(57)【要約】  絶縁導電性粒子、異方性接着フィルム、および上記を用いた電気的接続構造体が提供される。本発明の実施形態によっては、絶縁導電性粒子は、絶縁性微粒子が結合した導電性粒子を含み、ここで、絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、さらに軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する。
2009507336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性微粒子が結合した導電性粒子を含み、
前記絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、さらに
前記軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する、絶縁導電性粒子。
【請求項２】
前記導電性粒子は、高分子粒子の表面に導電性金属層が被覆されてなる、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３】
前記導電性粒子は、平均粒径が約１〜約２０μｍ、縦横比が約１．５未満、変動係数（ＣＶ）値が約２０％以下である、請求項２に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項４】
前記導電性金属層は、厚さが約０．１μｍ〜約１μｍ、請求項２に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項５】
前記絶縁性微粒子は、コア−シェル構造を有し、硬質粒子領域がコアを構成し、軟質官能性樹脂領域がシェルを構成する請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項６】
前記硬質粒子領域は、無機粒子、高架橋有機高分子粒子、有機／無機複合粒子からなる群より選択される粒子を有する、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項７】
前記硬質粒子領域は、シリカ粒子、二酸化チタン粒子及び金属酸化物粒子からなる群より選択される無機粒子を有する、請求項６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項８】
前記硬質粒子領域は、１種以上の架橋性単量体の単独重合体または共重合体を含む高架橋有機高分子粒子を有する、請求項６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項９】
前記架橋性単量体は、ラジカル重合によって重合される、請求項８に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１０】
前記架橋性単量体は、ポリアクリレート系単量体、ポリアリル系単量体、ポリビニル系単量体及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される、請求項８に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１１】
上記架橋性単量体は、（ポリ）エチレングリコールジアクリレート、（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、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタアクリレート、グリセロールトリアクリレート、グリセロールトリメタアクリレート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリアクリレート系単量体である、請求項１０に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１２】
上記架橋性単量体は、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルメリテート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリアリル系単量体である、請求項１０に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１３】
上記架橋性単量体は、ジビニルベンゼン、１，４−ジビニルオキシブタン、ジビニルスルホン及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリビニル系単量体である、請求項１０に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１４】
前記硬質粒子領域は、少なくとも一の架橋性単量体及び少なくとも一の非架橋性単量体の共重合体を含む高架橋有機高分子粒子を有し、前記架橋性単量体の総含量は、単量体の総重量に対して、約３０重量％以上である、請求項６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１５】
前記架橋性単量体及び非架橋性単量体は、ラジカル重合によって重合される、請求項１４に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１６】
前記架橋性単量体は、ポリアクリレート系単量体、ポリアリル系単量体、ポリビニル系単量体及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される、請求項１４に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１７】
前記架橋性単量体は、（ポリ）エチレングリコールジアクリレート、（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、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタアクリレート、グリセロールトリアクリレート、グリセロールトリメタアクリレート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリアクリレート系単量体である、請求項１６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１８】
前記架橋性単量体は、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルメリテート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリアリル系単量体である、請求項１６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項１９】
前記架橋性単量体は、ジビニルベンゼン、１，４−ジビニルオキシブタン、ジビニルスルホン及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるポリビニル系単量体である、請求項１６に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２０】
前記非架橋性単量体は、モノアクリレート系単量体、ビニル系単量体及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される、請求項１４に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２１】
前記非架橋性単量体は、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタアクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタアクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタアクリレート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるアクリレートである、請求項２０に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２２】
前記非架橋性単量体は、スチレン、α−メチルスチレン、ｍ−クロロメチルスチレン、エチルビニルベンゼン、塩化ビニル、ビニルアセテート、ビニルエーテル、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択されるビニル系単量体である、請求項２０に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２３】
前記軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する鎖状の有機高分子樹脂を含む、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２４】
前記官能基は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、グリコール基、アルデヒド基、オキサゾリン基、シラン基、シラノール基、アミン基、アンモニウム基、アミド基、イミド基、ニトロ基、ニトリル基、ピロリドン基、チオール基、スルホン酸基、スルホニウム基、スルフィド基、及びイソシアネート基からなる群より選択される、請求項２３に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２５】
さらに官能性単量体を含む、請求項２３に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２６】
前記官能性単量体は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、アルキルアクリルアミド、アルキルメタクリルアミド、４−ビニルピリジン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、スルホン酸誘導体及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される、請求項２５に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２７】
前記軟質官能性樹脂領域は、非架橋性単量体及び架橋性単量体を含み、架橋性単量体が、単量体の総重量に対して、約０．５〜約１５重量％の量で存在する、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２８】
前記官能基は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、グリコール基、アルデヒド基、オキサゾリン基、シラン基、シラノール基、アミン基、アンモニウム基、アミド基、イミド基、ニトロ基、ニトリル基、ピロリドン基、チオール基、スルホン酸基、スルホニウム基、スルフィド基、及びイソシアネート基からなる群より選択される、請求項２７に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項２９】
さらに官能性単量体を含む、請求項２７に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３０】
前記官能性単量体は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、アルキルアクリルアミド、アルキルメタクリルアミド、４−ビニルピリジン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、スルホン酸誘導体及びこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される、請求項２９に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３１】
前記絶縁性微粒子は、物理／機械的複合化方法によって導電性粒子に結合する、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３２】
前記絶縁性微粒子は、縦横比が約１．５未満であり、ＣＶ値が約３０％以下である、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３３】
前記絶縁性微粒子は、固定化密度が４０％以上である、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３４】
前記絶縁性微粒子の平均粒径と、前記導電性粒子の平均粒径との比は、約０．０１：１〜約０．５：１である、請求項１に記載の絶縁導電性粒子。
【請求項３５】
絶縁性微粒子が結合した導電性粒子を有し、
前記絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、さらに
前記軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する、絶縁導電性粒子を含み、
前記接着フィルムを加圧すると、加圧方向に存在する前記絶縁性微粒子が導電性粒子の表面から除去され、これにより導電性粒子の導電性表面が露出され、加圧方向に垂直な方向に絶縁性を維持しつつ加圧方向に電気的接続を達成する、異方性接着フィルム。
【請求項３６】
前記絶縁導電性粒子は、フィルム中に、約０．１〜約３０％の重量パーセントで存在する、請求項３５に記載の異方性接着フィルム。
【請求項３７】
請求項３５に記載の異方性接着フィルムを一対の対向する基板の間に介在させてなる電気的接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、絶縁導電性粒子及びこれを用いた異方性接着フィルムに関するものである。より具体的には、本発明は、液晶表示（ＬＣＤ）基板に有用である絶縁導電性粒子及び異方性接着フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
一般に、集積回路（ＩＣ）基板の接続電極と液晶表示（ＬＣＤ）パネルのような、回路基板に搭載する基板の端子を互いに電気的に接続するためには、異方導電性接続が行われなければならない。このような異方導電性接続材料としては、金属または樹脂でコーティングされた樹脂粒子などの、導電性粒子をエポキシ、ウレタン、アクリル樹脂などの絶縁性樹脂に分散させた、広く用いられているフィルム状の接着剤がある。導電性粒子を含む異方導電性接続材料を電極と端子との間に位置させた後、加熱圧着して接続材料を接着することによって、電極と端子との間に導電性粒子を介在させる。この際、ｚ軸方向に電気的通電が生じる一方で、ｘｙ平面方向には絶縁性接着剤の絶縁成分の存在によって絶縁状態が維持されることが望ましい。このように、異方導電性が発揮される。
【０００３】
近年、このような異方導電性接続が要求される回路基板のパッケージングにおいては、回路及びＬＣＤ技術の発展に伴って接続ピッチが微細化され、ＩＣバンプが微小化されると共に基板上に印刷されたリード（ｌｅａｄ）の数が増加する傾向にあり、かつ、接続信頼性の向上を要求している実状にある。このような技術的要求に応じて異方性接着フィルム中に含まれる導電性粒子の粒径を小さくする必要があり、また、接続信頼性を向上させるために導電性粒子の配合量を増加させようとする研究開発が続けられている。しかし、用いられる導電性粒子における粒径の縮小、及び増加した粒子の密度によって、粒子の凝集またはブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）が発生することになり、これにより接続の不均一やパターン間の短絡が頻繁に発生するという問題があった。
【０００４】
このような隣接する電極間の短絡現象が発生する問題を解決するために様々な方法が提示されている。例えば、マイクロカプセル化法、スプレードライ法、コアセルベーション法、静電気的合体法、置換（ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ）重合法、物理／機械的複合化法などを用いて、導電性粒子の表面を絶縁性被覆物質（例えば、絶縁性高分子樹脂）で部分的または全体的に被覆する方法がある。特開昭６２−４０１８３号公開、特開昭６２−１７６１３９号公報、特開昭６３−２３７３７２号公報、特開平０３−４６７７４号公報、特開平０４−１７４９８０号公報、特開平０７−１０５７１６号公報、特開２００１−１９５９２１号公報、及び特開２００３−３１３４５９号公報参照。特開平０２−２０４９１７号公報で記載される別の方法としては、導電性粒子の表面を電気絶縁性金属酸化物で被覆する方法がある。
【０００５】
上記特開昭６２−４０１８３号公報には、絶縁性樹脂で表面を被覆した後加熱圧着した導電性粒子を含む異方導電性接着フィルムが記載される。絶縁層の破壊により導電性粒子の導電層が露出されると、電気的に接続されることになる。また、上記特開昭６３−２３７３７２号公報には、加熱圧着時に軟化流動すると、その結果、導電性粒子の一部が露出して電気的に接続される導電性粒子の絶縁層が記載されている。しかし、これら双方の方法とも、絶縁層が破壊または軟化しても、その絶縁層を完全に除去することは難しい。このため、接続抵抗を低くするのに十分な程の導電性表面が露出されない。その結果、電極間を安定して接続することが困難であることから、長期的な通電信頼性の確保が難しくなる。さらに、熱硬化性層が破壊されると、微細バンプまたはパターンの損傷がフィルムに惹起されることがある。加えて、工程時間を短縮し、製造コストを低減するために導入された、新しい低温速硬化タイプの異方導電性接着フィルムは、絶縁層を破壊または除去することがさらに難しくなり、結局、接続信頼性を低下させる。
【０００６】
特開昭５８−２２３９５３号公報、特開平０６−３３３９６５号公報、特開平０６−３４９３３９号公報、及び特開２００１−１６４２３２号公報では、導電性粒子以外に絶縁性有機または無機粒子、絶縁性繊維状充填剤などを別途に添加して粒子間の凝集を防止し、さらに異方導電性接着剤の接続信頼性を向上させるための方法について開示している。しかし、これらの方法は、フィルムに使用できる導電性粒子の濃度に制限があり、長期間接続信頼性を維持することが難しいなどの、さらなる問題がある。
【０００７】
また、特開平０３−１１２−１１号公報及び特開平０４−２５９７６６号公報には、導電性粒子の表面に絶縁性粒子を付着させて絶縁導電性粒子を製造する方法が記載される。これらの方法は、導電性粒子の表面に絶縁性粒子を付着するために、別途結着剤または絶縁性樹脂使用する。絶縁性粒子は単に物理的に樹脂に結合しているため、絶縁性粒子と樹脂との結合力は弱い。これにより、絶縁導電性粒子を異方導電性接着剤樹脂中に分散する時に、溶媒の添加及び撹はんにより絶縁性粒子が凝集するため、導電性粒子の絶縁が十分でない可能性がある。加えて、接続環境（例えば、加熱加圧）下で絶縁性粒子が離脱しても、絶縁性粒子を付着するのに使用される樹脂は完全に除去されないため、通電性及び接続信頼性を低下させるという問題点がある。
【０００８】
異方導電性フィルムを多層化することによって、電極から導電性粒子が流出することを防止するための様々な方法も試されている。しかし、このような方法は製造に長時間が所要したり、製造工程が複雑であったりして、製造上の見地から望ましくない。したがって、これらの方法は、通常、絶縁処理された導電性粒子を用いた方法に比べて、望ましくない。
【０００９】
したがって、加圧方向での通電性に優れ及び接続信頼性の高い絶縁導電性粒子を提供することが望ましい。さらに、導電性粒子の凝集を防止することによって隣接するバンプまたは配線パターン間の短絡を排除または低減できる絶縁導電性粒子を提供することが望ましい。さらに、接着剤樹脂組成物の耐溶剤性に優れる絶縁導電性粒子を提供することが望ましい。さらに、微細な配線パターンピッチ及び低温速硬化性異方性接着フィルムに使用される絶縁導電性粒子を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、従来の上記課題を解決するために鋭意検討を行なった。その結果、本発明者らは、加熱圧着されると容易に移動、除去されうる、絶縁性微粒子を、物理／化学的親和性によって導電性粒子の表面に固定化すると、導電性粒子の凝集が防止され、溶剤または接着性樹脂中での分散安定性が確保され、通電性、接続信頼性及び絶縁信頼性が向上しうることを見出した。さらに、この知見に基づいて、上記絶縁導電性粒子を含む異方導電性接着フィルムを開発した。
【００１１】
本発明の目的は、多数の絶縁性微粒子が導電性粒子の表面に固定化されるが、絶縁導電性粒子を電極に接続するために加圧することによって簡単に移動／除去される、加圧方向での通電性に優れ及び接続信頼性が高い絶縁導電性粒子を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、導電性粒子の凝集現象を防止することで、隣接するバンプまたは配線パターン間の短絡が起きることを防止し、それによって、ｘｙ平面方向には優れた絶縁信頼性を有する絶縁導電性粒子を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、接着剤樹脂組成物の耐溶剤性に優れた絶縁導電性粒子を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、配線パターンのピッチの微細化と、異方性接着フィルムの低温速硬化に適した絶縁導電性粒子を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、絶縁導電性粒子を製造する方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、絶縁導電性粒子を含有する異方導電性接着フィルムを提供することにある。
【００１７】
本発明のまた他の目的は、異方導電性接着フィルムを用いた電気的接続構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の実施形態によっては、絶縁導電性粒子は、絶縁性微粒子が結合した導電性粒子を含み、ここで、前記絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、さらに前記軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する。
【００１９】
本発明の実施形態によっては、導電性粒子は、高分子粒子の表面に少なくとも一の導電性金属層を形成することによって製造されてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態によっては、硬質粒子領域は、シリカ粒子、二酸化チタン粒子及び金属酸化物粒子等の、無機粒子；高架橋有機高分子粒子；または有機／無機複合粒子から構成されてもよい。
【００２１】
本発明の実施形態によっては、硬質粒子領域は、ａ）１種以上の架橋性単量体から構成されるまたは実質的に構成される単独重合体または共重合体；またはｂ）少なくとも一の架橋性単量体及び少なくとも一の非架橋性単量体の共重合体を含む高架橋有機高分子粒子を含む。
【００２２】
本発明の実施形態によっては、軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する鎖状のまたは低架橋性の有機高分子樹脂から構成される。実施形態によっては、官能性単量体が、絶縁性微粒子の軟質官能性樹脂領域に含まれてもよい。
【００２３】
本発明の実施形態によっては、絶縁性微粒子の導電性粒子への結合は、物理／機械的複合化によって行なわれてもよい。実施形態によっては、物理／機械的複合化としては、加圧、摩擦、または高速回転がある。
【００２４】
本発明の実施形態によっては、異方性接着フィルムは、本発明の実施形態による絶縁導電性粒子が分散されてなる。
【００２５】
本発明の実施形態によっては、電気的接続構造体は、本発明の実施形態による異方性接着フィルム及び一対の対向する基板を含み、異方性接着フィルムは２枚の基板の間に介在する。
【００２６】
図面の簡単な説明  本発明の上記及び他の目的、特徴ならびに他の利点は、下記の添付図面を組み合わせて下記詳細な説明からより明らかに理解されるであろう。
【００２７】
図１は、絶縁導電性粒子が被覆されてなる従来の異方性接着フィルムを用いた電気接続の断面図である。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態による絶縁導電性粒子の正面図及び断面図である。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態による絶縁性微粒子の様々な形態を示す断面図である。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態の絶縁導電性粒子を含む異方性接着フィルムを用いた電気接続の断面図である。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【００３２】
図６は、本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子が分散されている異方性接着フィルムの断面に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【００３３】
図７は、本発明の実施形態の絶縁導電性粒子を含む異方性接着フィルムを上下の電極間に介在した後、圧縮することによって製造される電気的接続構造体の断面に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明をより詳しく説明する。しかし、本発明の態様は、多くの異なる形態があり、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではないと解されるべきである。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完全であり、さらに当業者に本発明の範囲を十分理解できるように提供される。
【００３５】
要素または層が他の要素または層の「上に」存在すると称する際には、要素または層が他の要素または層の上に直接存在する、に接続する(connect)、もしくはに連結する(couple)のいずれであってもよい、または介在する要素もしくは層が存在していてもよい、と解される。これに対して要素が他の要素または層の上に「直接存在する」、「直接接続する(connect)」または「直接連結する(couple)」と記載される場合には、介在する要素または層は存在しない。同じ番号は、本明細書をとおして、同じ要素を示す。本明細書で使用される、「および／または」ということばは、列挙された一以上の事項のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。
【００３６】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的であり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される、単数形、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、特記されない限り、複数形をも包含する。さらに、「を含む(comprises)」および／または「を含んでいる(comprising)」ということばは、本明細書で使用される場合には、記載された特徴、整数、段階、操作、要素および／または成分の存在を特定するものであり、一以上の特徴、整数、段階、操作、要素、成分および／または基の存在または付加を排除するものではないと解されるであろう。
【００３７】
特記しない限り、本明細書で使用されるすべてのことば（技術的及び科学的ことばを含む）は、本発明が属する分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味をもつ。さらに、一般的に使用される辞書で規定されることば等の、ことばは、関連分野での意味と一致した意味を有すると解され、本明細書中で特に規定されていない限り、理想的なまたは過度に形式的な意味で解されるものではないと理解されるであろう。
【００３８】
本発明の実施形態において、絶縁導電性粒子は、絶縁性微粒子が結合した導電性粒子を含み、ここで、前記絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、さらに前記軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する。
【００３９】
「導電性粒子」ということばは、電気を通す粒子を意味する。本発明の実施形態によっては、導電性粒子は、高分子粒子の表面に少なくとも一の導電性金属層を形成することによって製造されてもよい。金属層を形成するのに使用される金属の例としては、以下に制限されないが、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）および上記金属の一以上を主成分として含む多層複合金属が挙げられる。本発明の実施形態によっては、導電性金属層は、２重構造の金属層である。例えば、２重構造の金属層がニッケル及び金を含み、ここで、高分子粒子の表面はニッケル及び金で順次メッキされる。他の実施形態では、白金（Ｐｔ）または銀（Ａｇ）等の、他の導電性金属が金の代わりに使用されてもよい。
【００４０】
本発明の実施形態によっては、導電性粒子は、約１〜約２０μｍの平均粒径を有する。さらに、実施形態によっては、導電性粒子は、約１．５未満の縦横比であり、実施形態によっては、約１．３未満の縦横比である。本明細書で使用される、「縦横比」ということばは、単一微粒子の最長軸の直径を最短軸の直径で割った比率を意味する。加えて、実施形態によっては、導電性粒子は、約２０％以下の粒径の変動係数（ＣＶ）値を有し、実施形態によっては、１０％以下のＣＶ値を有する。「ＣＶ値」ということばは、粒径の標準偏差を平均粒径で割ることによって得られる百分率（％）を意味する。
【００４１】
実施形態によっては、導電性粒子の導電性金属層は、約０．０１μｍ〜約１μｍの厚さを有する。金属層の厚さが０．０１μｍ未満であれば、所望の導電性を得られない場合がある。しかし、金属層の厚さが１μｍを超えると、電極接続用材料に使用する時に粒子が凝集して、望ましい導電性能を示すことが難しくなる。
【００４２】
「絶縁性微粒子」ということばは、導電性粒子を電気的に絶縁し、導電性粒子と他の導電性素子との間に存在する際の電気的接続を防止するために導電性粒子に結合されてもよい粒子を意味する。絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を有し、ここで、軟質官能性樹脂領域は、金属と結合できる官能基を有する。実施形態によっては、絶縁性微粒子は、コア−シェル構造を有し、この際、硬質粒子領域はコアとして存在し、軟質官能性樹脂領域はシェルとして存在する。絶縁性微粒子はまた、ラズベリー形態、半球形態などの、他の形態をとってもよい。硬質粒子領域により、絶縁性微粒子が、絶縁性微粒子が導電性粒子に結合した後、球状あるいは他の望ましい形態形状を保持できてもよい。
【００４３】
「硬質粒子領域」とは、物理／機械的複合化を適用する場合に、外力、衝撃力及び摩擦力などによって変形せず、さらに絶縁性樹脂接着剤及びその他溶剤に溶解されない粒子の領域を意味する。硬質粒子領域は、シリカ粒子、二酸化チタン粒子及び金属酸化物粒子などの無機粒子；高架橋有機高分子粒子；または有機／無機複合粒子から構成されてもよい。
【００４４】
本発明の実施形態によっては、硬質粒子領域は、ａ）１種以上の架橋性単量体から構成されるまたは実質的に構成される単独重合体または共重合体；またはｂ）少なくとも一の架橋性単量体及び少なくとも一の非架橋性単量体から調製される共重合体を含む高架橋有機高分子粒子を含む。硬質粒子領域の望ましい剛性を得るためには、架橋性単量体の含量が、単量体の総重量に対して、３０重量％以上であることが好ましい。
【００４５】
架橋性単量体は、２以上の重合体鎖（または１つの重合体鎖の２以上の部位）を共有結合するよう作用する２以上の反応部位を有する単量体である。実施形態によっては、架橋性単量体は、ラジカル重合によって重合されてもよい。具体的な架橋性単量体としては、（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）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、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレートなどのポリアクリレート系架橋性化合物；ならびにジビニルベンゼン、１，４−ジビニルオキシブタン、ジビニルスルホン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルメリテートなどのポリビニル及びポリアリル化合物が挙げられる。また、２以上の架橋性単量体を組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
本明細書中で規定される、非架橋性単量体は、架橋性単量体として作用しない単量体である。実施形態によっては、非架橋性単量体は、ラジカル重合によって重合されてもよい。具体的な非架橋性単量体としては、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、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、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどのモノアクリレート系単量体；ならびにスチレン系単量体、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｍ−クロロメチルスチレン、及びエチルビニルベンゼン、塩化ビニル、ビニルアセテート、ビニルエーテル、ビニルプロピオネート、ビニルブチレートなどの、ビニル系単量体が挙げられる。また、２以上の非架橋性単量体を組み合わせて使用してもよい。
【００４７】
「軟質官能性樹脂領域」とは、金属と結合できる官能基を含む軟質樹脂から形成される微粒子の領域を意味する。「軟質」ということばは、樹脂が絶縁性樹脂接着剤及びその他溶剤に不溶性であるが外部からの物理／機械的力によって容易に変形する状態を意味する。軟質官能性樹脂領域は、好ましくは、金属と結合できる官能基を有する鎖状のまたは低架橋性の有機高分子樹脂から構成される。少量の架橋性単量体を添加することによって、最終共重合体は、柔軟性は維持したまま、接着剤や溶剤に不溶性であり続ける。ゆえに、架橋性単量体が存在する際には、架橋性単量体は、単量体の総重量に対して、約０．５〜約１５重量％の量で存在することが好ましい。通常、軟質官能性樹脂領域中に存在するのが適当な官能基としては、求核基がある。軟質官能性樹脂領域中に存在する具体的な官能基としては、カルボキシル基、ヒドロキシル基、グリコール基、アルデヒド基、オキサゾリン基、シラン基（ｓｉｌａｎｅ）、シラノール基（ｓｉｌａｎｏｌ）、アミン基、アンモニウム基、アミド基、イミド基、ニトロ基、ニトリル基、ピロリドン基（ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、チオール基（ｔｈｉｏｌ）、スルホン酸基、スルホニウム基（ｓｕｌｆｏｎｉｕｍ）、スルフィド基（ｓｕｌｆｉｄｅ）、及びイソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）などが挙げられる。
【００４８】
実施形態によっては、官能性単量体が絶縁性微粒子の軟質官能性樹脂領域に含まれてもよい。官能性単量体は、金属と結合できる官能基を提供し、これにより、軟質官能性樹脂領域は導電性粒子の金属と化学結合を形成して、導電性粒子に絶縁性微粒子を結合させることができる。ゆえに、実施形態によっては、軟質官能性樹脂領域は、本明細書中に規定される、少なくとも一の非架橋性単量体、および上記したような、金属と結合できる官能基を有する官能性単量体から調製された共重合体から構成される。実施形態によっては、共重合体は、さらに、単量体の総重量に対して、約０．５〜約１５重量％の量の、上記したような、架橋性単量体と共に共重合される。実施形態によっては、官能性単量体は、単量体の総重量に対して、約１重量％以上の量で共重合体に存在する。しかしながら、実施形態によっては、官能性単量体が存在せず、金属と結合できる官能基が、軟質官能性樹脂の形成後に表面での化学的置換または反応によって導入されてもよい。
【００４９】
実施形態によっては、官能性単量体は、ラジカル重合によって重合されてもよい。具体的な官能性単量体としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などを含む不飽和カルボン酸；ならびに２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリルアミド、４−ビニルピリジン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルクロリド、（メタ）アクリロニトリル、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、及びそのスルホン酸誘導体などが挙げられる。また、２以上の官能性単量体を組み合わせて使用してもよい。
【００５０】
絶縁性微粒子の導電性粒子への結合は、物理的／機械的複合化によって行なわれてもよい。実施形態によっては、物理的／機械的複合化としては、加圧、摩擦、および／または高速回転がある。微粒子の結合を実施するための装置としては、ミル（Ｍｉｌｌ）、メカノフュージョン（ｍｅｃｈａｎｏｆｕｓｉｏｎ）、ハイブリダイザー（ｈｙｂｒｉｄｉｚｅｒ）、シータコンポーザ（ｔｈｅｔａ  ｃｏｍｐｏｓｅｒ）などが挙げられる。本発明の実施形態によっては、ハイブリダイザー（奈良機械製作所製）を用いて、粒子を乾式で高速気流中で混合した後、物理／化学的なエネルギーによって混合物を加工することによって、導電性粒子に絶縁性微粒子を結合させる。ローターの回転数、処理時間、材料の混合比及び材質を変化させて、微粒子の結合に影響を及ぼしてもよい。乾式複合化法は、湿式複合化法に比べて、短時間でより均一な表面処理が可能である。
【００５１】
加えて、化学的な親和力を利用した凝集法によって導電性粒子及び絶縁性粒子を不溶性の溶剤に分散することによって、微粒子の結合を行なってもよい。しかしながら、この方法は、複合化時間を比較的長く要し、分散、凝集、水洗、回収などの工程が複雑となる可能性がある。化学的な親和力を用いて結合させた絶縁性微粒子はまた、接着樹脂及び溶剤に分散すると強い剪断力で分離する可能性がある。したがって、絶縁導電性粒子への物理的接着及び化学的結合双方を付与できるため、本発明の実施形態によっては使用される物理／機械的複合化方法によって、より大きな接着性及び安定性を提供してもよい。
【００５２】
本発明の実施形態によっては、絶縁性微粒子と導電性粒子との平均粒径の割合は、０．０１：１〜０．５：１であり、実施形態によっては、０．０２：１〜０．２：１でありうる。直径の割合が０．０１：１未満であると、隣接する導電性粒子間の距離が非常に小さくなって、電気的絶縁が達成されないことがある。加えて、直径の割合が０．０１：１未満の絶縁導電性粒子を上下の電極間に挟んで圧縮すると、絶縁性微粒子が容易には移動せずに、圧縮部位で圧潰されて残り、電気的接続を妨害する可能性がある。これに対して、直径の割合が０．５：１を超える場合には、導電性粒子の表面への絶縁性微粒子の結合が難しく、ゆえに所望の絶縁性が達成できない可能性がある。
【００５３】
いずれの作用形態に限定されるものではないが、絶縁性微粒子は、導電性粒子の導電性金属層の表面に沿って移動する、例えば、滑ると考えられる。この移動により、絶縁性微粒子が接続環境下での加圧によって移動／除去される。絶縁性微粒子が異方性導電性接着フィルム中に分散され含まれると、加圧方向に存在する絶縁性微粒子が回路を接続するために加熱圧着すると移動／除去されて、加圧方向（ｚ軸方向）にのみ電気的接続がなされ、加圧方向と垂直な方向（ｘ軸及びｙ軸方向）では絶縁性が維持される。
【００５４】
実施形態によっては、絶縁性微粒子は、基本的に球状であり、かつ均一な粒径分布を有する。ゆえに、実施形態によっては、絶縁性微粒子は、縦横比が約１．５未満であり、変動係数（ＣＶ）値が約３０％以下である。
【００５５】
実施形態によっては、絶縁性微粒子は、固定化密度が４０％以上である。さらに、実施形態によっては、絶縁性微粒子は、固定化密度が５０％以上であり、さらに実施形態によっては、導電性粒子の表面上に均一に分布する。
【００５６】
固定化密度は、下記式１及び２によって規定される：
【００５７】
【数１】
2009507336.tif 000003
【００５８】
ここで、Ｎは、導電性粒子（直径：Ｄ）の表面に実際に結合する絶縁性微粒子（直径：ｄ）の平均個数であり、Ｎｍａｘは、最密充填して大粒径の微粒子表面の上に最大限に規則的に配列しうる小粒径の微粒子の個数である。絶縁性微粒子の固定化密度が４０％未満の場合には、絶縁性微粒子が導電性粒子の表面を十分に被覆できないため、被覆されない導電性粒子が相互に接触しあい、ｘｙ面方向での電気的絶縁特性を達成し難い可能性がある。
【００５９】
本発明の実施形態によっては、異方性接着フィルムは、本発明の実施形態による絶縁導電性粒子が分散してなる。ゆえに、実施形態によっては、接着フィルムを加圧すると、加圧方向に存在する絶縁性微粒子が加圧時に導電性粒子の表面から除去されて、導電性粒子の表面が露出されるため、加圧方向に垂直な方向の絶縁性は維持したまま加圧方向では電気的に接続がなされる。実施形態によっては、異方性接着フィルムは、約０．１〜約３０重量％の割合で本発明の実施形態による絶縁導電性粒子を含む。絶縁導電性粒子６が０．１重量％未満の量で存在すると、異方性導電性接着フィルムは十分な電気的通電性を示さない可能性がある。これに対して、絶縁導電性粒子が３０重量％を超える量で存在すると、接続回路間の電気的絶縁信頼性が得られずに、異方導電性を示すことが困難になる可能性がある。
【００６０】
本発明の実施形態によっては、電気的接続構造体は、本発明の実施形態による異方性接着フィルムおよび一対の対向する基板を有し、この際、異方性接着フィルムはこれらの２枚の基板の間に介在する。
【００６１】
図１は、被覆絶縁導電性粒子を含む従来の異方性接着フィルムを用いた電気接続の断面図である。図１に示されるように、被覆絶縁導電性粒子１は、導電性粒子１１および最外層としての絶縁層１２から構成され、圧着によって異方導電性を示すように設計されたものである。しかし、加圧によって絶縁層１２が十分に破壊または除去されず、絶縁材料の薄膜が残り、これにより通電信頼性が低下することがある。ゆえに、通電信頼性を確保するために、より多くの被覆絶縁導電性粒子が電極間に必要となる。しかし、配線パターンのピッチサイズが小さくなるにしたがって、存在しうる被覆絶縁導電性粒子の数が減り、これにより実質的に、通電及び絶縁信頼性の低下を免れない。
【００６２】
図２は、本発明の実施形態による絶縁導電性粒子６を示すものである。左側の図は、絶縁性微粒子５が導電性粒子４の表面に結合することを示す。右側の図は、本発明の実施形態による絶縁導電性粒子の断面図を示すものであり、ここでは、導電性粒子が高分子粒子４１が金属層４２で被覆されてなる。
【００６３】
図３は、本発明の実施形態による絶縁性微粒子５の様々な形態例を示すものである。断面図は、絶縁性微粒子５が硬質粒子コア５１と軟質官能性樹脂シェル５２を含むことを示すものである。左側の図は、コアシェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）形態を示すものであり、中央の図は、ラズベリー（ｒａｓｐｂｅｒｒｙ）形態を示すものであり、右側の図は、半球形態を示すものである。他の形態もまた存在しうる。絶縁性微粒子５を製造する方法は、以下に限定されるものではないが、例えば、乳化重合法、界面活性剤を使用しない乳化重合法（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ−ｆｒｅｅ  ｅｍｕｌａｓｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、およびシード重合法（ｓｅｅｄｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）がある。
【００６４】
図４は、本発明の実施形態の電気的接続構造体の断面図である。ここでは、電気的接続電極２１が、絶縁導電性粒子６を含有している異方性接着フィルム７を基板２、３の間に圧着させることによって、配線パターン３１を形成する。図４に示されるように、本発明の絶縁導電性粒子６は、絶縁性接着剤７１中に分散している。絶縁導電性粒子６が絶縁性接着剤７１中に分散された後であっても、絶縁性微粒子は物理的／化学的結合力によって導電性粒子の表面に結合するため、絶縁導電性粒子の形態を安定して維持してｘｙ面方向の電気的な絶縁性を維持することができる。
【００６５】
図４に示されるように、絶縁導電性粒子６を含む異方性接着フィルム７は、電気的接続電極（またはバンプ電極）２１が形成されている第一の基板（例えば、回路基板）２と、配線パターン３１が形成されている第二の基板（例えば、ＬＣＤパネル）３との間で圧着されることによって、回路基板２とＬＣＤパネル３との間の電気的接続が可能になる。本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子６が、バンプ電極２１と配線パターン３１との間に圧着される場合には、上記絶縁導電性粒子６の表面に固定化される絶縁性微粒子は、加圧により本来の位置から滑らせてもよい。この滑りによって、絶縁性微粒子を移動／除去して、その結果、バンプ電極２１と配線パターン３１とが導電性粒子４を介して電気的に接続される。したがって、ｚ軸方向での高い通電性を得ることができる。
【００６６】
また、図４に示されるように、上記異方性接着フィルム７を基板２、３の間に圧着した後に、絶縁導電性粒子６が、凝集により隣り合う電極間にブリッジを形成しても、導電性粒子４の表面に固定化されている絶縁性微粒子に占有される空間の存在によって、絶縁導電性粒子６の間の電気的接触が防止される。その結果、隣り合う電極の間の短絡発生の可能性が排除され、ｘｙ平面方向での通電が防止されるため、ｘｙ平面方向の高い絶縁信頼性が達成されうる。
【００６７】
図５は、本発明の実施形態（実施例２参照）の絶縁導電性粒子の走査電子顕微鏡の写真である。図５に示されるように、絶縁導電性粒子は、球状の形態を維持したまま、導電性粒子の表面に均一に分布し、分離した状態で結合している。
【００６８】
図６は、本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子が分散されている異方導電性接着フィルムの断面の走査電子顕微鏡の写真である。図６に示されるように、導電性粒子の周りを、球状の絶縁性微粒子が均一に囲んでいる。このことから、絶縁導電性粒子を絶縁性接着樹脂７１に分散する時に、絶縁性微粒子が導電性粒子の表面に安定して結合していることが分かる。従って、本発明の絶縁導電性粒子は、互いに隣接したり凝集しても、結合した絶縁性微粒子が、金属層どうしの直接的な接触を防止し、これにより電気的接続を妨害して、短絡の発生を防止する。
【００６９】
図７は、本発明の実施形態の絶縁導電性粒子を含む異方性接着フィルムを上下の電極間に介在させた後、圧縮することによって製造される電気的接続構造体の断面に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。図７で明らかなように、電極間に介在した絶縁導電性粒子は、圧縮によって変形され、絶縁導電性粒子に結合した絶縁性微粒子は、電極と接触する接触面から分離・除去され、導電性金属層が露出して電極と接触するかもしれない。しかし、絶縁性微粒子は上下の圧縮方向に垂直な左右の面方向の導電性粒子の表面には依然として結合したままなので、電気的絶縁性を左右の面方向で維持することができる。
【００７０】
発明の実施形態
実施例
実施例１
（１）絶縁性微粒子の製造
先ず、脱イオン水及びラウリル硫酸ナトリウム（ＳＬＳ、乳化剤）を秤量して反応器に入れた。この混合物を、窒素雰囲気で７０℃、３０分間撹はんした。スチレンとジビニルベンゼンを混合物に重量比５０：５０で添加し、１０分間撹はんした。その後、過硫酸カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ、ＫＰＳ、開始剤）水溶液を添加した後、７０℃、３００ｒｐｍで１０時間乳化重合を行い、硬質粒子領域を得た。続いて、少量の過硫酸カリウム水溶液を硬質粒子領域に添加した後、スチレン、アクリル酸及びジビニルベンゼンを重量比７５：２０：５で添加した。次に、（前記と同様の重合条件で）、１０時間重合反応を行い、軟質官能性樹脂領域を導入した。このようにして得られた絶縁性微粒子は、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域からなるコア−シェル構造を有していた。絶縁性微粒子は、脱イオン水で数回洗浄して凍結乾燥した。光散乱粒度分析機により、絶縁性微粒子の平均粒径は０．２０μｍであった。
【００７１】
（２）絶縁導電性粒子の製造
まず、単分散の有機高分子粒子に、Ｎｉ／Ａｕ合金をメッキ処理して、平均粒径４μｍの導電性粒子を調製した。（１）で製造した絶縁性微粒子をハイブリダイザー（Ｈｙｂｒｉｄｉｚｅｒ  ＮＨＳ−０）を用いて固定化させた。絶縁化工程は、ハイブリダイザーを用いて９，０００ｒｐｍの高速回転速度で１０分間行われた。導電性粒子の表面に結合した絶縁性微粒子の表面固定化密度を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定した。その結果、表面固定化密度は８４％と測定された。
【００７２】
（３）異方導電性接着フィルムの製造
ウレタンアクリレート系ラジカル重合性物質  ２５重量部、エポキシ樹脂  ２５重量部、エポキシ官能基を有するラジカル重合性物質  １５重量部、エラストマー  ２０重量部、ラジカル硬化剤  ４重量部、固体のエポキシ硬化剤  ４重量部、シランカップリング剤  １重量部、及び上記絶縁導電性粒子  ６重量部を、トルエン１００重量部に混合して、樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液を、白色の離型フィルム上に塗布した後、溶剤を留去し乾燥して、厚さ２０μｍの異方導伝導電性接着フィルムを得た。
【００７３】
実施例２
実施例１の方法に従って、粒子径が０．３５μｍの絶縁性微粒子を製造し、この絶縁性微粒子を用いて絶縁導電性粒子を製造した。この結果、絶縁導電性粒子は、固定化密度が８１％と測定された。実施例１の方法に従って、上記絶縁導電性粒子を用いて、異方導電性接着フィルムを形成した。
【００７４】
図５は、実施例２で製造された絶縁導電性粒子の走査電子顕微鏡の写真である。図５に示されるように、絶縁導電性粒子は、球状の形態を維持したまま、導電性粒子の表面に均一に分布しかつ分離した状態で結合している。
【００７５】
実施例３
実施例１の方法に従って、粒子径が０．４８μｍの絶縁性微粒子を製造し、この絶縁性微粒子を用いて絶縁導電性粒子を製造した。この結果、絶縁導電性粒子は、固定化密度が７２％と測定された。実施例１の方法に従って、上記絶縁導電性粒子を用いて、異方導電性接着フィルムを形成した。
【００７６】
実施例４
実施例１の方法に従って、粒子径が０．３５μｍの絶縁性微粒子を製造し、この絶縁性微粒子を用いて絶縁導電性粒子を製造した。この結果、絶縁導電性粒子は、固定化密度が６０％と測定された。実施例１の方法に従って、上記絶縁導電性粒子を用いて、異方導電性接着フィルムを形成した。
【００７７】
比較例１
スチレン、アクリル酸、ジビニルベンゼンの単量体混合物の代わりに、スチレンとジビニルベンゼンの単量体混合物（９５：５  ｗ／ｗ）を用いて、軟質官能性樹脂領域を形成した以外は、実施例１と同様の方法で、官能性基を含まない粒径が０．３５μｍの絶縁性微粒子を製造した。実施例１の方法に従って、この絶縁性微粒子を用いて絶縁導電性粒子を製造した。この絶縁導電性粒子は、固定化密度が８０％と測定された。その後、上記絶縁導電性粒子を用いて、実施例１の方法に従って、異方導電性接着フィルムを製造した。
【００７８】
比較例２
平均粒径０．３μｍのシリカ粒子を絶縁性微粒子として使用した以外は、実施例１と同様の方法で、絶縁導電性粒子を製造した。この絶縁導電性粒子は、固定化密度が７５％と測定された。その後、上記絶縁導電性粒子を用いて、実施例１の方法に従って、異方導電性接着フィルムを製造した。
【００７９】
比較例３
平均粒径０．２５μｍの架橋ポリメチルメタクリレート樹脂粒子（日本触媒社製、Ｅｐｏｓｔａ）を絶縁性微粒子として用い、物理的／機械的複合化工程時に、ハイブリダイザーを１６，０００ｒｐｍで運転した以外は、実施例１と同様の方法で、被覆絶縁導電性粒子を製造した。この導電性粒子の全表面を絶縁性樹脂で被覆した。上記被覆絶縁導電性粒子を用いて、実施例１の方法に従って、異方導電性接着フィルムを製造した。
【００８０】
調製された絶縁導電性粒子及び異方導電性接着フィルムの物性の評価
異方導電性接着フィルムを製造するための樹脂組成物と同様の粘度を有する高粘度の溶剤混合物を用いて、上記実施例１〜４及び比較例１〜３で製造された絶縁導電性粒子の耐薬品性を評価した。まず、各絶縁導電性粒子を定量して、トルエンにニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を３０重量％含む溶剤混合物に分散させた。分散液を５時間撹はんした後、絶縁導電性粒子を回収して乾燥した。溶剤処理後の粒子の重量に対する溶剤処理前の粒子の重量の割合を測定することによって、絶縁導電性粒子の耐薬品性を評価した。得られた結果を表１に示す。
【００８１】
また、上記実施例１〜４及び比較例１〜３で製造された異方導電性接着フィルムの物性を下記方法に従って評価した。まず、各フィルムを室温（２５℃）で乾燥条件下でデシケーター内に１時間放置した。このフィルムを、ＩＴＯ回路のあるガラス基板（ＩＴＯ−ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｇｌａｓｓ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）(リード幅：３０μｍ、ピッチ：６５μｍ、厚さ：５０００Å）と、金メッキされた銅回路を有するＣＯＦ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｉｌｍ）（リード幅：２５μｍ、ピッチ：６５μｍ、厚さ：９μｍ）との間に介在させた後、１８０℃に加熱しながら３ＭＰａの圧力で６秒間加圧して、電気的接続構造体を製造した。
【００８２】
上記接続サンプルのそれぞれに関する２０個の隣接する上下の電極間の電気抵抗を測定し、平均値を求めた。その結果を表１に示す。また、接続構造体の接続信頼性を、高温高湿度条件下での信頼性試験及び熱衝撃下での試験により評価した。得られた結果を表１に示す。前者の試験は、上記接続サンプルを８０℃、相対湿度８５％で１，０００時間エージングした後、抵抗の上昇値を測定することによって行った。後者の試験は、熱衝撃サイクルを５００回行った後、抵抗の上昇値を測定することによって接続信頼性を評価した。この試験で、接続信頼性は、以下の基準に基づいて評価した。
【００８３】
◎（非常に良好）：抵抗の上昇値が１Ω以下
△（良好）：抵抗の上昇値が１Ω超でかつ１．５Ω以下
×（不良）：抵抗の上昇値が１．５Ωを超える。
【００８４】
さらに、各フィルムの絶縁信頼性を、下記寸法で評価した：バンプの大きさ  ３５μｍ×７５μｍ；バンプの高さ  ２０μｍ；ＩＣチップの大きさ  ６ｍｍ×６ｍｍ。透明ガラス基板では、その上に透明導電性電極（インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide)）をピッチ  ６５μｍ；及びライン  ７０μｍの配線パターンとして形成した。その結果を表１に示す。透明基板を用いて、短絡（ｓｈｏｒｔｉｎｇ）発生の有無を顕微鏡で観察した。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
表１（上記実施例１〜４及び比較例１〜３）で示されるデータから分かるように、硬質粒子領域及び軟質官能性樹脂領域を含む２重構造を有する絶縁性微粒子を物理的／化学的に導電性粒子の表面に結合させた、絶縁導電性粒子を含有した異方導電性接着フィルムは、絶縁粒子の単純な物理的固定化によって製造された絶縁導電性粒子を含む異方導電性接着フィルム（比較例１〜２）または被覆型絶縁導電性粒子（比較例３）に比べて、優れた耐薬品性、通電性、接続信頼性及び絶縁信頼性を示している。
【００８７】
当業者は、多くの修飾及び変更が可能であり、このような修飾や変更が本発明の範囲及び思想に包含されることを容易に認識、理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】絶縁導電性粒子が被覆されてなる従来の異方性接着フィルムを用いた電気接続の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子の正面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る絶縁性微粒子の様々な形態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の絶縁導電性粒子を含む異方性接着フィルムを用いた電気接続の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【図６】本発明の実施形態に係る絶縁導電性粒子が分散されている異方性接着フィルムの断面に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【図７】本発明の実施形態の絶縁導電性粒子を含む異方性接着フィルムを上下の電極間に介在した後、圧縮することによって製造される電気的接続構造体の断面に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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