导电性颗粒及其制造方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111462935 A(43)申请公布日 2020.07.28

(21)申请号 202010400236.X(22)申请日 2020.05.12

(71)申请人 无锡市伍豪机械设备有限公司

地址 214161 江苏省无锡市滨湖区胡埭镇

张舍路2-2号(72)发明人 卞经纬　

(74)专利代理机构 无锡睿升知识产权代理事务

所(普通合伙) 32376

代理人 姬颖敏(51)Int.Cl.

H01B 1/02(2006.01)H01B 1/04(2006.01)H01B 1/22(2006.01)H01B 1/24(2006.01)H01B 13/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

H05K 1/09(2006.01)

(54)发明名称

导电性颗粒及其制造方法(57)摘要

本发明的导电性颗粒具备：核体，包含导电性物质；以及被覆层，被覆核体且由与此核体不同的导电性物质所构成，并且至少一部分构成最外层。被覆层只要被覆至少一部分的核体即可，

以被覆率较高为而为了得到较优良的导电特性，

较佳。

CN 111462935 ACN 111462935 A

权　利　要　求　书

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1.一种导电性颗粒，其为叶状的粒子，叶状的外缘形成有多个凸起及凹口中的至少一种，且其以下述式(1)所求得的圆径度系数的平均值为0.15以上、0.4以下；

圆径度系数＝(面积×4π)/(周长)2   式(1)；其中，前述周长是导电性颗粒二维投影时的外周的长度；前述面积是指前述导电性颗粒二维投影时的由外周所划定的区域的大小。

2.如权利要求1的导电性颗粒，其厚度为0.1μm以上、2μm以下。3.如权利要求1或2的导电性颗粒，其中前述叶状的粒子是树枝状颗粒被薄膜化而成；前述凸起及前述凹口留有前述树枝状颗粒的树枝的痕迹。

4.一种导电性树脂组成物，其为包含如权利要求1至3中任一项所记载的导电性颗粒以及树脂。

5.一种导电性颗粒的制造方法，包括以下步骤：准备具有导电性的树枝状颗粒、以及用于碰撞前述树枝状颗粒使该树枝状颗粒变形的固体媒体的步骤；以及让前述树枝状颗粒与前述固体媒体在密闭容器内碰撞，使该树枝状颗粒以由以下述式(1)所求得的圆径度系数的平均值为0.15以上、0.4以下且于外缘形状形成有多个凹口及凸起中的至少一种的方式变形的步骤；

圆径度系数＝(面积×4π)/(周长)2     式(1)；其中，前述周长是导电性颗粒二维投影时的外周的长度；前述面积是指前述导电性颗粒二维投影时的由外周所划定的区域的大小。

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导电性颗粒及其制造方法

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技术领域

[0001]本发明关于导电性颗粒及其制造方法。

背景技术

[0002]印刷电路板中通常会使用导电性薄片、电磁波屏蔽薄片等。导电性薄片要求包括时间稳定性优良的导电特性，所以薄片中所含有的导电性填料的特性很重要。[0003]作为导电性填料，银粉因导电特性优良，目前含有银粉的导电性薄片等被实际使用。然而，银粉的价格相较于树脂或其它原料是高价的，会让成本变高。因此，由于近来的银价高涨，使用银粉的导电性薄片等的价格上涨成为了严重的问题。发明内容

[0004]本发明的导电性颗粒是所谓的核壳型粒子，具备：核体，包含导电性物质；以及被覆层，被覆核体且由与此核体不同的导电性物质所构成，并且至少一部分构成最外层。被覆层只要被覆至少一部分的核体即可，而为了得到较优良的导电特性，以被覆率较高为较佳。从导电特性来看，被覆层的平均被覆率在60％以上，更佳为70％以上，更佳为80％以上。[0005]导电性颗粒能仅由核体与被覆层来构成，也可包含其它层。例如，可形成核体与被覆层之间的以中间层、接合层等为首的层。另外，核体、被覆层、其它层能各自独立地以单一种类来构成，也能以多个种类来构成。[0006]本发明的导电性颗粒，依下述式(1)所求得的圆径度系数的平均值为0.15以上、0.4以下，且外缘形成多个凹口及分枝叶中的至少一种形状。[0007]圆径度系数＝(面积×4π)/(周长)2  式(1)[0008]由上述式(1)的圆径度系数，能了解导电性颗粒外缘的凹凸程度(起伏程度)。整球的圆径度系数为1，随著凹凸形状的增加，圆径度系数会降低。即，圆径度系数比0大，并在1以下。上述式(1)中的面积，是把二维投影时的形成外周的线的内部面积当成平板面，把将此平板面二维投影时的导电性颗粒的外周当成周长的长度。

[0009]使用依上述式(1)所求得的圆径度系数的平均值在0.15以上、0.4以下，且外缘形成多个凹口及分枝叶中的至少一种形状者的核壳型导电性颗粒，能降低成本，且导电特性优良，并且能够薄膜化。圆径度系数的下限值，从防止导电填料穿透绝缘层的观点来看，更佳为0.15 以上，更佳为0.20以上。而圆径度系数的上限值，从导电层的薄片电阻的观点来看，更佳为0.4以下，更佳为0.3以下。[0010]如图1-2所示，树枝状导电性颗粒的圆径度系数大致在0.11以下，而鳞片状导电性颗粒的圆径度系数大于0.4、0.5以下左右。

[0011]本发明的导电性颗粒依以下式(2)所求得的表示近圆程度的圆形系数的平均值，较佳为2 以上、5以下。

[0012]圆形系数＝(最大直径×最大直径×π)/(4×面积)   式(2)[0013]此处，最大直径是所选出的粒子的最大长度的长度。从防止导电填料穿透绝缘层

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的观点来看，圆形系数的更佳上限值是4.5以下，更佳是4.0以下。另外，从导电层的薄片电阻的观点来看，圆形系数的更佳下限值是2以上，更佳是2.4以上。由圆形系数可知道颗粒整体的形状是否接近圆(数值越小越接近圆)。

[0014]本发明的导电性颗粒具有多个鳞片叶及分枝叶中至少一种的叶状导电性颗粒。导电性颗粒的厚度较佳为0.1～2μm，更佳为0.2～1μm。[0015]另外，导电性颗粒的平均粒径(D50)较佳为1～100μm。导电性颗粒的平均粒径(D50)更佳为3 μm以上，更佳为50μm以下。

[0016]核体的功能是作为导电性颗粒的内核部。核体由提升导电特性的观点来看，较佳仅由导电性物质来构成，但也可包含非导电性物质。核体的原料只要满足这些即无特别限制，可例示导电性金属、导电性碳或导电性树脂等。导电性金属可列举例如：金、铂、铜、镍、铝、铁、或其合金等、或ITO等，就价格与导电性的面来说较佳为铜。另外，导电性碳较佳为例如：乙炔黑、科琴黑、炉黑、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨及石墨烯等。另外，导电性树脂较佳为聚(3,4-乙烯二氧塞吩)、聚乙炔及聚塞吩等。核体较佳为其本身有导电性。[0017]被覆层以与核体不同的导电性物质所构成。能使用于被覆层的导电性物质，可例示在核体所列举的物质。其中，使用导电特性高的物质符合本发明的目的。具体来说，较佳为金、铂或银，其中更佳为银。以现在的技术来说，金属以外的导电性物质，例如导电性树脂等虽然导电性低，但若今后技术进步使导电性提升，也能以导电性树脂等作为被覆层。从兼顾削减成本与提升导电特性的观点来看，较佳使用让被覆层的导电特性优良的导电性物质以及让核体在成本上有利的导电性物质。而在核体与被覆层的层间也可设置导电性的中间层。

[0018]被覆层，相对于100重量份的核体，较佳以1～40重量份的比例被覆，更佳5～30重量份，再更佳5～20重量份。例如，在使用铜作为核体，银作为被覆层的情形，能一面维持导电特性，一面有效的降低导电性颗粒的价格。[0019]依据本发明的导电性颗粒，让圆径度系数的平均值在上述范围，且成为外缘形状包含凹口及分枝叶中至少一种的叶状导电性颗粒，能让导电特性优良。相较于几乎没有凹凸或起伏的片状(鳞状)的导电性颗粒，增加粒子的凹凸，且让粒子的外缘形状成为包含凹口及分枝叶中至少一种的叶状形状，在成形为薄片状时，可加大导电性颗粒的接触点所产生的结果。另外，以树枝状导电性颗粒会有难以薄膜化的问题，但以本发明的导电性颗粒，能轻易地薄膜化。此外，因核体与被覆层使用不同的导电性物质，而能增加材料选择，达成降低成本。

[0020]本发明的导电性颗粒的制造方法具有：准备具有导电性的树枝状颗粒以及用于碰撞此树枝状颗粒，使该树枝状颗粒变形的固体媒体的步骤(步骤1)以及让树枝状颗粒与固体媒体在密闭容器内碰撞，使该树枝状颗粒变形的步骤(步骤2)。[0021]步骤1中，树枝状粒子准备如图1-2所示的所谓树枝状(树突状)的具有导电特性的粒子。树枝状粒子能适当使用具备核体与被覆层而成的叶状导电性颗粒的前驱物的非叶状的导电性颗粒。此外，也可为仅由核体所构成的树枝状粒子。在此情形，在步骤2的处理后，进行作为步骤3的核体设置被覆层的步骤。[0022]固体媒体较佳为钢铁等金属、玻璃、氧化锆、氧化铝、塑胶、氧化钛及陶瓷等素材。而密闭容器可使用球磨机、砂磨机等已知的分散机、或粉碎机等。另外，固体媒体的形状较

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佳为球状、椭圆状等凹凸的形状。固体媒体的尺寸例如0.1～3mm左右。[0023]步骤2，将树枝状颗粒与固体媒体投入密闭容器内，让树枝状颗粒与固体媒体碰撞。树枝状颗粒经由受到固体媒体碰撞，使树枝状颗粒变形，而能得到叶状导电性颗粒。在制造导电性颗粒时，也可在树脂存在下让固体媒体碰撞。可在制造导电性颗粒的同时，制造后述的导电性树脂组成物。[0024]制造导电性颗粒时，作为导电性颗粒的添加物，可使用增黏剂、分散剂等。使用增黏剂，可抑制颗粒过度沉降。增黏剂可列举例如二氧化硅系化合物、聚碳酸系化合物、聚胺基甲酸酯系化合物、脲系化合物及聚酰胺系等。使用分散剂，可提升导电性颗粒的分散性。分散剂可列举例如：由碳酸或磷酸基所形成的酸性分散剂，或包含胺基的碱性分散剂、以酸碱基中和而成的盐型分散剂。

附图说明

[0025]图1是鳞片状的银粉的电子显微镜照片。[0026]图2是树枝状镀银铜粉的电子显微镜照片。

具体实施方式

[0027]作为导电性颗粒的范例，以下说明镀银铜粉的实施例。[0028][实施例1][0029]首先，准备对铜粉施加过银镀的树枝状镀银铜粉。将此镀银铜粉与固体媒体一起放入密闭容器，在密闭容器内让固体媒体碰撞镀银铜粉，使树枝状镀银铜粉变形为本发明的导电性颗粒。让固体媒体碰撞镀银铜粉的树枝部分，可得到具有本发明的鳞片叶或分枝叶的导电性颗粒。添加导电性树脂组成物与添加剂，在制造导电性颗粒同时，也能制造后述的导电性树脂组成物。[0030][实施例2][0031]首先，准备树枝状铜粉。将此铜粉与固体媒体一起放入密闭容器，在密闭容器内让固体媒体碰撞铜粉，把树枝状铜粉变形为本发明的导电性颗粒外形。让固体媒体碰状铜粉的树枝部分，可得到具有鳞片叶或分枝叶的铜粉。接下来，以镀敷处理将银被覆在所得到的具有鳞片叶或分枝叶的铜粉上，可得到本发明的具有鳞片叶或分枝叶的导电性颗粒。[0032]接下来，说明本发明的导电性树脂组成物。本发明的导电性树脂组成物包含本发明的导电性颗粒与树脂。而本发明的导电性树脂组成物中，也可包含本发明的导电性颗粒以外的导电性颗粒。但是，本发明的导电性颗粒以外的导电性颗粒，例如相对于100重量份的树脂，较佳为3重量份以下左右。

[0033]使用于导电性树脂组成物的树脂，可使用热塑性树脂或硬化性树脂。硬化性树脂较佳为热硬化性树脂或光硬化性树脂。[0034]热塑性树脂可列举：聚烯烃系树脂、乙烯系树脂、苯乙烯/丙烯酸系树脂、二烯系树脂、贴烯树脂、石油树脂、纤维素系树脂、聚酰胺树脂、聚胺基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺系树脂、氟树脂等。[0035]聚烯烃系树脂较佳为乙烯、丙烯、α-烯烃化合物等均聚物或共聚物。具体来说可列举例如：乙丙橡胶、烯烃系热塑性弹性体、α-烯烃聚合物等。

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乙烯系树脂较佳为经由聚合乙酸乙烯酯等乙烯酯所得到的聚合物以及乙烯酯与

乙烯等烯烃化合物的共聚物。具体来说可列举例如：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、部分皂化聚乙烯醇等。

[0037]苯乙烯/丙烯酸系树脂较佳为由苯乙烯、(甲基)丙烯腈、丙烯酰胺类、(甲基)丙烯酸酯、顺丁烯二酰亚胺类等所形成的均聚物或共聚物。具体来说，可列举例如：聚苯乙烯、聚丙烯腈、丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等。

[0038]二烯系树脂较佳为丁二烯或异戊二烯等共轭二烯化合物的均聚物或共聚物及它们的氢化物。具体来说可列举例如：乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等。[0039]贴烯树脂较佳为由贴烯类所形成的聚合物或其氢化物。具体来说可举出例如：贴烯树脂、氢化贴烯树脂。

[0040]石油系树脂较佳为双环戊二烯型石油树脂、氢化石油树脂。[0041]纤维素系树脂较佳为纤维素乙酸丁酸树脂。[0042]聚碳酸酯树脂较佳为双酚A聚碳酸酯。[0043]聚酰亚胺系树脂较佳为热塑性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺酸型聚酰亚胺树脂。

[0044]本发明的导电性薄片具备由本发明的导电性树脂组成物所形成的导电层。导电性薄片的制造方法未特别限制，将导电性树脂组成物涂布于剥离性薄片上来形成导电层。导电性薄片可为仅有导电层单层，也可为其它机能层或支持层等的积层体。作为机能层，可举出具有绝缘性、导热性、电磁波吸收性、硬涂性、水蒸气阻隔性、氧阻隔性、低介电常数性、高介电常数性、低耗损因数性、高耗损因数性、耐热性等的层。其中，在将本发明的导电性薄片使用于印刷电路板领域的情形，从耐热性的观点来看，较佳包含热硬化性树脂。[0045]前述涂布方法可使用例如：凹版印刷式、接触涂布式、模具涂布式、唇嘴涂布式、缺角轮涂布式、刮刀式、辊涂式、刀涂式、喷涂式、棒涂式、旋涂式、浸涂式等。[0046]导电性薄片中导电层的厚度较佳为1～100μm，更佳为3～50μm。

[0047]本发明的电磁波屏蔽薄片具备由本发明的导电性树脂组成物所形成的导电层、及绝缘层。电磁波屏蔽薄片的制造方法未特别限制，将以前述方法所制造的导电层与绝缘层贴合在一起的方法。绝缘层可使用预先成形的绝缘性薄膜，也可藉由将绝缘性树脂组成物涂布在剥离性薄片上形成绝缘层，将其与带有剥离性薄片的导电层贴合在一起。或者，也可直接将绝缘性树脂组成物涂布在导电层上，来形成绝缘层。

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图1

图2

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