フラックス内包カプセル含有導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
【課題】電極間の接続に用いられた場合に、導電性粒子の表面の酸化被膜を充分に除去でき、電極間の接続抵抗を低くすることができるフラックス内包カプセル含有導電性粒子を提供する。
【解決手段】金属層５を表面に有する導電性粒子２と、フラックス６、及び該フラックス６を内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜７を有するフラックス内包カプセル３とを備え、フラックス内包カプセル３が金属層５内に含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子１。
【解決手段】金属層５を表面に有する導電性粒子２と、フラックス６、及び該フラックス６を内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜７を有するフラックス内包カプセル３とを備え、フラックス内包カプセル３が金属層５内に含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電極間の接続に使用できるフラックス内包カプセル含有導電性粒子、並びに該フラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いた異方性導電材料及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだボール等の導電性粒子が、ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続や、ＩＣチップとＩＴＯ電極を有する回路基板との接続等に用いられている。例えば、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との間に導電性粒子を配置した後、加熱及び加圧により導電性粒子の表面を溶融させることにより、上記電極同士を電気的に接続できる。
【０００３】
導電性粒子の表面は金属により形成されている。このため、導電性粒子の表面には酸化被膜が形成されやすい。導電性粒子を溶融させて、電極間を接続する際には、酸化被膜は除去されることが好ましい。酸化被膜が除去されなければ、導電性粒子の表面の金属が充分に濡れ拡がらずに、金属と電極とが金属結合により接合されないことがある。このため、電極間の接続抵抗が高くなることがある。
【０００４】
従来、電極間の接続の前に、酸化被膜を除去するためのフラックスが電極に塗布されていた。この場合には、フラックスを電極に塗布する作業が必要であった。さらに、酸化被膜を充分に除去するためには、比較的多くのフラックスを電極に塗布しなければならなかった。このため、電極間の接続後に、洗浄によりフラックスを除去しなければならないことがあった。また、洗浄により基板等が劣化することがあった。
【０００５】
そこで、電極間の接続の前に、フラックスを電極に塗布しなくてもよい導電性粒子が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、導電性粒子と、該導電性粒子の表面に固着されており、かつフラックスを内包している複数のフラックス内包カプセルとを備えるフラックス内包カプセル付き導電性粒子が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のフラックス内包カプセル付き導電性粒子では、１００℃未満の比較的低温で、フラックスを内包している被膜からフラックスが浸み出しやすかった。このため、上記フラックス内包カプセル付き導電性粒子を用いて電極間を接続した場合、加熱の初期段階で、フラックスが被膜から浸み出しやすかった。さらに、導電性粒子の上方部分に付着したフラックスが、導電性粒子の下方部分に流動することがあった。このため、導電性粒子の上方部分の表面の酸化被膜が除去されないことがあった。この結果、導電性粒子と上方の電極とが、接触しているだけで、金属結合により充分に接合されないことがあった。このため、導電性粒子と上方の電極とを接続するために、上方の電極にフラックスを塗布し、再度加熱及び加圧しなければならないことがあった。
【０００７】
本発明の目的は、電極間の接続に用いられた場合に、導電性粒子の表面の酸化被膜を充分に除去でき、電極間の接続抵抗を低くすることができるフラックス内包カプセル含有導電性粒子、並びに該フラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いた異方性導電材料及び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】
【０００８】
本発明によれば、金属層を表面に有する導電性粒子と、フラックス、及び該フラックスを内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜を有するフラックス内包カプセルとを備え、前記フラックス内包カプセルが前記金属層内に含有されていることを特徴とする、フラックス内包カプセル含有導電性粒子が提供される。
【０００９】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子のある特定の局面では、前記ポリマーのガラス転移温度は、１００℃以上、前記金属層の融点以下である。
【００１０】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子の他の特定の局面では、前記金属層の融点が３００℃以下であり、前記ポリマーのガラス転移温度が１００〜３００℃の範囲内にある。
【００１１】
本発明に係る異方性導電材料は、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る接続構造体は、第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的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、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子では、フラックス内包カプセルが金属層内に含有されているため、電極間の接続に用いられた場合に、被膜が熱により変形し、被膜からフラックスが適度に浸み出して、導電性粒子の表面の酸化被膜を充分に除去できる。従って、導電性粒子と電極とを金属結合により容易に接合できる。このため、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００１４】
さらに、フラックス内包カプセルは金属層内に含有されているため、フラックス内包カプセル含有導電性粒子がバインダー樹脂に分散された場合に、バインダー樹脂中にフラックスが溶出し難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１６】
（フラックス内包カプセル含有導電性粒子）
図１は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１は、導電性粒子２と、フラックス内包カプセル３とを備える。
【００１８】
導電性粒子２は、基材粒子４と、該基材粒子４の表面４ａを被覆している金属層５とを有する。導電性粒子２の表面は金属層５である。従って、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１は、金属層５を表面に有する。導電性粒子は、基材粒子４を有していなくてもよい。導電性粒子は、基材粒子を有しない金属粒子であってもよい。
【００１９】
複数のフラックス内包カプセル３が、金属層５内に含有されている。複数のフラックス内包カプセル３が、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の表面近傍に含有されている。
【００２０】
フラックス内包カプセル３は、フラックス６と、該フラックス６を内包している被膜７とを有する。被膜７は、ポリマーにより形成されている。
【００２１】
フラックス６は特に限定されない。フラックス６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。フラックス６として、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、有機酸又は松脂等が挙げられる。フラックスは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２２】
上記溶融塩として、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸として、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸又はヒドラジン等が挙げられる。上記松脂として、活性化松脂又は非活性化松脂等が挙げられる。
【００２３】
フラックス６は、松脂であることが好ましく、活性化松脂又は非活性化松脂であることがより好ましい。上記フラックスとして、活性化松脂又は非活性化松脂を用いることにより、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００２４】
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。フラックス６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。上記フラックスとして、ロジン類を用いることにより、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００２５】
フラックス６の活性度を調整するために、塩基性有機化合物を被膜７に内包させてもよい。上記塩基性有機化合物として、塩酸アニリン又は塩酸ヒドラジン等が挙げられる。
【００２６】
被膜７は、溶剤を内包してもよい。該溶剤として、アセトン、アミルベンゼン、アミルアルコール、ベンゼン、四塩化炭素、エチルアルコール、メチルアルコール、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、トルエン、トリクロロエチレン、テレピン油、キシレン、又は２−メチル２，４−ペンタンジオール等が挙げられる。
【００２７】
また、被膜７は、界面活性剤を内包してもよい。
【００２８】
上記フラックス６を内包している被膜７は、ポリマーにより形成されている。
【００２９】
上記ポリマーのガラス転移温度は、１００℃以上、かつ金属層５の融点（以下、金属層の融点を融点Ｔｍ又はＴｍともいう）以下であることが好ましい。上記ポリマーのガラス転移温度が上記範囲内にある場合には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられたときに、被膜７が熱により変形し、被膜７からフラックス６が適度に浸み出して、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の表面の酸化被膜を効果的に除去できる。従って、導電性粒子２と電極とを確実に接続でき、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００３０】
上記金属層５の融点Ｔｍは、３００℃以下であることがより好ましく、２８０℃以下であることがさらに好ましく、さらに２６０℃以下であることが特に好ましい。上記ポリマーのガラス転移温度は、１００〜３００℃の範囲内にあることがより好ましく、１００〜２８０℃の範囲内にあることがさらに好ましく、さらに１００〜２６０℃の範囲内にあることが特に好ましい。
【００３１】
上記ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定できる。
【００３２】
上記ポリマーとして、ガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃の範囲内にあるホモポリマー、又はガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のコポリマー等が挙げられる。
【００３３】
上記ホモポリマーとして、例えば、メタクリル酸メチルホモポリマー（ガラス転移温度１０５℃）、スチレンホモポリマー（ガラス転移温度１００℃）又はメタクリル酸ホモポリマー（ガラス転移温度１８０℃）等が挙げられる。
【００３４】
単独で重合された場合にガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のホモポリマーが得られるモノマーを複数種用いて共重合させることにより、上記コポリマーを得ることができる。また、単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃未満のホモポリマーが得られるモノマーと、単独で重合された場合にガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のホモポリマーが得られるモノマーとを共重合させることにより、上記コポリマーを得ることができる。
【００３５】
上記モノマーとして、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ビニルシアン化合物、有機酸ビニル化合物又は芳香族ビニル化合物等が挙げられる。これらのモノマーを重合又は共重合させることにより、上記ポリマーを得ることができる。上記「（メタ）アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
【００３６】
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとして、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸イソボルニル又は（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。上記ビニルシアン化合物として、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。上記有機酸ビニル化合物として、酢酸ビニル又はプロピオン酸ビニル等が挙げられる。上記芳香族ビニル化合物として、スチレン、α−メチルスチレン又はビニルナフタレン等が挙げられる。
【００３７】
ポリマーのガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃の範囲内になるように、モノマーが適宜組み合わされて用いられる。
【００３８】
また、ポリマーを得る際には、上記モノマーとして、架橋性モノマーを用いてもよい。架橋性モノマーを用いることにより、ポリマーのガラス転移温度を調整できる。単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃未満のホモポリマーが得られるモノマーを用いる場合、コポリマーを得る際に用いられる全てのモノマーの合計１００重量％中に、架橋性モノマーは１〜２０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃以上のホモポリマーが得られるモノマーを用いる場合、コポリマーを得る際に用いられる全てのモノマー合計１００重量％中に、架橋性モノマーは０．１〜１０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。上記範囲内で架橋性モノマーを含有させることにより、ポリマーのガラス転移温度を１００〜Ｔｍ℃の範囲内に容易に調整できる。
【００３９】
上記架橋性モノマーとして、ジ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレート、ペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサ（メタ）アクリレート又はジビニルベンゼン等が挙げられる。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
【００４０】
上記フラックス６を被膜７により内包する方法は、特に限定されない。この方法として、フラックス６を分散させた媒体中で、上記モノマーを重合させる方法等が挙げられる。
【００４１】
上記フラックス内包カプセル３の形状は、球状であることが好ましい。
【００４２】
上記フラックス内包カプセル３の平均粒子径は、０．０１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。フラックス内包カプセル３の平均粒子径が大きすぎると、フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させることが困難になる。フラックス内包カプセル３が小さすぎると、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合に、被膜７から放出されるフラックス６の量が少なすぎることがある。
【００４３】
なお、上記フラックス内包カプセルの「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を示す。フラックス内包カプセルの平均粒子径は、例えばマイクロトラック（日機装社製）を用いて測定できる。
【００４４】
導電性粒子２の金属層５を形成するための金属は特に限定されない。該金属として、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、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、カドミウム、錫、又は錫を含む合金等が挙げられる。なかでも、錫、錫を含む合金、ニッケル、銅又は金が好ましい。
【００４５】
上記錫を含む合金は、銀、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム、鉛及びアンチモンからなる群から選択された１種と、錫とを含むことが好ましい。上記錫を含む合金の具体例として、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金又は錫−鉛−銀合金等が挙げられる。
【００４６】
基材粒子４として、樹脂粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子又は金属粒子等が挙げられる。
【００４７】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、例えば、ジビニルベンゼン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂又は塩化ビニル樹脂等が挙げられる。上記無機粒子を形成するための無機物として、シリカ又はカーボンブラック等が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子として、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。上記金属粒子を形成するための金属として、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金又はチタン等が挙げられる。
【００４８】
基材粒子４の表面４ａに金属層５を形成する方法は特に限定されない。金属層５を形成する方法として、例えば、無電解めっきにより金属層を形成する方法、電気めっきにより金属層を形成する方法、物理的蒸着により金属層を形成する方法、金属微粉を基材粒子の表面にコーティングすることにより金属層を形成する方法、又は金属微粉とバインダーとを含むペーストを基材粒子の表面にコーティングすることにより金属層を形成する方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっきにより金属層を形成する方法が好適である。
【００４９】
上記物理的蒸着により金属層を形成する方法として、真空蒸着、イオンプレーティング又はイオンスパッタリング等により金属層を形成する方法が挙げられる。
【００５０】
基材粒子４の表面４ａに金属層５を形成する際に、金属層５を形成する成分にフラックス内包カプセル３を添加することにより、フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させることができる。
【００５１】
フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させる具体的な方法として、複合めっき法、ハイブリタイザー法又は溶融法等が挙げられる。
【００５２】
導電性粒子２の平均粒子径は、１〜１０００μｍの範囲内にあることが好ましい。上記平均粒子径が、１μｍよりも小さいと、電極間の接続信頼性が低下することがある。上記平均粒子径が１０００μｍをこえると、電極間の間隔が大きくなりすぎることがある。
【００５３】
なお、導電性粒子の「平均粒子径」とは、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。
【００５４】
金属層５は、単層により形成されていてもよく、２層以上が積層された複数層により形成されていてもよい。
【００５５】
導電性粒子２の金属層５の外表面は、錫又は錫を含む合金により形成されていることが好ましい。この場合には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合に、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００５６】
金属層５の厚みは、０．００１〜１００μｍの範囲内にあることが好ましく、０．１〜５０μｍの範囲内にあることがより好ましい。金属層５の厚みが０．００１μｍ未満であると、導電性が不足することがあり、１００μｍを超えると、基材粒子４と金属層５との熱膨張率の差が大きくなり、基材粒子４の表面４ａから金属層５が剥離しやすくなることがある。
【００５７】
（異方性導電材料）
本発明に係る異方性導電材料は、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。
【００５８】
上記バインダー樹脂は特に限定されない。バインダー樹脂として、絶縁性の樹脂等が用いられる。バインダー樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５９】
上記バインダー樹脂の具体例として、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体又はエラストマー等が挙げられる。
【００６０】
上記ビニル樹脂として、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂又はスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂として、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００６１】
上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂等であってもよい。上記硬化性樹脂とともに、硬化剤が用いられてもよい。
【００６２】
上記熱可塑性ブロック共重合体として、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、又はスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとして、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、又はアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。
【００６３】
異方性導電材料には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子及びバインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤が含有されてもよい。
【００６４】
上記バインダー樹脂中にフラックス内包カプセル含有導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。この方法として、例えば、バインダー樹脂中にフラックス内包カプセル含有導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を水や有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法、又はバインダー樹脂を水や有機溶剤等で希釈した後、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法等が挙げられる。
【００６５】
本発明の異方性導電材料は、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、又は異方性導電シート等として使用され得る。本発明の異方性導電材料が、異方性導電フィルムや異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合、該フィルム状の接着剤に、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を含有しないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。
【００６６】
（接続構造体）
本発明に係る接続構造体は、第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備える。接続部が、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されている。
【００６７】
上記第１，第２の電気的接続対象部材は、具体的には、半導体チップ、コンデンサ、又はダイオード等の電子部品や、プリント基板、フレキシブルプリント基板、又はガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００６８】
図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１を用いて、上記接続構造体を得る各工程の一例を以下説明する。
【００６９】
図２（ａ）に示すように、先ず、第１の電気的接続対象部材の電極２１の上面２１ａに、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１を載せる。次に、導電性粒子２の表面が溶融する温度に加熱しながら、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の上方から、第２の電気的接続対象部材の電極２２を降下させる。また、電極２２の下面２２ａをフラックス内包カプセル含有導電性粒子１に接触させて、加圧する。
【００７０】
図２（ｂ）に示すように、加熱及び加圧により、被膜７が変形し、溶融し、フラックス６が被膜７の外に放出される。放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面の近傍に含有される。または、放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面に付着する。導電性粒子２の表面の近傍に含有されているか、又は導電性粒子２の表面に付着しているフラックス６により、導電性粒子２の表面、電極２１の上面２１ａ、及び電極２２の下面２２ａの表面の酸化被膜が除去される。
【００７１】
また、加熱により、フラックス６が次第に失活する。そして、図２（ｃ）に示すように、導電性粒子２の下面２ａが電極２１の上面２１ａに接合されており、かつ導電性粒子２の上面２ｂが電極２２の下面２２ａに接合されている接続構造体が得られる。導電性粒子２と電極２１，２２とは、金属結合により互いに接合される。
【００７２】
従来、基材粒子１０２の表面が金属層１０３により被覆されている導電性粒子１０１を用いて、電極間を接続する場合には、図３（ａ）に示すように、電極１２１の上面に、フラックス１１１を塗布していた。そして、図３（ｂ）に示すように、加熱及び加圧により、フラックス１１１を導電性粒子１０１の表面に付着させていた。この場合には、導電性粒子１０１の表面に充分な量のフラックスを付着させるために、フラックス１１１を比較的多く塗布しなければならなかった。このため、電極間の接続を終えた後、図３（ｃ）に示すように、フラックス１１１が導電性粒子１０１の表面に残りやすかった。フラックス１１１が導電性粒子１０１の表面に残っていると、接続抵抗が高くなることがある。従って、洗浄により、導電性粒子１０１の表面に付着しているフラックス１１１を除去しなければならなかった。
【００７３】
また、図４（ａ）に、特許文献１に記載のフラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５を示す。フラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５は、基材粒子１０６と、該基材粒子１０６を被覆している金属層１０７とを有する導電性粒子１０５の表面に、フラックス１０８を内包する被膜１０９が付着されている。
【００７４】
図４（ａ）に示すように、フラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５を電極１２１の上面に置き、加熱しながら、電極１２２を降下させた場合には、図４（ｂ）に示すように、加熱の初期段階で、導電性粒子１０７の上方部分に付着していたフラックス１０８が、導電性粒子１０７の下方部分に流動することがあった。この結果、電極間の接続を終えた後、図４（ｃ）に示すように、導電性粒子１０７と上方の電極１２２とが、接触しているだけで、金属結合により充分に接合されないことがあった。
【００７５】
本実施形態では、導電性粒子２の表面を溶融させる熱により、被膜７が変形して、被膜７からフラックス６が放出される。放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面の近傍に含有されるか、又は導電性粒子２の表面に付着する。このため、図２（ｃ）に示すように、導電性粒子２の下面２ａが電極２１の上面２１ａに接合されており、かつ導電性粒子２の上面２ｂが電極２２の下面２２ａに接合されている接続構造体を得ることができる。
【００７６】
本実施形態では、電極間の接続を終えた後、フラックスを洗浄により除去しなくても、電極間の接続抵抗を低くすることができる。洗浄工程が不要なので、洗浄により、電極２１，２２が形成されている基板等が劣化することがない。
【００７７】
フラックス内包カプセル含有導電性粒子１では、金属層５内にフラックス内包カプセル３が含有されているため、導電接続に用いた場合、導電性粒子２の表面の酸化被膜が除去される。また、金属層５内のフラックス内包カプセル３が応力を緩和するように作用するため、ウィスカーの発生を抑制できる。さらに、金属層５内にフラックス内包カプセル３が含有されていることにより、金属層５の溶融時の融解速度を高めることができる。
【００７８】
本実施形態では、バインダー樹脂を含まないフラックス内包カプセル含有導電性粒子１が用いられていた。フラックス内包カプセル含有導電性粒子１と、バインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて、電極２１と電極２２とを接続してもよい。
【００７９】
特許文献１に記載のようなフラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５をバインダー樹脂中に分散させた場合には、被膜１０９がバインダー樹脂中に溶解しやすい。このため、被膜１０９からフラックス１０８が放出され、フラックス１０８がバインダー樹脂中に溶出しやすい。フラックス１０８がバインダー樹脂中に溶出すると、電極の接続の際に、導電性粒子１０５の表面にフラックス１０８を付着させることができない。このため、導電性粒子の表面の酸化被膜を除去できず、電極間の接続抵抗が高くなる。
【００８０】
フラックス内包カプセル含有導電性粒子１をバインダー樹脂に分散させた場合には、フラックス内包カプセル３が金属層５内に含有されているため、フラックス６がバインダー樹脂中に溶出し難い。従って、導電性粒子の表面の酸化被膜を効果的に除去でき、電極間の接続抵抗を高めることができる。
【００８１】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【００８２】
（合成例１）
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート（ＩＢＸ）９７重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）３重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル１重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、７０℃で１０時間反応させ、ポリマー分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたポリマー分散液からポリマーを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて分離されたポリマーを乾燥し、ポリマーａを得た。
【００８３】
（合成例２）
モノマーを、メタクリル酸（ＭＡＡ）３０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）６５重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）５重量部とに変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｂを得た。
【００８４】
（合成例３）
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン（ポリマーｃ）を得た。
【００８５】
（合成例４）
モノマーを、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）１００重量部に変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｄを得た。
【００８６】
（合成例５）
モノマーを、アクリル酸エチル（ＥＡ）５０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）３０重量部と、メタクリロニトリル（ＭＡＮ）２０重量部とに変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｅを得た。
【００８７】
（ガラス転移温度の評価）
合成例１〜５で得られたポリマーａ〜ｅのガラス転移温度を、示差走査熱量計ＤＳＣにより測定した。結果を下記の表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
（実施例１）
（１）フラックス内包カプセルの作製
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート（ＩＢＸ）９７重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）３重量部と、フラックスとしてのアビエチン酸５０重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル１重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、７０℃で１０時間反応させ、フラックス内包カプセル分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたフラックス内包カプセル分散液からフラックス内包カプセルを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて分離されたフラックス内包カプセルを乾燥し、フラックス内包カプセルＡ（体積平均粒子径０．３μｍ）を得た。
【００９０】
（２）フラックス内包カプセル含有導電性粒子の作製
平均粒径４μｍのジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に、パラジウム金属を付着させた。上記パラジウム金属が付着された樹脂粒子の表面に、無電解ニッケルめっきを行うことにより、厚さ０．１μｍのニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を２００ｍｌの容積のバレルめっき装置に入れ、硫酸銅４００ｇ／ｌと、塩酸５ｍｌ／ｌと、硫酸１００ｇ／ｌと、光沢剤１ｇ／ｌとを含む銅めっき液を添加し、電流密度２Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃で電気めっきを行い、厚さ１０μｍの銅めっき層が形成された樹脂粒子を得た。銅めっき層が形成された樹脂粒子を、２００ｍｌの容積のバレルめっき装置に入れ、フラックス内包カプセルＡが分散されためっき液（ディップソール社製「ＴＳ−３４００」）を添加し、電流密度０．５Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃で電気めっきを行い、フラックス内包カプセルＡを含有する厚さ１０μｍのはんだ層（錫−銀合金：融点２６０℃）が形成された導電性粒子を得た。融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＡが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９１】
（実施例２）
モノマーを、メタクリル酸（ＭＡＡ）３０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）６５重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）５重量部とに変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＢ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９２】
フラックス内包プセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＢに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＢが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｂ−１（数平均粒子径４４μｍ）とを作製した。
【００９３】
（実施例３）
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン（ポリマーｃ）を得た。
【００９４】
フラックスとしてのアビエチン酸５０重量部をトルエン５０重量部に均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液に、上記ポリマーｃを溶解した水溶液（ポリマーｃ濃度５重量％）を加え、攪拌した。その後、エタノールを滴下して、フラックス内包カプセル分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたフラックス内包カプセル分散液からフラックス内包カプセルを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて得られたフラックス内包カプセルを乾燥し、フラックス内包カプセルＣ（体積平均粒子径０．３μｍ）を得た。
【００９５】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＣに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＣが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｃ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９６】
（実施例４）
モノマーを、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）１００重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＤ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９７】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＤに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＤが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｄ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９８】
（実施例５）
モノマーを、アクリル酸エチル（ＥＡ）５０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）３０重量部と、メタクリロニトリル（ＭＡＮ）２０重量部とに変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＥ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９９】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＥに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＥが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｅ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【０１００】
（比較例１）
実質的に融点が２６０℃のはんだにより形成された導電性粒子Ｆ−１（数平均粒子径４４μｍ）を用意した。
【０１０１】
（評価）
（１）フラックス内包カプセルの観察
実施例１〜５で得られたフラックス内包カプセルＡ〜Ｅを、透過電子顕微鏡ＴＥＭにて観察した。フラックスが被膜に内包されている場合を「○」、フラックスが被膜に内包されていない場合を「×」として、結果を下記の表２に示した。
【０１０２】
（２）実装評価
フラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１又は導電性粒子Ｆ−１をプリント基板の電極上に２４個置いた。フラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１又は導電性粒子Ｆ−１を介して、ダミーチップをプリント基板上に、電極同士が互いに対向するように積層した。その後、赤外線リフロー装置を用いて導電性粒子と電極とを接合し、接続構造体を得た。接合の際に、１８５℃で１分間加熱し、次いで２４５℃で３分間加熱した。
【０１０３】
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を４端子法により測定した。接続抵抗値が、１Ω以下であった場合を「○」、１Ωを超え、５Ω以下であった場合を「△」、５Ωを超えた場合を「×」として、結果を下記の表２に示した。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
実施例１〜５のフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１では、導電性粒子と電極とが接合されており、接続抵抗が低かった。
【０１０６】
比較例１の導電性粒子Ｆ−１では、導電性粒子と電極とが充分に接合されなかったため、接続抵抗が高かった。
【０１０７】
（実施例６）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＡが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性微粒子Ａ−２を作製した。
【０１０８】
（実施例７）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例２と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＢが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｂ−２とを作製した。
【０１０９】
（実施例８）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例３と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＣが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｃ−２を作製した。
【０１１０】
（実施例９）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例４と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＤが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｄ−２を作製した。
【０１１１】
（実施例１０）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例５と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＥが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｅ−２を作製した。
【０１１２】
（比較例２）
実質的に融点が１７０℃のはんだにより形成された導電性粒子Ｆ−２（数平均粒子径４４μｍ）を用意した。
【０１１３】
（評価）
実施例６〜１０及び比較例２で得られたフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−２〜Ｅ−２及び導電性粒子Ｆ−２を用いて、接合の際に、１４５℃で１分間加熱し、次いで、１６０℃で３分間加熱したこと以外は、上記の方法と同様にして実装評価を行った。
【０１１４】
結果を下記の表３に示す。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
実施例６〜１０のフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−２〜Ｅ−２では、導電性粒子と電極とが接合されており、接続抵抗が低かった。
【０１１７】
比較例２の導電性粒子Ｆ−２では、導電性粒子と電極とが充分に接合されなかったため、接続抵抗が高かった。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程の一例を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、従来の導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、従来のフラックス内包カプセル付き導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…フラックス内包カプセル含有導電性粒子
２…導電性粒子
２ａ…下面
２ｂ…上面
３…フラックス内包カプセル
４…基材粒子
４ａ…表面
５…金属層
６…フラックス
７…被膜
２１…電極
２１ａ…上面
２２…電極
２２ａ…下面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電極間の接続に使用できるフラックス内包カプセル含有導電性粒子、並びに該フラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いた異方性導電材料及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだボール等の導電性粒子が、ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続や、ＩＣチップとＩＴＯ電極を有する回路基板との接続等に用いられている。例えば、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との間に導電性粒子を配置した後、加熱及び加圧により導電性粒子の表面を溶融させることにより、上記電極同士を電気的に接続できる。
【０００３】
導電性粒子の表面は金属により形成されている。このため、導電性粒子の表面には酸化被膜が形成されやすい。導電性粒子を溶融させて、電極間を接続する際には、酸化被膜は除去されることが好ましい。酸化被膜が除去されなければ、導電性粒子の表面の金属が充分に濡れ拡がらずに、金属と電極とが金属結合により接合されないことがある。このため、電極間の接続抵抗が高くなることがある。
【０００４】
従来、電極間の接続の前に、酸化被膜を除去するためのフラックスが電極に塗布されていた。この場合には、フラックスを電極に塗布する作業が必要であった。さらに、酸化被膜を充分に除去するためには、比較的多くのフラックスを電極に塗布しなければならなかった。このため、電極間の接続後に、洗浄によりフラックスを除去しなければならないことがあった。また、洗浄により基板等が劣化することがあった。
【０００５】
そこで、電極間の接続の前に、フラックスを電極に塗布しなくてもよい導電性粒子が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、導電性粒子と、該導電性粒子の表面に固着されており、かつフラックスを内包している複数のフラックス内包カプセルとを備えるフラックス内包カプセル付き導電性粒子が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のフラックス内包カプセル付き導電性粒子では、１００℃未満の比較的低温で、フラックスを内包している被膜からフラックスが浸み出しやすかった。このため、上記フラックス内包カプセル付き導電性粒子を用いて電極間を接続した場合、加熱の初期段階で、フラックスが被膜から浸み出しやすかった。さらに、導電性粒子の上方部分に付着したフラックスが、導電性粒子の下方部分に流動することがあった。このため、導電性粒子の上方部分の表面の酸化被膜が除去されないことがあった。この結果、導電性粒子と上方の電極とが、接触しているだけで、金属結合により充分に接合されないことがあった。このため、導電性粒子と上方の電極とを接続するために、上方の電極にフラックスを塗布し、再度加熱及び加圧しなければならないことがあった。
【０００７】
本発明の目的は、電極間の接続に用いられた場合に、導電性粒子の表面の酸化被膜を充分に除去でき、電極間の接続抵抗を低くすることができるフラックス内包カプセル含有導電性粒子、並びに該フラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いた異方性導電材料及び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】
【０００８】
本発明によれば、金属層を表面に有する導電性粒子と、フラックス、及び該フラックスを内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜を有するフラックス内包カプセルとを備え、前記フラックス内包カプセルが前記金属層内に含有されていることを特徴とする、フラックス内包カプセル含有導電性粒子が提供される。
【０００９】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子のある特定の局面では、前記ポリマーのガラス転移温度は、１００℃以上、前記金属層の融点以下である。
【００１０】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子の他の特定の局面では、前記金属層の融点が３００℃以下であり、前記ポリマーのガラス転移温度が１００〜３００℃の範囲内にある。
【００１１】
本発明に係る異方性導電材料は、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る接続構造体は、第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的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、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子では、フラックス内包カプセルが金属層内に含有されているため、電極間の接続に用いられた場合に、被膜が熱により変形し、被膜からフラックスが適度に浸み出して、導電性粒子の表面の酸化被膜を充分に除去できる。従って、導電性粒子と電極とを金属結合により容易に接合できる。このため、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００１４】
さらに、フラックス内包カプセルは金属層内に含有されているため、フラックス内包カプセル含有導電性粒子がバインダー樹脂に分散された場合に、バインダー樹脂中にフラックスが溶出し難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１６】
（フラックス内包カプセル含有導電性粒子）
図１は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１は、導電性粒子２と、フラックス内包カプセル３とを備える。
【００１８】
導電性粒子２は、基材粒子４と、該基材粒子４の表面４ａを被覆している金属層５とを有する。導電性粒子２の表面は金属層５である。従って、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１は、金属層５を表面に有する。導電性粒子は、基材粒子４を有していなくてもよい。導電性粒子は、基材粒子を有しない金属粒子であってもよい。
【００１９】
複数のフラックス内包カプセル３が、金属層５内に含有されている。複数のフラックス内包カプセル３が、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の表面近傍に含有されている。
【００２０】
フラックス内包カプセル３は、フラックス６と、該フラックス６を内包している被膜７とを有する。被膜７は、ポリマーにより形成されている。
【００２１】
フラックス６は特に限定されない。フラックス６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。フラックス６として、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、有機酸又は松脂等が挙げられる。フラックスは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２２】
上記溶融塩として、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸として、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸又はヒドラジン等が挙げられる。上記松脂として、活性化松脂又は非活性化松脂等が挙げられる。
【００２３】
フラックス６は、松脂であることが好ましく、活性化松脂又は非活性化松脂であることがより好ましい。上記フラックスとして、活性化松脂又は非活性化松脂を用いることにより、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００２４】
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。フラックス６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。上記フラックスとして、ロジン類を用いることにより、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００２５】
フラックス６の活性度を調整するために、塩基性有機化合物を被膜７に内包させてもよい。上記塩基性有機化合物として、塩酸アニリン又は塩酸ヒドラジン等が挙げられる。
【００２６】
被膜７は、溶剤を内包してもよい。該溶剤として、アセトン、アミルベンゼン、アミルアルコール、ベンゼン、四塩化炭素、エチルアルコール、メチルアルコール、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、トルエン、トリクロロエチレン、テレピン油、キシレン、又は２−メチル２，４−ペンタンジオール等が挙げられる。
【００２７】
また、被膜７は、界面活性剤を内包してもよい。
【００２８】
上記フラックス６を内包している被膜７は、ポリマーにより形成されている。
【００２９】
上記ポリマーのガラス転移温度は、１００℃以上、かつ金属層５の融点（以下、金属層の融点を融点Ｔｍ又はＴｍともいう）以下であることが好ましい。上記ポリマーのガラス転移温度が上記範囲内にある場合には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられたときに、被膜７が熱により変形し、被膜７からフラックス６が適度に浸み出して、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の表面の酸化被膜を効果的に除去できる。従って、導電性粒子２と電極とを確実に接続でき、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００３０】
上記金属層５の融点Ｔｍは、３００℃以下であることがより好ましく、２８０℃以下であることがさらに好ましく、さらに２６０℃以下であることが特に好ましい。上記ポリマーのガラス転移温度は、１００〜３００℃の範囲内にあることがより好ましく、１００〜２８０℃の範囲内にあることがさらに好ましく、さらに１００〜２６０℃の範囲内にあることが特に好ましい。
【００３１】
上記ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定できる。
【００３２】
上記ポリマーとして、ガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃の範囲内にあるホモポリマー、又はガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のコポリマー等が挙げられる。
【００３３】
上記ホモポリマーとして、例えば、メタクリル酸メチルホモポリマー（ガラス転移温度１０５℃）、スチレンホモポリマー（ガラス転移温度１００℃）又はメタクリル酸ホモポリマー（ガラス転移温度１８０℃）等が挙げられる。
【００３４】
単独で重合された場合にガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のホモポリマーが得られるモノマーを複数種用いて共重合させることにより、上記コポリマーを得ることができる。また、単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃未満のホモポリマーが得られるモノマーと、単独で重合された場合にガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃のホモポリマーが得られるモノマーとを共重合させることにより、上記コポリマーを得ることができる。
【００３５】
上記モノマーとして、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ビニルシアン化合物、有機酸ビニル化合物又は芳香族ビニル化合物等が挙げられる。これらのモノマーを重合又は共重合させることにより、上記ポリマーを得ることができる。上記「（メタ）アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
【００３６】
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとして、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸イソボルニル又は（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。上記ビニルシアン化合物として、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。上記有機酸ビニル化合物として、酢酸ビニル又はプロピオン酸ビニル等が挙げられる。上記芳香族ビニル化合物として、スチレン、α−メチルスチレン又はビニルナフタレン等が挙げられる。
【００３７】
ポリマーのガラス転移温度が１００〜Ｔｍ℃の範囲内になるように、モノマーが適宜組み合わされて用いられる。
【００３８】
また、ポリマーを得る際には、上記モノマーとして、架橋性モノマーを用いてもよい。架橋性モノマーを用いることにより、ポリマーのガラス転移温度を調整できる。単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃未満のホモポリマーが得られるモノマーを用いる場合、コポリマーを得る際に用いられる全てのモノマーの合計１００重量％中に、架橋性モノマーは１〜２０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。単独で重合された場合にガラス転移温度が１００℃以上のホモポリマーが得られるモノマーを用いる場合、コポリマーを得る際に用いられる全てのモノマー合計１００重量％中に、架橋性モノマーは０．１〜１０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。上記範囲内で架橋性モノマーを含有させることにより、ポリマーのガラス転移温度を１００〜Ｔｍ℃の範囲内に容易に調整できる。
【００３９】
上記架橋性モノマーとして、ジ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレート、ペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサ（メタ）アクリレート又はジビニルベンゼン等が挙げられる。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
【００４０】
上記フラックス６を被膜７により内包する方法は、特に限定されない。この方法として、フラックス６を分散させた媒体中で、上記モノマーを重合させる方法等が挙げられる。
【００４１】
上記フラックス内包カプセル３の形状は、球状であることが好ましい。
【００４２】
上記フラックス内包カプセル３の平均粒子径は、０．０１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。フラックス内包カプセル３の平均粒子径が大きすぎると、フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させることが困難になる。フラックス内包カプセル３が小さすぎると、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合に、被膜７から放出されるフラックス６の量が少なすぎることがある。
【００４３】
なお、上記フラックス内包カプセルの「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を示す。フラックス内包カプセルの平均粒子径は、例えばマイクロトラック（日機装社製）を用いて測定できる。
【００４４】
導電性粒子２の金属層５を形成するための金属は特に限定されない。該金属として、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、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、カドミウム、錫、又は錫を含む合金等が挙げられる。なかでも、錫、錫を含む合金、ニッケル、銅又は金が好ましい。
【００４５】
上記錫を含む合金は、銀、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム、鉛及びアンチモンからなる群から選択された１種と、錫とを含むことが好ましい。上記錫を含む合金の具体例として、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金又は錫−鉛−銀合金等が挙げられる。
【００４６】
基材粒子４として、樹脂粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子又は金属粒子等が挙げられる。
【００４７】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、例えば、ジビニルベンゼン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂又は塩化ビニル樹脂等が挙げられる。上記無機粒子を形成するための無機物として、シリカ又はカーボンブラック等が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子として、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。上記金属粒子を形成するための金属として、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金又はチタン等が挙げられる。
【００４８】
基材粒子４の表面４ａに金属層５を形成する方法は特に限定されない。金属層５を形成する方法として、例えば、無電解めっきにより金属層を形成する方法、電気めっきにより金属層を形成する方法、物理的蒸着により金属層を形成する方法、金属微粉を基材粒子の表面にコーティングすることにより金属層を形成する方法、又は金属微粉とバインダーとを含むペーストを基材粒子の表面にコーティングすることにより金属層を形成する方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっきにより金属層を形成する方法が好適である。
【００４９】
上記物理的蒸着により金属層を形成する方法として、真空蒸着、イオンプレーティング又はイオンスパッタリング等により金属層を形成する方法が挙げられる。
【００５０】
基材粒子４の表面４ａに金属層５を形成する際に、金属層５を形成する成分にフラックス内包カプセル３を添加することにより、フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させることができる。
【００５１】
フラックス内包カプセル３を金属層５内に含有させる具体的な方法として、複合めっき法、ハイブリタイザー法又は溶融法等が挙げられる。
【００５２】
導電性粒子２の平均粒子径は、１〜１０００μｍの範囲内にあることが好ましい。上記平均粒子径が、１μｍよりも小さいと、電極間の接続信頼性が低下することがある。上記平均粒子径が１０００μｍをこえると、電極間の間隔が大きくなりすぎることがある。
【００５３】
なお、導電性粒子の「平均粒子径」とは、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。
【００５４】
金属層５は、単層により形成されていてもよく、２層以上が積層された複数層により形成されていてもよい。
【００５５】
導電性粒子２の金属層５の外表面は、錫又は錫を含む合金により形成されていることが好ましい。この場合には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１が電極間の接続に用いられた場合に、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００５６】
金属層５の厚みは、０．００１〜１００μｍの範囲内にあることが好ましく、０．１〜５０μｍの範囲内にあることがより好ましい。金属層５の厚みが０．００１μｍ未満であると、導電性が不足することがあり、１００μｍを超えると、基材粒子４と金属層５との熱膨張率の差が大きくなり、基材粒子４の表面４ａから金属層５が剥離しやすくなることがある。
【００５７】
（異方性導電材料）
本発明に係る異方性導電材料は、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。
【００５８】
上記バインダー樹脂は特に限定されない。バインダー樹脂として、絶縁性の樹脂等が用いられる。バインダー樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５９】
上記バインダー樹脂の具体例として、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体又はエラストマー等が挙げられる。
【００６０】
上記ビニル樹脂として、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂又はスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂として、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００６１】
上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂等であってもよい。上記硬化性樹脂とともに、硬化剤が用いられてもよい。
【００６２】
上記熱可塑性ブロック共重合体として、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、又はスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとして、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、又はアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。
【００６３】
異方性導電材料には、フラックス内包カプセル含有導電性粒子及びバインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤が含有されてもよい。
【００６４】
上記バインダー樹脂中にフラックス内包カプセル含有導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。この方法として、例えば、バインダー樹脂中にフラックス内包カプセル含有導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を水や有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法、又はバインダー樹脂を水や有機溶剤等で希釈した後、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練し、分散させる方法等が挙げられる。
【００６５】
本発明の異方性導電材料は、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、又は異方性導電シート等として使用され得る。本発明の異方性導電材料が、異方性導電フィルムや異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合、該フィルム状の接着剤に、フラックス内包カプセル含有導電性粒子を含有しないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。
【００６６】
（接続構造体）
本発明に係る接続構造体は、第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備える。接続部が、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されている。
【００６７】
上記第１，第２の電気的接続対象部材は、具体的には、半導体チップ、コンデンサ、又はダイオード等の電子部品や、プリント基板、フレキシブルプリント基板、又はガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００６８】
図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１を用いて、上記接続構造体を得る各工程の一例を以下説明する。
【００６９】
図２（ａ）に示すように、先ず、第１の電気的接続対象部材の電極２１の上面２１ａに、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１を載せる。次に、導電性粒子２の表面が溶融する温度に加熱しながら、フラックス内包カプセル含有導電性粒子１の上方から、第２の電気的接続対象部材の電極２２を降下させる。また、電極２２の下面２２ａをフラックス内包カプセル含有導電性粒子１に接触させて、加圧する。
【００７０】
図２（ｂ）に示すように、加熱及び加圧により、被膜７が変形し、溶融し、フラックス６が被膜７の外に放出される。放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面の近傍に含有される。または、放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面に付着する。導電性粒子２の表面の近傍に含有されているか、又は導電性粒子２の表面に付着しているフラックス６により、導電性粒子２の表面、電極２１の上面２１ａ、及び電極２２の下面２２ａの表面の酸化被膜が除去される。
【００７１】
また、加熱により、フラックス６が次第に失活する。そして、図２（ｃ）に示すように、導電性粒子２の下面２ａが電極２１の上面２１ａに接合されており、かつ導電性粒子２の上面２ｂが電極２２の下面２２ａに接合されている接続構造体が得られる。導電性粒子２と電極２１，２２とは、金属結合により互いに接合される。
【００７２】
従来、基材粒子１０２の表面が金属層１０３により被覆されている導電性粒子１０１を用いて、電極間を接続する場合には、図３（ａ）に示すように、電極１２１の上面に、フラックス１１１を塗布していた。そして、図３（ｂ）に示すように、加熱及び加圧により、フラックス１１１を導電性粒子１０１の表面に付着させていた。この場合には、導電性粒子１０１の表面に充分な量のフラックスを付着させるために、フラックス１１１を比較的多く塗布しなければならなかった。このため、電極間の接続を終えた後、図３（ｃ）に示すように、フラックス１１１が導電性粒子１０１の表面に残りやすかった。フラックス１１１が導電性粒子１０１の表面に残っていると、接続抵抗が高くなることがある。従って、洗浄により、導電性粒子１０１の表面に付着しているフラックス１１１を除去しなければならなかった。
【００７３】
また、図４（ａ）に、特許文献１に記載のフラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５を示す。フラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５は、基材粒子１０６と、該基材粒子１０６を被覆している金属層１０７とを有する導電性粒子１０５の表面に、フラックス１０８を内包する被膜１０９が付着されている。
【００７４】
図４（ａ）に示すように、フラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５を電極１２１の上面に置き、加熱しながら、電極１２２を降下させた場合には、図４（ｂ）に示すように、加熱の初期段階で、導電性粒子１０７の上方部分に付着していたフラックス１０８が、導電性粒子１０７の下方部分に流動することがあった。この結果、電極間の接続を終えた後、図４（ｃ）に示すように、導電性粒子１０７と上方の電極１２２とが、接触しているだけで、金属結合により充分に接合されないことがあった。
【００７５】
本実施形態では、導電性粒子２の表面を溶融させる熱により、被膜７が変形して、被膜７からフラックス６が放出される。放出されたフラックス６は、導電性粒子２の表面の近傍に含有されるか、又は導電性粒子２の表面に付着する。このため、図２（ｃ）に示すように、導電性粒子２の下面２ａが電極２１の上面２１ａに接合されており、かつ導電性粒子２の上面２ｂが電極２２の下面２２ａに接合されている接続構造体を得ることができる。
【００７６】
本実施形態では、電極間の接続を終えた後、フラックスを洗浄により除去しなくても、電極間の接続抵抗を低くすることができる。洗浄工程が不要なので、洗浄により、電極２１，２２が形成されている基板等が劣化することがない。
【００７７】
フラックス内包カプセル含有導電性粒子１では、金属層５内にフラックス内包カプセル３が含有されているため、導電接続に用いた場合、導電性粒子２の表面の酸化被膜が除去される。また、金属層５内のフラックス内包カプセル３が応力を緩和するように作用するため、ウィスカーの発生を抑制できる。さらに、金属層５内にフラックス内包カプセル３が含有されていることにより、金属層５の溶融時の融解速度を高めることができる。
【００７８】
本実施形態では、バインダー樹脂を含まないフラックス内包カプセル含有導電性粒子１が用いられていた。フラックス内包カプセル含有導電性粒子１と、バインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて、電極２１と電極２２とを接続してもよい。
【００７９】
特許文献１に記載のようなフラックス内包カプセル付き導電性粒子１０５をバインダー樹脂中に分散させた場合には、被膜１０９がバインダー樹脂中に溶解しやすい。このため、被膜１０９からフラックス１０８が放出され、フラックス１０８がバインダー樹脂中に溶出しやすい。フラックス１０８がバインダー樹脂中に溶出すると、電極の接続の際に、導電性粒子１０５の表面にフラックス１０８を付着させることができない。このため、導電性粒子の表面の酸化被膜を除去できず、電極間の接続抵抗が高くなる。
【００８０】
フラックス内包カプセル含有導電性粒子１をバインダー樹脂に分散させた場合には、フラックス内包カプセル３が金属層５内に含有されているため、フラックス６がバインダー樹脂中に溶出し難い。従って、導電性粒子の表面の酸化被膜を効果的に除去でき、電極間の接続抵抗を高めることができる。
【００８１】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【００８２】
（合成例１）
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート（ＩＢＸ）９７重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）３重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル１重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、７０℃で１０時間反応させ、ポリマー分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたポリマー分散液からポリマーを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて分離されたポリマーを乾燥し、ポリマーａを得た。
【００８３】
（合成例２）
モノマーを、メタクリル酸（ＭＡＡ）３０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）６５重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）５重量部とに変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｂを得た。
【００８４】
（合成例３）
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン（ポリマーｃ）を得た。
【００８５】
（合成例４）
モノマーを、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）１００重量部に変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｄを得た。
【００８６】
（合成例５）
モノマーを、アクリル酸エチル（ＥＡ）５０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）３０重量部と、メタクリロニトリル（ＭＡＮ）２０重量部とに変更したこと以外は合成例１と同様にして、ポリマーｅを得た。
【００８７】
（ガラス転移温度の評価）
合成例１〜５で得られたポリマーａ〜ｅのガラス転移温度を、示差走査熱量計ＤＳＣにより測定した。結果を下記の表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
（実施例１）
（１）フラックス内包カプセルの作製
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート（ＩＢＸ）９７重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）３重量部と、フラックスとしてのアビエチン酸５０重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル１重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、７０℃で１０時間反応させ、フラックス内包カプセル分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたフラックス内包カプセル分散液からフラックス内包カプセルを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて分離されたフラックス内包カプセルを乾燥し、フラックス内包カプセルＡ（体積平均粒子径０．３μｍ）を得た。
【００９０】
（２）フラックス内包カプセル含有導電性粒子の作製
平均粒径４μｍのジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に、パラジウム金属を付着させた。上記パラジウム金属が付着された樹脂粒子の表面に、無電解ニッケルめっきを行うことにより、厚さ０．１μｍのニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を２００ｍｌの容積のバレルめっき装置に入れ、硫酸銅４００ｇ／ｌと、塩酸５ｍｌ／ｌと、硫酸１００ｇ／ｌと、光沢剤１ｇ／ｌとを含む銅めっき液を添加し、電流密度２Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃で電気めっきを行い、厚さ１０μｍの銅めっき層が形成された樹脂粒子を得た。銅めっき層が形成された樹脂粒子を、２００ｍｌの容積のバレルめっき装置に入れ、フラックス内包カプセルＡが分散されためっき液（ディップソール社製「ＴＳ−３４００」）を添加し、電流密度０．５Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃で電気めっきを行い、フラックス内包カプセルＡを含有する厚さ１０μｍのはんだ層（錫−銀合金：融点２６０℃）が形成された導電性粒子を得た。融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＡが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９１】
（実施例２）
モノマーを、メタクリル酸（ＭＡＡ）３０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）６５重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ）５重量部とに変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＢ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９２】
フラックス内包プセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＢに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＢが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｂ−１（数平均粒子径４４μｍ）とを作製した。
【００９３】
（実施例３）
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン（ポリマーｃ）を得た。
【００９４】
フラックスとしてのアビエチン酸５０重量部をトルエン５０重量部に均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液（ラウリル硫酸ナトリウム濃度０．１５重量％）２０００重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液に、上記ポリマーｃを溶解した水溶液（ポリマーｃ濃度５重量％）を加え、攪拌した。その後、エタノールを滴下して、フラックス内包カプセル分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたフラックス内包カプセル分散液からフラックス内包カプセルを分離した。真空乾燥機を用いて、６０℃で１２時間かけて得られたフラックス内包カプセルを乾燥し、フラックス内包カプセルＣ（体積平均粒子径０．３μｍ）を得た。
【００９５】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＣに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＣが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｃ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９６】
（実施例４）
モノマーを、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）１００重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＤ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９７】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＤに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＤが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｄ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【００９８】
（実施例５）
モノマーを、アクリル酸エチル（ＥＡ）５０重量部と、アクリロニトリル（ＡＮ）３０重量部と、メタクリロニトリル（ＭＡＮ）２０重量部とに変更したこと以外は実施例１と同様にして、フラックス内包カプセルＥ（体積平均粒子径０．３μｍ）を作製した。
【００９９】
フラックス内包カプセルＡを、得られたフラックス内包カプセルＥに変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点２６０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＥが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｅ−１（数平均粒子径４４μｍ）を作製した。
【０１００】
（比較例１）
実質的に融点が２６０℃のはんだにより形成された導電性粒子Ｆ−１（数平均粒子径４４μｍ）を用意した。
【０１０１】
（評価）
（１）フラックス内包カプセルの観察
実施例１〜５で得られたフラックス内包カプセルＡ〜Ｅを、透過電子顕微鏡ＴＥＭにて観察した。フラックスが被膜に内包されている場合を「○」、フラックスが被膜に内包されていない場合を「×」として、結果を下記の表２に示した。
【０１０２】
（２）実装評価
フラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１又は導電性粒子Ｆ−１をプリント基板の電極上に２４個置いた。フラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１又は導電性粒子Ｆ−１を介して、ダミーチップをプリント基板上に、電極同士が互いに対向するように積層した。その後、赤外線リフロー装置を用いて導電性粒子と電極とを接合し、接続構造体を得た。接合の際に、１８５℃で１分間加熱し、次いで２４５℃で３分間加熱した。
【０１０３】
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を４端子法により測定した。接続抵抗値が、１Ω以下であった場合を「○」、１Ωを超え、５Ω以下であった場合を「△」、５Ωを超えた場合を「×」として、結果を下記の表２に示した。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
実施例１〜５のフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−１〜Ｅ−１では、導電性粒子と電極とが接合されており、接続抵抗が低かった。
【０１０６】
比較例１の導電性粒子Ｆ−１では、導電性粒子と電極とが充分に接合されなかったため、接続抵抗が高かった。
【０１０７】
（実施例６）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例１と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＡが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性微粒子Ａ−２を作製した。
【０１０８】
（実施例７）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例２と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＢが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｂ−２とを作製した。
【０１０９】
（実施例８）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例３と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＣが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｃ−２を作製した。
【０１１０】
（実施例９）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例４と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＤが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｄ−２を作製した。
【０１１１】
（実施例１０）
はんだ層の融点を１７０℃に変更したこと以外は実施例５と同様にして、融点１７０℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルＥが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ｅ−２を作製した。
【０１１２】
（比較例２）
実質的に融点が１７０℃のはんだにより形成された導電性粒子Ｆ−２（数平均粒子径４４μｍ）を用意した。
【０１１３】
（評価）
実施例６〜１０及び比較例２で得られたフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−２〜Ｅ−２及び導電性粒子Ｆ−２を用いて、接合の際に、１４５℃で１分間加熱し、次いで、１６０℃で３分間加熱したこと以外は、上記の方法と同様にして実装評価を行った。
【０１１４】
結果を下記の表３に示す。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
実施例６〜１０のフラックス内包カプセル含有導電性粒子Ａ−２〜Ｅ−２では、導電性粒子と電極とが接合されており、接続抵抗が低かった。
【０１１７】
比較例２の導電性粒子Ｆ−２では、導電性粒子と電極とが充分に接合されなかったため、接続抵抗が高かった。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程の一例を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、従来の導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、従来のフラックス内包カプセル付き導電性粒子を用いて、電極間を接続する各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…フラックス内包カプセル含有導電性粒子
２…導電性粒子
２ａ…下面
２ｂ…上面
３…フラックス内包カプセル
４…基材粒子
４ａ…表面
５…金属層
６…フラックス
７…被膜
２１…電極
２１ａ…上面
２２…電極
２２ａ…下面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層を表面に有する導電性粒子と、
フラックス、及び該フラックスを内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜を有するフラックス内包カプセルとを備え、
前記フラックス内包カプセルが前記金属層内に含有されていることを特徴とする、フラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項２】
前記ポリマーのガラス転移温度が、１００℃以上、前記金属層の融点以下である、請求項１に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項３】
前記金属層の融点が３００℃以下であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が１００〜３００℃の範囲内にある、請求項２に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする、異方性導電材料。
【請求項５】
第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的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項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されていることを特徴とする、接続構造体。
【請求項１】
金属層を表面に有する導電性粒子と、
フラックス、及び該フラックスを内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜を有するフラックス内包カプセルとを備え、
前記フラックス内包カプセルが前記金属層内に含有されていることを特徴とする、フラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項２】
前記ポリマーのガラス転移温度が、１００℃以上、前記金属層の融点以下である、請求項１に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項３】
前記金属層の融点が３００℃以下であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が１００〜３００℃の範囲内にある、請求項２に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする、異方性導電材料。
【請求項５】
第１の電気的接続対象部材と、第２の電気的接続対象部材と、該第１，第２の電気的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項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されていることを特徴とする、接続構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−７３３９５（Ｐ２０１０−７３３９５Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７７０１（Ｐ２００８−２３７７０１）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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