４３Ａ…第１の芯物質
４３Ｂ…第２の芯物質
５１…接続構造体
５２…第１の接続対象部材
５２ａ…第１の電極
５３…第２の接続対象部材
５３ａ…第２の電極
５４…接続部
【図１】
2015109271.tif 000004
【図２】
2015109271.tif 000005
【図３】
2015109271.tif 000006
【図４】
2015109271.tif 000007
【図５】
2015109271.tif 000008
【図６】
2015109271.tif 000009