JP7585016B2 - Coated particles and conductive materials containing same - Google Patents
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Description
本発明は、導電性粒子が絶縁層で被覆された被覆粒子及びそれを含む導電性材料に関するものである。 The present invention relates to coated particles in which conductive particles are coated with an insulating layer and to a conductive material containing the same.
樹脂粒子の表面にニッケルや金などの金属を形成させた導電性粒子は、導電性接着剤、異方性導電膜、異方性導電接着剤等の導電性材料として使用されている。
近年、電子機器類の一層の小型化に伴い、電子回路の回路幅やピッチはますます小さくなっている。それに伴い、上述の導電性接着剤、異方性導電膜、異方性導電接着剤等に用いられる導電性粒子として、その粒径が小さいものが求められている。このような小さい粒径の導電性粒子を使用した場合、その接続性を高めるためには導電性粒子の配合量を増加させなければならない。しかしながら、導電性粒子の配合量を増加させると、意図しない方向への導通、すなわち対向電極間とは異なる方向への導通により短絡が生じてしまい、該方向における絶縁性が得難いことが問題となっている。この問題を解決するために、導電性粒子の表面を絶縁性の物質で被覆して、導電性粒子の金属層同士の接触を防止した絶縁被覆導電性粒子が使用されている。
2. Description of the Related Art Conductive particles, which are resin particles having metals such as nickel and gold formed on the surfaces thereof, are used as conductive materials such as conductive adhesives, anisotropic conductive films, and anisotropic conductive adhesives.
In recent years, with the further miniaturization of electronic devices, the circuit width and pitch of electronic circuits are becoming smaller and smaller. Accordingly, conductive particles with small particle diameters are required for use in the above-mentioned conductive adhesives, anisotropic conductive films, anisotropic conductive adhesives, etc. When such small particle diameter conductive particles are used, the amount of conductive particles must be increased to improve the connectivity. However, when the amount of conductive particles is increased, a short circuit occurs due to conduction in an unintended direction, i.e., conduction in a direction different from that between the opposing electrodes, and it is difficult to obtain insulation in that direction. In order to solve this problem, insulating coated conductive particles are used in which the surfaces of the conductive particles are coated with an insulating material to prevent contact between the metal layers of the conductive particles.
例えば特許文献1には、導電性の金属からなる表面を有する粒子を核とし、その表面を、該金属に対して結合性を有する官能基を含有する有機化合物からなる有機粒子により部分的に修飾してなる被覆粒子が記載されており、前記有機化合物は正又は負の電荷を有していることが記載されている。
また特許文献2では、特許文献1と同様の被覆粒子が記載されている。同文献には、該被覆粒子が、絶縁微粒子が金属に対して結合性を有する官能基を介して導電性の金属からなる表面を有する粒子に化学結合することにより、単層の被覆層を形成していると記載されている。同文献には、このような構成の被覆粒子は、該被覆粒子を電極間で熱圧着することで絶縁微粒子が溶融、変形又は剥離することにより金属被覆粒子の金属表面が露出することで電極間での導通を可能とし接続性が得られる旨が記載されている。特許文献1及び2では、前記の官能基としてアンモニウム基やスルホニウム基が例示されている。
For example, Patent Document 1 describes coated particles in which a particle having a surface made of a conductive metal is used as a core, and the surface of the particle is partially modified with organic particles made of an organic compound containing a functional group that has a binding ability to the metal, and it is described that the organic compound has a positive or negative charge.
Patent Document 2 describes coated particles similar to those described in Patent Document 1. The document describes that the coated particles form a single-layer coating layer by chemically bonding insulating fine particles to particles having a surface made of a conductive metal via functional groups that have binding properties to metal. The document describes that the coated particles having such a configuration can be thermocompressed between electrodes to melt, deform, or peel off the insulating fine particles, thereby exposing the metal surface of the metal-coated particles, thereby enabling conduction between the electrodes and obtaining connectivity. Patent Documents 1 and 2 exemplify ammonium groups and sulfonium groups as the functional groups.
また特許文献3には、金属との結合力を有するヘテロ元素又は官能基を表面に含む絶縁性樹脂微粒子を金属被覆粒子の表面に塗布した後、これを加熱することにより、金属被覆粒子の表面に粒子形状を有しない絶縁層を有する異方性絶縁導電性粒子が得られることが記載されている。 Patent Document 3 also describes that insulating resin fine particles that have a hetero element or functional group on the surface that has a bonding force with a metal are applied to the surface of metal-coated particles, and then the particles are heated to obtain anisotropic insulating conductive particles having an insulating layer that does not have a particle shape on the surface of the metal-coated particles.
絶縁性粒子に被覆された導電性粒子では、絶縁性粒子と導電性粒子との密着性の向上が課題であった。絶縁性粒子と導電性粒子との密着性は、対向電極とは異なる方向での絶縁性を得ながら対向電極間で導通を図る(以下、単に接続信頼性ともいう)上で重要であるため、更に絶縁性粒子と導電性粒子との密着性に優れた被覆粒子の開発が要望されている。 The challenge with conductive particles coated with insulating particles has been to improve the adhesion between the insulating and conductive particles. The adhesion between insulating and conductive particles is important for achieving electrical conduction between opposing electrodes while obtaining insulation in a direction different from that of the opposing electrodes (hereinafter, also referred to simply as connection reliability), so there is a demand for the development of coated particles that have even better adhesion between insulating and conductive particles.
従って、本発明の目的は、絶縁性粒子と導電性粒子との密着性が向上した被覆粒子及びそれを含む導電性材料を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide coated particles with improved adhesion between insulating particles and conductive particles, and a conductive material containing the same.
本発明者らは上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、芯材表面に金属皮膜が形成された導電性粒子の表面を、絶縁性粒子で被覆した被覆粒子において、前記絶縁性粒子が、シリカ粒子の表面をメルカプト基を有するシランカップリング剤で表面処理されているものを用いると、絶縁性粒子と導電性粒子との密着性に優れた被覆粒子になることを見出し、本発明を完成するに到った。 In light of the above situation, the inventors conducted extensive research and discovered that, in coated particles in which conductive particles having a metal film formed on the surface of a core material are coated with insulating particles, the insulating particles are silica particles whose surfaces have been surface-treated with a silane coupling agent having a mercapto group, resulting in coated particles with excellent adhesion between the insulating particles and the conductive particles, and thus completing the present invention.
即ち、本発明が提供しようとする第1の発明は、芯材粒子の表面に金属皮膜が形成された導電性粒子の表面を、絶縁性粒子で被覆した被覆粒子であって、前記絶縁性粒子が、シリカ粒子の表面をメルカプト基を有するシランカップリング剤で表面処理されているものであることを特徴とする被覆粒子である。 In other words, the first invention that the present invention aims to provide is a coated particle in which the surface of a conductive particle having a metal film formed on the surface of a core particle is coated with insulating particles, and the insulating particles are silica particles whose surfaces have been surface-treated with a silane coupling agent having a mercapto group.
また、本発明が提供しようとする第2の発明は、前記第1の発明の被覆粒子と絶縁性樹脂とを含む導電性材料である。 The second invention that the present invention provides is a conductive material containing the coated particles of the first invention and an insulating resin.
本発明の被覆粒子は、絶縁性粒子として用いるシリカ粒子の表面に存在するメルカプト基を有するシランカップリング剤に起因して、導電性粒子に対して優れた密着性を有する。
このような本発明の被覆粒子は、高い接続信頼性を有しうる。
The coated particles of the present invention have excellent adhesion to conductive particles due to the silane coupling agent having a mercapto group present on the surface of the silica particles used as the insulating particles.
Such coated particles of the present invention can have high connection reliability.
以下、本発明を好ましい実施形態に基づき説明する。
本実施形態の被覆粒子は、芯材粒子の表面に金属皮膜が形成された導電性粒子の表面を、絶縁性粒子で被覆した被覆粒子であって、前記絶縁性粒子が、シリカ粒子の表面をメルカプト基を有するシランカップリング剤で表面処理されているものであることを特徴とするものである。
The present invention will now be described based on preferred embodiments.
The coated particles of this embodiment are conductive particles having a metal coating formed on the surface of a core particle, the surface of which is coated with insulating particles, and are characterized in that the insulating particles are silica particles whose surfaces have been surface-treated with a silane coupling agent having a mercapto group.
(導電性粒子)
導電性粒子としては、導電性接着剤、異方性導電膜、異方性導電接着剤に従来用いられている公知のものを用いることができる。
(Conductive particles)
As the conductive particles, known particles that have been conventionally used in conductive adhesives, anisotropic conductive films, and anisotropic conductive adhesives can be used.
導電性粒子における芯材粒子としては、無機物であっても有機物であっても特に制限なく用いることができる。無機物の芯材粒子としては、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ハンダ等の金属粒子、合金、ガラス、セラミック、シリカ、金属又は非金属の酸化物(含水物も含む)、アルミノ珪酸塩を含む金属珪酸塩、金属炭化物、金属窒化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属リン酸塩、金属硫化物、金属酸塩、金属ハロゲン化物及び炭素等が挙げられる。一方、有機物の芯材粒子としては、例えば、天然繊維、天然樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルニトリル、ポリアセタール、アイオノマー、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、有機物と無機物との複合材料を用いることもできる。例としてはスチレンシリカ複合樹脂、アクリルシリカ複合樹脂、架橋したアルコキシリルポリマー-アクリル樹脂、ポリオルガノシロキサン-シリカなどが挙げられる。これらの中でも、金属からなる芯材粒子に比べて比重が小さくて沈降し難く、分散安定性に優れ、樹脂の弾性により電気接続を維持し易いという点で、樹脂或いは有機物と無機物との複合材料からなる芯材粒子が好ましい。また、有機物と無機物との複合材料は、コア・シェル構造を有するものであってもよい。 The core particles in the conductive particles can be inorganic or organic, with no particular restrictions. Examples of inorganic core particles include metal particles such as gold, silver, copper, nickel, palladium, and solder, alloys, glass, ceramics, silica, metal or nonmetal oxides (including hydrates), metal silicates including aluminosilicates, metal carbides, metal nitrides, metal carbonates, metal sulfates, metal phosphates, metal sulfides, metal acid salts, metal halides, and carbon. On the other hand, examples of organic core particles include thermoplastic resins such as natural fibers, natural resins, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polybutene, polyamide, polyacrylic ester, polyacrylonitrile, polyacetal, ionomers, and polyesters, alkyd resins, phenolic resins, urea resins, benzoguanamine resins, melamine resins, xylene resins, silicone resins, epoxy resins, and diallyl phthalate resins. These may be used alone or in combination of two or more. A composite material of an organic substance and an inorganic substance may also be used. Examples include styrene-silica composite resin, acrylic-silica composite resin, crosslinked alkoxysilyl polymer-acrylic resin, polyorganosiloxane-silica, etc. Among these, core particles made of resin or a composite material of organic and inorganic substances are preferred because they have a smaller specific gravity than core particles made of metal and are less likely to settle, have excellent dispersion stability, and are easier to maintain electrical connection due to the elasticity of the resin. In addition, the composite material of organic and inorganic substances may have a core-shell structure.
芯材粒子として有機物を用いる場合、ガラス転移温度を有しないか、或いは、そのガラス転移温度は100℃超であることが、異方導電接続工程において芯材粒子の形状が維持されやすいことや金属皮膜を形成する工程において芯材粒子の形状を維持しやすい点から好ましい。また芯材粒子がガラス転移温度を有する場合、ガラス転移温度は、200℃以下であることが、異方導電接続において導電性粒子が軟化しやすく接触面積が大きくなることで導通が取りやすくなる点から好ましい。この観点から、芯材粒子がガラス転移温度を有する場合、ガラス転移温度は、100℃超180℃以下であることがより好ましく、100℃超160℃以下であることが特に好ましい。 When an organic substance is used as the core particle, it is preferable that the core particle does not have a glass transition temperature or that the glass transition temperature is greater than 100°C, since the shape of the core particle is easily maintained in the anisotropic conductive connection process and in the process of forming the metal film. When the core particle has a glass transition temperature, the glass transition temperature is preferably 200°C or less, since the conductive particles are easily softened in the anisotropic conductive connection and the contact area is increased, making it easier to obtain electrical continuity. From this perspective, when the core particle has a glass transition temperature, the glass transition temperature is more preferably greater than 100°C and less than 180°C, and particularly preferably greater than 100°C and less than 160°C.
芯材粒子として有機物を用いる場合において、その有機物が高度に架橋した樹脂であるときは、ガラス転移温度は下記実施例に記載の方法にて200℃まで測定を試みても、ほとんど観測されない。本明細書中ではこのような粒子をガラス転移点を有しない粒子ともいい、本発明においては、このような芯材粒子を用いてもよい。前記のこのようなガラス転移温度を有しない芯材粒子材料の具体例としては、前記で例示した有機物を構成する単量体に架橋性の単量体を併用して共重合させて得ることができる。架橋性の単量体としては、テトラメチレンジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、エチレンオキシドジ(メタ)アクリレート、テトラエチレンオキシド(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメテロールプロパントリ(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、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テトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(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、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン等の多官能ビニル系単量体、ビニルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン含有系単量体、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル等の単量体が挙げられる。特にCOG(Chip on Glass)分野ではこのような硬質な有機材料による芯材粒子が多く使用される。
When an organic material is used as the core particle, if the organic material is a highly crosslinked resin, the glass transition temperature is hardly observed even when the measurement is attempted up to 200°C by the method described in the following examples. In this specification, such particles are also referred to as particles without a glass transition point, and such core particles may be used in the present invention. Specific examples of the core particle material without such a glass transition temperature can be obtained by copolymerizing the monomer constituting the organic material exemplified above with a crosslinkable monomer. Examples of crosslinkable monomers include tetramethylene di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, ethylene oxide di(meth)acrylate, tetraethylene oxide (meth)acrylate, 1,6-hexane di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, trimeterolpropane tri(meth)acrylate, tetramethylolmethane di(meth)acrylate, tetramethylolmethane tri(meth)acrylate, Examples of such hard organic materials include polyfunctional (meth)acrylates such as tetramethylolmethane tetra(meth)acrylate, tetramethylolpropane tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, glycerol di(meth)acrylate, glycerol tridi(meth)acrylate, etc., polyfunctional vinyl monomers such as divinylbenzene and divinyltoluene, silane-containing monomers such as vinyltrimethoxysilane, trimethoxysilylstyrene, γ-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, etc., and monomers such as triallyl isocyanurate, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, etc. In particular, in the field of COG (Chip on Glass), core particles made of such hard organic materials are often used.
芯材粒子の形状に特に制限はない。一般に、芯材粒子は球状である。しかし、芯材粒子は球状以外の形状、例えば、繊維状、中空状、板状又は針状であってもよく、その表面に多数の突起を有するもの又は不定形のものであってもよい。本発明においては、充填性に優れ、金属を被覆しやすいといった点で、球状の芯材粒子が好ましい。 There are no particular limitations on the shape of the core particles. In general, the core particles are spherical. However, the core particles may be in a shape other than spherical, for example, fibrous, hollow, plate-like or needle-like, and may have a large number of protrusions on their surface or may be amorphous. In the present invention, spherical core particles are preferred because they have excellent filling properties and are easy to coat with metal.
芯材粒子からなる粉体の前述の方法によって測定された粒度分布には幅がある。一般に、粉体の粒度分布の幅は、下記式(1)で示される変動係数により表される。
変動係数(%)=(標準偏差/平均粒径)×100 (1)
この変動係数が大きいことは分布に幅があることを示し、一方、変動係数が小さいことは粒度分布がシャープであることを示す。本発明では、芯材粒子として、この変動係数が30%以下、特に20%以下、とりわけ10%以下のものを使用することが好ましい。この理由は、本発明の導電性粒子を異方性導電フィルム中の導電粒子として用いた場合に、接続に有効な寄与割合が高くなるという利点があるからである。
The particle size distribution of the powder made of core particles measured by the above-mentioned method has a certain range. In general, the range of the particle size distribution of a powder is represented by the coefficient of variation shown in the following formula (1).
Coefficient of variation (%) = (standard deviation / average particle size) x 100 (1)
A large coefficient of variation indicates that the distribution is broad, while a small coefficient of variation indicates that the particle size distribution is sharp. In the present invention, it is preferable to use core particles having a coefficient of variation of 30% or less, particularly 20% or less, and especially 10% or less. The reason for this is that when the conductive particles of the present invention are used as conductive particles in an anisotropic conductive film, there is an advantage in that the contribution ratio effective for connection is high.
また、芯材粒子のその他の物性は、特に制限されるものではないが、芯材粒子が樹脂粒子である場合は、下記式(2)で定義されるKの値が、20℃において100N/mm2~100000N/mm2の範囲であり、かつ10%圧縮変形後の回復率が20℃において1%~100%の範囲であることが好ましい。これらの物性値を満足することで、電極どうしを圧着するときに電極を傷つけることなく、電極と十分に接触させることができるからである。
K値(N/mm2 )=(3/√2)×F×S-3/2×R-1/2・・・(2)
〔ここに、計算式(2)で示されるF、Sは、微小圧縮試験機MCTM-500島津製作所製)で測定したときの、それぞれ該微球体の10%圧縮変形における荷重値(N)、圧縮変位(mm)であり、Rは該微球体の半径(mm)である〕
In addition, other physical properties of the core material particles are not particularly limited, but when the core material particles are resin particles, it is preferable that the value of K defined by the following formula (2) is in the range of 100 N/mm 2 to 100,000 N/mm 2 at 20° C., and the recovery rate after 10% compressive deformation is in the range of 1% to 100% at 20° C. By satisfying these physical property values, sufficient contact with the electrodes can be achieved without damaging the electrodes when they are pressed together.
K value (N/ mm2 ) = (3/√2) x F x S -3/ 2 x R -1/2 (2)
(Here, F and S shown in formula (2) are the load value (N) and compression displacement (mm) at 10% compression deformation of the microsphere when measured using a microcompression tester MCTM-500 (manufactured by Shimadzu Corporation), and R is the radius of the microsphere (mm).)
導電性粒子の形状は、芯材粒子の形状にもよるが、特に制限はない。例えば、繊維状、中空状、板状又は針状であってもよいが、充填性、接続性に優れるという点で、球状のもの好ましい。 The shape of the conductive particles is not particularly limited, although it depends on the shape of the core particles. For example, they may be fibrous, hollow, plate-like, or needle-like, but spherical ones are preferred because they have excellent filling properties and connectivity.
また、導電性粒子は、その表面が平滑であってもよい。あるいは導電性粒子は、その表面から突出する複数の突起を有していてもよい。この突起は、金属皮膜と同一材料から構成された連続体であると、導電性が更に一層向上するので好ましい。更に詳細には、金属皮膜が、平坦部と、該平坦部から突出し、かつ該平坦部からの連続体になっている複数の突起部とを有し、該平坦部と該突起部とが同一の材料から構成されていることが好ましい。「連続体」とは、金属皮膜の突起部と平坦部とが単一の工程によって形成され、かつ金属皮膜の平坦部と突起部との間に、継ぎ目等の一体感を損なうような部位が存在しないことを意味する。ただし突起部に関しては、該突起部が、金属皮膜を構成する材料からなる粒子が列状に複数個連結してなる粒子連結体から構成され、該粒子間に粒界が観察されることは許容される。したがって、例えば芯材粒子の表面に突起形成用のコア粒子、例えば金属、金属酸化物、黒鉛等の非金属無機物、導電性ポリマー等を付着させ、該コア粒子を成長の起点として形成された突起は、平坦部と突起とが単一の工程によって形成されたものではないので、本発明にいう連続体に含まれない。尤も、かかるコア粒子を芯材粒子に付着させ、該コア粒子を成長の起点として形成された突起を有する導電性粒子も、本発明の範囲内であることに留意すべきである。 The conductive particles may have a smooth surface. Alternatively, the conductive particles may have a plurality of protrusions protruding from the surface. If the protrusions are a continuum made of the same material as the metal coating, the conductivity is further improved, which is preferable. More specifically, the metal coating has a flat portion and a plurality of protrusions protruding from the flat portion and forming a continuum from the flat portion, and the flat portion and the protrusions are preferably made of the same material. The term "continuum" means that the protrusions and flat portion of the metal coating are formed by a single process, and there is no part between the flat portion and the protrusions of the metal coating that impairs the sense of unity, such as a seam. However, with regard to the protrusions, the protrusions are made of a particle linkage formed by connecting a plurality of particles made of the material that constitutes the metal coating in a row, and it is acceptable for grain boundaries to be observed between the particles. Therefore, for example, when a core particle for forming a protrusion, such as a non-metallic inorganic material such as a metal, a metal oxide, graphite, or a conductive polymer, is attached to the surface of a core particle, and the protrusion is formed with the core particle as the starting point of growth, the flat portion and the protrusion are not formed in a single process, and therefore are not included in the continuum referred to in the present invention. However, it should be noted that a conductive particle having a protrusion formed by attaching such a core particle to a core particle and using the core particle as the starting point of growth is also within the scope of the present invention.
導電性粒子が上述した構成の突起を有すると、電極の導通をとる場合、電極表面に形成されている酸化皮膜を該突起が突き破ることができ、接続抵抗の低減を図ることができる。 When the conductive particles have protrusions of the above-mentioned configuration, the protrusions can break through the oxide film formed on the electrode surface when the electrodes are electrically connected, thereby reducing the connection resistance.
突起はその高さHが、平均して20nm以上、特に50nm以上であることが好ましい。突起の数は、導電性粒子の粒径にもよるが、1つの粒子当たり、1~20000個、特に5~5000個であることが、導電性粒子の導電性の一層の向上の点から好ましい。突起のアスペクト比は、好ましくは0.5以上、更に好ましくは1以上である。突起のアスペクト比が大きいと、上述した酸化皮膜を容易に突き破ることができるので有利である。
また、導電性粒子を用いて異方性導電フィルムを形成した場合には、突起のアスペクト比が大きいと、樹脂排除性が高くなるので、導電性が高くなると考えられる。アスペクト比とは、突起の高さHと突起の基部の長さDとの比、すなわちH/Dで定義される値である。
The height H of the protrusions is preferably 20 nm or more, particularly 50 nm or more, on average. The number of protrusions depends on the particle size of the conductive particles, but it is preferable that there be 1 to 20,000 protrusions, particularly 5 to 5,000 protrusions per particle, from the viewpoint of further improving the conductivity of the conductive particles. The aspect ratio of the protrusions is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more. A large aspect ratio of the protrusions is advantageous because they can easily break through the oxide film described above.
In addition, when an anisotropic conductive film is formed using conductive particles, it is believed that a large aspect ratio of the protrusions increases the resin rejection property and therefore the conductivity becomes high. The aspect ratio is the ratio of the height H of the protrusions to the length D of the base of the protrusions, i.e., a value defined as H/D.
突起のアスペクト比は上述のとおりであるところ、導電性粒子の突起の基部の長さD自体は5~500nm、特に10~400nmであることが好ましく、突起の高さHについては5~500nm、特に10~400nmであることが好ましい。 The aspect ratio of the protrusions is as described above, and the length D of the base of the conductive particle protrusions is preferably 5 to 500 nm, particularly 10 to 400 nm, and the height H of the protrusions is preferably 5 to 500 nm, particularly 10 to 400 nm.
導電性粒子における金属皮膜は、導電性を有するものであり、その構成金属としては、例えば、金、白金、銀、銅、鉄、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、コバルト、インジウム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、アルミニウム、クロム、パラジウム、タングステン、モリブデン等の金属又はこれらの合金のほか、ITO、ハンダ等の金属化合物等が挙げられる。中でも金、銀、銅、ニッケル、パラジウム又はハンダが抵抗が少ないため好ましく、とりわけ、ニッケル、パラジウム、金、ニッケル合金、パラジウム合金又は金合金が、絶縁性粒子との結合性が高いために好適に用いられる。導電性粒子における金属は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、ニッケル合金はニッケルーリン、ニッケルーホウ素、ニッケル―ホウ素―リンも含み、パラジウム合金は、パラジウム―リン、パラジウム―ホウ素も含む。 The metal coating in the conductive particles is conductive, and examples of the constituent metals include metals such as gold, platinum, silver, copper, iron, zinc, nickel, tin, lead, antimony, bismuth, cobalt, indium, titanium, antimony, bismuth, germanium, aluminum, chromium, palladium, tungsten, and molybdenum, as well as alloys thereof, and metal compounds such as ITO and solder. Among these, gold, silver, copper, nickel, palladium, and solder are preferred because of their low resistance, and nickel, palladium, gold, nickel alloys, palladium alloys, and gold alloys are particularly preferred because of their high bonding with insulating particles. The metals in the conductive particles can be used alone or in combination of two or more. Nickel alloys also include nickel-phosphorus, nickel-boron, and nickel-boron-phosphorus, and palladium alloys also include palladium-phosphorus and palladium-boron.
金属皮膜は、単層構造であっても、複数層からなる積層構造であってもよい。複数層からなる積層構造である場合には、特に無電解めっき法により金属皮膜を形成したときに、下地層をニッケル又はニッケル合金とし、最表層が、ニッケル、パラジウム、金、ニッケル合金、パラジウム合金又は金合金であることが、接続抵抗の低減を図る観点から好ましい。 The metal coating may be a single layer structure or a laminated structure consisting of multiple layers. In the case of a laminated structure consisting of multiple layers, it is preferable from the viewpoint of reducing the connection resistance, particularly when the metal coating is formed by electroless plating, that the underlayer be nickel or a nickel alloy and the outermost layer be nickel, palladium, gold, a nickel alloy, a palladium alloy or a gold alloy.
また、芯材粒子の表面の金属皮膜の厚さは0.001μm~2μm、特に0.005~1μmであることが好ましい。 The thickness of the metal coating on the surface of the core particles is preferably 0.001 μm to 2 μm, and more preferably 0.005 to 1 μm.
芯材粒子の表面に金属皮膜を形成する方法としては、蒸着法、スパッタ法、メカノケミカル法、ハイブリダイゼーション法等を利用する乾式法、電解めっき法、無電解めっき法等を利用する湿式法が挙げられる。また、これらの方法を組み合わせて芯材粒子の表面に金属皮膜を形成してもよいが、芯材粒子の表面を無電解めっきにより金属皮膜を形成した導電性粒子が、粒子表面を均一かつ濃密に被覆できる点で好ましい。 Methods for forming a metal coating on the surface of core particles include dry methods using deposition, sputtering, mechanochemical methods, hybridization methods, etc., and wet methods using electrolytic plating, electroless plating, etc. In addition, a metal coating may be formed on the surface of core particles by combining these methods, but conductive particles in which a metal coating is formed on the surface of core particles by electroless plating are preferred because the particle surface can be uniformly and densely coated.
導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは1μm以上30μm以下である。導電性粒子の平均粒子径が上記範囲内であることで、得られる被覆粒子が対向電極間とは異なる方向での短絡を発生させることなく、対向電極間での導通を確保しやすい。なお、本発明において、導電性粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて測定した粒子径の平均値である。なお走査型電子顕微鏡画像において導電性粒子が球状である場合は、SEMを用いて測定する粒子径とは、円形の導電性粒子像の径である。絶縁性粒子が球状でない場合、SEMを用いて測定する粒子径は、導電性粒子の像を横断する線分のうち最も大きい長さ(最大長さ)をいう。 The average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 1 μm or more and 30 μm or less. When the average particle diameter of the conductive particles is within the above range, the obtained coated particles do not cause a short circuit in a direction different from that between the opposing electrodes, and it is easy to ensure conduction between the opposing electrodes. In the present invention, the average particle diameter of the conductive particles is the average particle diameter measured using a scanning electron microscope (SEM). In addition, when the conductive particles are spherical in the scanning electron microscope image, the particle diameter measured using SEM is the diameter of the circular conductive particle image. When the insulating particles are not spherical, the particle diameter measured using SEM refers to the longest length (maximum length) of the line segments that cross the image of the conductive particles.
具体的には、導電性粒子の平均粒子径は実施例に記載の方法にて測定される。 Specifically, the average particle size of the conductive particles is measured by the method described in the examples.
また、導電性粒子は、溶出するアルカリ金属イオン、ハロゲンイオン、有機酸イオン等の不純物イオンが少ないものが、電極等の腐食を抑制する観点から好ましい。 In addition, conductive particles that contain fewer impurity ions such as alkali metal ions, halogen ions, and organic acid ions that dissolve are preferred from the viewpoint of suppressing corrosion of electrodes, etc.
(絶縁性粒子)
本発明で用いる絶縁性粒子は、シリカ粒子の表面をメルカプト基を有するシランカップリング剤で表面処理されているものである。
(Insulating Particles)
The insulating particles used in the present invention are silica particles whose surfaces have been treated with a silane coupling agent having a mercapto group.
用いることができるシリカ粒子としては、例えば、ケイ酸ソーダ又は活性ケイ酸溶液から粒子成長を行って製造されたものや、有機珪素化合物を原料として製造されたものや、気相法シリカ、沈降性シリカ等を用いることができる。 Examples of silica particles that can be used include those produced by growing particles from sodium silicate or an active silicic acid solution, those produced using an organic silicon compound as a raw material, vapor-phase silica, precipitated silica, etc.
シリカ粒子の好ましい物性は、動的光散乱法による求めた平均粒子径が5~500nm、好ましくは10~300nmである。シリカ粒子の平均粒子径が上記範囲にあることにより、絶縁性粒子が導電性粒子の粒子表面に均一に分散した状態で吸着しやすくなる。 The preferred physical properties of the silica particles are an average particle size of 5 to 500 nm, preferably 10 to 300 nm, as determined by dynamic light scattering. By having the average particle size of the silica particles within the above range, the insulating particles are easily adsorbed in a uniformly dispersed state on the particle surface of the conductive particles.
シリカ粒子を表面処理するメルカプト基を有するシランカップリング剤は、メルカプト基と加水分解性基を有するシリカ化合物であり、下記一般式(1)で表されるものが好ましい。
R1Si(OR2)3 (1)
(式中、R1は、1~3個のメルカプト基を有する炭素数1~8の炭化水素基、1~3個のメルカプト基を有する脂環式炭化水素基、1~3個のメルカプト基を有する炭素数6~8の芳香族炭化水素基を示す。R2は、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数3~8の脂環式炭化水素基、又は炭素数6~8の芳香族炭化水素基を示す。なお、R2は、それぞれが同一の基でも異なる基であってもよい。)
The silane coupling agent having a mercapto group for surface-treating the silica particles is a silica compound having a mercapto group and a hydrolyzable group, and is preferably represented by the following general formula (1).
R 1 Si(OR 2 ) 3 (1)
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and having 1 to 3 mercapto groups, an alicyclic hydrocarbon group having 1 to 3 mercapto groups, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms and having 1 to 3 mercapto groups. R 2 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. Note that each R 2 may be the same group or different groups.)
具体的な化合物としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of compounds include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, and 2-mercaptoethyltriethoxysilane.
メルカプト基を有するシランカップリング剤の被覆量は、0.1~10質量%、好ましくは1~5質量%であることにより、シリカ粒子の表面を均一に被覆することができる観点から好ましい。 The amount of the silane coupling agent having a mercapto group to be coated is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass, from the viewpoint of being able to uniformly coat the surface of the silica particles.
また、メルカプト基を有するシランカップリング剤のシリカ粒子への被覆は、シリカ粒子の比表面積1nm2当たり0.8×10-24~6.6×10-24モル、好ましくは3.3×10-24×6.6×10-24モルであることが好ましい。 The amount of the silane coupling agent having a mercapto group coated on the silica particles is preferably 0.8×10 −24 to 6.6×10 −24 mol, and more preferably 3.3×10 −24 ×6.6×10 −24 mol per nm 2 of the specific surface area of the silica particles.
メルカプト基を有するシランカップリング剤でシリカ粒子を表面処理する方法は、湿式又は乾式で行うことができる。 The surface treatment of silica particles with a silane coupling agent having a mercapto group can be carried out in a wet or dry manner.
メルカプト基を有するシランカップリング剤によるシリカ粒子の表面処理を湿式法により行う場合は、表面処理方法としては、1)メルカプト基を有するシランカップリング剤を所望の濃度で含む溶媒に、シリカ粒子を浸漬し、必要により加温してシリカ粒子とメルカプト基を有するシランカップリング剤との反応を促進させ後、溶媒ごと噴霧乾燥するか、あるいは、固液分離後、乾燥する方法、2)シリカ粒子と溶媒を含む分散液に、メルカプト基を有するシランカップリング剤を添加し、50~100℃に加温して反応を行った後、溶媒ごと噴霧乾燥するか、あるいは、固液分離後、乾燥する方法等が挙げられる。
湿式法で用いることができる溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール、或いはこれらアルコールと水との混合溶媒を用いることができる。また、シリカ粒子は、市販のシリカゾルを用いることができ、水性シリカゾルの場合は、アルコールを添加してアルコールと水との混合液とし、例えば、前記2)で、この混合液にメルカプト基を有するシランカップリング剤を添加して分散液として用いることができる。
When the surface treatment of silica particles with a silane coupling agent having a mercapto group is carried out by a wet method, examples of the surface treatment method include: 1) a method in which silica particles are immersed in a solvent containing a silane coupling agent having a mercapto group at a desired concentration, and if necessary heated to promote the reaction between the silica particles and the silane coupling agent having a mercapto group, and then spray-dried together with the solvent or solid-liquid separation is performed, followed by drying; and 2) a method in which a silane coupling agent having a mercapto group is added to a dispersion containing silica particles and a solvent, and the reaction is carried out by heating to 50 to 100° C., and then spray-dried together with the solvent or solid-liquid separation is performed, followed by drying.
The solvent that can be used in the wet method can be alcohol such as methanol, ethanol, propanol, or a mixed solvent of these alcohols and water.In addition, commercially available silica sol can be used as silica particles, and in the case of aqueous silica sol, alcohol is added to make a mixed solution of alcohol and water, and for example, in the above 2), a silane coupling agent having a mercapto group is added to this mixed solution to use as a dispersion.
メルカプト基を有するシランカップリング剤によるシリカ粒子の表面処理を乾式法により行う場合は、表面処理方法としては、メルカプト基を有するシランカップリング剤とシリカ粒子を、ヘンシェルミキサー、気流式粉砕機等の機械的手段を用いて、乾式で混合する方法、あるいは、メルカプト基を有するシランカップリング剤を溶剤で希釈し、希釈液とシリカ粒子とを混合し、得られる混合物を加熱乾燥する方法等が挙げられる。 When surface treatment of silica particles with a silane coupling agent having a mercapto group is performed by a dry method, examples of the surface treatment method include a method of dry mixing the silane coupling agent having a mercapto group and silica particles using mechanical means such as a Henschel mixer or an airflow grinder, or a method of diluting the silane coupling agent having a mercapto group with a solvent, mixing the diluted solution with silica particles, and heating and drying the resulting mixture.
本発明においては、単分散された絶縁性粒子が得られやすく、また、被覆粒子の被覆率が高いものが得られやすいと言う観点で、前記湿式法の2)の方法で得られる絶縁性粒子を用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use insulating particles obtained by the wet method 2) above, because it is easy to obtain monodispersed insulating particles and to obtain particles with a high coverage rate.
(被覆粒子)
前記導電性粒子の粒子表面に前記絶縁性粒子を被覆する方法としては、湿式又は乾式で行うことができる。
(Coated Particles)
The surface of the conductive particles may be coated with the insulating particles by a wet method or a dry method.
乾式法としては、強力な剪断力が作用する機械的手段にて調製される。乾式法で使用する装置としては、ハイスピードミキサー、スーパーミキサー、ターボスフェアミキサー、アイリッヒミキサー、ヘンシェルミキサー、ハイブリダイゼイションシステム、ナウターミキサー、リボンブレンダー、ジェットミル及びコスモマイザー等の装置を用いることができる。 In the dry method, the mixture is prepared by mechanical means that exerts a strong shearing force. Apparatuses that can be used in the dry method include high-speed mixers, super mixers, turbosphere mixers, Eirich mixers, Henschel mixers, hybridization systems, Nauta mixers, ribbon blenders, jet mills, and cosmoizers.
湿式法としては、絶縁性粒子と導電性粒子とを溶媒を介して撹拌下に接触させて、導電性粒子の表面に絶縁性粒子を付着させる方法である。用いることができる溶媒としては、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール或いはこれらの混合溶媒等が挙げられる。絶縁性粒子と導電性粒子を接触させる温度は、特に制限されるものではないが5~100℃、好ましくは10~50℃であり、室温(25℃)付近でも十分である。溶媒から常法により、固形分を回収し必要により洗浄、乾燥を行うことで本発明の被覆粒子を得ることができる。 The wet method is a method in which insulating particles and conductive particles are brought into contact with each other through a solvent under stirring, and the insulating particles are attached to the surfaces of the conductive particles. Examples of solvents that can be used include water, acetone, methanol, ethanol, and mixtures of these. The temperature at which the insulating particles and conductive particles are brought into contact is not particularly limited, but is 5 to 100°C, preferably 10 to 50°C, and is also sufficient even at around room temperature (25°C). The coated particles of the present invention can be obtained by recovering the solid content from the solvent by a conventional method, and washing and drying as necessary.
また、同一分子内に導電性粒子中の金属皮膜と反応性を有する官能基(A)と、絶縁性粒子中のメルカプト基と反応性を有する官能基(B)とを有する化合物(以下、「反応性化合物」ということがある)を、導電性粒子の金属皮膜と反応させる第1工程、次いで、絶縁性粒子と反応させる第2工程を行う方法により本発明の被覆粒子を得てもよい。
前記官能基(A)としては、例えば、シラン基、シラノール基、カルボキシルキ基、アミノ基、アンモニウム基、ニトロ基、水酸基、カルボニル基、チオール基、スルホン酸基、スルホニウム基、ホウ酸基、オキサゾリン基、ピロリドン基、リン酸基、ニトリル基等が挙げられる。
前記官能基(B)としては、エポキシ基、アミノ基、ハライド基、ヒドロキシル基、カルボン酸ハライド基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合を有する基、環状エーテル基、環状チオエーテル基、イソシアナト基、イソチオシアナト基等が挙げられる。
Alternatively, the coated particles of the present invention may be obtained by a method in which a compound having, within the same molecule, a functional group (A) reactive with the metal coating in the conductive particle and a functional group (B) reactive with the mercapto group in the insulating particle (hereinafter sometimes referred to as a "reactive compound") is reacted with the metal coating of the conductive particle in a first step, and then reacted with the insulating particle in a second step.
Examples of the functional group (A) include a silane group, a silanol group, a carboxyl group, an amino group, an ammonium group, a nitro group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a thiol group, a sulfonic acid group, a sulfonium group, a boric acid group, an oxazoline group, a pyrrolidone group, a phosphate group, and a nitrile group.
Examples of the functional group (B) include an epoxy group, an amino group, a halide group, a hydroxyl group, a carboxylic acid halide group, a carboxylic acid anhydride group, a group having a carbon-carbon double bond, a cyclic ether group, a cyclic thioether group, an isocyanato group, and an isothiocyanato group.
なお、前記第1工程は、公知の方法により行うことができ、例えば、WO2003/025955号パンフレット、特開2001-342377号公報、特開2003-26813号公報等に記載の方法が挙げられる。 The first step can be carried out by a known method, for example, the method described in WO2003/025955, JP2001-342377A, JP2003-26813A, etc.
前記第2工程は、湿式又は乾式で行うことができる。 The second step can be carried out wet or dry.
乾式法としては、強力な剪断力が作用する機械的手段にて調製される。乾式法で使用する装置としては、ハイスピードミキサー、スーパーミキサー、ターボスフェアミキサー、アイリッヒミキサー、ヘンシェルミキサー、ハイブリダイゼイションシステム、ナウターミキサー、リボンブレンダー、ジェットミル及びコスモマイザー等の装置を用いることができる。 In the dry method, the mixture is prepared by mechanical means that exerts a strong shearing force. Apparatuses that can be used in the dry method include high-speed mixers, super mixers, turbosphere mixers, Eirich mixers, Henschel mixers, hybridization systems, Nauta mixers, ribbon blenders, jet mills, and cosmoizers.
湿式法としては、絶縁性粒子と、反応性化合物で被覆処理された導電性粒子とを溶媒を介して撹拌下に接触させて、反応性化合物で被覆処理された導電性粒子の表面に絶縁性粒子を付着させる方法である。用いることができる溶媒としては、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール或いはこれらの混合溶媒等が挙げられる。絶縁性粒子と反応性化合物で被覆処理された導電性粒子を接触させる温度は、特に制限されるものではないが5~100℃、好ましくは10~50℃であり、室温(25℃)付近でも十分である。溶媒から常法により、固形分を回収し必要により洗浄、乾燥を行うことで本発明の被覆粒子を
得ることができる。
The wet method is a method in which insulating particles and conductive particles coated with a reactive compound are brought into contact with each other through a solvent under stirring, and the insulating particles are attached to the surfaces of the conductive particles coated with the reactive compound. Examples of solvents that can be used include water, acetone, methanol, ethanol, and mixtures of these. The temperature at which the insulating particles and the conductive particles coated with the reactive compound are brought into contact is not particularly limited, but is 5 to 100°C, preferably 10 to 50°C, and is sufficient even at around room temperature (25°C). The coated particles of the present invention can be obtained by recovering solids from the solvent by a conventional method, and washing and drying are performed as necessary.
本発明に係る被覆粒子は、絶縁性粒子の被覆率が30%以上、好ましくは30~100%、特に30~80%であることが、該被覆粒子を用いて上下の電極間を電気的に接続したときに、電気信頼性が優れたものになる観点から好ましい。 The coated particles according to the present invention preferably have a coverage rate of 30% or more, preferably 30 to 100%, and particularly 30 to 80%, of the insulating particles, from the viewpoint of achieving excellent electrical reliability when the coated particles are used to electrically connect upper and lower electrodes.
なお、被覆率とは、SEMにて導電性粒子に付着した絶縁性粒子の個数nを数え、以下の式から被覆率を算出した。評価に用いた被覆率は、被覆粒子20個の平均値である。
被覆率(%)=(n/N)×100
N:導電性粒子の表面に、絶縁粒子が最密充填で配列したときの絶縁性粒子の個数
N=4π(R+r)2/2√3r2
(R:導電性粒子の半径(nm)、r:絶縁性粒子の半径(nm))
The coverage rate was calculated by counting the number n of insulating particles attached to the conductive particles using a SEM and using the following formula: The coverage rate used in the evaluation was the average value of 20 coated particles.
Coverage (%) = (n/N) x 100
N: The number of insulating particles when the insulating particles are arranged in close packing on the surface of a conductive particle, N = 4π(R + r) 2 / 2√3r 2
(R: radius of conductive particle (nm), r: radius of insulating particle (nm))
本発明に係る被覆粒子は、絶縁性粒子として、シリカ粒子をメルカプト基を有するシランカップリング剤で処理したものを用いている。このメルカプト基を有するシランカップリング剤は、メルカプト基と加水分解性基を有するシリカ化合物であり、該シリカ化合物の加水分解性基は、シリカ粒子と容易に反応し、該シリカ化合物はシリカ粒子と結合する。一方、メルカプト基は導電性粒子の金属皮膜、或いは反応性化合物の官能基(B)と強固に結合する。このため、本発明の被覆粒子は、絶縁性粒子と導電性粒子との密着性に優れたものになる。 The coated particles of the present invention use silica particles treated with a silane coupling agent having a mercapto group as the insulating particles. The silane coupling agent having a mercapto group is a silica compound having a mercapto group and a hydrolyzable group, and the hydrolyzable group of the silica compound reacts easily with the silica particles, and the silica compound bonds to the silica particles. Meanwhile, the mercapto group bonds firmly to the metal coating of the conductive particles or the functional group (B) of the reactive compound. Therefore, the coated particles of the present invention have excellent adhesion between the insulating particles and the conductive particles.
また、本発明に係る被覆粒子は、前記導電性粒子として、該導電性粒子を疎水化剤で表面処理したものを用いることができる。導電性粒子の表面に疎水化剤を存在させると、絶縁性粒子との親和性に優れ、絶縁性粒子の被覆率をいっそう高めることができる。
前記疎水化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、チタネート系カップリング剤、高級脂肪酸又はその誘導体、リン酸エステル及び亜リン酸エステル等が挙げられる。これらは単独で又は必要に応じ2種以上組み合わせて用いられる。
In addition, the coated particles according to the present invention may be conductive particles that have been surface-treated with a hydrophobizing agent. The presence of a hydrophobizing agent on the surface of the conductive particles provides excellent affinity with the insulating particles, and the coverage of the insulating particles can be further increased.
Examples of the hydrophobizing agent include benzotriazole compounds, titanate coupling agents, higher fatty acids or derivatives thereof, phosphates, and phosphites, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds, if necessary.
なお、この場合、記絶縁性粒子は、1)該導電性粒子の粒子表面に存在する疎水化剤を介して導電性粒子と結合していていもよく、2)疎水化剤を介さないで、該導電性粒子の粒子表面と直接結合していてもよく、前記1)と2)が混在して結合しても良い。 In this case, the insulating particles may be 1) bonded to the conductive particles via a hydrophobizing agent present on the particle surface of the conductive particles, 2) bonded directly to the particle surface of the conductive particles without the hydrophobizing agent, or may be bonded in a mixture of 1) and 2).
ベンゾトリアゾール系化合物は、下記一般式(2)で表されるものが好ましい。
前記一般式(2)の式中のA1及びA2は、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はカルボキシル基を示す。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数が1~5のものが好ましい。該アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基が好ましい。該ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。前記一般式(2)中のp1及びq1は、同一の又は異なる0~2の整数を示す。また、A1とA2は同一の基でも異なる基であってもよい。
The benzotriazole compound is preferably one represented by the following general formula (2).
In the general formula (2), A 1 and A 2 represent an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, or a carboxyl group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group. The aryl group is preferably a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group. The halogen atom includes chlorine, bromine, and iodine. In the general formula (2), p1 and q1 represent integers of 0 to 2, which may be the same or different. A 1 and A 2 may be the same or different groups.
前記一般式(2)で表わされるベンゾトリアゾール系化合物の好ましい具体的な化合物としては、例えば、ベンゾトリアゾール、4-メチルベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール、4-エチルベンゾトリアゾール、5-エチルベンゾトリアゾール、4,5-ジメチルベンゾトリアゾール、4,6-ジメチルベンゾトリアゾール、5,6-ジメチルベンゾトリアゾール、4,5-ジエチルベンゾトリアゾール、4,6-ジエチルベンゾトリアゾール、5,6-ジエチルベンゾトリアゾール、4-フェニルベンゾトリアゾール、5-フェニルベンゾトリアゾール、4-クロロベンゾトリアゾール、5-クロロベンゾトリアゾール、4-カルボキシベンゾトリアゾール、5-カルボキシベンゾトリアゾール、4,5-ジカルボキシベンゾトリアゾール、4,6-ジカルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Specific preferred examples of the benzotriazole-based compound represented by the general formula (2) include benzotriazole, 4-methylbenzotriazole, 5-methylbenzotriazole, 4-ethylbenzotriazole, 5-ethylbenzotriazole, 4,5-dimethylbenzotriazole, 4,6-dimethylbenzotriazole, 5,6-dimethylbenzotriazole, 4,5-diethylbenzotriazole, 4,6-diethylbenzotriazole, 5,6-diethylbenzotriazole, 4-phenylbenzotriazole, 5-phenylbenzotriazole, 4-chlorobenzotriazole, 5-chlorobenzotriazole, 4-carboxybenzotriazole, 5-carboxybenzotriazole, 4,5-dicarboxybenzotriazole, and 4,6-dicarboxybenzotriazole.
チタネート系カップリング剤の例としては、以下の式(i)又は式(ii)で表されるものが挙げられる。
(B1O)Ti(OB2)(OB3)(OB4) (i)
(式中、B1はアルキル基であり、B2~B4はそれぞれアルキル基、アルキル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基、アルケニル基、アルケニル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基、アルカノイル基、ジアルキルパイロホスフェート基及びアルキルベンゼンスルホニル基から選ばれる基である。ただし、B2~B4のいずれか1以上が、アルカノイル基、ジアルキルパイロホスフェート基又はアルキルベンゼンスルホニル基である。B1とB2が一緒になって環を形成してもよい。)
Examples of titanate coupling agents include those represented by the following formula (i) or formula (ii).
(B 1 O) Ti (OB 2 ) (OB 3 ) (OB 4 ) (i)
(In the formula, B 1 is an alkyl group, and B 2 to B 4 are each a group selected from an alkyl group, a group in which a methylene group other than the terminal group in an alkyl group is substituted with an oxygen atom, an alkenyl group, a group in which a methylene group other than the terminal group in an alkenyl group is substituted with an oxygen atom, an alkanoyl group, a dialkyl pyrophosphate group, and an alkylbenzenesulfonyl group; provided that at least one of B 2 to B 4 is an alkanoyl group, a dialkyl pyrophosphate group, or an alkylbenzenesulfonyl group. B 1 and B 2 may join together to form a ring.)
(B5O)Ti(OB6)(OB7)(OB8)・[P(OB9)2OH]2 (ii)
(式中、B5~B8はそれぞれアルキル基、アルキル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基、アルケニル基、又はアルケニル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基である。B9はアルキル基である。)
上記で挙げた式(i)においてB1~B4のうち2又は3つの基が同一であってもよく、B1~B4が全て異なっていてもよい。式(ii)で表される化合物においてB5~B8のうち2又は3つの基が同一であってもよく、B5~B8が全て異なっていてもよい。2つ存在するB9は同一であってもよく異なっていてもよい。式(i)で表される化合物において、アルカノイル基、ジアルキルパイロホスフェート基又はアルキルベンゼンスルホニル基の好ましい数は1~3、更に好ましくは2~3、特に好ましくは3である。
(B 5 O)Ti(OB 6 )(OB 7 )(OB 8 )・[P(OB 9 ) 2 OH] 2 (ii)
(In the formula, B 5 to B 8 each represent an alkyl group, an alkyl group in which a methylene group other than the terminal is substituted with an oxygen atom, an alkenyl group, or an alkenyl group in which a methylene group other than the terminal is substituted with an oxygen atom. B9 is an alkyl group.
In the above-mentioned formula (i), two or three of the groups B 1 to B 4 may be the same, or B 1 to B 4 may all be different. In the compound, two or three groups among B 5 to B 8 may be the same, or B 5 to B 8 may all be different. Two B 9 groups may be the same or different. In the compound represented by formula (i), the number of alkanoyl groups, dialkylpyrophosphate groups or alkylbenzenesulfonyl groups is preferably 1 to 3, more preferably 2 to 3, and particularly preferably 3.
上記で挙げたアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル墓、n-ペンチル基、イソペンチル基、2-メチルブチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1-メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ラウリル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基(ステアリル基を含む)、ノナデシル基、エイコシル基、トリアコンチル基およびテトラコンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、上記のアルキル基の炭素-炭素一重結合の一つ又は二つ以上を炭素-炭素二重結合に変更した基が挙げられる。 Examples of the alkyl groups listed above include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, 2-methylbutyl, 1-methylbutyl, n-hexyl, isohexyl, 3-methylpentyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl, heptyl, octyl, isooctyl, 2-ethylhexyl, 3,7-dimethyloctyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, lauryl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl (including stearyl), nonadecyl, eicosyl, triacontyl, and tetracontyl. Examples of the alkenyl groups include groups in which one or more of the carbon-carbon single bonds of the above alkyl groups are changed to carbon-carbon double bonds.
アルキル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基とは、アルコキシ基ではなく、アルキル基中のメチレン基同士の間を酸素原子で中断された基が挙げられる。アルケニル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基についても同様の基が挙げられる。 An example of an alkyl group in which a methylene group other than the terminal is replaced with an oxygen atom is not an alkoxy group, but rather a group in which an oxygen atom interrupts the methylene groups in the alkyl group. Similar examples of an alkenyl group in which a methylene group other than the terminal is replaced with an oxygen atom.
B1~B4、B5~B8で表されるアルキル基、アルキル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基、アルケニル基、及び、アルケニル基中の末端以外のメチレン基が酸素原子で置換された基の炭素原子数としては3~40が好ましく、3~32がより好ましい。B2~B4で表されるアルカノイル基としては炭素原子数2~40のものが好ましい。B2~B4で表されるジアルキルパイロホスフェート基のアルキル基としては炭素原子数3~40のものが好ましい。B2~B4で表されるアルキルベンゼンスルホニル基のアルキル基としては炭素原子数3~40のものが好ましい。B9で表されるアルキル基としては、炭素原子数3~40のものが好ましい。 The number of carbon atoms of the alkyl groups represented by B 1 to B 4 and B 5 to B 8 , the groups in which the methylene groups other than the terminals in the alkyl groups are substituted with oxygen atoms, the alkenyl groups, and the groups in which the methylene groups other than the terminals in the alkenyl groups are substituted with oxygen atoms, is preferably 3 to 40, more preferably 3 to 32. The alkanoyl groups represented by B 2 to B 4 preferably have 2 to 40 carbon atoms. The alkyl groups of the dialkyl pyrophosphate groups represented by B 2 to B 4 preferably have 3 to 40 carbon atoms. The alkyl groups of the alkylbenzenesulfonyl groups represented by B 2 to B 4 preferably have 3 to 40 carbon atoms. The alkyl groups of the alkylbenzenesulfonyl groups represented by B 2 to B 4 preferably have 3 to 40 carbon atoms. The alkyl groups of the alkyl groups represented by B 9 preferably have 3 to 40 carbon atoms.
B1とB2が一緒になって形成する環としては-CH2-CH2-又は-CH2-COO-等が式(i)における酸素原子及びチタン原子と構成する環が挙げられる。 The ring formed by B 1 and B 2 taken together includes a ring formed by -CH 2 -CH 2 - or -CH 2 -COO-, etc., together with the oxygen atom and titanium atom in formula (i).
上記式(i)又は式(ii)で表される各基は、置換基で置換されていてもよい。その場合の置換基としては、ハロゲン原子、エポキシ基、アミノ基、ビニル基、アクリル基、イソシアネート基、メルカプト基が挙げられる。 Each group represented by the above formula (i) or formula (ii) may be substituted with a substituent. In this case, examples of the substituent include a halogen atom, an epoxy group, an amino group, a vinyl group, an acrylic group, an isocyanate group, and a mercapto group.
本発明に用いられるチタネート系カップリング剤の具体例としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピル(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられ、これらは1種又は2種以上で用いることができる。
なお、これらのチタネート系カップリング剤は、例えば、味の素ファインテクノ株式会社から市販されている。
Specific examples of titanate-based coupling agents used in the present invention include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris(dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl(dioctyl phosphite) titanate, tetraisopropyl bis(dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis(ditridecyl phosphite) titanate, tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, bis(dioctyl pyrophosphate)oxyacetate titanate, bis(dioctyl pyrophosphate)ethylene titanate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
These titanate coupling agents are commercially available, for example, from Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.
高級脂肪酸としては、飽和又は不飽和の直鎖又は分枝鎖のモノ又はポリカルボン酸であることが好ましく、飽和又は不飽和の直鎖又は分枝鎖のモノカルボン酸であることが更に好ましく、飽和又は不飽和の直鎖モノカルボン酸であることが一層好ましい。脂肪酸は、その炭素数が好ましくは7以上である。また、誘導体とは、前記脂肪酸の塩又はアミドを指す。 The higher fatty acid is preferably a saturated or unsaturated linear or branched mono- or polycarboxylic acid, more preferably a saturated or unsaturated linear or branched monocarboxylic acid, and even more preferably a saturated or unsaturated linear monocarboxylic acid. The fatty acid preferably has 7 or more carbon atoms. The derivative refers to a salt or amide of the fatty acid.
本発明に用いられる脂肪酸又はその誘導体は、脂肪酸の炭素数が好ましくは7~23であり、更に好ましくは10~20である。このような脂肪酸又はその誘導体としては、例えばカプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸、又はこれらの金属塩若しくはアミド等が挙げられる。脂肪酸の金属塩としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Zr、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag等の遷移金属、及びAl、Zn等の遷移金属以外の他の金属の塩が挙げられ、好ましくはAl、Zn、W、V等の多価金属塩である。脂肪酸金属塩は、金属の価数に応じて、モノ体、ジ体、トリ体、テトラ体等であり得る。脂肪酸金属塩は、これらの任意の組み合わせであってもよい。 The fatty acid or its derivative used in the present invention preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 10 to 20. Examples of such fatty acids or their derivatives include saturated fatty acids such as capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and stearic acid, unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and arachidonic acid, and metal salts or amides thereof. Examples of metal salts of fatty acids include salts of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals such as Zr, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Ag, and metals other than transition metals such as Al and Zn, and are preferably polyvalent metal salts such as Al, Zn, W, and V. The fatty acid metal salt may be mono-, di-, tri-, or tetra-form depending on the valence of the metal. The fatty acid metal salt may be any combination of these.
リン酸エステル及び亜リン酸エステルとしては、炭素数6~22のアルキル基を有するものが、好ましく用いられる。
リン酸エステルとしては、例えば、リン酸ヘキシルエステル、リン酸ヘプチルエステル、リン酸モノオクチルエステル、リン酸モノノニルエステル、リン酸モノデシルエステル、リン酸モノウンデシルエステル、リン酸モノドデシルエステル、リン酸モノトリデシルエステル、リン酸モノテトラデシルエステル、リン酸モノペンタデシルエステル等が挙げられる。
亜リン酸エステルとしては、例えば、亜リン酸ヘキシルエステル、亜リン酸ヘプチルエステル、亜リン酸モノオクチルエステル、亜リン酸モノノニルエステル、亜リン酸モノデシルエステル、亜リン酸モノウンデシルエステル、亜リン酸モノドデシルエステル、亜リン酸モノトリデシルエステル、亜リン酸モノテトラデシルエステル、亜リン酸モノペンタデシルエステル等が挙げられる。
As the phosphate ester and the phosphite ester, those having an alkyl group having 6 to 22 carbon atoms are preferably used.
Examples of phosphate esters include hexyl phosphate, heptyl phosphate, monooctyl phosphate, monononyl phosphate, monodecyl phosphate, monoundecyl phosphate, monododecyl phosphate, monotridecyl phosphate, monotetradecyl phosphate, and monopentadecyl phosphate.
Examples of phosphite esters include hexyl phosphite, heptyl phosphite, monooctyl phosphite, monononyl phosphite, monodecyl phosphite, monoundecyl phosphite, monododecyl phosphite, monotridecyl phosphite, monotetradecyl phosphite, and monopentadecyl phosphite.
本発明において、疎水化剤は、絶縁性粒子との親和性に優れ、また、絶縁性粒子の被覆率を高める効果が高い点で、トリアゾール系化合物、チタネート系カップリング剤が好ましく、特にベンゾトリアゾール、4-カルボキシベンゾトリアゾール、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトライソプロピル(ジオクチルホスファイト)チタネートが特に好ましい。 In the present invention, the hydrophobizing agent is preferably a triazole-based compound or a titanate-based coupling agent, since it has excellent affinity with insulating particles and is highly effective in increasing the coverage of insulating particles. In particular, benzotriazole, 4-carboxybenzotriazole, isopropyl triisostearoyl titanate, and tetraisopropyl (dioctyl phosphite) titanate are particularly preferred.
本発明において、疎水化剤は、導電性粒子の表面に存在していればよく、その場合、導電性粒子の表面全体に存在していてもよく、表面の一部にのみ存在していてもよい。また、疎水化剤は、導電性粒子の表面の一部又は全体を被覆する層を形成していてもよい。
また、疎水化剤は、導電性粒子の表面に、その縮合物として存在していてもよい。
In the present invention, the hydrophobizing agent may be present on the surface of the conductive particle, and in that case, the hydrophobizing agent may be present on the entire surface of the conductive particle or only on a part of the surface. The hydrophobizing agent may also form a layer that covers a part or the entire surface of the conductive particle.
The hydrophobizing agent may be present on the surface of the conductive particles as a condensation product thereof.
該導電性粒子を疎水化剤で表面処理する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。その一例を示せば、導電性粒子と疎水化剤を溶媒中で混合する方法が挙げられる。 There are no particular limitations on the method for surface-treating the conductive particles with a hydrophobizing agent, and any known method can be used. One example is a method in which the conductive particles and the hydrophobizing agent are mixed in a solvent.
前記溶媒としては、水や有機溶媒が挙げられ、水と有機溶媒との混合溶媒であってもよい。有機溶媒としては、例えば、トルエン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。溶媒に導電性粒子と疎水化剤とを投入した分散液において、疎水化剤の濃度としては、0.01~20質量%である。また、この分散液における導電性粒子の濃度としては1~50質量%である。 The solvent may be water or an organic solvent, or may be a mixed solvent of water and an organic solvent. Examples of organic solvents include toluene, methanol, ethanol, propanol, butanol, isobutyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, acetonitrile, N-methylpyrrolidone, and dimethylformamide. In a dispersion in which conductive particles and a hydrophobizing agent are added to a solvent, the concentration of the hydrophobizing agent is 0.01 to 20% by mass. The concentration of the conductive particles in this dispersion is 1 to 50% by mass.
処理後の分散液をろ過し、必要により乾燥することで表面に疎水化剤を有する導電性粒子を得ることができる。 After the treatment, the dispersion liquid is filtered and, if necessary, dried to obtain conductive particles having a hydrophobizing agent on their surfaces.
また、疎水化剤で表面処理した導電性粒子の粒子表面に前記絶縁性粒子を被覆する方法としては、前述した導電性粒子の粒子表面に前記絶縁性粒子を被覆する方法と同様な方法を用いることができる。 In addition, as a method for coating the insulating particles on the particle surfaces of the conductive particles that have been surface-treated with a hydrophobizing agent, a method similar to the method for coating the insulating particles on the particle surfaces of the conductive particles described above can be used.
本発明の被覆粒子は、被覆粒子間の絶縁性及び対向電極間での接続性を活かして、例えば異方性導電フィルム(ACF)やヒートシールコネクタ(HSC)、液晶ディスプレーパネルの電極を駆動用LSIチップの回路基板へ接続するための導電性材料などとして好適に使用される。特に、導電性接着剤の導電性フィラーとして好適に用いられる。 The coated particles of the present invention are suitable for use as, for example, anisotropic conductive films (ACFs), heat seal connectors (HSCs), and conductive materials for connecting electrodes of liquid crystal display panels to the circuit boards of driving LSI chips, taking advantage of the insulating properties between coated particles and the connectivity between opposing electrodes. In particular, they are suitable for use as conductive fillers in conductive adhesives.
前記の導電性接着剤は、導電性基材が形成された2枚の基板間に配置され、加熱加圧によって前記導電性基材を接着して導通する異方導電性接着剤として好ましく用いられる。この異方導電性接着剤は、本発明の導電性粒子と接着剤樹脂とを含む。接着剤樹脂としては、絶縁性で、かつ接着剤樹脂として用いられているものであれば、特に制限なく使用できる。熱可塑性樹脂及び熱硬化性のいずれであってもよく、加熱によって接着性能が発現するものが好ましい。そのような接着剤樹脂には、例えば熱可塑性タイプ、熱硬化性タイプ、紫外線硬化タイプ等がある。また、熱可塑性タイプと熱硬化性タイプとの中間的な性質を示す、いわゆる半熱硬化性タイプ、熱硬化性タイプと紫外線硬化タイプとの複合タイプ等がある。これらの接着剤樹脂は被着対象である回路基板等の表面特性や使用形態に合わせて適宜選択できる。特に、熱硬化性樹脂を含んで構成される接着剤樹脂が、接着後の材料的強度に優れる点から好ましい。 The conductive adhesive is preferably used as an anisotropic conductive adhesive that is placed between two substrates on which a conductive base material is formed, and that adheres the conductive base material to provide electrical conductivity by heating and pressurization. This anisotropic conductive adhesive contains the conductive particles of the present invention and an adhesive resin. Any adhesive resin that is insulating and can be used as an adhesive resin can be used without particular restrictions. It may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and it is preferable that the adhesive performance is expressed by heating. Such adhesive resins include, for example, a thermoplastic type, a thermosetting type, and an ultraviolet curing type. In addition, there are so-called semi-thermosetting types that show intermediate properties between the thermoplastic type and the thermosetting type, and composite types of a thermosetting type and an ultraviolet curing type. These adhesive resins can be appropriately selected according to the surface characteristics of the circuit board or the like to be adhered and the form of use. In particular, adhesive resins that contain a thermosetting resin are preferable because they have excellent material strength after adhesion.
接着剤樹脂としては、具体的には、エチレン-酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-イソブチルアクリレート共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、SBSブロック共重合体、カルボキシル変性SBS共重合体、SIS共重合体、SEBS共重合体、マレイン酸変性SEBS共重合体、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム、カルボキシル変性クロロプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、イソブチレン-イソプレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(以下、NBRと表す。)、カルボキシル変性NBR、アミン変性NBR、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂などから選ばれる1種又は2種以上の組合せにより得られるものを主剤として調製されたものが挙げられる。これらのうち、熱可塑性樹脂としては、スチレン-ブタジエンゴムやSEBSなどがリワーク性に優れるので好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。これらのうち接着力が高く、耐熱性、電気絶縁性に優れ、しかも溶融粘度が低く、低圧力で接続が可能であるという利点から、エポキシ樹脂が最も好ましい。 Specific examples of adhesive resins include those prepared using as the main component one or a combination of two or more selected from ethylene-vinyl acetate copolymer, carboxyl-modified ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-isobutyl acrylate copolymer, polyamide, polyimide, polyester, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyurethane, SBS block copolymer, carboxyl-modified SBS copolymer, SIS copolymer, SEBS copolymer, maleic acid-modified SEBS copolymer, polybutadiene rubber, chloroprene rubber, carboxyl-modified chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, isobutylene-isoprene copolymer, acrylonitrile-butadiene rubber (hereinafter referred to as NBR), carboxyl-modified NBR, amine-modified NBR, epoxy resin, epoxy ester resin, acrylic resin, phenolic resin, and silicone resin. Of these, styrene-butadiene rubber and SEBS are preferred as thermoplastic resins because they have excellent reworkability. Epoxy resin is preferred as a thermosetting resin. Of these, epoxy resin is the most preferred due to its advantages of high adhesive strength, excellent heat resistance and electrical insulation, low melt viscosity, and the ability to connect at low pressure.
前記のエポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する多価エポキシ樹脂であれば、一般に用いられているエポキシ樹脂が使用可能である。具体的なものとしては、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック樹脂、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、レゾルシン、ビスヒドロキシジフェニルエーテル等の多価フェノール類、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物等とエピクロルヒドリン又は2-メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂が例示される。また、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族及び脂環族エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上混合して使用することができる。 As the epoxy resin, any commonly used epoxy resin can be used as long as it is a polyhydric epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule. Specific examples include novolac resins such as phenol novolac and cresol novolac; polyhydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, resorcin, and bishydroxydiphenyl ether; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, and polypropylene glycol; polyamino compounds such as ethylenediamine, triethylenetetramine, and aniline; and polyvalent carboxy compounds such as adipic acid, phthalic acid, and isophthalic acid, and glycidyl-type epoxy resins obtained by reacting epichlorohydrin or 2-methylepichlorohydrin. Other examples include aliphatic and alicyclic epoxy resins such as dicyclopentadiene epoxide and butadiene dimer diepoxide. These can be used alone or in combination of two or more.
なお、上述した各種の接着樹脂としては、不純物イオン(NaやCl等)や加水分解性塩素などが低減された高純度品を用いることが、イオンマイグレーションの防止の観点から好ましい。 In addition, from the viewpoint of preventing ion migration, it is preferable to use high-purity adhesive resins with reduced impurity ions (such as Na and Cl) and hydrolyzable chlorine as the various adhesive resins mentioned above.
異方導電性接着剤における導電性粒子の使用量は、接着剤樹脂成分100質量部に対し通常0.1~30質量部、好ましくは0.5~25質量部、より好ましくは1~20質量部である。導電性粒子の使用量がこの範囲内にあることにより、接続抵抗や溶融粘度が高くなることが抑制され、接続信頼性を向上させ、接続の異方性を十分に確保することができる。 The amount of conductive particles used in an anisotropic conductive adhesive is usually 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 25 parts by mass, and more preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the adhesive resin component. By keeping the amount of conductive particles within this range, increases in connection resistance and melt viscosity are suppressed, connection reliability is improved, and sufficient anisotropy of the connection can be ensured.
前記の異方導電性接着剤には、上述した導電性粒子及び接着剤樹脂の他に、当該技術分野において、公知の添加剤を配合することができる。その配合量も当該技術分野において公知の範囲内とすることができる。他の添加剤としては、例えば粘着付与剤、反応性助剤、エポキシ樹脂硬化剤、金属酸化物、光開始剤、増感剤、硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導向上剤、軟化剤、着色剤、各種カップリング剤又は金属不活性剤などを例示することができる。 In addition to the conductive particles and adhesive resin described above, the anisotropic conductive adhesive may contain additives known in the art. The amount of additives may be within the range known in the art. Examples of other additives include tackifiers, reactive assistants, epoxy resin curing agents, metal oxides, photoinitiators, sensitizers, curing agents, vulcanizing agents, deterioration inhibitors, heat resistance additives, thermal conductivity enhancers, softeners, colorants, various coupling agents, and metal deactivators.
粘着付与剤としては、例えばロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂、クマロン-インデン樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。反応性助剤すなわち架橋剤としては、例えばポリオール、イソシアネート類、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウトロピン類、アミン類、酸無水物、過酸化物などが挙げられる。エポキシ樹脂硬化剤としては、1分中に2個以上の活性水素を有するものであれば特に制限なく使用できる。具体的なものとしては、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタフェニレンジアミン、ジシアンジアミド、ポリアミドアミン等のポリアミノ化合物;無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の有機酸無水物;フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。また、必要に応じて潜在性硬化剤を用いてもよい。使用できる潜在性硬化剤としては、例えば、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素-アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等及びこれらの変性物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上の混合体として使用できる。 Examples of tackifiers include rosin, rosin derivatives, terpene resins, terpene phenol resins, petroleum resins, coumarone-indene resins, styrene resins, isoprene resins, alkylphenol resins, and xylene resins. Examples of reactive auxiliaries, i.e., crosslinking agents, include polyols, isocyanates, melamine resins, urea resins, utropines, amines, acid anhydrides, and peroxides. As epoxy resin curing agents, any agent having two or more active hydrogens per minute can be used without any particular restrictions. Specific examples include polyamino compounds such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaphenylenediamine, dicyandiamide, and polyamidoamine; organic acid anhydrides such as phthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and pyromellitic anhydride; and novolac resins such as phenol novolac and cresol novolac. These can be used alone or in combination of two or more. A latent curing agent may also be used as necessary. Examples of usable latent curing agents include imidazoles, hydrazides, boron trifluoride-amine complexes, sulfonium salts, aminimides, polyamine salts, dicyandiamide, and modified versions of these. These can be used alone or as a mixture of two or more.
前記の異方導電性接着剤は、当該技術分野において通常使用されている製造装置を用いて製造される。例えば、導電性粒子及び接着剤樹脂並びに必要に応じ硬化剤や各種添加剤を配合し、接着剤樹脂が熱硬化性樹脂の場合は有機溶媒中で混合することにより、熱可塑性樹脂の場合は接着剤樹脂の軟化点以上の温度で、具体的には好ましくは約50~150℃程度で溶融混練することにより製造される。このようにして得られた異方導電性接着剤は、塗布してもよいし、フィルム状にして適用してもよい。 The anisotropic conductive adhesive is manufactured using manufacturing equipment commonly used in the technical field. For example, it is manufactured by blending conductive particles and adhesive resin, as well as a curing agent and various additives as necessary, and mixing them in an organic solvent if the adhesive resin is a thermosetting resin, or by melt-kneading them at a temperature above the softening point of the adhesive resin, specifically preferably at about 50 to 150°C, if the adhesive resin is a thermoplastic resin. The anisotropic conductive adhesive obtained in this way may be applied as a coating or in the form of a film.
以下、本発明を実施例により、詳細に説明するが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<絶縁性粒子試料の調製>
(絶縁性粒子1)
反応容器に、水性シリカゾル(SiO2:22.7質量%、水:77.3質量%)44.1gにメタノール34.1gを添加し分散液を得た。次いで、分散液に3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.15gを撹拌下に添加し、そのまま20分間撹拌した。次いで、反応容器を60℃にまで昇温し3時間撹拌し反応を終了した。
反応終了後、濾過して固形分を回収し、固形分をメタノールで洗浄し、120℃で真空下に12時間乾燥を行って、シリカ粒子の表面を3-メルカプトプロピルトリメトキシシランで表面処理された絶縁性粒子を得た。
なお、水性シリカゾルは、市販の動的光散乱法による求めた粒子径が219nmのものを使用した。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Preparation of insulating particle samples>
(Insulating Particle 1)
In a reaction vessel, 34.1 g of methanol was added to 44.1 g of aqueous silica sol (SiO 2 : 22.7 mass%, water: 77.3 mass%) to obtain a dispersion. Next, 0.15 g of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was added to the dispersion while stirring, and the mixture was stirred for 20 minutes. Next, the reaction vessel was heated to 60°C and stirred for 3 hours to complete the reaction.
After the reaction was completed, the solid content was recovered by filtration, washed with methanol, and dried at 120° C. under vacuum for 12 hours to obtain insulating particles in which the surfaces of the silica particles were surface-treated with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
The aqueous silica sol used was commercially available and had a particle size of 219 nm as determined by dynamic light scattering.
(絶縁性粒子2)
反応容器に、水性シリカゾル(SiO2:22.7質量%、水:77.3質量%)55.9gにメタノール35.9gを添加し分散液を得た。次いで、分散液に3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.39gを撹拌下に添加し、そのまま20分間撹拌した。次いで、反応容器を60℃にまで昇温し3時間撹拌し反応を終了した。
反応終了後、濾過して固形分を回収し、固形分をメタノールで洗浄し、120℃で真空下に12時間乾燥を行って、シリカ粒子の表面を3-メルカプトプロピルトリメトキシシランで表面処理された絶縁性粒子を得た。
なお、水性シリカゾルは、市販の動的光散乱法による求めた粒子径が144nmのものを使用した。
(Insulating Particles 2)
In a reaction vessel, 35.9 g of methanol was added to 55.9 g of aqueous silica sol (SiO 2 : 22.7 mass%, water: 77.3 mass%) to obtain a dispersion. Next, 0.39 g of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was added to the dispersion while stirring, and the mixture was stirred for 20 minutes. Next, the reaction vessel was heated to 60°C and stirred for 3 hours to complete the reaction.
After the reaction was completed, the solid content was recovered by filtration, washed with methanol, and dried at 120° C. under vacuum for 12 hours to obtain insulating particles in which the surfaces of the silica particles were surface-treated with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
The aqueous silica sol used was commercially available and had a particle size of 144 nm as determined by dynamic light scattering.
(絶縁性粒子3)
撹拌羽根を取り付けた200mlの4つ口フラスコに、純水を100ml投入した。その後、スチレンモノマー30.00mmol、4-(ビニルベンジル)トリエチルアンモニウムクロライド0.03mmol、及び重合開始剤として2、2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド0.50mmolを投入した。窒素を15分間通気し、溶存酸素を追い出した後、60℃に昇温し、6時間保持して重合反応を進行させた。重合後の微粒子の分散液を目開き150μmのSUS篩を通過させ、凝集物を除去した。凝集物を除去した分散液を、遠心分離機にて微粒子を沈降させ、上澄み液を除去
した。得られた固形分に純水を加えて洗浄して、ポリ(スチレン/4-(ビニルベンジル)トリエチルアンモニウムクロライド)の球状の微粒子を得た。得られた微粒子の平均粒子径は272nmであった。
(Insulating Particles 3)
100 ml of pure water was added to a 200 ml four-neck flask equipped with a stirring blade. Then, 30.00 mmol of styrene monomer, 0.03 mmol of 4-(vinylbenzyl)triethylammonium chloride, and 0.50 mmol of 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride as a polymerization initiator were added. Nitrogen was aerated for 15 minutes to expel dissolved oxygen, and the temperature was raised to 60°C and maintained for 6 hours to allow the polymerization reaction to proceed. The dispersion of the fine particles after polymerization was passed through a SUS sieve with a mesh size of 150 μm to remove aggregates. The dispersion from which the aggregates had been removed was centrifuged to settle the fine particles, and the supernatant was removed. Pure water was added to the obtained solid content and washed to obtain spherical fine particles of poly(styrene/4-(vinylbenzyl)triethylammonium chloride). The average particle diameter of the obtained fine particles was 272 nm.
<導電性粒子試料の調製>
導電性粒子は、下記の市販の導電性粒子を使用した。
なお、導電性粒子の平均粒子径は走査型電子顕微鏡(SEM)写真(倍率100,000倍)から任意に200個の粒子を抽出して、それらの粒子径を測定し、その平均値を平均粒子径とした。
<Preparation of Conductive Particle Sample>
The conductive particles used were the following commercially available conductive particles.
The average particle diameter of the conductive particles was determined by randomly extracting 200 particles from a scanning electron microscope (SEM) photograph (magnification: 100,000 times), measuring their particle diameters, and averaging the measured values.
(導電性粒子1)
球状の樹脂粒子の表面に厚さが0.125μmのニッケル皮膜を有する、平均粒子径が3μmのNiめっき粒子(日本化学工業株式会社製)を用意した。樹脂粒子は架橋性のアクリル樹脂からなり、ガラス転移温度が120℃であった。
なお、平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)写真(倍率、100,000倍)から、任意に抽出して、それらの粒子径を測定し、その平均値を平均粒子径とした。
(Conductive Particle 1)
Ni-plated particles (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle size of 3 μm and having a nickel coating with a thickness of 0.125 μm on the surface of spherical resin particles were prepared. The resin particles were made of a crosslinkable acrylic resin and had a glass transition temperature of 120° C.
The average particle size was determined by measuring the particle sizes of particles randomly extracted from a scanning electron microscope (SEM) photograph (magnification: 100,000 times), and averaging the measurements.
(導電性粒子2)
球状の樹脂粒子の表面に、平均高さが0.1μm、平均の基部の長さが0.197μm、アスペクト比0.5である、1,030個の突起を有し且つ厚さが0.125μmのニッケル皮膜を有する、平均粒子径が3μmのNiめっき粒子(日本化学工業株式会社製)を用意した。樹脂粒子は架橋性のアクリル樹脂からなり、ガラス転移温度が120℃であった。なお、平均粒子径は、前記導電性粒子1と同様な方法で測定した。
(Conductive Particles 2)
Ni-plated particles (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle diameter of 3 μm and a nickel coating having a thickness of 0.125 μm and 1,030 protrusions on the surface of spherical resin particles, with an average height of 0.1 μm, an average base length of 0.197 μm, and an aspect ratio of 0.5. The resin particles were made of a crosslinked acrylic resin and had a glass transition temperature of 120° C. The average particle diameter was measured in the same manner as the conductive particles 1.
(導電性粒子3)
球状の樹脂粒子の表面に金-ニッケルの導電層を有する平均粒子径が4.6μmである金めっき粒子(日本化学工業株式会社製)を使用した。樹脂粒子は架橋性のアクリル樹脂からなり、ガラス転移温度が120℃であった。
なお、平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)写真(倍率、100,000倍)から、任意に抽出して、それらの粒子径を測定し、その平均値を平均粒子径とした。
(Conductive Particles 3)
Gold-plated particles (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle size of 4.6 μm and a gold-nickel conductive layer on the surface of spherical resin particles were used. The resin particles were made of a crosslinkable acrylic resin and had a glass transition temperature of 120° C.
The average particle size was determined by measuring the particle sizes of particles randomly extracted from a scanning electron microscope (SEM) photograph (magnification: 100,000 times), and averaging the measurements.
{実施例1~6}
上記で得られた絶縁性粒子の固形分濃度基準で10,000ppmとなり、全体が20mlとなるように純水を加えて絶縁性粒子分散液を調製した。この分散液に導電性粒子試料を各50mg投入し、室温(25℃)で15時間撹拌した。
次いで、撹拌後の分散液から目開きが10μmのメンブランフィルターにより固形分を分離し、水で洗浄、乾燥し、これを被覆粒子試料とした。
{Examples 1 to 6}
The insulating particle dispersion liquid was prepared by adding pure water to a total volume of 20 ml so that the solid content concentration of the insulating particles obtained above was 10,000 ppm. 50 mg of each of the conductive particle samples was added to this dispersion liquid and stirred at room temperature (25° C.) for 15 hours.
Next, the solid content was separated from the stirred dispersion using a membrane filter with 10 μm openings, washed with water, and dried to obtain a coated particle sample.
{比較例1}
上記で得られた絶縁性粒子3を固形分濃度基準で10,000ppmとなり、NaCl濃度が25mmolとなり、全体が20mlとなるように純水及びNaClを加えて絶縁性粒子分散液を調製した。この分散液に導電性粒子試料1を50mg投入し、室温(25℃)で15時間撹拌した。
次いで、撹拌後の分散液から目開きが10μmのメンブランフィルターにより固形分を分離し、水で洗浄、乾燥し、これを被覆粒子試料とした。
{Comparative Example 1}
The insulating particle dispersion liquid was prepared by adding pure water and NaCl to the insulating particles 3 obtained above so that the solid content concentration was 10,000 ppm, the NaCl concentration was 25 mmol, and the total volume was 20 ml. 50 mg of conductive particle sample 1 was added to this dispersion liquid, and the mixture was stirred at room temperature (25° C.) for 15 hours.
Next, the solid content was separated from the stirred dispersion using a membrane filter with 10 μm openings, washed with water, and dried to obtain a coated particle sample.
(被覆率の評価)
実施例及び比較例で得られた被覆粒子から、絶縁性粒子を導電性粒子に被覆するときの被覆率の差を評価した。その結果を表1に示す。なお、被覆率は次の方法により求めた。
(Evaluation of Coverage Rate)
The difference in coverage when insulating particles are coated on conductive particles was evaluated from the coated particles obtained in the examples and comparative examples. The results are shown in Table 1. The coverage was determined by the following method.
<被覆率の測定方法>
導電性粒子の表面に、絶縁性粒子が最密充填で配列したときの絶縁粒子の個数Nを以下の計算式で算出した。
N=4π(R+r)2/2√3r2
(R:導電性粒子の半径(nm)、r:絶縁性粒子の半径(nm))
SEMにて導電性粒子に付着した絶縁性粒子の個数nを数え、以下の式から被覆率を算出した。その結果を表1に示す。
被覆率(%)=(n/N)×100
評価に用いた被覆率は、導電性粒子20個の平均値とした。
<Method of measuring coverage>
The number N of insulating particles when the insulating particles are arranged in closest packing on the surface of a conductive particle was calculated using the following formula.
N=4π(R+r) 2 /2√3r 2
(R: radius of conductive particle (nm), r: radius of insulating particle (nm))
The number n of insulating particles attached to the conductive particles was counted using an SEM, and the coverage rate was calculated using the following formula. The results are shown in Table 1.
Coverage (%) = (n/N) x 100
The coverage used in the evaluation was the average value for 20 conductive particles.
(密着度の評価)
実施例及び比較例で得られた被覆粒子1gを純水100mLに加え、超音波装置(VELVO-CLEAR社製、VS-D100)にて発振周波数24kHzの条件で超音波処理を2分間行って得られた被覆粒子を、前記被覆率の評価と同じ方法で被覆率を算出し、下記式により密着度を算出して密着性の評価とし、その結果を表1に示す。密着度の数値が高いほど超音波処理による絶縁性粒子の脱落が少ないので、導電性粒子と絶縁性粒子との密着性が高いことを意味する。
密着度(%)=(超音波処理後の被覆率/超音波処理前の被覆率)×100
1 g of the coated particles obtained in the examples and comparative examples was added to 100 mL of pure water, and ultrasonic treatment was performed for 2 minutes using an ultrasonic device (VS-D100, manufactured by VELVO-CLEAR) at an oscillation frequency of 24 kHz to obtain coated particles. The coverage of the particles was calculated in the same manner as in the evaluation of the coverage, and the adhesion was calculated using the following formula to evaluate the adhesion, and the results are shown in Table 1. The higher the adhesion value, the less the insulating particles fell off due to ultrasonic treatment, which means that the adhesion between the conductive particles and the insulating particles is high.
Adhesion rate (%)=(coverage rate after ultrasonic treatment/coverage rate before ultrasonic treatment)×100
{実施例7}
上記で得られた導電性粒子2(5g)に純水100mlを投入し、攪拌して導電性粒子2の分散液を得た。1質量%のベンゾトリアゾールの水溶液10mlをこの分散液に投入して5分間攪拌して表面処理を行った。その後、目開きが2.0μmのメンブレンフィルターでろ過し、ベンゾトリアゾールの層を表面に有する導電性粒子2を回収した。回収した導電性粒子2を純水で洗浄後、純水100mlを投入してベンゾトリアゾールの層を表面に有する導電性粒子2の分散液を得た。
この分散液に、上記で得られた絶縁性粒子1を投入し、これを室温(25℃)で15時間攪拌した。絶縁性粒子1の投入後、分散液中、絶縁性粒子1の固液分濃度は質量基準で10,000ppmであった。上澄み液を除去後、純水により洗浄した後、50℃で真空乾燥して被覆粒子試料を得た。また、得られた被覆粒子試料について、実施例1~6と同様にして被覆率及び密着度を評価し、その結果を表2に示す。
{Example 7}
100 ml of pure water was added to the conductive particles 2 (5 g) obtained above, and the mixture was stirred to obtain a dispersion of conductive particles 2. 10 ml of a 1 mass% aqueous solution of benzotriazole was added to this dispersion, and the mixture was stirred for 5 minutes to perform a surface treatment. Thereafter, the mixture was filtered through a membrane filter with an opening of 2.0 μm, and conductive particles 2 having a benzotriazole layer on the surface were collected. The collected conductive particles 2 were washed with pure water, and then 100 ml of pure water was added to obtain a dispersion of conductive particles 2 having a benzotriazole layer on the surface.
The insulating particles 1 obtained above were added to this dispersion liquid, and the dispersion liquid was stirred at room temperature (25°C) for 15 hours. After the insulating particles 1 were added, the solid-liquid concentration of the insulating particles 1 in the dispersion liquid was 10,000 ppm by mass. After removing the supernatant, the particles were washed with pure water and then vacuum dried at 50°C to obtain a coated particle sample. The coverage and adhesion of the obtained coated particle sample were evaluated in the same manner as in Examples 1 to 6, and the results are shown in Table 2.
{実施例8}
上記で得られた導電性粒子2(5g)にトルエン25mlを投入し、攪拌して導電性粒子2の分散液を得た。イソプロピルトリイソステアロイルチタネート(味の素ファインテクノ製、プレンアクトKR-TTS)0.1gをこの分散液に投入して室温にて20分間攪拌し表面処理を行った。その後、目開きが2.0μmのメンブレンフィルターでろ過し、チタネート系カップリング剤の層を表面に有する導電性粒子2を回収した。回収した導電性粒子2に質量基準でエタノール:純水=75:25の混合液の100mlを投入してチタネート系カップリング剤層を表面に有する導電性粒子2の分散液を得た。
この分散液に、上記で得られた絶縁性粒子1を投入し、これを室温(25℃)で15時間攪拌した。絶縁性粒子1の投入後、分散液中、絶縁性粒子1の固液分濃度は質量基準で10,000ppmであった。上澄み液を除去後、純水により洗浄した後、50℃で真空乾燥して被覆粒子試料を得た。また、得られた被覆粒子試料について、実施例1~6と同様にして被覆率及び密着度を評価し、その結果を表2に示す。
{Example 8}
25 ml of toluene was added to the conductive particles 2 (5 g) obtained above, and the mixture was stirred to obtain a dispersion of conductive particles 2. 0.1 g of isopropyl triisostearoyl titanate (Plenact KR-TTS, manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.) was added to this dispersion, and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes to perform surface treatment. Thereafter, the mixture was filtered through a membrane filter with an opening of 2.0 μm, and conductive particles 2 having a titanate-based coupling agent layer on the surface were collected. 100 ml of a mixture of ethanol:pure water = 75:25 by mass was added to the collected conductive particles 2 to obtain a dispersion of conductive particles 2 having a titanate-based coupling agent layer on the surface.
The insulating particles 1 obtained above were added to this dispersion liquid, and the dispersion liquid was stirred at room temperature (25°C) for 15 hours. After the insulating particles 1 were added, the solid-liquid concentration of the insulating particles 1 in the dispersion liquid was 10,000 ppm by mass. After removing the supernatant, the particles were washed with pure water and then vacuum dried at 50°C to obtain a coated particle sample. The coverage and adhesion of the obtained coated particle sample were evaluated in the same manner as in Examples 1 to 6, and the results are shown in Table 2.
<導電性の評価>
エポキシ樹脂100質量部、硬化剤150質量部及びトルエン70質量部を混合した絶縁性接着剤と、実施例で得られた被覆粒子試料15質量部とを混合して、絶縁性ペーストを得た。このペーストをシリコーン処理ポリエステルフィルム上にバーコーターを用いて塗布し、その後、ペーストを乾燥して、フィルム上に薄膜を形成した。得られた薄膜形成フィルムを、全面がアルミニウムを蒸着させたガラス基板と、しと銅パターンが50μmピッチに形成されたポリイミドフィルム基板との間に配して、電気接続を行った。この基板間の導通抵抗を測定することで、被覆粒子の導通性を室温下(25℃、50%RH)で評価した。抵抗値が低いほど被覆粒子の導通性が高いものであると評価できる。被覆粒子の導通性評価は、抵抗値が2Ω未満であるものを「非常に良好」(表3中で、「〇」で示す)とし、抵抗値が2Ω以上5Ω未満であるものを「良好」(表3中で、「△」で示す)とし、抵抗値が5Ω以上であるものを「不良」(表3中で、「×」で示す)として評価した。その結果を表3に示す。
<Evaluation of Conductivity>
An insulating adhesive containing 100 parts by weight of epoxy resin, 150 parts by weight of hardener, and 70 parts by weight of toluene was mixed with 15 parts by weight of the coated particle sample obtained in the example to obtain an insulating paste. This paste was applied to a silicone-treated polyester film using a bar coater, and then the paste was dried to form a thin film on the film. The obtained thin film-forming film was placed between a glass substrate with aluminum vapor-deposited on the entire surface and a polyimide film substrate with a copper pattern formed at a pitch of 50 μm, and an electrical connection was performed. The electrical resistance between the substrates was measured to evaluate the electrical conductivity of the coated particles at room temperature (25° C., 50% RH). The lower the resistance value, the higher the electrical conductivity of the coated particles. The conductivity of the coated particles was evaluated as follows: a resistance value of less than 2 Ω was rated as "very good" (indicated by "◯" in Table 3), a resistance value of 2 Ω or more and less than 5 Ω was rated as "good" (indicated by "△" in Table 3), and a resistance value of 5 Ω or more was rated as "poor" (indicated by "×" in Table 3). The results are shown in Table 3.
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