专利名称：聚合物微粒子、导电性微粒子及各向异性导电材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物微粒子及在该聚合物微粒子表面形成导电性金属层的导电性微粒子、以及含有该导电性微粒子的各向异性导电材料。
背景技术：
电子仪器，在逐年小型化、薄型化的同时正在谋求高功能化。因此，例如液晶显示板的ITO (氧化铟锡)电极与驱动用的LSI (Large Scale Integration)的连接、LSI芯片与电路基板的连接、微细型电极端子间的连接等的电子仪器类的微小部位间的电连接，采用使用了含有导电性微粒子的各向异性导电材料的电连接。提出各种在这样的电连接中所使用的导电性微粒子的方案。例如提出了以下方案:施加压缩荷重时，压缩变形率在5 40%的范围内，具有压缩变形率急剧增加的拐点的导电性微粒子(参照专利文献1(权利要求1));导电材料附着在树脂粒子的表面的导电性粒子，所述树脂粒子为以丙烯酸树脂作为主成分、最大压缩变形率为60%以上、60%压缩变形所需要的荷重为60mN以下的树脂粒子(参照专利文献2 (权利要求13)); 10%压缩位移时的压缩强度为7.0kgf/mm2 (68.6N/mm2)以下的导电粒子(参照专利文献3 (权利要求1));均聚物的玻璃化转变温度(Tg)为-70°C以上的、在芯材粒子表面形成导电层的导电性粒子，所述芯材粒子由具有(甲基)丙烯酸系单体所衍生的重复单元的(甲基)丙烯酸系(共)聚合物构成(参照专利文献4 (权利要求1))。现有技术文献专利文献专利文献1:特开平11-73817号公报专利文献2:国际公开第2003/104285号专利文献3:特开平9-199206号公报专利文献4:特开平8-319467号公报
发明内容
如上所述，作为导电性微粒子，使用在形成芯材的聚合物微粒子的表面形成了导电性金属层的粒子。在这里，形成芯材的粒子为硬质的情况下，加压连接电极等时将导电性微粒子压入粘附体，增加可形成压痕的连接面积。另外，在加压连接时，容易排除存在于导电性微粒子与粘附体之间的粘合剂树脂。但是，将这样的硬质的粒子作为芯材的导电性微粒子，为了得到更大的连接面积，在加压连接时需要更大的压力。本发明鉴于所述情况而完成，目的在于提供以小的压力可得到宽的连接面积的导电性微粒子。另外，本发明的目的在于提供含有如上述那样的导电性微粒子的各向异性导电材料。进而，本发明的目的在于提供能够适合用作上述那样的导电性微粒子的芯材的聚合物微粒子。能够解决所述课题的本发明的聚合物微粒子，其特征在于破坏点荷重为9.8mN(1.0gf)以下。将破坏点荷重为9.8mN以下的本发明的聚合物微粒子作为芯材的导电性微粒子，以小的压力破坏芯材并在垂直于压缩方向的方向上容易扩张，因此能够以小的压力得到大的连接面积。所述聚合物微粒子的10%K值优选为7350N/mm2 (750kgf/mm2) 49000N/mm2(5000kgf/mm2)o像这样聚合物微粒子具有高压缩弹性率,能使连接电阻值更低。所述聚合物微粒子的平均粒径优选为0.5 μ m 12 μ m。所述聚合物微粒子的破坏压缩位移优选为25%以上。另外，所述聚合物微粒子的30%位移时的压缩荷重优选为1.96mN(0.2gf)以上。本发明还包括在所述聚合物微粒子表面具有导电性金属层的导电性微粒子、以及含有该导电性微粒子的各向异性导电材料。通过本发明，能够得到能够以小的压力达成宽的连接面积的导电性微粒子。另外，通过使用含有该导电性微粒子的各向异性导电材料，即使在低压条件下进行连接时，也能够得到连接电阻值低的连接结构体。
图1为表示聚合物微粒子N0.2、7的位移-荷重曲线。图2为表示聚合物微粒子N0.5、8的位移-荷重曲线。图3为表示聚合物微粒子N0.12、13的位移-荷重曲线。
具体实施例方式1.聚合物微粒子1-1.机械的特性本发明的聚合物微粒子，其特征在于破坏点荷重为9.SmN (1.0gf)以下。聚合物微粒子在负荷压缩荷重时在压缩方向上缩小，在相对于压缩方向垂直的方向上扩张。此时，与聚合物微粒子未被破坏而仅进行弹性变形的情况相比，聚合物微粒子被破坏的一方在垂直于压缩方向的方向上的扩张变得更大。即，将破坏点荷重为9.SmN以下的本发明的聚合物微粒子作为芯材的导电性微粒子，以小的压力破坏芯材并在垂直于压缩方向的方向上容易扩张，因此，能够以小的压力得到大的连接面积。所述破坏点荷重优选为7.84mN (0.8gf)以下，更优选为6.86mN (0.7gf)以下。另一方面，所述破坏点荷重优选为0.98mN (0.1gf)以上，更优选为1.96mN (0.2gf)以上，进一步优选为2.94mN (0.3gf)以上。另外，所谓破坏点荷重，是将聚合物微粒子压缩变形时，在聚合物微粒子破坏的时点的压缩荷重值，测定方法后述。本发明的聚合物微粒子，破坏压缩位移优选为25%以上，更优选为30%以上，进一步优选为大于30%，优选为50%以下，更优选为48%以下，进一步优选为46%以下。破坏压缩位移在所述范围内，能平衡良好地兼顾对于粘附体形成压痕的压痕形成能和加压连接时的连接面积。另外，所谓破坏压缩位移，是在将聚合物微粒子压缩变形时，在聚合物微粒子破坏的时点的压缩位移，测定方法后述。本发明的聚合物微粒子的10%压缩荷重优选为0.588mN (0.06gf)以上，更优选为
0.686mN (0.07gf)以上，进一步优选为 0.784mN (0.08gf)以上，优选为 1.960mN (0.2gf)以下，更优选为1.764mN (0.18gf)以下，进一步优选为1.568mN (0.16gf)以下。10%压缩荷重为所述范围内时，使用聚合物微粒子作为导电性微粒子用的基材粒子的情况下，能够在电极等的被连接介质上形成压痕的同时能够确保实用上没有问题的连接面积。聚合物微粒子的10%压缩荷重，优选为根据期望的特性进行适当地调节。例如特别是要使通过导电性微粒子得到的连接面积较大的情况下，聚合物微粒子10%压缩荷重优选为0.588mN (0.06gf)以上，更优选为0.686mN (0.07gf)以上，进一步优选为0.784mN(0.08gf)以上，优选为1.078mN (0.1lgf )以下，更优选为0.98mN (0.1Ogf )以下，进一步优选为0.88mN (0.09gf)以下。聚合物微粒子的10%压缩荷重越小，即使未达到破坏的弹性变形，在垂直于压缩方向的方向上的扩张也越大。因此，没有破坏而残存的导电性微粒子的变形量也变大，因此作为整体得到的连接面积变得更大。另一方面，对于导电性微粒子，特别在要提高压痕形成能的情况下，聚合物微粒子10%压缩荷重优选为大于1.078mN (0.1lgf )，更优选为1.176mN (0.12gf)以上，进一步优选为 1.274mN (0.13gf)以上，优选为 1.960mN (0.2gf)以下，更优选为 1.764mN (0.18gf)以下，进一步优选为1.568mN (0.16gf)以下。聚合物微粒子的10%压缩荷重越大，变形初期的抵抗力越大，因此对于粘附体形成压痕的力变大。另外，所谓10%压缩荷重，是为了将聚合物微粒子进行10%压缩变形所必需的荷重。本发明的聚合物微粒子的30%压缩荷重，优选为1.96mN (0.20gf)以上，更优选为2.45mN (0.25gf)以上，进一步优选为 2.94mN (0.30gf)以上，优选为 7.35mN (0.75gf)以下，更优选为6.86mN (0.70gf)以下，进一步优选为5.88mN (0.60gf)以下。30%压缩荷重在所述范围内，则使用聚合物微粒子作为导电性微粒子用的基材粒子的情况下，能够在电极等的被连接介质上形成压痕的同时能够确保实用上没有问题的连接面积。另外，本发明的聚合物微粒子的30%压缩荷重，也与所述10%压缩荷重同样，优选根据期望的特性进行适当地调节。例如特别是要使通过导电性微粒子得到的连接面积较大的情况下，聚合物微粒子的30%压缩荷重优选为1.96mN (0.20gf)以上，更优选为2.45mN(0.25gf)以上，进一步优选为2.94mN (0.30gf)以上，优选为4.90mN (0.50gf)以下，更优选为4.4ImN (0.45gf)以下，进一步优选为3.92mN (0.40gf)以下。另一方面，对于导电性微粒子，特别在要提高压痕形成能的情况下，聚合物微粒子30%压缩荷重优选为大于4.90mN (0.50gf )，更优选为5.0OmN (0.51gf)以上，进一步优选为 5.1OmN (0.52gf)以上，优选为 7.35mN (0.75gf)以下，更优选为 6.86mN (0.70gf)以下，进一步优选为5.88mN (0.60gf)以下。另外，所谓30%压缩荷重，是为了将聚合物微粒子进行30%压缩变形所必需的荷重。本发明的聚合物微粒子，进行10%压缩变形时的压缩弹性率优选为7350N/mm2 (750kgf/mm2)以上，更优选为 7840N/mm2 (800kgf/mm2)以上，进一步优选为 8036N/mm2 (820kgf/mm2)以上，优选为 49000N/mm2 (5000kgf/mm2)以下，更优选为 39200N/mm2(4000kgf/mm2)以下，进一步优选为 29400N/mm2 (3000kgf/mm2)以下，进一步优选为 25480N/mm2 (2600kgf/mm2)以下，特别优选为 21560N/mm2 (2200kgf/mm2)以下。S卩，优选在压缩变形时的变形初期的压缩弹性率较高。形成芯材的粒子为软质的情况下，加压连接时以小的压力进行压缩变形，因此能比较容易得到大的连接面积。但是，由于软质，对于粘附体不能形成压痕，另 外，难以排除存在于导电性微粒子与粘附体之间的粘合剂树脂，因此难以使连接电阻值低。但是，聚合物微粒子在变形初期具有高的压缩弹性率时，将该聚合物微粒子作为芯材的导电性微粒子，在加压连接电极等时将导电性微粒子压入粘附体，能够形成压痕。另外，在加压连接时，容易排除存在于导电性微粒子与粘附体之间的粘合剂树脂。因此，可使得连接电阻值更低。另外，聚合物微粒子的压缩弹性率，可根据将聚合物微粒子压缩变形时的压缩荷重、压缩位移及粒径通过下述式来求出。另外，以下，将位移量10%、20%、30%或40%的压缩弹性率(K值)分别称为10%K值、20%Κ值、30%Κ值、40%Κ值。[数学式I]
权利要求
1.一种聚合物微粒子，其特征在于，所述聚合物微粒子的破坏点荷重为9.8mN (1.0gf)以下。
2.根据权利要求1所述的聚合物微粒子，其中，所述聚合物微粒子的10%K值为7350Ν/mm2 (750kgf/mm2) 49000N/mm2 (5000kgf/mm2)。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物微粒子，其中，所述聚合物微粒子的平均粒径为0.5 μ m 12 μ m0
4.根据权利要求1 3的任一项所述的聚合物微粒子，其中，所述聚合物微粒子的破坏压缩位移为25%以上。
5.根据权利要求1 4的任一项所述的聚合物微粒子，其中，30%位移时的压缩荷重为1.96mN (0.2gf)以上。
6.一种导电性微粒子,其特征在于,所述导电性微粒子为在权利要求1 5的任一项所述的聚合物微粒子表面具有导电性金属层的导电性微粒子。
7.一种各向异性导电材料，其特征在于，所述各向异性导电材料含有权利要求6所述的导电性微粒子。
全文摘要
本发明提供可以小的压力得到宽的连接面积的导电性微粒子。另外，本发明的目的在于提供含有如上述那样的导电性微粒子的各向异性导电材料。进而，提供可适合用作这样的导电性微粒子的芯材的聚合物微粒子。本发明的聚合物微粒子的特征在于破坏点荷重为9.8mN(1.0gf)以下。本发明的导电性微粒子的特征在于在上述聚合物微粒子表面具有导电性金属层。本发明的各向异性导电材料的特征在于含有上述导电性微粒子。
文档编号H01R11/01GK103097421SQ20118003932
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月10日 优先权日2010年8月11日
发明者松本和明 申请人:株式会社日本触媒