(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、光カチオン硬化剤と、熱硬化剤（加熱によりカチオン種を発生する重合開始剤を除く）と、導電性粒子とを含み、
前記硬化性化合物が、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有し、
前記硬化性化合物が、不飽和二重結合を有する硬化性化合物を含有する、異方性導電材料。
【請求項２】
前記硬化性化合物が、エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物を含有する、請求項１に記載の異方性導電材料。
【請求項３】
ペースト状の異方性導電ペーストである、請求項１又は２に記載の異方性導電材料。
【請求項４】
第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方性導電材料の硬化物である、接続構造体。
【請求項５】
第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、
前記異方性導電材料層に光を照射することにより硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、
Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材をさらに積層する工程と、
前記Ｂステージ化された異方性導電材料層を加熱することにより硬化させる工程とを備え、
前記異方性導電材料として、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記異方性導電材料層をＢステージ化する工程において、前記導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分の硬化を、前記光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応により進行させる、請求項５に記載の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、複数の導電性粒子を含む異方性導電材料であって、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異方性導電材料、並びに該異方性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、バインダー樹脂など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の一例として、下記の特許文献１には、ラジカル重合性物質（１）と、加熱により遊離ラジカルを発生する重合開始剤（２）と、エポキシ樹脂（３）と、カチオン重合性開始剤（４）とを含む異方性導電材料が開示されている。上記ラジカル重合性物質（１）としては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの内の少なくとも１種の骨格を６個以上有し、かつ（メタ）アクリロイル基を２個以上有する（メタ）アクリレート化合物が挙げられている。
【０００５】
下記の特許文献２には、高分子（Ａ）と、光硬化性樹脂（Ｂ）と、該光硬化性樹脂（Ｂ）を硬化させる硬化触媒（Ｃ）と、反応性希釈剤（Ｄ）と、導電性粒子（Ｅ）とを含む異方性導電材料が開示されている。この異方性導電材料の２３℃での粘度は５０００ｃｐｓ〜３０００００ｃｐｓである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２７７７６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３５６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、かつ導電性粒子を介して電極間を電気的に接続し、接続構造体を得る。
【０００８】
特許文献１，２に記載のような従来の異方性導電材料では、上記電極間の電気的な接続の際に、ガラス基板上に配置された異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子が、硬化前に大きく流動することがある。このため、異方性導電材料により形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。さらに、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、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たりすることがある。このため、得られる接続構造体における導通信頼性が低いことがある。
【０００９】
本発明の目的は、複数の導電性粒子を含む異方性導電材料であって、電極間の電気的な接続に用いられた場合に、導通信頼性を高めることができる異方性導電材料、並びに該異方性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、硬化性化合物と、光カチオン硬化剤と、熱硬化剤と、導電性粒子とを含み、上記硬化性化合物が、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有する、異方性導電材料が提供される。
【００１１】
本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、光ラジカル開始剤がさらに含まれている。
【００１２】
本発明に係る異方性導電材料の他の特定の局面では、上記硬化性化合物は、不飽和二重結合を有する硬化性化合物を含有する。
【００１３】
本発明に係る異方性導電材料のさらに他の特定の局面では、上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物を含有する。
【００１４】
本発明に係る異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペースト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の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、該接続部が、上述した異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、該異方性導電材料層に光を照射することにより硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材をさらに積層する工程と、上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を加熱することにより硬化させる工程とを備え、上記異方性導電材料として、上述した異方性導電材料が用いられる。
【００１７】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程において、上記導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分の硬化を、上記光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応により進行させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る異方性導電材料は、硬化性化合物と光カチオン硬化剤と熱硬化剤と導電性粒子とを含み、かつ上記硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有するので、例えば、異方性導電材料を光の照射により良好にＢステージ化させた後に、加熱によりＢステージ化した異方性導電材料を本硬化させることができる。このため、適切な時期に異方性導電材料に光を照射することにより、異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、異方性導電材料により形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。従って、本発明に係る異方性導電材料を電極間の電気的な接続に用いることによって、接続構造体における電極間の導通信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る異方性導電材料を用いた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異方性導電材料を用いて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。
【図３】図３は、異方性導電材料層に光を照射したときに、導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分を説明するための模式図である。
【図４】図４は、電極に形成された凹部を説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明に係る異方性導電材料は、硬化性化合物と、光カチオン硬化剤と、熱硬化剤と、導電性粒子とを含む。上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有する。
【００２２】
本発明に係る異方性導電材料における上記組成の採用によって、光の照射により、異方性導電材料の硬化を進行させることができる。例えば、異方性導電材料を光の照射により良好にＢステージ化させた後に、加熱することでＢステージ化した異方性導電材料を本硬化させることができる。このため、適切な時期に異方性導電材料に光を照射することにより、異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。特に、異方性導電材料に光を照射したときに、導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分の硬化も、光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応によって充分に進行させることができる。この結果、異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子の流動がかなり抑えられる。
【００２３】
従って、異方性導電材料により形成された接続部及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。このため、本発明に係る異方性導電材料を電極間の電気的な接続に用いた場合には、導通信頼性を高めることができる。
【００２４】
以下、先ず、本発明に係る異方性導電材料に含まれている各成分の詳細を説明する。
【００２５】
（硬化性化合物）
上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有する。エポキシ基を有する硬化性化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する硬化性化合物は、エピスルフィド化合物である。上記エポキシ基又はチイラン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。
【００２６】
上記硬化性化合物は、チイラン基を有する硬化性化合物を含有することがより好ましい。上記エピスルフィド化合物は、エポキシ基ではなくチイラン基を有するので、低温で速やかに硬化させることができる。すなわち、チイラン基を有するエピスルフィド化合物は、エポキシ基を有するエポキシ化合物と比較して、チイラン基に由来してより一層低い温度で硬化可能である。
【００２７】
上記エポキシ基又はチイラン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。
【００２８】
異方性導電材料の硬化性を高める観点からは、上記硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、１００重量％以下である。上記硬化性化合物の全量が上記エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物であってもよい。上記エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物と該エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物とは異なる他の硬化性化合物とを併用する場合には、上記硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物の含有量は、好ましくは９９重量％以下、より好ましくは９５重量％以下、更に好ましくは９０重量％以下、特に好ましくは８０重量％以下である。
【００２９】
上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物とは異なる他の硬化性化合物をさらに含有していてもよい。該他の硬化性化合物としては、不飽和二重結合を有する硬化性化合物、フェノール硬化性化合物、アミノ硬化性化合物、不飽和ポリエステル硬化性化合物、ポリウレタン硬化性化合物、シリコーン硬化性化合物及びポリイミド硬化性化合物等が挙げられる。上記他の硬化性化合物は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。
【００３０】
上記異方性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より一層高めたりする観点からは、上記硬化性化合物は、不飽和二重結合を有する硬化性化合物を含有することが好ましい。上記異方性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ステージ化した異方性導電材料の各部分における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の導通信頼性がより一層高くなる。
【００３１】
エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物と（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物のような不飽和二重結合を有する硬化性化合物とを併用する場合、その配当量は特に限定されない。エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物１００重量部に対して、上記不飽和二重結合を有する硬化性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、更に好ましくは２０重量部以上、好ましくは６０重量部以下、より好ましくは５０重量部以下、更に好ましくは４０重量部以下である。
【００３２】
Ｂステージ化した異方性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。
【００３３】
上記（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物としては、エポキシ基及びチイラン基を有さず、かつ（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物が挙げられる。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
上記エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を、（メタ）アクリロイル基に変換することにより得られる硬化性化合物であることが好ましい。この硬化性化合物は、部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物又は部分（メタ）アクリレート化エピスルフィド化合物である。
【００３７】
上記硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と、（メタ）アクリル酸との反応物を含有することが好ましい。この反応物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と（メタ）アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応することにより得られる。エポキシ基又はチイラン基の２０％以上が（メタ）アクリロイル基に変換（転化率）されていることが好ましい。該転化率は、より好ましくは３０％以上、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である。エポキシ基又はチイラン基の４０％以上、６０％以下が（メタ）アクリロイル基に変換されていることが最も好ましい。
【００３８】
上記部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、カルボン酸無水物変性エポキシ（メタ）アクリレート、及びフェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
上記硬化性化合物として、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有するフェノキシ樹脂の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を（メタ）アクリロイル基に変換した変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。すなわち、エポキシ基又はチイラン基と（メタ）アクリロイル基とを有する変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。
【００４０】
また、上記硬化性化合物は、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（熱硬化剤）
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤が使用可能である。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、熱ラジカル開始剤ではない熱硬化剤であってもよい。上記熱硬化剤は、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。
【００４４】
異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性が高くなるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、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。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、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。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料が充分に熱硬化する。上記熱硬化性化合物は、加熱により硬化可能な硬化性化合物である。
【００４９】
（光カチオン硬化剤）
本発明に係る異方性導電材料は、光カチオン硬化剤を含むので、光照射後の異方性導電材料の硬化を速やかに進行させることができる。さらに、導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分も、光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応によって、硬化を充分に進行させることができる。
【００５０】
上記光カチオン硬化剤は特に限定されない。上記光カチオン硬化剤として、従来公知の光カチオン硬化剤が使用可能である。上記光カチオン硬化剤は、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。
【００５１】
上記光カチオン硬化剤としては、ヨードニウム系光カチオン硬化剤、オキソニウム系光カチオン硬化剤及びスルホニウム系光カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、トリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート及びトリフェニルスルホニウムブロミド等が挙げられる。なかでも、異方性導電材料の硬化性をより一層良好にし、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、スルホニウム系光カチオン硬化剤が好ましい。
【００５２】
上記光カチオン硬化剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光カチオン硬化剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光カチオン硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料が適度に光硬化する。異方性導電材料に光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料の流動を抑制できる。上記光硬化性化合物は、光の照射により硬化可能な硬化性化合物である。
【００５３】
（光ラジカル開始剤）
上記異方性導電材料は、光の照射により一層効率的に硬化可能であるように、光ラジカル開始剤を含むことが好ましい。光ラジカル開始剤の使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。上記光ラジカル開始剤は特に限定されない。上記光ラジカル開始剤として、従来公知の光ラジカル開始剤が使用可能である。上記光ラジカル開始剤は、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。
【００５４】
上記光ラジカル開始剤としては特に限定されず、アセトフェノン光ラジカル開始剤、ベンゾフェノン光ラジカル開始剤、チオキサントン、ケタール光ラジカル開始剤、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド及びアシルホスフォナート等が挙げられる。
【００５５】
上記アセトフェノン光ラジカル開始剤の具体例としては、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、及び２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン等が挙げられる。上記ケタール光ラジカル開始剤の具体例としては、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
【００５６】
上記光ラジカル開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光ラジカル開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光ラジカル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、異方性導電材料が適度に光硬化する。異方性導電材料に光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料の流動を抑制できる。
【００５７】
また、上記光カチオン硬化剤と上記光ラジカル開始剤との配合比は、重量比で０．０１：９９．９９〜９９．９９〜０．０１であることが好ましく、１：９９〜９９：１であることがより好ましく、５：９５〜９５：５であることが更に好ましく、２０：８０〜８０：２０であることが特に好ましい。
【００５８】
（導電性粒子）
上記異方性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。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、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、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、又は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。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層又は錫を含有する金属層等が挙げられる。
【００５９】
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、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、少なくとも外側の導電性の表面が低融点金属層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、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より好ましい。
【００６０】
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、上記低融点金属層は錫を含むことが好ましい。上記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重量％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。上記低融点金属層における錫の含有量が上記下限以上であると、上記低融点金属層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。
【００６１】
導電層の外側の表面が低融点金属層である場合には、低融点金属層が溶融して電極に接合し、低融点金属層が電極間を導通させる。例えば、低融点金属層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層である導電性粒子の使用により、低融点金属層と電極との接合強度が高くなる結果、低融点金属層と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性が効果的に高くなる。
【００６２】
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−インジウム合金等が挙げられる。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い。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。
【００６３】
また、上記低融点金属層は、はんだ層であることが好ましい。上記はんだ層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。上記はんだ層の組成としては、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、はんだ層は、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層、又は錫とビスマスとを含むはんだ層であることが好ましい。
【００６４】
上記低融点金属層と電極との接合強度をより一層高めるために、上記低融点金属層は、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。低融点金属層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、低融点金属層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。
【００６５】
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（はんだ層など）であり、上記樹脂粒子と上記低融点金属層との間に、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、更に好ましくは１５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下である。導電性粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電材料層部分であっても、光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応によって、硬化を充分に進行させることができる。また、上記導電性粒子の平均粒子径は、５μｍを超えていてもよく、１０μｍ以上であってもよい。熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、導電性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが特に好ましく、１μｍ以上、４μｍ以下であることが最も好ましい。
【００６９】
上記導電性粒子の「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。
【００７０】
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。
【００７１】
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２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２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。
【００７２】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。上記異方性導電材料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。
【００７３】
（他の成分）
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。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。
【００７４】
上記異方性導電材料は、硬化促進剤を含むことが好ましい。硬化促進剤の使用により、硬化速度をより一層速くすることができる。硬化促進剤は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。
【００７５】
上記硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール硬化促進剤及びアミン硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、イミダゾール硬化促進剤が好ましい。なお、イミダゾール硬化促進剤又はアミン硬化促進剤は、イミダゾール硬化剤又はアミン硬化剤としても用いることができる。
【００７６】
上記異方性導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性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。
【００７７】
（接続構造体及び接続構造体の製造方法）
本発明に係る異方性導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
【００７８】
上記接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備えており、該接続部が上記異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。上記接続部は、上記異方性導電材料が硬化した硬化物層である。
【００７９】
次に、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る異方性導電材料を用いた接続構造体、及び該接続構造体の製造方法をより詳細に説明する。
【００８０】
図１に、本発明の一実施形態に係る異方性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。
【００８１】
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、硬化物層である。接続部３は、硬化性化合物と光カチオン硬化剤と熱硬化剤と導電性粒子５とを含む異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。該異方性導電材料に含まれている硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有する。上記異方性導電材料は、複数の導電性粒子５を含む。
【００８２】
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。
【００８３】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材４として半導体チップが用いられている。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、ガラス基板及びガラスエポキシ基板等の回路基板である電子部品等が挙げられる。上記異方性導電材料は、電子部品の接続に用いられる異方性導電材料であることが好ましい。上記異方性導電材料はペースト状の異方性導電ペーストであり該異方性導電ペーストはペーストの状態で接続対象部材上に塗布されることが好ましい。
【００８４】
図１に示す接続構造体１は、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００８５】
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、硬化性化合物と光カチオン硬化剤と熱硬化剤と導電性粒子５を含み、かつ該硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含有する異方性導電材料を用いて、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料層３Ａを配置する。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。上記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電ペーストの配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われる。また、上記異方性導電材料層は、異方性導電ペースト層になる。
【００８６】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することにより、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。図２（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３ＡのＢステージ化により、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成する。
【００８７】
異方性導電材料層３Ａ及びＢステージ化された異方性導電材料層３Ｂの厚み（平均厚み）は、好ましくは１０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下である。ＣＯＧ用途においては、異方性導電材料層３Ａ及びＢステージ化された異方性導電材料層３Ｂの厚み（平均厚み）は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。ＦＯＧ用途においては、異方性導電材料層３Ａ及びＢステージ化された異方性導電材料層３Ｂの厚み（平均厚み）は、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは４０μｍ以上、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは６０μｍ以下である。
【００８８】
異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する工程において、導電性粒子５により光が遮られて光Ｘが直接照射されなかった異方性導電材料層部分３Ｂｂ（図３参照、導電性粒子５の下方の２本の破線間部分の領域）の硬化を、上記光カチオン硬化剤の作用によるカチオン反応により進行させることが好ましい。これによって、異方性導電材料層及び該異方性導電材料層に含まれている導電性粒子の流動がかなり抑えられる。この結果、電極間の導通信頼性がかなり高くなる。
【００８９】
異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する際に、導電性粒子５により光が遮られずに光Ｘが照射された異方性導電材料層部分３Ｂａ（図３参照、導電性粒子５の下方の２本の破線間部分を除く領域）の硬化率（１）を２０％以上にし、かつ導電性粒子５により光が遮られて光Ｘが直接照射されなかった異方性導電材料層部分３Ｂｂ（図３参照、導電性粒子５の下方の２本の破線間部分の領域）の硬化率（２）を２０％未満にすることが好ましい。異方性導電材料層部分３Ｂａ，３Ｂｂの硬化率（１），（２）を上記のように制御することによって、異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を電極と導電性粒子との間から排除して、電極と導電性粒子とを効果的に接触させることができる。特に、導電性粒子５と第１の電極２ｂとの間に存在する異方性導電材料層３Ｂ中の導電性粒子５を除く成分を効果的に排除することができる。さらに、異方性導電材料層部分３Ｂａ，３Ｂｂの硬化率（１），（２）を上記のように制御することによって、電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成することができる。図４に示すように、導電性粒子５が押し込まれることによって、第１の電極２ｂに凹部２ｃを形成することも可能である。従って、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性を高めることができる。
【００９０】
さらに、異方性導電材料層部分３Ｂａ，３Ｂｂの硬化率（１），（２）を上記のように制御することによって、異方性導電材料層に含まれている導電性粒子の流動を充分に抑制できる。すなわち、硬化率が上記下限以上である異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化率（１）を比較的高くすることによって、導電性粒子の流動を充分に抑制できる。このため、電極間に、導電性粒子が配置されやすくなる。さらに、第１の接続対象部材又は第２の接続対象部材の外周面よりも側方の領域に、導電性粒子が意図せずに流動するのを抑制できる。このため、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導通信頼性を高めることができる。例えば、接続されるべき上下の電極間を導電性粒子により容易に接続でき、かつ接続されてはならない隣り合う電極間が複数の導電性粒子を介して接続されるのを抑制できる。
【００９１】
接続構造体における電極間の導通信頼性を効果的に高めるために、異方性導電材料層部分３Ｂａの上記硬化率（１）は、好ましくは２０％以上、より好ましくは２２％以上、更に好ましくは２５％以上、特に好ましくは３０％以上、１００％以下である。
【００９２】
接続構造体における電極間の導通信頼性を効果的に高めるために、異方性導電材料層部分３Ｂｂの上記硬化率（２）は、好ましくは２０％以下、より好ましくは２０％未満、更に好ましくは１５％以下、好ましくは５％以上である。
【００９３】
接続構造体における電極間の導通信頼性を効果的に高めるために、異方性導電材料層部分３Ｂａの上記硬化率（１）と異方性導電材料層部分３Ｂｂの上記硬化率（２）との差の絶対値は、０％を超え、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上である。上記差の絶対値の上限は特に限定されない。上記差の絶対値は、５０％以下であってもよく、３５％以下であってもよく、３０％以下であってもよい。
【００９４】
なお、本明細書において、上記硬化率とは、ＩＲ（赤外分光法）を使用して反応性官能基の官能基量を測定し、下記式（Ｘ）より計算される値を意味する。
【００９５】
硬化率（％）＝（１−（光照射後の異方性導電材料の官能基量／光照射前の異方性導電材料の官能基量））×１００  ・・・式（Ｘ）
【００９６】
上記式（Ｘ）における光照射後の異方性導電材料は、Ｂステージ化された異方性導電材料である。
【００９７】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を配置しながら、異方性導電材料層３Ａに光を照射することが好ましい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａへの異方性導電材料の配置と同時に、又は配置の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。配置と光の照射とが上記のように行われた場合には、異方性導電材料層３Ａの流動をより一層抑制できる。このため、得られた接続構造体１における導通信頼性がより一層高くなる。第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料を配置してから光を照射するまでの時間は、０秒以上、好ましくは３秒以下、より好ましくは２秒以下である。
【００９８】
光の照射により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化させるために、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光照射強度は、例えば、好ましくは０．１〜１００００ｍＷ／ｃｍ２程度である。また、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光の照射エネルギーは、例えば、好ましくは１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００９９】
光を照射する際に用いる光源は特に限定されない。該光源としては、例えば、波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する光源等が挙げられる。また、光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ及びＬＥＤランプ等が挙げられる。
【０１００】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電材料層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。
【０１０１】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ｂをさらに硬化させ、接続部３を形成する。ただし、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与してもよい。第２の接続対象部材４の積層の後に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与し完全に硬化させることが好ましい。
【０１０２】
熱の付与により異方性導電材料層３Ｂを硬化させる場合には、異方性導電材料層３Ｂを充分に硬化させるための加熱温度は好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【０１０３】
異方性導電材料層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。
【０１０４】
異方性導電材料層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、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電材料を短時間で硬化させることができる。
【０１０５】
上記異方性導電材料は、異方性導電フィルムであってもよく、異方性導電ペーストであってもよい。上記異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電フィルムを用いる場合と比較して、導電性粒子が流動しやすく、導通信頼性が低くなる傾向がある。本発明に係る異方性導電材料における組成の採用により、異方性導電ペーストを用いたとしても、導通信頼性を十分に高めることができる。
【０１０６】
本発明に係る異方性導電材料及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、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、本発明に係る異方性導電材料及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、ＣＯＧ又はＦＯＧ用途に好適であり、ＣＯＧ用途により好適である。本発明に係る異方性導電材料及び本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましい。上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、フレキシブルプリント基板とガラス基板とを用いてもよい。
【０１０７】
ＦＯＧ用途では、Ｌ／Ｓが比較的広いため、導電性粒子の粒径も大きく濃度も低いので、接続時の圧力が低く、充分な圧痕や樹脂充填性が得られず、電極間の導通信頼性、及び硬化物層における空隙（ボイド）の発生が問題となることが多い。これに対して、本発明に係る硬化性組成物の使用により、ＦＯＧ用途において、電極間の導通信頼性を効果的に高めることができ、硬化物層における空隙（ボイド）の発生を効果的に抑制できる。
【０１０８】
ＣＯＧ用途では、特に、半導体チップとガラス基板との電極間を、異方性導電材料の導電性粒子により確実に接続することが困難なことが多い。例えば、ＣＯＧ用途の場合には、半導体チップの隣り合う電極間、及びガラス基板の隣り合う電極間の間隔が１０〜２０μｍ程度であることがあり、微細な配線が形成されていることが多い。微細な配線が形成されていても、本発明に係る異方性導電材料及び本発明に係る接続構造体の製造方法により、導電性粒子を電極間に精度よく配置することができることから、半導体チップとガラス基板との電極間を高精度に接続することができ、導通信頼性を高めることができる。
【０１０９】
以下、本発明について、実施例およ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。
【０１１０】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの調製
下記式（１Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物（１Ｂ）を用意した。
【０１１１】
【化１】
0005953131.tif 000002
【０１１２】
上記エピスルフィド化合物（１Ｂ）１５重量部と、熱硬化剤であるアミンアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３Ｊ」）４重量部と、エポキシアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０２」）８重量部と、光カチオン硬化剤であるトリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート（東京化成工業社製）０．５重量部と、光ラジカル開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物（チバ・ジャパン社製「ＤＡＲＯＣＵＲ  ＴＰＯ」）０．２重量部と、硬化促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾール１重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）１０重量部とを配合し、さらに導電性粒子Ａ（平均粒子径１０μｍ、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）を異方性導電ペースト１００重量％中での含有量が３重量％となるように添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、異方性導電ペーストを得た。
【０１１３】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが５０μｍ／５０μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが５０μｍ／５０μｍ、１電極あたりの電極面積が５０００００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成されたフレキシブルプリント基板（第２の接続対象部材）を用意した。
【０１１４】
上記透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ５０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、照射エネルギーが１０００ｍＪ／ｃｍ２となるように、異方性導電ペースト層に該異方性導電ペースト層の主面に対して紫外線が垂直に入射するように上方から紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。次に、異方性導電ペースト層上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、１ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１１５】
（実施例２）
異方性導電ペーストの調製の際に、光カチオン硬化剤を、トリフェニルスルホニウムブロミド（東京化成工業社製）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１６】
（参考例３）
異方性導電ペーストの調製の際に、光ラジカル開始剤を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１７】
（実施例４）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａ（平均粒子径１０μｍ）を、導電性粒子Ｂ（平均粒子径２０μｍ、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）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１８】
（実施例５）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａ（平均粒子径１０μｍ）を、導電性粒子Ｃ（平均粒子径３０μｍ、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）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１９】
（実施例６）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを異方性導電ペースト１００重量％中での含有量を５重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１２０】
（実施例７）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを異方性導電ペースト１００重量％中での含有量を１０重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１２１】
（実施例８）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートをウレタンアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ８８０４」）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１２２】
（実施例９）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートをトリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＩＲＲ−２１４Ｋ」）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１２３】
（実施例１０）
下記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物（２Ｂ）を用意した。
【０１２４】
【化２】
0005953131.tif 000003
【０１２５】
異方性導電ペーストの調製の際に、上記エピスルフィド化合物（１Ｂ）を、上記エピスルフィド化合物（２Ｂ）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１２６】
（実施例１１）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートの配合量を０．７５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１２７】
（実施例１２）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートの配合量を９重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１２８】
（比較例１）
異方性導電ペーストの調製の際に、光カチオン硬化剤であるトリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート（東京化成工業社製）を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１２９】
（比較例２）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートと、光カチオン硬化剤であるトリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート（東京化成工業社製）と、光ラジカル開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物とを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト１００重量％中、導電性粒子Ａの含有量は３重量％であった。
【０１３０】
Ｌ／Ｓが５０μｍ／５０μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが５０μｍ／５０μｍ、１電極あたりの電極面積が５０００００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成されたフレキシブルプリント基板（第２の接続対象部材）を用意した。
【０１３１】
上記透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ５０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布の際及び塗布の後に光を照射しなかった。
【０１３２】
次に、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、１ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３３】
（評価）
（１）硬化率
接続構造体の製造の際に形成したＢステージ化した異方性導電ペースト層における硬化率を評価した。
【０１３４】
導電性粒子により光が遮られずに光が照射された異方性導電ペースト層部分の硬化率（１）と、かつ導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電ペースト層部分の硬化率（２）とを測定した。測定する際に、導電性粒子により光が遮られずに光が照射された異方性導電ペースト層部分の任意の５箇所の硬化率（１）と導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった異方性導電ペースト層部分の任意の５箇所の硬化率（２）とをそれぞれ測定して、測定値の平均値を硬化率とした。
【０１３５】
（２）圧痕状態
得られた接続構造体における１００箇所の導電性粒子と電極との接続部分について、電極に形成された圧痕の状態を観察した。
【０１３６】
偏光顕微鏡を使用し、１電極あたり（５０００００μｍ２あたり）に明らかな球状の圧痕が平均２５個以上確認できる場合を、良好な圧痕が形成されていると判断した。また、１電極あたり（５０００００μｍ２あたり）に明らかな球状の圧痕が平均５個未満確認できる場合を、圧痕の形成が不十分と判断した。圧痕状態を下記の基準で判定した。
【０１３７】
［圧痕状態の判定基準］
○○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均２５個以上
○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均１０個以上２５個未満
△：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個以上１０個未満
×：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個未満
【０１３８】
（３）導通信頼性（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。１００箇所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。
【０１３９】
結果を下記の表１に示す。
【０１４０】
【表１】
0005953131.tif 000004
【符号の説明】
【０１４１】
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
２ｃ…凹部
３…接続部
３ａ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層
３Ｂａ，３Ｂｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層部分
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】
0005953131.tif 000005
【図２】
0005953131.tif 000006
【図３】
0005953131.tif 000007
【図４】
0005953131.tif 000008