接続構造体の製造方法及び異方性導電材料
【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２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２上に、異方性導電材料を用いた異方性導電材料層３Ａを配置する工程と、異方性導電材料層３Ａに光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、異方性導電材料層３Ａ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３Ｂの上面３ａに、電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４をさらに積層する工程とを備える。上記異方性導電材料として、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とを含有する異方性導電材料が用いられる。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１の製造方法は、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２上に、異方性導電材料を用いた異方性導電材料層３Ａを配置する工程と、異方性導電材料層３Ａに光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、異方性導電材料層３Ａ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３Ｂの上面３ａに、電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４をさらに積層する工程とを備える。上記異方性導電材料として、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とを含有する異方性導電材料が用いられる。
【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であって、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、ガラスエポキシ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電気的に接続する接続構造体の製造方法、並びに異方性導電材料に関する。
【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、バインダー樹脂など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、各種の接続構造体を得るために、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））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）等に使用されている。
【０００４】
また、上記接続構造体の製造方法の一例として、第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有し、テープキャリアパッケージ又はフレキシブルプリント基板を構成する第二の回路部材とを、上記第一の回路電極と上記第二の回路電極とを対向配置させた状態で、異方性導電材料により接続する接続構造体の製造方法が開示されている。また、特許文献１には、熱硬化性組成物と光硬化性組成物とを含有する異方性導電材料としてフィルム状回路接続材料を用いて、該フィルム状回路接続材料に光を照射して、光硬化性樹脂組成物を硬化させて、フィルム状回路接続材料の流動性を低下させ、次に本接続時にフィルム状回路接続材料を加熱して、熱硬化性樹脂組成物を硬化させる方法が記載されている。
【０００５】
下記の特許文献２には、エポキシ樹脂と、導電性粒子と、潜在性硬化剤とを含む異方性導電フィルムが開示されている。ここでは、該異方性導電フィルムがＢステージ化されており、該異方性導電フィルムのゲル分率が３０％以上であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３５５３０号公報
【特許文献２】特開平０８−２９５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の接続構造体の製造方法では、電極間の電気的な接続の際に、接続対象部材上に塗布された異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子が、硬化前に大きく流動することがある。このため、異方性導電材料が硬化した硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。さらに、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の導通信頼性が低いことがある。
【０００８】
さらに、従来の異方性導電材料を用いて接続構造体を作製すると、上下の電極間が位置ずれしやすいという問題もある。上下の電極間が位置ずれしていると、電極間が導通されなかったり、導通信頼性が低くなったりする。
【０００９】
さらに、従来の異方性導電材料を用いて接続構造体を作製すると、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が、導電性粒子と電極との間から十分に排除されないことがある。すなわち、導電性粒子と電極との間に、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が残存することがある。このことによっても、得られる接続構造体の導通信頼性が低くなるという問題がある。
【００１０】
なお、特許文献２では、熱硬化可能な異方性導電フィルムが記載されているにすぎず、該異方性導電フィルムは光硬化しない。また、特許文献２では、接続対象部材上で異方性導電フィルムのゲル分率を３０％以上にしておらず、予め用いる異方性導電フィルムのゲル分率を調整することが記載されているにすぎない。
【００１１】
本発明の目的は、接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導電性粒子と電極との間に異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が残存し難く、電極間の位置ずれを抑制でき、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、並びに異方性導電材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、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に光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、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の接続対象部材をさらに積層する工程とを備え、上記異方性導電材料として、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、導電性粒子とを含有する異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、上記異方性導電材料として、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である異方性導電材料が用いられる。
【００１４】
本発明に係る異方性導電材料の他の特定の局面では、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光硬化性化合物が用いられる。
【００１５】
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、上記光硬化性化合物として、分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する光硬化性化合物が用いられる。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記異方性導電材料として、異方性導電フィルムを用いてもよく、異方性導電ペーストを用いてもよい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、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、導電性粒子とを含有し、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下である、異方性導電材料が提供される。
【００１８】
本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である。
【００１９】
本発明に係る異方性導電材料の他の特定の局面では、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電材料の別の特定の局面では、上記光硬化性化合物の分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する。
【００２１】
本発明に係る異方性導電材料は、異方性導電フィルムであってもよく、異方性導電ペーストであってもよい。本発明に係る異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、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とを含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層に、光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、異方性導電材料層及び該異方性導電材料層に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、異方性導電材料が硬化した硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。さらに、本発明に係る接続構造体の製造方法では、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、第１，第２の接続対象部材における電極間の接続時に、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分を、電極と導電性粒子との間から排除して、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。さらに、本発明に係る接続構造体の製造方法では、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、上下の電極間の位置ずれを抑制できる。従って、本発明に係る接続構造体の製造方法によれば、導通信頼性に優れた接続構造体を得ることができる。
【００２３】
本発明に係る異方性導電材料は、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とを含有し、光の照射により硬化が進行されて、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるので、例えば、異方性導電材料を接続対象部材上に配置し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。さらに、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。さらに、電極間の位置ずれを抑制できる。従って、本発明に係る異方性導電材料の使用により、導通信頼性に優れた接続構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた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の製造方法の各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図３】図３は、電極に形成された凹部を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた接続構造体を模式的に部分切欠正面断面図で示す。
【００２７】
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を接続している接続部３とを備える。接続部３は、硬化物層である。接続部３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材料を硬化させることにより形成されている。上記異方性導電材料は、複数の導電性粒子５を含む。
【００２８】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、複数の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の電極４ｂを有する。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。
【００２９】
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、ガラス基板及びガラスエポキシ基板等の回路基板等が挙げられる。上記異方性導電材料は、電子部品又は回路基板の接続に用いられる異方性導電材料であることが好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
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。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、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を含む異方性導電材料を用いて、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。上記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電ペーストの配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われる。また、上記異方性導電材料層は、異方性導電ペースト層になる。
【００３２】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することにより、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。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。
【００３３】
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ステージ化する際に、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂのゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるように、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。該ゲル分率は好ましくは５重量％以上、好ましくは１５重量％以下である。
【００３４】
ここでは、第１の接続対象部材２上で、異方性導電材料層３Ａをゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるように、Ｂステージ化している。上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、異方性導電材料層の流動を充分に抑制できる。このため、電極２ｂ，４ｂ間に、導電性粒子５が配置されやすくなる。さらに、第１の接続対象部材２又は第２の接続対象部材４の外周面よりも側方の領域に、異方性導電材料層が意図せずに流動するのを抑制できる。このため、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導通信頼性を高めることができる。例えば、接続されるべき上下の電極間を導電性粒子により容易に接続でき、かつ接続されてはならない隣り合う電極間が複数の導電性粒子を介して接続されるのを抑制できる。
【００３５】
さらに、上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分を、電極と導電性粒子との間から効果的に排除でき、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。これによって、異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を電極と導電性粒子との間から排除して、電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成することができる。従って、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性を高めることができる。図３に示すように、導電性粒子５が押し込まれることによって、電極２ｂに凹部２ｃが形成され、電極４ｂに凹部を形成することも可能である。なお、上記凹部２ｃは圧痕とも呼ばれる。上記導電性粒子を除く成分としては、熱硬化性化合物、光硬化性化合物、熱硬化剤及び光硬化開始剤等が挙げられる。さらに、上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、上下の電極間の位置ずれを抑制できる。上下の電極間の位置ずれを抑制することで、電極間の導通精度を高めることができ、導通信頼性を高めることができる。なお、上記ゲル分率は、３０重量％未満であってもよく、２９．５重量％以下であってもよい。
【００３６】
上記ゲル分率は、以下のようにして測定される。
【００３７】
Ｂステージ化された異方性導電材料（Ｂステージ化された異方性導電材料層）を、メチルエチルケトンに２３℃で２４時間浸漬した後、メッシュを用いて、Ｂステージ化された異方性導電材料の残留物をメチルエチルケトンから取り出す。メチルエチルケトンから取り出された残留物を２３℃で７２時間乾燥する。次に、乾燥後の残留物の重量を測定し、下記式（Ａ）により、ゲル分率が算出される。
【００３８】
ゲル分率（重量％）＝（Ｗ２−Ｐ）／（Ｗ１−Ｐ）×１００ ・・・式（Ａ）
Ｗ１：メチルエチルケトン浸漬前のＢステージ化された異方性導電材料の重量
Ｗ２：乾燥後のＢステージ化された異方性導電材料の残留物の重量
Ｐ：Ｂステージ化された異方性導電材料に含まれる導電性粒子の重量
【００３９】
本発明に係る異方性導電材料は、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料において、Ｂステージ化した異方性導電材料のゲル分率は、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電材料に照射した後に測定されることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る異方性導電材料は、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後の反応率が５０％を超えることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料において、Ｂステージ化した異方性導電材料の反応率は、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電材料に照射した後に測定されることが好ましい。
【００４１】
上記反応率は、例えば、赤外分光光度計（ＩＲ）により、光照射前後の異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度比から算出可能である。例えば、光照射前の異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度と、光照射後のＢステージ化した異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度との比から算出可能である。
【００４２】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を配置しながら、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配置と同時に、又は配置の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。配置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、得られた接続構造体１における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配置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。
【００４３】
光の照射により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化させるために、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光照射強度は、例えば、好ましくは０．１〜４０００ｍＷ／ｃｍ２程度である。また、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光の照射エネルギーは、例えば、好ましくは５０〜３００ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００４４】
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。
【００４５】
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３ａ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。
【００４６】
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、接続部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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、接続部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。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。
【００５０】
上記異方性導電材料は、異方性導電フィルムであってもよく、異方性導電ペーストであってもよい。上記異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電フィルムを用いる場合と比較して、導電性粒子が流動しやすく、導通信頼性が低くなる傾向がある。本発明に係る接続構造体及び本発明に係る異方性導電ペーストにより、異方性導電ペーストを用いたとしても、導通信頼性を十分に高めることができる。
【００５１】
本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る異方性導電材料は、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））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用できる。なかでも、本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る異方性導電材料は、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及び本発明に係る異方性導電材料では、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異方性導電材料により、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に用いられる異方性導電材料及び本発明に係る異方性導電材料は、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、導電性粒子とを含む。上記異方性導電材料は、硬化性化合物として、熱硬化性化合物と光硬化性化合物とを含む。
【００５４】
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。
【００５５】
［熱硬化性化合物］
上記熱硬化性化合物は熱硬化性を有する。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。
【００５６】
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。
【００５７】
上記異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましく、チイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことがより好ましい。エポキシ基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物である。異方性導電材料の硬化性を高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、１００重量％以下である。
【００５８】
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。
【００５９】
上記エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物は、芳香族環を有することが好ましい。上記芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環及びペリレン環等が挙げられる。なかでも、上記芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましい。また、ナフタレン環は、平面構造を有するためにより一層速やかに硬化させることができるので好ましい。
【００６０】
［光硬化性化合物］
光の照射によって硬化するように、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物を含む。光の照射により光硬化性化合物を半硬化（Ｂステージ化）させ、硬化性組成物の流動性を低下させることができる。
【００６１】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物及び環状エーテル基を有する光硬化性化合物等が挙げられる。
【００６２】
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。（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物の使用により、Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を５重量％以上、３０重量％以下に制御することが容易になり、得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高めることができる。
【００６３】
Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を容易に制御し、更に得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが好ましい。
【００６４】
Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を容易に制御し、更に得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記光硬化性化合物の分子量は、１００以上、３０００以下であることが好ましい。上記光硬化性化合物の分子量は、より好ましくは２００以上、より好ましくは２０００以下である。上記光硬化性化合物の分子量が２００以上、２０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することがより好ましく、更に上記光硬化性化合物の分子量が２００以上、２０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが特に好ましい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。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、５：９５〜７０：３０で含むことがより好ましく、１０：９０〜５０：５０で含むことが更に好ましい。
【００７６】
導電性粒子と電極との間に異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分をより一層残存し難くし、電極間の位置ずれをより一層抑制し、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の含有量は２０重量部以上、８０重量部以下であることが特に好ましく、３０重量部以上、８０重量部以下であることが最も好ましい。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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２重量部以下、より好ましくは１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。
【００８７】
（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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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、更に好ましくは１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、更に好ましくは１９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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの調製
下記式（１Ｂ）で表される構造を有するエピスルフィド化合物を用意した。
【００９８】
【化１】
【００９９】
上記エピスルフィド化合物１５重量部に、熱硬化剤であるアミンアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３Ｊ」）４重量部と、光硬化性化合物であるエポキシアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０２」、（メタ）アクリロイル基を２個有する、分子量５００）８重量部と、光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物（チバ・ジャパン社製「ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ」）０．２重量部と、硬化促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾール１重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）１０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子を配合物１００重量％中での含有量が４重量％となるように添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、配合物を得た。
【０１００】
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。
【０１０１】
得られた配合物を、ナイロン製ろ紙（孔径３０μｍ）を用いてろ過することにより、導電性粒子の含有量が４重量％である異方性導電ペーストを得た。
【０１０２】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が１５００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材）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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電ペースト層に照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は７０％であった。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１８５℃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、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０４】
（実施例２）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１０５】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は７２％であった。
【０１０６】
（実施例３）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から１１重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１０７】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は８４％であった。
【０１０８】
（実施例４）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートをウレタンアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ８８０４」、（メタ）アクリロイル基を２個有する、分子量１３００）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１０９】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は６２％であった。
【０１１０】
（実施例５）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から４重量部に変更したこと、および異方性導電ペーストの調製の際に、光硬化性化合物として単官能アクリレート（新中村化学社製「ＡＭＰ―２０ＧＹ」、（メタ）アクリロイル基を１個有する、分子量２３６）を４重量部に追加したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１１１】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は８５％であった。
【０１１２】
（実施例６）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物１００重量％中での含有量を１５重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が１５重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１３】
（実施例７）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物１００重量％中での含有量を１重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が１重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１４】
（実施例８）
下記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物を用意した。
【０１１５】
【化２】
【０１１６】
上記式（１Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物を、上記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物に変更したこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１７】
（実施例９〜１１及び比較例１〜２）
接続構造体を作製する際に、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギーとなるように異方性導電ペースト層に照射したこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１８】
（比較例３）
異方性導電ペーストの作製の際に、エポキシアクリレートと、光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物とを用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト１００重量％中、導電性粒子の含有量は４重量％であった。
【０１１９】
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が１５００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材）を用意した。
【０１２０】
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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性銅導電ペーストの塗工の際及び塗工の後に光を照射しなかった。
【０１２１】
次に、異方性導電ペースト層の上面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１８５℃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、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１２２】
（評価）
（１）ゲル分率
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。この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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギー（実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件）となるように異方性導電ペースト層に照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。
【０１２３】
Ｂステージ化した異方性導電材料を、スパチュラでガラス基板から剥がし取り、約０．１ｇの重量を試験サンプルとした。
【０１２４】
得られた試験サンプルの初期重量（Ｗ１）を測定した。次に、試験サンプルをメチルエチルケトンに２３℃で２４時間浸漬した。その後、予め重量を測定した♯２００の金属メッシュを用いて、メチルエチルケトン中の試験サンプルをろ過し、金属メッシュ上に試験サンプルの残留物を得た。残留物を金属メッシュと共に２３℃で７２時間乾燥した。金属メッシュと乾燥後の残留物との合計重量を測定し、上記金属メッシュの重量を除算し、乾燥後の残留物の重量（Ｗ２）を求めた。また、ゲル分率を算出する際、Ｗ１及びＷ２のそれぞれの値から導電性粒子の含有量（Ｐ）を減算した。これは、導電性粒子が金属メッシュの孔より大きいため、メッシュ上に残る導電性粒子の重量と、ゲルの重量とを区別するためである。測定された値から、上記式（Ａ）により、ゲル分率を算出した。５回測定した平均値をゲル分率とした。
【０１２５】
（２）位置ずれの有無
実施例及び比較例における接続構造体をそれぞれ１００個用意した。得られた接続構造体において、透明ガラス基板の電極と半導体チップの電極との間に位置ずれが生じているか否かを評価した。位置ずれを下記の基準で判定した。
【０１２６】
［位置ずれの判定基準］
○○：１００個の接続構造体中全てで、ずれ幅５μｍ以下の電極間の位置ずれなし
○：１００個の接続構造体中、ずれ幅１０μｍ以下の僅かな電極間の位置ずれがある接続構造体が存在するものの、位置ずれは小さく、全ての接続構造体が使用可能
×：１００個の接続構造体中、ずれ幅１０μｍを超える電極間の位置ずれがある接続構造体が存在する
【０１２７】
（３）圧痕状態
得られた接続構造体における１００箇所の導電性粒子と電極との接続部分について、電極に形成された圧痕の状態を観察した。
【０１２８】
偏光顕微鏡を使用し、１電極あたり（１５００μｍ２あたり）に明らかな球状の圧痕が平均２５個以上確認できる場合を、良好な圧痕が形成されていると判断した。また、１電極あたり（１５００μｍ２あたり）明らかな球状の圧痕が平均５個未満確認できる場合を、圧痕の形成が不十分と判断した。圧痕状態を下記の判定基準で判定した。
【０１２９】
［圧痕状態］
○○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均２５個以上
○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個以上、２５個未満
×：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個未満
【０１３０】
（４）導通信頼性（上下の電極間の導通試験）
得られた２０個の接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、４端子法により２５箇所で測定した。全ての電極間で接続抵抗が２０Ω以下である場合を「○」、１箇所でも接続抵抗が２０Ωを超える場合を「×」と判定した。なお、電圧＝電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。
【０１３１】
（５）反応率
実施例１〜５で得られた異方性導電ペーストに、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギー（実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件）で照射して、Ｂステージ化した異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）を用意した。赤外分光光度計（ＩＲ）により、光照射前の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度と、光照射後の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度との比から、反応率を算出した。
【０１３２】
結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１３３】
【表１】
【符号の説明】
【０１３４】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
２ｃ…凹部
３…接続部
３ａ…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
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であって、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、ガラスエポキシ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電気的に接続する接続構造体の製造方法、並びに異方性導電材料に関する。
【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、バインダー樹脂など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、各種の接続構造体を得るために、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））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）等に使用されている。
【０００４】
また、上記接続構造体の製造方法の一例として、第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有し、テープキャリアパッケージ又はフレキシブルプリント基板を構成する第二の回路部材とを、上記第一の回路電極と上記第二の回路電極とを対向配置させた状態で、異方性導電材料により接続する接続構造体の製造方法が開示されている。また、特許文献１には、熱硬化性組成物と光硬化性組成物とを含有する異方性導電材料としてフィルム状回路接続材料を用いて、該フィルム状回路接続材料に光を照射して、光硬化性樹脂組成物を硬化させて、フィルム状回路接続材料の流動性を低下させ、次に本接続時にフィルム状回路接続材料を加熱して、熱硬化性樹脂組成物を硬化させる方法が記載されている。
【０００５】
下記の特許文献２には、エポキシ樹脂と、導電性粒子と、潜在性硬化剤とを含む異方性導電フィルムが開示されている。ここでは、該異方性導電フィルムがＢステージ化されており、該異方性導電フィルムのゲル分率が３０％以上であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３５５３０号公報
【特許文献２】特開平０８−２９５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の接続構造体の製造方法では、電極間の電気的な接続の際に、接続対象部材上に塗布された異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子が、硬化前に大きく流動することがある。このため、異方性導電材料が硬化した硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。さらに、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の導通信頼性が低いことがある。
【０００８】
さらに、従来の異方性導電材料を用いて接続構造体を作製すると、上下の電極間が位置ずれしやすいという問題もある。上下の電極間が位置ずれしていると、電極間が導通されなかったり、導通信頼性が低くなったりする。
【０００９】
さらに、従来の異方性導電材料を用いて接続構造体を作製すると、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が、導電性粒子と電極との間から十分に排除されないことがある。すなわち、導電性粒子と電極との間に、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が残存することがある。このことによっても、得られる接続構造体の導通信頼性が低くなるという問題がある。
【００１０】
なお、特許文献２では、熱硬化可能な異方性導電フィルムが記載されているにすぎず、該異方性導電フィルムは光硬化しない。また、特許文献２では、接続対象部材上で異方性導電フィルムのゲル分率を３０％以上にしておらず、予め用いる異方性導電フィルムのゲル分率を調整することが記載されているにすぎない。
【００１１】
本発明の目的は、接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導電性粒子と電極との間に異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分が残存し難く、電極間の位置ずれを抑制でき、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、並びに異方性導電材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、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に光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、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の接続対象部材をさらに積層する工程とを備え、上記異方性導電材料として、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、導電性粒子とを含有する異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、上記異方性導電材料として、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である異方性導電材料が用いられる。
【００１４】
本発明に係る異方性導電材料の他の特定の局面では、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光硬化性化合物が用いられる。
【００１５】
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、上記光硬化性化合物として、分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する光硬化性化合物が用いられる。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記異方性導電材料として、異方性導電フィルムを用いてもよく、異方性導電ペーストを用いてもよい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、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、導電性粒子とを含有し、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下である、異方性導電材料が提供される。
【００１８】
本発明に係る異方性導電材料のある特定の局面では、上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である。
【００１９】
本発明に係る異方性導電材料の他の特定の局面では、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電材料の別の特定の局面では、上記光硬化性化合物の分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する。
【００２１】
本発明に係る異方性導電材料は、異方性導電フィルムであってもよく、異方性導電ペーストであってもよい。本発明に係る異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、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とを含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層に、光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、異方性導電材料層及び該異方性導電材料層に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、異方性導電材料が硬化した硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。さらに、本発明に係る接続構造体の製造方法では、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、第１，第２の接続対象部材における電極間の接続時に、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分を、電極と導電性粒子との間から排除して、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。さらに、本発明に係る接続構造体の製造方法では、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、上記異方性導電材料層をＢステージ化するので、上下の電極間の位置ずれを抑制できる。従って、本発明に係る接続構造体の製造方法によれば、導通信頼性に優れた接続構造体を得ることができる。
【００２３】
本発明に係る異方性導電材料は、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とを含有し、光の照射により硬化が進行されて、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるので、例えば、異方性導電材料を接続対象部材上に配置し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料及び該異方性導電材料に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。さらに、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。さらに、電極間の位置ずれを抑制できる。従って、本発明に係る異方性導電材料の使用により、導通信頼性に優れた接続構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた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の製造方法の各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図３】図３は、電極に形成された凹部を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた接続構造体を模式的に部分切欠正面断面図で示す。
【００２７】
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を接続している接続部３とを備える。接続部３は、硬化物層である。接続部３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材料を硬化させることにより形成されている。上記異方性導電材料は、複数の導電性粒子５を含む。
【００２８】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、複数の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の電極４ｂを有する。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。
【００２９】
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、ガラス基板及びガラスエポキシ基板等の回路基板等が挙げられる。上記異方性導電材料は、電子部品又は回路基板の接続に用いられる異方性導電材料であることが好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
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。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、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を含む異方性導電材料を用いて、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。上記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電ペーストの配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われる。また、上記異方性導電材料層は、異方性導電ペースト層になる。
【００３２】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することにより、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。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。
【００３３】
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ステージ化する際に、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂのゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるように、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。該ゲル分率は好ましくは５重量％以上、好ましくは１５重量％以下である。
【００３４】
ここでは、第１の接続対象部材２上で、異方性導電材料層３Ａをゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であるように、Ｂステージ化している。上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、異方性導電材料層の流動を充分に抑制できる。このため、電極２ｂ，４ｂ間に、導電性粒子５が配置されやすくなる。さらに、第１の接続対象部材２又は第２の接続対象部材４の外周面よりも側方の領域に、異方性導電材料層が意図せずに流動するのを抑制できる。このため、第１，第２の接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導通信頼性を高めることができる。例えば、接続されるべき上下の電極間を導電性粒子により容易に接続でき、かつ接続されてはならない隣り合う電極間が複数の導電性粒子を介して接続されるのを抑制できる。
【００３５】
さらに、上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分を、電極と導電性粒子との間から効果的に排除でき、電極と導電性粒子とを精度よく接触させることができる。これによって、異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を電極と導電性粒子との間から排除して、電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成することができる。従って、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性を高めることができる。図３に示すように、導電性粒子５が押し込まれることによって、電極２ｂに凹部２ｃが形成され、電極４ｂに凹部を形成することも可能である。なお、上記凹部２ｃは圧痕とも呼ばれる。上記導電性粒子を除く成分としては、熱硬化性化合物、光硬化性化合物、熱硬化剤及び光硬化開始剤等が挙げられる。さらに、上記ゲル分率を上記下限以上及び上記上限以下にすることにより、上下の電極間の位置ずれを抑制できる。上下の電極間の位置ずれを抑制することで、電極間の導通精度を高めることができ、導通信頼性を高めることができる。なお、上記ゲル分率は、３０重量％未満であってもよく、２９．５重量％以下であってもよい。
【００３６】
上記ゲル分率は、以下のようにして測定される。
【００３７】
Ｂステージ化された異方性導電材料（Ｂステージ化された異方性導電材料層）を、メチルエチルケトンに２３℃で２４時間浸漬した後、メッシュを用いて、Ｂステージ化された異方性導電材料の残留物をメチルエチルケトンから取り出す。メチルエチルケトンから取り出された残留物を２３℃で７２時間乾燥する。次に、乾燥後の残留物の重量を測定し、下記式（Ａ）により、ゲル分率が算出される。
【００３８】
ゲル分率（重量％）＝（Ｗ２−Ｐ）／（Ｗ１−Ｐ）×１００ ・・・式（Ａ）
Ｗ１：メチルエチルケトン浸漬前のＢステージ化された異方性導電材料の重量
Ｗ２：乾燥後のＢステージ化された異方性導電材料の残留物の重量
Ｐ：Ｂステージ化された異方性導電材料に含まれる導電性粒子の重量
【００３９】
本発明に係る異方性導電材料は、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下であることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料において、Ｂステージ化した異方性導電材料のゲル分率は、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電材料に照射した後に測定されることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る異方性導電材料は、光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後の反応率が５０％を超えることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料において、Ｂステージ化した異方性導電材料の反応率は、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電材料に照射した後に測定されることが好ましい。
【００４１】
上記反応率は、例えば、赤外分光光度計（ＩＲ）により、光照射前後の異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度比から算出可能である。例えば、光照射前の異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度と、光照射後のＢステージ化した異方性導電材料における光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度との比から算出可能である。
【００４２】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を配置しながら、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配置と同時に、又は配置の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。配置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、得られた接続構造体１における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配置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。
【００４３】
光の照射により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化させるために、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光照射強度は、例えば、好ましくは０．１〜４０００ｍＷ／ｃｍ２程度である。また、異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるための光の照射エネルギーは、例えば、好ましくは５０〜３００ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００４４】
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。
【００４５】
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３ａ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。
【００４６】
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、接続部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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、接続部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。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。
【００５０】
上記異方性導電材料は、異方性導電フィルムであってもよく、異方性導電ペーストであってもよい。上記異方性導電材料は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電フィルムを用いる場合と比較して、導電性粒子が流動しやすく、導通信頼性が低くなる傾向がある。本発明に係る接続構造体及び本発明に係る異方性導電ペーストにより、異方性導電ペーストを用いたとしても、導通信頼性を十分に高めることができる。
【００５１】
本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る異方性導電材料は、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））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用できる。なかでも、本発明に係る接続構造体の製造方法及び本発明に係る異方性導電材料は、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及び本発明に係る異方性導電材料では、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異方性導電材料により、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に用いられる異方性導電材料及び本発明に係る異方性導電材料は、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、導電性粒子とを含む。上記異方性導電材料は、硬化性化合物として、熱硬化性化合物と光硬化性化合物とを含む。
【００５４】
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。
【００５５】
［熱硬化性化合物］
上記熱硬化性化合物は熱硬化性を有する。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。
【００５６】
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。
【００５７】
上記異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましく、チイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことがより好ましい。エポキシ基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物である。異方性導電材料の硬化性を高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、１００重量％以下である。
【００５８】
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。
【００５９】
上記エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物は、芳香族環を有することが好ましい。上記芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環及びペリレン環等が挙げられる。なかでも、上記芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましい。また、ナフタレン環は、平面構造を有するためにより一層速やかに硬化させることができるので好ましい。
【００６０】
［光硬化性化合物］
光の照射によって硬化するように、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物を含む。光の照射により光硬化性化合物を半硬化（Ｂステージ化）させ、硬化性組成物の流動性を低下させることができる。
【００６１】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物及び環状エーテル基を有する光硬化性化合物等が挙げられる。
【００６２】
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。（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物の使用により、Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を５重量％以上、３０重量％以下に制御することが容易になり、得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高めることができる。
【００６３】
Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を容易に制御し、更に得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが好ましい。
【００６４】
Ｂステージ化した異方性導電材料層のゲル分率を容易に制御し、更に得られる接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記光硬化性化合物の分子量は、１００以上、３０００以下であることが好ましい。上記光硬化性化合物の分子量は、より好ましくは２００以上、より好ましくは２０００以下である。上記光硬化性化合物の分子量が２００以上、２０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することがより好ましく、更に上記光硬化性化合物の分子量が２００以上、２０００以下であり、かつ上記光硬化性化合物が（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが特に好ましい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。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、５：９５〜７０：３０で含むことがより好ましく、１０：９０〜５０：５０で含むことが更に好ましい。
【００７６】
導電性粒子と電極との間に異方性導電材料中の導電性粒子を除く成分をより一層残存し難くし、電極間の位置ずれをより一層抑制し、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の含有量は２０重量部以上、８０重量部以下であることが特に好ましく、３０重量部以上、８０重量部以下であることが最も好ましい。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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２重量部以下、より好ましくは１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。
【００８７】
（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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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、更に好ましくは１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、更に好ましくは１９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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの調製
下記式（１Ｂ）で表される構造を有するエピスルフィド化合物を用意した。
【００９８】
【化１】
【００９９】
上記エピスルフィド化合物１５重量部に、熱硬化剤であるアミンアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３Ｊ」）４重量部と、光硬化性化合物であるエポキシアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０２」、（メタ）アクリロイル基を２個有する、分子量５００）８重量部と、光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物（チバ・ジャパン社製「ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ」）０．２重量部と、硬化促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾール１重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）１０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子を配合物１００重量％中での含有量が４重量％となるように添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、配合物を得た。
【０１００】
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。
【０１０１】
得られた配合物を、ナイロン製ろ紙（孔径３０μｍ）を用いてろ過することにより、導電性粒子の含有量が４重量％である異方性導電ペーストを得た。
【０１０２】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が１５００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材）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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように異方性導電ペースト層に照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は７０％であった。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１８５℃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、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１０４】
（実施例２）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１０５】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は７２％であった。
【０１０６】
（実施例３）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から１１重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１０７】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は８４％であった。
【０１０８】
（実施例４）
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートをウレタンアクリレート（ダイセル・サイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ８８０４」、（メタ）アクリロイル基を２個有する、分子量１３００）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１０９】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は６２％であった。
【０１１０】
（実施例５）
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、８重量部から４重量部に変更したこと、および異方性導電ペーストの調製の際に、光硬化性化合物として単官能アクリレート（新中村化学社製「ＡＭＰ―２０ＧＹ」、（メタ）アクリロイル基を１個有する、分子量２３６）を４重量部に追加したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして接続構造体を得た。
【０１１１】
Ｂステージ化後の異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）の反応率は８５％であった。
【０１１２】
（実施例６）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物１００重量％中での含有量を１５重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が１５重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１３】
（実施例７）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物１００重量％中での含有量を１重量％となるように用いたこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が１重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１４】
（実施例８）
下記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物を用意した。
【０１１５】
【化２】
【０１１６】
上記式（１Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物を、上記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物に変更したこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１７】
（実施例９〜１１及び比較例１〜２）
接続構造体を作製する際に、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギーとなるように異方性導電ペースト層に照射したこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１１８】
（比較例３）
異方性導電ペーストの作製の際に、エポキシアクリレートと、光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物とを用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト１００重量％中、導電性粒子の含有量は４重量％であった。
【０１１９】
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が１５００μｍ２の銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材）を用意した。
【０１２０】
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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性銅導電ペーストの塗工の際及び塗工の後に光を照射しなかった。
【０１２１】
次に、異方性導電ペースト層の上面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１８５℃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、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８５℃で完全硬化させ、接続構造体を得た。
【０１２２】
（評価）
（１）ゲル分率
Ｌ／Ｓが１５μｍ／１５μｍのＡｌ−４％Ｔｉ電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板（第１の接続対象部材）を用意した。この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２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギー（実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件）となるように異方性導電ペースト層に照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。
【０１２３】
Ｂステージ化した異方性導電材料を、スパチュラでガラス基板から剥がし取り、約０．１ｇの重量を試験サンプルとした。
【０１２４】
得られた試験サンプルの初期重量（Ｗ１）を測定した。次に、試験サンプルをメチルエチルケトンに２３℃で２４時間浸漬した。その後、予め重量を測定した♯２００の金属メッシュを用いて、メチルエチルケトン中の試験サンプルをろ過し、金属メッシュ上に試験サンプルの残留物を得た。残留物を金属メッシュと共に２３℃で７２時間乾燥した。金属メッシュと乾燥後の残留物との合計重量を測定し、上記金属メッシュの重量を除算し、乾燥後の残留物の重量（Ｗ２）を求めた。また、ゲル分率を算出する際、Ｗ１及びＷ２のそれぞれの値から導電性粒子の含有量（Ｐ）を減算した。これは、導電性粒子が金属メッシュの孔より大きいため、メッシュ上に残る導電性粒子の重量と、ゲルの重量とを区別するためである。測定された値から、上記式（Ａ）により、ゲル分率を算出した。５回測定した平均値をゲル分率とした。
【０１２５】
（２）位置ずれの有無
実施例及び比較例における接続構造体をそれぞれ１００個用意した。得られた接続構造体において、透明ガラス基板の電極と半導体チップの電極との間に位置ずれが生じているか否かを評価した。位置ずれを下記の基準で判定した。
【０１２６】
［位置ずれの判定基準］
○○：１００個の接続構造体中全てで、ずれ幅５μｍ以下の電極間の位置ずれなし
○：１００個の接続構造体中、ずれ幅１０μｍ以下の僅かな電極間の位置ずれがある接続構造体が存在するものの、位置ずれは小さく、全ての接続構造体が使用可能
×：１００個の接続構造体中、ずれ幅１０μｍを超える電極間の位置ずれがある接続構造体が存在する
【０１２７】
（３）圧痕状態
得られた接続構造体における１００箇所の導電性粒子と電極との接続部分について、電極に形成された圧痕の状態を観察した。
【０１２８】
偏光顕微鏡を使用し、１電極あたり（１５００μｍ２あたり）に明らかな球状の圧痕が平均２５個以上確認できる場合を、良好な圧痕が形成されていると判断した。また、１電極あたり（１５００μｍ２あたり）明らかな球状の圧痕が平均５個未満確認できる場合を、圧痕の形成が不十分と判断した。圧痕状態を下記の判定基準で判定した。
【０１２９】
［圧痕状態］
○○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均２５個以上
○：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個以上、２５個未満
×：１００箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均５個未満
【０１３０】
（４）導通信頼性（上下の電極間の導通試験）
得られた２０個の接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、４端子法により２５箇所で測定した。全ての電極間で接続抵抗が２０Ω以下である場合を「○」、１箇所でも接続抵抗が２０Ωを超える場合を「×」と判定した。なお、電圧＝電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。
【０１３１】
（５）反応率
実施例１〜５で得られた異方性導電ペーストに、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表１に示す照射エネルギー（実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件）で照射して、Ｂステージ化した異方性導電ペースト層（異方性導電材料層）を用意した。赤外分光光度計（ＩＲ）により、光照射前の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度と、光照射後の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度との比から、反応率を算出した。
【０１３２】
結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１３３】
【表１】
【符号の説明】
【０１３４】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
２ｃ…凹部
３…接続部
３ａ…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
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、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に光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、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の接続対象部材をさらに積層する工程とを備え、
前記異方性導電材料として、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、導電性粒子とを含有する異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記異方性導電材料として、前記熱硬化性化合物１００重量部に対する前記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である異方性導電材料を用いる、請求項１に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記光硬化性化合物として、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物を用いる、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】
前記光硬化性化合物として、分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する光硬化性化合物を用いる、請求項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１〜４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】
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、導電性粒子とを含有し、
光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下である、異方性導電材料。
【請求項７】
前記熱硬化性化合物１００重量部に対して、前記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である、請求項６に記載の異方性導電材料。
【請求項８】
前記光硬化性化合物が、（メタ）アクリロイル基を有する、請求項６又は７に記載の異方性導電材料。
【請求項９】
前記光硬化性化合物の分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ前記光硬化性化合物が、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の異方性導電材料。
【請求項１０】
異方性導電ペーストである、請求項６〜９のいずれか１項に記載の異方性導電材料。
【請求項１】
電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、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に光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下となるように、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の接続対象部材をさらに積層する工程とを備え、
前記異方性導電材料として、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、導電性粒子とを含有する異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記異方性導電材料として、前記熱硬化性化合物１００重量部に対する前記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である異方性導電材料を用いる、請求項１に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記光硬化性化合物として、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物を用いる、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】
前記光硬化性化合物として、分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する光硬化性化合物を用いる、請求項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１〜４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】
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、導電性粒子とを含有し、
光の照射により硬化が進行され、Ｂステージ化した後のゲル分率が５重量％以上、３０重量％以下である、異方性導電材料。
【請求項７】
前記熱硬化性化合物１００重量部に対して、前記光硬化性化合物の含有量が２０重量部以上、８０重量部以下である、請求項６に記載の異方性導電材料。
【請求項８】
前記光硬化性化合物が、（メタ）アクリロイル基を有する、請求項６又は７に記載の異方性導電材料。
【請求項９】
前記光硬化性化合物の分子量が１００以上、３０００以下であり、かつ前記光硬化性化合物が、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の異方性導電材料。
【請求項１０】
異方性導電ペーストである、請求項６〜９のいずれか１項に記載の異方性導電材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７５０３８（Ｐ２０１２−１７５０３８Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８２２３（Ｐ２０１１−３８２２３）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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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