(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和二重結合を有する硬化性化合物と、エポキシ基を有する硬化性化合物と、熱カチオン硬化開始剤と、熱アニオン硬化剤と、前記熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物と、導電性粒子とを含む、導電材料。
【請求項２】
加熱により硬化を進行させた後に、加熱により本硬化させるために用いられる導電材料である、請求項１に記載の導電材料。
【請求項３】
前記熱アニオン硬化剤の表面上に、前記カチオンを捕捉可能な化合物が配置されている、請求項１又は２に記載の導電材料。
【請求項４】
前記熱アニオン硬化剤の表面が、前記カチオンを捕捉可能な化合物により被覆されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電材料。
【請求項５】
前記不飽和二重結合を有する化合物と前記カチオン硬化開始剤とに由来して加熱により硬化を進行させた後に、前記エポキシ基を有する化合物と前記熱アニオン硬化剤とに由来して加熱により本硬化させるために用いられる導電材料である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電材料。
【請求項６】
硬化を進行させるために光の照射を行わない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電材料。
【請求項７】
第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材と、
第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電材料により形成されており、
前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
【請求項８】
第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材上に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電材料を配置する工程と、
加熱により前記導電材料の硬化を進行させる工程と、
硬化が進行される前又は後の前記導電材料上に第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材を配置する工程と、
加熱により前記導電材料を本硬化させて、前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部を形成し、前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている接続構造体を得る工程とを備える、接続構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性粒子を含む導電材料に関し、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を電気的に接続するために用いることができる導電材料に関する。また、本発明は、該導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂に複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ））、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ））等に使用されている。
【０００４】
上記異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラス基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、半導体チップを積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して接続構造体を得る。
【０００５】
上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献１には、エポキシ樹脂と、アニオン重合型硬化剤と、ラジカル重合性物質と、遊離ラジカルを発生する硬化剤と、導電性粒子とを含む異方性導電材料が開示されている。
【０００６】
下記の特許文献２には、マトリックス樹脂と、導電性粒子とを含む異方性導電材料が開示されている。上記マトリックス樹脂としては、ＵＶ硬化系と加熱によって遊離ラジカルを発生する硬化剤系及び／もしくは熱硬化系エポキシ樹脂との混合系、加熱によって遊離ラジカルを発生する硬化剤系と熱硬化系エポキシ樹脂との混合系、加熱によって遊離ラジカルを発生する硬化剤系、または、熱硬化系エポキシ樹脂である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２４２２８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，２に記載のような従来の異方性導電材料を用いて、特許文献１，２に記載の硬化方法で上記接続構造体を得た場合には、得られた接続構造体において、異方性導電材料の硬化物にボイドが発生することがある。このため、接続構造体における接続信頼性が低いという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、電極間を電気的に接続して接続構造体を得た場合に、得られた接続構造体におけるボイドの発生を抑制することができる導電材料、並びに該導電材料を用いた接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、不飽和二重結合を有する硬化性化合物と、エポキシ基を有する硬化性化合物と、熱カチオン硬化開始剤と、熱アニオン硬化剤と、前記熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物と、導電性粒子とを含む、導電材料が提供される。
【００１１】
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、加熱により硬化を進行させた後に、加熱により本硬化させるために用いられる導電材料である。
【００１２】
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記熱アニオン開始剤の表面上に、前記カチオンを捕捉可能な化合物が配置されている。
【００１３】
本発明に係る導電材料の他の特定の局面では、前記熱アニオン硬化剤の表面が、前記カチオンを捕捉可能な化合物により被覆されている。
【００１４】
本発明に係る導電材料は、前記不飽和二重結合を有する化合物と前記カチオン硬化開始剤とに由来して加熱により硬化を進行させた後に、前記エポキシ基を有する化合物と前記熱アニオン硬化剤とに由来して加熱により本硬化させるために用いられる導電材料であることが好ましい。本発明に係る導電材料は、硬化を進行させるために光の照射を行わない導電材料であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る接続構造体は、第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材と、第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材と、前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、前記接続部が、上述した導電材料により形成されており、前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材上に上述した導電材料を配置する工程と、加熱により前記導電材料の硬化を進行させる工程と、硬化が進行される前又は後の前記導電材料上に第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材を配置する工程と、加熱により前記導電材料を本硬化させて、前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部を形成し、前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている接続構造体を得る工程とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る導電材料は、不飽和二重結合を有する硬化性化合物と、エポキシ基を有する硬化性化合物と、熱カチオン硬化開始剤と、熱アニオン硬化剤と、上記熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物と、導電性粒子とを含むので、得られた接続構造体におけるボイドの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程を説明するための正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２０】
本発明に係る導電材料は、不飽和二重結合を有する硬化性化合物と、エポキシ基を有する硬化性化合物と、熱カチオン硬化開始剤と、熱アニオン硬化剤と、上記熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物と、導電性粒子とを含む。
【００２１】
本発明に係る導電材料における上述した構成の採用により、本発明に係る導電材料を用いて電極間を電気的に接続して接続構造体を得た場合に、得られた接続構造体におけるボイドの発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明では、導電材料を２段階で硬化させてもよい。導電材料を２段階で硬化させる場合に、１）１段階目の予備硬化を進行させるための加熱を行いかつ該加熱を中断した後に、２段階目の本硬化を進行させるための加熱を行ってもよく、２）１段階目の予備硬化を進行させるための加熱と２段階目の本硬化を進行させるための加熱とを、連続して行ってもよく、３）所定の温度に１回加熱することで、非加熱部材の温度を上昇させて、１段階目の予備硬化と２段階目の本硬化とを進行させてもよい。
【００２３】
本発明に係る導電材料は、加熱により硬化を進行させた後に、加熱により本硬化させるために用いられる導電材料であることが好ましい。本発明に係る導電材料は、上記不飽和二重結合を有する化合物と上記熱カチオン硬化開始剤とに由来して加熱により硬化を進行させた後に、上記エポキシ基を有する化合物と上記熱アニオン硬化剤とに由来して加熱により本硬化させるために用いられる導電材料であることが好ましい。本発明に係る導電材料は、硬化を進行させるために光の照射を行わない導電材料であることが好ましい。本発明に係る導電材料では、上記不飽和二重結合を有する化合物と上記熱カチオン硬化開始剤とに由来して、熱カチオン硬化開始剤の分解時に発生するラジカルで不飽和二重結合が反応することで、加熱により硬化を進行させることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る導電材料は、不飽和二重結合を有する化合物と熱カチオン硬化開始剤とを含む。上記熱カチオン硬化開始剤のカチオンが開裂する際には、カチオン以外にラジカルも発生する。発生したラジカルは、不飽和二重結合を有する化合物を硬化させる。一方で、本発明に係る導電材料はエポキシ基を有する硬化性化合物と熱アニオン硬化剤とをさらに含むが、熱アニオン硬化剤による硬化が、上記カチオンにより阻害されることがある。本発明に係る導電材料は、上記熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物を含むので、カチオンが発生したとしても、カチオンが効率的に捕捉されるために、カチオンによる熱アニオン硬化剤による硬化が阻害されにくくなる。
【００２５】
以下、先ず、本発明に係る導電材料に含まれている各成分、及び含まれることが好ましい各成分を詳細に説明する。
【００２６】
（硬化性化合物）
上記導電材料は、硬化性化合物として、不飽和二重結合を有する硬化性化合物と、エポキシ基を有する硬化性化合物とを含む。上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。上記エポキシ基を有する硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２７】
上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物としては、ビニル基又は（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物等が挙げられる。上記導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をさらに一層高めたりする観点からは、上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物であることが好ましい。上記（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物の使用により、Ｂステージ化した導電材料全体で硬化率を好適な範囲に制御することが容易になり、得られる接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。
【００２８】
Ｂステージ化した導電材料層の硬化率を容易に制御し、更に得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが好ましい。
【００２９】
上記（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物として、（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物、（メタ）アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、又はイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリル酸誘導体を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート等が好適に用いられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。上記「（メタ）アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【００３０】
上記（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物は特に限定されない。該エステル化合物として、単官能のエステル化合物、２官能のエステル化合物及び３官能以上のエステル化合物のいずれも使用可能である。
【００３１】
また、上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物は、架橋性化合物であってもよく、非架橋性化合物であってもよい。
【００３２】
上記架橋性化合物の具体例としては、例えば、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、（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、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸ビニル、ジビニルベンゼン、ポリエステル（メタ）アクリレート、及びウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３３】
上記非架橋性化合物の具体例としては、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（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、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（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、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート及びテトラデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３４】
上記エポキシ基を有する硬化性化合物は、芳香族環を有することが好ましい。上記芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環及びペリレン環等が挙げられる。なかでも、上記芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましい。また、ナフタレン環は、平面構造を有するためにより一層速やかに硬化させることができるので好ましい。
【００３５】
上記エポキシ基を有する硬化性化合物としては、レゾルシノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、芳香族骨格を有する多塩基酸化合物とエピクロロヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエステル型エポキシ化合物、芳香族骨格を有するグリシジルエーテル型エポキシ化合物、２−（３，４−エポキシ）シクロヘキシル−５，５−スピロ−（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−ｍ−ジオキサン、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、１，２−エポキシ−４−ビニルシクロヘキサン、１，２：８，９−ジエポキシリモネン、ε−カプロラクトン修飾テトラ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）ブタンテトラカルボキシレート、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサン付加物等が挙げられる。
【００３６】
上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物と上記エポキシ基を有する硬化性化合物との配合比は、硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。上記導電材料は、上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物と上記エポキシ基を有する硬化性化合物とを重量比（上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物の含有量：上記エポキシ基を有する硬化性化合物の含有量）で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。
【００３７】
（熱硬化剤）
上記導電材料は、熱硬化剤を含む。上記導電材料は、該熱硬化剤として、熱カチオン硬化開始剤（熱カチオン発生剤）と、熱アニオン硬化剤とを含む。上記熱カチオン硬化開始剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。上記熱アニオン硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３８】
上記熱カチオン硬化開始剤として従来公知の熱カチオン硬化開始剤が使用可能である。また、本発明では、上記熱カチオン硬化開始剤は、導電材料を光硬化させるための光カチオン硬化開始剤として用いるのではなく、導電材料を熱硬化させるための熱カチオン硬化開始剤として用いることが好ましい。
【００３９】
上記熱カチオン硬化開始剤として、ヨードニウム塩やスルフォニウム塩が好適に用いられる。例えば、上記熱カチオン発生剤の市販品としては、三新化学社製のサンエイドＳＩ−４５Ｌ、ＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−１１０Ｌ、ＳＩ−１５０Ｌや、ＡＤＥＫＡ社製のアデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。
【００４０】
好ましい熱カチオン発生剤のアニオン部分としては、ＰＦ６、ＢＦ４、及びＢ（Ｃ６Ｆ５）４が挙げられる。
【００４１】
また、上記熱カチオン硬化開始剤の他の具体例としては、２−ブテニルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、２−ブテニルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、２−ブテニルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、３−メチル−２−ブテニルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、３−メチル−２−ブテニルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、３−メチル−２−ブテニルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、３−メチル−２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、３−メチル−２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、３−メチル−２−ブテニルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、４−ヒドロキシフェニルシンナミルメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−ヒドロキシフェニルシンナミルメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、４−ヒドロキシフェニルシンナミルメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、α−ナフチルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、α−ナフチルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、α−ナフチルメチルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、シンナミルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、シンナミルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、シンナミルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、シンナミルテトラメチレンフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、シンナミルテトラメチレンフォニウムテトラフルオロボレート、シンナミルテトラメチレンフォニウムヘキサフルオロホスフェート、ビフェニルメチルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ビフェニルメチルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、ビフェニルメチルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、ビフェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ビフェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、ビフェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、フェニルメチルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、フェニルメチルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、フェニルメチルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、フェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、フェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、フェニルメチルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、フルオレニルメチルジメチルスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、フルオレニルメチルジメチルスルフォニウムテトラフルオロボレート、フルオレニルメチルジメチルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、フルオレニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、フルオレニルメチルテトラメチレンスルフォニウムテトラフルオロボレート、及びフルオレニルメチルテトラメチレンスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
【００４２】
上記熱カチオン硬化開始剤は、加熱により無機酸イオンを放出するか、又は加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出することが好ましい。上記熱カチオン発生剤は、加熱により無機酸イオンを放出する成分であることが好ましく、加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する成分であることも好ましい。
【００４３】
加熱により無機酸イオンを放出する熱カチオン発生剤は、アニオン部分としてＳｂＦ６−又はＰＦ６−を有する化合物であることが好ましい。上記熱カチオン発生剤は、アニオン部分としてＳｂＦ６−を有する化合物であることが好ましく、アニオン部分としてＰＦ６−を有する化合物であることも好ましい。
【００４４】
上記熱カチオン硬化開始剤のアニオン部分がＢ（Ｃ６Ｘ５）４−で表されることが好ましい。ホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する熱カチオン硬化開始剤は、下記式（１）で表されるアニオン部分を有する化合物であることが好ましい。
【００４５】
【化１】
0006047437.tif 000002
【００４６】
上記式（１）中、Ｘはハロゲン原子を表す。上記式（１）中のＸは、塩素原子、臭素原子又はフッ素原子であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。
【００４７】
上記熱カチオン硬化開始剤のアニオン部分がＢ（Ｃ６Ｆ５）４−で表されることが好ましい。上記ホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する熱カチオン硬化開始剤は、下記式（１Ａ）で表されるアニオン部分を有する化合物であることがより好ましい。
【００４８】
【化２】
0006047437.tif 000003
【００４９】
上記熱カチオン硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物４０重量部に対して、上記熱カチオン硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．０５重量部以上、更に好ましくは５重量部以上、特に好ましくは１０重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。上記熱カチオン硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電材料が充分に熱硬化する。
【００５０】
上記熱アニオン硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤、及びアミン硬化剤等が挙げられる。なかでも、導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能であるので、イミダゾール硬化剤又はアミン硬化剤が好ましい。また、加熱により硬化可能な硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときに保存安定性が高くなるので、潜在性の硬化剤が好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。これらの熱硬化剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５１】
上記イミダゾール硬化剤としては、特に限定されず、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン及び２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。
【００５２】
上記ポリチオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパントリス−３−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−３−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−３−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。
【００５３】
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ［５．５］ウンデカン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。
【００５４】
上記熱アニオン硬化剤の含有量は特に限定されない。上記エポキシ基を有する硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱アニオン硬化剤の含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは７重量部以上、好ましくは１５重量部以下、より好ましくは１０重量部以下、更に好ましくは８重量部以下である。熱アニオン硬化剤の含有量が上記下限以上であると、導電材料を充分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱アニオン硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。
【００５５】
（熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物）
上記導電材料は、熱カチオン硬化開始剤から発生したカチオンを捕捉可能な化合物を含む。上記カチオンを捕捉可能な化合物の使用により、予め架橋を適度に進行させることができる結果、接続構造体におけるボイドの発生が抑えられる。
【００５６】
上記熱アニオン硬化剤の表面上に、上記カチオンを捕捉可能な化合物が配置されていることが好ましい。この場合には、カチオンが補足されるため、エポキシ基が反応せずに不飽和二重結合が選択的にラジカルによって反応して、理想の接着弾性率になることなどによって、接続構造体におけるボイドがより一層発生し難くなる。
【００５７】
上記熱アニオン硬化剤の表面が、上記カチオンを捕捉可能な化合物により被覆されていることが好ましい。この場合には効果的にエポキシ基のアニオン重合がおこり、ボイドの発生が抑制される。
【００５８】
上記熱アニオン硬化剤と上記カチオンを捕捉可能な化合物とは、上記熱アニオン硬化剤をコアとし、上記カチオンを捕捉可能な化合物をシェルとするコア−シェル粒子であることが好ましい。上記熱アニオン硬化剤と上記カチオンを捕捉可能な化合物とは、一体でマイクロカプセル硬化剤であることが好ましい。
【００５９】
上記カチオンを捕捉可能な化合物の具体例としては、ポリウレタン、ポリアミド、及びアミノ基又はスルホン基を有する化合物等が挙げられる。上記カチオンを捕捉可能な化合物は、ポリウレタン又はポリアミドであることが好ましい。
【００６０】
上記カチオンを捕捉可能な化合物は、上記カチオンを捕捉可能であるように、ウレタン結合又はアミド結合を有することが好ましく、ウレタン結合を有することがより好ましい。
【００６１】
上記カチオンを捕捉可能な化合物の含有量は特に限定されない。上記熱カチオン硬化開始剤から発生するカチオンの量に応じて、上記カチオンを捕捉可能な化合物は適宜の含有量で用いられる。上記熱カチオン硬化開始剤１００重量部に対して、上記カチオンを捕捉可能な化合物の含有量は好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上、好ましくは３０重量部以下、より好ましくは２５重量部以下である。
【００６２】
（導電性粒子）
上記導電材料に含まれている導電性粒子は、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電部（導電層など）の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。導電性粒子の導電部（導電層など）の表面が、絶縁性粒子により被覆されていてもよい。これらの場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層又は絶縁性粒子が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、金属を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の基材粒子の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記基材粒子はコアシェル粒子であってもよい。上記導電層（金属層）は特に限定されない。上記導電部の材料としては、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム及び錫等が挙げられる。上記導電層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
【００６３】
電極と導電性粒子との接触面積を大きくし、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有することが好ましく、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有することがより好ましい。電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、少なくとも外側の表面が低融点金属である導電性粒子であることが好ましい。上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面が、低融点金属層であることが更に好ましく、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面が、低融点金属層であることが特に好ましい。上記導電性粒子は、低融点金属により形成された低融点金属粒子（はんだ粒子など）であってもよい。上記低融点金属粒子は、中心部分及び外表面のいずれも低融点金属により形成されている。
【００６４】
上記低融点金属層は、低融点金属を含む層である。該低融点金属とは、融点が４５０℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは３００℃以下、より好ましくは１６０℃以下である。また、上記低融点金属は錫を含むことが好ましい。低融点金属又は低融点金属層に含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０％以上、更に好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。上記錫の含有量が上記下限以上であると、低融点金属と電極との接続信頼性がより一層高くなる。なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置（堀場製作所社製「ＩＣＰ−ＡＥＳ」）、又は蛍光Ｘ線分析装置（島津製作所社製「ＥＤＸ−８００ＨＳ」）等を用いて測定可能である。
【００６５】
導電層の外側の表面が低融点金属である場合には、低融点金属が溶融して電極に接合し、低融点金属が電極間を導通させる。例えば、低融点金属と電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、少なくとも外側の表面が低融点金属である導電性粒子の使用により、低融点金属と電極との接合強度が高くなる結果、低融点金属と電極との剥離がより一層生じ難くなり、耐湿熱性がより一層高くなる。
【００６６】
上記低融点金属及び上記低融点金属層を構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金は、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金が挙げられる。なかでも、電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましく、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。
【００６７】
また、上記低融点金属は、はんだであることが好ましい。上記低融点金属層は、はんだ層であることが好ましい。該はんだを構成する材料は特に限定されないが、ＪＩＳ  Ｚ３００１：溶接用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだの組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだは、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ、又は錫とビスマスとを含むはんだであることが好ましい。
【００６８】
上記低融点金属と電極との接合強度をより一層高めるために、上記低融点金属は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。低融点金属と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記低融点金属は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。低融点金属と電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、低融点金属又は低融点金属層に含まれる金属１００重量％中、好ましくは０．０００１重量％以上、好ましくは１重量％以下である。
【００６９】
上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の外側の表面が低融点金属層であり、上記樹脂粒子と上記低融点金属層（はんだ層など）との間に、上記低融点金属層とは別に第２の導電層を有することが好ましい。上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の外側の表面が低融点金属層であり、上記樹脂粒子と上記低融点金属層（はんだ層など）との間に、上記低融点金属層とは別に第２の導電層を有することが好ましい。これらの場合に、上記低融点金属層は上記導電層全体の一部であり、上記第２の導電層は上記導電層全体の一部である。
【００７０】
上記低融点金属層とは別の上記第２の導電層は、金属を含むことが好ましい。該第２の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いてもよい。上記金属は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７１】
上記第２の導電層は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層であることが好ましく、ニッケル層又は金層であることがより好ましく、銅層であることが更に好ましい。導電性粒子は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層を有することが好ましく、ニッケル層又は金層を有することがより好ましく、銅層を有することが更に好ましい。これらの好ましい導電層を有する導電性粒子を電極間の接続に用いることにより、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、これらの好ましい導電層の表面には、低融点金属層をより一層容易に形成できる。なお、上記第２の導電層は、はんだ層などの低融点金属層であってもよい。導電性粒子は、複数層の低融点金属層を有していてもよい。
【００７２】
上記低融点金属層の厚みは、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、更に好ましくは１μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは３μｍ以下である。上記低融点金属層の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。上記低融点金属層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子（特に樹脂粒子）と低融点金属層との熱膨張率の差が小さくなり、低融点金属層の剥離が生じ難くなる。
【００７３】
導電層が低融点金属層以外の導電層である場合、又は導電層が多層構造を有する場合には、導電層の全体の厚みは、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、更に好ましくは１μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは３μｍ以下である。
【００７４】
導電材料における導電性粒子に適した大きさであり、かつ電極間の間隔をより一層小さくすることができるので、上記導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、より一層好ましくは２０μｍ未満、更に好ましくは１５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下、最も好ましくは５μｍ未満である。
【００７５】
導電性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、５μｍ未満であることが最も好ましい。本発明に係る導電材料の使用により、導電性粒子の平均粒子径が５μｍ未満であって、導電性粒子が小さくても、接続構造体の接続信頼性を十分に高めることができる。
【００７６】
また、上記樹脂粒子は、実装する基板の電極サイズ又はランド径によって使い分けることができる。
【００７７】
上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制する観点からは、導電性粒子の平均粒子径Ｃの樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｃ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは３．０以下である。また、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第１の導電層がある場合に、はんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｂ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。さらに、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第１の導電層がある場合に、はんだ層を含む導電性粒子の平均粒子径Ｃのはんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する比（Ｃ／Ｂ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。上記比（Ｂ／Ａ）が上記範囲内であったり、上記比（Ｃ／Ｂ）が上記範囲内であったりすると、上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制できる。
【００７８】
ＦＯＢ及びＦＯＦ用途向け導電材料：
上記導電材料は、フレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ））との接続、又はフレキシブルプリント基板とフレキシブルプリント基板との接続（ＦＯＦ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ））に好適に用いられる。
【００７９】
ＦＯＢ及びＦＯＦ用途では、電極がある部分（ライン）と電極がない部分（スペース）との寸法であるＬ＆Ｓは、一般に１００〜５００μｍである。ＦＯＢ及びＦＯＦ用途で用いる樹脂粒子の平均粒子径は１０〜１００μｍであることが好ましい。樹脂粒子の平均粒子径が１０μｍ以上であると、電極間に配置される導電材料及び接続部の厚みが十分に厚くなり、接着力がより一層高くなる。樹脂粒子の平均粒子径が１００μｍ以下であると、隣接する電極間で短絡がより一層生じ難くなる。
【００８０】
フリップチップ用途向け導電材料：
上記導電材料は、フリップチップ用途に好適に用いられる。
【００８１】
フリップチップ用途では、一般にランド径が１５〜８０μｍである。フリップチップ用途で用いる樹脂粒子の平均粒子径は１〜１５μｍであることが好ましい。樹脂粒子の平均粒子径が１μｍ以上であると、該樹脂粒子の表面上に配置されるはんだ層の厚みを十分に厚くすることができ、電極間をより一層確実に電気的に接続することができる。樹脂粒子の平均粒子径が１０μｍ以下であると、隣接する電極間で短絡がより一層生じ難くなる。
【００８２】
ＣＯＦ向け導電材料：
上記導電材料は、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ））に好適に用いられる。
【００８３】
ＣＯＦ用途では、電極がある部分（ライン）と電極がない部分（スペース）との寸法であるＬ＆Ｓは、一般に１０〜５０μｍである。ＣＯＦ用途で用いる樹脂粒子の平均粒子径は１〜１０μｍであることが好ましい。樹脂粒子の平均粒子径が１μｍ以上であると、該樹脂粒子の表面上に配置されるはんだ層の厚みを十分に厚くすることができ、電極間をより一層確実に電気的に接続することができる。樹脂粒子の平均粒子径が１０μｍ以下であると、隣接する電極間で短絡がより一層生じ難くなる。
【００８４】
上記導電性粒子及び上記樹脂粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、任意の導電性粒子５０個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。
【００８５】
導電性粒子の表面は、絶縁性粒子などの絶縁性材料、フラックス等により絶縁処理されていてもよい。絶縁性粒子などの絶縁性材料、フラックス等は、接続時の熱により軟化、流動することで接続部から排除されることが好ましい。これにより、電極間での短絡が抑えられる。
【００８６】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、更に好ましくは１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは１９重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。
【００８７】
（フラックス）
上記導電材料はフラックスを含んでいてもよい。該フラックスの使用により、電極表面に形成された酸化膜を効果的に除去できる。この結果、接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。なお、上記導電材料は、フラックスを必ずしも含んでいなくてもよい。
【００８８】
上記フラックスは特に限定されない。該フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８９】
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸及びグルタミン酸等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、上記フラックスは、カルボキシル基を有する有機酸であることが好ましい。カルボキシル基を有する化合物としては、アルキル鎖にカルボキシル基が結合した化合物、芳香環にカルボキシル基が結合した化合物等が挙げられる。これらのカルボキシル基を有する化合物では、アルキル鎖又は芳香環に水酸基がさらに結合していてもよい。アルキル鎖又は芳香環に結合しているカルボキシル基の数は１〜３個であることが好ましく、１又は２個であることがより好ましい。アルキル鎖にカルボキシル基が結合した化合物におけるアルキル鎖の炭素数は、好ましくは３以上、好ましくは８以下、より好ましくは６以下である。アルキル鎖にカルボキシル基が結合した化合物の具体例としては、ヘキサン酸（炭素数５、カルボキシル基１個）、及びグルタル酸（炭素数４、カルボキシル基２個）等が挙げられる。カルボキシル基と水酸基とを有する化合物の具体例としては、リンゴ酸及びクエン酸等が挙げられる。芳香環にカルボキシル基が結合した化合物の具体例としては、安息香酸、フタル酸、無水安息香酸及び無水フタル酸等が挙げられる。
【００９０】
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００９１】
上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、上記導電性粒子の表面上に付着していてもよい。
【００９２】
上記導電材料１００重量％中、上記フラックスの含有量は好ましくは０．５重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。上記フラックスの含有量が上記下限以上及び上限以下であると、電極表面に形成された酸化膜をより一層効果的に除去できる。また、上記フラックスの含有量が上記下限以上であると、フラックスの添加効果がより一層効果的に発現する。上記フラックスの含有量が上記上限以下であると、硬化物の吸湿性がより一層低くなり、接続構造体の信頼性がより一層高くなる。
【００９３】
（他の成分）
上記導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、導電材料の硬化物の熱線膨張率を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム、アルミナ、ガラス、窒化ボロン、窒化ケイ素、シリコーン、カーボン、グラファイト、グラフェン及びタルク等が挙げられる。フィラーは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。熱伝導率が高いフィラーを用いると、本硬化時間が短くなる。
【００９４】
上記導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、導電材料の粘度を容易に調整できる。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。
【００９５】
（導電材料の詳細及び用途）
本発明に係る導電材料は、ペースト状又はフィルム状の導電材料であり、ペースト状の導電材料であることが好ましい。ペースト状の導電材料は、導電ペーストである。フィルム状の導電材料は、導電フィルムである。導電材料が導電フィルムである場合、導電性粒子を含む導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されてもよい。本発明に係る導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。本発明に係る導電材料は、電極間の接続に用いられることが好ましい。
【００９６】
本発明に係る導電材料は、導電ペーストであって、ペースト状の状態で接続対象部材上に塗布される導電ペーストであることが好ましい。
【００９７】
上記導電ペーストの２５℃での粘度は、好ましくは３Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは５Ｐａ・ｓ以上、好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３００Ｐａ・ｓ以下である。上記粘度が上記下限以上であると、導電ペースト中での導電性粒子の沈降を抑制できる。上記粘度が上記上限以下であると、導電性粒子の分散性がより一層高くなる。塗布前の上記導電ペーストの上記粘度が上記範囲内であれば、第１の接続対象部材上に導電ペーストを塗布した後に、硬化前の導電ペーストの流動をより一層抑制でき、さらにボイドがより一層生じ難くなる。なお、ペースト状には液状も含まれる。
【００９８】
本発明に係る導電材料は、銅電極を有する接続対象部材を接続するために用いられる導電材料であることが好ましい。導電材料を用いて、銅電極を有する接続対象部材を接続した場合には、接続構造体における銅電極に起因してマイグレーションが生じやすいという問題がある。これに対して、本発明に係る導電材料の使用により、銅電極を有する接続対象部材を接続したとしても、接続構造体におけるマイグレーションを効果的に抑制でき、絶縁信頼性を効果的に高めることができる。
【００９９】
本発明に係る導電材料は、様々な接続対象部材を接着するために使用できる。上記導電材料は、第１，第２の接続対象部材が電気的に接続されている接続構造体を得るために好適に用いられる。
【０１００】
本発明に係る接続構造体は、第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材と、第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材と、上記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、上記接続部が、上述した導電材料（異方性導電材料など）により形成されており、上記第１の電極と上記第２の電極とが上記導電性粒子により電気的に接続されている。
【０１０１】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の電極を表面に有する第１の接続対象部材上に上述した導電材料を配置する工程と、加熱により上記導電材料の硬化を進行させる工程と、硬化が進行される前又は後の上記導電材料上に第２の電極を表面に有する第２の接続対象部材を配置する工程と、加熱により上記導電材料を本硬化させて、上記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部を形成し、上記第１の電極と上記第２の電極とが上記導電性粒子により電気的に接続されている接続構造体を得る工程とを備える。
【０１０２】
図１に、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いた接続構造体の一例を模式的に正面断面図で示す。
【０１０３】
図１に示す接続構造体１は、第１の接続対象部材２と、第２の接続対象部材４と、第１，第２の接続対象部材２，４を電気的に接続している接続部３とを備える。接続部３は、硬化物層であり、導電性粒子５を含む導電材料（異方性導電材料など）を硬化させることにより形成されている。
【０１０４】
第１の接続対象部材２は上面２ａ（表面）に、複数の第１の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａ（表面）に、複数の第２の電極４ｂを有する。第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子５により電気的に接続されている。従って、第１，第２の接続対象部材２，４が導電性粒子５により電気的に接続されている。
【０１０５】
第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の接続は、通常、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とを導電材料を介して第１，第２の電極２ｂ，４ｂ同士が対向するように重ね合わせた後に、導電材料を硬化させる際に、加圧することにより行われる。加圧により、一般に導電性粒子５は圧縮される。
【０１０６】
第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記導電材料は、電子部品の接続に用いられる導電材料であることが好ましい。
【０１０７】
図１に示す接続構造体１は、例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。
【０１０８】
図２（ａ）に示すように、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、複数の導電性粒子５を含む導電材料を配置し、第１の接続対象部材２の上面２ａに導電材料層３Ａを形成する。このとき、第１の電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５が配置されていることが好ましい。
【０１０９】
次に、導電材料層３Ａを加熱することにより、導電材料層３Ａの硬化を進行させる。図２（ａ）〜（ｃ）では、導電材料層３Ａを加熱して、導電材料層３Ａの硬化を進行させて、導電材料層３ＡをＢステージ化している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを形成している。Ｂステージ化により、第１の接続対象部材２とＢステージ化された導電材料層３Ｂとが仮接着される。Ｂステージ化された導電材料層３Ｂは、半硬化状態にある半硬化物である。Ｂステージ化された導電材料層３Ｂは、完全に硬化しておらず、熱硬化がさらに進行され得る。
【０１１０】
導電材料層３Ａの硬化を効果的に進行させるために、硬化を進行させるための加熱の温度は、好ましくは５０℃以上、より好ましくは６０℃以上、好ましくは９０℃以下、より好ましくは８０℃以下である。
【０１１１】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された導電材料層３Ｂの上面３ａに、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの第１の電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの第２の電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【０１１２】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを加熱することにより、Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを本硬化させ、接続部３を形成する。但し、第２の接続対象部材４の積層の前に、Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを加熱してもよい。さらに、第２の接続対象部材４の積層の後にＢステージ化された導電材料層３Ｂを加熱してもよい。
【０１１３】
加熱により導電材料層３Ａ又はＢステージ化された導電材料層３Ｂを本硬化させる際の加熱温度は、好ましくは１４０℃以上、より好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【０１１４】
Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを硬化させる際に、加圧することが好ましい。加圧によって第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとで導電性粒子５を圧縮することにより、第１，第２の電極２ｂ，４ｂと導電性粒子５との接触面積が大きくなる。このため、導通信頼性が高くなる。さらに、導電性粒子５を圧縮することで、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の距離が拡がっても、この拡がりに追従するように導電性粒子５の粒子径が大きくなる。
【０１１５】
Ｂステージ化された導電材料層３Ｂを硬化させることにより、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とが、接続部３を介して接続される。また、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。このようにして、導電材料を用いた図１に示す接続構造体１を得ることができる。
【０１１６】
本発明に係る導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ））、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ））等に使用できる。なかでも、上記導電材料は、ＦＯＧ用途又はＣＯＧ用途に好適であり、ＣＯＧ用途により好適である。本発明に係る導電材料は、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続、又は半導体チップとガラス基板との接続に用いられる導電材料であることが好ましく、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続に用いられる導電材料であることがより好ましい。
【０１１７】
上記第１の電極又は上記第２の電極が、銅電極であることが好ましい。この場合に、上記第１の電極と上記第２の電極との双方が、銅電極であってもよい。上記第１の電極及び上記第２の電極の双方が、銅電極であることが好ましい。
【０１１８】
以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１１９】
実施例及び比較例では、以下の材料を用いた。
【０１２０】
（不飽和二重結合を有する硬化性化合物）
熱硬化性化合物Ａ（ダイセルサイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０８」）
熱硬化性化合物Ｂ（ダイセルサイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３６０３」）
【０１２１】
（エポキシ基を有する硬化性化合物）
熱硬化性化合物１（ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、三菱化学社製「ＹＬ９８０」）
熱硬化性化合物２（レゾルシノール型エポキシ化合物、ナガセケムテックス社製「ＥＸ−２０１」）
熱硬化性化合物３（エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製「ＥＸＡ−４８５０−１５０」）
【０１２２】
（熱硬化剤）
熱カチオン発生剤１（下記式（１１）で表される化合物、加熱によりリン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物）
【０１２３】
【化３】
0006047437.tif 000004
【０１２４】
熱カチオン発生剤２（下記式（１２）で表される化合物、加熱によりアンチモン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物）
【０１２５】
【化４】
0006047437.tif 000005
【０１２６】
熱カチオン発生剤３（下記式（１３）で表される化合物、加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する化合物）
【０１２７】
【化５】
0006047437.tif 000006
【０１２８】
熱アニオン硬化剤１（旭化成社製「ＨＸ−３７２２」）
熱アニオン硬化剤２（旭化成社製「ＨＸ−３９２２」）
熱アニオン硬化剤とカチオンを捕捉可能な化合物とのコア−シェル粒子１（旭化成社製「ＨＸ−３７２２」、熱アニオン硬化剤とカチオンを捕捉可能な化合物との重量比２０：１）
熱アニオン硬化剤とカチオンを捕捉可能な硬化剤とのコア−シェル粒子２（旭化成社製「ＨＸ−３９２２」、熱アニオン硬化剤とカチオンを捕捉可能な化合物との重量比１５：１）
【０１２９】
（カチオンを捕捉可能な化合物）
カチオンを捕捉可能な化合物１（四国化成工業社製「２ＭＺ−Ａ」）
【０１３０】
（他の成分）
接着付与剤：信越化学工業社製「ＫＢＥ−４０３」
フラックス：和光純薬工業社製「グルタル酸」
【０１３１】
（導電性粒子）
導電性粒子Ａ：ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面にニッケルめっき層が形成されており、かつ該ニッケルめっき層の表面に金めっき層が形成されている金属層を有する導電性粒子（平均粒子径１５μｍ）
導電性粒子Ｂ：ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面にはんだ層が形成されている導電性粒子Ｂ
【０１３２】
［導電性粒子Ｂの作製方法］
平均粒子径１０μｍのジビニルベンゼン樹脂粒子（積水化学工業社製「ミクロパールＳＰ−２１０」）を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚さ０．１μｍの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、厚さ１μｍの銅層を形成した。更に、錫及びビスマスを含有する電解めっき液を用いて、電解めっきし、厚さ１μｍのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み１μｍの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み１μｍのはんだ層（錫：ビスマス＝４３重量％：５７重量％）が形成されている導電性粒子Ｂを作製した。
【０１３３】
導電性粒子Ｃ：ＳｎＢｉはんだ粒子（三井金属社製「ＤＳ−１０」、平均粒子径（メディアン径）１２μｍ）
【０１３４】
（実施例１〜１１及び比較例１〜７）
下記の表１，２に示す成分を下記の表１，２に示す配合量で配合して、異方性導電ペーストを得た。
【０１３５】
（評価）
（１）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが１００μｍ／１００μｍの銅電極パターン（銅電極厚み１０μｍ）を上面に有するガラスエポキシ基板（ＦＲ−４基板）を用意した。また、Ｌ／Ｓが１００μｍ／１００μｍの銅電極パターン（銅電極厚み１０μｍ）を下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。
【０１３６】
上記ガラスエポキシ基板の上面に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、異方性導電ペースト層の硬化を進行させるために、７０℃に加熱した。次に、硬化が進行した異方性導電ペースト層の上面に上記フレキシブルプリント基板を、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が１８５℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、フレキシブルプリント基板の上面に加圧加熱ヘッドを載せ、２．０ＭＰａの圧力をかけて、異方性導電ペースト層を１８５℃で本硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３７】
（２）上下の電極間の導通試験
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、４端子法により測定した。２つの接続抵抗の平均値を算出した。なお、電圧＝電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。導通試験を下記の基準で判定した。
【０１３８】
［導通試験の判定基準］
○○：接続抵抗の平均値が８．０Ω以下
○：接続抵抗の平均値が８．０Ωを超え、１０．０Ω以下
△：接続抵抗の平均値が１０．０Ωを超え、１５．０Ω以下
×接続抵抗の平均値が１５．０Ωを超える
【０１３９】
（３）ボイドの有無
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層により形成された硬化物層にボイドが生じているか否かを、透明ガラス基板の下面側から目視により観察した。ボイドの有無を下記の基準により判定した。
【０１４０】
［ボイドの有無の判定基準］
○○：ボイドがない
○：小さなボイドが１箇所のみにある
△：小さなボイドが２箇所以上ある
×：大きなボイドがあり使用上問題がある
【０１４１】
結果を下記の表１，２に示す。
【０１４２】
【表１】
0006047437.tif 000007
【０１４３】
【表２】
0006047437.tif 000008
【符号の説明】
【０１４４】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…第１の電極
３…接続部
３ａ…上面
３Ａ…導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された導電材料層
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…第２の電極
５…導電性粒子
【図１】
0006047437.tif 000009
【図２】
0006047437.tif 000010