JPH09198916A - 導電性微粒子 - Google Patents
導電性微粒子Info
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- JPH09198916A JPH09198916A JP23523696A JP23523696A JPH09198916A JP H09198916 A JPH09198916 A JP H09198916A JP 23523696 A JP23523696 A JP 23523696A JP 23523696 A JP23523696 A JP 23523696A JP H09198916 A JPH09198916 A JP H09198916A
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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-
- H—ELECTRICITY
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- H05K3/3478—Application of solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種基板を高い精度で簡便に接合することが
できる導電性微粒子を提供する。 【解決手段】 導電層２で被覆された球状高分子粒子１
の表面が、該導電層２で被覆された球状高分子粒子１の
半径の５〜３０％の厚みを有する半田により被覆されて
なる。
できる導電性微粒子を提供する。 【解決手段】 導電層２で被覆された球状高分子粒子１
の表面が、該導電層２で被覆された球状高分子粒子１の
半径の５〜３０％の厚みを有する半田により被覆されて
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性に優れた導
電性微粒子に関する。
電性微粒子に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性微粒子は、電子部品におけるリー
ド電極、配線基板等を接合する際に使用される導電ペー
スト、上下導通用接着剤、異方性導電接着剤、電磁波シ
ールドの導電性材料等に使用されるものである。このよ
うな導電性微粒子としては、鉛とすずとからなる半田ボ
ール、非導電性材料からなる粒子が導電性材料で被覆さ
れたもの等がある。
ド電極、配線基板等を接合する際に使用される導電ペー
スト、上下導通用接着剤、異方性導電接着剤、電磁波シ
ールドの導電性材料等に使用されるものである。このよ
うな導電性微粒子としては、鉛とすずとからなる半田ボ
ール、非導電性材料からなる粒子が導電性材料で被覆さ
れたもの等がある。
【０００３】鉛とすずとからなる半田ボールは、リード
電極、配線基板等を、加熱により簡便に接合することが
できるものである。しかし、例えば、異種基材を接合す
る場合、基材間の熱膨張率の違い等によって生ずる接合
部分にかかる応力を半田ボールでは吸収できないため、
半田ボールと基材との界面に剥がれが生じて満足な接合
を得ることが難しい等の問題がある。
電極、配線基板等を、加熱により簡便に接合することが
できるものである。しかし、例えば、異種基材を接合す
る場合、基材間の熱膨張率の違い等によって生ずる接合
部分にかかる応力を半田ボールでは吸収できないため、
半田ボールと基材との界面に剥がれが生じて満足な接合
を得ることが難しい等の問題がある。
【０００４】一方、非導電性材料からなる粒子が導電性
材料で被覆されてなる導電性微粒子は、使用される非導
電性材料からなる粒子が耐熱性を有し、加熱による接合
精度の低下等が生じにくいので、近年では、電子部品の
小型化、薄型化の進行に伴い、その使用が盛んになって
いる。
材料で被覆されてなる導電性微粒子は、使用される非導
電性材料からなる粒子が耐熱性を有し、加熱による接合
精度の低下等が生じにくいので、近年では、電子部品の
小型化、薄型化の進行に伴い、その使用が盛んになって
いる。
【０００５】特開平５−２８７５８２号公報には、非導
電性材料からなる粒子を導電性材料で被覆する方法とし
て、電気銅メッキ工程によって銅メッキ層を非導電性材
料表面に直接形成する方法が開示されている。この方法
は、従来の無電解銅メッキ工程を必要とせず、電気銅メ
ッキのみによって銅メッキ層を形成することができるも
のであるので、処理工程の簡略化、処理時間の短縮化、
作業環境の改善等により生産性の向上を図ることができ
るものである。
電性材料からなる粒子を導電性材料で被覆する方法とし
て、電気銅メッキ工程によって銅メッキ層を非導電性材
料表面に直接形成する方法が開示されている。この方法
は、従来の無電解銅メッキ工程を必要とせず、電気銅メ
ッキのみによって銅メッキ層を形成することができるも
のであるので、処理工程の簡略化、処理時間の短縮化、
作業環境の改善等により生産性の向上を図ることができ
るものである。
【０００６】しかし、導電性微粒子の中心部を構成する
非導電性材料とその表面を被覆する金属との間では熱膨
張係数、圧縮変形性等の差が大きいため、使用中の温度
変化や圧縮変形等により、形成された銅メッキ層が破
壊、剥離しやすい等の問題がある。
非導電性材料とその表面を被覆する金属との間では熱膨
張係数、圧縮変形性等の差が大きいため、使用中の温度
変化や圧縮変形等により、形成された銅メッキ層が破
壊、剥離しやすい等の問題がある。
【０００７】特開平３−１２９６０７号公報には、表面
が金属で被覆されてなる樹脂粒子及び亜鉛やすず等から
なる低融点金属粒子が熱接着性を有する高分子材料に分
散されてなる異方性導電膜が開示されている。この異方
性導電膜で使用される導電性樹脂のうち、表面が金属で
被覆された樹脂粒子は、例えば、配線導体パターンが加
熱圧着される際、配線導体パターン間の間隔を一定に保
ちながら電気的接続を行うことができる等の特徴を有す
るものであり、低融点金属粒子は、溶融によって配線導
体パターン間の電気的接続を行いながら圧着状態の確認
を容易に行わせることができる等の特徴を有するもので
ある。
が金属で被覆されてなる樹脂粒子及び亜鉛やすず等から
なる低融点金属粒子が熱接着性を有する高分子材料に分
散されてなる異方性導電膜が開示されている。この異方
性導電膜で使用される導電性樹脂のうち、表面が金属で
被覆された樹脂粒子は、例えば、配線導体パターンが加
熱圧着される際、配線導体パターン間の間隔を一定に保
ちながら電気的接続を行うことができる等の特徴を有す
るものであり、低融点金属粒子は、溶融によって配線導
体パターン間の電気的接続を行いながら圧着状態の確認
を容易に行わせることができる等の特徴を有するもので
ある。
【０００８】しかしながら、上述のように、使用される
表面が金属で被覆された樹脂粒子は、表面の金属層が破
壊、剥離等を起こす可能性を有しており、また、低融点
金属粒子は、溶融ムラを生じる可能性を有している。
表面が金属で被覆された樹脂粒子は、表面の金属層が破
壊、剥離等を起こす可能性を有しており、また、低融点
金属粒子は、溶融ムラを生じる可能性を有している。
【０００９】特開平５−１１９３３７号公報には、表面
が接着剤で被覆された導電性微粒子を用いる電極端子の
相互接続方法が開示されている。この電極端子の相互接
続方法は、表面が接着剤で被覆された導電性粒子を第一
の配線基板上に散布し、加熱により固定した後、第二の
配線基板を載置し、加熱圧着により接着、固定を行い、
導電性微粒子を介して相対峙する配線基板の電極端子を
相互接続するものであり、従来の接着剤で被覆された導
電性微粒子を用いる電極端子の相互接続方法よりも信頼
性に優れている等の特徴を有するものである。
が接着剤で被覆された導電性微粒子を用いる電極端子の
相互接続方法が開示されている。この電極端子の相互接
続方法は、表面が接着剤で被覆された導電性粒子を第一
の配線基板上に散布し、加熱により固定した後、第二の
配線基板を載置し、加熱圧着により接着、固定を行い、
導電性微粒子を介して相対峙する配線基板の電極端子を
相互接続するものであり、従来の接着剤で被覆された導
電性微粒子を用いる電極端子の相互接続方法よりも信頼
性に優れている等の特徴を有するものである。
【００１０】しかしながら、この電極端子の相互接続方
法は、表面が接着剤で被覆された導電性粒子を第一の配
線基板上に散布する前に、この表面が接着剤で被覆され
た導電性粒子を帯電する必要があり、工程が煩雑になる
等の問題がある。
法は、表面が接着剤で被覆された導電性粒子を第一の配
線基板上に散布する前に、この表面が接着剤で被覆され
た導電性粒子を帯電する必要があり、工程が煩雑になる
等の問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解消するためになされたものであり、その目的
とするところは、各種基板を高い精度で簡便に接合する
ことができる導電性微粒子を提供することにある。
問題点を解消するためになされたものであり、その目的
とするところは、各種基板を高い精度で簡便に接合する
ことができる導電性微粒子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の導電性微粒子は、導電層で被覆された球状
高分子粒子の表面が、該導電層で被覆された球状高分子
粒子の半径の５〜３０％の厚みを有する半田により被覆
されてなるものである。
め、本発明の導電性微粒子は、導電層で被覆された球状
高分子粒子の表面が、該導電層で被覆された球状高分子
粒子の半径の５〜３０％の厚みを有する半田により被覆
されてなるものである。
【００１３】本発明で使用される導電層の材質としては
特に限定されず、例えば、金、ニッケル等からなる導電
層が挙げられる。
特に限定されず、例えば、金、ニッケル等からなる導電
層が挙げられる。
【００１４】本発明で使用される球状高分子粒子として
は特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ポリスチレ
ン共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸
エステル共重合体、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル等
からなるものが挙げられる。上記球状高分子粒子の形状
としては、球状であれば特に限定されず、例えば、中空
状のものであってもよい。
は特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ポリスチレ
ン共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸
エステル共重合体、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル等
からなるものが挙げられる。上記球状高分子粒子の形状
としては、球状であれば特に限定されず、例えば、中空
状のものであってもよい。
【００１５】上記球状高分子粒子に上記導電層を被覆す
る方法としては特に限定されないが、好ましくは、無電
解メッキ法等が挙げられる。
る方法としては特に限定されないが、好ましくは、無電
解メッキ法等が挙げられる。
【００１６】本発明において、上記導電層で被覆された
球状高分子粒子は、該導電層で被覆された球状高分子粒
子の半径の５〜３０％の厚みを有する半田により表面が
被覆されてなるものである。半田の厚みが上記導電層で
被覆された球状高分子粒子の半径の５％未満であると、
電極端子等を接合する際、半田の溶融量が少なくなり、
充分な接合性を得ることができず、上記導電層で被覆さ
れた球状高分子粒子の半径の３０％を超えると、半田の
溶融量が多くなり隣の電極端子とショートすることがあ
るので、上記範囲に限定される。
球状高分子粒子は、該導電層で被覆された球状高分子粒
子の半径の５〜３０％の厚みを有する半田により表面が
被覆されてなるものである。半田の厚みが上記導電層で
被覆された球状高分子粒子の半径の５％未満であると、
電極端子等を接合する際、半田の溶融量が少なくなり、
充分な接合性を得ることができず、上記導電層で被覆さ
れた球状高分子粒子の半径の３０％を超えると、半田の
溶融量が多くなり隣の電極端子とショートすることがあ
るので、上記範囲に限定される。
【００１７】上記半田の被覆は、均一であることが好ま
しい。上記半田の被覆が不均一であると、加熱時の溶融
が不均一となり、信頼性の高い接合を得にくいことがあ
る。
しい。上記半田の被覆が不均一であると、加熱時の溶融
が不均一となり、信頼性の高い接合を得にくいことがあ
る。
【００１８】本発明の導電性微粒子の粒子径としては特
に限定されないが、好ましくは、１〜１０００μｍであ
る。１μｍ未満であると、無電解メッキ工程で生じた凝
集粒子の単粒子化が難しくなることがあり、１０００μ
ｍを超えると、球状高分子粒子を被覆した導電層がひび
割れを起こして、球状高分子粒子から剥離し易くなるこ
とがある。
に限定されないが、好ましくは、１〜１０００μｍであ
る。１μｍ未満であると、無電解メッキ工程で生じた凝
集粒子の単粒子化が難しくなることがあり、１０００μ
ｍを超えると、球状高分子粒子を被覆した導電層がひび
割れを起こして、球状高分子粒子から剥離し易くなるこ
とがある。
【００１９】上記導電層で被覆された球状高分子粒子
に、上記導電層で被覆された球状高分子粒子の半径の５
〜３０％の厚みを有する半田を被覆する方法としては、
特に限定されないが、好ましくは、電気メッキ法等が挙
げられ、それにより厚膜の半田メッキを得ることができ
る。
に、上記導電層で被覆された球状高分子粒子の半径の５
〜３０％の厚みを有する半田を被覆する方法としては、
特に限定されないが、好ましくは、電気メッキ法等が挙
げられ、それにより厚膜の半田メッキを得ることができ
る。
【００２０】本発明の導電性微粒子は、例えば、図１に
示すように、上記球状高分子粒子の表面に、金、ニッケ
ル等を無電解メッキ法によりメッキして導電層を形成し
た後、上記導電層で被覆された球状高分子粒子に、半田
を電気メッキ法によりメッキして得ることができる。図
中、１は球状高分子粒子、２は導電層を、３は半田メッ
キ層をそれぞれ表す。
示すように、上記球状高分子粒子の表面に、金、ニッケ
ル等を無電解メッキ法によりメッキして導電層を形成し
た後、上記導電層で被覆された球状高分子粒子に、半田
を電気メッキ法によりメッキして得ることができる。図
中、１は球状高分子粒子、２は導電層を、３は半田メッ
キ層をそれぞれ表す。
【００２１】本発明の導電性微粒子を用いた配線基板の
接合は、例えば、第一の配線基板上に上記導電性微粒子
を均一に分散させた後、第二の配線基板を、均一に分散
されている上記導電性微粒子上に相対峙させ、加熱によ
り半田を溶融させることにより行われる。
接合は、例えば、第一の配線基板上に上記導電性微粒子
を均一に分散させた後、第二の配線基板を、均一に分散
されている上記導電性微粒子上に相対峙させ、加熱によ
り半田を溶融させることにより行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００２３】（実施例１〜３、比較例１，２）表１に示
す性状の、ニッケル導電層で被覆された球状高分子粒子
（積水フアインケミカル社製「ミクロパールＮＩ」）の
表面に、電気メッキ装置（上村工業社製「フロースルー
プレーターＲＰ−１」）を用いて電解メッキし、表１に
示す厚みの半田（重量比：Ｐｂ／Ｓｎ＝６０／４０）メ
ッキ層が被覆された導電性微粒子を得た。
す性状の、ニッケル導電層で被覆された球状高分子粒子
（積水フアインケミカル社製「ミクロパールＮＩ」）の
表面に、電気メッキ装置（上村工業社製「フロースルー
プレーターＲＰ−１」）を用いて電解メッキし、表１に
示す厚みの半田（重量比：Ｐｂ／Ｓｎ＝６０／４０）メ
ッキ層が被覆された導電性微粒子を得た。
【００２４】（実施例４，５、比較例３，４）表１に示
す性状の、金導電層が被覆された球状高分子粒子（積水
フアインケミカル社製「ミクロパールＡＵ」）を用いた
こと以外は、実施例１と同様にして、表１に示す厚みの
半田（重量比：Ｐｂ／Ｓｎ＝６０／４０）メッキ層が被
覆された導電性微粒子を得た。
す性状の、金導電層が被覆された球状高分子粒子（積水
フアインケミカル社製「ミクロパールＡＵ」）を用いた
こと以外は、実施例１と同様にして、表１に示す厚みの
半田（重量比：Ｐｂ／Ｓｎ＝６０／４０）メッキ層が被
覆された導電性微粒子を得た。
【００２５】
【表１】
【００２６】上記実施例及び比較例で得られた導電性微
粒子につき、下記の性能評価を行い、その結果を表２に
示した。 （１）半田メッキ層の厚み 上記導電性微粒子を洗浄、乾燥した後研磨加工して半球
状とし、この半球状物の研磨加工面を拡大鏡を用いて観
察し、半田メッキ層の厚みを測定した。
粒子につき、下記の性能評価を行い、その結果を表２に
示した。 （１）半田メッキ層の厚み 上記導電性微粒子を洗浄、乾燥した後研磨加工して半球
状とし、この半球状物の研磨加工面を拡大鏡を用いて観
察し、半田メッキ層の厚みを測定した。
【００２７】（２）接合強度 上記導電性微粒子をポストフラックス（ハリマ化成社製
「Ｆ−４０」）中に、粒子の面積投影率が６％となるよ
うに配合し、この配合物を所定のピッチの電極パターン
を有するＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）接合端子
の、電極パターン上にスクリーン印刷した。この接合端
子に、同様の電極パターンを有する別のＦＰＣ接合端子
を、電極パターン同士が対応するように重ね合わせ、１
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧しながら、２００℃で加熱、溶着し
て、２枚のＦＰＣ接合端子の電極パターン同士が積層さ
れた試料を作製した。この試料を用いて、１８０度引張
試験により接合強度を測定した。
「Ｆ−４０」）中に、粒子の面積投影率が６％となるよ
うに配合し、この配合物を所定のピッチの電極パターン
を有するＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）接合端子
の、電極パターン上にスクリーン印刷した。この接合端
子に、同様の電極パターンを有する別のＦＰＣ接合端子
を、電極パターン同士が対応するように重ね合わせ、１
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧しながら、２００℃で加熱、溶着し
て、２枚のＦＰＣ接合端子の電極パターン同士が積層さ
れた試料を作製した。この試料を用いて、１８０度引張
試験により接合強度を測定した。
【００２８】（３）線間絶縁抵抗、接続抵抗 （２）と同様な試料を用いて、電気抵抗測定器により隣
接する電極間の電気抵抗を測定し、線間絶縁抵抗とし
た。また、（２）と同様な試料を用いて、１枚目のＦＰ
Ｃの電極とそれに対応する２枚目の電極との間の電気抵
抗を電気抵抗測定器により測定し、接続抵抗とした。
接する電極間の電気抵抗を測定し、線間絶縁抵抗とし
た。また、（２）と同様な試料を用いて、１枚目のＦＰ
Ｃの電極とそれに対応する２枚目の電極との間の電気抵
抗を電気抵抗測定器により測定し、接続抵抗とした。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２から明らかなように、半田メッキ層の
厚みが、導電層が被覆された球状高分子粒子径の５％未
満では半田メッキ粒子同士の接合力が不足し、導電層が
被覆された球状高分子粒子径の３０％を超えると線間絶
縁抵抗が低下した。また、導電層が被覆された球状高分
子粒子が、粒径１μｍ程度の微小粒子では、凝集して単
粒子化が困難となり、導電性微粒子を得ることができな
かった。また、導電層が被覆された球状高分子粒子が、
１０００μｍ程度の大粒子となると、導電層がひび割れ
を起こし、導電性層の剥がれが生じたため、導電性微粒
子を得ることができなかった。
厚みが、導電層が被覆された球状高分子粒子径の５％未
満では半田メッキ粒子同士の接合力が不足し、導電層が
被覆された球状高分子粒子径の３０％を超えると線間絶
縁抵抗が低下した。また、導電層が被覆された球状高分
子粒子が、粒径１μｍ程度の微小粒子では、凝集して単
粒子化が困難となり、導電性微粒子を得ることができな
かった。また、導電層が被覆された球状高分子粒子が、
１０００μｍ程度の大粒子となると、導電層がひび割れ
を起こし、導電性層の剥がれが生じたため、導電性微粒
子を得ることができなかった。
【００３１】
【発明の効果】本発明の導電性微粒子は、上述の構成か
らなるので、接着剤等を使用することなく、接合端子等
を高い精度で簡便に接合することができ、また導電性に
優れたものであるので、例えば、ＢＧＡ用途、異種基板
間接合等に好適である。
らなるので、接着剤等を使用することなく、接合端子等
を高い精度で簡便に接合することができ、また導電性に
優れたものであるので、例えば、ＢＧＡ用途、異種基板
間接合等に好適である。
【図１】本発明の導電性微粒子の一例を示す断面図。
１ 球状高分子粒子 ２ 導電層 ３ 半田メッキ層
Claims (1)
- 【請求項１】 導電層で被覆された球状高分子粒子の表
面が、該導電層で被覆された球状高分子粒子の半径の５
〜３０％の厚みを有する半田により被覆されてなること
を特徴とする導電性微粒子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23523696A JP3542874B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-09-05 | 導電性微粒子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-298302 | 1995-11-16 | ||
| JP29830295 | 1995-11-16 | ||
| JP23523696A JP3542874B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-09-05 | 導電性微粒子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004032453A Division JP2004156145A (ja) | 1995-11-16 | 2004-02-09 | 導電性微粒子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09198916A true JPH09198916A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3542874B2 JP3542874B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=26532018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23523696A Expired - Lifetime JP3542874B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-09-05 | 導電性微粒子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3542874B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100385560B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2003-05-27 | 엘지전선 주식회사 | 이방성 도전 필름용 도전볼 |
| JP2004158212A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Sekisui Chem Co Ltd | 実装用導電性微粒子 |
| JP2004156145A (ja) * | 1995-11-16 | 2004-06-03 | Sekisui Chem Co Ltd | 導電性微粒子 |
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