回路接続材料及び回路部材の接続構造
【課題】対向配置された回路電極同士の接続抵抗を小さくし、かつ、隣り合う回路電極間が導通し短絡してしまう可能性を低減することができる回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供する。
【解決手段】回路接続材料１２は、接着剤組成物と、第１の粒子６と、第２の粒子８と、を備える。第１の粒子６は、低融点金属を主成分とするコア２と、該コア２の表面を被覆しており低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層４と、を有し、第２の粒子８は、コア２よりも平均粒径が小さく、低融点金属の融点よりも高い融点又は軟化点を有する材料を主成分とする。第１の粒子６は、絶縁層４が軟化して一部除去され、絶縁層４から露出したコア２と回路電極とが金属接合することによって回路電極間の導通を図り、第２の粒子８は、接続条件下においてスペーサとして機能する。
【解決手段】回路接続材料１２は、接着剤組成物と、第１の粒子６と、第２の粒子８と、を備える。第１の粒子６は、低融点金属を主成分とするコア２と、該コア２の表面を被覆しており低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層４と、を有し、第２の粒子８は、コア２よりも平均粒径が小さく、低融点金属の融点よりも高い融点又は軟化点を有する材料を主成分とする。第１の粒子６は、絶縁層４が軟化して一部除去され、絶縁層４から露出したコア２と回路電極とが金属接合することによって回路電極間の導通を図り、第２の粒子８は、接続条件下においてスペーサとして機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤組成物に導電粒子を含有して成る回路接続材料、及びその回路接続材料を用いた回路部材の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の小型化・薄型化に伴い、電子部品に用いられる回路部材の回路電極は高密度化・高精細化している。第１の回路部材と第２の回路部材とを接続する回路接続材料として、異方導電性接着剤又は異方導電性フィルムが用いられている。例えば異方導電性フィルムは、複数の導電粒子（例えば、Ｎｉ等の金属粒子）及び接着剤組成物からなる回路接続材料をフィルム状に形成してなる。
【０００３】
第１の回路部材と第２の回路部材とは、以下の方法で接続される。まず、第１の回路部材の第１の回路電極と第２の回路部材の第２の回路電極とが対向配置された状態で、第１の回路部材と第２の回路部材との間に異方導電性フィルムを介在させる。その後、第１及び第２の回路部材と異方導電性フィルムとからなる構造体を加熱すると共に所定方向に加圧する。この場合、異方導電性フィルムが硬化することにより、第１の回路部材は第２の回路部材に接着固定される。また、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極とが電気的に接続されると共に、隣り合う第１及び第２の回路電極同士が電気的に絶縁される。
【０００４】
上記方法において、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の導通は、主として異方導電性フィルム中の導電粒子が第１及び第２の回路電極に接触することにより得られる。しかしながら、導電粒子の剛性が高いと、導電粒子と第１及び第２の回路電極との間の接触面積、及び、導電粒子同士の接触面積を、十分大きくすることができない。
【０００５】
そこで、接触面積を大きくする試みとして、例えば半田等の低融点金属からなる最外層が高分子核体の表面を覆う導電粒子を用いる方法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。この場合、加熱により導電粒子が融解して、融解した低融点金属が第１及び第２の回路電極と金属接合するため、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を下げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１５７７２０号公報
【特許文献２】特開２００２−１７０４２７号公報
【特許文献３】特許第３５４２６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３において、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗は未だ高く、この接続抵抗を一層下げることが強く望まれている。そこで、かかる接続抵抗を更に下げるために、本発明者らは、特許文献１〜３に開示されるような核体を備えず、低融点金属のみからなる導電粒子を用いることを検討した。
【０００８】
ところが、このような導電粒子を加熱及び所定方向に加圧すると、導電粒子の温度が低融点金属の融点に到達した時点で導電粒子が溶融し、溶融した導電粒子が第１及び第２の回路部材によって押し潰されてしまう。また、溶融した低融点金属の表面張力は非常に高いため、隣り合う溶融した導電粒子同士は、加圧方向と直交する方向に互いに融合して接合する。その結果、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう。特に、隣り合う第１及び第２の回路電極間が狭ピッチになると、上述の問題は顕著となる。
【０００９】
そこで、本発明は、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を小さくし、かつ、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう可能性を低減することができる回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回路接続材料は、互いに対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟まれて第１の回路電極と第２の回路電極とを接続するための回路接続材料であって、加熱により流動性を有する接着剤組成物と、第１の粒子と、第２の粒子と、を備え、第１の粒子は、融点が１３０〜２５０℃の低融点金属を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆しており低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層と、を有しており、第２の粒子は、コアよりも平均粒径が小さく、低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分としており、第１の粒子は、第１の回路電極と第２の回路電極との接続の際には、絶縁層が回路接続時の加熱・加圧によって軟化して一部除去され、絶縁層から露出したコアと第１及び第２の回路電極とが金属接合することによって第１の回路電極と第２の回路電極と間の導通を図り、第２の粒子は、第１の回路電極と第２の回路電極との接続の際には、第１及び第２の回路電極の接続条件下においてスペーサとして機能することを特徴とする。
【００１１】
この回路接続材料が備える第１の粒子及び第２の粒子が、互いに対向する回路電極間に挟み込まれた際には、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子の絶縁層が軟化すると共に、第１の回路電極及び第２の回路電極によって押圧されることで、第１の粒子の押圧された部分において選択的に絶縁層が一部除去され、絶縁層からコアが露出する。その後、更に加熱すると、低融点金属の融点においてコアは溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極と、溶融したコアとが金属結合する。ここで、回路接続材料は第２の粒子を含んでおり、この第２の粒子は、低融点金属よりも高い融点又は難化点を有し、コアよりも粒径が小さいので、回路電極間でスペーサとして機能し、溶融したコアが第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、第１の粒子が過剰に押し潰されることが避けられ、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。さらに、コアの表面における上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを更に抑制できる。また、コアが絶縁層によって被覆されているので、コアが酸化し難い。よって、第１及び第２の粒子を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００１２】
また、本発明の回路接続材料は、総質量に対する第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、総質量に対する第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であることとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の回路接続材料は、フィルム状に形成されてもよい。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、回路接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、回路接続材料の取り扱いが容易になる。
【００１４】
本発明の回路部材の接続構造は、上記何れかの回路接続材料と、第１の回路電極と、第２の回路電極と、を備え、第１の回路電極と第２の回路電極とが、回路接続材料を介して電気的に互いに接続されていることを特徴とする。
【００１５】
この回路部材の接続構造では、上記の回路接続材料により回路電極同士が接続されているので、対向する回路電極間の接続抵抗が小さくなり、隣接する回路電極間の短絡の可能性が低減される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を小さくし、かつ、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう可能性を低減することができる回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回路接続材料を模式的に示す断面図である。
【図２】フィルム状回路接続材料を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回路部材の接続構造を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３の回路部材の接続構造の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回路電極の接続構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の回路接続材料及び回路部材の接続方法の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味するものとする。
【００１９】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態の回路接続材料１は、接着剤組成物と、図１に示す粒子混合物１０とを備える。粒子混合物１０には、第１の粒子６と第２の粒子８との２種類の粒子が含まれる。具体的には、回路接続材料１は、接着剤組成物中に第１の粒子６と第２の粒子８との２種類の粒子が分散されたものである。詳細は後述するが、この回路接続材料１は、主にフィルム状に形成された状態で使用され、互いに対向して加熱・加圧される第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟み込まれて、当該第１及び第２の回路電極を接続するための回路接続材料である。このような電極の接続構造において、第１の粒子６及び第２の粒子８は、第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟み込まれる。
【００２０】
（粒子混合物）
図１に示すように、粒子混合物１０は、第１の粒子６と第２の粒子８とを備える。第１の粒子６は、低融点金属を主成分とするコア２と、コア２の表面２ａを被覆する絶縁層４とを有する。絶縁層４は、コア２を構成する低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる。第２の粒子８は、低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分とする。第１の粒子６及び第２の粒子８の形状は、特に限定されず、例えば略球状である。
【００２１】
ここで、「軟化点」とは、ビカット軟化温度あるいはガラス転移温度を指す。ビカット軟化温度は、加熱浴槽中に規定された寸法の試験片を据え、中央部に一定の断面積の端面を押し当てた状態で浴槽の温度を上昇させ、試験片に端面が一定の深さまで食い込んだ時の温度である（ＪＩＳ Ｋ７２０６）。ガラス転移温度は、動的粘弾性測定によって測定した損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度である。
【００２２】
この回路接続材料１が、互いに対向する第１及び第２の回路電極を接続する場合において、第２の粒子８は、第１及び第２の回路電極間に設けられるスペーサとして機能する。
【００２３】
粒子混合物１０を含有する回路接続材料１は、第１及び第２の回路電極を接続する時に、加熱されると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧される。これにより、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子６の絶縁層４が軟化すると共に第１及び第２の回路電極によって押圧されることで、第１の粒子６の押圧された部分において選択的に絶縁層４が一部除去され、絶縁層４からコア２が露出する。その後更に加熱すると、低融点金属の融点においてコア２は溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極と、溶融したコアとが金属結合する。
【００２４】
粒子混合物１０は第２の粒子８を備えるので、溶融したコアが第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。さらに、コア２の表面２ａにおける上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層４で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。したがって、本実施形態の粒子混合物１０では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００２５】
また、本実施形態の粒子混合物１０では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。よって、粒子混合物１０を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００２６】
（第１の粒子）
第１の粒子６のコア２を構成する低融点金属としては、例えば各種の共晶合金あるいは非共晶低融点合金あるいは単独金属が使用できる。例えば、Ｐｂ８２．６−Ｃｄ１７．４（融点２４８℃）、Ｐｂ８５−Ａｕ１５（融点２１５℃）、Ｂｉ９７−Ｎａ３（融点２１８℃）、Ｂｉ５７−Ｓｎ４３（融点１３９℃）、Ｓｎ（融点２３２℃）、Ｉｎ９７．２−Ｚｎ２．８（融点１４４℃）、Ｉｎ（融点１５７℃）などが挙げられる。
【００２７】
コア２をなす低融点金属の融点は、１３０℃〜２５０℃であることが好ましく、１５０〜２００℃であることがより好ましい。この場合、粒子混合物１０を加熱する際の温度が低温で済む。よって、粒子混合物１０が、例えば上記回路電極等の他の部材と共に加熱される場合に、当該他の部材が受ける熱的影響を低減することができる。
【００２８】
コア２の平均粒径は、１〜１０μｍであることが好ましい。コア２の粒子の平均粒径が１μｍ以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することが抑制される傾向にある。一方、コア２の粒子の平均粒径が１０μｍ以下であると、例えば、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積が小さくなることを抑制できる傾向にある。よって、コア２の粒子の平均粒径を１〜１０μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できると共に、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積を大きくできる。
【００２９】
絶縁層４は、コア２を構成する低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなるものであれば特に限定されないが、熱可塑性樹脂又はホットメルト性樹脂を含有する樹脂組成物からなることが好ましい。また、熱軟化性又は融点を有するホットメルト接着剤のベースポリマー又はエラストマー類も有用である。このような樹脂として、例えば、ポリエチレン、エチレン共重合体ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリク酸エステル系ゴム、ポリビニルアセタール、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、スチレン、フェノキシ、固形エポキシ樹脂、ポリウレタン等が挙げられ、その他、テルペン樹脂やロジン等の天然及び合成樹脂、ＥＤＴＡ等のキレート剤も挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００３０】
絶縁層４を構成する樹脂組成物の軟化点は、１３０〜２５０℃であることが好ましい。樹脂組成物の軟化点が１３０℃以上であると、接続信頼性が向上する。例えば、本発明を用いた電子部品の耐温度サイクル試験を行う場合、上限１２５℃の耐温度サイクル試験においては、電子部品が１２５℃に曝されても接合部の絶縁層４が溶融または軟化することがなく機械的強度が保たれるため接続信頼性が向上する。一方、樹脂組成物の軟化点が２５０℃以下であると、粒子混合物１０が、例えば上記回路電極部材等の他の部材と共に加熱される場合に、当該他の部材が受ける熱的影響が低減される傾向にある。
【００３１】
絶縁層４の厚さは、０．０１〜０．５μｍであることが好ましい。絶縁層の厚さが０．０１μｍ以上であると、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士の接合がより抑制される傾向にある。一方、絶縁層４の厚さが０．５μｍ以下であると、粒子６の絶縁層４が押圧される際に、小さい圧力でも粒子６の押圧された部分にコア２が露出する傾向にある。よって、絶縁層４の厚さを０．０１〜０．５μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士の接合を更に抑制できると共に、絶縁層４が押圧される際に絶縁層４の押圧された部分にコア２が露出し易くなる。
【００３２】
（第２の粒子）
第２の粒子８は、導電粒子であることが好ましい。この場合、第２の粒子８も電流を通すことができるので、粒子混合物１０の導電性が向上する。第２の粒子８は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、半田等の金属やカーボン等からなることが好ましい。また、非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等を上記金属等の導電物質で被覆したものも第２の粒子８として使用できる。このとき、被覆する金属層の厚さは十分な導電性を得るためには１０ｎｍ以上が好ましい。
【００３３】
第２の粒子８は絶縁粒子であってもよい。絶縁性材料としては、スチレンブタジエンゴム及びシリコーンゴム等の各種ゴム、ポリスチレン及びエポキシ樹脂等の各種プラスチックス、デンプン及びセルロース等の天然物が挙げられる。第２の粒子８に絶縁性材料を用いることにより、第２の粒子８の密度が低くなり、接着剤組成物への分散性が良くなる。
【００３４】
第２の粒子８の平均粒径が１〜１０μｍであることが好ましい。第２の粒子８の平均粒径が１μｍ以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することが抑制される傾向にある。一方、第２の粒子８の平均粒径が１０μｍ以下であると、例えば、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積が小さくなることを抑制できる傾向にある。よって、第２の粒子８の平均粒径を１〜１０μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できると共に、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積を大きくできる。
【００３５】
コア２の平均粒径に対する第２の粒子８の平均粒径が、０．５〜０．９倍であることが好ましい。第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．５倍以上であると、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にあり、また、溶融したコア２を潰し過ぎて隣接する粒子６同士が融着する可能性も少なくなる傾向にある。一方、第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．９倍以下であると、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にある。よって、第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．５〜０．９倍であることにより、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にあり、また、溶融したコアを潰し過ぎて隣接する第１の粒子６同士が融着する可能性も少なくなる傾向にある。
【００３６】
コア２の質量に対する第２の粒子８の質量比は、０．１〜１．０倍であることが好ましい。第２の粒子８の質量がコア２の質量の０．１倍以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。一方、第２の粒子８の質量がコア２の質量の１．０倍以下であると、加圧方向における導電性が向上する傾向にある。よって、第２の粒子８の質量がコア２の質量の０．１〜１．０倍であることにより、加圧方向と直交する方向における絶縁性を向上できると共に、加圧方向における導電性を向上できる。
【００３７】
（接着剤組成物）
この回路接続材料１に含有される接着剤組成物は、ラジカル重合性化合物及びラジカル重合開始剤を含有する。
【００３８】
ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物、マレイミド化合物、シトラコンイミド化合物、ナジイミド化合物等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。また、ラジカル重合性化合物は、モノマー、又はオリゴマーのいずれの状態でも使用することができ、モノマーとオリゴマーとを混合して使用してもよい。
【００３９】
（メタ）アクリレート化合物としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、エテレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、テトラメチレングリコールテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートトリシクロデカニル（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタン（メタ）アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキシド変性ジアクリレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。上記（メタ）アクリレート化合物をラジカル重合させることで、（メタ）アクリル樹脂が得られる。
【００４０】
マレイミド化合物は、マレイミド基を少なくとも１個有する化合物である。マレイミド化合物としては、フェニルマレイミド、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−マレイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４１】
シトラコンイミド化合物は、シトラコンイミド基を少なくとも１個有する化合物である。シトラコンイミド化合物としては、フェニルシトラコンイミド、１−メチル−２，４−ビスシトラコンイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ−４，４−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスシトラコンイミド、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４２】
ナジイミド化合物は、ナジイミド基を少なくとも１個有する化合物である。ナジイミド化合物としては、フェニルナジイミド、１−メチル−２，４−ビスナジイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスナジイミド、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−ナジイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４３】
さらに、ラジカル重合性化合物としては、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を使用してもよい。
【００４４】
リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、金属等の無機物に対する接着剤組成物の接着力を向上させることができるので好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物の使用量は、接着剤組成物の固形分１００質量部に対して、０．１〜３０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましく、０．５〜５質量部がさらに好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、無水リン酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの反応生成物として得られる。具体的には、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート（リン酸エステルジメタクリレート）等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４５】
ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物とリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。このような組合せの場合には、（メタ）アクリレート化合物、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて、接着剤組成物の接着強度がより向上する。
【００４６】
ラジカル重合開始剤としては、光照射及び／又は加熱によりラジカルを発生する化合物であれば特に制限はない。かかるラジカル重合開始剤としては、１５０〜７５０ｎｍの光照射及び／又は８０〜２００℃の加熱によりラジカルを発生する化合物が好ましく、具体的には、過酸化物、アゾ化合物等が好ましい。これらは、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適宜選択される。
【００４７】
過酸化物としては、高反応性と保存安定性の点から、有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の温度が４０℃以上、かつ半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の温度が５０℃以上、かつ半減期１分の温度が１７０℃以下の有機過酸化物が特に好ましい。なお、接続時間を１０秒以下とする場合、十分な反応率を得るためのラジカル重合開始剤の配合量は、接着剤組成物の固形分全量を基準として、１〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％が特に好ましい。
【００４８】
有機過酸化物としては、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等が挙げられる。中でも、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドは、開始剤中の塩素イオンや有機酸の濃度が５０００ｐｐｍ以下であり、加熱分解後に発生する有機酸が少なく、回路部材の電極の腐食を抑えることができるため特に好ましい。
【００４９】
ジアシルパーオキサイドとしては、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５０】
パーオキシジカーボネートとしては、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。
【００５１】
パーオキシエステルとしては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
【００５２】
パーオキシケタールとしては、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００５３】
ジアルキルパーオキサイドとしては、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５４】
ハイドロパーオキサイドとしては、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００５５】
シリルパーオキサイドとしては、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジメチルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジビニルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）ビニルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジアリルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）アリルシリルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５６】
これらのラジカル重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。
【００５７】
また、これらのラジカル重合開始剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
【００５８】
また、接着剤組成物が回路接続材料に使用される場合には、回路部材の電極の腐食を抑えるため、ラジカル重合開始剤中に含有される塩素イオンや有機酸の濃度は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。さらに、加熱分解後に発生する有機酸が少ないラジカル重合開始剤がより好ましい。また、接着剤組成物の硬化後の安定性が向上することから、室温及び常圧下で２４時間の開放放置後に２０質量％以上の質量保持率を有することが好ましい。
【００５９】
また、必要に応じて、接着剤組成物は、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲で含有してもよい。
【００６０】
この接着剤組成物は、ラジカル重合性化合物以外の熱硬化性樹脂を含んでもよい。このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、ハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
また、上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常のエポキシ樹脂の硬化剤として使用されているものが使用できる。具体的には、アミン類、フェノール類、酸無水物類、イミダゾール類、ジシアンジアミド等が挙げられる。さらに、硬化促進剤として通常使用されている３級アミン類、有機リン系化合物を適宜使用してもよい。
【００６２】
また、エポキシ樹脂を反応させる方法として、上記硬化剤を使用する以外に、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等を使用して、カチオン重合させてもよい。
【００６３】
この接着剤組成物には、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付与するため、高分子化合物が含有されてもよい。高分子化合物としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００６４】
これら高分子化合物は、分子量が１００００〜１０，０００，０００のものが好ましい。また、これら高分子化合物は、ラジカル重合性の官能基で変成されていても良く、この場合耐熱性が向上する。さらに、これら高分子化合物は、カルボキシル基を含んでいてもよい。接着剤組成物における高分子化合物の配合量は、接着剤組成物中の固形分全量に対して、２〜８０質量％が好ましく、５〜７０質量％がより好ましく、１０〜６０質量％が特に好ましい。高分子化合物の配合量が、２質量％以上であると、応力緩和や接着力が向上する傾向にある。他方、８０質量％以下であると流動性が低下し難くなる傾向にある。
【００６５】
この接着剤組成物には、適宜充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃剤、カップリング剤を添加してもよい。
【００６６】
以上説明した接着剤組成物においては、ラジカル重合性化合物１００質量部に対して、ラジカル重合開始剤を０．５〜３０質量部含有することが好ましく、１．０〜１０質量部含有することがより好ましい。ラジカル重合開始剤の含有量が０．５質量部以上であると、硬化反応が十分に進行し、硬化が十分になる傾向がある。他方、３０質量部以下であると、保存安定性が低下し難くなる傾向がある。
【００６７】
また、回路接続材料１における粒子混合物１０の含有割合は、回路接続材料１の全量に対して、１〜２０質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。含有割合が１質量％以上であると、良好な導通を得易くなる傾向がある。他方、２０質量％以下であると、隣接回路の短絡を引き起こす可能性を低減できる。
【００６８】
また、回路接続材料１の使用形態は特に制限されないが、例えば、上記接着剤組成物における各成分をトルエン、酢酸エチル等の有機溶媒に溶解させた溶液に粒子混合物１０を分散させて使用することができる。また、粒子混合物１０が分散した溶液から溶媒を除去して所定の形状に成形した成形体（例えば、後述するフィルム状回路接続材料１２；図２参照）として使用することもできる。
【００６９】
（回路接続材料）
本実施形態の回路接続材料１は、第１の回路基板の主面上に複数の第１の回路電極が形成された第１の回路部材と、第２の回路基板の主面上に複数の第２の回路電極が形成された第２の回路部材とを、上記第１及び第２の回路電極を対向させた状態で接続するための回路接続材料であって、上述の粒子混合物１０と接着剤組成物とを含有する。本実施形態の回路接続材料１は、異方導電性を有することが好ましい。
【００７０】
本実施形態の回路接続材料１を第１及び第２の回路部材間に介在させ、この回路接続材料１を加熱すると共に第１及び第２の回路部材を介して所定方向に加圧すると、第１及び第２の回路部材はこの回路接続材料１によって電気的に接続される。本実施形態の回路接続材料１は上述の粒子混合物１０を含有するので、この回路接続材料１では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００７１】
また、当該回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１〜２０質量％であることが好ましく、２〜２０質量％であることがより好ましい。回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１以上であると、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向における導電性が向上する傾向にある。一方、回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が２０質量％以下であると、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向に直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。また、回路部材との接着又は接合に相対的に寄与し難い第２の粒子８の含有割合が相対的に低くなるため、得られる回路部材の接続構造の機械的強度が向上する傾向にある。よって、回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合を１〜２０質量％とすることにより、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性を向上できると共に、加圧方向に直交する方向における絶縁性を向上できる。本発明において、第１の粒子と第２の粒子は、それぞれ、回路接続材料１の総質量に対する第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、回路接続材料１の総質量に対する前記第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であると好ましい。
【００７２】
また、本実施形態の回路接続材料１では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。このため、対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を更に低減することができる。
【００７３】
（フィルム状回路接続材料）
図２は、フィルム状の回路接続材料を模式的に示す断面図である。図２に示されるフィルム状回路接続材料１２は、上述の回路接続材料１をフィルム状に形成したものである。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、回路接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、回路接続材料の取り扱いが容易になる。フィルム状回路接続材料１２は、上述の接着剤組成物からなるフィルム状の絶縁部１４と、絶縁部１４中に分散された粒子混合物１０とを有する。
【００７４】
フィルム状回路接続材料１２は、硬化させたときに接着剤組成物のＴｇ（ガラス転移温度）が５℃以上異なる２種以上の層からなる多層構成（図示せず）としてもよい。
【００７５】
フィルム状回路接続材料１２は、例えば、接着剤組成物を溶媒に溶解させ、粒子混合物１０を分散したものを支持体（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等）上に塗工装置を用いて塗布し、接着剤組成物が硬化しない温度で所定時間熱風乾燥することにより作製することができる。
【００７６】
フィルム状回路接続材料１２の厚さは、２〜２０μｍであることが好ましい。フィルム状回路接続材料１２の厚さが２μｍ以上であると、対向する回路部材間に十分な量の回路接続材料を充填できる傾向がある。他方、２０μｍ以下であると、回路電極間の接着剤組成物を十分に排除可能であり、回路電極間の導通の確保が容易になる傾向がある。
【００７７】
（回路部材の接続構造）
図３は、本発明の実施形態に係る回路部材の接続構造を模式的に示す断面図である。図３に示される回路部材の接続構造２４は、第１の回路基板２１の主面２１ａ上に複数の第１の回路電極２２が形成された第１の回路部材２０と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に複数の第２の回路電極３２が形成された第２の回路部材３０と、が接続されたものである。接続構造２４は、第１の回路基板２１の主面２１ａと第２の回路基板３１の主面３１ａとの間に設けられた回路接続部材２６とを備える。第１の回路基板２１の主面２１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。また、第２の回路基板３１の主面３１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００７８】
回路部材２０，３０としては、電気的接続を必要とする電極が形成されているものであれば特に制限はない。具体的には、液晶ディスプレイに用いられているＩＴＯやＡｕ等で電極が形成されているガラス又はプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板、半導体シリコンチップ等が挙げられ、これらは必要に応じて組み合わせて使用される。このように、本実施形態では、プリント配線板やポリイミド等の有機物からなる材質をはじめ、銅、アルミニウム等の金属やＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材質のように多種多様な表面状態を有する回路部材を用いることができる。
【００７９】
回路接続部材２６は、前述の回路接続材料１の硬化物からなるものであり、回路電極２２，３２を対向させた状態で回路部材２０，３０同士を接続している。回路接続部材２６は、フィルム状回路接続材料１２の第１の粒子６のコア２（図２）を構成していた低融点金属からなる低融点金属部１６と、フィルム状回路接続材料１２の第１の粒子６の絶縁層４（図２）を構成していた樹脂組成物の硬化物からなる絶縁部１８と、フィルム状回路接続材料１２の第２の粒子８（図２）と、フィルム状回路接続材料１２の絶縁部１４に含まれていた接着剤組成物の硬化物からなる絶縁部１１とを備える。
【００８０】
第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とは、低融点金属部１６を介して電気的及び機械的に接続されている。低融点金属部１６は、コア２が溶融した後に第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２に接合して固化したものである。このため、低融点金属部１６は、第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２と金属結合している。よって、回路電極２２，３２間の接続抵抗が十分に低減されると共に、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とを強固に固定することができる。したがって、回路電極２２，３２間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。
【００８１】
また、絶縁部１８によって、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とをより強固に固定することができる。さらに、絶縁部１８は、隣り合う低融点金属部１６同士が導通することを一層抑制できる。よって、隣り合う回路電極２２，３２間の短絡を一層抑制することができる。
【００８２】
このような回路部材の接続構造２４では、対向する回路電極２２と回路電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、隣り合う回路電極２２間の絶縁性及び隣り合う回路電極３２間の絶縁性が十分に向上する。また、対向する回路電極２２と回路電極３２とは、回路接続部材２６によって強固に固定される。
【００８３】
（回路部材の接続構造の製造方法）
次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、上述した回路部材の接続構造２４の製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路部材の接続構造の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【００８４】
まず、上述した第１の回路部材２０及びフィルム状回路接続材料１２を用意する（図４（ａ）参照）。次に、フィルム状回路接続材料１２を第１の回路部材２０の第１の回路電極２２が形成されている面上に載置する。なお、例えばフィルム状回路接続材料１２が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状回路接続材料１２側を第１の回路部材２０に向けるようにして、第１の回路部材２０上に載置する。このとき、フィルム状回路接続材料１２はフィルム状であるので取り扱いが容易である。よって、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との間にフィルム状回路接続材料１２を容易に介在させることができ、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との接続作業を容易に行うことができる。
【００８５】
そして、フィルム状回路接続材料１２を、回路部材２０に押し付ける向きに加圧（図４（ａ）の矢印Ａ及び矢印Ｂの向きに加圧）し、フィルム状回路接続材料１２を第１の回路部材２０に仮接続する（図４（ｂ）参照）。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状回路接続材料１２中の接着剤組成物が硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤がラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００８６】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第２の回路部材３０を、第２の回路電極３２が第１の回路部材２０に向くようにしてフィルム状回路接続材料１２上に載置する。なお、例えばフィルム状回路接続材料１２が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから第２の回路部材３０をフィルム状回路接続材料１２上に載せる。
【００８７】
そして、フィルム状回路接続材料１２を、加熱しながら、図４（ｃ）の矢印Ａ及び矢印Ｂの向きに回路部材２０，３０を介して加圧する。このときの加熱温度は、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生し、ラジカル重合性化合物の重合が開始される。そして、絶縁部１４の接着剤組成物が硬化される。加熱温度は、例えば、９０〜２００℃とし、接続時間は例えば１秒〜１０分とする。これらの条件は、使用する用途、接着剤組成物、回路部材によって適宜選択され、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。こうして、フィルム状回路接続材料１２が硬化処理され、本接続が行われ、図３に示すような回路部材の接続構造２４が得られる。
【００８８】
このような加熱・加圧処理の際、フィルム状回路接続材料１２は、加熱されると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧される。そして、フィルム状回路接続材料１２に分散されている第１の粒子６と第２の粒子８とが、互いに対向する回路電極２２と回路電極３２との間に挟み込まれる。これにより、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子６の絶縁層４が軟化すると共に、第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２によって押圧されることで、第１の粒子６の押圧された部分において選択的に絶縁層４が一部除去され、絶縁層４からコア２が露出する。その後、更に加熱すると、低融点金属の融点においてコア２が溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極２２，３２と、溶融したコアとが金属結合する。
【００８９】
フィルム状回路接続材料１２は第２の粒子８を含んでおり、この第２の粒子８は、低融点金属部１６（コア２）よりも高い融点又は高い軟化点を有し、コア２よりも粒径が小さいので、回路電極２２と回路電極３２との間でスペーサとして機能し、溶融したコア２が第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、第１の粒子６が過剰に押し潰されることが避けられ、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア２同士が接合することを抑制できる。さらに、コア２の表面２ａにおける上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層４で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア２同士が接合することを更に抑制できる。
【００９０】
また、本実施形態の粒子混合物１０では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。よって、粒子混合物１０を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００９１】
上記のようにして、回路部材の接続構造２４を製造すると、得られる回路部材の接続構造２４において、対向する回路電極２２と回路電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、隣り合う回路電極２２間の絶縁性及び隣り合う回路電極３２間の絶縁性が十分に向上し、短絡（ショート）の可能性が低減される。
【００９２】
フィルム状回路接続材料１２の加熱により、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤組成物が硬化して絶縁部１１となる。また、コア２は、溶融して第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２に接合した後に固化するので、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０とが回路接続部材２６を介して強固に接続される。得られる回路部材の接続構造２４において、回路接続部材２６は上記回路接続材料の硬化物により構成されていることから、回路部材２０又は３０に対して回路接続部材２６の接着強度は十分に高い。
【００９３】
さらに、コア２は低融点金属を主成分とするため、回路部材の接続構造２４を製造する際のプロセス温度が低温となる。よって、回路部材の接続構造２４を構成する部品は耐熱性をそれ程要求されないので、当該部品の材料選択の幅が広がる。
【００９４】
〔第２実施形態〕
（接続材料）
本実施形態の接続材料は、上述の粒子混合物１０と接着剤組成物とを含有する。本実施形態の接続材料は、上述の回路接続材料に限定されず、互いに対向する第１及び第２の回路電極を接続するための接続材料である。この接続材料を第１及び第２の回路電極間に介在させ、接続材料を加熱すると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧すると、第１及び第２の回路電極は接続材料によって電気的に接続される。本実施形態の接続材料は上述の粒子混合物１０を含有するので、この接続材料では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００９５】
また、当該接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１〜２０質量％であることが好ましい。接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１質量％以上であると、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向における導電性が向上する傾向にある。一方、接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が２０質量％以下であると、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向に直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。また、回路電極との接着又は接合に相対的に寄与し難い第２の粒子８の含有割合が相対的に低くなるため、得られる回路電極の接続構造の機械的強度が向上する傾向にある。よって、接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合を１〜２０質量％とすることにより、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性を向上できると共に、加圧方向に直交する方向における絶縁性を向上できる。
【００９６】
（フィルム状接続材料）
本実施形態のフィルム状接続材料は、図２に示されるフィルム状回路接続材料１２と同様に、前述の回路接続材料１をフィルム状に形成してなる。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、接続材料の取り扱いが容易になる。
【００９７】
（回路電極の接続構造）
図５は、本実施形態の回路電極の接続構造としての半導体装置を模式的に示す断面図である。図５に示される半導体装置１００は、半導体素子５０（第１の回路電極）と、半導体素子５０を支持する基板６０とを備える。半導体素子５０及び基板６０の間には、これらを電気的及び機械的に接続する半導体素子接続部材４０（接続部材）が設けられている。半導体素子接続部材４０は、基板６０の主面６０ａ上に設けられている。半導体素子５０は、半導体素子接続部材４０上に設けられている。
【００９８】
基板６０上には複数の回路パターン６１（第２の回路電極）が形成されている。回路パターン６１は半導体素子５０に対向配置されている。半導体素子接続部材４０は、半導体素子５０及び回路パターン６１の間に設けられており、これらを電気的及び機械的に接続している。半導体素子接続部材４０及び半導体素子５０は、封止材７０により封止されている。
【００９９】
半導体素子５０の構成材料としては、特に制限されないが、シリコン、ゲルマニウム等のＩＶ族半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＺｅＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、ＣｕＩｎＳｅ（ＣｌＳ）等の種々の材料が挙げられる。
【０１００】
半導体素子接続部材４０は、前述の回路接続材料１の硬化物からなる。半導体素子接続部材４０は、回路接続部材２６と同様に、例えば、低融点金属部１６と、絶縁部１８と、第２の粒子８と、絶縁部１１とを備える。半導体装置１００においては、半導体素子５０と回路パターン６１とが、低融点金属からなる低融点金属部１６を介して電気的に接続されている。このため、半導体素子５０及び回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、半導体素子５０及び回路パターン６１間の電流の流れを円滑にすることができ、半導体素子５０の有する機能を十分に発揮することができる。また、半導体素子接続部材４０は優れた異方導電性を有するので、隣り合う回路パターン６１間の絶縁性が十分に向上する。よって、隣り合う回路パターン６１間の短絡の発生を抑制できる。
【０１０１】
また、半導体素子接続部材４０では、低融点金属部１６と半導体素子５０及び回路パターン６１とが金属接合していることから、半導体素子５０及び基板６０に対する半導体素子接続部材４０の接着強度が十分に高くなり、この状態を長期間にわたって持続させることができる。したがって、半導体素子５０及び基板６０間の電気特性の長期信頼性を十分に高めることが可能となる。
【０１０２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【０１０３】
例えば、上記実施形態では、フィルム状回路接続材料１２を用いて回路部材の接続構造を製造しているが、フィルム状回路接続材料１２に代えて、フィルム状ではない回路接続材料１を用いてもよい。この場合、例えば、回路接続材料１を溶媒に溶解させ、その溶液を、第１の回路部材２０又は第２の回路部材３０のいずれかに塗布し乾燥させれば、回路部材２０，３０間に回路接続材料１を介在させることができる。
【０１０４】
また、回路部材の接続構造の製造方法では、加熱又は光照射によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤のほかに、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。
【実施例１】
【０１０５】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
（粒子の作製）
まず、コアとして、Ｓｎ−５８Ｂｉの導電粒子を準備した。千住金属株式会社製ソルダーペーストＬ２０（はんだ成分：Ｓｎ−５８Ｂｉ）をアセトンに溶かして導電粒子成分を分離した。次いで、振動ふるい器を用いて平均粒径が５μｍの粒子を分級した。
【０１０７】
続いて、導電粒子の表面上に絶縁層を形成した。絶縁層の材料として、パラプレンＰ−２５Ｍ（熱可塑性ポリウレタン樹脂、軟化点１３０℃、日本エラストラン（株）製商品名）の１質量％ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液とし、導電性粒子を添加撹拌した。この後スプレードライヤ（ヤマト科学（株）製ＧＡ−３２型）により１００℃で１０分間噴霧乾燥を行い被覆粒子を得た。この時の被覆層の平均厚みは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察の結果、約１μｍであった。このようにして、第１の粒子を作製した。
【０１０８】
次に、第２の粒子として積水化学株式会社製の導電微粒子（ミクロパールＡＵ、平均粒径４μｍ準備した。第２の粒子の平均粒径は、コア２の平均粒径の０．８倍であった。
【０１０９】
（フィルム状回路接続材料の作製）
一方、以下の手順でフィルム状回路接続材料の作製を行った。まず、フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、質量比でトルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０／５０の混合溶剤に溶解して、固形分４０質量％のフェノキシ樹脂溶液を準備した。
【０１１０】
ラジカル重合性化合物として、ヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名８０ＭＦＡ）及び、リン酸エステルジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名Ｐ−２Ｍ）を準備した。
【０１１１】
ラジカル重合開始剤として、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート（日本油脂株式会社製、商品名パーロイルＯＰＰ）を準備した。
【０１１２】
上記のようにして準備した材料を下記に示す固形分質量比で配合して接着剤組成物を得た。さらに、その接着剤組成物に、上述の粒子混合物を回路接続材料の全量に対して３体積％となるように添加して分散させた。
・ＰＫＨＣ：５０
・８０ＭＦＡ：５０
・Ｐ−２Ｍ：１０
・パーロイルＯＰＰ：５
【０１１３】
次に、得られた溶液を、厚さ８０μｍのフッ素樹脂フィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃で１０分間の熱風乾燥により、厚さが２０μｍのフィルム状回路接続材料を得た。得られたフィルム状回路接続材料は、室温（２５℃）で十分な柔軟性を示した。
【０１１４】
（回路部材の接続構造の作製）
次に、ライン幅２５μｍ、ピッチ５０μｍ、厚さ８μｍのＡｕめっき回路を有するフレキシブル基板（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名ＣＯＦ ＴＥＧ＿５０Ａ）と、バンプサイズ３０μｍ×１００μｍ、ピッチ５０μｍのＡｕバンプを有する半導体素子（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名ＪＴＥＧ Ｐｈａｓｅ６＿５０）を準備した。ＦＰＣ基板と半導体素子との間に上述のフィルム状回路接続材料を配置し、熱圧着装置（加熱方式：コンスタントヒート型、東レエンジニアリング株式会社製）を用いて１６０℃、３ＭＰａで１５秒間の加熱及び所定方向の加圧を行った。こうして回路部材の接続構造（半導体素子／フレキシブル基板接続構造）を作製した。
【０１１５】
（実施例２）
第２の粒子に平均粒径が４μｍのプラスチック粒子（積水化学株式会社製ミクロパールＳＰ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１６】
（比較例１）
第１の粒子に平均粒径が５μｍのＡｕめっきプラスチック粒子（積水化学株式会社製ミクロパールＡＵ）を用い、第２の粒子を入れなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１７】
（比較例２）
Ｓｎ−Ｂｉ粒子に絶縁層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１８】
（接続抵抗の測定）
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の対向する回路部材間の接続抵抗を測定した。具体的には、それぞれの接続構造体の全電極をデイジーチェインで結んだ回路の接続抵抗をＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ Ｒ６８７１Ｅを用いて測定した。このとき、測定電流は１ｍＡとした。測定結果は、表１に示す通りであった。第１の粒子のコアに低融点金属を有する回路接続材料を用いた場合（実施例１、２）の方が、低融点金属層を有しない、高融点金属（Ａｕ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料を用いた場合（比較例１）よりも、低い接続抵抗を示した。また、第１の粒子に絶縁層を形成しなかった場合（比較例２）には、隣接する電極間にショート（短絡）が見られた。
【０１１９】
（耐温度サイクル寿命）
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の耐温度サイクル寿命を評価した。測定における温度範囲は下限−４０℃、上限１２５℃とし、下限及び上限温度での保持時間を各１５分間とした。常温から温度上限まで加熱して温度下限まで冷却し、その後常温に戻す一連の工程を１サイクルとし、かかるサイクルを繰り返し行って耐温度サイクル性を評価した。そして、１００サイクル毎に温度サイクル試験装置から取り出して接続抵抗を測定し、オープン不良が発生するまでのサイクル数を測定した。測定結果は表１に示す通りであった。第１の粒子のコアに低融点金属を有する回路接続材料を用いた場合（実施例１、２）の方が、低融点金属層を持たず高融点金属（Ａｕ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料（比較例１）よりも、耐温度サイクル寿命が長いことが確認できた。また、絶縁層を持たない導電粒子を用いた場合は、接続構造体を作製するときに、隣接する導電粒子同士が融着し、さらに、隣り合う電極が導通してショート（短絡）してしまう現象があった。
【０１２０】
【表１】
【符号の説明】
【０１２１】
１…回路接続材料、２…コア、２ａ…コアの表面、４…絶縁層、６…第１の粒子、８…第２の粒子、１０…粒子混合物、１１、１４…絶縁部、１２…フィルム状回路接続材料、１６…低融点金属部、１８…絶縁部、２０…第１の回路部材、２１…第１の回路基板、２１ａ…第１の回路基板の主面、２２…第１の回路電極、２４…回路部材の接続構造、２６…回路接続部材、３０…第２の回路部材、３１…第２の回路基板、３１ａ…第２の回路基板の主面、３２…第２の回路電極、４０…半導体素子接続部材（接続部材）、５０…半導体素子（第１の回路電極）、６０…基板、６０ａ…基板の主面、６１…回路パターン（第２の回路電極）、７０…封止材、１００…半導体装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤組成物に導電粒子を含有して成る回路接続材料、及びその回路接続材料を用いた回路部材の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の小型化・薄型化に伴い、電子部品に用いられる回路部材の回路電極は高密度化・高精細化している。第１の回路部材と第２の回路部材とを接続する回路接続材料として、異方導電性接着剤又は異方導電性フィルムが用いられている。例えば異方導電性フィルムは、複数の導電粒子（例えば、Ｎｉ等の金属粒子）及び接着剤組成物からなる回路接続材料をフィルム状に形成してなる。
【０００３】
第１の回路部材と第２の回路部材とは、以下の方法で接続される。まず、第１の回路部材の第１の回路電極と第２の回路部材の第２の回路電極とが対向配置された状態で、第１の回路部材と第２の回路部材との間に異方導電性フィルムを介在させる。その後、第１及び第２の回路部材と異方導電性フィルムとからなる構造体を加熱すると共に所定方向に加圧する。この場合、異方導電性フィルムが硬化することにより、第１の回路部材は第２の回路部材に接着固定される。また、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極とが電気的に接続されると共に、隣り合う第１及び第２の回路電極同士が電気的に絶縁される。
【０００４】
上記方法において、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の導通は、主として異方導電性フィルム中の導電粒子が第１及び第２の回路電極に接触することにより得られる。しかしながら、導電粒子の剛性が高いと、導電粒子と第１及び第２の回路電極との間の接触面積、及び、導電粒子同士の接触面積を、十分大きくすることができない。
【０００５】
そこで、接触面積を大きくする試みとして、例えば半田等の低融点金属からなる最外層が高分子核体の表面を覆う導電粒子を用いる方法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。この場合、加熱により導電粒子が融解して、融解した低融点金属が第１及び第２の回路電極と金属接合するため、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を下げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１５７７２０号公報
【特許文献２】特開２００２−１７０４２７号公報
【特許文献３】特許第３５４２６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３において、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗は未だ高く、この接続抵抗を一層下げることが強く望まれている。そこで、かかる接続抵抗を更に下げるために、本発明者らは、特許文献１〜３に開示されるような核体を備えず、低融点金属のみからなる導電粒子を用いることを検討した。
【０００８】
ところが、このような導電粒子を加熱及び所定方向に加圧すると、導電粒子の温度が低融点金属の融点に到達した時点で導電粒子が溶融し、溶融した導電粒子が第１及び第２の回路部材によって押し潰されてしまう。また、溶融した低融点金属の表面張力は非常に高いため、隣り合う溶融した導電粒子同士は、加圧方向と直交する方向に互いに融合して接合する。その結果、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう。特に、隣り合う第１及び第２の回路電極間が狭ピッチになると、上述の問題は顕著となる。
【０００９】
そこで、本発明は、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を小さくし、かつ、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう可能性を低減することができる回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回路接続材料は、互いに対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟まれて第１の回路電極と第２の回路電極とを接続するための回路接続材料であって、加熱により流動性を有する接着剤組成物と、第１の粒子と、第２の粒子と、を備え、第１の粒子は、融点が１３０〜２５０℃の低融点金属を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆しており低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層と、を有しており、第２の粒子は、コアよりも平均粒径が小さく、低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分としており、第１の粒子は、第１の回路電極と第２の回路電極との接続の際には、絶縁層が回路接続時の加熱・加圧によって軟化して一部除去され、絶縁層から露出したコアと第１及び第２の回路電極とが金属接合することによって第１の回路電極と第２の回路電極と間の導通を図り、第２の粒子は、第１の回路電極と第２の回路電極との接続の際には、第１及び第２の回路電極の接続条件下においてスペーサとして機能することを特徴とする。
【００１１】
この回路接続材料が備える第１の粒子及び第２の粒子が、互いに対向する回路電極間に挟み込まれた際には、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子の絶縁層が軟化すると共に、第１の回路電極及び第２の回路電極によって押圧されることで、第１の粒子の押圧された部分において選択的に絶縁層が一部除去され、絶縁層からコアが露出する。その後、更に加熱すると、低融点金属の融点においてコアは溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極と、溶融したコアとが金属結合する。ここで、回路接続材料は第２の粒子を含んでおり、この第２の粒子は、低融点金属よりも高い融点又は難化点を有し、コアよりも粒径が小さいので、回路電極間でスペーサとして機能し、溶融したコアが第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、第１の粒子が過剰に押し潰されることが避けられ、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。さらに、コアの表面における上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを更に抑制できる。また、コアが絶縁層によって被覆されているので、コアが酸化し難い。よって、第１及び第２の粒子を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００１２】
また、本発明の回路接続材料は、総質量に対する第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、総質量に対する第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であることとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の回路接続材料は、フィルム状に形成されてもよい。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、回路接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、回路接続材料の取り扱いが容易になる。
【００１４】
本発明の回路部材の接続構造は、上記何れかの回路接続材料と、第１の回路電極と、第２の回路電極と、を備え、第１の回路電極と第２の回路電極とが、回路接続材料を介して電気的に互いに接続されていることを特徴とする。
【００１５】
この回路部材の接続構造では、上記の回路接続材料により回路電極同士が接続されているので、対向する回路電極間の接続抵抗が小さくなり、隣接する回路電極間の短絡の可能性が低減される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対向配置された第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を小さくし、かつ、隣り合う第１及び第２の回路電極間が導通し短絡（ショート）してしまう可能性を低減することができる回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回路接続材料を模式的に示す断面図である。
【図２】フィルム状回路接続材料を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回路部材の接続構造を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３の回路部材の接続構造の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回路電極の接続構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の回路接続材料及び回路部材の接続方法の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味するものとする。
【００１９】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態の回路接続材料１は、接着剤組成物と、図１に示す粒子混合物１０とを備える。粒子混合物１０には、第１の粒子６と第２の粒子８との２種類の粒子が含まれる。具体的には、回路接続材料１は、接着剤組成物中に第１の粒子６と第２の粒子８との２種類の粒子が分散されたものである。詳細は後述するが、この回路接続材料１は、主にフィルム状に形成された状態で使用され、互いに対向して加熱・加圧される第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟み込まれて、当該第１及び第２の回路電極を接続するための回路接続材料である。このような電極の接続構造において、第１の粒子６及び第２の粒子８は、第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟み込まれる。
【００２０】
（粒子混合物）
図１に示すように、粒子混合物１０は、第１の粒子６と第２の粒子８とを備える。第１の粒子６は、低融点金属を主成分とするコア２と、コア２の表面２ａを被覆する絶縁層４とを有する。絶縁層４は、コア２を構成する低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる。第２の粒子８は、低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分とする。第１の粒子６及び第２の粒子８の形状は、特に限定されず、例えば略球状である。
【００２１】
ここで、「軟化点」とは、ビカット軟化温度あるいはガラス転移温度を指す。ビカット軟化温度は、加熱浴槽中に規定された寸法の試験片を据え、中央部に一定の断面積の端面を押し当てた状態で浴槽の温度を上昇させ、試験片に端面が一定の深さまで食い込んだ時の温度である（ＪＩＳ Ｋ７２０６）。ガラス転移温度は、動的粘弾性測定によって測定した損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度である。
【００２２】
この回路接続材料１が、互いに対向する第１及び第２の回路電極を接続する場合において、第２の粒子８は、第１及び第２の回路電極間に設けられるスペーサとして機能する。
【００２３】
粒子混合物１０を含有する回路接続材料１は、第１及び第２の回路電極を接続する時に、加熱されると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧される。これにより、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子６の絶縁層４が軟化すると共に第１及び第２の回路電極によって押圧されることで、第１の粒子６の押圧された部分において選択的に絶縁層４が一部除去され、絶縁層４からコア２が露出する。その後更に加熱すると、低融点金属の融点においてコア２は溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極と、溶融したコアとが金属結合する。
【００２４】
粒子混合物１０は第２の粒子８を備えるので、溶融したコアが第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。さらに、コア２の表面２ａにおける上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層４で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できる。したがって、本実施形態の粒子混合物１０では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００２５】
また、本実施形態の粒子混合物１０では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。よって、粒子混合物１０を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００２６】
（第１の粒子）
第１の粒子６のコア２を構成する低融点金属としては、例えば各種の共晶合金あるいは非共晶低融点合金あるいは単独金属が使用できる。例えば、Ｐｂ８２．６−Ｃｄ１７．４（融点２４８℃）、Ｐｂ８５−Ａｕ１５（融点２１５℃）、Ｂｉ９７−Ｎａ３（融点２１８℃）、Ｂｉ５７−Ｓｎ４３（融点１３９℃）、Ｓｎ（融点２３２℃）、Ｉｎ９７．２−Ｚｎ２．８（融点１４４℃）、Ｉｎ（融点１５７℃）などが挙げられる。
【００２７】
コア２をなす低融点金属の融点は、１３０℃〜２５０℃であることが好ましく、１５０〜２００℃であることがより好ましい。この場合、粒子混合物１０を加熱する際の温度が低温で済む。よって、粒子混合物１０が、例えば上記回路電極等の他の部材と共に加熱される場合に、当該他の部材が受ける熱的影響を低減することができる。
【００２８】
コア２の平均粒径は、１〜１０μｍであることが好ましい。コア２の粒子の平均粒径が１μｍ以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することが抑制される傾向にある。一方、コア２の粒子の平均粒径が１０μｍ以下であると、例えば、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積が小さくなることを抑制できる傾向にある。よって、コア２の粒子の平均粒径を１〜１０μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できると共に、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積を大きくできる。
【００２９】
絶縁層４は、コア２を構成する低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなるものであれば特に限定されないが、熱可塑性樹脂又はホットメルト性樹脂を含有する樹脂組成物からなることが好ましい。また、熱軟化性又は融点を有するホットメルト接着剤のベースポリマー又はエラストマー類も有用である。このような樹脂として、例えば、ポリエチレン、エチレン共重合体ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリク酸エステル系ゴム、ポリビニルアセタール、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、スチレン、フェノキシ、固形エポキシ樹脂、ポリウレタン等が挙げられ、その他、テルペン樹脂やロジン等の天然及び合成樹脂、ＥＤＴＡ等のキレート剤も挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００３０】
絶縁層４を構成する樹脂組成物の軟化点は、１３０〜２５０℃であることが好ましい。樹脂組成物の軟化点が１３０℃以上であると、接続信頼性が向上する。例えば、本発明を用いた電子部品の耐温度サイクル試験を行う場合、上限１２５℃の耐温度サイクル試験においては、電子部品が１２５℃に曝されても接合部の絶縁層４が溶融または軟化することがなく機械的強度が保たれるため接続信頼性が向上する。一方、樹脂組成物の軟化点が２５０℃以下であると、粒子混合物１０が、例えば上記回路電極部材等の他の部材と共に加熱される場合に、当該他の部材が受ける熱的影響が低減される傾向にある。
【００３１】
絶縁層４の厚さは、０．０１〜０．５μｍであることが好ましい。絶縁層の厚さが０．０１μｍ以上であると、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士の接合がより抑制される傾向にある。一方、絶縁層４の厚さが０．５μｍ以下であると、粒子６の絶縁層４が押圧される際に、小さい圧力でも粒子６の押圧された部分にコア２が露出する傾向にある。よって、絶縁層４の厚さを０．０１〜０．５μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士の接合を更に抑制できると共に、絶縁層４が押圧される際に絶縁層４の押圧された部分にコア２が露出し易くなる。
【００３２】
（第２の粒子）
第２の粒子８は、導電粒子であることが好ましい。この場合、第２の粒子８も電流を通すことができるので、粒子混合物１０の導電性が向上する。第２の粒子８は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、半田等の金属やカーボン等からなることが好ましい。また、非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等を上記金属等の導電物質で被覆したものも第２の粒子８として使用できる。このとき、被覆する金属層の厚さは十分な導電性を得るためには１０ｎｍ以上が好ましい。
【００３３】
第２の粒子８は絶縁粒子であってもよい。絶縁性材料としては、スチレンブタジエンゴム及びシリコーンゴム等の各種ゴム、ポリスチレン及びエポキシ樹脂等の各種プラスチックス、デンプン及びセルロース等の天然物が挙げられる。第２の粒子８に絶縁性材料を用いることにより、第２の粒子８の密度が低くなり、接着剤組成物への分散性が良くなる。
【００３４】
第２の粒子８の平均粒径が１〜１０μｍであることが好ましい。第２の粒子８の平均粒径が１μｍ以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することが抑制される傾向にある。一方、第２の粒子８の平均粒径が１０μｍ以下であると、例えば、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積が小さくなることを抑制できる傾向にある。よって、第２の粒子８の平均粒径を１〜１０μｍとすることにより、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア同士が接合することを抑制できると共に、溶融したコアと回路電極との接合面積又は接触面積を大きくできる。
【００３５】
コア２の平均粒径に対する第２の粒子８の平均粒径が、０．５〜０．９倍であることが好ましい。第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．５倍以上であると、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にあり、また、溶融したコア２を潰し過ぎて隣接する粒子６同士が融着する可能性も少なくなる傾向にある。一方、第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．９倍以下であると、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にある。よって、第２の粒子８の平均粒径がコア２の平均粒径の０．５〜０．９倍であることにより、熱圧着したときに溶融したコア２が充分に潰れて第１及び第２の電極との接触面積が増える傾向にあり、また、溶融したコアを潰し過ぎて隣接する第１の粒子６同士が融着する可能性も少なくなる傾向にある。
【００３６】
コア２の質量に対する第２の粒子８の質量比は、０．１〜１．０倍であることが好ましい。第２の粒子８の質量がコア２の質量の０．１倍以上であると、溶融したコアがより押し潰され難くなるので、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。一方、第２の粒子８の質量がコア２の質量の１．０倍以下であると、加圧方向における導電性が向上する傾向にある。よって、第２の粒子８の質量がコア２の質量の０．１〜１．０倍であることにより、加圧方向と直交する方向における絶縁性を向上できると共に、加圧方向における導電性を向上できる。
【００３７】
（接着剤組成物）
この回路接続材料１に含有される接着剤組成物は、ラジカル重合性化合物及びラジカル重合開始剤を含有する。
【００３８】
ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物、マレイミド化合物、シトラコンイミド化合物、ナジイミド化合物等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。また、ラジカル重合性化合物は、モノマー、又はオリゴマーのいずれの状態でも使用することができ、モノマーとオリゴマーとを混合して使用してもよい。
【００３９】
（メタ）アクリレート化合物としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、エテレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、テトラメチレングリコールテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートトリシクロデカニル（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタン（メタ）アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキシド変性ジアクリレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。上記（メタ）アクリレート化合物をラジカル重合させることで、（メタ）アクリル樹脂が得られる。
【００４０】
マレイミド化合物は、マレイミド基を少なくとも１個有する化合物である。マレイミド化合物としては、フェニルマレイミド、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−マレイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４１】
シトラコンイミド化合物は、シトラコンイミド基を少なくとも１個有する化合物である。シトラコンイミド化合物としては、フェニルシトラコンイミド、１−メチル−２，４−ビスシトラコンイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ−４，４−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスシトラコンイミド、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４２】
ナジイミド化合物は、ナジイミド基を少なくとも１個有する化合物である。ナジイミド化合物としては、フェニルナジイミド、１−メチル−２，４−ビスナジイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスナジイミド、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−ナジイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４３】
さらに、ラジカル重合性化合物としては、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を使用してもよい。
【００４４】
リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、金属等の無機物に対する接着剤組成物の接着力を向上させることができるので好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物の使用量は、接着剤組成物の固形分１００質量部に対して、０．１〜３０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましく、０．５〜５質量部がさらに好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、無水リン酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの反応生成物として得られる。具体的には、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート（リン酸エステルジメタクリレート）等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００４５】
ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物とリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。このような組合せの場合には、（メタ）アクリレート化合物、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて、接着剤組成物の接着強度がより向上する。
【００４６】
ラジカル重合開始剤としては、光照射及び／又は加熱によりラジカルを発生する化合物であれば特に制限はない。かかるラジカル重合開始剤としては、１５０〜７５０ｎｍの光照射及び／又は８０〜２００℃の加熱によりラジカルを発生する化合物が好ましく、具体的には、過酸化物、アゾ化合物等が好ましい。これらは、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適宜選択される。
【００４７】
過酸化物としては、高反応性と保存安定性の点から、有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の温度が４０℃以上、かつ半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の温度が５０℃以上、かつ半減期１分の温度が１７０℃以下の有機過酸化物が特に好ましい。なお、接続時間を１０秒以下とする場合、十分な反応率を得るためのラジカル重合開始剤の配合量は、接着剤組成物の固形分全量を基準として、１〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％が特に好ましい。
【００４８】
有機過酸化物としては、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等が挙げられる。中でも、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドは、開始剤中の塩素イオンや有機酸の濃度が５０００ｐｐｍ以下であり、加熱分解後に発生する有機酸が少なく、回路部材の電極の腐食を抑えることができるため特に好ましい。
【００４９】
ジアシルパーオキサイドとしては、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５０】
パーオキシジカーボネートとしては、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。
【００５１】
パーオキシエステルとしては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
【００５２】
パーオキシケタールとしては、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００５３】
ジアルキルパーオキサイドとしては、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５４】
ハイドロパーオキサイドとしては、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００５５】
シリルパーオキサイドとしては、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジメチルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジビニルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）ビニルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジアリルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）アリルシリルパーオキサイド等が挙げられる。
【００５６】
これらのラジカル重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。
【００５７】
また、これらのラジカル重合開始剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
【００５８】
また、接着剤組成物が回路接続材料に使用される場合には、回路部材の電極の腐食を抑えるため、ラジカル重合開始剤中に含有される塩素イオンや有機酸の濃度は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。さらに、加熱分解後に発生する有機酸が少ないラジカル重合開始剤がより好ましい。また、接着剤組成物の硬化後の安定性が向上することから、室温及び常圧下で２４時間の開放放置後に２０質量％以上の質量保持率を有することが好ましい。
【００５９】
また、必要に応じて、接着剤組成物は、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲で含有してもよい。
【００６０】
この接着剤組成物は、ラジカル重合性化合物以外の熱硬化性樹脂を含んでもよい。このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、ハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
また、上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常のエポキシ樹脂の硬化剤として使用されているものが使用できる。具体的には、アミン類、フェノール類、酸無水物類、イミダゾール類、ジシアンジアミド等が挙げられる。さらに、硬化促進剤として通常使用されている３級アミン類、有機リン系化合物を適宜使用してもよい。
【００６２】
また、エポキシ樹脂を反応させる方法として、上記硬化剤を使用する以外に、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等を使用して、カチオン重合させてもよい。
【００６３】
この接着剤組成物には、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付与するため、高分子化合物が含有されてもよい。高分子化合物としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００６４】
これら高分子化合物は、分子量が１００００〜１０，０００，０００のものが好ましい。また、これら高分子化合物は、ラジカル重合性の官能基で変成されていても良く、この場合耐熱性が向上する。さらに、これら高分子化合物は、カルボキシル基を含んでいてもよい。接着剤組成物における高分子化合物の配合量は、接着剤組成物中の固形分全量に対して、２〜８０質量％が好ましく、５〜７０質量％がより好ましく、１０〜６０質量％が特に好ましい。高分子化合物の配合量が、２質量％以上であると、応力緩和や接着力が向上する傾向にある。他方、８０質量％以下であると流動性が低下し難くなる傾向にある。
【００６５】
この接着剤組成物には、適宜充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃剤、カップリング剤を添加してもよい。
【００６６】
以上説明した接着剤組成物においては、ラジカル重合性化合物１００質量部に対して、ラジカル重合開始剤を０．５〜３０質量部含有することが好ましく、１．０〜１０質量部含有することがより好ましい。ラジカル重合開始剤の含有量が０．５質量部以上であると、硬化反応が十分に進行し、硬化が十分になる傾向がある。他方、３０質量部以下であると、保存安定性が低下し難くなる傾向がある。
【００６７】
また、回路接続材料１における粒子混合物１０の含有割合は、回路接続材料１の全量に対して、１〜２０質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。含有割合が１質量％以上であると、良好な導通を得易くなる傾向がある。他方、２０質量％以下であると、隣接回路の短絡を引き起こす可能性を低減できる。
【００６８】
また、回路接続材料１の使用形態は特に制限されないが、例えば、上記接着剤組成物における各成分をトルエン、酢酸エチル等の有機溶媒に溶解させた溶液に粒子混合物１０を分散させて使用することができる。また、粒子混合物１０が分散した溶液から溶媒を除去して所定の形状に成形した成形体（例えば、後述するフィルム状回路接続材料１２；図２参照）として使用することもできる。
【００６９】
（回路接続材料）
本実施形態の回路接続材料１は、第１の回路基板の主面上に複数の第１の回路電極が形成された第１の回路部材と、第２の回路基板の主面上に複数の第２の回路電極が形成された第２の回路部材とを、上記第１及び第２の回路電極を対向させた状態で接続するための回路接続材料であって、上述の粒子混合物１０と接着剤組成物とを含有する。本実施形態の回路接続材料１は、異方導電性を有することが好ましい。
【００７０】
本実施形態の回路接続材料１を第１及び第２の回路部材間に介在させ、この回路接続材料１を加熱すると共に第１及び第２の回路部材を介して所定方向に加圧すると、第１及び第２の回路部材はこの回路接続材料１によって電気的に接続される。本実施形態の回路接続材料１は上述の粒子混合物１０を含有するので、この回路接続材料１では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００７１】
また、当該回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１〜２０質量％であることが好ましく、２〜２０質量％であることがより好ましい。回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１以上であると、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向における導電性が向上する傾向にある。一方、回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が２０質量％以下であると、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向に直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。また、回路部材との接着又は接合に相対的に寄与し難い第２の粒子８の含有割合が相対的に低くなるため、得られる回路部材の接続構造の機械的強度が向上する傾向にある。よって、回路接続材料１の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合を１〜２０質量％とすることにより、回路接続材料１を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性を向上できると共に、加圧方向に直交する方向における絶縁性を向上できる。本発明において、第１の粒子と第２の粒子は、それぞれ、回路接続材料１の総質量に対する第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、回路接続材料１の総質量に対する前記第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であると好ましい。
【００７２】
また、本実施形態の回路接続材料１では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。このため、対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間の接続抵抗を更に低減することができる。
【００７３】
（フィルム状回路接続材料）
図２は、フィルム状の回路接続材料を模式的に示す断面図である。図２に示されるフィルム状回路接続材料１２は、上述の回路接続材料１をフィルム状に形成したものである。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、回路接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、回路接続材料の取り扱いが容易になる。フィルム状回路接続材料１２は、上述の接着剤組成物からなるフィルム状の絶縁部１４と、絶縁部１４中に分散された粒子混合物１０とを有する。
【００７４】
フィルム状回路接続材料１２は、硬化させたときに接着剤組成物のＴｇ（ガラス転移温度）が５℃以上異なる２種以上の層からなる多層構成（図示せず）としてもよい。
【００７５】
フィルム状回路接続材料１２は、例えば、接着剤組成物を溶媒に溶解させ、粒子混合物１０を分散したものを支持体（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等）上に塗工装置を用いて塗布し、接着剤組成物が硬化しない温度で所定時間熱風乾燥することにより作製することができる。
【００７６】
フィルム状回路接続材料１２の厚さは、２〜２０μｍであることが好ましい。フィルム状回路接続材料１２の厚さが２μｍ以上であると、対向する回路部材間に十分な量の回路接続材料を充填できる傾向がある。他方、２０μｍ以下であると、回路電極間の接着剤組成物を十分に排除可能であり、回路電極間の導通の確保が容易になる傾向がある。
【００７７】
（回路部材の接続構造）
図３は、本発明の実施形態に係る回路部材の接続構造を模式的に示す断面図である。図３に示される回路部材の接続構造２４は、第１の回路基板２１の主面２１ａ上に複数の第１の回路電極２２が形成された第１の回路部材２０と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に複数の第２の回路電極３２が形成された第２の回路部材３０と、が接続されたものである。接続構造２４は、第１の回路基板２１の主面２１ａと第２の回路基板３１の主面３１ａとの間に設けられた回路接続部材２６とを備える。第１の回路基板２１の主面２１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。また、第２の回路基板３１の主面３１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００７８】
回路部材２０，３０としては、電気的接続を必要とする電極が形成されているものであれば特に制限はない。具体的には、液晶ディスプレイに用いられているＩＴＯやＡｕ等で電極が形成されているガラス又はプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板、半導体シリコンチップ等が挙げられ、これらは必要に応じて組み合わせて使用される。このように、本実施形態では、プリント配線板やポリイミド等の有機物からなる材質をはじめ、銅、アルミニウム等の金属やＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材質のように多種多様な表面状態を有する回路部材を用いることができる。
【００７９】
回路接続部材２６は、前述の回路接続材料１の硬化物からなるものであり、回路電極２２，３２を対向させた状態で回路部材２０，３０同士を接続している。回路接続部材２６は、フィルム状回路接続材料１２の第１の粒子６のコア２（図２）を構成していた低融点金属からなる低融点金属部１６と、フィルム状回路接続材料１２の第１の粒子６の絶縁層４（図２）を構成していた樹脂組成物の硬化物からなる絶縁部１８と、フィルム状回路接続材料１２の第２の粒子８（図２）と、フィルム状回路接続材料１２の絶縁部１４に含まれていた接着剤組成物の硬化物からなる絶縁部１１とを備える。
【００８０】
第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とは、低融点金属部１６を介して電気的及び機械的に接続されている。低融点金属部１６は、コア２が溶融した後に第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２に接合して固化したものである。このため、低融点金属部１６は、第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２と金属結合している。よって、回路電極２２，３２間の接続抵抗が十分に低減されると共に、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とを強固に固定することができる。したがって、回路電極２２，３２間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。
【００８１】
また、絶縁部１８によって、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とをより強固に固定することができる。さらに、絶縁部１８は、隣り合う低融点金属部１６同士が導通することを一層抑制できる。よって、隣り合う回路電極２２，３２間の短絡を一層抑制することができる。
【００８２】
このような回路部材の接続構造２４では、対向する回路電極２２と回路電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、隣り合う回路電極２２間の絶縁性及び隣り合う回路電極３２間の絶縁性が十分に向上する。また、対向する回路電極２２と回路電極３２とは、回路接続部材２６によって強固に固定される。
【００８３】
（回路部材の接続構造の製造方法）
次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、上述した回路部材の接続構造２４の製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路部材の接続構造の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【００８４】
まず、上述した第１の回路部材２０及びフィルム状回路接続材料１２を用意する（図４（ａ）参照）。次に、フィルム状回路接続材料１２を第１の回路部材２０の第１の回路電極２２が形成されている面上に載置する。なお、例えばフィルム状回路接続材料１２が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状回路接続材料１２側を第１の回路部材２０に向けるようにして、第１の回路部材２０上に載置する。このとき、フィルム状回路接続材料１２はフィルム状であるので取り扱いが容易である。よって、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との間にフィルム状回路接続材料１２を容易に介在させることができ、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との接続作業を容易に行うことができる。
【００８５】
そして、フィルム状回路接続材料１２を、回路部材２０に押し付ける向きに加圧（図４（ａ）の矢印Ａ及び矢印Ｂの向きに加圧）し、フィルム状回路接続材料１２を第１の回路部材２０に仮接続する（図４（ｂ）参照）。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状回路接続材料１２中の接着剤組成物が硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤がラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００８６】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第２の回路部材３０を、第２の回路電極３２が第１の回路部材２０に向くようにしてフィルム状回路接続材料１２上に載置する。なお、例えばフィルム状回路接続材料１２が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから第２の回路部材３０をフィルム状回路接続材料１２上に載せる。
【００８７】
そして、フィルム状回路接続材料１２を、加熱しながら、図４（ｃ）の矢印Ａ及び矢印Ｂの向きに回路部材２０，３０を介して加圧する。このときの加熱温度は、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生し、ラジカル重合性化合物の重合が開始される。そして、絶縁部１４の接着剤組成物が硬化される。加熱温度は、例えば、９０〜２００℃とし、接続時間は例えば１秒〜１０分とする。これらの条件は、使用する用途、接着剤組成物、回路部材によって適宜選択され、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。こうして、フィルム状回路接続材料１２が硬化処理され、本接続が行われ、図３に示すような回路部材の接続構造２４が得られる。
【００８８】
このような加熱・加圧処理の際、フィルム状回路接続材料１２は、加熱されると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧される。そして、フィルム状回路接続材料１２に分散されている第１の粒子６と第２の粒子８とが、互いに対向する回路電極２２と回路電極３２との間に挟み込まれる。これにより、まず、樹脂組成物の軟化点において、第１の粒子６の絶縁層４が軟化すると共に、第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２によって押圧されることで、第１の粒子６の押圧された部分において選択的に絶縁層４が一部除去され、絶縁層４からコア２が露出する。その後、更に加熱すると、低融点金属の融点においてコア２が溶融する。これにより、第１及び第２の回路電極２２，３２と、溶融したコアとが金属結合する。
【００８９】
フィルム状回路接続材料１２は第２の粒子８を含んでおり、この第２の粒子８は、低融点金属部１６（コア２）よりも高い融点又は高い軟化点を有し、コア２よりも粒径が小さいので、回路電極２２と回路電極３２との間でスペーサとして機能し、溶融したコア２が第１及び第２の回路電極によって押し潰され難くなる。よって、第１の粒子６が過剰に押し潰されることが避けられ、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア２同士が接合することを抑制できる。さらに、コア２の表面２ａにおける上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層４で被覆されているので、加圧方向と直交する方向において、溶融したコア２同士が接合することを更に抑制できる。
【００９０】
また、本実施形態の粒子混合物１０では、コア２が絶縁層４によって被覆されているので、コア２が酸化し難い。よって、粒子混合物１０を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性が向上する。
【００９１】
上記のようにして、回路部材の接続構造２４を製造すると、得られる回路部材の接続構造２４において、対向する回路電極２２と回路電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、隣り合う回路電極２２間の絶縁性及び隣り合う回路電極３２間の絶縁性が十分に向上し、短絡（ショート）の可能性が低減される。
【００９２】
フィルム状回路接続材料１２の加熱により、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤組成物が硬化して絶縁部１１となる。また、コア２は、溶融して第１の回路電極２２及び第２の回路電極３２に接合した後に固化するので、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０とが回路接続部材２６を介して強固に接続される。得られる回路部材の接続構造２４において、回路接続部材２６は上記回路接続材料の硬化物により構成されていることから、回路部材２０又は３０に対して回路接続部材２６の接着強度は十分に高い。
【００９３】
さらに、コア２は低融点金属を主成分とするため、回路部材の接続構造２４を製造する際のプロセス温度が低温となる。よって、回路部材の接続構造２４を構成する部品は耐熱性をそれ程要求されないので、当該部品の材料選択の幅が広がる。
【００９４】
〔第２実施形態〕
（接続材料）
本実施形態の接続材料は、上述の粒子混合物１０と接着剤組成物とを含有する。本実施形態の接続材料は、上述の回路接続材料に限定されず、互いに対向する第１及び第２の回路電極を接続するための接続材料である。この接続材料を第１及び第２の回路電極間に介在させ、接続材料を加熱すると共に第１及び第２の回路電極を介して所定方向に加圧すると、第１及び第２の回路電極は接続材料によって電気的に接続される。本実施形態の接続材料は上述の粒子混合物１０を含有するので、この接続材料では、加熱及び所定方向の加圧の際に、加圧方向における導電性が向上すると共に、加圧方向と直交する方向における絶縁性が向上する。
【００９５】
また、当該接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１〜２０質量％であることが好ましい。接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が１質量％以上であると、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向における導電性が向上する傾向にある。一方、接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合が２０質量％以下であると、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に加圧方向に直交する方向における絶縁性が向上する傾向にある。また、回路電極との接着又は接合に相対的に寄与し難い第２の粒子８の含有割合が相対的に低くなるため、得られる回路電極の接続構造の機械的強度が向上する傾向にある。よって、接続材料の総質量に対する粒子混合物１０の含有割合を１〜２０質量％とすることにより、接続材料を加熱及び所定方向に加圧する際に、加圧方向における導電性を向上できると共に、加圧方向に直交する方向における絶縁性を向上できる。
【００９６】
（フィルム状接続材料）
本実施形態のフィルム状接続材料は、図２に示されるフィルム状回路接続材料１２と同様に、前述の回路接続材料１をフィルム状に形成してなる。このように回路接続材料をフィルム状に形成することにより、接続材料が裂ける、割れる、或いはべたつく等の問題が生じにくく、接続材料の取り扱いが容易になる。
【００９７】
（回路電極の接続構造）
図５は、本実施形態の回路電極の接続構造としての半導体装置を模式的に示す断面図である。図５に示される半導体装置１００は、半導体素子５０（第１の回路電極）と、半導体素子５０を支持する基板６０とを備える。半導体素子５０及び基板６０の間には、これらを電気的及び機械的に接続する半導体素子接続部材４０（接続部材）が設けられている。半導体素子接続部材４０は、基板６０の主面６０ａ上に設けられている。半導体素子５０は、半導体素子接続部材４０上に設けられている。
【００９８】
基板６０上には複数の回路パターン６１（第２の回路電極）が形成されている。回路パターン６１は半導体素子５０に対向配置されている。半導体素子接続部材４０は、半導体素子５０及び回路パターン６１の間に設けられており、これらを電気的及び機械的に接続している。半導体素子接続部材４０及び半導体素子５０は、封止材７０により封止されている。
【００９９】
半導体素子５０の構成材料としては、特に制限されないが、シリコン、ゲルマニウム等のＩＶ族半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＺｅＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、ＣｕＩｎＳｅ（ＣｌＳ）等の種々の材料が挙げられる。
【０１００】
半導体素子接続部材４０は、前述の回路接続材料１の硬化物からなる。半導体素子接続部材４０は、回路接続部材２６と同様に、例えば、低融点金属部１６と、絶縁部１８と、第２の粒子８と、絶縁部１１とを備える。半導体装置１００においては、半導体素子５０と回路パターン６１とが、低融点金属からなる低融点金属部１６を介して電気的に接続されている。このため、半導体素子５０及び回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、半導体素子５０及び回路パターン６１間の電流の流れを円滑にすることができ、半導体素子５０の有する機能を十分に発揮することができる。また、半導体素子接続部材４０は優れた異方導電性を有するので、隣り合う回路パターン６１間の絶縁性が十分に向上する。よって、隣り合う回路パターン６１間の短絡の発生を抑制できる。
【０１０１】
また、半導体素子接続部材４０では、低融点金属部１６と半導体素子５０及び回路パターン６１とが金属接合していることから、半導体素子５０及び基板６０に対する半導体素子接続部材４０の接着強度が十分に高くなり、この状態を長期間にわたって持続させることができる。したがって、半導体素子５０及び基板６０間の電気特性の長期信頼性を十分に高めることが可能となる。
【０１０２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【０１０３】
例えば、上記実施形態では、フィルム状回路接続材料１２を用いて回路部材の接続構造を製造しているが、フィルム状回路接続材料１２に代えて、フィルム状ではない回路接続材料１を用いてもよい。この場合、例えば、回路接続材料１を溶媒に溶解させ、その溶液を、第１の回路部材２０又は第２の回路部材３０のいずれかに塗布し乾燥させれば、回路部材２０，３０間に回路接続材料１を介在させることができる。
【０１０４】
また、回路部材の接続構造の製造方法では、加熱又は光照射によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤のほかに、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。
【実施例１】
【０１０５】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
（粒子の作製）
まず、コアとして、Ｓｎ−５８Ｂｉの導電粒子を準備した。千住金属株式会社製ソルダーペーストＬ２０（はんだ成分：Ｓｎ−５８Ｂｉ）をアセトンに溶かして導電粒子成分を分離した。次いで、振動ふるい器を用いて平均粒径が５μｍの粒子を分級した。
【０１０７】
続いて、導電粒子の表面上に絶縁層を形成した。絶縁層の材料として、パラプレンＰ−２５Ｍ（熱可塑性ポリウレタン樹脂、軟化点１３０℃、日本エラストラン（株）製商品名）の１質量％ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液とし、導電性粒子を添加撹拌した。この後スプレードライヤ（ヤマト科学（株）製ＧＡ−３２型）により１００℃で１０分間噴霧乾燥を行い被覆粒子を得た。この時の被覆層の平均厚みは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察の結果、約１μｍであった。このようにして、第１の粒子を作製した。
【０１０８】
次に、第２の粒子として積水化学株式会社製の導電微粒子（ミクロパールＡＵ、平均粒径４μｍ準備した。第２の粒子の平均粒径は、コア２の平均粒径の０．８倍であった。
【０１０９】
（フィルム状回路接続材料の作製）
一方、以下の手順でフィルム状回路接続材料の作製を行った。まず、フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、質量比でトルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０／５０の混合溶剤に溶解して、固形分４０質量％のフェノキシ樹脂溶液を準備した。
【０１１０】
ラジカル重合性化合物として、ヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名８０ＭＦＡ）及び、リン酸エステルジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名Ｐ−２Ｍ）を準備した。
【０１１１】
ラジカル重合開始剤として、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート（日本油脂株式会社製、商品名パーロイルＯＰＰ）を準備した。
【０１１２】
上記のようにして準備した材料を下記に示す固形分質量比で配合して接着剤組成物を得た。さらに、その接着剤組成物に、上述の粒子混合物を回路接続材料の全量に対して３体積％となるように添加して分散させた。
・ＰＫＨＣ：５０
・８０ＭＦＡ：５０
・Ｐ−２Ｍ：１０
・パーロイルＯＰＰ：５
【０１１３】
次に、得られた溶液を、厚さ８０μｍのフッ素樹脂フィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃で１０分間の熱風乾燥により、厚さが２０μｍのフィルム状回路接続材料を得た。得られたフィルム状回路接続材料は、室温（２５℃）で十分な柔軟性を示した。
【０１１４】
（回路部材の接続構造の作製）
次に、ライン幅２５μｍ、ピッチ５０μｍ、厚さ８μｍのＡｕめっき回路を有するフレキシブル基板（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名ＣＯＦ ＴＥＧ＿５０Ａ）と、バンプサイズ３０μｍ×１００μｍ、ピッチ５０μｍのＡｕバンプを有する半導体素子（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名ＪＴＥＧ Ｐｈａｓｅ６＿５０）を準備した。ＦＰＣ基板と半導体素子との間に上述のフィルム状回路接続材料を配置し、熱圧着装置（加熱方式：コンスタントヒート型、東レエンジニアリング株式会社製）を用いて１６０℃、３ＭＰａで１５秒間の加熱及び所定方向の加圧を行った。こうして回路部材の接続構造（半導体素子／フレキシブル基板接続構造）を作製した。
【０１１５】
（実施例２）
第２の粒子に平均粒径が４μｍのプラスチック粒子（積水化学株式会社製ミクロパールＳＰ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１６】
（比較例１）
第１の粒子に平均粒径が５μｍのＡｕめっきプラスチック粒子（積水化学株式会社製ミクロパールＡＵ）を用い、第２の粒子を入れなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１７】
（比較例２）
Ｓｎ−Ｂｉ粒子に絶縁層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。
【０１１８】
（接続抵抗の測定）
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の対向する回路部材間の接続抵抗を測定した。具体的には、それぞれの接続構造体の全電極をデイジーチェインで結んだ回路の接続抵抗をＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ Ｒ６８７１Ｅを用いて測定した。このとき、測定電流は１ｍＡとした。測定結果は、表１に示す通りであった。第１の粒子のコアに低融点金属を有する回路接続材料を用いた場合（実施例１、２）の方が、低融点金属層を有しない、高融点金属（Ａｕ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料を用いた場合（比較例１）よりも、低い接続抵抗を示した。また、第１の粒子に絶縁層を形成しなかった場合（比較例２）には、隣接する電極間にショート（短絡）が見られた。
【０１１９】
（耐温度サイクル寿命）
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の耐温度サイクル寿命を評価した。測定における温度範囲は下限−４０℃、上限１２５℃とし、下限及び上限温度での保持時間を各１５分間とした。常温から温度上限まで加熱して温度下限まで冷却し、その後常温に戻す一連の工程を１サイクルとし、かかるサイクルを繰り返し行って耐温度サイクル性を評価した。そして、１００サイクル毎に温度サイクル試験装置から取り出して接続抵抗を測定し、オープン不良が発生するまでのサイクル数を測定した。測定結果は表１に示す通りであった。第１の粒子のコアに低融点金属を有する回路接続材料を用いた場合（実施例１、２）の方が、低融点金属層を持たず高融点金属（Ａｕ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料（比較例１）よりも、耐温度サイクル寿命が長いことが確認できた。また、絶縁層を持たない導電粒子を用いた場合は、接続構造体を作製するときに、隣接する導電粒子同士が融着し、さらに、隣り合う電極が導通してショート（短絡）してしまう現象があった。
【０１２０】
【表１】
【符号の説明】
【０１２１】
１…回路接続材料、２…コア、２ａ…コアの表面、４…絶縁層、６…第１の粒子、８…第２の粒子、１０…粒子混合物、１１、１４…絶縁部、１２…フィルム状回路接続材料、１６…低融点金属部、１８…絶縁部、２０…第１の回路部材、２１…第１の回路基板、２１ａ…第１の回路基板の主面、２２…第１の回路電極、２４…回路部材の接続構造、２６…回路接続部材、３０…第２の回路部材、３１…第２の回路基板、３１ａ…第２の回路基板の主面、３２…第２の回路電極、４０…半導体素子接続部材（接続部材）、５０…半導体素子（第１の回路電極）、６０…基板、６０ａ…基板の主面、６１…回路パターン（第２の回路電極）、７０…封止材、１００…半導体装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟まれて前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とを接続するための回路接続材料であって、
加熱により流動性を有する接着剤組成物と、第１の粒子と、第２の粒子と、を備え、
前記第１の粒子は、
融点が１３０〜２５０℃の低融点金属を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆しており前記低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層と、を有しており、
前記第２の粒子は、
前記コアよりも平均粒径が小さく、前記低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分としており、
前記第１の粒子は、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極との接続の際には、前記絶縁層が回路接続時の加熱・加圧によって軟化して一部除去され、前記絶縁層から露出した前記コアと前記第１及び第２の回路電極とが金属接合することによって前記第１の回路電極と前記第２の回路電極と間の導通を図り、
前記第２の粒子は、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極との接続の際には、前記第１及び第２の回路電極の接続条件下においてスペーサとして機能することを特徴とする回路接続材料。
【請求項２】
総質量に対する前記第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、総質量に対する前記第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の回路接続材料。
【請求項３】
フィルム状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路接続材料。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の回路接続材料と、第１の回路電極と、第２の回路電極と、を備え、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とが、前記回路接続材料を介して電気的に互いに接続されていることを特徴とする回路部材の接続構造。
【請求項１】
互いに対向する第１の回路電極と第２の回路電極との間に挟まれて前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とを接続するための回路接続材料であって、
加熱により流動性を有する接着剤組成物と、第１の粒子と、第２の粒子と、を備え、
前記第１の粒子は、
融点が１３０〜２５０℃の低融点金属を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆しており前記低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物からなる絶縁層と、を有しており、
前記第２の粒子は、
前記コアよりも平均粒径が小さく、前記低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料を主成分としており、
前記第１の粒子は、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極との接続の際には、前記絶縁層が回路接続時の加熱・加圧によって軟化して一部除去され、前記絶縁層から露出した前記コアと前記第１及び第２の回路電極とが金属接合することによって前記第１の回路電極と前記第２の回路電極と間の導通を図り、
前記第２の粒子は、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極との接続の際には、前記第１及び第２の回路電極の接続条件下においてスペーサとして機能することを特徴とする回路接続材料。
【請求項２】
総質量に対する前記第１の粒子の含有割合が１〜１０質量％であり、かつ、総質量に対する前記第２の粒子の含有割合が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の回路接続材料。
【請求項３】
フィルム状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路接続材料。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の回路接続材料と、第１の回路電極と、第２の回路電極と、を備え、
前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とが、前記回路接続材料を介して電気的に互いに接続されていることを特徴とする回路部材の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２７７６５２（Ｐ２００９−２７７６５２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７１４９（Ｐ２００９−９７１４９）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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