接続構造体及び接続構造体の製造方法
【課題】電極間の接続抵抗が低く、かつ耐熱衝撃特性が高い接続構造体を提供する。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１は、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４と、第１の接続対象部材２の上面２ａと第２の接続対象部材４の下面４ａとの間に配置されており、かつ導電性粒子２１を含む異方性導電材料により形成された接続部３とを備える。導電性粒子２１は、基材粒子２２と基材粒子２２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子２２の中心部からはんだ層２３の外周端２３ａまでの距離が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離よりも長い箇所があり、はんだ層２３の外周端２３ａの少なくとも一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置する。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１は、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４と、第１の接続対象部材２の上面２ａと第２の接続対象部材４の下面４ａとの間に配置されており、かつ導電性粒子２１を含む異方性導電材料により形成された接続部３とを備える。導電性粒子２１は、基材粒子２２と基材粒子２２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子２２の中心部からはんだ層２３の外周端２３ａまでの距離が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離よりも長い箇所があり、はんだ層２３の外周端２３ａの少なくとも一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置する。
【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及び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、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が導電性粒子により電気的に接続されている接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。
【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】
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】
上記接続構造体の一例として、第１の電子部品の第１の面に設けられた複数の第１の電極を、第２の電子部品の第２の面に設けられた複数の第２の電極に接続した接続構造体が開示されている。この接続構造体は、相対向した上記第１の面と上記第２の面との間に配置されて両者を接着する樹脂部と、該樹脂部によって周囲を覆われ、上記第１の電極とこれに対応する上記第２の電極とを接続する略柱状の半田部とを有する。該半田部は、上記第１の電極の表面の近傍及び上記第２の電極の表面の近傍の少なくとも２箇所に外周面が内部側にくびれ込んだくびれ部を有し、上記第１の電極の表面と上記第２の電極の表面との接触角度は鋭角である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４９８１５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に記載のような従来の接続構造体では、半田部により接続された電極間の接続抵抗が高くなることがある。さらに、従来の接続構造体では、冷熱サイクルなどの熱衝撃が与えられると、電極間の導通信頼性が低下することがある。すなわち、従来の異方性導電材料を用いた接続構造体では、耐熱衝撃特性が低いことがある。
【０００８】
本発明の目的は、電極間の接続抵抗を低くすることができ、更に冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる接続構造体、並びに接続構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の広い局面によれば、第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、第２の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た接続部とを備え、上記接続部が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されており、上記第１，第２の電極が上記導電性粒子により電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、接続構造体が提供される。
【００１０】
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の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下である。
【００１１】
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の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００１２】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００１３】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子における上記基材粒子が、樹脂粒子と上記はんだ層とは異なる導電層とを備え、上記樹脂粒子の表面に上記導電層が積層されており、上記導電層の表面に上記はんだ層が積層されている。
【００１４】
本発明に係る接続構造体では、上記導電層の融点が上記はんだ層の融点よりも５０℃以上高いことが好ましく、更に上記導電層が、上記第１，第２の電極と接触していることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の広い局面によれば、第１の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て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に、第２の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備え、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有し、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１６】
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、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下であるように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１７】
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、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１８】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子における上記基材粒子が、樹脂粒子と上記はんだ層とは異なる導電層とを備え、上記樹脂粒子の表面に上記導電層が積層されており、上記導電層の表面に上記はんだ層が積層されている。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記導電層の融点が上記はんだ層の融点よりも５０℃以上高いことが好ましく、更に上記導電層を上記第１，第２の電極と接触させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る接続構造体では、第１，第２の接続対象部材の第１，第２の電極が、基材粒子とはんだ層とを有する導電性粒子を用いて電気的に接続されており、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、第１，第２の接続対象部材の第１，第２の電極を、基材粒子とはんだ層とを有する導電性粒子を用いて電気的に接続する際に、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するようにするので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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正面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続部分を拡大して模式的に示す正面断面図である。
【図３】図１に示す接続構造体及び図２に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造の変形例を模式的に示す正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、図４（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得るために用いられる導電性粒子の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、導電性粒子の変形例を示す断面図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程の一例を説明するための正面断面図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｂ）は、実施例２で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｃ）は、実施例３で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｄ）は、実施例４で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は、比較例１で得られた接続構造体におけるはんだ粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、比較例２で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｃ）は、比較例３で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｄ）は、比較例４で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２５】
本発明に係る接続構造体は、第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、第２の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た接続部とを備える。上記接続部は、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料により形成されている。上記第１，第２の電極は、上記導電性粒子により電気的に接続されている。
【００２６】
本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向（鉛直方向）からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００２７】
上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置してもよい。上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置してもよい。接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置することが好ましい。
【００２８】
すなわち、本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向から、接続後の上記導電性粒子をみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。また、本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向から、接続後の上記導電性粒子をみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置することが好ましい。また、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向は、上記第１の接続対象部材と上記接続部と上記第２の接続対象部材との積層方向と平行な方向であることが好ましい。
【００２９】
また、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離、並びに上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離は、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置した状態での水平方向における距離を示す。
【００３０】
上記基材粒子と上記はんだ層との位置関係を上述の関係を満足するようにする方法としては、第１，第２の接続対象部材の圧着時の圧力を制御する方法、異方性導電材料を硬化させる際の温度を制御する方法、接続前の導電性粒子におけるはんだ層の厚みを制御する方法、接続前の導電性粒子における基材粒子の粒子径とはんだ層の厚みとの関係を制御する方法、はんだ層が溶融した状態でのバインダー樹脂の流動性を制御する方法及びバインダー樹脂にフラックス性を付与する方法等が挙げられる。
【００３１】
上記接続構造体における上記基材粒子と上記はんだ層との位置関係は、切断又は研磨により断面を露出させて、断面観察することにより把握できる。また、上記接続対象部材が透明である場合などには、接続対象部材の外側から上記基材粒子と上記はんだ層とを観察することによっても位置関係を把握できる。さらに、接続構造体における接続対象部材を剥離した後、剥離面を観察することにより位置関係を把握してもよい。なお、接続対象部材の外側から上記基材粒子と上記はんだ層とを観察する場合に、はんだ層により基材粒子が隠れているときは、はんだ層を透過して基材粒子の外周端の位置が把握される。
【００３２】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値は、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上であることが好ましく、２．０倍以上であることがより好ましく、４．０倍以下であることが好ましく、３．８倍以下であることがより好ましい。
【００３３】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層は、上記第１，第２の電極と接触していることが好ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体を模式的に正面断面図で示す。
【００３６】
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間に配置されている接続部３とを備える。接続部３は、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している。接続部３は、複数の導電性粒子２１を含む異方性導電材料により形成されている。
【００３７】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、複数の第１の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の第２の電極４ｂを有する。第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとは、１つ又は複数の導電性粒子２１により電気的に接続されている。接続構造体１における第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続している導電性粒子２１は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続後の導電性粒子である。なお、接続構造体１のように、接続部３は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続していない導電性粒子２１を含んでいてもよい。
【００３８】
接続構造体１を得るために、図６に示す導電性粒子２１が用いられている。図６に示す導電性粒子２１は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続前の導電性粒子である。
【００３９】
図６に示す導電性粒子２１は、基材粒子２２と、基材粒子２２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子２２は、樹脂粒子２６と、はんだ層２３とは異なる導電層２７とを備える。従って、導電性粒子２１は、樹脂粒子２６と、導電層２７と、はんだ層２３とを有する。導電性粒子２１では、樹脂粒子２６の表面に導電層２７が積層されており、導電層２７の表面にはんだ層２３が積層されている。導電層２７は、樹脂粒子２６の表面を被覆している。はんだ層２３は、導電層２７の表面を被覆している。導電層２７は内層であり、はんだ層２３は外層である。はんだ層２３の融点は、導電層２７の融点よりも低い。導電層２７は１層の構造を有する。
【００４０】
図２に、図１に示す接続構造体１における導電性粒子２１と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接続部分を拡大して模式的に正面断面図で示す。図１，２では、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を下側、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を上側、かつ第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置した状態が示されている。また、図３に、図１，２に示す接続構造体１において、第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置して、接続後の導電性粒子２１を水平方向と直交する方向からみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３との位置関係を示す。すなわち、図３では、第１，第２の接続対象部材２，４の主面に対して直交する方向から、接続後の導電性粒子２１をみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３との位置関係が示されている。
【００４１】
図２に示すように、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続後において、接続後の導電性粒子２１における導電層２７は、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに接触している。ここでは、導電層２７は、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに物理的に接触している。このため、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の初期抵抗が低くなり、かつ導通信頼性が高くなる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性が高くなる。
【００４２】
なお、上記導電層は、上記はんだ層又は上記第１，第２の電極と合金化された状態で、上記第１，第２の電極と接触していてもよい。例えば、上記導電層が銅層である場合には、銅がはんだ層における錫と合金化された合金層の状態で、上記第１，第２の電極と接触していてもよい。本発明における導電層と第１，第２の電極との接触には、上記導電層が、上記はんだ層又は上記第１，第２の電極と合金化された状態で、上記第１，第２の電極と接触している場合も含まれる。
【００４３】
また、はんだ層２３は溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。すなわち、導電層２７と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触点から側方にはんだ層２３は拡がっている。具体的には、図２に示す状態において、また図３に示すように、接続後の導電性粒子２１を水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３の外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３の外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、接続構造体１では、はんだ層２３は均一に濡れ拡がっている。
【００４４】
従って、はんだ層２３と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積がかなり大きくなっている。このため、接続構造体１では、導電性粒子２１と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの剥離が生じ難くなり、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性を高めることができる。さらに、はんだ層２３と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積が大きいため、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【００４５】
また、接続構造体１では、図１，２に示す状態において、導電性粒子２１における基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３は、上下対称でありかつ左右対称な領域を有する。
【００４６】
接続構造体１では、図２に示すように、樹脂粒子２６及び基材粒子２２は圧縮されて、真球状ではなくなるように、扁平に変形されている。このように、樹脂粒子２６及び基材粒子２２は圧縮変形されていてもよい。この場合には、導電層２７と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積が大きくなる。このため、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の初期抵抗がより一層低くなり、かつ導通信頼性がより一層高くなる。
【００４７】
図４（ａ）〜（ｄ）に、導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造の変形例を模式的に示す。図４（ａ）〜（ｄ）では、図１，２と同様に、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を下側、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を上側、かつ第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置した状態が示されている。また、図５（ａ）〜（ｄ）に、図４（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造において、第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置して、接続後の導電性粒子２１Ａ〜２１Ｄを水平方向と直交する方向からみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３Ａ〜２３Ｄとの位置関係を示す。
【００４８】
図４（ａ）では、導電性粒子２１Ａにおけるはんだ層２３Ａが溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。但し、導電性粒子２１Ａにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ａは、上下対称であり、左右非対称な領域を有する。また、図４（ａ）に対応する図５（ａ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ａを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３Ａの外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。但し、図５（ａ）に示すように、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１は、はんだ層２３Ａの部分により異なっている。図５（ａ）では、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、左側のはんだ層２３Ａ部分で大きく、右側のはんだ層２３Ａ部分で小さい。
【００４９】
図４（ｂ）では、導電性粒子２１Ｂにおけるはんだ層２３Ｂが溶融して、第２の電極４ｂの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、はんだ層２３Ｂは第１の電極２ｂの表面上を濡れ拡がらずに、第１の電極２ｂ側に位置していたはんだ層２３Ｂは第２の電極４ｂ側に移動している。また、図４（ｂ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｂにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｂは、上下非対称であり、左右対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｂは上下非対称に偏在している。上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、はんだ層２３Ｂの存在量が異なる。また、図４（ｂ）に対応する図５（ｂ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｂを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｂの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３Ｂの外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。はんだ層２３Ｂは、第２の電極４ｂの表面上で均一に濡れ拡がっている。
【００５０】
図４（ｃ）では、導電性粒子２１Ｃにおけるはんだ層２３Ｃが溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。また、図４（ｃ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｃにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｃは、上下対称であり、左右非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｃは左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とではんだ層２３Ｃの存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とではんだ層２３Ｃの存在量が異なる。また、図４（ｃ）に対応する図５（ｃ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｃを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｃの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長い箇所があり、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａの一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、図５（ｃ）に示すように、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｃの外周端２３ａまでの距離Ｄ１は、はんだ層２３Ｃの部分により異なっている。図５（ｃ）では、基材粒子２２の左側部分のみにおいて、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａが、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置しており、かつ基材粒子２２の右側部分のみにおいて、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａは、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置していない。
【００５１】
図４（ｄ）では、導電性粒子２１Ｄにおけるはんだ層２３Ｄが溶融して、第２の電極４ｂの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、はんだ層２３Ｄは第１の電極２ｂの表面上を濡れ拡がらずに、第１の電極２ｂ側に位置していたはんだ層２３Ｄは第２の電極４ｂ側に移動している。また、図４（ｄ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｄにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｄは、上下非対称であり、左右非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｄは上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、はんだ層２３Ｄの存在量が異なる。上記中心線に対して、はんだ層２３Ｄは左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とではんだ層２３Ｄの存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とではんだ層２３Ｄの存在量が異なる。また、図４（ｄ）に対応する図５（ｄ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｄを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｄの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長い箇所があり、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａの一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、図５（ｄ）では、基材粒子２２の右側部分の先端のみにおいて、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａが、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置しておらず、かつ基材粒子２２の右側部分の先端を除く部分において、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａは、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。
【００５２】
（導電性粒子の詳細）
図１に示す接続構造体１では、図６に示す導電性粒子２１が用いられている。
【００５３】
図７に、導電性粒子の変形例を断面図で示す。図７に示す導電性粒子３１は、基材粒子３２と、基材粒子３２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子３２は、樹脂粒子３６と、はんだ層２３とは異なる導電層３７とを備える。従って、導電性粒子３１は、樹脂粒子３６と、導電層３７と、はんだ層２３とを有する。導電性粒子３１では、樹脂粒子３６の表面に導電層３７が積層されており、導電層３７の表面にはんだ層２３が積層されている。はんだ層２３の融点は、導電層３７の融点よりも低い。導電性粒子２１と導電性粒子３１とは、導電層のみが異なっている。
【００５４】
導電層３７は、内側の第１の導電層３７Ａと、外側の第２の導電層３７Ｂとを有する。導電層３７が２層の積層構造を有する。内側の第１の導電層３７Ａは、導電層３７の最外層ではない。外側の第２の導電層３７Ｂは、導電層３７の最外層である。従って、導電性粒子３１は、樹脂粒子３６の表面に第１の導電層３７Ａが積層されており、第１の導電層３７Ａの表面に第２の導電層３７Ｂが積層されており、第２の導電層３７Ｂの表面にはんだ層２３が積層されている。
【００５５】
導電性粒子２１，３１のように、上記導電層は、１層の構造を有していてもよく、２層の積層構造を有していてもよい。さらに、上記導電層は、２層以上の積層構造を有していてもよい。
【００５６】
上記樹脂粒子は、樹脂により形成されている。電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、一般的に導電性粒子を圧縮させる。コア粒子が樹脂粒子であると、圧縮により導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。さらに、上記樹脂粒子が、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子ではなく、樹脂により形成された樹脂粒子であると、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。導電性粒子の柔軟性が高いと、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。
【００５７】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等が挙げられる。圧縮により導電性粒子を適度に変形させることができるので、上記樹脂粒子は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体により形成されていることが好ましい。コア粒子が上記樹脂粒子であることは、接続構造体における電極間の接続抵抗を低くし、かつ耐熱衝撃特性を高めることに大きく寄与する。
【００５８】
上記導電層は、金属により形成されていることが好ましい。上記導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、錫、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）も用いてもよい。上記金属は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。
【００５９】
樹脂粒子の表面上に導電層を形成する方法、内側の導電層の表面上に外側の導電層を形成する方法、並びに導電層の表面上にはんだ層を形成する方法は特に限定されない。導電層及びはんだ層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを樹脂粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき又は電気めっきが好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シータコンポーザ等が用いられる。
【００６０】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の最外層は、ニッケル層、銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。また、上記導電層は、ニッケル層、銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。
【００６１】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の最外層の導電性は、上記はんだ層の導電性よりも高いことが好ましい。電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の導電性は、上記はんだ層の導電性よりも高いことが好ましい。
【００６２】
電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、３００℃未満であることが好ましい。すなわち、上記はんだ層は、融点が３００℃未満である低融点金属層であることが好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２８０℃以下、更に好ましくは２５０℃以下、特に好ましくは２２０℃以下である。上記はんだ層の融点は、１００℃以上、２５０℃以下であることが特に好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、上記導電層の最外層の融点よりも５℃以上低いことが好ましく、１０℃以上低いことがより好ましく、２０℃以上低いことが更に好ましく、４０℃以上低いことが特に好ましく、５０℃以上低いことが最も好ましい。上記導電層の融点は、３００℃以上であることが好ましい。上記導電層の融点の上限は特に限定されず、使用する金属により適宜決まる。
【００６３】
上記第１，第２の電極の接続前において、上記はんだ層は、上記導電層の表面全体上に配置されていることが好ましい。上記はんだ層は、上記導電層の表面全体上に直接積層されていることが好ましい。上記はんだ層は、上記導電層の表面全体を被覆していることが好ましい。これらの場合に、上記はんだ層は、上記導電層の表面上に部分的に配置又は積層されておらず、上記導電層の表面を部分的に被覆していない。上記はんだ層が、上記導電層の表面全体上に配置又は積層されていることにより、導電層の酸化が部分的に進行し難くなる。このため、接続構造体の導通信頼性を充分に高めることができる。
【００６４】
上記はんだ層を構成する材料は、ＪＩＳ Ｚ３００１：溶剤用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶可材であることが好ましい。はんだ層の組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだ層は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ層、又は錫とビスマスとを含むはんだ層であることが好ましい。
【００６５】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第１，第２の電極の接続前において、上記導電性粒子が２０％圧縮されたときの圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、好ましくは１０００Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは８０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００６６】
電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、上記２０％Ｋ値はより好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは１５００Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは７０００Ｎ／ｍｍ２以下、更に好ましくは６０００Ｎ／ｍｍ２以下である。また、上記２０％Ｋ値が上記下限以上であると、圧縮された際に導電性粒子が破壊され難くなる。
【００６７】
上記圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。
【００６８】
微小圧縮試験機を用いて、直径５０μｍのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、及び最大試験荷重１０ｇの条件下で導電性粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００６９】
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ２）＝（３／２１／２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：導電性粒子が２０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：導電性粒子が２０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：導電性粒子の半径（ｍｍ）
【００７０】
上記圧縮弾性率は、導電性粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、導電性粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
【００７１】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第１，第２の電極の接続前において、上記導電性粒子の圧縮回復率は好ましくは２０％以上、好ましくは９０％以下である。
【００７２】
電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、圧縮回復率は、より好ましくは２５％以上、更に好ましくは３０％以上、より好ましくは８５％以下、更に好ましくは８０％以下である。また、圧縮回復率が上記上限以下であると、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力がより一層小さくなり、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗が高くなるのをより一層抑制できる。
【００７３】
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。
【００７４】
試料台上に導電性粒子を散布する。散布された導電性粒子１個について、微小圧縮試験機を用いて、導電性粒子の中心方向に、反転荷重値（５．００ｍＮ）まで負荷を与える。その後、原点用荷重値（０．４０ｍＮ）まで除荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は０．３３ｍＮ／秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００７５】
圧縮回復率（％）＝［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１］×１００
Ｌ１：負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
Ｌ２：負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
【００７６】
（異方性導電材料の詳細）
上記異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことが好ましい。
【００７７】
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、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】
上記ビニル樹脂の具体例としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。
【００７９】
上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物であることが好ましい。この場合には、電極間を電気的に接続する際の加熱により、導電性粒子のはんだ層を溶融させるとともに、バインダー樹脂を硬化させることができる。このため、電極間の接続と、バインダー樹脂による接続対象部材の接続とを同時に行うことができる。
【００８０】
接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物であることが好ましい。
【００８１】
上記異方性導電材料は、バインダー樹脂を硬化させるために、硬化剤を含むことが好ましい。該硬化剤は特に限定されない。上記硬化剤としては、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硬化剤等が挙げられる。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。
【００８２】
上記異方性導電材料は、フラックスをさらに含むことが好ましい。フラックスの使用により、上記はんだ層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、上記はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。
【００８３】
上記フラックスは特に限定されない。該フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。フラックスは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】
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びヒドラジン等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗が低くなる。
【００８５】
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００８６】
上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。
【００８７】
上記異方性導電材料は、フラックスの活性度を調整するために、塩基性有機化合物を含んでいてもよい。上記塩基性有機化合物としては、塩酸アニリン及び塩酸ヒドラジン等が挙げられる。
【００８８】
上記接続構造体における導通性と絶縁性とを両立する観点からは、異方性導電材料１００重量％中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上、更に好ましくは８０重量％以上、好ましくは９９．９９重量％以下、より好ましくは９９．９重量％以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ異方性導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
【００８９】
硬化剤を用いる場合には、上記バインダー樹脂１００重量部に対して、上記硬化剤の含有量は好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．１重量部以上、好ましくは１００重量部以下、より好ましくは５０重量部以下である。上記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、上記バインダー樹脂を十分に硬化させることができ、更に硬化後に硬化剤に由来する残渣が生じ難くなる。
【００９０】
上記異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０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、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
【００９１】
上記異方性導電材料１００重量％中、フラックスの含有量は０重量％以上、好ましくは０．５重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。異方性導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。フラックスの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記はんだ層の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、さらに、はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。
【００９２】
上記異方性導電材料は、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００９３】
上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、バインダー樹脂中に導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びにバインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。
【００９４】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペースト又は異方性導電フィルム等として使用できる。本発明の導電性粒子を含む異方性導電材料が、異方性導電フィルムとして使用される場合には、該異方性導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。上記異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。
【００９５】
（接続構造体の製造方法）
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の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て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に、第２の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備える。上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する。
【００９６】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００９７】
得られる接続構造体における上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続してもよい。得られる接続構造体における上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続してもよい。
【００９８】
接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記導電層を、上記第１の電極と上記第２の電極とに接触させることが好ましい。
【００９９】
耐電流性をより一層良好にする観点からは、上記第１，第２の電極の接続前における上記はんだ層の平均厚み（ｎｍ）をＴとしたときに、上記第１，第２の電極の接続後において、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子が、上記導電層の表面上で上記はんだ層の厚みが０．１Ｔｎｍ以上である領域を有するように、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続することが好ましい。
【０１００】
被覆した導電層の割れやひびに対する耐久性をより一層良好にする観点からは、上記第１，第２の電極の接続前における上記はんだ層の平均厚み（ｎｍ）をＴとしたときに、上記第１，第２の電極の接続後において、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子が、上記導電層の表面上で上記はんだ層の厚みが０ｎｍ以上、０．０５Ｔｎｍ以下である領域を有するように、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続することが好ましい。
【０１０１】
図１に示す接続構造体１は、具体的には、例えば、図８（ａ）〜（ｂ）に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。
【０１０２】
図８（ａ）に示すように、第１の電極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、複数の導電性粒子２１を含む異方性導電材料を用意する。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２１を含む異方性導電材料を用いて、異方性導電材料層３Ａを配置する。このとき、第１の電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子２１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配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。なお、図８（ａ），（ｂ）では、導電性粒子２１は略図的に示されている。
【０１０３】
次に、図８（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３Ａの上面３ａに、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を積層する。第１の電極２ｂと第２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。図８（ｂ）に示す状態では、導電性粒子２１におけるはんだ層２３（図示は省略）はまだ溶融していない。第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ａに熱を付与（加熱）することにより、異方性導電材料層３Ａを硬化させ、接続部３を形成する。このとき、第２の接続対象部材４の上面を加熱及び加圧して、異方性導電材料層３Ａに熱を付与することにより異方性導電材料層３Ａを硬化させて、接続部３を形成することが好ましい。加圧によって第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとで導電性粒子２１を圧縮することにより、第１，第２の電極２ｂ，４ｂと導電性粒子２１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。但し、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ａ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３Ａに熱を付与してもよい。
【０１０４】
異方性導電材料層３Ａを硬化させる際の加熱温度は、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。
【０１０５】
異方性導電材料層３Ａ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により接続される。この結果、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、導電性粒子２１により電気的に接続される。また、第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続する導電性粒子２１における導電層２７を、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに接触させることが好ましい。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。
【０１０６】
なお、異方性導電材料層３Ａは段階的に硬化させてもよい。例えば、熱硬化性と光硬化性とを有する異方性導電材料を用いて、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Ｂステージ化して、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を形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層に熱を付与して硬化させて、接続部を形成してもよい。
【０１０７】
本発明に係る接続構造体及び本発明に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体としては、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板とが接続された接続構造体（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板とが接続された接続構造体（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板とが接続された接続構造体（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が接続された接続構造体（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等が挙げられる。なかでも、ＦＯＧ又はＣＯＧが好ましく、ＣＯＧがより好ましい。
【０１０８】
本発明に係る接続構造体及び本発明に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体では、上記第２の接続対象部材と上記第１の接続対象部材とが、フレキシブルプリント基板とガラス基板とであるか、又は半導体チップとガラス基板とであることが好ましく、半導体チップとガラス基板とであることがより好ましい。
【０１０９】
以下、本発明について、実施例及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。
【０１１０】
（実施例１）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径１０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成し、基材粒子ａ１を得た。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた基材粒子ａ１の銅層の表面上で、はんだ微粉末（錫４２重量％とビスマス５８重量％とを含む、平均粒子径３μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み２．０μｍのはんだ層ａ２を形成した。
【０１１１】
このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層ａ２（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子Ａを作製した。銅層の融点は１０８４℃であった。はんだ層ａ２（錫を４２重量％含む）の融点は１３８℃であった。
【０１１２】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
エポキシ樹脂であるＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−４８５０−１５０（ＤＩＣ社製）１００重量部と、アミンアダクト系硬化剤であるＰＮ−２３Ｊ（味の素ファインテクノ社製）１０重量部と、平均粒子径０．２５μｍのシリカ５０重量部と、得られた導電性粒子Ａ１０重量部とを配合した後、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である異方性導電材料を得た。
【０１１３】
Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターン（第１の電極）を上面に有するＦＲ−４基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターン（第２の電極）を下面に有するポリイミド基板（フレキシブル基板、第２の接続対象部材）を用意した。
【０１１４】
上記ＦＲ−４基板の上面に、得られた異方性導電材料を用いて、厚さ２０μｍとなるように異方性導電材料層を形成した。次に、異方性導電材料層の上面にポリイミド基板（フレキシブル基板）を、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電材料層の温度が２００℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、ポリイミド基板の上面に加圧加熱ヘッドを載せて加圧しながら、異方性導電材料層を硬化させて、接続構造体を得た。
【０１１５】
得られた接続構造体では、はんだ層ａ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ａが図９（ａ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ａは、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ａ）のａ１ａ部分）を有していた。
【０１１６】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ａ１とはんだ層ａ２との位置関係は図１０（ａ）に示す関係であった。基材粒子ａ１の中心部からはんだ層ａ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は２０．０μｍであり、基材粒子ａ１の中心部から基材粒子ａ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ａ２の外周端の全体が、基材粒子ａ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１１７】
（実施例２）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径２０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成し、基材粒子ｂ１を得た。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた基材粒子ｂ１の銅層の表面上で、はんだ微粉末（錫４２重量％とビスマス５８重量％とを含む、平均粒子径３μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み３μｍのはんだ層ｂ２を形成した。
【０１１８】
このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層ｂ２（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子Ｂを作製した。
【０１１９】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｂ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及び接続構造体を作製した。
【０１２０】
得られた接続構造体では、はんだ層ｂ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ｂが図９（ｂ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ｂは、銅層の表面上ではんだ層ｂ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ｂ）のｂ１ｂ部分）を有していた。
【０１２１】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｂ１とはんだ層ｂ２との位置関係は図１０（ｂ）に示す関係であった。基材粒子ｂ１の中心部からはんだ層ｂ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は３０．０μｍであり、基材粒子ｂ１の中心部から基材粒子ｂ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は１３．０μｍであり、はんだ層ｂ２の外周端の全体が、基材粒子ｂ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２２】
（実施例３）
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを２．０μｍから１．０μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、基材粒子ｃ１（基材粒子ｂ１と同じ）とはんだ層ｃ２とを有する導電性粒子Ｃを作製した。導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｃ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及び接続構造体を作製した。
【０１２３】
得られた接続構造体では、はんだ層ｃ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、導電性粒子Ｃが図９（ｃ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ｃは、銅層の表面上ではんだ層ｃ２の厚みが０．２５μｍである領域（図９（ａ）のｃ１ｃ部分）を有していた。
【０１２４】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｃ１とはんだ層ｃ２との位置関係は図１０（ｃ）に示す関係であった。基材粒子ｃ１の中心部からはんだ層ｃ２の外周端までの距離の最大値は１５．０μｍであり、基材粒子ｃ１の中心部から基材粒子ｃ１の外周端までの距離の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ｃ２の外周端の全体が、基材粒子ｃ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２５】
（実施例４）
実施例１で得られた導電性粒子Ａを用いて、実施例１と同様の異方性導電ペーストを用意した。異方性導電ペーストが硬化させる際に、はんだ層が溶融状態であるときに、バインダー樹脂であるエポキシ樹脂を接続構造体の中心部分から端部に向けて流動させたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１２６】
得られた接続構造体では、はんだ層ａ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ａが図９（ｄ）に示す状態となっていた。導電性粒子Ａにおける基材粒子ａ１の中心部を通る中心線に対して、はんだ層ａ２は左右非対称に偏在していた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ａは、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ｄ）のａ１ａ１部分）と、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０μｍである領域（図９（ｄ）のａ１ａ２部分）を有していた。
【０１２７】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ａ１とはんだ層ａ２との位置関係は図１０（ｄ）に示す関係であった。基材粒子ａ１の中心部からはんだ層ａ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は２３．０μｍであり、基材粒子ａ１の中心部から基材粒子ａ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ａ２の外周端の一部が、基材粒子ａ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２８】
（比較例１）
はんだ粒子Ｘ（錫：ビスマス＝４３重量％：５７重量％、平均粒子径１５μｍ）を用意した。導電性粒子Ａを上記はんだ粒子Ｘ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及び接続構造体を作製した。
【０１２９】
得られた接続構造体では、はんだ粒子Ｘが溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に後に固化していた。得られた接続構造体では、はんだ粒子Ｘが第１，第２の電極と接触しており、接続後のはんだ粒子Ｘが図１１（ａ）に示す状態となっていた。
【０１３０】
（比較例２）
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを２．０μｍから０．２μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、基材粒子ｙ１（基材粒子ａ１と同じ）とはんだ層ｙ２とを有する導電性粒子Ｙを作製した。導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｙ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及び接続構造体を作製した。
【０１３１】
得られた接続構造体では、はんだ層ｙ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ｙが図１１（ｂ）に示す状態となっていた。
【０１３２】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｙ１の中心部からはんだ層ｙ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は６．０μｍであり、基材粒子ｙ１の中心部から基材粒子ｙ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ｙ２の外周端の全体が、基材粒子ｙ１の外周端よりも内側に位置していた。
【０１３３】
（比較例３）
接続構造体の作製時に、加圧加熱ヘッドによる加圧の圧力を小さくしたこと以外は比較例２と同様にして、接続構造体を作製した。
【０１３４】
得られた接続構造体では、はんだ層ｙ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。但し、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しておらず、接続後の導電性粒子Ｙが図１１（ｃ）に示す状態となっていた。
【０１３５】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｙ１の中心部からはんだ層ｙ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は５．０μｍであり、基材粒子ｙ１の中心部から基材粒子ｙ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は５．５μｍであり、はんだ層ｙ２の外周端の全体が、基材粒子ｙ１の外周端よりも内側に位置していた。
【０１３６】
（比較例４）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径３０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されている導電性粒子Ｚを作製した。導電性粒子Ｚでははんだ層を形成しなかった。
【０１３７】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｚ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及び接続構造体を作製した。
【０１３８】
得られた接続構造体では、導電性粒子Ｚにおける銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒Ｚが図１１（ｄ）に示す状態となっていた。
【０１３９】
（評価）
（１）横方向に隣接する電極間の絶縁性試験
得られた接続構造体において、隣接する電極間のリークの有無を、テスターで抵抗を測定することにより評価した。抵抗が５００ＭΩを越える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が５００ＭΩ以下である場合にリーク有として結果を「×」と判定した。
【０１４０】
（２）上下の電極間の導通試験
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、４端子法により測定した。１０個の接続抵抗の平均値を算出した。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。上下の電極間の導通試験を下記の判定基準で判定した。
【０１４１】
［上下の電極間の導通試験の判定基準］
○：接続抵抗の平均値が２Ω以下
△：接続抵抗の平均値が２Ωを超え、４Ω以下
×：接続抵抗の平均値が４Ωを超える
【０１４２】
（３）耐熱衝撃特性
得られた接続構造体をそれぞれ１０個用意し、−４０℃で３０分間保持し、次に８５℃まで昇温させて３０分間保持した後、−４０℃まで降温する過程を１サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。１０００サイクル後に、１０個の接続構造体を取り出した。
【０１４３】
１０００サイクルの冷熱サイクル試験後の１０個の接続構造体について、上下の電極間の導通不良が生じているか否かを評価した。１０個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が０個である場合を「○」、１個である場合を「△」、２個以上である場合を「×」、未評価を「−」と判定した。
【０１４４】
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。
【０１４５】
【表１】
【０１４６】
なお、実施例１〜４ではいずれも、耐熱衝撃特性の評価結果は「○」であった。但し、冷熱サイクル後の実施例１〜３の接続構造体における接続抵抗は、冷熱サイクル後の実施例４の接続構造体における接続抵抗よりも低かった。
【符号の説明】
【０１４７】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…第１の電極
３…接続部
３ａ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…第２の電極
２１…導電性粒子
２１Ａ〜２１Ｄ…導電性粒子
２２…基材粒子
２２ａ…外周端
２３…はんだ層
２３Ａ〜２３Ｄ…はんだ層
２３ａ…外周端
２６…樹脂粒子
２７…導電層
３１…導電性粒子
３２…基材粒子
３６…樹脂粒子
３７…導電層
３７Ａ…第１の導電層
３７Ｂ…第２の導電層
【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及び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、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が導電性粒子により電気的に接続されている接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。
【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】
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】
上記接続構造体の一例として、第１の電子部品の第１の面に設けられた複数の第１の電極を、第２の電子部品の第２の面に設けられた複数の第２の電極に接続した接続構造体が開示されている。この接続構造体は、相対向した上記第１の面と上記第２の面との間に配置されて両者を接着する樹脂部と、該樹脂部によって周囲を覆われ、上記第１の電極とこれに対応する上記第２の電極とを接続する略柱状の半田部とを有する。該半田部は、上記第１の電極の表面の近傍及び上記第２の電極の表面の近傍の少なくとも２箇所に外周面が内部側にくびれ込んだくびれ部を有し、上記第１の電極の表面と上記第２の電極の表面との接触角度は鋭角である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４９８１５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に記載のような従来の接続構造体では、半田部により接続された電極間の接続抵抗が高くなることがある。さらに、従来の接続構造体では、冷熱サイクルなどの熱衝撃が与えられると、電極間の導通信頼性が低下することがある。すなわち、従来の異方性導電材料を用いた接続構造体では、耐熱衝撃特性が低いことがある。
【０００８】
本発明の目的は、電極間の接続抵抗を低くすることができ、更に冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる接続構造体、並びに接続構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の広い局面によれば、第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、第２の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た接続部とを備え、上記接続部が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されており、上記第１，第２の電極が上記導電性粒子により電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、接続構造体が提供される。
【００１０】
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の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下である。
【００１１】
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の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００１２】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００１３】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子における上記基材粒子が、樹脂粒子と上記はんだ層とは異なる導電層とを備え、上記樹脂粒子の表面に上記導電層が積層されており、上記導電層の表面に上記はんだ層が積層されている。
【００１４】
本発明に係る接続構造体では、上記導電層の融点が上記はんだ層の融点よりも５０℃以上高いことが好ましく、更に上記導電層が、上記第１，第２の電極と接触していることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の広い局面によれば、第１の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て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に、第２の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備え、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有し、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１６】
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、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下であるように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１７】
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、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１８】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子における上記基材粒子が、樹脂粒子と上記はんだ層とは異なる導電層とを備え、上記樹脂粒子の表面に上記導電層が積層されており、上記導電層の表面に上記はんだ層が積層されている。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記導電層の融点が上記はんだ層の融点よりも５０℃以上高いことが好ましく、更に上記導電層を上記第１，第２の電極と接触させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る接続構造体では、第１，第２の接続対象部材の第１，第２の電極が、基材粒子とはんだ層とを有する導電性粒子を用いて電気的に接続されており、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、第１，第２の接続対象部材の第１，第２の電極を、基材粒子とはんだ層とを有する導電性粒子を用いて電気的に接続する際に、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するようにするので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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正面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続部分を拡大して模式的に示す正面断面図である。
【図３】図１に示す接続構造体及び図２に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造の変形例を模式的に示す正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、図４（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得るために用いられる導電性粒子の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、導電性粒子の変形例を示す断面図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程の一例を説明するための正面断面図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｂ）は、実施例２で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｃ）は、実施例３で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図９（ｄ）は、実施例４で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造における基材粒子とはんだ層との位置関係を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は、比較例１で得られた接続構造体におけるはんだ粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、比較例２で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｃ）は、比較例３で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図であり、図１１（ｄ）は、比較例４で得られた接続構造体における導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２５】
本発明に係る接続構造体は、第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、第２の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た接続部とを備える。上記接続部は、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料により形成されている。上記第１，第２の電極は、上記導電性粒子により電気的に接続されている。
【００２６】
本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向（鉛直方向）からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。
【００２７】
上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置してもよい。上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置してもよい。接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置することが好ましい。
【００２８】
すなわち、本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向から、接続後の上記導電性粒子をみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置する。また、本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向から、接続後の上記導電性粒子をみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置することが好ましい。また、上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面に対して直交する方向は、上記第１の接続対象部材と上記接続部と上記第２の接続対象部材との積層方向と平行な方向であることが好ましい。
【００２９】
また、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離、並びに上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離は、上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置した状態での水平方向における距離を示す。
【００３０】
上記基材粒子と上記はんだ層との位置関係を上述の関係を満足するようにする方法としては、第１，第２の接続対象部材の圧着時の圧力を制御する方法、異方性導電材料を硬化させる際の温度を制御する方法、接続前の導電性粒子におけるはんだ層の厚みを制御する方法、接続前の導電性粒子における基材粒子の粒子径とはんだ層の厚みとの関係を制御する方法、はんだ層が溶融した状態でのバインダー樹脂の流動性を制御する方法及びバインダー樹脂にフラックス性を付与する方法等が挙げられる。
【００３１】
上記接続構造体における上記基材粒子と上記はんだ層との位置関係は、切断又は研磨により断面を露出させて、断面観察することにより把握できる。また、上記接続対象部材が透明である場合などには、接続対象部材の外側から上記基材粒子と上記はんだ層とを観察することによっても位置関係を把握できる。さらに、接続構造体における接続対象部材を剥離した後、剥離面を観察することにより位置関係を把握してもよい。なお、接続対象部材の外側から上記基材粒子と上記はんだ層とを観察する場合に、はんだ層により基材粒子が隠れているときは、はんだ層を透過して基材粒子の外周端の位置が把握される。
【００３２】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離の最大値は、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上であることが好ましく、２．０倍以上であることがより好ましく、４．０倍以下であることが好ましく、３．８倍以下であることがより好ましい。
【００３３】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層は、上記第１，第２の電極と接触していることが好ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体を模式的に正面断面図で示す。
【００３６】
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間に配置されている接続部３とを備える。接続部３は、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している。接続部３は、複数の導電性粒子２１を含む異方性導電材料により形成されている。
【００３７】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、複数の第１の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の第２の電極４ｂを有する。第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとは、１つ又は複数の導電性粒子２１により電気的に接続されている。接続構造体１における第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続している導電性粒子２１は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続後の導電性粒子である。なお、接続構造体１のように、接続部３は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続していない導電性粒子２１を含んでいてもよい。
【００３８】
接続構造体１を得るために、図６に示す導電性粒子２１が用いられている。図６に示す導電性粒子２１は、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続前の導電性粒子である。
【００３９】
図６に示す導電性粒子２１は、基材粒子２２と、基材粒子２２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子２２は、樹脂粒子２６と、はんだ層２３とは異なる導電層２７とを備える。従って、導電性粒子２１は、樹脂粒子２６と、導電層２７と、はんだ層２３とを有する。導電性粒子２１では、樹脂粒子２６の表面に導電層２７が積層されており、導電層２７の表面にはんだ層２３が積層されている。導電層２７は、樹脂粒子２６の表面を被覆している。はんだ層２３は、導電層２７の表面を被覆している。導電層２７は内層であり、はんだ層２３は外層である。はんだ層２３の融点は、導電層２７の融点よりも低い。導電層２７は１層の構造を有する。
【００４０】
図２に、図１に示す接続構造体１における導電性粒子２１と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接続部分を拡大して模式的に正面断面図で示す。図１，２では、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を下側、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を上側、かつ第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置した状態が示されている。また、図３に、図１，２に示す接続構造体１において、第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置して、接続後の導電性粒子２１を水平方向と直交する方向からみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３との位置関係を示す。すなわち、図３では、第１，第２の接続対象部材２，４の主面に対して直交する方向から、接続後の導電性粒子２１をみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３との位置関係が示されている。
【００４１】
図２に示すように、第１，第２の電極２ｂ，４ｂの接続後において、接続後の導電性粒子２１における導電層２７は、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに接触している。ここでは、導電層２７は、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに物理的に接触している。このため、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の初期抵抗が低くなり、かつ導通信頼性が高くなる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性が高くなる。
【００４２】
なお、上記導電層は、上記はんだ層又は上記第１，第２の電極と合金化された状態で、上記第１，第２の電極と接触していてもよい。例えば、上記導電層が銅層である場合には、銅がはんだ層における錫と合金化された合金層の状態で、上記第１，第２の電極と接触していてもよい。本発明における導電層と第１，第２の電極との接触には、上記導電層が、上記はんだ層又は上記第１，第２の電極と合金化された状態で、上記第１，第２の電極と接触している場合も含まれる。
【００４３】
また、はんだ層２３は溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。すなわち、導電層２７と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触点から側方にはんだ層２３は拡がっている。具体的には、図２に示す状態において、また図３に示すように、接続後の導電性粒子２１を水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３の外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３の外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、接続構造体１では、はんだ層２３は均一に濡れ拡がっている。
【００４４】
従って、はんだ層２３と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積がかなり大きくなっている。このため、接続構造体１では、導電性粒子２１と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの剥離が生じ難くなり、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性を高めることができる。さらに、はんだ層２３と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積が大きいため、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。
【００４５】
また、接続構造体１では、図１，２に示す状態において、導電性粒子２１における基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３は、上下対称でありかつ左右対称な領域を有する。
【００４６】
接続構造体１では、図２に示すように、樹脂粒子２６及び基材粒子２２は圧縮されて、真球状ではなくなるように、扁平に変形されている。このように、樹脂粒子２６及び基材粒子２２は圧縮変形されていてもよい。この場合には、導電層２７と第１，第２の電極２ｂ，４ｂとの接触面積が大きくなる。このため、第１，第２の電極２ｂ，４ｂ間の初期抵抗がより一層低くなり、かつ導通信頼性がより一層高くなる。
【００４７】
図４（ａ）〜（ｄ）に、導電性粒子と第１，第２の電極との接続構造の変形例を模式的に示す。図４（ａ）〜（ｄ）では、図１，２と同様に、第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を下側、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を上側、かつ第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置した状態が示されている。また、図５（ａ）〜（ｄ）に、図４（ａ）〜（ｄ）に示す接続構造において、第１，第２の接続対象部材２，４の主面を水平であるように配置して、接続後の導電性粒子２１Ａ〜２１Ｄを水平方向と直交する方向からみたときの、基材粒子２２とはんだ層２３Ａ〜２３Ｄとの位置関係を示す。
【００４８】
図４（ａ）では、導電性粒子２１Ａにおけるはんだ層２３Ａが溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。但し、導電性粒子２１Ａにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ａは、上下対称であり、左右非対称な領域を有する。また、図４（ａ）に対応する図５（ａ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ａを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３Ａの外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。但し、図５（ａ）に示すように、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１は、はんだ層２３Ａの部分により異なっている。図５（ａ）では、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ａの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、左側のはんだ層２３Ａ部分で大きく、右側のはんだ層２３Ａ部分で小さい。
【００４９】
図４（ｂ）では、導電性粒子２１Ｂにおけるはんだ層２３Ｂが溶融して、第２の電極４ｂの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、はんだ層２３Ｂは第１の電極２ｂの表面上を濡れ拡がらずに、第１の電極２ｂ側に位置していたはんだ層２３Ｂは第２の電極４ｂ側に移動している。また、図４（ｂ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｂにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｂは、上下非対称であり、左右対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｂは上下非対称に偏在している。上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、はんだ層２３Ｂの存在量が異なる。また、図４（ｂ）に対応する図５（ｂ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｂを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｂの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長く、はんだ層２３Ｂの外周端２３ａの全体が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。はんだ層２３Ｂは、第２の電極４ｂの表面上で均一に濡れ拡がっている。
【００５０】
図４（ｃ）では、導電性粒子２１Ｃにおけるはんだ層２３Ｃが溶融して、第１の電極２ｂの表面上及び第２の電極４ｂの表面上をそれぞれ濡れ拡がった後に固化している。また、図４（ｃ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｃにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｃは、上下対称であり、左右非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｃは左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とではんだ層２３Ｃの存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とではんだ層２３Ｃの存在量が異なる。また、図４（ｃ）に対応する図５（ｃ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｃを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｃの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長い箇所があり、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａの一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、図５（ｃ）に示すように、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｃの外周端２３ａまでの距離Ｄ１は、はんだ層２３Ｃの部分により異なっている。図５（ｃ）では、基材粒子２２の左側部分のみにおいて、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａが、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置しており、かつ基材粒子２２の右側部分のみにおいて、はんだ層２３Ｃの外周端２３ａは、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置していない。
【００５１】
図４（ｄ）では、導電性粒子２１Ｄにおけるはんだ層２３Ｄが溶融して、第２の電極４ｂの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、はんだ層２３Ｄは第１の電極２ｂの表面上を濡れ拡がらずに、第１の電極２ｂ側に位置していたはんだ層２３Ｄは第２の電極４ｂ側に移動している。また、図４（ｄ）に示す状態において、導電性粒子２１Ｄにおける基材粒子２２の中心部を通る中心線に対して、はんだ層２３Ｄは、上下非対称であり、左右非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、はんだ層２３Ｄは上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、はんだ層２３Ｄの存在量が異なる。上記中心線に対して、はんだ層２３Ｄは左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とではんだ層２３Ｄの存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とではんだ層２３Ｄの存在量が異なる。また、図４（ｄ）に対応する図５（ｄ）に示すように、接続後の導電性粒子２１Ｄを水平方向と直交する方向からみたときに、基材粒子２２の中心部からはんだ層２３Ｄの外周端２３ａまでの距離Ｄ１が、基材粒子２２の中心部から基材粒子２２の外周端２２ａまでの距離Ｄ２よりも長い箇所があり、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａの一部が、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。また、図５（ｄ）では、基材粒子２２の右側部分の先端のみにおいて、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａが、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置しておらず、かつ基材粒子２２の右側部分の先端を除く部分において、はんだ層２３Ｄの外周端２３ａは、基材粒子２２の外周端２２ａよりも外側に位置している。
【００５２】
（導電性粒子の詳細）
図１に示す接続構造体１では、図６に示す導電性粒子２１が用いられている。
【００５３】
図７に、導電性粒子の変形例を断面図で示す。図７に示す導電性粒子３１は、基材粒子３２と、基材粒子３２の表面に積層されたはんだ層２３とを有する。基材粒子３２は、樹脂粒子３６と、はんだ層２３とは異なる導電層３７とを備える。従って、導電性粒子３１は、樹脂粒子３６と、導電層３７と、はんだ層２３とを有する。導電性粒子３１では、樹脂粒子３６の表面に導電層３７が積層されており、導電層３７の表面にはんだ層２３が積層されている。はんだ層２３の融点は、導電層３７の融点よりも低い。導電性粒子２１と導電性粒子３１とは、導電層のみが異なっている。
【００５４】
導電層３７は、内側の第１の導電層３７Ａと、外側の第２の導電層３７Ｂとを有する。導電層３７が２層の積層構造を有する。内側の第１の導電層３７Ａは、導電層３７の最外層ではない。外側の第２の導電層３７Ｂは、導電層３７の最外層である。従って、導電性粒子３１は、樹脂粒子３６の表面に第１の導電層３７Ａが積層されており、第１の導電層３７Ａの表面に第２の導電層３７Ｂが積層されており、第２の導電層３７Ｂの表面にはんだ層２３が積層されている。
【００５５】
導電性粒子２１，３１のように、上記導電層は、１層の構造を有していてもよく、２層の積層構造を有していてもよい。さらに、上記導電層は、２層以上の積層構造を有していてもよい。
【００５６】
上記樹脂粒子は、樹脂により形成されている。電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、一般的に導電性粒子を圧縮させる。コア粒子が樹脂粒子であると、圧縮により導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。さらに、上記樹脂粒子が、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子ではなく、樹脂により形成された樹脂粒子であると、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。導電性粒子の柔軟性が高いと、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。
【００５７】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等が挙げられる。圧縮により導電性粒子を適度に変形させることができるので、上記樹脂粒子は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体により形成されていることが好ましい。コア粒子が上記樹脂粒子であることは、接続構造体における電極間の接続抵抗を低くし、かつ耐熱衝撃特性を高めることに大きく寄与する。
【００５８】
上記導電層は、金属により形成されていることが好ましい。上記導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、錫、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）も用いてもよい。上記金属は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。
【００５９】
樹脂粒子の表面上に導電層を形成する方法、内側の導電層の表面上に外側の導電層を形成する方法、並びに導電層の表面上にはんだ層を形成する方法は特に限定されない。導電層及びはんだ層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを樹脂粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき又は電気めっきが好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シータコンポーザ等が用いられる。
【００６０】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の最外層は、ニッケル層、銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。また、上記導電層は、ニッケル層、銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。
【００６１】
電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の最外層の導電性は、上記はんだ層の導電性よりも高いことが好ましい。電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電層の導電性は、上記はんだ層の導電性よりも高いことが好ましい。
【００６２】
電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、３００℃未満であることが好ましい。すなわち、上記はんだ層は、融点が３００℃未満である低融点金属層であることが好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２８０℃以下、更に好ましくは２５０℃以下、特に好ましくは２２０℃以下である。上記はんだ層の融点は、１００℃以上、２５０℃以下であることが特に好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ層の融点は、上記導電層の最外層の融点よりも５℃以上低いことが好ましく、１０℃以上低いことがより好ましく、２０℃以上低いことが更に好ましく、４０℃以上低いことが特に好ましく、５０℃以上低いことが最も好ましい。上記導電層の融点は、３００℃以上であることが好ましい。上記導電層の融点の上限は特に限定されず、使用する金属により適宜決まる。
【００６３】
上記第１，第２の電極の接続前において、上記はんだ層は、上記導電層の表面全体上に配置されていることが好ましい。上記はんだ層は、上記導電層の表面全体上に直接積層されていることが好ましい。上記はんだ層は、上記導電層の表面全体を被覆していることが好ましい。これらの場合に、上記はんだ層は、上記導電層の表面上に部分的に配置又は積層されておらず、上記導電層の表面を部分的に被覆していない。上記はんだ層が、上記導電層の表面全体上に配置又は積層されていることにより、導電層の酸化が部分的に進行し難くなる。このため、接続構造体の導通信頼性を充分に高めることができる。
【００６４】
上記はんだ層を構成する材料は、ＪＩＳ Ｚ３００１：溶剤用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶可材であることが好ましい。はんだ層の組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだ層は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ層、又は錫とビスマスとを含むはんだ層であることが好ましい。
【００６５】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第１，第２の電極の接続前において、上記導電性粒子が２０％圧縮されたときの圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、好ましくは１０００Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは８０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００６６】
電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、上記２０％Ｋ値はより好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは１５００Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは７０００Ｎ／ｍｍ２以下、更に好ましくは６０００Ｎ／ｍｍ２以下である。また、上記２０％Ｋ値が上記下限以上であると、圧縮された際に導電性粒子が破壊され難くなる。
【００６７】
上記圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。
【００６８】
微小圧縮試験機を用いて、直径５０μｍのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、及び最大試験荷重１０ｇの条件下で導電性粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００６９】
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ２）＝（３／２１／２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：導電性粒子が２０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：導電性粒子が２０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：導電性粒子の半径（ｍｍ）
【００７０】
上記圧縮弾性率は、導電性粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、導電性粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
【００７１】
電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第１，第２の電極の接続前において、上記導電性粒子の圧縮回復率は好ましくは２０％以上、好ましくは９０％以下である。
【００７２】
電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、圧縮回復率は、より好ましくは２５％以上、更に好ましくは３０％以上、より好ましくは８５％以下、更に好ましくは８０％以下である。また、圧縮回復率が上記上限以下であると、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力がより一層小さくなり、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗が高くなるのをより一層抑制できる。
【００７３】
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。
【００７４】
試料台上に導電性粒子を散布する。散布された導電性粒子１個について、微小圧縮試験機を用いて、導電性粒子の中心方向に、反転荷重値（５．００ｍＮ）まで負荷を与える。その後、原点用荷重値（０．４０ｍＮ）まで除荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は０．３３ｍＮ／秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００７５】
圧縮回復率（％）＝［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１］×１００
Ｌ１：負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
Ｌ２：負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
【００７６】
（異方性導電材料の詳細）
上記異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことが好ましい。
【００７７】
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、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】
上記ビニル樹脂の具体例としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。
【００７９】
上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物であることが好ましい。この場合には、電極間を電気的に接続する際の加熱により、導電性粒子のはんだ層を溶融させるとともに、バインダー樹脂を硬化させることができる。このため、電極間の接続と、バインダー樹脂による接続対象部材の接続とを同時に行うことができる。
【００８０】
接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物であることが好ましい。
【００８１】
上記異方性導電材料は、バインダー樹脂を硬化させるために、硬化剤を含むことが好ましい。該硬化剤は特に限定されない。上記硬化剤としては、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硬化剤等が挙げられる。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。
【００８２】
上記異方性導電材料は、フラックスをさらに含むことが好ましい。フラックスの使用により、上記はんだ層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、上記はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。
【００８３】
上記フラックスは特に限定されない。該フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。フラックスは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】
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びヒドラジン等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗が低くなる。
【００８５】
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００８６】
上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。
【００８７】
上記異方性導電材料は、フラックスの活性度を調整するために、塩基性有機化合物を含んでいてもよい。上記塩基性有機化合物としては、塩酸アニリン及び塩酸ヒドラジン等が挙げられる。
【００８８】
上記接続構造体における導通性と絶縁性とを両立する観点からは、異方性導電材料１００重量％中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上、更に好ましくは８０重量％以上、好ましくは９９．９９重量％以下、より好ましくは９９．９重量％以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ異方性導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
【００８９】
硬化剤を用いる場合には、上記バインダー樹脂１００重量部に対して、上記硬化剤の含有量は好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．１重量部以上、好ましくは１００重量部以下、より好ましくは５０重量部以下である。上記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、上記バインダー樹脂を十分に硬化させることができ、更に硬化後に硬化剤に由来する残渣が生じ難くなる。
【００９０】
上記異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０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、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
【００９１】
上記異方性導電材料１００重量％中、フラックスの含有量は０重量％以上、好ましくは０．５重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。異方性導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。フラックスの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記はんだ層の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、さらに、はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。
【００９２】
上記異方性導電材料は、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００９３】
上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、バインダー樹脂中に導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びにバインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。
【００９４】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペースト又は異方性導電フィルム等として使用できる。本発明の導電性粒子を含む異方性導電材料が、異方性導電フィルムとして使用される場合には、該異方性導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。上記異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。
【００９５】
（接続構造体の製造方法）
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の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て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に、第２の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備える。上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する。
【００９６】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、得られる接続構造体における上記第１の接続対象部材の主面及び上記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続する。
【００９７】
得られる接続構造体における上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、上記はんだ層の外周端の一部が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続してもよい。得られる接続構造体における上記第１，第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の上記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、上記基材粒子の中心部から上記はんだ層の外周端までの距離が、上記基材粒子の中心部から上記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、上記はんだ層の外周端の全体が、上記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、上記異方性導電材料に含まれている上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続してもよい。
【００９８】
接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記導電層を、上記第１の電極と上記第２の電極とに接触させることが好ましい。
【００９９】
耐電流性をより一層良好にする観点からは、上記第１，第２の電極の接続前における上記はんだ層の平均厚み（ｎｍ）をＴとしたときに、上記第１，第２の電極の接続後において、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子が、上記導電層の表面上で上記はんだ層の厚みが０．１Ｔｎｍ以上である領域を有するように、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続することが好ましい。
【０１００】
被覆した導電層の割れやひびに対する耐久性をより一層良好にする観点からは、上記第１，第２の電極の接続前における上記はんだ層の平均厚み（ｎｍ）をＴとしたときに、上記第１，第２の電極の接続後において、上記第１，第２の電極を電気的に接続する上記導電性粒子が、上記導電層の表面上で上記はんだ層の厚みが０ｎｍ以上、０．０５Ｔｎｍ以下である領域を有するように、上記導電性粒子により上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続することが好ましい。
【０１０１】
図１に示す接続構造体１は、具体的には、例えば、図８（ａ）〜（ｂ）に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。
【０１０２】
図８（ａ）に示すように、第１の電極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、複数の導電性粒子２１を含む異方性導電材料を用意する。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２１を含む異方性導電材料を用いて、異方性導電材料層３Ａを配置する。このとき、第１の電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子２１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配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。なお、図８（ａ），（ｂ）では、導電性粒子２１は略図的に示されている。
【０１０３】
次に、図８（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３Ａの上面３ａに、第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４を積層する。第１の電極２ｂと第２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。図８（ｂ）に示す状態では、導電性粒子２１におけるはんだ層２３（図示は省略）はまだ溶融していない。第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ａに熱を付与（加熱）することにより、異方性導電材料層３Ａを硬化させ、接続部３を形成する。このとき、第２の接続対象部材４の上面を加熱及び加圧して、異方性導電材料層３Ａに熱を付与することにより異方性導電材料層３Ａを硬化させて、接続部３を形成することが好ましい。加圧によって第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとで導電性粒子２１を圧縮することにより、第１，第２の電極２ｂ，４ｂと導電性粒子２１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。但し、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ａ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３Ａに熱を付与してもよい。
【０１０４】
異方性導電材料層３Ａを硬化させる際の加熱温度は、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。
【０１０５】
異方性導電材料層３Ａ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により接続される。この結果、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、導電性粒子２１により電気的に接続される。また、第１，第２の電極２ｂ，４ｂを電気的に接続する導電性粒子２１における導電層２７を、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとに接触させることが好ましい。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。
【０１０６】
なお、異方性導電材料層３Ａは段階的に硬化させてもよい。例えば、熱硬化性と光硬化性とを有する異方性導電材料を用いて、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Ｂステージ化して、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を形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層に熱を付与して硬化させて、接続部を形成してもよい。
【０１０７】
本発明に係る接続構造体及び本発明に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体としては、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板とが接続された接続構造体（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板とが接続された接続構造体（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板とが接続された接続構造体（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が接続された接続構造体（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等が挙げられる。なかでも、ＦＯＧ又はＣＯＧが好ましく、ＣＯＧがより好ましい。
【０１０８】
本発明に係る接続構造体及び本発明に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体では、上記第２の接続対象部材と上記第１の接続対象部材とが、フレキシブルプリント基板とガラス基板とであるか、又は半導体チップとガラス基板とであることが好ましく、半導体チップとガラス基板とであることがより好ましい。
【０１０９】
以下、本発明について、実施例及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。
【０１１０】
（実施例１）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径１０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成し、基材粒子ａ１を得た。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた基材粒子ａ１の銅層の表面上で、はんだ微粉末（錫４２重量％とビスマス５８重量％とを含む、平均粒子径３μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み２．０μｍのはんだ層ａ２を形成した。
【０１１１】
このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層ａ２（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子Ａを作製した。銅層の融点は１０８４℃であった。はんだ層ａ２（錫を４２重量％含む）の融点は１３８℃であった。
【０１１２】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
エポキシ樹脂であるＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−４８５０−１５０（ＤＩＣ社製）１００重量部と、アミンアダクト系硬化剤であるＰＮ−２３Ｊ（味の素ファインテクノ社製）１０重量部と、平均粒子径０．２５μｍのシリカ５０重量部と、得られた導電性粒子Ａ１０重量部とを配合した後、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である異方性導電材料を得た。
【０１１３】
Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターン（第１の電極）を上面に有するＦＲ−４基板（第１の接続対象部材）を用意した。また、Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターン（第２の電極）を下面に有するポリイミド基板（フレキシブル基板、第２の接続対象部材）を用意した。
【０１１４】
上記ＦＲ−４基板の上面に、得られた異方性導電材料を用いて、厚さ２０μｍとなるように異方性導電材料層を形成した。次に、異方性導電材料層の上面にポリイミド基板（フレキシブル基板）を、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電材料層の温度が２００℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、ポリイミド基板の上面に加圧加熱ヘッドを載せて加圧しながら、異方性導電材料層を硬化させて、接続構造体を得た。
【０１１５】
得られた接続構造体では、はんだ層ａ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ａが図９（ａ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ａは、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ａ）のａ１ａ部分）を有していた。
【０１１６】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ａ１とはんだ層ａ２との位置関係は図１０（ａ）に示す関係であった。基材粒子ａ１の中心部からはんだ層ａ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は２０．０μｍであり、基材粒子ａ１の中心部から基材粒子ａ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ａ２の外周端の全体が、基材粒子ａ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１１７】
（実施例２）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径２０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成し、基材粒子ｂ１を得た。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた基材粒子ｂ１の銅層の表面上で、はんだ微粉末（錫４２重量％とビスマス５８重量％とを含む、平均粒子径３μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み３μｍのはんだ層ｂ２を形成した。
【０１１８】
このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層ｂ２（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子Ｂを作製した。
【０１１９】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｂ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及び接続構造体を作製した。
【０１２０】
得られた接続構造体では、はんだ層ｂ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ｂが図９（ｂ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ｂは、銅層の表面上ではんだ層ｂ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ｂ）のｂ１ｂ部分）を有していた。
【０１２１】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｂ１とはんだ層ｂ２との位置関係は図１０（ｂ）に示す関係であった。基材粒子ｂ１の中心部からはんだ層ｂ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は３０．０μｍであり、基材粒子ｂ１の中心部から基材粒子ｂ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は１３．０μｍであり、はんだ層ｂ２の外周端の全体が、基材粒子ｂ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２２】
（実施例３）
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを２．０μｍから１．０μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、基材粒子ｃ１（基材粒子ｂ１と同じ）とはんだ層ｃ２とを有する導電性粒子Ｃを作製した。導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｃ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及び接続構造体を作製した。
【０１２３】
得られた接続構造体では、はんだ層ｃ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、導電性粒子Ｃが図９（ｃ）に示す状態となっていた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ｃは、銅層の表面上ではんだ層ｃ２の厚みが０．２５μｍである領域（図９（ａ）のｃ１ｃ部分）を有していた。
【０１２４】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｃ１とはんだ層ｃ２との位置関係は図１０（ｃ）に示す関係であった。基材粒子ｃ１の中心部からはんだ層ｃ２の外周端までの距離の最大値は１５．０μｍであり、基材粒子ｃ１の中心部から基材粒子ｃ１の外周端までの距離の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ｃ２の外周端の全体が、基材粒子ｃ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２５】
（実施例４）
実施例１で得られた導電性粒子Ａを用いて、実施例１と同様の異方性導電ペーストを用意した。異方性導電ペーストが硬化させる際に、はんだ層が溶融状態であるときに、バインダー樹脂であるエポキシ樹脂を接続構造体の中心部分から端部に向けて流動させたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１２６】
得られた接続構造体では、はんだ層ａ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ａが図９（ｄ）に示す状態となっていた。導電性粒子Ａにおける基材粒子ａ１の中心部を通る中心線に対して、はんだ層ａ２は左右非対称に偏在していた。第１，第２の電極の接続後において、第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子Ａは、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０．５μｍである領域（図９（ｄ）のａ１ａ１部分）と、銅層の表面上ではんだ層ａ２の厚みが０μｍである領域（図９（ｄ）のａ１ａ２部分）を有していた。
【０１２７】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ａ１とはんだ層ａ２との位置関係は図１０（ｄ）に示す関係であった。基材粒子ａ１の中心部からはんだ層ａ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は２３．０μｍであり、基材粒子ａ１の中心部から基材粒子ａ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ａ２の外周端の一部が、基材粒子ａ１の外周端よりも外側に位置していた。
【０１２８】
（比較例１）
はんだ粒子Ｘ（錫：ビスマス＝４３重量％：５７重量％、平均粒子径１５μｍ）を用意した。導電性粒子Ａを上記はんだ粒子Ｘ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及び接続構造体を作製した。
【０１２９】
得られた接続構造体では、はんだ粒子Ｘが溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に後に固化していた。得られた接続構造体では、はんだ粒子Ｘが第１，第２の電極と接触しており、接続後のはんだ粒子Ｘが図１１（ａ）に示す状態となっていた。
【０１３０】
（比較例２）
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを２．０μｍから０．２μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、基材粒子ｙ１（基材粒子ａ１と同じ）とはんだ層ｙ２とを有する導電性粒子Ｙを作製した。導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｙ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及び接続構造体を作製した。
【０１３１】
得られた接続構造体では、はんだ層ｙ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒子Ｙが図１１（ｂ）に示す状態となっていた。
【０１３２】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｙ１の中心部からはんだ層ｙ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は６．０μｍであり、基材粒子ｙ１の中心部から基材粒子ｙ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は６．５μｍであり、はんだ層ｙ２の外周端の全体が、基材粒子ｙ１の外周端よりも内側に位置していた。
【０１３３】
（比較例３）
接続構造体の作製時に、加圧加熱ヘッドによる加圧の圧力を小さくしたこと以外は比較例２と同様にして、接続構造体を作製した。
【０１３４】
得られた接続構造体では、はんだ層ｙ２が溶融して、第１，第２の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。但し、得られた接続構造体では、銅層が第１，第２の電極と接触しておらず、接続後の導電性粒子Ｙが図１１（ｃ）に示す状態となっていた。
【０１３５】
また、得られた接続構造体では、基材粒子ｙ１の中心部からはんだ層ｙ２の外周端までの距離Ｄ１の最大値は５．０μｍであり、基材粒子ｙ１の中心部から基材粒子ｙ１の外周端までの距離Ｄ２の最大値は５．５μｍであり、はんだ層ｙ２の外周端の全体が、基材粒子ｙ１の外周端よりも内側に位置していた。
【０１３６】
（比較例４）
（１）導電性粒子の作製
平均粒子径３０μｍの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層（めっき厚：１００ｎｍ）を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層（めっき厚：３００ｎｍ）を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されている導電性粒子Ｚを作製した。導電性粒子Ｚでははんだ層を形成しなかった。
【０１３７】
（２）異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Ａを、得られた導電性粒子Ｚ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及び接続構造体を作製した。
【０１３８】
得られた接続構造体では、導電性粒子Ｚにおける銅層が第１，第２の電極と接触しており、接続後の導電性粒Ｚが図１１（ｄ）に示す状態となっていた。
【０１３９】
（評価）
（１）横方向に隣接する電極間の絶縁性試験
得られた接続構造体において、隣接する電極間のリークの有無を、テスターで抵抗を測定することにより評価した。抵抗が５００ＭΩを越える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が５００ＭΩ以下である場合にリーク有として結果を「×」と判定した。
【０１４０】
（２）上下の電極間の導通試験
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、４端子法により測定した。１０個の接続抵抗の平均値を算出した。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。上下の電極間の導通試験を下記の判定基準で判定した。
【０１４１】
［上下の電極間の導通試験の判定基準］
○：接続抵抗の平均値が２Ω以下
△：接続抵抗の平均値が２Ωを超え、４Ω以下
×：接続抵抗の平均値が４Ωを超える
【０１４２】
（３）耐熱衝撃特性
得られた接続構造体をそれぞれ１０個用意し、−４０℃で３０分間保持し、次に８５℃まで昇温させて３０分間保持した後、−４０℃まで降温する過程を１サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。１０００サイクル後に、１０個の接続構造体を取り出した。
【０１４３】
１０００サイクルの冷熱サイクル試験後の１０個の接続構造体について、上下の電極間の導通不良が生じているか否かを評価した。１０個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が０個である場合を「○」、１個である場合を「△」、２個以上である場合を「×」、未評価を「−」と判定した。
【０１４４】
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。
【０１４５】
【表１】
【０１４６】
なお、実施例１〜４ではいずれも、耐熱衝撃特性の評価結果は「○」であった。但し、冷熱サイクル後の実施例１〜３の接続構造体における接続抵抗は、冷熱サイクル後の実施例４の接続構造体における接続抵抗よりも低かった。
【符号の説明】
【０１４７】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…第１の電極
３…接続部
３ａ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…第２の電極
２１…導電性粒子
２１Ａ〜２１Ｄ…導電性粒子
２２…基材粒子
２２ａ…外周端
２３…はんだ層
２３Ａ〜２３Ｄ…はんだ層
２３ａ…外周端
２６…樹脂粒子
２７…導電層
３１…導電性粒子
３２…基材粒子
３６…樹脂粒子
３７…導電層
３７Ａ…第１の導電層
３７Ｂ…第２の導電層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
第２の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た接続部とを備え、
前記接続部が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されており、
前記第１，第２の電極が前記導電性粒子により電気的に接続されており、
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、接続構造体。
【請求項２】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下である、請求項１に記載の接続構造体。
【請求項３】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項４】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、前記はんだ層の外周端の全体が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項５】
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子における前記基材粒子が、樹脂粒子と前記はんだ層とは異なる導電層とを備え、
前記樹脂粒子の表面に前記導電層が積層されており、前記導電層の表面に前記はんだ層が積層されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項６】
前記導電層の融点が前記はんだ層の融点よりも５０℃以上高い、請求項５に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記導電層が、前記第１，第２の電極と接触している、請求項５又は６に記載の接続構造体。
【請求項８】
第１の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て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に、第２の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、
前記異方性導電材料層により接続部を形成して、前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備え、
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有し、
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、接続構造体の製造方法。
【請求項９】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下であるように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、前記はんだ層の外周端の全体が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子における前記基材粒子が、樹脂粒子と前記はんだ層とは異なる導電層とを備え、
前記樹脂粒子の表面に前記導電層が積層されており、前記導電層の表面に前記はんだ層が積層されている、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記導電層の融点が前記はんだ層の融点よりも５０℃以上高い、請求項１２に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記導電層を、前記第１，第２の電極と接触させる、請求項１２又は１３に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１】
第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
第２の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た接続部とを備え、
前記接続部が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有する導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて形成されており、
前記第１，第２の電極が前記導電性粒子により電気的に接続されており、
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、接続構造体。
【請求項２】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下である、請求項１に記載の接続構造体。
【請求項３】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項４】
前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、前記はんだ層の外周端の全体が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置する、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項５】
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子における前記基材粒子が、樹脂粒子と前記はんだ層とは異なる導電層とを備え、
前記樹脂粒子の表面に前記導電層が積層されており、前記導電層の表面に前記はんだ層が積層されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項６】
前記導電層の融点が前記はんだ層の融点よりも５０℃以上高い、請求項５に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記導電層が、前記第１，第２の電極と接触している、請求項５又は６に記載の接続構造体。
【請求項８】
第１の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て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に、第２の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、
前記異方性導電材料層により接続部を形成して、前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する工程とを備え、
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面に積層されたはんだ層とを有し、
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の少なくとも一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、接続構造体の製造方法。
【請求項９】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離の最大値が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離の最大値の１．８倍以上、４．０倍以下であるように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長い箇所があり、前記はんだ層の外周端の一部が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
得られる接続構造体における前記第１の接続対象部材の主面及び前記第２の接続対象部材の主面を水平であるように配置して、接続後の前記導電性粒子を水平方向と直交する方向からみたときに、前記基材粒子の中心部から前記はんだ層の外周端までの距離が、前記基材粒子の中心部から前記基材粒子の外周端までの距離よりも長く、前記はんだ層の外周端の全体が、前記基材粒子の外周端よりも外側に位置するように、前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子により前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記異方性導電材料に含まれている前記導電性粒子における前記基材粒子が、樹脂粒子と前記はんだ層とは異なる導電層とを備え、
前記樹脂粒子の表面に前記導電層が積層されており、前記導電層の表面に前記はんだ層が積層されている、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記導電層の融点が前記はんだ層の融点よりも５０℃以上高い、請求項１２に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記導電層を、前記第１，第２の電極と接触させる、請求項１２又は１３に記載の接続構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３７８４３（Ｐ２０１３−３７８４３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１７６２（Ｐ２０１１−１７１７６２）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【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２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【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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