接続構造体の製造方法及び接続構造体
【課題】電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１の製造方法は、電極２ａを上面２に有する第１の接続対象部材２上に、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、上記異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を積層する工程と、上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層３を形成する工程とを備える。第１の接続対象部材２側における上記硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３の硬化度を異ならせる。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１の製造方法は、電極２ａを上面２に有する第１の接続対象部材２上に、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、上記異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を積層する工程と、上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層３を形成する工程とを備える。第１の接続対象部材２側における上記硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３の硬化度を異ならせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた接続構造体の製造方法に関し、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を、導電性粒子を介して電気的に接続する接続構造体の製造方法、並びに接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂中に複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、並びに半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））等に使用されている。
【０００４】
上記異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、半導体チップの電極とガラス基板の電極との間に異方性導電材料を配置した後、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、かつ導電性粒子を介して電極間を電気的に接続し、接続構造体を得る。
【０００５】
また、上記接続構造体の製造方法の他の例として、下記の特許文献１には、第一の接続端子を有する第一の回路部材上に接着材組成物を配置し、接着材組成物の上方から光照射を行った後、第二の接続端子を有する第二の回路部材を対向して配置し、加熱しながら加圧して対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続させる接続構造体の製造方法が開示されている。特許文献１では、上記接着材組成物として、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に１つ以上のエステル結合を持つチオール化合物、（Ｃ）光照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、及び（Ｄ）導電性粒子を含有する接着材組成物が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７７３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の接続構造体の製造方法では、ガラス基板などの接続対象部材上に配置された異方性導電材料層が硬化前に意図しない領域まで濡れ広がることがある。このため、得られる接続構造体において、硬化物層が意図しない領域に配置され、硬化物層による汚染が生じることがある。
【０００８】
さらに、接続対象部材上に配置された異方性導電層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で大きく流動することがある。従って、導電性粒子を特定の領域に配置できないこともある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。このため、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低いことがある。また、特許文献２に記載のように、単に、第一の回路部材上の接着材組成物の上方から光照射を行った後に、該接着材組成物を熱硬化させただけでは、導電性粒子を精度よく配置できず、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低くなることがある。
【０００９】
本発明の目的は、電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体の製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、電極間の導通信頼性が高い接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、該異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層を形成する工程とを備え、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度を異ならせる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度が、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度よりも高くされる。
【００１２】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記異方性導電材料として異方性導電ペーストが用いられる。
【００１３】
本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料が用いられる。
【００１４】
本発明に係る接続構造体の製造方法の別の特定の局面では、上記熱硬化性化合物としてエポキシ基又はチイラン基を有する化合物が用いられ、かつ上記光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物が用いられ、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶にされる。
【００１５】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離される。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成される。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材と、電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材の上面と上記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層とを備え、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度が異なる、接続構造体が提供される。
【００１８】
本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、上記第１の接続対象部材上の上記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、上記硬化物層が形成されており、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度が、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度よりも高い。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記異方性導電材料は異方性導電ペーストである。
【００２０】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記異方性導電材料は、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む。
【００２１】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記熱硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を有する化合物であり、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である。
【００２２】
本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層が層分離している。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材上の上記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、上記硬化物層を形成するので、更に上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度を、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度と異ならせるので、電極間の導通信頼性を高めることができる。
【００２５】
本発明に係る接続構造体では、電極を上面に有する第１の接続対象部材と電極を下面に有する第２の接続対象部材との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層を備えているので、更に上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度が異なるので、電極間の導通信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を模式的に示す部分切欠正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２８】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の一例を模式的に部分切欠正面断面図で示す。
【００２９】
図１に示す接続構造体１は、第１の接続対象部材２と、第２の接続対象部材４と、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している硬化物層３とを備える。硬化物層３は、導電性粒子５を含む異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【００３０】
第１の接続対象部材２の上面２ａには、複数の電極２ｂが設けられている。第２の接続対象部材４の下面４ａには、複数の電極４ｂが設けられている。電極２ｂと電極４ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子５により電気的に接続されている。
【００３１】
硬化物層３は、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとで硬化度が異なる。ここでは、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａの硬化度が、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂの硬化度よりも高い。第２の硬化物層部分３ｂの硬化度が、第１の硬化物層部分３ａの硬化度よりも高くてもよい。
【００３２】
接続構造体１では、硬化物層３は、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されている。ここでは、硬化物層３は、異方性導電ペーストを用いて形成されている。該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む異方性導電材料である。また、該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物であるエポキシ基又はチイラン基を有する化合物と、熱硬化剤と、光硬化性化合物である（メタ）アクリロイル基を有する化合物と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含む異方性導電材料である。また、接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａおいて、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とを含む。さらに、接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３が層分離している。接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａにおいて、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である。また、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとは、１つの異方性導電材料を用いて形成されている。
【００３３】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材４として半導体チップが用いられている。第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００３４】
図１に示す接続構造体１は、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。また、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用意する。ここでは、熱硬化性化合物と光硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電ペーストを用いている。また、ここでは、熱硬化性化合物として、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用いており、光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用いている。但し、異方性導電材料は、熱硬化のみを行う場合には光硬化性化合物と光硬化開始剤とを用いなくてもよく、光硬化のみを行う場合には熱硬化性化合物と熱硬化剤とを用いなくてもよい。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、複数の導電性粒子５を含む異方性導電材料を配置し、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料層３Ａを形成して配置する。このとき、電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５が配置されていることが好ましい。ここでは、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いているので、異方性導電ペーストの積層は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。また、異方性導電材料層３Ａは異方性導電ペースト層である。
【００３６】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射又は熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。ここでは、異方性導電材料層３Ａに光を照射して、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化している。図２（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３ＡのＢステージ化により、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成する。Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂは、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層である。本実施形態において、異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａ（異方性導電ペースト層部分）と、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂ（異方性導電ペースト層部分）とで、硬化度が異なる。第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは層分離している。異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くしている。第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度を、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度よりも高くしてもよい。但し、導電性粒子５の配置精度をより一層高める観点からは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることが好ましい。
【００３７】
第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることによって、異方性導電層３Ｂに含まれている導電性粒子５が、硬化段階でより一層流動し難くなる。このため、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層３Ｂ全体の濡れ広がりを抑制でき、濡れ広がった異方性導電材料層３Ｂによる汚染を抑制できる。
【００３８】
異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるために、光を照射する際の光照射強度は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。光を照射する際に用いる光源は特に限定されない。該光源としては、例えば、波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する光源等が挙げられる。また、光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。
【００３９】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を塗布しながら、異方性導電材料層３Ａに光を照射することが好ましい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａへの異方性導電材料の塗布と同時に、又は塗布の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。塗布と光の照射とが上記のように行われた場合には、異方性導電材料層の流動をより一層抑制できる。このため、接続構造体１における電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性をより一層高めることができる。第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料を塗布してから光を照射するまでの時間は、０秒以上、好ましくは３秒以下、より好ましくは２秒以下である。
【００４０】
また、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化するために、異方性導電材料層３Ａに熱を付与して、硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化してもよい。
【００４１】
熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する際の加熱温度は、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１７０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下である。
【００４２】
なお、第１の接続対象部材２の上面２ａ上で光の照射又は熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化せずに、予めＢステージ化された異方性導電材料層３Ｂを第１の接続対象部材２の上面２ａに配置してもよい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電フィルムを配置してもよい。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂの上面３ｃに、第２の接続対象部材４を積層する。第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの上面に、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００４４】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ｂをさらに硬化させ、硬化物層３を形成する。ただし、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与してもよい。さらに、第２の接続対象部材４の積層の後に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与し完全に硬化させることが好ましい。
【００４５】
熱の付与により異方性導電材料層３Ｂを硬化させる場合には、異方性導電材料層３Ｂを充分に硬化させるための加熱温度は、好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００４６】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させる際に、加圧することが好ましい。加圧によって電極２ｂと電極４ｂとで導電性粒子５を圧縮することにより、電極２ｂ，４ｂと導電性粒子５との接触面積を大きくすることができる。このため、導通信頼性を高めることができる。
【００４７】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させることにより、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とが、硬化物層３を介して接続される。また、電極２ｂと電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。
【００４８】
このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電材料を短時間で硬化させることができる。接続構造体１を得る際に、異方性導電材料層３Ａに光を照射し、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することが好ましい。
【００４９】
硬化物層３における第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａが硬化することにより形成されている。硬化物層３における第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂは、第２の接続対象部材４側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂが硬化することにより形成されている。前述のように、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは硬化度が異なり、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度が第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高い。このため、硬化物層３における第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとの硬化度を異ならせることができ、第１の硬化物層部分３ａの硬化度を第２の硬化物層部分３ｂの硬化度よりも高くすることができる。
【００５０】
上記のようにして、接続構造体１を作製することで、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層が意図しない領域に濡れ広がった後に硬化した硬化物層部分の形成を抑制でき、異方性導電材料層の濡れ広がりによる硬化物層部分による汚染を抑制できる。
【００５１】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、又は半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））等に使用できる。なかでも、本発明に係る続構造体の製造方法は、ＣＯＧ用途に好適である。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましい。
【００５２】
ＣＯＧ用途では、特に、半導体チップとガラス基板との電極間を、異方性導電材料の導電性粒子により確実に接続することが困難なことが多い。例えば、ＣＯＧ用途の場合には、半導体チップの隣り合う電極間、及びガラス基板の隣り合う電極間の間隔が１０〜２０μｍ程度であることがあり、微細な配線が形成されていることが多い。微細な配線が形成されていても、本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体により、導電性粒子を電極間に精度よく配置することができることから、半導体チップとガラス基板との電極間を高精度に接続することができ、導通信頼性を高めることができる。
【００５３】
本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体では、導電性粒子を含む異方性導電材料が用いられる。
【００５４】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電材料では、塗布が容易で凹凸追従性が高い一方で、異方性導電材料が濡れ広がりやすく、異方性導電材料中に含まれている導電性粒子が流動しやすいという問題がある。これに対して、本発明のように硬化物層における硬化度を制御することによって、異方性導電材料の濡れ広がりを抑制し、更に異方性導電材料中に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、導電性粒子を精度よく配置できる。
【００５５】
上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いることが好ましい。この場合には、硬化度を制御することが容易であり、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くすることが容易である。
【００５６】
上記熱硬化性化合物はエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であることが好ましい。また、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。このような好ましい熱硬化性化合物や光硬化性化合物を用いることにより、硬化度の制御がより一層容易になり、更に第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くすることがより一層容易になる。
【００５７】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶であることが好ましい。このような第１の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをより一層高いレベルで両立することができる。
【００５８】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記第２の硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離していることが好ましい。このような第１，第２の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをさらに一層高いレベルで両立することができる。
【００５９】
上記第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記第２の硬化物層部分とは、１つの異方性導電材料を用いて形成されていることが好ましい。この場合には、複数の異方性導電材料を用意する必要がなく、更に接続構造体の製造効率を高めることができる。本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体では、異方性導電材料は、多層異方性導電フィルムではないことが好ましい。異方性導電材料が異方性導電フィルムである場合には、異方性導電材料は、単層の異方性導電フィルムであることが好ましい。
【００６０】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くする方法としては、（１）酸素が多い雰囲気や空気下で酸素による硬化阻害によって硬化が進行し難い異方性導電材料を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された異方性導電材料層の上面を酸素が多い雰囲気や空気下で、異方性導電材料層に光を照射又は熱を付与し、異方性導電材料層を光硬化又は熱硬化させる方法、並びに（２）水分濃度やアミン等の塩基濃度の高い条件下で硬化阻害によって硬化が進行し難い異方性導電材料を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された異方性導電材料層の上面を水分濃度やアミン等の塩基濃度の高い条件下で、異方性導電材料層に光を照射又は熱を付与し、異方性導電材料層を光硬化又は熱硬化させる方法等が挙げられる。
【００６１】
以下、上記異方性導電材料に含まれている各成分の詳細を説明する。
【００６２】
（熱硬化性化合物）
上記熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６３】
上記異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体の導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物であることが好ましい。エポキシ基を有する化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する化合物は、エピスルフィド化合物である。熱硬化をより一層速やかに進行させる観点からは、上記熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物であることが好ましい。
【００６４】
エピスルフィド化合物は、エポキシ基ではなくチイラン基を有するので、低温で速やかに硬化させることができる。すなわち、チイラン基を有するエピスルフィド化合物は、エポキシ基を有するエポキシ化合物と比較して、チイラン基に由来してより一層低い温度で硬化可能である。
【００６５】
［光硬化性化合物］
上記異方性導電材料は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有していてもよい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
【００６６】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリル樹脂及び環状エーテル基含有樹脂等が挙げられる。
【００６７】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物としては、エポキシ基及びチイラン基を有さず、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物が挙げられる。
【００６８】
上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物として、（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物、（メタ）アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、又はイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリル酸誘導体を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート等が好適に用いられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。上記「（メタ）アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【００６９】
上記（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物は特に限定されない。該エステル化合物として、単官能のエステル化合物、２官能のエステル化合物及び３官能以上のエステル化合物のいずれも用いることができる。
【００７０】
上記エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を、（メタ）アクリロイル基に変換することにより得られた光硬化性化合物であることが好ましい。このような光硬化性化合物は、部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物又は部分（メタ）アクリレート化エピスルフィド化合物である。
【００７１】
光硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と、（メタ）アクリル酸との反応物であることが好ましい。この反応物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と（メタ）アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応することにより得られる。エポキシ基又はチイラン基の２０％以上が（メタ）アクリロイル基に変換（転化率）されていることが好ましい。該転化率は、より好ましくは３０％以上、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である。エポキシ基又はチイラン基の４０％以上、６０％以下が（メタ）アクリロイル基に変換されていることが最も好ましい。
【００７２】
上記部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、カルボン酸無水物変性エポキシ（メタ）アクリレート、及びフェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７３】
光硬化性化合物として、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有するフェノキシ樹脂の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を（メタ）アクリロイル基に変換した変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。すなわち、エポキシ基又はチイラン基と（メタ）アクリロイル基とを有する変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。
【００７４】
また、上記光硬化性化合物は、架橋性化合物であってもよく、非架橋性化合物であってもよい。
【００７５】
上記架橋性化合物の具体例としては、例えば、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸ビニル、ジビニルベンゼン、ポリエステル（メタ）アクリレート、及びウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７６】
上記非架橋性化合物の具体例としては、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート及びテトラデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７７】
光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。
【００７８】
（熱硬化剤）
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７９】
異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【００８０】
上記イミダゾール硬化剤としては、特に限定されず、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン及び２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。
【００８１】
上記ポリチオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパン トリス−３−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトール テトラキス−３−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトール ヘキサ−３−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。
【００８２】
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ［５．５］ウンデカン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。
【００８３】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を充分に熱硬化させることができる。
【００８４】
（光硬化開始剤）
上記光硬化開始剤は特に限定されない。上記光硬化開始剤として、従来公知の光硬化開始剤を用いることができる。上記光硬化開始剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８５】
上記光硬化開始剤としては、特に限定されず、アセトフェノン光硬化開始剤、ベンゾフェノン光硬化開始剤、チオキサントン、ケタール光硬化開始剤、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド及びアシルホスフォナート等が挙げられる。
【００８６】
上記アセトフェノン光硬化開始剤の具体例としては、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、及び２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン等が挙げられる。上記ケタール光硬化開始剤の具体例としては、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
【００８７】
酸素が多い雰囲気下又は空気下で重合が阻害されることから、硬化物層における硬化度を部分的に異ならせることが容易であるので、上記光硬化開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）又は２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「ＴＰＯ」）であることが好ましい。
【００８８】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下、特に好ましくは１０重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を適度に光硬化させることができる。異方性導電材料に光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料の流動を抑制できる。
【００８９】
（導電性粒子）
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
【００９０】
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に設けられた導電層とを有することが好ましい。
【００９１】
導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１５μｍ以下である。
【００９２】
導電性粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、任意の導電性粒子５０個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。
【００９３】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。
【００９４】
（他の成分）
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。フィラーは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００９５】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の合計１００重量部に対して、上記フィラーの含有量の好ましくは５重量部以上、より好ましくは１５重量部以上、好ましくは３００重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記フィラーの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を充分に抑制でき、更に異方性導電材料中にフィラーを充分に分散させることができる。
【００９６】
上記異方性導電材料は、硬化促進剤をさらに含むことが好ましい。硬化促進剤の使用により、硬化速度をより一層速くすることができる。硬化促進剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００９７】
上記硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール硬化促進剤及びアミン硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、イミダゾール硬化促進剤が好ましい。なお、イミダゾール硬化促進剤又はアミン硬化促進剤は、イミダゾール硬化剤又はアミン硬化剤としても用いることができる。
【００９８】
上記異方性導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電材料の粘度を容易に調整できる。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。
【００９９】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１００】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの作製
熱硬化性化合物であるエピコート８２８（三菱化学社製「ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂」）１００重量部と、光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）１０重量部と、熱硬化性と光硬化性とを有するＥＢＥＣＲＹＬ３７０２（ダイセルサイテック社製「エポキシアクリレート」）１０重量部と、熱硬化剤であるアミノアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３」」）１０重量部と、硬化促進剤である２，４−ジアミノ−６−［２−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１）］−エチル−ｓ−トリアジン（２Ｅ４ＭＺ−Ａ）０．５重量部と、光硬化開始剤である光ラジカル開始剤（チバスペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）０．５重量部と、フィラーであるシリカ（平均粒子径０．２５μｍ）５０重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）５０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子２０重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、異方性導電ペーストを得た。
【０１０１】
なお、用いた上記導電性粒子は、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面にニッケルめっき層が形成されており、かつ該ニッケルめっき層の表面に金めっき層が形成されている金属層を有する導電性粒子である。
【０１０２】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍのＩＴＯ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板を用意した。また、Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍの金電極パターンが下面に形成された半導体チップを用意した。
【０１０３】
上記透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、空気下ですなわち異方性導電ペースト層の上面付近の雰囲気が空気である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化（Ｂステージ化）させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０４】
（比較例１）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１０５】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、紫外線照射ランプを用いて紫外照射を行わずに、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０６】
（比較例２）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１０７】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、窒素パージ下ですなわち異方性導電ペースト層の上面近傍の雰囲気が窒素である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に３ｍｍ幅の加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０８】
（評価）
（１）硬化物層の状態１
得られた接続構造体を切削し、電極接続部分の断面を露出させた。露出した電極接続部分の断面を、電子顕微鏡にて観察した。硬化物層の状態を下記の判定基準で判定した。
【０１０９】
［硬化物層の状態１の判定基準］
Ａ：半導体チップ側と透明ガラス基板側とで、２層に分離しており、半導体チップ側における硬化物層部分よりも透明ガラス基板側における硬化物層部分の方が硬化度が高い
Ｂ：硬化物層が層分離していない
【０１１０】
（２）硬化物層の状態２
半導体チップ側における硬化物層部分において、用いた熱硬化性化合物の硬化物成分と用いた光硬化性化合物の硬化物成分とが相溶しているか否かを評価した。非相溶である場合を「Ａ」、相溶している場合を「Ｂ」として結果を下記の表１に示した。
【０１１１】
（３）電極間における導電性粒子の捕捉率（導電性粒子の配置精度）
得られた接続構造体における対向する上下の電極間に存在する導電性粒子の数を光学顕微鏡にてカウントした。導電性粒子の捕捉率を下記の判定基準で判定した。
【０１１２】
［導電性粒子の捕捉率の判定基準］
○：各電極間に存在する粒子が１０個以上
×：各電極間に存在する粒子が９個以下
【０１１３】
（４）導通性評価
得られた接続構造体を四端子法用にて、２０箇所の抵抗値を４端子法にて評価した。導通信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１１４】
［導通信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下である
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１１５】
（５）絶縁性評価
得られた接続構造体の隣り合う電極２０個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。絶縁性を下記の判定基準で判定した。
【０１１６】
［絶縁性の判定基準］
○：リーク箇所が全くない
×：リーク箇所がある
【０１１７】
結果を下記の表１に示す。下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１１８】
【表１】
【符号の説明】
【０１１９】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
３…硬化物層
３ａ…第１の硬化物層部分
３ｂ…第２の硬化物層部分
３ｃ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層
３Ｂａ…第１の異方性導電材料層部分
３Ｂｂ…第２の異方性導電材料層部分
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…電極
５…導電性粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた接続構造体の製造方法に関し、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を、導電性粒子を介して電気的に接続する接続構造体の製造方法、並びに接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂中に複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、並びに半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））等に使用されている。
【０００４】
上記異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、半導体チップの電極とガラス基板の電極との間に異方性導電材料を配置した後、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、かつ導電性粒子を介して電極間を電気的に接続し、接続構造体を得る。
【０００５】
また、上記接続構造体の製造方法の他の例として、下記の特許文献１には、第一の接続端子を有する第一の回路部材上に接着材組成物を配置し、接着材組成物の上方から光照射を行った後、第二の接続端子を有する第二の回路部材を対向して配置し、加熱しながら加圧して対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続させる接続構造体の製造方法が開示されている。特許文献１では、上記接着材組成物として、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に１つ以上のエステル結合を持つチオール化合物、（Ｃ）光照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、及び（Ｄ）導電性粒子を含有する接着材組成物が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７７３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の接続構造体の製造方法では、ガラス基板などの接続対象部材上に配置された異方性導電材料層が硬化前に意図しない領域まで濡れ広がることがある。このため、得られる接続構造体において、硬化物層が意図しない領域に配置され、硬化物層による汚染が生じることがある。
【０００８】
さらに、接続対象部材上に配置された異方性導電層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で大きく流動することがある。従って、導電性粒子を特定の領域に配置できないこともある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。このため、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低いことがある。また、特許文献２に記載のように、単に、第一の回路部材上の接着材組成物の上方から光照射を行った後に、該接着材組成物を熱硬化させただけでは、導電性粒子を精度よく配置できず、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低くなることがある。
【０００９】
本発明の目的は、電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体の製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、電極間の導通信頼性が高い接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、該異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層を形成する工程とを備え、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度を異ならせる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度が、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度よりも高くされる。
【００１２】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記異方性導電材料として異方性導電ペーストが用いられる。
【００１３】
本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料が用いられる。
【００１４】
本発明に係る接続構造体の製造方法の別の特定の局面では、上記熱硬化性化合物としてエポキシ基又はチイラン基を有する化合物が用いられ、かつ上記光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物が用いられ、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶にされる。
【００１５】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離される。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成される。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材と、電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材の上面と上記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層とを備え、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度が異なる、接続構造体が提供される。
【００１８】
本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、上記第１の接続対象部材上の上記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、上記硬化物層が形成されており、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度が、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度よりも高い。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記異方性導電材料は異方性導電ペーストである。
【００２０】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記異方性導電材料は、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む。
【００２１】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記熱硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を有する化合物であり、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である。
【００２２】
本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層が層分離している。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材上の上記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、上記異方性導電材料層の硬化を進行させて、上記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に上記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、上記硬化物層を形成するので、更に上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分における硬化度を、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分の硬化度と異ならせるので、電極間の導通信頼性を高めることができる。
【００２５】
本発明に係る接続構造体では、電極を上面に有する第１の接続対象部材と電極を下面に有する第２の接続対象部材との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層を備えているので、更に上記第１の接続対象部材側における上記硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記硬化物層部分とで、上記硬化物層の硬化度が異なるので、電極間の導通信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を模式的に示す部分切欠正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２８】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の一例を模式的に部分切欠正面断面図で示す。
【００２９】
図１に示す接続構造体１は、第１の接続対象部材２と、第２の接続対象部材４と、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している硬化物層３とを備える。硬化物層３は、導電性粒子５を含む異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【００３０】
第１の接続対象部材２の上面２ａには、複数の電極２ｂが設けられている。第２の接続対象部材４の下面４ａには、複数の電極４ｂが設けられている。電極２ｂと電極４ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子５により電気的に接続されている。
【００３１】
硬化物層３は、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとで硬化度が異なる。ここでは、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａの硬化度が、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂの硬化度よりも高い。第２の硬化物層部分３ｂの硬化度が、第１の硬化物層部分３ａの硬化度よりも高くてもよい。
【００３２】
接続構造体１では、硬化物層３は、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されている。ここでは、硬化物層３は、異方性導電ペーストを用いて形成されている。該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む異方性導電材料である。また、該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物であるエポキシ基又はチイラン基を有する化合物と、熱硬化剤と、光硬化性化合物である（メタ）アクリロイル基を有する化合物と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含む異方性導電材料である。また、接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａおいて、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とを含む。さらに、接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３が層分離している。接続構造体１では、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａにおいて、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である。また、第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂとは、１つの異方性導電材料を用いて形成されている。
【００３３】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材４として半導体チップが用いられている。第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００３４】
図１に示す接続構造体１は、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。また、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用意する。ここでは、熱硬化性化合物と光硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電ペーストを用いている。また、ここでは、熱硬化性化合物として、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用いており、光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用いている。但し、異方性導電材料は、熱硬化のみを行う場合には光硬化性化合物と光硬化開始剤とを用いなくてもよく、光硬化のみを行う場合には熱硬化性化合物と熱硬化剤とを用いなくてもよい。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、複数の導電性粒子５を含む異方性導電材料を配置し、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料層３Ａを形成して配置する。このとき、電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５が配置されていることが好ましい。ここでは、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いているので、異方性導電ペーストの積層は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。また、異方性導電材料層３Ａは異方性導電ペースト層である。
【００３６】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射又は熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。ここでは、異方性導電材料層３Ａに光を照射して、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化している。図２（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３ＡのＢステージ化により、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成する。Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂは、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層である。本実施形態において、異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａ（異方性導電ペースト層部分）と、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂ（異方性導電ペースト層部分）とで、硬化度が異なる。第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは層分離している。異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くしている。第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度を、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度よりも高くしてもよい。但し、導電性粒子５の配置精度をより一層高める観点からは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることが好ましい。
【００３７】
第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることによって、異方性導電層３Ｂに含まれている導電性粒子５が、硬化段階でより一層流動し難くなる。このため、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層３Ｂ全体の濡れ広がりを抑制でき、濡れ広がった異方性導電材料層３Ｂによる汚染を抑制できる。
【００３８】
異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるために、光を照射する際の光照射強度は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。光を照射する際に用いる光源は特に限定されない。該光源としては、例えば、波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する光源等が挙げられる。また、光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。
【００３９】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を塗布しながら、異方性導電材料層３Ａに光を照射することが好ましい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａへの異方性導電材料の塗布と同時に、又は塗布の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。塗布と光の照射とが上記のように行われた場合には、異方性導電材料層の流動をより一層抑制できる。このため、接続構造体１における電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性をより一層高めることができる。第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料を塗布してから光を照射するまでの時間は、０秒以上、好ましくは３秒以下、より好ましくは２秒以下である。
【００４０】
また、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化するために、異方性導電材料層３Ａに熱を付与して、硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化してもよい。
【００４１】
熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する際の加熱温度は、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１７０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下である。
【００４２】
なお、第１の接続対象部材２の上面２ａ上で光の照射又は熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化せずに、予めＢステージ化された異方性導電材料層３Ｂを第１の接続対象部材２の上面２ａに配置してもよい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電フィルムを配置してもよい。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂの上面３ｃに、第２の接続対象部材４を積層する。第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの上面に、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００４４】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ｂをさらに硬化させ、硬化物層３を形成する。ただし、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与してもよい。さらに、第２の接続対象部材４の積層の後に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与し完全に硬化させることが好ましい。
【００４５】
熱の付与により異方性導電材料層３Ｂを硬化させる場合には、異方性導電材料層３Ｂを充分に硬化させるための加熱温度は、好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００４６】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させる際に、加圧することが好ましい。加圧によって電極２ｂと電極４ｂとで導電性粒子５を圧縮することにより、電極２ｂ，４ｂと導電性粒子５との接触面積を大きくすることができる。このため、導通信頼性を高めることができる。
【００４７】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させることにより、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とが、硬化物層３を介して接続される。また、電極２ｂと電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。
【００４８】
このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電材料を短時間で硬化させることができる。接続構造体１を得る際に、異方性導電材料層３Ａに光を照射し、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することが好ましい。
【００４９】
硬化物層３における第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａが硬化することにより形成されている。硬化物層３における第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂは、第２の接続対象部材４側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂが硬化することにより形成されている。前述のように、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは硬化度が異なり、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度が第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高い。このため、硬化物層３における第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとの硬化度を異ならせることができ、第１の硬化物層部分３ａの硬化度を第２の硬化物層部分３ｂの硬化度よりも高くすることができる。
【００５０】
上記のようにして、接続構造体１を作製することで、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層が意図しない領域に濡れ広がった後に硬化した硬化物層部分の形成を抑制でき、異方性導電材料層の濡れ広がりによる硬化物層部分による汚染を抑制できる。
【００５１】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、又は半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））等に使用できる。なかでも、本発明に係る続構造体の製造方法は、ＣＯＧ用途に好適である。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましい。
【００５２】
ＣＯＧ用途では、特に、半導体チップとガラス基板との電極間を、異方性導電材料の導電性粒子により確実に接続することが困難なことが多い。例えば、ＣＯＧ用途の場合には、半導体チップの隣り合う電極間、及びガラス基板の隣り合う電極間の間隔が１０〜２０μｍ程度であることがあり、微細な配線が形成されていることが多い。微細な配線が形成されていても、本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体により、導電性粒子を電極間に精度よく配置することができることから、半導体チップとガラス基板との電極間を高精度に接続することができ、導通信頼性を高めることができる。
【００５３】
本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体では、導電性粒子を含む異方性導電材料が用いられる。
【００５４】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電材料では、塗布が容易で凹凸追従性が高い一方で、異方性導電材料が濡れ広がりやすく、異方性導電材料中に含まれている導電性粒子が流動しやすいという問題がある。これに対して、本発明のように硬化物層における硬化度を制御することによって、異方性導電材料の濡れ広がりを抑制し、更に異方性導電材料中に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、導電性粒子を精度よく配置できる。
【００５５】
上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いることが好ましい。この場合には、硬化度を制御することが容易であり、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くすることが容易である。
【００５６】
上記熱硬化性化合物はエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であることが好ましい。また、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。このような好ましい熱硬化性化合物や光硬化性化合物を用いることにより、硬化度の制御がより一層容易になり、更に第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くすることがより一層容易になる。
【００５７】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶であることが好ましい。このような第１の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをより一層高いレベルで両立することができる。
【００５８】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記第２の硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離していることが好ましい。このような第１，第２の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをさらに一層高いレベルで両立することができる。
【００５９】
上記第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における上記第２の硬化物層部分とは、１つの異方性導電材料を用いて形成されていることが好ましい。この場合には、複数の異方性導電材料を用意する必要がなく、更に接続構造体の製造効率を高めることができる。本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る接続構造体では、異方性導電材料は、多層異方性導電フィルムではないことが好ましい。異方性導電材料が異方性導電フィルムである場合には、異方性導電材料は、単層の異方性導電フィルムであることが好ましい。
【００６０】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の硬化度を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の硬化度よりも高くする方法としては、（１）酸素が多い雰囲気や空気下で酸素による硬化阻害によって硬化が進行し難い異方性導電材料を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された異方性導電材料層の上面を酸素が多い雰囲気や空気下で、異方性導電材料層に光を照射又は熱を付与し、異方性導電材料層を光硬化又は熱硬化させる方法、並びに（２）水分濃度やアミン等の塩基濃度の高い条件下で硬化阻害によって硬化が進行し難い異方性導電材料を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された異方性導電材料層の上面を水分濃度やアミン等の塩基濃度の高い条件下で、異方性導電材料層に光を照射又は熱を付与し、異方性導電材料層を光硬化又は熱硬化させる方法等が挙げられる。
【００６１】
以下、上記異方性導電材料に含まれている各成分の詳細を説明する。
【００６２】
（熱硬化性化合物）
上記熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６３】
上記異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体の導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物であることが好ましい。エポキシ基を有する化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する化合物は、エピスルフィド化合物である。熱硬化をより一層速やかに進行させる観点からは、上記熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物であることが好ましい。
【００６４】
エピスルフィド化合物は、エポキシ基ではなくチイラン基を有するので、低温で速やかに硬化させることができる。すなわち、チイラン基を有するエピスルフィド化合物は、エポキシ基を有するエポキシ化合物と比較して、チイラン基に由来してより一層低い温度で硬化可能である。
【００６５】
［光硬化性化合物］
上記異方性導電材料は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有していてもよい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
【００６６】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリル樹脂及び環状エーテル基含有樹脂等が挙げられる。
【００６７】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物としては、エポキシ基及びチイラン基を有さず、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物が挙げられる。
【００６８】
上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物として、（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物、（メタ）アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、又はイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリル酸誘導体を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート等が好適に用いられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。上記「（メタ）アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【００６９】
上記（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物は特に限定されない。該エステル化合物として、単官能のエステル化合物、２官能のエステル化合物及び３官能以上のエステル化合物のいずれも用いることができる。
【００７０】
上記エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を、（メタ）アクリロイル基に変換することにより得られた光硬化性化合物であることが好ましい。このような光硬化性化合物は、部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物又は部分（メタ）アクリレート化エピスルフィド化合物である。
【００７１】
光硬化性化合物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と、（メタ）アクリル酸との反応物であることが好ましい。この反応物は、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有する化合物と（メタ）アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応することにより得られる。エポキシ基又はチイラン基の２０％以上が（メタ）アクリロイル基に変換（転化率）されていることが好ましい。該転化率は、より好ましくは３０％以上、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である。エポキシ基又はチイラン基の４０％以上、６０％以下が（メタ）アクリロイル基に変換されていることが最も好ましい。
【００７２】
上記部分（メタ）アクリレート化エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、カルボン酸無水物変性エポキシ（メタ）アクリレート、及びフェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７３】
光硬化性化合物として、エポキシ基を２個以上又はチイラン基を２個以上有するフェノキシ樹脂の一部のエポキシ基又は一部のチイラン基を（メタ）アクリロイル基に変換した変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。すなわち、エポキシ基又はチイラン基と（メタ）アクリロイル基とを有する変性フェノキシ樹脂を用いてもよい。
【００７４】
また、上記光硬化性化合物は、架橋性化合物であってもよく、非架橋性化合物であってもよい。
【００７５】
上記架橋性化合物の具体例としては、例えば、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸ビニル、ジビニルベンゼン、ポリエステル（メタ）アクリレート、及びウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７６】
上記非架橋性化合物の具体例としては、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート及びテトラデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７７】
光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。
【００７８】
（熱硬化剤）
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７９】
異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【００８０】
上記イミダゾール硬化剤としては、特に限定されず、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン及び２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。
【００８１】
上記ポリチオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパン トリス−３−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトール テトラキス−３−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトール ヘキサ−３−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。
【００８２】
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ［５．５］ウンデカン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。
【００８３】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を充分に熱硬化させることができる。
【００８４】
（光硬化開始剤）
上記光硬化開始剤は特に限定されない。上記光硬化開始剤として、従来公知の光硬化開始剤を用いることができる。上記光硬化開始剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８５】
上記光硬化開始剤としては、特に限定されず、アセトフェノン光硬化開始剤、ベンゾフェノン光硬化開始剤、チオキサントン、ケタール光硬化開始剤、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド及びアシルホスフォナート等が挙げられる。
【００８６】
上記アセトフェノン光硬化開始剤の具体例としては、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、及び２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン等が挙げられる。上記ケタール光硬化開始剤の具体例としては、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
【００８７】
酸素が多い雰囲気下又は空気下で重合が阻害されることから、硬化物層における硬化度を部分的に異ならせることが容易であるので、上記光硬化開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）又は２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「ＴＰＯ」）であることが好ましい。
【００８８】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下、特に好ましくは１０重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を適度に光硬化させることができる。異方性導電材料に光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料の流動を抑制できる。
【００８９】
（導電性粒子）
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
【００９０】
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に設けられた導電層とを有することが好ましい。
【００９１】
導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１５μｍ以下である。
【００９２】
導電性粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、任意の導電性粒子５０個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。
【００９３】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。
【００９４】
（他の成分）
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。フィラーは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００９５】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の合計１００重量部に対して、上記フィラーの含有量の好ましくは５重量部以上、より好ましくは１５重量部以上、好ましくは３００重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記フィラーの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を充分に抑制でき、更に異方性導電材料中にフィラーを充分に分散させることができる。
【００９６】
上記異方性導電材料は、硬化促進剤をさらに含むことが好ましい。硬化促進剤の使用により、硬化速度をより一層速くすることができる。硬化促進剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００９７】
上記硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール硬化促進剤及びアミン硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、イミダゾール硬化促進剤が好ましい。なお、イミダゾール硬化促進剤又はアミン硬化促進剤は、イミダゾール硬化剤又はアミン硬化剤としても用いることができる。
【００９８】
上記異方性導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電材料の粘度を容易に調整できる。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。
【００９９】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１００】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの作製
熱硬化性化合物であるエピコート８２８（三菱化学社製「ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂」）１００重量部と、光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）１０重量部と、熱硬化性と光硬化性とを有するＥＢＥＣＲＹＬ３７０２（ダイセルサイテック社製「エポキシアクリレート」）１０重量部と、熱硬化剤であるアミノアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３」」）１０重量部と、硬化促進剤である２，４−ジアミノ−６−［２−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１）］−エチル−ｓ−トリアジン（２Ｅ４ＭＺ−Ａ）０．５重量部と、光硬化開始剤である光ラジカル開始剤（チバスペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）０．５重量部と、フィラーであるシリカ（平均粒子径０．２５μｍ）５０重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）５０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子２０重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、異方性導電ペーストを得た。
【０１０１】
なお、用いた上記導電性粒子は、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面にニッケルめっき層が形成されており、かつ該ニッケルめっき層の表面に金めっき層が形成されている金属層を有する導電性粒子である。
【０１０２】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍのＩＴＯ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板を用意した。また、Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍの金電極パターンが下面に形成された半導体チップを用意した。
【０１０３】
上記透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、空気下ですなわち異方性導電ペースト層の上面付近の雰囲気が空気である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化（Ｂステージ化）させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０４】
（比較例１）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１０５】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、紫外線照射ランプを用いて紫外照射を行わずに、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０６】
（比較例２）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１０７】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、窒素パージ下ですなわち異方性導電ペースト層の上面近傍の雰囲気が窒素である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に３ｍｍ幅の加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０８】
（評価）
（１）硬化物層の状態１
得られた接続構造体を切削し、電極接続部分の断面を露出させた。露出した電極接続部分の断面を、電子顕微鏡にて観察した。硬化物層の状態を下記の判定基準で判定した。
【０１０９】
［硬化物層の状態１の判定基準］
Ａ：半導体チップ側と透明ガラス基板側とで、２層に分離しており、半導体チップ側における硬化物層部分よりも透明ガラス基板側における硬化物層部分の方が硬化度が高い
Ｂ：硬化物層が層分離していない
【０１１０】
（２）硬化物層の状態２
半導体チップ側における硬化物層部分において、用いた熱硬化性化合物の硬化物成分と用いた光硬化性化合物の硬化物成分とが相溶しているか否かを評価した。非相溶である場合を「Ａ」、相溶している場合を「Ｂ」として結果を下記の表１に示した。
【０１１１】
（３）電極間における導電性粒子の捕捉率（導電性粒子の配置精度）
得られた接続構造体における対向する上下の電極間に存在する導電性粒子の数を光学顕微鏡にてカウントした。導電性粒子の捕捉率を下記の判定基準で判定した。
【０１１２】
［導電性粒子の捕捉率の判定基準］
○：各電極間に存在する粒子が１０個以上
×：各電極間に存在する粒子が９個以下
【０１１３】
（４）導通性評価
得られた接続構造体を四端子法用にて、２０箇所の抵抗値を４端子法にて評価した。導通信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１１４】
［導通信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下である
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１１５】
（５）絶縁性評価
得られた接続構造体の隣り合う電極２０個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。絶縁性を下記の判定基準で判定した。
【０１１６】
［絶縁性の判定基準］
○：リーク箇所が全くない
×：リーク箇所がある
【０１１７】
結果を下記の表１に示す。下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１１８】
【表１】
【符号の説明】
【０１１９】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
３…硬化物層
３ａ…第１の硬化物層部分
３ｂ…第２の硬化物層部分
３ｃ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層
３Ｂａ…第１の異方性導電材料層部分
３Ｂｂ…第２の異方性導電材料層部分
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…電極
５…導電性粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、
前記異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、
Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層を形成する工程とを備え、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層の硬化度を異ならせる、接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度を、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高くする、請求項１に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる、請求項１又は２に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いる、１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性化合物としてエポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用い、かつ前記光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用い、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とを非相溶にする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層を層分離させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とを、１つの異方性導電材料を用いて形成する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項８】
電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材の上面と前記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層とを備え、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層の硬化度が異なる、接続構造体。
【請求項９】
前記第１の接続対象部材上の前記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に前記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、前記硬化物層が形成されており、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度が、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高い、請求項８に記載の接続構造体。
【請求項１０】
前記異方性導電材料が異方性導電ペーストである、請求項８又は９に記載の接続構造体。
【請求項１１】
前記異方性導電材料が、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む、８〜１０のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１２】
前記熱硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であり、かつ前記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を有する化合物であり、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１３】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層が層分離している、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１４】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成されている、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１】
電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、
前記異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をＢステージ化する工程と、
Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層を形成する工程とを備え、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層の硬化度を異ならせる、接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度を、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高くする、請求項１に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる、請求項１又は２に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いる、１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性化合物としてエポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用い、かつ前記光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用い、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とを非相溶にする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層を層分離させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とを、１つの異方性導電材料を用いて形成する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項８】
電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材の上面と前記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層とを備え、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層の硬化度が異なる、接続構造体。
【請求項９】
前記第１の接続対象部材上の前記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をＢステージ化した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層の上面に、第２の接続対象部材をさらに積層し、更に前記Ｂステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、前記硬化物層が形成されており、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度が、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高い、請求項８に記載の接続構造体。
【請求項１０】
前記異方性導電材料が異方性導電ペーストである、請求項８又は９に記載の接続構造体。
【請求項１１】
前記異方性導電材料が、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む、８〜１０のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１２】
前記熱硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であり、かつ前記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を有する化合物であり、
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１３】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層が層分離している、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１４】
前記第１の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側における前記硬化物層部分とが、１つの異方性導電材料を用いて形成されている、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の接続構造体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５５８５１（Ｐ２０１２−１５５８５１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１２４（Ｐ２０１１−１１１２４）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【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２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【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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