(57)【要約】  本発明は、電気接続用異方性絶縁導電性ボール、その製作方法、及びそれを使用した製品に関する。即ち、本発明は、導電性ボールと、その導電性ボールの表面を被覆する絶縁樹脂層とからなる電気接続用異方性導電性ボールであって、導電性ボールが、コアシェル構造のエマルジョン相又は懸濁相又は水溶性の樹脂で被覆されて、絶縁樹脂層を形成し、絶縁層の機能が、絶縁樹脂層の微粒子のシェルが、架橋剤を使用することによって架橋されるので改善される、電気接続用異方性導電性ボールに関する。本発明は、そうした電気接続用異方性導電性ボールを製作する方法、及びそれを使用した製品にも関する。本発明の電気接続用異方性導電性ボールは、単層をなし又は架橋されるが、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で被覆された従来型の電気接続用異方性導電性ボールに伴う問題が改善されるので、優れた通電特性及び絶縁特性を示す。
2008530731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ボールと、前記導電性ボールの表面を被覆する絶縁樹脂層とを備える、電気接続用異方性導電性ボールであって、前記導電性ボールが、コアシェル構造を有するエマルジョン相又は懸濁相の水溶性樹脂で被覆され、前記導電性ボールの前記シェルが、架橋剤を使用することによって架橋された絶縁樹脂層で形成されることを特徴とする、電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項２】
コアが、１００，０００〜１，０００，０００の分子量を有するスチレンとアルキルメタクリレートのコポリマーで形成され、シェルが、スチレン及びメタクリル酸を含有する樹脂で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項３】
架橋剤が、金属カルボン酸塩、ポリイミド、イソシアネート、及びイミンから選択される１つ又は複数の架橋剤であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項４】
架橋剤の量が、使用される絶縁樹脂の量に対して１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする、請求項３に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項５】
コアシェル構造を有するエマルジョン相又は懸濁相の水溶性樹脂の直径が、１０〜２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項６】
エマルジョン相又は懸濁相の水溶性樹脂のガラス転移温度が、−３０〜１８０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項７】
絶縁樹脂層の厚さが、導電性ボールの直径の１／５以下であるが、１０ｎｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項８】
導電性ボールが、金属微粒子又は樹脂微粒子の表面を金属でメッキすることによって形成された導電性ボールであることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続用異方性導電性ボール。
【請求項９】
請求項１〜９のいずれかに記載の電気接続用異方性導電性ボールの製作方法であって、
スチレン及びメタクリル酸を含有するシェル層を形成する樹脂を製作するステップと、
前記樹脂を水中に溶解した後に、主成分がスチレン及びアルキルメタクリレートであるモノマーを重合させることによってコアシェル構造の微粒子が分散された、エマルジョン溶液を製作するステップと、
前記導電性ボールを前記エマルジョン溶液中に入れて攪拌することによって、絶縁樹脂層で被覆された導電性ボールを製作するステップと、
前記絶縁樹脂層で被覆された前記導電性ボールの前記シェルが、架橋剤を使用することによって架橋された絶縁層を形成するステップと
を含む、電気接続用異方性導電性ボールの製作方法。
【請求項１０】
コアが、１００，０００〜１，０００，０００の分子量を有するスチレンとアルキルメタクリレートのコポリマーで形成されることを特徴とする、請求項９に記載の電気接続用異方性導電性ボールの製作方法。
【請求項１１】
導電性ボールが、金属微粒子又は樹脂微粒子の表面を金属でメッキすることによって形成された導電性ボールであることを特徴とする、請求項９に記載の電気接続用異方性導電性ボールの製作方法。
【請求項１２】
架橋剤が、金属カルボン酸塩、ポリイミド、イソシアネート、及びイミンから選択される１つ又は複数の架橋剤であることを特徴とする、請求項９に記載の電気接続用異方性導電性ボールの製作方法。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれかに記載の電気接続用異方性導電性ボールが複数個、絶縁用接着材中に分散されるように形成された、電気接続用異方性材料。
【請求項１４】
向き合って接続される２つの対象物が、請求項１３に記載の電気接続用異方性材料のいずれかを使用することによって接続されることを特徴とする、接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続用異方性絶縁導電性ボール、その製作方法、及びそれを使用した製品に関する。より具体的には、本発明は、その表面が絶縁樹脂又は架橋樹脂で被覆されるので、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で被覆された従来型の電気接続用異方性導電性ボールの欠点が改善された、優れた通電（alive）特性及び絶縁特性を示す電気接続用異方性絶縁導電性ボールに関する。本発明は、上記のものの製作方法及び上記のものを使用した製品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、基板などの電子部品が、小型化されより薄型化されるにつれて、回路及び接続端子が、より稠密に、またより精巧になってきた。そうした微細な回路を接続するために、異方性電気接続法がしばしば使用されてきた。異方性電気接続では、微細な導電性粒子が絶縁用接着材中に分散された、フィルム又はペーストの形をとる異方性電気接続材料が、接続端子間の隙間に挿入され、次いで、加熱及び加圧されて、通電するように、また接着されるようになる。
【０００３】
最近、異方性電気接続の対象物である接続端子のパターンがより詳細になるにつれて、異方性電気接続中に、隣接する端子間に短絡が発生することに対する懸念があった。したがって、表面が薄い熱可塑性樹脂層又は熱硬化性樹脂層で被覆された、いわゆる絶縁導電性ボールが、異方性電気接続用導電性ボールとして使用されてきた。
【０００４】
しかし、現在まで開発され、使用されてきた絶縁導電性ボールには、多くの問題があった。例えば、熱可塑性樹脂は、絶縁覆い（insulated clothes）用の材料として使用された場合、異方性導電材料の製作プロセス中に溶剤によって損傷を受け、したがって、その使用目的である絶縁能力を実証することができなかった。一方、被覆層が熱硬化性樹脂で形成された場合、架橋密度を制御するのは容易ではないので、熱可塑性樹脂の問題と同じ、低すぎる架橋密度に伴う問題があり、架橋密度が高すぎる場合、被覆された層が異方性接続プロセス中に剥がされないので、電極は通電するようにならなかった。
【０００５】
さらに、被覆プロセスに関して、溶液含浸法、界面重合法、インサイチュ重合法、噴霧乾燥法、真空蒸着法、物理的又は機械的ハイブリダイゼーション法などを含む、絶縁材料を被覆する従来方法がある。それにもかかわらず、一様で十分な厚さを有する絶縁被覆層を得ることは困難であった。
【０００６】
さらに、熱可塑性樹脂で被覆された導電性ボールの場合、熱可塑性樹脂フィルムが、電気接続用異方性材料の製作に使用される溶剤によって剥がされ、使用することができる溶剤が限定され、また混合の配合が限定されるという問題があった。また、溶剤の使用による環境及び人体に対する悪影響は、些細なことではなかった。
【０００７】
さらに、フィルム層が、異方性電気接続プロセス中の加熱及び加圧によって軟化し、容易に流れる結果として生ずる隣接する端子間の短絡の問題も、些細なことではなかった。さらに最近、多数の小さなサイズのボールを含む電気接続用異方性材料が、微細な回路の高信頼性接続用に使用され、その場合、電気接続用異方性材料中の導電性ボールの混合比が増大するにつれて、熱可塑性樹脂の比が増大されてきた。その結果、電気接続用異方性材料の耐熱性が低下されるという問題、及び接続用端子間の間隔が狭くなる場合、導電性ボールが、導電性ボールの表面上にある熱可塑性樹脂の軟化によって凝集しやすいので、絶縁特性（導電性ボール間の絶縁状態だけが維持される場合に、パターン間の絶縁状態を維持することができるという特性）が適切に維持されないという問題が生じた。
【０００８】
他方では、熱可塑性樹脂で被覆された導電性ボールの使用では問題はなかったが、熱硬化性樹脂で被覆された導電性ボールの場合、異方性電気接続中に、導電性ボールの絶縁フィルムを破壊するために、導電性ボールを高い圧力で加圧することが必要なため、接続の対象物である電極端子が損傷を受けるという問題があった。さらに、フィルムの薄い部片が完全に除去されないので、電極を通電するようにすることが確実に行われないことが不利であった。
【０００９】
とはいえ、最近、Sony Chemical社が、上述の問題を解決するために、絶縁導電性微粒子を、適切な架橋を有する架橋されたポリマー微粒子を導電性微粒子に気相中で接着させることによって製作したことが、同社によって報告された。しかし、金属層と絶縁樹脂層の間に所望の接着力を得ることは、製作プロセスを考えると、均一な被覆が不可能であり、ポリマー被覆層が架橋されないので、困難であった。また、製作プロセスを考えると、凝集したボールが生成されることは避けられないので、被覆後に洗練するという問題があった。
【００１０】
さらに、電気接続用異方性材料の製作に使用される接着材の場合、かなりの量を吸湿することが分かっているので、高温及び高湿条件下で、通電抵抗が増大するが絶縁抵抗が低下するような長期信頼性の問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明では、コアシェル構造を有する水分散性ポリマー樹脂が、優れた絶縁特性を示すこと、及び上述の問題を解決することができることが分かった。というのも、導通ボールを被覆するための絶縁樹脂が、上記で述べた絶縁導電性ボールのシェル上に、架橋剤を使用して再度架橋することにより、絶縁特性を向上させることができ、また高温及び高湿条件にさらされたときに引き起こされる信頼性の問題を解決することができるためである。
【００１２】
したがって、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で被覆された従来型の電気接続用異方性導電性ボールの場合には得ることが困難な通電特性及び絶縁特性が、その表面が絶縁樹脂又は架橋樹脂で被覆されているのにもかかわらず改善された、電気接続用異方性絶縁導電性ボールを提供することが、本発明の一目的である。
【００１３】
上記の電気接続用異方性絶縁導電性ボールの製作方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【００１４】
上記の電気接続用異方性絶縁導電性ボールを使用することによって製作される、電気接続用異方性材料を提供することが、本発明の別の目的である。
【００１５】
上記の電気接続用異方性材料を使用することによって得られる接続構造体を提供することが、本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の目的を実現するための、本発明による電気接続用異方性導電性ボールは、導電性ボールと、導電性ボールの表面上にコアシェル構造の水溶性のエマルジョン相又は懸濁相の樹脂が被覆されるように形成される絶縁樹脂層と、架橋剤を同時に使用した架橋によって形成される、単層の又は架橋された絶縁樹脂層とからなる。
【００１７】
本発明の別の目的を実現するための電気接続用異方性材料は、上記の電気接続用異方性導電性ボールが絶縁用接着材中に分散されるように形成される。
【００１８】
本発明の別の目的を実現するための接続構造体は、向き合って（facing each other）接続される２つの対象物が、上記の電気接続用異方性材料を使用して接続されるように形成される。
【００１９】
本発明を、以下のように、より詳細に説明する。
【００２０】
上記で説明したように、本発明は、導電性ボールと、導電性ボールの表面を被覆する絶縁樹脂層とからなる、電気接続用異方性導電性ボールに関する。即ち、多層樹脂微粒子が被覆された後に、架橋という最終形を有する樹脂層で被覆された電気接続用異方性導電性ボールが、本発明において提供される。
【００２１】
本発明による絶縁樹脂層は、導電性ボールを多層微粒子の水溶性のエマルジョン又は懸濁液に添加し、それらを混合して導電性ボールの表面を樹脂微粒子で被覆し、それを適切な温度で加熱することによって製作される。必要であれば、絶縁樹脂層を、架橋剤を使用して最終的に架橋された形で製作することもできる。
【００２２】
上述の絶縁材料は、金属層に強力に接着し、それによって均一な絶縁層の容易な形成を可能にし、形成後には、絶縁層が優れた耐熱性及び機械的強度を有することによって、物理的衝撃によって剥離されるのが困難になる。この絶縁材料はまた、極めて優れた耐溶剤性を有し、したがって、電気接続用異方性材料の製作プロセス中に、溶解又は変形されず安定している。さらに、架橋剤を使用して架橋された樹脂層は、絶縁層のより優れた物理的特性を有するように設計され、電気接続用異方性材料の製作における重要問題である、長期信頼性の問題を解決することができる。とはいえ、本発明による絶縁導電性微粒子を含む電気接続用異方性材料を使用する導電性接続プロセス中、絶縁樹脂層及び架橋樹脂層は、加熱又は圧縮されたとき容易に流れ、金属の表面が迅速に露出され、したがって接続される電極端子間で安定した通電接続が可能になる。
【００２３】
本発明による単一の電気接続用異方性導電性ボールは、導電性ボール（１）と、導電性ボール（１）の表面を被覆し、絶縁樹脂が架橋される樹脂層（２）とに大きく分けられる。
【００２４】
本発明の電気接続用異方性導電性ボール中の絶縁樹脂層（２）の全体の厚さ（平均厚さ）が、導電性ボールの直径の１／５未満であるが、１０ｎｍよりも大きいことが好ましい。というのも、導電性ボール（１）の直径に対する比が過度に大きくなる場合は、通電特性が低下され、その比が小さすぎる場合は、絶縁特性が十分でないためである。一般的な導電性ボール（１）の直径は、２〜１０μｍである。
【００２５】
絶縁樹脂層に必要とされる主要な物理的特性は、適切な機械的強度、耐溶剤性、及び耐熱性である。電気接続用異方性材料を製作する際、絶縁樹脂層は、機械的攪拌及び混合プロセス中に安定して維持されるべきである。また、絶縁樹脂層は、アセトン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫなどのケトン、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの炭化水素溶剤、及びＴＨＦ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯなどを含む一般的な工業用溶剤に耐性があるべきである。
【００２６】
また、絶縁樹脂層は、加熱されても、加圧されない限り流れるべきではない。そうでない場合は、絶縁樹脂層が流れることにより、導電性ボールの相分離及び凝集が生ずる恐れがあり、異方性電気接続プロセス中に金属層が露出されるので、隣接する端子間の短絡が生ずる恐れがある。とはいえ、絶縁樹脂層の軟化温度又はガラス転移温度が、異方性電気接続プロセスの温度よりも高い場合、望ましくない。というのも、接続プロセス中に樹脂が軟化されない限り、絶縁樹脂層の剥離を確実にすることができないためである。異方性電気接続中の加熱温度は、使用される接着材のタイプなどによって異なるが、一般には、１２０〜２１０℃の範囲である。
【００２７】
本発明では、上記の要件を満たしている絶縁樹脂として、コアシェル構造の微粒子、或いはエマルジョン又は懸濁樹脂微粒子を使用することが好ましいことが分かった。コアシェル樹脂の一例が、スチレン−メタクリレートコポリマー樹脂である。図２に示すように、上記の樹脂のコア（３）の主要構成要素は、スチレン−メタクリレートコポリマーであり、このコアは、スチレン−メタクリル酸コポリマーからできたシェル（４）によって囲まれる。
【００２８】
コアシェル樹脂のコア（３）は、絶縁層に機械的強度及び耐熱性を付与し、シェル（４）は、金属との接着力を付与する。また、シェル（４）は、導電性ボールの表面上に被覆された後、隣接する微粒子のシェル間の水素結合及び脱水に付随して起こる架橋反応によって擬似架橋構造又は架橋構造を形成し、絶縁樹脂層に強度及び耐溶剤性を付加する。絶縁層の物理的特性を、架橋層が形成されるときにより確実な架橋効果が得られるように、一定量の架橋剤を使用することによって、さらに向上することができる。その結果、アクリル−スチレンコアシェルコポリマー微粒子で被覆された樹脂は、高い機械的強度及び優れた耐溶剤性を同時に有し、一様な厚さ及びモルフォロジーを有する均一な絶縁層を形成する。
【００２９】
本発明によれば、被覆後の機械的強度及び安定性を考えると、上記のコアが、１００，０００〜１，０００，０００の分子量を有するスチレンとアルキルメタクリレートのコポリマーで形成されること、及び上記のシェルが、スチレンとメタクリル酸とからなる樹脂であることが好ましい。さらに、被覆及び機械的強度の性能を考えると、上記のコアとシェルの重量比が、３０〜９５：５〜７０であることが好ましい。さらに、シェル層への接着強度を考えると、上記のコアを構成するスチレンとアルキルメタクリレートの重量比が、１：０．３〜２であることが好ましい。
【００３０】
絶縁特性及び通電特性を考えると、上記のコアシェル構造を有する絶縁樹脂の直径が２０〜２００ｎｍであり、ＡＣＦの加工及び耐熱性を考えると、上記の絶縁樹脂のガラス転移温度が−３０〜１８０℃であることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明では、金属カルボン酸塩、ポリイミド、イソシアネート、及びイミンから選択される１つ又は複数の架橋剤を、架橋剤として使用することができ、架橋剤の量は、使用される絶縁樹脂の量に対して１〜１０ｗｔ％、より好ましくは２〜５ｗｔ％である。架橋剤の量が１ｗｔ％未満である場合、十分でない架橋が付与される可能性があるので、十分な機械的強度を付与することは不可能であり、架橋剤の量が１０ｗｔ％よりも多い場合、架橋密度が高いため、通電するようにするために過度に強い力が加えられるべきであるので、望ましくない。
【００３２】
一方、一般的な樹脂を、微粒子の表面上に数十〜数百ｎｍの厚さを有するように被覆するのは非常に困難である。特願平８−１３０７６号には、微粒子を樹脂層で被覆する方法として、界面重合法、インサイチュ重合法、噴霧乾燥法、真空蒸着法などを含む多くの方法が提示されており、特願昭６２−７１２５５号には、溶液含浸法が提示されている。しかし、これらすべてには、数十〜数百ｎｍよりも大きな厚さを有する一様な絶縁樹脂層を被覆するのが困難であるという点で問題がある。即ち、特願平８−１３０７６号に開示の方法では、微粒子の凝集を引き起こし、特願昭６２−７１２５５号に記載の方法では、数百ｎｍの厚さを有する絶縁層を形成することが困難になる。また、韓国特許出願第２００１−０６０２３４号には、予め製作された架橋ポリマーの微粒子を、導電性ボールの表面に、気相中で物理的に付着させる方法が紹介されている。しかし、上記で指摘したように、この方法にも、均一な被覆を形成することができず、微粒子間の結合が弱く、その結果、被覆された層の機械的強度及び耐溶剤性が弱まるという点で問題がある。
【００３３】
これに反して、本発明は、コアシェル構造を有する微粒子、或いは乳化又は懸濁させた微粒子の直径を、望むように数十〜数百ｎｍになるように制御すること、及び架橋剤を追加的に使用して架橋樹脂層を形成することが可能であり、したがって、導電性ボールの表面上に被覆された絶縁樹脂層の厚さの制御が容易になるという点で有利である。
【００３４】
本発明では、従来型の電気接続用異方性導電性ボールと同じ導電性ボール（１）を、絶縁樹脂で被覆された導電性ボールとして使用することができる。例えば、はんだボール、ニッケルボールなどの金属ボール、及び樹脂微粒子の表面が金属などでメッキされた複合導電性ボールを使用することができる。
【００３５】
本発明による電気接続用異方性導電性ボールは、導電性ボール（１）を上述の絶縁樹脂の水溶液中に入れ、適切な温度で適切な時間ゆっくりと攪拌し、静止状態にさせることによって、導電性ボールの表面上に絶縁樹脂層を形成することにより、製作することができる。形成された絶縁樹脂層に架橋剤を使用することによって、架橋された絶縁樹脂層を製作することもできる。
【００３６】
本発明の電気接続用異方性導電性ボールを絶縁用接着材中に分散させることによって、ペーストの形又はフィルムの形をとる電気接続用異方性材料を製作することが可能である。公知の電気接続用異方性材料用のものと同じ接着材を、絶縁用接着材として使用することができる。
【００３７】
向き合って接続される２つの対象物（半導体素子及びそれを取り付けるための基板、可撓性配線基板並びに液晶ディスプレイなど）の間に、本発明の電気接続用異方性導電性ボールを使用した電気接続用異方性材料を挿入し、異方性材料を加熱及び加圧することによって、優れた通電特性及び絶縁特性、並びに接続強度を示す接続構造体を得ることも可能である。
【００３８】
本発明のより完全な理解、及びそれに付随する利点の多くは、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ検討すれば、それがより良く理解されるので、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明を、以下の好ましい諸実施形態でより詳細に説明する。
【００４０】
［製作例１］
本発明による絶縁樹脂粉末（コアシェル構造樹脂）の製作
（１）シェル（ＳＡＡ樹脂）の製作
スチレン（１０．０ｇ）、アクリル酸（１０．０ｇ）、及びα−メチルスチレン（１０．０ｇ）の混合物と、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（１．２ｇ）、ジプロピレングリコールメチルエーテル（３．０ｇ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）（１０．０ｇ）、及び２−ヒドロキシエチルメタクリレート（１０．０ｇ）の混合物とを、攪拌機が取り付けられた１００ｍｌの高圧反応槽内に入れ、反応混合物の温度が２００℃に達するまで加熱した。反応混合物を、その温度で２０分間攪拌し、室温に冷却し、真空オーブン内で乾燥させて、（ＳＡＡ樹脂の）シェルを製作した。
【００４１】
（２）コアシェル樹脂の製作
上記のＳＡＡ樹脂１５ｇを、水と液体アンモニアの混合物８０ｇ中に溶解した。必要であれば、この混合物を約９０℃に加熱し、ｐＨを、液体アンモニアの量を調節することによって約９．０になるように調整した。過硫酸カリウム（１．５ｇ）をこの溶液中に入れ、溶液の温度を８０℃に調整し、スチレン（２０ｇ）と２−エチルヘキシルアクリレート（２０ｇ）の混合溶液をこの混合物に、混合物を攪拌しながら２時間ゆっくりと添加した。このモノマー混合物の滴状での添加が完了した後、約７０μｍの直径を有するコアシェル構造の微粒子が分散されたエマルジョンを得るために、混合物を同じ温度でもう１時間攪拌して、反応が完了した。
【００４２】
［製作例２］
本発明による絶縁樹脂粉末（コアシェル構造樹脂）の製作
（１）シェル（ＳＡＡ樹脂）の製作
過硫酸アンモニウム（１．０ｇ）を、メタクリル酸（５．０ｇ）、アクリル酸（５．０ｇ）、エチルアクリレート（２０．０ｇ）、及びアクリロニトリル（３．０ｇ）の混合物に添加し、この混合物を、攪拌機が取り付けられた１００ｍｌの高圧反応槽内に入れ、少量の陰イオン性界面活性剤を添加しながら、８０℃に加熱した。この反応混合物を、その温度で２時間攪拌し、室温に冷却して反応生成物が得られた。
【００４３】
（２）コアシェル樹脂の製作
上記の反応生成物のＰＨを、液体アンモニアの量を調節することによって約９．０になるように調整した。過硫酸アンモニウム（１．０ｇ）をこの溶液中に入れ、溶液の温度を８０℃に調整し、スチレン（５０ｇ）とメタクリル酸（２０ｇ）の混合溶液をこの混合物に、少量の非イオン性界面活性剤を添加するとともに混合物を攪拌しながら、１時間ゆっくりと添加した。このモノマー混合物の滴状での添加が完了した後、界面活性剤を使用することによって約５０μｍの直径を有するコアシェル構造の微粒子が分散されたエマルジョンを得るために、混合物を同じ温度でもう１時間攪拌して、反応が完了した。
【００４４】
［製作例３］
絶縁樹脂粉末の製作
スチレン（１０ｇ）及び２−エチルヘキシルアクリレート（１０ｇ）を、トルエン（５０ｇ）と一緒に１００ｍｌのエルレンマイヤーフラスコ内に入れ、混合した。アゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．２ｇをこの混合物に添加し、混合物を７０℃に加熱し、２４時間攪拌した。混合物をメタノール中に滴状で入れることによって、反応生成物が沈殿物の形で得られ、沈殿物を真空オーブン内で減圧下で乾燥させることによって、樹脂粉末が得られた。
【００４５】
［好ましい実施形態１〜５］
５μｍの直径を有するジビニルベンゼン−アクリルコポリマー粒子の表面がＮｉ及びＡｕでメッキされた導電性ボールを、上記の製作例１及び２において得られた水溶性絶縁樹脂溶液で被覆することによって、絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層で被覆された電気接続用陰イオン性導電性ボールが得られた。被覆プロセスは以下の通りである。
【００４６】
２０％が固体部分であるエマルジョン溶液を、上記において製作された絶縁樹脂エマルジョンを水で希釈することによって得た。導電性ボール１ｇをこのエマルジョン溶液中に入れ、６０℃で１時間ゆっくりと攪拌した。この混合物を室温で２０分間静止状態にさせることによって導電性ボールが沈んだ後、エマルジョン層を注出し、底にある導電性ボールを、導電性ボールの表面に付着しなかった樹脂微粒子を洗い流すために、水で１度、及び水とエタノールの混合溶液で１度洗浄した。
【００４７】
次に、水とエタノールの混合溶液を、絶縁樹脂で被覆された導電性ボールに添加し、この反応混合物を、５ｗｔ％のアジリジン基架橋剤（Magtech社製CX-100）を使用して、４０℃で１時間ゆっくりと攪拌した。その後、反応を起こしていない架橋剤を洗い流すために、反応生成物を、水とエタノールの混合溶液で１度、及びエタノールで１度洗浄した。絶縁層で被覆され、架橋剤を使用することによって架橋された導電性ボールを、絡み合わないようにするために時々攪拌しながら、４０℃の温度で乾燥させた。ＴＧＡ分析の結果、このようにして得られた絶縁導電性ボールが、１５０ｎｍ厚さの絶縁樹脂層を有することが確認された。
【００４８】
類似の方法で被覆された電気接続用異方性導電性ボールを得るための各構成要素の配合、得られた各導電性ボールの絶縁樹脂層の被覆比（％）、及び絶縁樹脂層の平均厚さ（ｎｍ）を、以下の表１に示す。
【００４９】
【表１】
2008530731.tif 000003
【００５０】
［比較例１〜９］
５μｍの直径を有するジビニルベンゼン−アクリルコポリマー微粒子の表面をＮｉ及びＡｕでメッキすることによって形成された導電性ボールを、絶縁樹脂粉末（スチレンと２−エチルヘキシルアクリレートのコポリマー）をトルエン中に溶解させたもので被覆することによって、絶縁樹脂で形成された絶縁樹脂層で被覆された電気接続用異方性導電性ボールが得られた。
【００５１】
導通ボール１ｇを、製作例２で得られたスチレンと２−エチルヘキシルアクリレートのコポリマー１０ｇをトルエン１００ｇ中に溶解させた溶液中に入れ、この溶液を、４０℃で１時間ゆっくりと攪拌した。攪拌の完了後、導電性ボールをろ過して分離し、エタノールで２度洗浄し、真空オーブン内で減圧下で乾燥させた。ＴＧＡ分析の結果、このようにして得られた絶縁導電性ボールが、１０ｎｍ厚さの樹脂層で被覆されたことが確認された。
【００５２】
類似の方法で被覆された電気接続用異方性導電性ボールを得るための各構成要素の配合、得られた各導電性ボールの絶縁樹脂層の被覆比（％）、及び絶縁樹脂層の平均厚さ（ｎｍ）を、以下の表２に示す。
【００５３】
【表２】
2008530731.tif 000004
【００５４】
上記の好ましい実施形態及び比較例において得られた電気接続用異方性導電性ボールのいずれも、ビスフェノール−Ａ固体エポキシ樹脂（Kookdo Chemical社製YDF-101）１２重量部と、ビスフェノール−Ａ液体エポキシ樹脂（Kookdo Chemical社製YDF-128）４８重量部と、溶原性硬化剤（lysogenic hardening agent）（Kookdo Chemical社製H-3042）４０重量部と、メチルエチルケトン６０重量部との混合物に、２５重量％比で添加し、均一に混合した。シリコン処理したポリイミドフィルムを、乾燥したときに２５μｍの厚さを有するようにこの混合物で被覆して、乾燥させることによって、電気接続用異方性フィルムを製作した。
【００５５】
次いで、このようにして製作された電気接続用異方性フィルムを、５０μｍピッチ（３５×８０μｍのバンプサイズ、１５μｍのバンプ間隔、２０μｍのバンプ高さ）を装備したガラス基板と、５０μｍピッチのＩＴＯ（３５μｍの配線幅、１５μｍの配線間隔）との間の隙間内に挿入し、１９０℃の温度、３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で１０秒間圧着することによって、接続構造体が得られた。このようにして得られた接続構造体の通電特性及び絶縁特性を、以下に示すように判定した。得られた結果を以下の表３に示す。
【００５６】
＜通電特性＞
ランク：判定基準
○：接続された１００ピンすべての初期抵抗値が、５Ω未満であった場合
△：接続された１００ピンの初期最大抵抗値が、５Ωを超えるが、１０Ω未満であった場合
×：接続された１００ピンの初期最大抵抗値が、１０Ωを超えた場合
【００５７】
＜絶縁特性＞
ランク：判定基準
○：非接続状態の１００ピンの抵抗値が、１０８Ωよりも大きかった場合
△：非接続状態の１００ピンの最小抵抗値が、１０６Ωよりも大きかった場合
×：非接続状態の１００ピンの最小抵抗値が、１０６Ωよりも大きかった場合
【００５８】
【表３】
2008530731.tif 000005
【００５９】
表１〜３の結果、特に好ましい実施形態１〜５の結果から、絶縁樹脂層が、コアシェル構造を有する水溶性樹脂、或いはエマルジョン相又は懸濁相の樹脂が被覆されるように形成されたこと、及び架橋剤を使用して架橋することによって、絶縁樹脂層の機能が改善された導電性ボールが、一般的な樹脂で被覆された導電性ボールのものに比べて、優れた通電特性及び絶縁特性を有することが分かった。さらに、好ましい実施形態１及び比較例１〜９の結果から、絶縁層の厚さが１０ｎｍよりも大きい、より好ましくは５０ｎｍよりも大きい場合、絶縁特性が優れていることが確認された。
【００６０】
さらに、絶縁フィルムの耐溶剤性試験用に製作された絶縁導電性ボールをＭＥＫ溶剤中に入れ、３時間攪拌し、その表面を観測したことによって、絶縁樹脂層が損傷を受けていないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
上記に示したように、本発明による電気接続用異方性導電性ボールは、絶縁樹脂が架橋された樹脂でその表面が被覆されるので、優れた通電又は絶縁特性を示し、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で被覆された、従来型の電気接続用異方性導電性ボールに伴う問題が改善される。この電気接続用異方性導電性ボールは、それが高温及び高湿条件にさらされるときに引き起こされる信頼性の問題を解決することができるという点で有利でもある。
【００６２】
以上、本発明のいくつかの現在の製作例及び好ましい実施形態を示し、説明してきたが、本発明がそれに限定されず、添付の特許請求の範囲内で、その他の方法で様々に実施することができることを、明確に理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による、単一の電気接続用異方性導電性ボールの断面図である。
【図２】本発明による、電気接続用異方性導電性ボールに付着された絶縁樹脂層を備える微粒子の構造の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  導電性ボール
２  絶縁樹脂層
３  コア
４  シェル
【図１】
2008530731.tif 000006
【図２】
2008530731.tif 000007
【国際調査報告】
2008530731.tif 000008
2008530731.tif 000009