JP5245011B2 - 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料 - Google Patents

重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料 Download PDF

Info

Publication number
JP5245011B2
JP5245011B2 JP2012528703A JP2012528703A JP5245011B2 JP 5245011 B2 JP5245011 B2 JP 5245011B2 JP 2012528703 A JP2012528703 A JP 2012528703A JP 2012528703 A JP2012528703 A JP 2012528703A JP 5245011 B2 JP5245011 B2 JP 5245011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine particles
polymer fine
monomer
group
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012528703A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012020799A1 (ja
Inventor
和明 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2012528703A priority Critical patent/JP5245011B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5245011B2 publication Critical patent/JP5245011B2/ja
Publication of JPWO2012020799A1 publication Critical patent/JPWO2012020799A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/08Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated side groups
    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/34Monomers containing two or more unsaturated aliphatic radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/16Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive material in insulating or poorly conductive material, e.g. conductive rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/34Monomers containing two or more unsaturated aliphatic radicals
    • C08F212/36Divinylbenzene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

本発明は、重合体微粒子及び該重合体微粒子表面に導電性金属層を形成した導電性微粒子、並びに該導電性微粒子を含有する異方性導電材料に関するものである。
電子機器は、年々小型化、薄型化と共に高機能化が図られている。そのため、例えば、液晶ディスプレイパネルのITO(酸化インジウムスズ)電極と駆動用のLSI(Large Scale Integration)との接続、LSIチップと回路基板との接続、微細パターン電極端子間の接続等の電子機器類の微小部位間の電気的接続には、導電性微粒子を含有する異方性導電材料を用いた電気的接続が採用されている。
このような電気的接続に使用される導電性微粒子が種々提案されている。例えば、圧縮荷重を加えた際に、圧縮変形率が5〜40%の範囲で、圧縮変形率が急激に増加する変曲点を有する導電性微粒子(特許文献1(請求項1)参照);アクリル樹脂を主成分とし最大圧縮変形率が60%以上、60%圧縮変形するのに必要な荷重が60mN以下である樹脂粒子の表面に導電材料が付着された導電性粒子(特許文献2(請求項13)参照);10%圧縮変位時の圧縮強度が7.0kgf/mm2(68.6N/mm2)以下である導電粒子(特許文献3(請求項1)参照);単独重合体のガラス転移温度(Tg)が−70℃以上である(メタ)アクリル系モノマーから誘導される繰り返し単位を有する(メタ)アクリル系(共)重合体からなる芯材粒子表面に導電層を形成した導電性粒子(特許文献4(請求項1)参照);が提案されている。
特開平11−73817号公報 国際公開第2003/104285号 特開平9−199206号公報 特開平8−319467号公報
上記のように、導電性微粒子としては、芯材となる重合体微粒子の表面に、導電性金属層を形成したものが使用されている。ここで、芯材となる粒子が硬質な場合には、電極等を加圧接続する際に導電性微粒子が被着体へと押し込まれ、圧痕を形成することができ接続面積が増加する。また、加圧接続時に、導電性微粒子と被着体との間に存在するバインダー樹脂を排除しやすくなる。しかしながら、このような硬質な粒子を芯材とする導電性微粒子では、より大きな接続面積を得るためには、加圧接続時により大きな圧力が必要であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小さな圧力で広い接続面積が得られる導電性微粒子を提供することを目的とする。また、本発明は、上記のような導電性微粒子を含有する異方性導電材料を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記のような導電性微粒子の芯材として好適に使用し得る重合体微粒子を提供することを目的とする。
上記課題を解決することができた本発明の重合体微粒子は、破壊点荷重が9.8mN(1.0gf)以下であることを特徴とする。破壊点荷重が9.8mN以下である本発明の重合体微粒子を芯材とする導電性微粒子では、小さな圧力で芯材が破壊され圧縮方向に直交する方向に容易に拡張するため、小さな圧力で大きな接続面積を得ることができる。
上記重合体微粒子は、10%K値が7350N/mm2(750kgf/mm2)〜49000N/mm2(5000kgf/mm2)であることが好ましい。このように重合体微粒子が高圧縮弾性率を有していれば、接続抵抗値をより低くすることできる。
上記重合体微粒子の平均粒子径は0.5μm〜12μmであることが好ましい。上記重合体微粒子は、破壊圧縮変位が25%以上であることが好ましい。また、上記重合体微粒子の30%変位時の圧縮荷重は1.96mN(0.2gf)以上であることが好ましい。
本発明には、上記重合体微粒子表面に導電性金属層を有する導電性微粒子、並びに、該導電性微粒子を含有する異方性導電材料も含まれる。
本発明によれば、小さな圧力で広い接続面積を達成できる導電性微粒子が得られる。また、該導電性微粒子を含有した異方性導電材料を用いることにより、低圧条件で接続した場合でも接続抵抗値の低い接続構造体が得られる。
重合体微粒子No.2、7の変位−荷重曲線を示す。 重合体微粒子No.5、8の変位−荷重曲線を示す。 重合体微粒子N0.12、13の変位−荷重曲線を示す。
1.重合体微粒子
1−1.機械的特性
本発明の重合体微粒子は、破壊点荷重が9.8mN(1.0gf)以下であることを特徴とする。重合体微粒子は圧縮荷重を負荷すると圧縮方向に縮小し、圧縮方向に対して直交する方向へと拡張することとなる。この時、重合体微粒子が破壊されることなく単に弾性変形する場合に比べて、重合体微粒子が破壊された方が圧縮方向に直交する方向への拡張がより大きくなる。すなわち、破壊点荷重が9.8mN以下である本発明の重合体微粒子を芯材とする導電性微粒子では、小さな圧力で芯材が破壊され圧縮方向に直交する方向に容易に拡張するため、小さな圧力で大きな接続面積を得ることができる。
前記破壊点荷重は7.84mN(0.8gf)以下が好ましく、より好ましくは6.86mN(0.7gf)以下である。一方、前記破壊点荷重は0.98mN(0.1gf)以上が好ましく、より好ましくは1.96mN(0.2gf)以上、さらに好ましくは2.94mN(0.3gf)以上である。なお、破壊点荷重とは、重合体微粒子を圧縮変形させた時、重合体微粒子が破壊した時点での圧縮荷重値であり、測定方法は後述する。
本発明の重合体微粒子は、破壊圧縮変位が25%以上であることが好ましく、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは30%超であり、50%以下が好ましく、より好ましくは48%以下、さらに好ましくは46%以下である。破壊圧縮変位が上記範囲内であれば、被着体に対して圧痕を形成する圧痕形成能と、加圧接続時の接続面積をバランスよく両立させることができる。なお、破壊圧縮変位とは、重合体微粒子を圧縮変形させた際に、重合体微粒子が破壊した時点での圧縮変位であり、測定方法は後述する。
本発明の重合体微粒子の10%圧縮荷重は、0.588mN(0.06gf)以上が好ましく、より好ましくは0.686mN(0.07gf)以上、さらに好ましくは0.784mN(0.08gf)以上であり、1.960mN(0.2gf)以下が好ましく、より好ましくは1.764mN(0.18gf)以下、さらに好ましくは1.568mN(0.16gf)以下である。10%圧縮荷重が上記範囲内であれば、重合体微粒子を導電性微粒子用の基材粒子として用いた場合に、電極等の被接続媒体に圧痕を形成することができるとともに実用上問題ない接続面積を確保することができる。
重合体微粒子の10%圧縮荷重は、所望とする特性に応じて適宜調節することが好ましい。例えば、特に導電性微粒子により得られる接続面積を大きくしたい場合には、重合体微粒子10%圧縮荷重が0.588mN(0.06gf)以上であることが好ましく、より好ましくは0.686mN(0.07gf)以上、さらに好ましくは0.784mN(0.08gf)以上であり、1.078mN(0.11gf)以下であることが好ましく、より好ましくは0.98mN(0.10gf)以下、さらに好ましくは0.88mN(0.09gf)以下である。重合体微粒子の10%圧縮荷重が小さい程、破壊に至らない弾性変形においても、圧縮方向に直交する方向への拡張が大きくなる。よって、破壊されずに残存する導電性微粒子の変形量も大きくなるため、全体として得られる接続面積がより大きくなる。
一方、導電性微粒子について、特に圧痕形成能を高めたい場合には、重合体微粒子10%圧縮荷重が1.078mN(0.11gf)超であることが好ましく、より好ましくは1.176mN(0.12gf)以上、さらに好ましくは1.274mN(0.13gf)以上であり、1.960mN(0.2gf)以下であることが好ましく、より好ましくは1.764mN(0.18gf)以下、さらに好ましくは1.568mN(0.16gf)以下である。重合体微粒子の10%圧縮荷重が大きい程、変形初期の抵抗力が大きいため、被着体に対して圧痕を形成する力が大きくなる。なお、10%圧縮荷重とは、重合体微粒子を10%圧縮変形させるために必要な荷重である。
本発明の重合体微粒子の30%圧縮荷重は、1.96mN(0.20gf)以上が好ましく、より好ましくは2.45mN(0.25gf)以上、さらに好ましくは2.94mN(0.30gf)以上であり、7.35mN(0.75gf)以下が好ましく、より好ましくは6.86mN(0.70gf)以下、さらに好ましくは5.88mN(0.60gf)以下である。30%圧縮荷重が上記範囲内であれば、重合体微粒子を導電性微粒子用の基材粒子として用いた場合に、電極等の被接続媒体に圧痕を形成することができるとともに実用上問題ない接続面積を確保できる。
また、本発明の重合体微粒子の30%圧縮荷重も、上記10%圧縮荷重と同様に、所望とする特性に応じて適宜調節することが好ましい。例えば、特に導電性微粒子により得られる接続面積を大きくしたい場合には、重合体微粒子は、30%圧縮荷重が1.96mN(0.20gf)以上であることが好ましく、より好ましくは2.45mN(0.25gf)以上、さらに好ましくは2.94mN(0.30gf)以上であり、4.90mN(0.50gf)以下であることが好ましく、より好ましくは4.41mN(0.45gf)以下、さらに好ましくは3.92mN(0.40gf)以下である。
一方、導電性微粒子について、特に圧痕形成能を高めたい場合には、重合体微粒子30%圧縮荷重が4.90mN(0.50gf)超であることが好ましく、より好ましくは5.00mN(0.51gf)以上、さらに好ましくは5.10mN(0.52gf)以上であり、7.35mN(0.75gf)以下であることが好ましく、より好ましくは6.86mN(0.70gf)以下、さらに好ましくは5.88mN(0.60gf)以下である。なお、30%圧縮荷重とは、重合体微粒子を30%圧縮変形させるために必要な荷重である。
本発明の重合体微粒子は、10%圧縮変形させた際の圧縮弾性率が7350N/mm2(750kgf/mm2)以上が好ましく、より好ましくは7840N/mm2(800kgf/mm2)以上、さらに好ましくは8036N/mm2(820kgf/mm2)以上であり、49000N/mm2(5000kgf/mm2)以下が好ましく、より好ましくは39200N/mm2(4000kgf/mm2)以下、さらに好ましくは29400N/mm2(3000kgf/mm2)以下、一層好ましくは25480N/mm2(2600kgf/mm2)以下、特に好ましくは21560N/mm2(2200kgf/mm2)以下である。
すなわち、圧縮変形させる際における、変形初期の圧縮弾性率が高いことが好ましい。芯材となる粒子が軟質な場合には、加圧接続する際に小さな圧力で圧縮変形するため、比較的容易に大きな接続面積を得ることができる。しかしながら、軟質であるため、被着体に対して圧痕を形成することができず、また、導電性微粒子と被着体との間に存在するバインダー樹脂を排除しにくいため、接続抵抗値を低くすることが困難となる。しかし、重合体微粒子が変形初期において高い圧縮弾性率を有していれば、該重合体微粒子を芯材とする導電性微粒子では、電極等を加圧接続する際に導電性微粒子が被着体へと押し込まれ、圧痕を形成することができる。また、加圧接続時に、導電性微粒子と被着体との間に存在するバインダー樹脂を排除しやすくなる。よって、接続抵抗値をより低くすることできる。
なお、重合体微粒子の圧縮弾性率は、重合体微粒子を圧縮変形させる際の圧縮荷重、圧縮変位、及び粒子径に基づいて下記式により求めることができる。なお、以下では、変位量10%、20%、30%又は40%における圧縮弾性率(K値)を、それぞれ10%K値、20%K値、30%K値、40%K値と称する。

[式中、K:圧縮弾性率(N/mm2)、F:圧縮荷重(N)、S:圧縮変位(mm)、R:粒子半径(mm)を表す。]
また、本発明の重合体微粒子は、10%K値、20%K値、30%K値の関係が、10%K値>20%K値を満足することが好ましく、また、30%K値>20%K値を満足することが好ましい。さらに、10%K値>20%K値かつ30%K値>20%K値を満足することが好ましく、10%K値>30%K値>20%K値を満足することがより好ましい。
本発明の重合体微粒子の粒子径は、個数平均粒子径で0.5μm以上が好ましく、12μm以下が好ましく、より好ましくは4.0μm以下、さらに好ましくは3.5μm以下、特に好ましくは3.2μm以下である。粒子径が0.5μmよりも小さいと、表面を導電性金属層で被覆して導電性微粒子とする際に粒子が凝集し易く、均一な導電性金属層を形成し難い場合がある。一方、粒子径が12μmを超えると、導電性微粒子としたときの適用用途が限られ、工業上の利用分野が少なくなる傾向がある。
本発明の重合体微粒子を基材とする導電性微粒子とし、異方性導電材料に用いる場合には、重合体微粒子の粒子径は、個数平均粒子径で0.5μm以上が好ましく、より好ましくは1.0μm以上、さらに好ましくは1.6μm以上、特に好ましくは2.0μm以上であり、4.0μm以下が好ましく、より好ましくは3.5μm以下、さらに好ましくは3.2μm以下、一層好ましくは3.0μm以下、特に好ましくは2.8μm以下、最も好ましくは2.5μm以下である。被接続媒体におけるファインピッチ化、低ギャップ化に伴い、導電性微粒子にも小粒子径が要求されている。また、被着体又は被着体基板の薄膜化に伴い低圧接続での低い接続抵抗が要求されている。よって、低い加圧力で破壊する本発明の重合体微粒子の粒子径が上記範囲内であれば、該重合体微粒子から得られる導電性微粒子が特に有用となる。また、特に個数平均粒子径が3.2μm以下であれば、微小変形時の圧縮弾性率(10%K値)が高くなり、被着体への圧痕形成能が一層向上し、安定した接続状態が得られ易くなる。
また、粒子径の変動係数は20%以下が好ましく、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは7%以下である。なお、粒子径の変動係数は個数平均粒子径と標準偏差から、下記式を用いて求められる。
粒子径の変動係数(%)=100×粒子径の標準偏差/個数平均粒子径
1−2.構成
本発明の重合体微粒子としては、上述した機械的特性を有するものであれば特に限定されず、有機質のみから構成される有機質重合体微粒子、有機質と無機質とが複合された材料からなる有機無機複合体粒子等が挙げられる。
1−2−1.有機質重合体微粒子
本発明の重合体微粒子が有機質重合体微粒子である場合、該重合体微粒子を構成する単量体としては、1分子中に1個の重合性基を有する非架橋性単量体、1分子中に2個以上の重合性基を有する架橋性単量体のいずれも使用することができる。本発明において「重合性基」としては、ビニル基のような付加反応型重合性基(ラジカル重合性基)、縮合反応型重合性基等が挙げられる。
1−2−2.有機無機重合体微粒子
有機無機重合体微粒子の態様としては、(a)シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭化物等の無機質微粒子が、有機質中に分散含有されてなる態様;(b)(オルガノ)ポリシロキサン、ポリチタノキサン等のメタロキサン鎖(「金属−酸素−金属」結合を含む分子鎖)と有機分子が分子レベルで複合してなる態様;(c)ビニル重合体骨格とポリシロキサン骨格とを含む有機無機重合体微粒子からなる態様等が挙げられる。これらの中でも、(c)の態様が好ましい。
本発明の重合体微粒子の好ましい態様としては、例えば、重合体微粒子(有機質重合体微粒子、有機無機複合体粒子)を構成する単量体の少なくとも1種に後述する特定3官能モノマーを含む態様(態様(i));重合体を形成するための架橋性シラン系単量体としてビニルトリアルコキシシランを含む粒子を、200℃以上の温度で熱処理した態様(態様(ii));個数平均粒子径が3.0μm以下であり、重合体微粒子(有機質重合体微粒子)を構成する単量体の少なくとも1種に後述する特定2官能モノマーを含み、該特定2官能モノマーの含有量が重合体微粒子を構成する全単量体中15質量%以上である態様(態様(iii))が挙げられる。
1−3.重合体微粒子の態様
1−3−1.態様(i)
前記態様(i)の特定3官能モノマーとしては、例えば、式(1)、式(2)又は式(3)で示される単量体が挙げられる。

[式(1)中、R1はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R2はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

[式(2)中、R3はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R4はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

[式(3)中、R5はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R6はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]
式(3)において、ベンゼン環に対する3つのR5の結合位置は、1位、3位、5位に結合する態様;1位、2位、3位に結合する態様;1位、2位、4位に結合する態様;のいずれでもよいが、1位、3位、5位に結合する態様が好ましい。すなわち、式(3)で示される単量体としては、式(4)で示される単量体が好適である。

[式(4)中、R5はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R6はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]
前記一般式においてR2、R4、R6で表されるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基等の直鎖のアルカンジイル基;1−メチルエチレン基、1−メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1-メチルテトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、1−メチルペンタメチレン基、2-メチルペンタメチレン基、3−メチルペンタメチレン基等の分枝状のアルカンジイル基が挙げられる。これらのアルカンジイル基は炭素数が1以上であるものが好ましく、10以下が好ましく、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下であり、特にメチレン基が好ましい。
また、上記アルカンジイル基の−CH2−が−O−又は−CO−で置き換わったものとしては、例えば、−(CH22−O−、−(CH25−CO−O−、−(O−(CH22l−O−CO−(lは1〜5の整数)、−(O−(CH25m−O−CO−(mは1〜5の整数)等が挙げられる。
前記式(1)で表される特定モノマーとしては、シアヌル酸トリアリル、トリ(メタ)アクリルシアヌレートが挙げられる。前記式(2)で表される特定モノマーとしては、イソシアヌル酸トリアリル、トリ(メタ)アクリルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。前記式(3)で表される特定モノマーとしては、トリビニルベンゼン、トリメリット酸トリアリル等が挙げられる。これらの中でも、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリルが好ましい。なお、本願において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらの混合物を示し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレート及びこれらの混合物を示すものとする。
前記態様(i)の重合体微粒子は、構成成分として前記特定3官能モノマー以外の他の架橋性単量体を含んでいてもよい。前記他の架橋性単量体としては、例えば、アリル(メタ)アクリレート等のモノ(メタ)アクリレート類;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレンジ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタコンタヘクタ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、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及び、これらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルサルファイド、ジビニルスルホン酸等の架橋剤;ポリブタジエン、ポリイソプレン不飽和ポリエステル等が挙げられる。これらの架橋性単量体は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、1分子中に2以上のビニル基を有する架橋性単量体が好ましく、より好ましくは1分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する架橋性単量体、芳香族ジビニル化合物である。前記1分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する架橋性単量体の中でも、1分子中に2個のメタクリロイル基を有する単量体(ジメタクリレート類)がより好ましく、アルカンジオールジメタクリレートがさらに好ましい。前記芳香族ジビニル化合物の中でもジビニルベンゼンが好ましい。ジビニルベンゼンを用いれば、硬度が高く、耐熱性に優れた重合体微粒子が得られる。
また、前記態様(i)の重合体微粒子は、構成成分として非架橋性単量体を含んでいてもよい。前記非架橋性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロウンデシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート類等の(メタ)アクリル系単量体;スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン等のアルキルスチレン類;p−フェニルスチレン等の芳香環含有スチレン類;o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン等のハロゲン含有スチレン類;p−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシル基含有スチレン類;p−メトキシスチレン;等のスチレン系単量体;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル等の水酸基含有アリルエーテル類等が挙げられる。なお、前記非架橋性単量体として(メタ)アクリル酸を用いる場合は、部分的にアルカリ金属で中和してもよい。上述の非架橋性単量体は単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。
前記態様(i)の重合体微粒子が有機無機重合体微粒子である場合、該重合体微粒子を構成する単量体として、上述した架橋性単量体と、任意の非架橋性単量体に加えて、シラン系単量体を使用することができる。前記シラン系単量体としては、シロキサン結合を形成し得るものであれば、特に限定されず、例えば、下記式(5)で表される加水分解性を有するシリコン化合物及びその誘導体等が挙げられる。
7 nSiX4-n (5)
[式中、R7は置換基を有していてもよく、アルキル基、アリール基、アラルキル基及び不飽和脂肪族基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を表し、Xは水酸基、アルコキシ基及びアシロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を表し、nは0〜3の整数である。]
前記式(5)で表されるシラン系単量体としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の4官能性シラン系単量体;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等の3官能性シラン系単量体;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等の2官能性シラン系単量体;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等の1官能性シラン系単量体等が挙げられる。
前記式(5)で表されるシリコン化合物の誘導体としては、特に限定はされないが、例えば、Xの一部がカルボキシル基、β−ジカルボニル基等のキレート化合物を形成し得る基で置換された化合物や、前記シラン化合物を部分的に加水分解して得られる低縮合物等が挙げられる。
前記シラン系単量体としては、有機重合体骨格を形成し得る重合性反応基を有するシラン系単量体(これらを特に、架橋性シラン系単量体といい、架橋性単量体に含まれる)が好適である。前記架橋性シラン系単量体が有する前記重合性反応基としては、例えば、下記式(6)、(7)及び(8)で表されるラジカル重合性基、エポキシ基、水酸基、アミノ基等を挙げることができる。
CH2=C(−Ra)−COORb− (6)
[式中、Raは水素原子又はメチル基を表し、Rbは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の2価の有機基を表す。]
CH2=C(−Rc)− (7)
[式中、Rcは水素原子又はメチル基を表す。]
CH2=C(−Rd)−Re− (8)
[式中、Rdは水素原子又はメチル基を表し、Reは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の2価の有機基を表す。]
前記式(6)で表されるラジカル重合性基としては、例えば、アクリロキシ基及びメタクリロキシ基等が挙げられる。前記式(7)のラジカル重合性基としては、ビニル基、イソプロペニル基等が挙げられる。前記式(8)のラジカル重合性基としては、例えば、ビニルフェニル基、イソプロペニルフェニル基等が挙げられる。
前記架橋性シラン系単量体としては、例えば、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、1−ヘキセニルトリメトキシシラン、1−ヘキセニルトリエトキシシラン等のラジカル重合性基を有するもの;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を含有するもの;3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン等の水酸基を含有するもの;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を含有するもの;等を挙げることができる。これらの架橋性シラン系単量体は1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。これらの架橋性シラン系単量体の中でも、ラジカル重合性基を有するものが好ましい。具体的には、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等の3官能性架橋性シラン系単量体が好ましく、特に、ラジカル重合性反応基を有する3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等の3官能性架橋性シラン系単量体が好適である。
また、式(5)で表されるシリコン化合物の中で、架橋性シラン系単量体以外で好適なシラン系単量体としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等の3官能性シラン系単量体が挙げられる。
なお、シラン系単量体として、前記式(5)において、n=3であるシリコン化合物及びその誘導体のみを使用すると、ポリシロキサン骨格は得られない。そのため、有機粒子にポリシロキサン骨格を導入したい場合には、シラン系単量体として前記式(5)において、n=0,1,2であるシリコン化合物及びその誘導体を含有させる必要がある。
前記態様(i)の重合体微粒子を構成する単量体の組合せとしては、(I)架橋性単量体のみからなる態様;(II)架橋性単量体と非架橋性単量体とを併用する態様;のいずれも可能である。ここで、いずれの態様においても、架橋性単量体として前記特定3官能モノマーを含有する。この場合、架橋性単量体の組合せとしては、例えば、(a)特定3官能モノマーのみからなる態様;(b)特定3官能モノマーと架橋性シラン系単量体とを併用する態様;(c)特定3官能モノマーと(メタ)アクリル系架橋性単量体とを併用する態様;(d)特定3官能モノマーと架橋性シラン系単量体と(メタ)アクリル系架橋性単量体とを併用する態様;が挙げられる。
前記特定3官能モノマーの使用量は、重合体微粒子を構成する全単量体100質量部中、1質量部以上が好ましく、より好ましくは5質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、70質量部以下が好ましく、より好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは55質量部以下が好ましい。特定3官能モノマーの使用量が1質量部以上であれば、特定3官能モノマーの特性が活かされ、重合体微粒子の破壊点荷重をより低くすることができる。
前記態様(i)の重合体微粒子では、10%圧縮荷重を0.588mN(0.06gf)〜1.078mN(0.11gf)の範囲に制御し易い。また、30%圧縮荷重を1.96mN(0.20gf)〜4.90mN(0.50gf)の範囲に制御し易い。さらに、10%K値、20%K値、30%K値の関係を、10%K値>20%K値、且つ、30%K値>20%K値を満足するように制御し易い。そのため、態様(i)の重合体微粒子は、導電性微粒子の基材粒子として用いた時に特に大きな接続面積を確保し易いものとなる。
1−3−2.態様(ii)
前記態様(ii)の重合体微粒子は、有機無機重合体微粒子であって、重合体を形成するための架橋性シラン系単量体としてビニルトリアルコキシシランを含む粒子を、200℃以上の温度で熱処理したものである。
ここで、ビニルトリアルコキシシランを含む粒子とは、ビニルトリアルコキシシランをモノマー状態で含む粒子(iia);ビニルトリアルコキシシランを含むシラン系単量体の(共)加水分解・縮合物(ポリシロキサン)からなる骨格を含む粒子(iib);ビニルトリアルコキシシランを含むラジカル重合性単量体(ビニル系単量体、シラン系単量体)の重合体骨格を含む粒子(iic)が含まれる。これらの中でも、前記(iib)又は(iic)が好ましく、さらに(iib)であり且つ(iic)を満足する粒子、すなわち、ビニルトリアルコキシシランを含むシラン系単量体の(共)加水分解・縮合物(ポリシロキサン)からなる骨格を含み、且つビニルトリアルコキシシランを含むラジカル重合性単量体(ビニル系単量体、シラン系単量体)の重合体骨格を含む粒子が好ましい。前記ビニルトリアルコキシシランとしては、ビニルトリメトキシシランが好ましい。
態様(ii)の重合体微粒子は、重合体微粒子を構成する単量体として、ビニルトリアルコキシシランに加えて、態様(i)で例示した架橋性単量体、非架橋性単量体、ビニルトリアルコキシシラン以外のシラン系単量体を含んでもよい。前記架橋性単量体としては、1分子中に2以上のビニル基を有する架橋性単量体が好ましく、より好ましくは1分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する架橋性単量体、芳香族ジビニル化合物である。前記1分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する架橋性単量体の中でも、1分子中に2個のメタクリロイル基を有する単量体(ジメタクリレート類)がより好ましく、アルカンジオールジメタクリレートがさらに好ましい。前記芳香族ジビニル化合物の中でもジビニルベンゼンが好ましい。ジビニルベンゼンを用いれば、硬度が高く、耐熱性に優れた重合体微粒子が得られる。
この場合、前記非架橋性単量体及び架橋性単量体の使用量とビニルトリアルコキシシランの使用量との質量比((非架橋性単量体+架橋性単量体)/ビニルトリアルコキシシラン)を0.1以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2以上、さらに好ましくは0.3以上であり、2以下とすることが好ましく、より好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1以下である。
態様(ii)の重合体微粒子では、10%圧縮荷重を1.078mN(0.11gf)超、1.960mN(0.2gf)以下の範囲に制御し易い。また、30%圧縮荷重を4.90mN(0.50gf)超、7.35mN(0.75gf)以下の範囲に制御し易い。そのため、態様(ii)の重合体微粒子は、導電性微粒子の基材粒子として用いた時に特に圧痕形成能に優れるものとなる。
前記態様(i)、(ii)の重合体微粒子における前記架橋性単量体の使用量(架橋性シラン系単量体を含む)は、重合体微粒子を構成する全単量体100質量部中、20質量部以上が好ましく、より好ましくは40質量部以上、さらに好ましくは60質量部以上、特に好ましくは90質量部以上である。なお、前記態様(i)、(ii)の重合体微粒子は、架橋性単量体のみからなることも好ましい態様である。
前記態様(i)、(ii)の重合体微粒子において、非架橋性単量体を使用する場合、その使用量は、重合体微粒子を構成する全単量体100質量部中、10質量部以上が好ましく、80質量部以下が好ましく、より好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは40質量部以下である。
また、前記態様(i)、(ii)の重合体微粒子が有機無機重合体微粒子の場合には、前記シラン系単量体の使用量は、重合体微粒子を構成する全単量体100質量部中、5質量部以上が好ましく、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは15質量部以上、特に好ましくは20質量部以上であり、99質量部以下が好ましく、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは80質量部以下、特に好ましくは60質量部以下である。
前記態様(i)、(ii)の重合体微粒子は、粒径は特に限定されるものではないが、導電性微粒子として用いる場合、個数平均粒子径として0.5〜12μmであることが好ましい。さらに、該重合体微粒子を基材とする導電性微粒子を異方性導電接続材料に用いたときに接続抵抗値の低い接続構造体が得られ易い点から、重合体微粒子の個数平均粒子径は、3.0μm以下が好ましく、より好ましくは2.8μm以下、さらに好ましくは2.5μm以下である。また、重合体微粒子に金属被覆層を形成する際に凝集の抑制された導電性微粒子が得られ易い点から、個数平均粒子径は0.5μm以上が好ましく、より好ましくは1.0μm以上である。
1−3−3.態様(iii)
前記態様(iii)の重合体微粒子は、重合体微粒子(有機質重合体微粒子)を構成する単量体の少なくとも1種に後述する特定2官能モノマーを含む。
前記特定2官能モノマーは、1分子中に2個のビニル基を有し、これらの2個のビニル基が1〜14個の原子からなる結合鎖を介して連結されている。
前記特定2官能モノマーとしては、o−ジビニルベンゼン〔2〕、m−ジビニルベンゼン〔3〕、p−ジビニルベンゼン〔4〕等の芳香族ジビニル;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔6〕、トリメチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔7〕、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔8〕、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート〔9〕、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート〔10〕、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート〔11〕、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート〔12〕、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート〔13〕、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート〔14〕等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔9〕、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔12〕等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;が挙げられる。なお、亀甲括弧内の数値は、2個のビニル基間に存在する原子個数を示す。これらの特定2官能モノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記態様(iii)の重合体微粒子は、前記特定2官能モノマーの含有量が、重合体微粒子を構成する全単量体中15質量%以上であり、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。
特に、前記特定2官能モノマーとして、2個のビニル基間に存在する原子個数が1〜6個のもの(以下、特定2官能モノマー(a)と称する場合がある。)を使用する場合、その含有量は重合体微粒子を構成する全単量体中15質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上であり、100質量%以下が好ましく、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下である。特定2官能モノマー(a)としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、前記特定2官能モノマーとして、2個のビニル基間に存在する原子個数が7〜14個のもの(以下、特定2官能モノマー(b)と称する場合がある。)を使用する場合、その含有量は重合体微粒子を構成する全単量体中35質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは45質量%以上であり、80質量%以下が好ましく、より好ましくは75質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。特定2官能モノマー(b)としては、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましく、特に、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレートが好適である。
前記特定2官能モノマーとして、特定2官能モノマー(a)と特定2官能モノマー(b)を併用する場合には、これらの質量比(特定2官能モノマー(a)/特定2官能モノマー(b))は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、2以下が好ましく、より好ましくは1.5以下が好ましく、1.25以下が好ましい。
また、この場合、特定2官能モノマー(a)としてジビニルベンゼンを含むことが好ましい。ジビニルベンゼンの含有量は、特定2官能モノマー(a)中、50質量%以上が好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。
態様(iii)の重合体微粒子は、重合体微粒子を構成する単量体として、特定2官能モノマーに加えて、非架橋性単量体を含んでもよい。非架橋性単量体としては、例えば、態様(i)で例示したものが挙げられる。
前記非架橋性単量体としては、得られる重合体微粒子の破壊点荷重をより小さくできることから、環状構造(脂肪族環状構造、芳香族環状構造)を有するものが好ましい。このような非架橋性単量体としては、シクロアルキル(メタ)アクリレート等の脂肪族環状構造を有するもの;スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等のスチレン系単量体、ビニルナフタレン等の多環芳香族ビニル化合物等の芳香族環状構造を有するものが挙げられる。
また、環状構造を有する非架橋性単量体は、重合性基(好ましくは、ビニル基、(メタ)アクリロイル基)が環状構造に直接結合しているものが好ましく、ビニル基がベンゼン環に直接結合しているもの(例えば、スチレン、メチルスチレン)がより好ましい。
さらに、これらの中でも環状構造が、重合性基以外に炭素数2以上の置換基(例えば、炭素数が2以上のアルキル基)を有さないものが好ましい。例えば、スチレンは重合性基以外に嵩高い置換基を有していないため、得られる重合体微粒子が硬くなり、より低荷重で破壊し易くなる傾向がある。これに対して、エチルスチレンは、嵩高いエチル基を有しているため、得られる重合体微粒子が軟質化し、低荷重で破壊し難くなる傾向がある。そのため、環状構造を有する非架橋性単量体を用いる場合、重合性基以外に炭素数2以上の置換基を有する単量体の含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、70質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下である。なお、市販されているジビニルベンゼンには、不純物としてエチルスチレンが含まれているため、特定2官能モノマーとしてジビニルベンゼンを使用する場合には、高純度の物を使用することが好ましい。
前記環状構造を有する非架橋性単量体を使用する場合、該環状構造を有する非架橋性単量体と特定2官能モノマーとの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
さらに、特定2官能モノマー、スチレン及びメチルスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
特に、特定2官能モノマー及びスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
前記特定2官能モノマー(a)と前記環状構造を有する非架橋性単量体とを併用する場合、該環状構造を有する非架橋性単量体と特定2官能モノマー(a)との合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。さらに、特定2官能モノマー(a)、スチレン及びメチルスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。特に、特定2官能モノマー(a)及びスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
この場合、特定2官能モノマー(a)と環状構造を有する非架橋性単量体との質量比(環状構造を有する非架橋性単量体/特定2官能モノマー(a))は、0超であり、1以下が好ましく、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.1以下である。前記質量比が上記範囲内であれば、得られる重合体微粒子が硬くなりすぎることが抑制される。
前記特定2官能モノマー(b)と前記環状構造を有する非架橋性単量体とを併用する場合、該環状構造を有する非架橋性単量体と特定2官能モノマー(b)との合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。さらに、特定2官能モノマー(b)、スチレン及びメチルスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。特に、特定2官能モノマー(b)及びスチレンの合計含有量を、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
この場合、特定2官能モノマー(b)と環状構造を有する非架橋性単量体との質量比(環状構造を有する非架橋性単量体/特定2官能モノマー(b))は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、2.5以下が好ましく、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1.5以下である。前記質量比が上記範囲内であれば、得られる重合体微粒子が硬くなり、より低荷重で破壊し易くできる。
また、態様(iii)の重合体微粒子は、本発明の効果を損なわない程度に、重合体微粒子を構成する単量体として特定2官能モノマーに加えて特定2官能モノマー以外の架橋性単量体を含んでもよい。
この場合、3官能以上の架橋性単量体(ただし特定3官能モノマーを除く)の含有量は、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下であり、0質量%でもよい。3官能以上の架橋性単量体の含有量を上記範囲内とすることで、破壊点荷重の増大を抑制できる。
また、特定2官能モノマー以外の2官能の架橋性単量体の含有量は、重合体微粒子を構成する全単量体中、50質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。特定2官能モノマー以外の2官能の架橋性単量体の含有量を上記範囲内とすることで、得られる重合体微粒子の軟質化を抑制し、低荷重で破壊し易くできる。
前記態様(iii)の重合体微粒子を構成する単量体の組合せとしては、(I)特定2官能モノマーのみからなる態様;(II)特定2官能モノマーと環状構造を有する非架橋性単量体とを併用する態様;(III)特定2官能モノマーとそれ以外の架橋性単量体とを併用する態様;(IV)特定2官能モノマー、それ以外の架橋性単量体及び環状構造を有する非架橋性単量体を併用する態様;が挙げられる。
具体的な組合せとしては、例えば、(1)特定2官能モノマーとして特定2官能モノマー(a)のみを含有し、特定2官能モノマー(a)としてジビニルベンゼン及び/又はエチレングリコールジ(メタ)アクリレートを含み、環状構造を有する非架橋性モノマーとしてスチレンを含む組合せ(重合体微粒子を構成する全単量体中、ジビニルベンゼン及び/又はエチレングリコールジ(メタ)アクリレートの含有量が15質量%以上であり、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びスチレンの合計含有量が50質量%以上が好ましい。);(2)特定2官能モノマーとして特定2官能モノマー(b)のみを含有し、特定2官能モノマー(b)としてアルカンジオールジ(メタ)アクリレート及び/又はポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートを含み、環状構造を有する非架橋性モノマーとしてスチレンを含む組合せ(重合体微粒子を構成する全単量体中、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート及び/又はポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートの含有量が35質量%以上80質量%以下であり、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートジビニルベンゼン及びスチレンの合計含有量が50質量%以上が好ましい。);(3)特定2官能モノマーとして、特定2官能モノマー(a)と特定2官能モノマー(b)を含む組合せ(重合体微粒子を構成する全単量体中、特定2官能モノマー(a)の含有量が15質量%以上、特定2官能モノマー(b)の含有量が35質量%以上が好ましい);が挙げられる。なお、これらの態様においては、重合体微粒子を構成する全単量体中、3官能以上の架橋性単量体の含有量は30質量%以下が好ましい。
前記態様(iii)の重合体微粒子は、個数平均粒子径が、3.0μm以下であり、好ましくは2.8μm以下、より好ましくは2.5μm以下であり、0.5μm以上が好ましく、より好ましくは1.0μm以上である。個数平均粒子径が上記範囲であれば、該重合体微粒子を基材とする導電性微粒子は異方性導電接続材料に用いたときに分散性に優れ、且つ、接続抵抗値の低い接続構造体が得られ易い。
1−4.重合体微粒子の製造方法
本発明の重合体微粒子の製造方法としては、乳化重合、懸濁重合、分散重合、シード重合、ゾルゲルシード重合法等が採用できるが、シード重合やゾルゲルシード重合法は粒度分布を小さくすることができるため好ましい。なお、上記ゾルゲルシード重合法とは、シード重合の一態様であって、特に、シード粒子がゾルゲル法により合成される場合を意味する。例えば、アルコキシシランの加水分解縮合反応により得られたポリシロキサンをシード粒子とする場合等が挙げられる。したがって、シード重合には、シード粒子が、有機質重合体からなる場合と、有機質と無機質とが複合された材料からなる場合(ゾルゲルシード重合法の場合)とが存在する。また、乳化重合、懸濁重合、分散重合を採用する場合には、湿式分級等により、重合体微粒子の粒度分布を小さくすることができる。
本発明の重合体微粒子としては、上述した有機質重合体微粒子、有機無機複合体粒子等が挙げられる。そして、有機無機複合体粒子としては、ビニル重合体骨格とポリシロキサン骨格とを含む有機無機重合体微粒子が好ましい。特に、重合性反応基を有する架橋性シラン単量体を加水分解、縮合反応を行って重合性ポリシロキサン粒子を調製した後、該重合性ポリシロキサン粒子に前記特定モノマー、前記特定モノマー以外の架橋性単量体(好ましくは、(メタ)アクリル系単量体)、前記非架橋性単量体(好ましくは、スチレン系単量体)を吸収させ重合してなるものが好ましい。
また、前記ビニル重合体骨格とポリシロキサン骨格とを含む有機無機重合体微粒子の場合、重合性反応基を有する架橋性シラン単量体を加水分解、縮合反応を行って重合性ポリシロキサン粒子を調製した後、該重合性ポリシロキサン粒子に前記特定モノマー以外の架橋性単量体(好ましくは、(メタ)アクリル系単量体)、前記非架橋性単量体(好ましくは、スチレン系単量体)を吸収させ重合した後、熱処理を施してなるものも好ましい。前記熱処理は空気中、不活性ガス中で行うことが好ましく、窒素ガス中で行うことがより好ましい。前記熱処理の温度は200℃(より好ましくは250℃、さらに好ましくは270℃)以上が好ましく、熱分解温度(より好ましくは400℃、さらに好ましくは370℃)以下が好ましい。前記熱処理の時間は、0.3時間(より好ましくは0.5時間、さらに好ましくは0.7時間)以上が好ましく、10時間(より好ましくは5.0時間、さらに好ましくは3.0時間)以下が好ましい。上述の熱処理の好ましい態様は、態様(ii)の重合体微粒子を得る上では特に有用な条件である。
2.導電性微粒子
本発明の導電性微粒子は、上記重合体微粒子の表面を被覆する導電性金属層を有するものである。したがって、本発明の導電性微粒子は、上述の重合体微粒子の特性を備えたものである。上記導電性金属層を構成する金属としては特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、白金、鉄、鉛、アルミニウム、クロム、パラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、スズ、コバルト、インジウム及びニッケル−リン、ニッケル−ホウ素等の金属や金属化合物、及び、これらの合金等が挙げられる。これらの中でも、金、ニッケル、パラジウム、銀、銅、スズが導電性に優れており好ましい。また、安価な点で、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、銀、銀合金、スズ、スズ合金が好ましく、中でもニッケル、ニッケル合金(Ni−P、Ni−B、Ni−Zn、Ni−Sn、Ni−W、Ni−Co、Ni−Ti)等が好ましい。また、導電性金属層は、単層でもよいし複層であってもよく、複層の場合には、例えば、ニッケル/金、ニッケル/パラジウム、ニッケル/パラジウム/金、ニッケル/銀等の組合せが好ましく挙げられる。
上記導電性金属層の厚さは、0.01μm以上が好ましく、より好ましくは0.03μm以上であり、0.20μm以下が好ましく、より好ましくは0.15μm以下である。導電性金属層の厚さが上記範囲内であれは、導電性微粒子を異方性導電材料として用いる際に、安定した電気的接続が維持でき、かつ、破壊点荷重等の重合体微粒子の機械的特性を十分に生かすことができる。
本発明の導電性微粒子は、導電性金属層の表面に、さらに絶縁性樹脂層を有するものであってもよい。上記絶縁性樹脂層としては、導電性微粒子の粒子間における絶縁性が確保でき、一定の圧力及び/又は加熱により容易にその絶縁性樹脂層が崩壊あるいは剥離するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン類;ポリメチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート重合体及び共重合体;ポリスチレン;等の熱可塑性樹脂や特にその架橋物;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。
但し、基材となる重合体微粒子に比べて絶縁性樹脂層が硬過ぎる場合には、絶縁性樹脂層の破壊よりも先に重合体微粒子自体が破壊してしまう虞がある。したがって、絶縁性樹脂層には、未架橋又は比較的架橋度の低い樹脂を用いることが好ましい。
上記絶縁性樹脂層は、単層であっても、複数の層からなるものであってもよい。例えば、単一又は複数の皮膜状の層;絶縁性を有する粒状、球状、塊状、鱗片状その他の形状の粒子を導電性微粒子の表面に付着した層;さらに、導電性微粒子の表面を化学修飾することにより形成された層;であってもよい。上記樹脂絶縁層の厚さは0.01μm〜1μmが好ましく、より好ましくは0.1μm〜0.5μmである。樹脂絶縁層の厚さが前記範囲内であれば、導電性微粒子による導通特性を良好に維持しつつ、粒子間の電気絶縁性が良好となる。
本発明の導電性微粒子の個数平均粒子径は、1.1μm以上が好ましく、より好ましくは1.2μm以上、さらに好ましくは1.3μm以上、特に好ましくは1.4μm以上であり、3.5μm以下が好ましく、より好ましくは3.3μm以下、さらに好ましくは3.0μm以下、特に好ましくは2.8μm以下である。個数平均粒子径がこの範囲内であれば、圧痕形成能に優れた導電性微粒子となる。
2−1.導電性微粒子の製造方法
本発明の導電性微粒子は、上記重合体微粒子の表面に導電性金属層を形成することにより得られる。重合体微粒子表面に導電性金属層を被覆する方法は特に限定されず、例えば、無電解めっき、置換めっき等めっきによる方法;金属微粉を単独、又は、バインダーに混ぜ合わせて得られるペーストを重合体微粒子にコーティングする方法;真空蒸着、イオンプレーティング、イオンスパッタリング等の物理的蒸着方法が挙げられる。これらの中でも、無電解めっき法は、大掛かりな装置を必要とせず、容易に導電性金属層を形成できるため好ましい。
本発明の導電性微粒子が絶縁性樹脂層を有するものである場合、上記無電解めっき工程の後に、導電性金属層の表面に樹脂等による絶縁処理を行う。絶縁性樹脂層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、無電解めっき処理後の導電性微粒子の存在下で、絶縁性樹脂層の原料の界面重合、懸濁重合、乳化重合を行い、絶縁性樹脂により導電性微粒子をマイクロカプセル化する方法;絶縁性樹脂を有機溶媒に溶解した絶縁性樹脂溶液中に導電性微粒子を分散させた後、乾燥させるディッピング法;スプレードライ法、ハイブリダイゼーションによる方法等、従来公知の方法はいずれも用いることができる。
3.異方性導電材料
本発明の導電性微粒子は、異方性導電材料の構成材料としても好適であり、本発明の導電性微粒子を用いてなる異方性導電材料もまた、本発明の好ましい実施態様の1つである。上記異方性導電材料は、本発明の導電性微粒子を用いてなるものであればその形態は特に限定されず、例えば、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電インク等、様々な形態が挙げられる。すなわち、これらの異方性導電材料を相対向する基材同士や電極端子間に設けることで、電気的に接続することができる。なお、本発明の導電性微粒子を用いた異方性導電材料には、液晶表示素子用導通材料(導通スペーサー及びその組成物)も含まれる。
上記異方性導電材料は、絶縁性のバインダー樹脂中に、本発明の導電性微粒子を分散させ、所望の形態とすることで製造されるが、もちろん、絶縁性のバインダー樹脂と導電性微粒子とを別々に使用して、基材間あるいは電極端子間を接続してもかまわない。上記バインダー樹脂としては、特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の熱可塑性樹脂;グリシジル基を有するモノマーやオリゴマー及びイソシアネート等の硬化剤との反応により硬化する硬化性樹脂組成物や、光や熱により硬化する硬化性樹脂組成物等が挙げられる。
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断らない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
1.評価方法
1−1.平均粒子径
重合体微粒子の平均粒子径は、コールターマルチサイザーIII型(ベックマンコールター社製)により、30000個の粒子の粒子径を測定し、個数基準での平均粒子径を求め、その値を個数平均粒子径とした。
1−2.機械的特性
微小圧縮試験機(島津製作所社製、「MCT−W500」)を用いて、室温(25℃)において、試料台(材質:SKS材平板)上に散布した粒子1個について、直径50μmの円形平板圧子(材質:ダイヤモンド)を用いて、粒子の中心方向へ一定の負荷速度(2.2295mN/秒)で荷重をかけた。そして、圧縮変位が粒子径の10%、20%、30%及び40%となったときの荷重、並びに、粒子が変形により破壊したときの荷重を測定した。粒子が破壊したときの荷重を「破壊点荷重(mN)」、そのときの変位量を「破壊圧縮変位(μm)」、「破壊圧縮変位(%)」とした。なお、測定は各試料について、異なる10個の粒子に対して行い、平均した値を測定値とした。また、測定した圧縮荷重、粒子の圧縮変位及び粒子径から、K値を算出した。
1−3.異方性導電材料評価
導電性接着ペースト0.1mgを、アルミニウム電極が形成された2枚のガラス基板で挟み、180℃で熱圧着を行い、試験片(導電性接着剤硬化物からなる異方導電シートが電極間に挟まれた構造の接続構造体)を得た。
得られた試験片について接続抵抗値(Ω)を四端子法により測定し、これを初期抵抗値とした。
また、試験片において、異方導電シートが接触した側の電極表面を金属顕微鏡(倍率:1000倍)で観察し、圧痕の有無を評価した。圧痕が確認されたものを○、圧痕が確認されなかったものを×と評価した。
2.重合体微粒子の製造
製造例1
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水804部と、25%アンモニア水1.2部、メタノール336.6部を入れ、攪拌下、滴下口から3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM503」)80部及びメタノール59.4部の混合液を添加して、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を行って、メタクリロイル基を有するポリシロキサン粒子(重合性ポリシロキサン粒子)の乳濁液を調製した。反応開始から2時間後、得られたポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、粒子径を測定したところ、個数平均粒子径は2.25μmであった。
次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製:「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液2部をイオン交換水80部で溶解した溶液に、シアヌル酸トリアリル(TAC)80部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製:「V−65」)1.6部を溶解した溶液を加え、乳化分散させて単量体成分の乳化液を調製した。
得られた乳化液を、重合性ポリシロキサン粒子の乳濁液中に添加して、さらに攪拌を行った。乳化液の添加から1時間後、混合液をサンプリングして顕微鏡で観察を行ったところ、重合性ポリシロキサン粒子が単量体を吸収して肥大化していることが確認された。
次いで、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液8部、イオン交換水20.6部を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて、65℃で2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、120℃で2時間真空乾燥させて重合体微粒子No.1を得た。
製造例2
単量体成分について、シアヌル酸トリアリルの使用量を56部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.2を得た。
製造例3
単量体成分について、シアヌル酸トリアリル80部を、イソシアヌル酸トリアリル(TAIC)56部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.3を得た。
製造例4
単量体成分について、シアヌル酸トリアリル80部を、シアヌル酸トリアリル40部とDVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)40部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.4を得た。
製造例5
単量体成分について、シアヌル酸トリアリル80部を、シアヌル酸トリアリル48部、スチレン(St)96部及び1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(16HX)96部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.5を得た。
製造例6
重合性ポリシロキサン粒子を作製する時の四つ口フラスコ中の仕込み配合を、イオン交換水1800部と、25%アンモニア水24部、メタノール510部に変更し、攪拌下、滴下口から投入する3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン及びメタノールの配合を3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン80部及びメタノール90部に変更したこと以外は製造例5と同様にして、重合性微粒子No.6を得た。
製造例7
単量体成分について、シアヌル酸トリアリル80部を、ジビニルベンゼン56部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.7を得た。
製造例8
単量体成分について、シアヌル酸トリアリル80部を、スチレン120部及び1,6−ヘキサンジオールジアクリレート120部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、重合体微粒子No.8を得た。
製造例9
メチルメタクリレート(MMA)90部、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)10部からなる単量体混合物を懸濁重合させた後、分級して重合体微粒子No.9を得た。
製造例10
メチルメタクリレート95部、エチレングリコールジメタクリレート5部からなる単量体混合物を懸濁重合させた後、分級して重合体微粒子No.10を得た。
製造例11
イソシアヌル酸トリアリル(TAIC)15部、フタル酸ジアリル35部からなる単量体混合物を懸濁重合させた後、分級して重合体微粒子No.11を得た。
製造例12
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水720部と25%アンモニア水1.2部、メタノール480部を仕込み25℃に保持した。その中へ架橋性シラン系単量体であるビニルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM1003」)60部を滴下し、内温を25℃で15分保持した後、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノールNF−08」)の20%水溶液を32部添加し、さらに15分撹拌することにより、ビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を行い、ビニル基を有するポリシロキサン粒子(重合性ポリシロキサン粒子)の乳濁液を作製した。得られたポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、粒子径を測定したところ、個数平均粒子径は2.25μmであった。
続いて、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノールNF−08」)の20%水溶液1.0部をイオン交換水42部で溶解した溶液に、DVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)42部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V−65」)1.0部とを溶解した溶液を加えて、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)により8000rpmで5分間乳化分散させてモノマーエマルションを調製した。このモノマーエマルションをポリシロキサン粒子の乳濁液中に添加して、さらに撹拌を行った。モノマーエマルション添加から1時間後、反応液をサンプリングして顕微鏡で観察したところ、特定ポリシロキサン粒子が単量体組成物を吸収して肥大化していることが確認された。
次いで、反応液を窒素雰囲気下で65℃に昇温させて、65℃で2時間保持することによりラジカル重合を行った。反応液を冷却した後、得られた乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、次いでメタノールで洗浄した後、120℃で2時間乾燥し、さらに窒素雰囲気下280℃で1時間加熱処理を施すことで、重合体微粒子No.12を得た。
製造例13
窒素雰囲気下280℃で1時間加熱処理を施さなかったこと以外は、製造例12と同様にして重合体微粒子No.13を得た。
製造例14
四つ口フラスコ中の仕込み配合を、イオン交換水680部、25%アンモニア水1.2部、メタノール520部に変更したこと以外は製造例12と同様にして重合性ポリシロキサン粒子を作製した。続いて、吸収させる単量体成分について、DVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)24部に変更したこと以外は製造例12と同様にして、単量体成分の吸収、ラジカル重合を行った。
反応液を冷却した後、得られた乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、次いでメタノールで洗浄した後、120℃で2時間乾燥し、さらに窒素雰囲気下350℃で3時間加熱処理を施すことで、重合体微粒子No.14を得た。
製造例15
乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製:「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液10部をイオン交換水300部で溶解した溶液に、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製:「V−65」)2.0部を溶解した溶液を加え、乳化分散させて単量体成分の乳化液を調製した。得られた乳化液を、冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに入れ、イオン交換水500部を加えて希釈し、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて、65℃で2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、湿式分級を繰り返し、120℃で2時間真空乾燥させて重合体微粒子No.15を得た。
製造例16
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、1,9−ノナンジオールジメタクリレート100部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.16を得た。
製造例17
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、DVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)100部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.17を得た。
製造例18
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、DVB570(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量57質量%)100部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.18を得た。
製造例19
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、トリメチロールプロパントリアクリレート25部、DVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)75部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.19を得た。
製造例20
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、トリメチロールプロパントリアクリレート75部、DVB960(新日鐵化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.20を得た。
製造例21
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート50部、DVB960(新日鐡化学社製、ジビニルベンゼン含量96質量%)50部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.21を得た。
製造例22
単量体成分について、1,9−ノナンジオールジメタクリレート50部とスチレン50部を、エチレングリコールジメタクリレート40部、スチレン40部、t−ブチルメタクリレート20部に変更したこと以外は製造例15と同様にして、重合体微粒子No.22を得た。
製造例23
重合性ポリシロキサン粒子を作製する時の四つ口フラスコ中の仕込み配合を、イオン交換水1000部と、25%アンモニア水24部、メタノール500部に変更したこと以外は、製造例2と同様にして、重合性微粒子No.23を得た。
製造例24
重合性ポリシロキサン粒子を作製する時の四つ口フラスコ中の仕込み配合を、イオン交換水750部と、25%アンモニア水1.2部、メタノール360部に変更したこと以外は、製造例2と同様にして、重合性微粒子No.24を得た。
3.導電性微粒子の製造
重合体微粒子に水酸化ナトリウムによるエッチング処理を行った後、二塩化スズ溶液によるセンシタイジングを行った。さらに二塩化パラジウム溶液によるアクチベーティングを行い、パラジウム核を形成させた。次いで、パラジウム核を形成させた重合体微粒子を無電解ニッケルメッキ浴に浸漬し、膜厚が0.1μmになるまでニッケルメッキ層を形成させた後、金置換メッキを行い0.02μmの金層を形成させた。その後、イオン交換水で洗浄後、アルコール置換を行って真空乾燥を行い、導電性微粒子を得た。
4.異方性導電材料の製造
上記で得た導電性微粒子2gをエポキシ樹脂(三井化学製:「ストラクトボンド(登録商標)XN−5A」)100gに混ぜて分散させ、導電性接着ペーストを作製した。
上記で得た重合体微粒子No.1〜24について、平均粒子径を測定し、機械的特性を評価した。結果を表1〜3に示した。なお、表1、2中、重合体微粒子No.9〜11、13の破壊点荷重評価を「不明瞭」と示したが、これは49mN(5gf)まで荷重をかけても破壊点が認められなかったことを意味する。また、重合体微粒子No.2、5、7、8、12、13の変位−荷重曲線を図1〜3に示した。また、上記で得た導電性微粒子を含有する異方性導電材料についての評価結果を表1〜3に併せて示した。
表1〜3に示したように、破壊点荷重が9.8mN以下である重合体微粒子を基材粒子に用いた導電性微粒子No.1〜6、12、14、15〜24は、いずれも低い接続抵抗値が得られた。これに対して破壊点荷重が9.8mNを超える重合体微粒子を基材粒子に用いた導電性微粒子No.7、8、13及び、明確に破壊点荷重が確認されなかった重合体微粒子を基材粒子に用いた導電性微粒子No.9、10、11、13では、接続抵抗値が高い値であった。
また、10%K値が7350N/mm2以上の重合体微粒子を基材粒子に用いた導電性微粒子No.1〜7、9、10、12、14、15〜24では、被着体であるアルミニウム電極に圧痕が確認された。さらに、導電性微粒子No.2、23、24を比較すると、平均粒子径が小さい程、接続抵抗値が低くなることがわかる。
本発明の重合体微粒子は、9.8mN以下という低い圧力によって破壊し得るものである。よって、本発明の重合体微粒子を基材粒子とする導電性微粒子を用いれば、電極等を加圧接続する際に、小さな圧力で大きな接続面積が得られる。本発明の導電性微粒子は異方性導電フィルム、異方性導電ペースト等の異方性導電材料に好適に用いられる。

Claims (7)

  1. 重合体微粒子とその表面に導電性金属層を有する導電性微粒子において、
    該重合体微粒子が、破壊点荷重が9.8mN(1.0gf)以下であり、
    10%圧縮荷重が0.588mN(0.06gf)以上であり
    均粒子径が4.0μm以下であり、かつ、
    下記態様(i)〜(iii)のいずれかに含まれるものであることを特徴とする、導電性微粒子。
    態様(i):
    重合体微粒子を構成する単量体に、式(1)〜(3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体を含む重合体微粒子

    [式(1)中、R 1 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 2 はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

    [式(2)中、R 3 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 4 はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

    [式(3)中、R 5 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 6 はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]
    態様(ii):
    重合体微粒子を構成する単量体の少なくとも1種にビニルトリアルコキシシランを含み、200℃以上の温度で熱処理した重合体微粒子
    態様(iii):
    個数平均粒子径が3μm以下であり、重合体微粒子を構成する単量体に、芳香族ジビニル、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも1種の2官能単量体を含み、該2官能単量体の含有量が重合体微粒子を構成する全単量体中15質量%以上である重合体微粒子
  2. 前記重合体微粒子の10%K値が7350N/mm2(750kgf/mm2)〜49000N/mm2(5000kgf/mm2)である請求項1に記載の導電性微粒子。
  3. 前記重合体微粒子の平均粒子径が0.5μm〜4.0μmである請求項1又は2に記載の導電性微粒子。
  4. 前記重合体微粒子の破壊圧縮変位が25%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性微粒子。
  5. 前記重合体微粒子の30%変位時の圧縮荷重が1.96mN(0.2gf)以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性微粒子。
  6. 破壊点荷重が9.8mN(1.0gf)以下であり、10%圧縮荷重が0.588mN(0.06gf)以上であり、平均粒子径が4.0μm以下であり、かつ、下記態様(i)〜(iii)のいずれかに含まれるものであることを特徴とする導電性微粒子の基材用重合体微粒子。
    態様(i):
    重合体微粒子を構成する単量体に、式(1)〜(3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体を含む重合体微粒子

    [式(1)中、R 1 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 2 はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

    [式(2)中、R 3 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 4 はそれぞれ独立して−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]

    [式(3)中、R 5 はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基、R 6 はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−又はアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−で置き換っていてもよい。]
    態様(ii):
    重合体微粒子を構成する単量体の少なくとも1種にビニルトリアルコキシシランを含み、200℃以上の温度で熱処理した重合体微粒子
    態様(iii):
    個数平均粒子径が3μm以下であり、重合体微粒子を構成する単量体に、芳香族ジビニル、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも1種の2官能単量体を含み、該2官能単量体の含有量が重合体微粒子を構成する全単量体中15質量%以上である重合体微粒子
  7. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性微粒子を含有することを特徴とする異方性導電材料。
JP2012528703A 2010-08-11 2011-08-10 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料 Active JP5245011B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012528703A JP5245011B2 (ja) 2010-08-11 2011-08-10 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010180616 2010-08-11
JP2010180616 2010-08-11
JP2011025438 2011-02-08
JP2011025438 2011-02-08
PCT/JP2011/068285 WO2012020799A1 (ja) 2010-08-11 2011-08-10 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料
JP2012528703A JP5245011B2 (ja) 2010-08-11 2011-08-10 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5245011B2 true JP5245011B2 (ja) 2013-07-24
JPWO2012020799A1 JPWO2012020799A1 (ja) 2013-10-28

Family

ID=45567761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012528703A Active JP5245011B2 (ja) 2010-08-11 2011-08-10 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5245011B2 (ja)
KR (1) KR101469004B1 (ja)
CN (1) CN103097421B (ja)
TW (1) TW201213347A (ja)
WO (1) WO2012020799A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5956906B2 (ja) * 2012-10-29 2016-07-27 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP2014159549A (ja) * 2012-12-06 2014-09-04 Sekisui Chem Co Ltd 有機無機ハイブリッド粒子の製造方法、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
CN104718241B (zh) * 2012-12-06 2016-11-23 积水化学工业株式会社 有机无机杂化粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体
JP6231374B2 (ja) * 2012-12-31 2017-11-15 株式会社ドクサンハイメタル タッチスクリーンパネル用導電粒子、およびこれを含む導電材料
JP6438194B2 (ja) * 2013-01-24 2018-12-12 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6306876B2 (ja) * 2013-01-24 2018-04-04 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP2014207193A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6357413B2 (ja) * 2013-12-24 2018-07-11 積水化学工業株式会社 導電材料及び接続構造体
JP6737566B2 (ja) * 2014-01-14 2020-08-12 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
KR102401753B1 (ko) 2014-05-12 2022-05-26 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체
JP6737572B2 (ja) * 2014-08-14 2020-08-12 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6734159B2 (ja) * 2015-09-30 2020-08-05 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
EP3378916A4 (en) 2015-11-20 2019-07-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. PARTICLES, CONDUCTIVE MATERIAL AND LINK STRUCTURE
CN108138024B (zh) 2015-11-20 2022-01-11 积水化学工业株式会社 粒子、连接材料及连接结构体
EP3378915A4 (en) 2015-11-20 2019-07-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. CONNECTION MATERIAL AND CONNECTION STRUCTURE
JP7453738B2 (ja) * 2016-11-04 2024-03-21 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料、接続材料及び接続構造体
KR20190132341A (ko) * 2017-03-30 2019-11-27 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체
JP6446514B2 (ja) * 2017-08-28 2018-12-26 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6755991B2 (ja) * 2019-03-11 2020-09-16 宇部エクシモ株式会社 親水性粒子の製造方法
CN114730645A (zh) * 2019-11-15 2022-07-08 日本化学工业株式会社 导电性颗粒、其制造方法和包含导电性颗粒的导电性材料
CN113881084B (zh) * 2020-07-03 2024-02-06 宇部爱科喜模株式会社 亲水性粒子的制造方法以及亲水性粒子
WO2023136204A1 (ja) * 2022-01-12 2023-07-20 積水化学工業株式会社 基材粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
WO2023145664A1 (ja) * 2022-01-27 2023-08-03 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0881561A (ja) * 1994-07-12 1996-03-26 Nippon Shokubai Co Ltd 有機質無機質複合体粒子、その製造方法およびその用途
JP2003082191A (ja) * 2001-09-11 2003-03-19 Nippon Shokubai Co Ltd ビニル系架橋樹脂粒子、その製造方法およびその用途
JP2003308728A (ja) * 1998-07-16 2003-10-31 Sony Chem Corp 異方性導電接着剤用導電性粒子
JP2006117850A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Nippon Shokubai Co Ltd 重合体微粒子およびその製造方法、導電性微粒子
JP2008521963A (ja) * 2004-12-16 2008-06-26 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 高分子樹脂微粒子、導電性微粒子及びこれを含んだ異方導電性接続材料
JP2011150802A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Nippon Shokubai Co Ltd 導電性微粒子、異方性導電接着剤組成物、および異方性導電成形体

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5503932A (en) * 1993-11-17 1996-04-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Organic-inorganic composite particles and production process therefor
JP3294146B2 (ja) * 1997-03-21 2002-06-24 早川ゴム株式会社 金属被覆微粒子及び導電性材料
WO2006109556A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Nisshinbo Industries, Inc. 球状ポリマー微粒子およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0881561A (ja) * 1994-07-12 1996-03-26 Nippon Shokubai Co Ltd 有機質無機質複合体粒子、その製造方法およびその用途
JP2003308728A (ja) * 1998-07-16 2003-10-31 Sony Chem Corp 異方性導電接着剤用導電性粒子
JP2003082191A (ja) * 2001-09-11 2003-03-19 Nippon Shokubai Co Ltd ビニル系架橋樹脂粒子、その製造方法およびその用途
JP2006117850A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Nippon Shokubai Co Ltd 重合体微粒子およびその製造方法、導電性微粒子
JP2008521963A (ja) * 2004-12-16 2008-06-26 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 高分子樹脂微粒子、導電性微粒子及びこれを含んだ異方導電性接続材料
JP2011150802A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Nippon Shokubai Co Ltd 導電性微粒子、異方性導電接着剤組成物、および異方性導電成形体

Also Published As

Publication number Publication date
CN103097421A (zh) 2013-05-08
JPWO2012020799A1 (ja) 2013-10-28
TW201213347A (en) 2012-04-01
CN103097421B (zh) 2015-05-20
KR101469004B1 (ko) 2014-12-04
WO2012020799A1 (ja) 2012-02-16
KR20130054324A (ko) 2013-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5245011B2 (ja) 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料
JP5563232B2 (ja) コアシェル型有機無機複合体粒子の製造方法、コアシェル型有機無機複合体粒子、および導電性微粒子
JP5140209B2 (ja) 導電性微粒子、樹脂粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5583647B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5599674B2 (ja) 重合体微粒子および導電性微粒子
JP5427437B2 (ja) 重合体微粒子、その製造方法および導電性微粒子並びに異方導電性材料
JP5902456B2 (ja) 重合体粒子、導電性粒子及び異方性導電材料
US9920155B2 (en) Resin particles, conductive microparticles, and anisotropic conductive material using same
JP2014192051A (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6002026B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5998032B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5956906B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP2014207193A (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5567458B2 (ja) 重合体粒子、並びに、それを用いた導電性微粒子及び異方性導電材料
JP6014438B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6719859B2 (ja) 重合体微粒子、導電性微粒子および異方性導電材料
JP5583654B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5998018B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6397552B2 (ja) 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP7414404B2 (ja) 導電粒子用基材粒子、その利用および製造方法
JP6765825B2 (ja) 重合体微粒子
JP2013122002A (ja) 重合体粒子、導電性粒子及び異方性導電材料
JP2020193239A (ja) 導電性微粒子用の樹脂粒子
JP2020095925A (ja) 導電粒子用基材粒子、その利用および製造方法
JP2013120293A (ja) スペーサー粒子、導電性スペーサー粒子及び異方性導電材料

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130312

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5245011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150