接続構造体
【課題】第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が高く、かつ電極間の導通信頼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、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、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４ｂとの間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層３とを備える。第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、硬化物層３によるフィレットが形成されている。硬化物層３は、第１の接続対象部２材側に第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側に第２の硬化物層部分３ｂとを有する。第１の硬化物層部分３ａの２５℃での弾性率は、第２の硬化物層部分３ｂの２５℃での弾性率よりも高い。
【解決手段】本発明に係る接続構造体１は、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、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４ｂとの間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層３とを備える。第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、硬化物層３によるフィレットが形成されている。硬化物層３は、第１の接続対象部２材側に第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側に第２の硬化物層部分３ｂとを有する。第１の硬化物層部分３ａの２５℃での弾性率は、第２の硬化物層部分３ｂの２５℃での弾性率よりも高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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電気的に接続された接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂中に複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、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、下記の特許文献１には、第一の接続端子を有する第一の回路部材上に接着材組成物を配置し、接着材組成物の上方から光照射を行った後、第二の接続端子を有する第二の回路部材を対向して配置し、加熱しながら加圧して対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続した接続構造体が開示されている。ここでは、上記接着材組成物として、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に１つ以上のエステル結合を持つチオール化合物、（Ｃ）光照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、及び（Ｄ）導電性粒子を含有する接着材組成物が用いられている。
【０００６】
また、下記の特許文献２には、第一の電気部品の接続端子と該接続端子よりも端子間容積の大きい第二の電気部品の接続端子とを、それぞれ基板表面の第一の基板側端子と第二の基板側端子とに、異方導電性接着剤層を用いて接続した接続構造体が開示されている。ここでは、第二の電気部品の接続端子と第二の基板側端子との間に、異方導電性接着剤層と共に、該異方導電性接着剤層よりも導電性粒子の含有量の少ない第二の接着剤層を配置して、第二の電気部品を接続している。
【０００７】
特許文献３には、相対向する２つの回路電極間に接着剤層が配置されている接続構造体が開示されている。ここでは、該接着剤が異なる物性値を持つ第３の接着剤層と第４の接着剤層を備えており、上記第３の接着剤層の硬化後の弾性率を上記第４の接着剤層の硬化後の弾性率よりも大きくすることが記載されている。
【０００８】
下記の特許文献４には、第１の回路部材と、該第１の回路部材と対向する面に窒素原子を含有する膜が形成された第２の回路部材と、上記第１の回路部材と上記第２の回路部材とを電気的に接続している異方性導電フィルムとを備える接続構造体が開示されている。上記異方性導電フィルムは、上記第１の回路部材側に配置された第１の層と、上記第２の回路部材側に配置された第２の層とを備える。上記第１の層は、カチオン系硬化剤及び第１の熱硬化性樹脂を含有する。上記第２の層は、ラジカル系硬化剤及び第２の熱硬化性樹脂を含有する。上記第１の層及び第２の層の少なくとも一方は、導電性粒子を含有する。上記第１及び第２の層の最大発熱ピーク温度の差はそれぞれ２０℃以内である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０７７３８２号公報
【特許文献２】特開２００８−０７１７４８号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１６３８３号公報
【特許文献４】特開２００９−２５９７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の接続構造体を作製する際に、ガラス基板などの接続対象部材上に配置された異方性導電材料層が硬化前に意図しない領域まで濡れ広がることがある。このため、接続構造体において、硬化物層が意図しない領域に配置されており、硬化物層による汚染が生じていることがある。
【００１１】
さらに、接続構造体の作製時に、接続対象部材上に配置された異方性導電層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で大きく流動することがある。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されていないこともある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子が配置されていなかったり、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ていたりすることがある。このため、接続構造体における電極間の導通信頼性が低いことがある。
【００１２】
また、特許文献１に記載のように、単に、第一の回路部材上の接着材組成物の上方から光照射を行った後に、該接着材組成物を熱硬化させただけでは、導電性粒子を精度よく配置できず、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低くなることがある。
【００１３】
一方で、特許文献２では、異方導電性接着剤層と第二の接着剤層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２層フィルムを用いて形成されている。特許文献３でも、第３の接着剤層と第４の接着剤層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２層フィルムを用いて形成されている。特許文献４では、第１の層と第２の層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２種の接着剤ペーストを２層に塗布して形成されている。
【００１４】
従って、特許文献２〜３では、多層フィルムを予め用意しなければならない。特許文献４では、複数の接着剤ペーストを用意しなければならならず、接着剤ペーストを２段階で塗布しなければならない。このため、接続構造体の製造効率が低下するという問題がある。
【００１５】
さらに、特許文献１〜４に記載のような接続構造体では、接着剤層を介して接続された第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低いことがある。特に熱履歴を受けた場合に、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低く、剥離が生じることがある。特に、特許文献２〜３に記載のように、多層異方性導電フィルムを用いた場合には、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低くなりやすく、熱履歴を受けた場合の第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低くなりやすい。
【００１６】
本発明の目的は、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができ、かつ電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体を提供することである。
【００１７】
本発明の限定的な目的は、熱履歴を受けた場合でも、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材と、電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材の上面と上記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層とを備え、上記第１の接続対象部材の電極と上記第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材は、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記硬化物層は、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されており、上記硬化物層が、上記第１の接続対象部材側に第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側に第２の硬化物層部分とを有し、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高い、接続構造体が提供される。
【００１９】
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の硬化物層部分と上記第２の硬化物層部分とは、１つの接着剤を用いて形成されている。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、硬化前の上記接着剤はペーストである。
【００２１】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、硬化前の上記接着剤は、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、硬化前の上記接着剤が、導電性粒子を含む異方性導電材料であり、上記第１の接続対象部材の電極と上記第２の接続対象部材の電極とが導電性粒子により電気的に接続されている。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第２の接続対象部材が矩形状であり、上記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されている。
【００２４】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記フィレットの角度は３０度以上、９０度以下である。
【００２５】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記第２の硬化物層部分の厚みは、上記第１の硬化物層部分の厚みよりも厚い。
【００２６】
本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記第２の接続構造体は半導体チップである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る接続構造体は、第１の接続対象部材の電極と第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材は上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第１，第２の接続対象部材間に配置された硬化物層は上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に上記硬化物層によるフィレットが形成されており、上記第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高いので、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができ、かつ電極間の導通信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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硬化物層３とを備える。硬化物層３は、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している。硬化物層３は、接着剤を硬化させることにより形成されている。接続構造体１では、硬化前の接着剤として、ペーストが用いられており、かつ該ペーストは導電性粒子５を含む異方性導電材料である。すなわち、接続構造体１では、導電性粒子５を含む異方性導電ペーストが用いられている。
【００３２】
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。第１の接続対象部材２の電極２ｂと第２の接続対象部材４の電極４ｂとは、電気的に接続されている。接続構造体１では、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。電極２ｂと電極４ｂとは導電性粒子を介さずに、直接接続されていてもよい。この場合に、導電性粒子を含まない接着剤を用いてもよい。
【００３３】
硬化物層３は、第１の接続対象部材２側に第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側に第２の硬化物層部分３ｂとを有する。第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとで弾性率が異なる。第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａの２５℃での弾性率は、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂの２５℃での弾性率よりも高い。
【００３４】
上記弾性率は、以下のようにして測定することができる。
【００３５】
上記接続構造体を、上記第１の接続対象部材の下面側から水平に研磨して、上記第１の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させる。すなわち、上記第１の硬化物層部分の厚みをａとしたときに、上記第１の硬化物層部分をａ／２の厚み部分まで研磨して除去する。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、上記第１の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定する。測定されたヤング率の平均値を、上記第１の硬化物層部分の弾性率とする。
【００３６】
また、接続構造体を、第２の接続対象部材の上面側から水平に研磨して、第２の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させる。すなわち、上記第２の硬化物層部分の厚みをｂとしたときに、上記第２の硬化物層部分をｂ／２の厚み部分まで研磨して除去する。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、上記第２の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定する。測定されたヤング率の平均値を上記第２の硬化物層部分の弾性率とする。
【００３７】
上記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、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも１００ＭＰａ以上高いことが好ましく、５００ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００３８】
上記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、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、好ましくは１０００ＭＰａ以上、より好ましくは１５００ＭＰａ以上、好ましくは５０００ＭＰａ以下、より好ましくは４５００ＭＰａ以下である。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、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは１０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以下、より好ましくは２５００ＭＰａ以下である。
【００３９】
上記接続構造体は、低温下に晒されたり、熱履歴を受けたりすることがある。低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の−３０℃での弾性率よりも高いことが好ましく、１００ＭＰａ以上高いことが好ましく、５００ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００４０】
低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、好ましくは１０００ＭＰａ以上、より好ましくは１５００ＭＰａ以上、好ましくは５０００ＭＰａ以下、より好ましくは４５００ＭＰａ以下である。低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第２の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは１０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以下、より好ましくは２５００ＭＰａ以下である。
【００４１】
上記接続構造体は、高温下に晒されたり、熱履歴を受けたりすることがある。高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の８０℃での弾性率よりも高いことが好ましく、５０ＭＰａ以上高いことが好ましく、２５０ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００４２】
高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは７５０ＭＰａ以上、好ましくは２５００ＭＰａ以下、より好ましくは２２５０ＭＰａ以下である。高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第２の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、好ましくは２５０ＭＰａ以上、より好ましくは５００ＭＰａ以上、好ましくは１５００ＭＰａ以下、より好ましくは１２５０ＭＰａ以下である。
【００４３】
第１の接続対象部材２は、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。第１の接続対象部材２は、第２の接続対象部材４よりも大きい。第１の接続対象部材２の平面積は、第２の接続対象部材４の平面積よりも大きい。
【００４４】
硬化物層３は、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。硬化物層３は、第２の接続対象部材４よりも大きい。硬化物層３の平面積は、第２の接続対象部材４の平面積よりも大きい。
【００４５】
第１の接続対象部材２は、硬化物層３の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。第１の接続対象部材２は、硬化物層３よりも大きい。第１の接続対象部材２の平面積は、硬化物層３の平面積よりも大きい。
【００４６】
また、接続構造体１では、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の全領域に、硬化物層３が至っており、該硬化物層３によるフィレットＸが形成されている。このようにフィレットが形成されていることで、上記第１，第２の接続対象部材を強固に接続させることができ、特に上記第２の接続対象部材の剥離を生じ難くすることができる。従って、上記接続構造体における第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる。
【００４７】
なお、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、上記硬化物層が至っていればよく、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の全領域に、上記硬化物層が至っていなくてもよい。すなわち、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の全領域において、フィレットが形成されていてもよく、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の一部の領域に、フィレットが部分的に形成されていてもよい。
【００４８】
上記、第２の接続対象部材に対して、第１の接続対象部材が張り出した構造を、第２の接続部材の少なくとも１辺に有する接続構造体も本発明の範囲である。例えば、ＦＯＧや、ＦＯＢの場合に上記接続構造であることがある。
【００４９】
上記第２の接続対象部材が矩形状である場合には、長さ方向において上記第２の接続対象部材が湾曲し、第２の接続対象部材の剥離が生じやすい傾向がある。第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記第２の接続対象部材が矩形状であり、上記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層が至っており、上記硬化物層によるフィレットが形成されていることが好ましい。この場合に、上記第２の接続対象部材の長辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層が至っており、該硬化物層によるフィレットが形成されていてもよい。
【００５０】
第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高める観点からは、フィレットの角度αは、好ましくは３０度以上、より好ましくは４５度以上、好ましくは９０度以下、より好ましくは６０度以下である。
【００５１】
本明細書において、フィレットの角度αとは、フィレット上端と下端とを結ぶ直線と、第２の接続対象部材の外周側面とのなす角度をいう。接続構造体１では、フィレットＸの上端は、上方の第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の領域に位置する先端であり、フィレットＸの下端は、下方の第１の接続対象部材２の上面２ａと接している。なお、図１では、フィレットＸの上面は、直線状に延びている。フィレットの上面は、凹状であってもよい。
【００５２】
フィレットの高さは、第２の接続対象部材の側面にて、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上である。また、フィレットの高さは、第２の接続対象部材の厚みの、好ましくは２５％以上、より好ましくは５０％以上、好ましくは９５％以下、より好ましくは８０％以下である。
【００５３】
フィレットの幅は、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
【００５４】
上記フィレット高さ及び幅はそれぞれ、第２の接続対象部材の１辺における平均値である。
【００５５】
接続構造体１に用いた上記異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電材料である。また、該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物であるエポキシ基又はチイラン基を有する化合物と、熱硬化剤と、光硬化性化合物である（メタ）アクリロイル基を有する化合物と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含む異方性導電材料である。第１の硬化物層部分３ａにおいて、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物と（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物とが非相溶であることが好ましい。さらに、第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３が層分離していることが好ましい。
【００５６】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材４として半導体チップが用いられている。第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００５７】
第２の接続対象部材は、半導体チップであることが好ましい。第２の接続対象部材である半導体チップの上面を加熱及び加圧して、半導体チップの下方に位置する接着剤を硬化させると、半導体チップが反りやすく、半導体チップの剥離が生じやすい傾向がある。これに対して、本発明に係る接続構造体では、剥離が生じやすい傾向がある半導体チップを用いても、半導体チップの剥離を十分に抑制できる。従って、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる。
【００５８】
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。
【００５９】
図２（ａ）に示すように、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。また、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用意する。ここでは、熱硬化性化合物と光硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電ペーストを用いている。また、ここでは、熱硬化性化合物として、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用いており、光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用いている。但し、異方性導電材料は、熱硬化のみを行う場合には光硬化性化合物と光硬化開始剤とを用いなくてもよく、光硬化のみを行う場合には熱硬化性化合物と熱硬化剤とを用いなくてもよい。また、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物以外の熱硬化性化合物を用いてもよい。（メタ）アクリロイル基を有する化合物以外の光硬化性化合物を用いてもよい。
【００６０】
次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、複数の導電性粒子５を含む異方性導電材料を配置し、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料層３Ａを形成して配置する。このとき、電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５が配置されていることが好ましい。ここでは、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いているので、異方性導電ペーストの積層は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。また、異方性導電材料層３Ａは異方性導電ペースト層である。
【００６１】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射又は熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。ここでは、異方性導電材料層３Ａに光を照射して、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化している。図２（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３ＡのＢステージ化により、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成する。Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂは、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層である。本実施形態において、異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａ（第１の異方性導電ペースト層部分）の硬化度は、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂ（第２の異方性導電ペースト層部分）の硬化度よりも高い。第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとで、異方性導電材料層３は層分離している。
【００６２】
第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることによって、異方性導電材料層３Ｂに含まれている導電性粒子５が、硬化段階でより一層流動し難くなる。このため、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度よく配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層３Ｂ全体の濡れ広がりを抑制でき、濡れ広がった異方性導電材料層３Ｂによる汚染を抑制できる。
【００６３】
異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるために、光を照射する際の光照射強度は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。光を照射する際に用いる光源は特に限定されない。該光源としては、例えば、波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する光源等が挙げられる。また、光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。
【００６４】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を塗布しながら、異方性導電材料層３Ａに光を照射することが好ましい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａへの異方性導電材料の塗布と同時に、又は塗布の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。塗布と光の照射とが上記のように行われた場合には、異方性導電材料層の流動をより一層抑制できる。このため、接続構造体１における電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性をより一層高めることができる。第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料を塗布してから光を照射するまでの時間は、０秒以上、好ましくは３秒以下、より好ましくは２秒以下である。
【００６５】
また、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化するために、異方性導電材料層３Ａに熱を付与して、硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化してもよい。
【００６６】
熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する際の加熱温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１３０℃以下である。
【００６７】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂの上面３ｃに、第２の接続対象部材４を積層する。異方性導電材料層部分３Ｂｂの上面に、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００６８】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ｂをさらに硬化させ、硬化物層３を形成する。ただし、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与してもよい。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、異方性導電材料層３Ｂを硬化させることが好ましい。
【００６９】
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、より好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２００℃以下である。
【００７０】
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。
【００７１】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させることにより、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とが、硬化物層３を介して接続される。また、電極２ｂと電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。
【００７２】
このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電材料を短時間で硬化させることができる。接続構造体１を得る際に、異方性導電材料層３Ａに光を照射し、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することが好ましい。
【００７３】
第１の硬化物層部分３ａは、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａが硬化することにより形成されている。第２の硬化物層部分３ｂは、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂが硬化することにより形成されている。前述のように、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは硬化度が異なり、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度が第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高い。このため、硬化物層３における第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとの弾性率を異ならせることができる。具体的には、第１の硬化物層部分３ａの−３０〜８０℃での弾性率を第２の硬化物層部分３ｂの−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることができる。
【００７４】
上記のようにして、接続構造体１を作製することで、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層が意図しない領域に濡れ広がった後に硬化した硬化物層部分の形成を抑制でき、異方性導電材料層の濡れ広がりによる硬化物層部分による汚染を抑制できる。
【００７５】
さらに、上記のようにして、接続構造体１を作製することで、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の領域に、硬化物層３を至らせて、該硬化物層３によるフィレットを形成することができる。このため、第１，第２の接続対象部材２，４の接続信頼性を高めることができ、熱履歴を受けた場合でも、第１，第２の接続対象部材２，４の接続信頼性を高めることができる。
【００７６】
本発明に係る接続構造体における接続としては、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）等が挙げられる。なかでも、本発明に係る続構造体の接続は、ＣＯＧであることが好ましい。本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材としてガラス基板を用いることが好ましく、上記第２の接続対象部材として半導体チップを用いることが好ましい。
【００７７】
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では、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。
【００７８】
本発明に係る接続構造体では、接着剤として、導電性粒子を含む異方性導電材料が好適に用いられる。上記異方性導電材料は、異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電材料では、塗布が容易で凹凸追従性が高い一方で、異方性導電材料が濡れ広がりやすく、異方性導電材料中に含まれている導電性粒子が流動しやすいという問題がある。これに対して、本発明のように硬化物層における弾性率を制御することによって、異方性導電材料の濡れ広がりを抑制し、更に異方性導電材料中に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、導電性粒子を精度よく配置できる。さらに、異方性導電ペーストの使用により、硬化物層による良好なフィレットを形成可能である。
【００７９】
上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いることが好ましい。この場合には、弾性率を制御することが容易であり、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることが容易である。
【００８０】
上記熱硬化性化合物はエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であることが好ましい。また、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。このような好ましい熱硬化性化合物や光硬化性化合物を用いることにより、硬化度の制御がより一層容易になり、更に第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることがより一層容易になる。
【００８１】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶であることが好ましい。このような第１の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをより一層高いレベルで両立することができる。
【００８２】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離していることが好ましい。このような第１，第２の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをさらに一層高いレベルで両立することができる。さらに、硬化物層の内部での層間剥離を抑制できる。
【００８３】
上記第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分とは、１つの接着剤を用いて形成されていることが好ましい。この場合には、複数の異方性導電材料等の接着剤を容易する必要がなく、更に接続構造体の製造効率を高めることができる。本発明に係る接続構造体では、硬化前の接着剤は、多層異方性導電フィルムではないことが好ましく、異方性導電フィルムではないことが好ましい。
【００８４】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を、第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くする方法としては、（１）酸素が多い雰囲気や空気下で酸素による硬化阻害によって硬化が進行し難い接着剤を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された接着剤層の上面を酸素が多い雰囲気や空気下で、接着剤層に光を照射又は熱を付与して、接着剤層を光硬化又は熱硬化させる方法、並びに（２）雰囲気を冷却しつつ、第２の接続対象部材を加熱することで、異方導電材料の温度を、表面より、第２の接続対象部材側を高くする方法等が挙げられる。
【００８５】
以下、上記接着剤に含まれている各成分の詳細を説明する。
【００８６】
（熱硬化性化合物）
上記熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８７】
上記接着剤の硬化を容易に制御したり、接続構造体の導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物であることが好ましい。エポキシ基を有する化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する化合物は、エピスルフィド化合物である。熱硬化をより一層速やかに進行させる観点からは、上記熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物であることが好ましい。
【００８８】
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。
【００８９】
［光硬化性化合物］
上記接着剤は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有していてもよい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
【００９０】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリル樹脂及び環状エーテル基含有樹脂等が挙げられる。
【００９１】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物としては、エポキシ基及びチイラン基を有さず、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物が挙げられる。
【００９２】
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、（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、上記接着剤は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。
【０１０２】
（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、酸無水物及びカチオン硬化剤等が挙げられる。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。
【０１０３】
接着剤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、接着剤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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、上記接着剤を充分に熱硬化させることができる。
【０１０８】
（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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
酸素が多い雰囲気下又は空気下で重合が阻害されることから、硬化物層における硬化度を部分的に異ならせることが容易であるので、上記光硬化開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）又は２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「ＴＰＯ」）であることが好ましい。
【０１１２】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。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、上記接着剤を適度に光硬化させることができる。上記接着剤に光を照射し、Ｂステージ化することにより、上記接着剤の流動を抑制できる。
【０１１３】
（導電性粒子）
上記接着剤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、パラジウム層又は錫を含有する金属層等が挙げられる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
上記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。
【０１１６】
上記導電性粒子の「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。
【０１１７】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。上記接着剤１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。
【０１１８】
（他の成分）
上記接着剤は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、接着剤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。
【０１１９】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の合計１００重量部に対して、上記フィラーの含有量は好ましくは５重量部以上、より好ましくは１５重量部以上、好ましくは３００重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記フィラーの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接着剤の硬化物の潜熱膨張を充分に抑制でき、更に接着剤中にフィラーを充分に分散させることができる。
【０１２０】
上記接着剤は、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
上記イミダゾール硬化促進剤としては、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。
【０１２３】
上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記硬化促進剤の含有量は、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは１重量部以上、好ましくは６重量部以下、より好ましくは４重量部以下である。硬化促進剤の含有量が上記下限以上であると、接着剤を充分に硬化させることが容易である。硬化促進剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の硬化促進剤が残存し難くなる。
【０１２４】
上記接着剤は、エピスルフィド化合物とともに、フェノール性化合物をさらに含むことが好ましい。上記エピスルフィド化合物と熱硬化剤とフェノール性化合物との併用により、接着剤の保管時にチイラン基がより一層開環し難くなる。また、電極間に接着剤を配置して導電性粒子を適度に圧縮したときに、電極に適度な圧痕を形成できる。従って、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【０１２５】
上記フェノール性化合物は、ベンゼン環に水酸基が結合したフェノール性水酸基を有する。上記フェノール性化合物としては、ポリフェノール、トリオール、ハイドロキノン、及びトコフェロール（ビタミンＥ）等が挙げられる。上記フェノール性化合物は、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。
【０１２６】
上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、接着剤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。
【０１２７】
上記接着剤は、貯蔵安定剤を含むことが好ましい。上記接着剤は、上記貯蔵安定剤として、リン酸エステル、亜リン酸エステル及びホウ酸エステルからなる群から選択された少なくとも一種を含むことが好ましく、リン酸エステル及び亜リン酸エステルの内の少なくとも一種を含むことがより好ましく、亜リン酸エステルを含むことが更に好ましい。これらの貯蔵安定剤の使用により、特に亜リン酸エステルの使用により、上記エピスルフィド化合物の保存安定性をより一層高めることができる。上記貯蔵安定剤は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。
【０１２８】
上記接着剤は、アスコルビン酸、アスコルビン酸の誘導体、アスコルビン酸の塩、イソアスコルビン酸、イソアスコルビン酸の誘導体及びイソアスコルビン酸の塩からなる群から選択された少なくとも１種の成分を含んでいてもよい。これらの成分の配合により、接着剤の保存安定性が高くなる。
【０１２９】
上記接着剤は、必要に応じて、イオン捕捉剤又はシランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの作製
熱硬化性化合物であるエピコート８２８（三菱化学社製「ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂」）８０重量部と、ＥＰＲ４０２３（ＡＤＥＫＡ社製、ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂）２０重量部と、光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）１０重量部と、熱硬化剤であるアミノアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３」」）１０重量部と、硬化促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）０．５重量部と、光硬化開始剤である光ラジカル開始剤（チバスペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）０．１重量部と、フィラーであるシリカ（平均粒子径０．２５μｍ）５０重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）５０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子２０重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、接着剤である異方性導電ペーストを得た。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍのＩＴＯ電極パターンが上面に形成された透明なガラス基板（第１の接続対象部材、縦２４ｍｍ×横５２ｍｍ）を用意した。また、Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍの金電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材、縦２ｍｍ×横１５ｍｍ）を用意した。
【０１３４】
上記ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、空気下ですなわち異方性導電ペースト層の上面付近の雰囲気が空気である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化（Ｂステージ化）させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３５】
（実施例２）
光硬化性化合物を脂肪酸変性エポキシアクリレート（ダイセルサイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０２」）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。
【０１３６】
（比較例１）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１３７】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、紫外線照射ランプを用いて紫外照射を行わずに、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３８】
（比較例２）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１３９】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、窒素パージ下ですなわち異方性導電ペースト層の上面近傍の雰囲気が窒素である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１４０】
（比較例３）
光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと光硬化開始剤である光ラジカル開始剤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及び接続構造体を作製した。
【０１４１】
（評価）
（１）硬化物層における層分離の有無
得られた接続構造体において、第１の接続対象部材側と第２の接続対象部材側とで、異方性導電ペースト層が硬化した硬化物層が層分離しているか否かを評価した。層分離している場合を「Ａ」、層分離していない場合を「Ｂ」と判定した。
【０１４２】
（２）硬化物層の厚み
断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いて、接続構造体を研磨し、接続構造体の断面を露出させた。光学顕微鏡を用いて、露出した硬化物層の断面を観察し、硬化物層の全体厚みを測定した。硬化物層が層分離している場合に、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分との厚みを測定した。
【０１４３】
（３）弾性率
硬化物層が層分離している場合に、得られた接続構造体を、第１の接続対象部材であるガラス基板の下面側から水平に研磨して、第１の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させた。研磨には、断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いた。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、−３０℃、２５℃及び８０℃、並びに最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、第１の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定した。測定されたヤング率の平均値を第１の硬化物層部分の弾性率とした。
【０１４４】
また、硬化物層が層分離している場合に、得られた接続構造体を、第２の接続対象部材である半導体チップの上面側から水平に研磨して、第２の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させた。研磨には、断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いた。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、−３０℃、２５℃及び８０℃、並びに最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、第２の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定した。測定されたヤング率の平均値を第２の硬化物層部分の弾性率とした。
【０１４５】
（４）フィレットの有無
得られた接続構造体において、上記硬化物層が、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されているか否かを評価した。また、フィレットが形成されている場合に、フィレットの角度αを測定した。
【０１４６】
（５）第２の硬化物部分における相溶性
硬化物層が層分離している場合に、半導体チップ側における第２の硬化物層部分において、用いた熱硬化性化合物の硬化物成分と用いた光硬化性化合物の硬化物成分とが相溶しているか否かを評価した。非相溶である場合を「Ａ」、相溶している場合を「Ｂ」として結果を下記の表１に示した。
【０１４７】
（６）電極間における導電性粒子の捕捉率（導電性粒子の配置精度）
得られた接続構造体における対向する上下の電極間に存在する導電性粒子の数を光学顕微鏡にてカウントした。導電性粒子の捕捉率を下記の判定基準で判定した。
【０１４８】
［導電性粒子の捕捉率の判定基準］
○：各電極間に存在する粒子が１０個以上
×：各電極間に存在する粒子が９個以下
【０１４９】
（７）導通性評価
得られた接続構造体を四端子法用にて、２０箇所の抵抗値を４端子法にて評価した。導通信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１５０】
［導通信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下にある
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１５１】
（８）絶縁性評価
得られた接続構造体の隣り合う電極２０個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。絶縁性を下記の判定基準で判定した。
【０１５２】
［絶縁性の判定基準］
○：リーク箇所が全くない
×：リーク箇所がある
【０１５３】
（９）接続信頼性
得られた接続構造体において、８５℃及び８５％ＲＨの条件で１０００時間放置する耐湿熱試験後に、導通信頼性を評価することにより、半島体チップとガラス基板との接続信頼性を評価した。接続信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１５４】
［接続信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下にある
×：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
【０１５５】
（１０）熱履歴を受けた場合の接続信頼性
得られた接続構造体２００個を、−４０℃で５分間保持し、次に１２５℃まで２５分で昇温し、１２５℃で５分間保持した後、−４０℃まで２５分で降温する過程を１サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。５００サイクル及び１０００サイクル後に、それぞれ１００個の接続構造体を取り出した。
【０１５６】
５００サイクルの冷熱サイクル試験後の１００個の接続構造体、並びに１０００サイクルの冷熱サイクル試験後の１００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。１００個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が１個以下である場合を「○○」、２個以上、３個以下である場合を「○」、４個を超える場合を「×」と判定した。
【０１５７】
（１１）汚染の有無（異方性導電材層の流動性）
得られた接続構造体における硬化物層を観察して、該硬化物層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側の位置にあるか否かにより、硬化前及び硬化時における異方性導電材料層の流動性を評価した。
【０１５８】
異方性導電ペースト層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側まで濡れ広がらずに硬化している場合を「○」、異方性導電ペースト層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側まで濡れ広がって硬化しており、汚染が生じている場合を「×」と判定した。
【０１５９】
結果を下記の表１に示す。下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１６０】
【表１】
【符号の説明】
【０１６１】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
３…硬化物層
３ａ…第１の硬化物層部分
３ｂ…第２の硬化物層部分
３ｃ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層
３Ｂａ…第１の異方性導電材料層部分
３Ｂｂ…第２の異方性導電材料層部分
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…電極
５…導電性粒子
Ｘ…フィレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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電気的に接続された接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂中に複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、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、下記の特許文献１には、第一の接続端子を有する第一の回路部材上に接着材組成物を配置し、接着材組成物の上方から光照射を行った後、第二の接続端子を有する第二の回路部材を対向して配置し、加熱しながら加圧して対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続した接続構造体が開示されている。ここでは、上記接着材組成物として、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に１つ以上のエステル結合を持つチオール化合物、（Ｃ）光照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、及び（Ｄ）導電性粒子を含有する接着材組成物が用いられている。
【０００６】
また、下記の特許文献２には、第一の電気部品の接続端子と該接続端子よりも端子間容積の大きい第二の電気部品の接続端子とを、それぞれ基板表面の第一の基板側端子と第二の基板側端子とに、異方導電性接着剤層を用いて接続した接続構造体が開示されている。ここでは、第二の電気部品の接続端子と第二の基板側端子との間に、異方導電性接着剤層と共に、該異方導電性接着剤層よりも導電性粒子の含有量の少ない第二の接着剤層を配置して、第二の電気部品を接続している。
【０００７】
特許文献３には、相対向する２つの回路電極間に接着剤層が配置されている接続構造体が開示されている。ここでは、該接着剤が異なる物性値を持つ第３の接着剤層と第４の接着剤層を備えており、上記第３の接着剤層の硬化後の弾性率を上記第４の接着剤層の硬化後の弾性率よりも大きくすることが記載されている。
【０００８】
下記の特許文献４には、第１の回路部材と、該第１の回路部材と対向する面に窒素原子を含有する膜が形成された第２の回路部材と、上記第１の回路部材と上記第２の回路部材とを電気的に接続している異方性導電フィルムとを備える接続構造体が開示されている。上記異方性導電フィルムは、上記第１の回路部材側に配置された第１の層と、上記第２の回路部材側に配置された第２の層とを備える。上記第１の層は、カチオン系硬化剤及び第１の熱硬化性樹脂を含有する。上記第２の層は、ラジカル系硬化剤及び第２の熱硬化性樹脂を含有する。上記第１の層及び第２の層の少なくとも一方は、導電性粒子を含有する。上記第１及び第２の層の最大発熱ピーク温度の差はそれぞれ２０℃以内である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０７７３８２号公報
【特許文献２】特開２００８−０７１７４８号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１６３８３号公報
【特許文献４】特開２００９−２５９７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の接続構造体を作製する際に、ガラス基板などの接続対象部材上に配置された異方性導電材料層が硬化前に意図しない領域まで濡れ広がることがある。このため、接続構造体において、硬化物層が意図しない領域に配置されており、硬化物層による汚染が生じていることがある。
【００１１】
さらに、接続構造体の作製時に、接続対象部材上に配置された異方性導電層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で大きく流動することがある。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されていないこともある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子が配置されていなかったり、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ていたりすることがある。このため、接続構造体における電極間の導通信頼性が低いことがある。
【００１２】
また、特許文献１に記載のように、単に、第一の回路部材上の接着材組成物の上方から光照射を行った後に、該接着材組成物を熱硬化させただけでは、導電性粒子を精度よく配置できず、得られる接続構造体における電極間の導通信頼性が低くなることがある。
【００１３】
一方で、特許文献２では、異方導電性接着剤層と第二の接着剤層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２層フィルムを用いて形成されている。特許文献３でも、第３の接着剤層と第４の接着剤層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２層フィルムを用いて形成されている。特許文献４では、第１の層と第２の層とは、異なる接着剤を用いて形成されており、具体的には組成が異なる２種の接着剤ペーストを２層に塗布して形成されている。
【００１４】
従って、特許文献２〜３では、多層フィルムを予め用意しなければならない。特許文献４では、複数の接着剤ペーストを用意しなければならならず、接着剤ペーストを２段階で塗布しなければならない。このため、接続構造体の製造効率が低下するという問題がある。
【００１５】
さらに、特許文献１〜４に記載のような接続構造体では、接着剤層を介して接続された第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低いことがある。特に熱履歴を受けた場合に、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低く、剥離が生じることがある。特に、特許文献２〜３に記載のように、多層異方性導電フィルムを用いた場合には、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低くなりやすく、熱履歴を受けた場合の第１，第２の接続対象部材の接続信頼性が低くなりやすい。
【００１６】
本発明の目的は、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができ、かつ電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体を提供することである。
【００１７】
本発明の限定的な目的は、熱履歴を受けた場合でも、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第１の接続対象部材と、電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材の上面と上記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層とを備え、上記第１の接続対象部材の電極と上記第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材は、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記硬化物層は、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されており、上記硬化物層が、上記第１の接続対象部材側に第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側に第２の硬化物層部分とを有し、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高い、接続構造体が提供される。
【００１９】
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の硬化物層部分と上記第２の硬化物層部分とは、１つの接着剤を用いて形成されている。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、硬化前の上記接着剤はペーストである。
【００２１】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、硬化前の上記接着剤は、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、硬化前の上記接着剤が、導電性粒子を含む異方性導電材料であり、上記第１の接続対象部材の電極と上記第２の接続対象部材の電極とが導電性粒子により電気的に接続されている。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第２の接続対象部材が矩形状であり、上記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されている。
【００２４】
本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記フィレットの角度は３０度以上、９０度以下である。
【００２５】
本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記第２の硬化物層部分の厚みは、上記第１の硬化物層部分の厚みよりも厚い。
【００２６】
本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記第２の接続構造体は半導体チップである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る接続構造体は、第１の接続対象部材の電極と第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、上記第１の接続対象部材は上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第１，第２の接続対象部材間に配置された硬化物層は上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に上記硬化物層によるフィレットが形成されており、上記第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高いので、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができ、かつ電極間の導通信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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硬化物層３とを備える。硬化物層３は、第１，第２の接続対象部材２，４を接続している。硬化物層３は、接着剤を硬化させることにより形成されている。接続構造体１では、硬化前の接着剤として、ペーストが用いられており、かつ該ペーストは導電性粒子５を含む異方性導電材料である。すなわち、接続構造体１では、導電性粒子５を含む異方性導電ペーストが用いられている。
【００３２】
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。第１の接続対象部材２の電極２ｂと第２の接続対象部材４の電極４ｂとは、電気的に接続されている。接続構造体１では、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。電極２ｂと電極４ｂとは導電性粒子を介さずに、直接接続されていてもよい。この場合に、導電性粒子を含まない接着剤を用いてもよい。
【００３３】
硬化物層３は、第１の接続対象部材２側に第１の硬化物層部分３ａと、第２の接続対象部材４側に第２の硬化物層部分３ｂとを有する。第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとで弾性率が異なる。第１の接続対象部材２側における第１の硬化物層部分３ａの２５℃での弾性率は、第２の接続対象部材４側における第２の硬化物層部分３ｂの２５℃での弾性率よりも高い。
【００３４】
上記弾性率は、以下のようにして測定することができる。
【００３５】
上記接続構造体を、上記第１の接続対象部材の下面側から水平に研磨して、上記第１の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させる。すなわち、上記第１の硬化物層部分の厚みをａとしたときに、上記第１の硬化物層部分をａ／２の厚み部分まで研磨して除去する。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、上記第１の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定する。測定されたヤング率の平均値を、上記第１の硬化物層部分の弾性率とする。
【００３６】
また、接続構造体を、第２の接続対象部材の上面側から水平に研磨して、第２の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させる。すなわち、上記第２の硬化物層部分の厚みをｂとしたときに、上記第２の硬化物層部分をｂ／２の厚み部分まで研磨して除去する。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、上記第２の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定する。測定されたヤング率の平均値を上記第２の硬化物層部分の弾性率とする。
【００３７】
上記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、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも１００ＭＰａ以上高いことが好ましく、５００ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００３８】
上記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、上記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、好ましくは１０００ＭＰａ以上、より好ましくは１５００ＭＰａ以上、好ましくは５０００ＭＰａ以下、より好ましくは４５００ＭＰａ以下である。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、上記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは１０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以下、より好ましくは２５００ＭＰａ以下である。
【００３９】
上記接続構造体は、低温下に晒されたり、熱履歴を受けたりすることがある。低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の−３０℃での弾性率よりも高いことが好ましく、１００ＭＰａ以上高いことが好ましく、５００ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００４０】
低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、好ましくは１０００ＭＰａ以上、より好ましくは１５００ＭＰａ以上、好ましくは５０００ＭＰａ以下、より好ましくは４５００ＭＰａ以下である。低温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第２の硬化物層部分の−３０℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは１０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以下、より好ましくは２５００ＭＰａ以下である。
【００４１】
上記接続構造体は、高温下に晒されたり、熱履歴を受けたりすることがある。高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、上記第２の硬化物層部分の８０℃での弾性率よりも高いことが好ましく、５０ＭＰａ以上高いことが好ましく、２５０ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００４２】
高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第１の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、好ましくは５００ＭＰａ以上、より好ましくは７５０ＭＰａ以上、好ましくは２５００ＭＰａ以下、より好ましくは２２５０ＭＰａ以下である。高温での第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたり、熱履歴を受けた場合に第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記第２の硬化物層部分の８０℃での弾性率は、好ましくは２５０ＭＰａ以上、より好ましくは５００ＭＰａ以上、好ましくは１５００ＭＰａ以下、より好ましくは１２５０ＭＰａ以下である。
【００４３】
第１の接続対象部材２は、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。第１の接続対象部材２は、第２の接続対象部材４よりも大きい。第１の接続対象部材２の平面積は、第２の接続対象部材４の平面積よりも大きい。
【００４４】
硬化物層３は、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。硬化物層３は、第２の接続対象部材４よりも大きい。硬化物層３の平面積は、第２の接続対象部材４の平面積よりも大きい。
【００４５】
第１の接続対象部材２は、硬化物層３の外周側面よりも側方に張り出した領域を有する。第１の接続対象部材２は、硬化物層３よりも大きい。第１の接続対象部材２の平面積は、硬化物層３の平面積よりも大きい。
【００４６】
また、接続構造体１では、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の全領域に、硬化物層３が至っており、該硬化物層３によるフィレットＸが形成されている。このようにフィレットが形成されていることで、上記第１，第２の接続対象部材を強固に接続させることができ、特に上記第２の接続対象部材の剥離を生じ難くすることができる。従って、上記接続構造体における第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる。
【００４７】
なお、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、上記硬化物層が至っていればよく、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の全領域に、上記硬化物層が至っていなくてもよい。すなわち、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の全領域において、フィレットが形成されていてもよく、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の一部の領域に、フィレットが部分的に形成されていてもよい。
【００４８】
上記、第２の接続対象部材に対して、第１の接続対象部材が張り出した構造を、第２の接続部材の少なくとも１辺に有する接続構造体も本発明の範囲である。例えば、ＦＯＧや、ＦＯＢの場合に上記接続構造であることがある。
【００４９】
上記第２の接続対象部材が矩形状である場合には、長さ方向において上記第２の接続対象部材が湾曲し、第２の接続対象部材の剥離が生じやすい傾向がある。第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記第２の接続対象部材が矩形状であり、上記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層が至っており、上記硬化物層によるフィレットが形成されていることが好ましい。この場合に、上記第２の接続対象部材の長辺の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層が至っており、該硬化物層によるフィレットが形成されていてもよい。
【００５０】
第１，第２の接続対象部材の接続信頼性をより一層高める観点からは、フィレットの角度αは、好ましくは３０度以上、より好ましくは４５度以上、好ましくは９０度以下、より好ましくは６０度以下である。
【００５１】
本明細書において、フィレットの角度αとは、フィレット上端と下端とを結ぶ直線と、第２の接続対象部材の外周側面とのなす角度をいう。接続構造体１では、フィレットＸの上端は、上方の第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の領域に位置する先端であり、フィレットＸの下端は、下方の第１の接続対象部材２の上面２ａと接している。なお、図１では、フィレットＸの上面は、直線状に延びている。フィレットの上面は、凹状であってもよい。
【００５２】
フィレットの高さは、第２の接続対象部材の側面にて、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上である。また、フィレットの高さは、第２の接続対象部材の厚みの、好ましくは２５％以上、より好ましくは５０％以上、好ましくは９５％以下、より好ましくは８０％以下である。
【００５３】
フィレットの幅は、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
【００５４】
上記フィレット高さ及び幅はそれぞれ、第２の接続対象部材の１辺における平均値である。
【００５５】
接続構造体１に用いた上記異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電材料である。また、該異方性導電ペーストは、熱硬化性化合物であるエポキシ基又はチイラン基を有する化合物と、熱硬化剤と、光硬化性化合物である（メタ）アクリロイル基を有する化合物と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含む異方性導電材料である。第１の硬化物層部分３ａにおいて、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物と（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物とが非相溶であることが好ましい。さらに、第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとで、硬化物層３が層分離していることが好ましい。
【００５６】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材４として半導体チップが用いられている。第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。
【００５７】
第２の接続対象部材は、半導体チップであることが好ましい。第２の接続対象部材である半導体チップの上面を加熱及び加圧して、半導体チップの下方に位置する接着剤を硬化させると、半導体チップが反りやすく、半導体チップの剥離が生じやすい傾向がある。これに対して、本発明に係る接続構造体では、剥離が生じやすい傾向がある半導体チップを用いても、半導体チップの剥離を十分に抑制できる。従って、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性を高めることができる。
【００５８】
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。
【００５９】
図２（ａ）に示すように、電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。また、導電性粒子５を含む異方性導電材料を用意する。ここでは、熱硬化性化合物と光硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化開始剤と導電性粒子５とを含む異方性導電ペーストを用いている。また、ここでは、熱硬化性化合物として、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用いており、光硬化性化合物として（メタ）アクリロイル基を有する化合物を用いている。但し、異方性導電材料は、熱硬化のみを行う場合には光硬化性化合物と光硬化開始剤とを用いなくてもよく、光硬化のみを行う場合には熱硬化性化合物と熱硬化剤とを用いなくてもよい。また、エポキシ基又はチイラン基を有する化合物以外の熱硬化性化合物を用いてもよい。（メタ）アクリロイル基を有する化合物以外の光硬化性化合物を用いてもよい。
【００６０】
次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、複数の導電性粒子５を含む異方性導電材料を配置し、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料層３Ａを形成して配置する。このとき、電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５が配置されていることが好ましい。ここでは、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いているので、異方性導電ペーストの積層は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。また、異方性導電材料層３Ａは異方性導電ペースト層である。
【００６１】
次に、異方性導電材料層３Ａに光を照射又は熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する。ここでは、異方性導電材料層３Ａに光を照射して、異方性導電材料層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化している。図２（ｂ）に示すように、異方性導電材料層３ＡのＢステージ化により、第１の接続対象部材２の上面２ａに、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成する。Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂは、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層である。本実施形態において、異方性導電材料層３Ｂでは、第１の接続対象部材２側における第１の異方性導電材料層部分３Ｂａ（第１の異方性導電ペースト層部分）の硬化度は、第２の接続対象部材４が積層される側における第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂ（第２の異方性導電ペースト層部分）の硬化度よりも高い。第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとで、異方性導電材料層３は層分離している。
【００６２】
第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度を、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高くすることによって、異方性導電材料層３Ｂに含まれている導電性粒子５が、硬化段階でより一層流動し難くなる。このため、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度よく配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層３Ｂ全体の濡れ広がりを抑制でき、濡れ広がった異方性導電材料層３Ｂによる汚染を抑制できる。
【００６３】
異方性導電材料層３Ａの硬化を適度に進行させるために、光を照射する際の光照射強度は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。光を照射する際に用いる光源は特に限定されない。該光源としては、例えば、波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する光源等が挙げられる。また、光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。
【００６４】
第１の接続対象部材２の上面２ａに、異方性導電材料を塗布しながら、異方性導電材料層３Ａに光を照射することが好ましい。さらに、第１の接続対象部材２の上面２ａへの異方性導電材料の塗布と同時に、又は塗布の直後に、異方性導電材料層３Ａに光を照射することも好ましい。塗布と光の照射とが上記のように行われた場合には、異方性導電材料層の流動をより一層抑制できる。このため、接続構造体１における電極２ｂ，４ｂ間の導通信頼性をより一層高めることができる。第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電材料を塗布してから光を照射するまでの時間は、０秒以上、好ましくは３秒以下、より好ましくは２秒以下である。
【００６５】
また、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化するために、異方性導電材料層３Ａに熱を付与して、硬化を進行させて、異方性導電材料層３ＡをＢステージ化してもよい。
【００６６】
熱の付与により異方性導電材料層３ＡをＢステージ化する際の加熱温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１３０℃以下である。
【００６７】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂの上面３ｃに、第２の接続対象部材４を積層する。異方性導電材料層部分３Ｂｂの上面に、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００６８】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することにより、異方性導電材料層３Ｂをさらに硬化させ、硬化物層３を形成する。ただし、第２の接続対象部材４の積層の前に、異方性導電材料層３Ｂに熱を付与してもよい。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、異方性導電材料層３Ｂを硬化させることが好ましい。
【００６９】
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、より好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２００℃以下である。
【００７０】
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。
【００７１】
異方性導電材料層３Ｂを硬化させることにより、第１の接続対象部材２と第２の接続対象部材４とが、硬化物層３を介して接続される。また、電極２ｂと電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。
【００７２】
このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電材料を短時間で硬化させることができる。接続構造体１を得る際に、異方性導電材料層３Ａに光を照射し、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂを形成した後、Ｂステージ化された異方性導電材料層３Ｂに熱を付与することが好ましい。
【００７３】
第１の硬化物層部分３ａは、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａが硬化することにより形成されている。第２の硬化物層部分３ｂは、第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂが硬化することにより形成されている。前述のように、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａと第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂとは硬化度が異なり、第１の異方性導電材料層部分３Ｂａの硬化度が第２の異方性導電材料層部分３Ｂｂの硬化度よりも高い。このため、硬化物層３における第１の硬化物層部分３ａと第２の硬化物層部分３ｂとの弾性率を異ならせることができる。具体的には、第１の硬化物層部分３ａの−３０〜８０℃での弾性率を第２の硬化物層部分３ｂの−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることができる。
【００７４】
上記のようにして、接続構造体１を作製することで、導電性粒子５を電極２ｂ，４ｂ間により一層精度良く配置でき、接続されてはならない隣接する電極２ｂ，２ｂ間又は電極４ｂ，４ｂ間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されるのを抑制できる。さらに、異方性導電材料層が意図しない領域に濡れ広がった後に硬化した硬化物層部分の形成を抑制でき、異方性導電材料層の濡れ広がりによる硬化物層部分による汚染を抑制できる。
【００７５】
さらに、上記のようにして、接続構造体１を作製することで、第２の接続対象部材４の外周側面よりも側方の領域に、硬化物層３を至らせて、該硬化物層３によるフィレットを形成することができる。このため、第１，第２の接続対象部材２，４の接続信頼性を高めることができ、熱履歴を受けた場合でも、第１，第２の接続対象部材２，４の接続信頼性を高めることができる。
【００７６】
本発明に係る接続構造体における接続としては、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）等が挙げられる。なかでも、本発明に係る続構造体の接続は、ＣＯＧであることが好ましい。本発明に係る接続構造体では、上記第１の接続対象部材としてガラス基板を用いることが好ましく、上記第２の接続対象部材として半導体チップを用いることが好ましい。
【００７７】
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では、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。
【００７８】
本発明に係る接続構造体では、接着剤として、導電性粒子を含む異方性導電材料が好適に用いられる。上記異方性導電材料は、異方性導電ペーストであることが好ましい。異方性導電材料では、塗布が容易で凹凸追従性が高い一方で、異方性導電材料が濡れ広がりやすく、異方性導電材料中に含まれている導電性粒子が流動しやすいという問題がある。これに対して、本発明のように硬化物層における弾性率を制御することによって、異方性導電材料の濡れ広がりを抑制し、更に異方性導電材料中に含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。従って、導電性粒子を精度よく配置できる。さらに、異方性導電ペーストの使用により、硬化物層による良好なフィレットを形成可能である。
【００７９】
上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いることが好ましい。この場合には、弾性率を制御することが容易であり、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることが容易である。
【００８０】
上記熱硬化性化合物はエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であることが好ましい。また、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。このような好ましい熱硬化性化合物や光硬化性化合物を用いることにより、硬化度の制御がより一層容易になり、更に第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くすることがより一層容易になる。
【００８１】
第１の接続対象部材側における上記第１の硬化物層部分において、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と上記（メタ）アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶であることが好ましい。このような第１の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをより一層高いレベルで両立することができる。
【００８２】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分とで、上記硬化物層は層分離していることが好ましい。このような第１，第２の硬化物層部分を有する硬化物層を形成することで、異方性導電材料の濡れ広がりによる汚染の抑制と、導電性粒子の配置精度とをさらに一層高いレベルで両立することができる。さらに、硬化物層の内部での層間剥離を抑制できる。
【００８３】
上記第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と、上記第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分とは、１つの接着剤を用いて形成されていることが好ましい。この場合には、複数の異方性導電材料等の接着剤を容易する必要がなく、更に接続構造体の製造効率を高めることができる。本発明に係る接続構造体では、硬化前の接着剤は、多層異方性導電フィルムではないことが好ましく、異方性導電フィルムではないことが好ましい。
【００８４】
第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率を、第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分の−３０〜８０℃での弾性率よりも高くする方法としては、（１）酸素が多い雰囲気や空気下で酸素による硬化阻害によって硬化が進行し難い接着剤を用いて、硬化段階で第１の接続対象部材の上面に配置された接着剤層の上面を酸素が多い雰囲気や空気下で、接着剤層に光を照射又は熱を付与して、接着剤層を光硬化又は熱硬化させる方法、並びに（２）雰囲気を冷却しつつ、第２の接続対象部材を加熱することで、異方導電材料の温度を、表面より、第２の接続対象部材側を高くする方法等が挙げられる。
【００８５】
以下、上記接着剤に含まれている各成分の詳細を説明する。
【００８６】
（熱硬化性化合物）
上記熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８７】
上記接着剤の硬化を容易に制御したり、接続構造体の導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物であることが好ましい。エポキシ基を有する化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する化合物は、エピスルフィド化合物である。熱硬化をより一層速やかに進行させる観点からは、上記熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物であることが好ましい。
【００８８】
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。
【００８９】
［光硬化性化合物］
上記接着剤は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有していてもよい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
【００９０】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリル樹脂及び環状エーテル基含有樹脂等が挙げられる。
【００９１】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物としては、エポキシ基及びチイラン基を有さず、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物が挙げられる。
【００９２】
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、（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用する場合には、上記接着剤は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。
【０１０２】
（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、酸無水物及びカチオン硬化剤等が挙げられる。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。
【０１０３】
接着剤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、接着剤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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、上記接着剤を充分に熱硬化させることができる。
【０１０８】
（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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
酸素が多い雰囲気下又は空気下で重合が阻害されることから、硬化物層における硬化度を部分的に異ならせることが容易であるので、上記光硬化開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）又は２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャリティ社製「ＴＰＯ」）であることが好ましい。
【０１１２】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。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、上記接着剤を適度に光硬化させることができる。上記接着剤に光を照射し、Ｂステージ化することにより、上記接着剤の流動を抑制できる。
【０１１３】
（導電性粒子）
上記接着剤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、パラジウム層又は錫を含有する金属層等が挙げられる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
上記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。
【０１１６】
上記導電性粒子の「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。
【０１１７】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。上記接着剤１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。
【０１１８】
（他の成分）
上記接着剤は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、接着剤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。
【０１１９】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の合計１００重量部に対して、上記フィラーの含有量は好ましくは５重量部以上、より好ましくは１５重量部以上、好ましくは３００重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記フィラーの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接着剤の硬化物の潜熱膨張を充分に抑制でき、更に接着剤中にフィラーを充分に分散させることができる。
【０１２０】
上記接着剤は、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
上記イミダゾール硬化促進剤としては、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。
【０１２３】
上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記硬化促進剤の含有量は、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは１重量部以上、好ましくは６重量部以下、より好ましくは４重量部以下である。硬化促進剤の含有量が上記下限以上であると、接着剤を充分に硬化させることが容易である。硬化促進剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の硬化促進剤が残存し難くなる。
【０１２４】
上記接着剤は、エピスルフィド化合物とともに、フェノール性化合物をさらに含むことが好ましい。上記エピスルフィド化合物と熱硬化剤とフェノール性化合物との併用により、接着剤の保管時にチイラン基がより一層開環し難くなる。また、電極間に接着剤を配置して導電性粒子を適度に圧縮したときに、電極に適度な圧痕を形成できる。従って、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【０１２５】
上記フェノール性化合物は、ベンゼン環に水酸基が結合したフェノール性水酸基を有する。上記フェノール性化合物としては、ポリフェノール、トリオール、ハイドロキノン、及びトコフェロール（ビタミンＥ）等が挙げられる。上記フェノール性化合物は、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。
【０１２６】
上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、接着剤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。
【０１２７】
上記接着剤は、貯蔵安定剤を含むことが好ましい。上記接着剤は、上記貯蔵安定剤として、リン酸エステル、亜リン酸エステル及びホウ酸エステルからなる群から選択された少なくとも一種を含むことが好ましく、リン酸エステル及び亜リン酸エステルの内の少なくとも一種を含むことがより好ましく、亜リン酸エステルを含むことが更に好ましい。これらの貯蔵安定剤の使用により、特に亜リン酸エステルの使用により、上記エピスルフィド化合物の保存安定性をより一層高めることができる。上記貯蔵安定剤は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。
【０１２８】
上記接着剤は、アスコルビン酸、アスコルビン酸の誘導体、アスコルビン酸の塩、イソアスコルビン酸、イソアスコルビン酸の誘導体及びイソアスコルビン酸の塩からなる群から選択された少なくとも１種の成分を含んでいてもよい。これらの成分の配合により、接着剤の保存安定性が高くなる。
【０１２９】
上記接着剤は、必要に応じて、イオン捕捉剤又はシランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの作製
熱硬化性化合物であるエピコート８２８（三菱化学社製「ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂」）８０重量部と、ＥＰＲ４０２３（ＡＤＥＫＡ社製、ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂）２０重量部と、光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）１０重量部と、熱硬化剤であるアミノアダクト（味の素ファインテクノ社製「ＰＮ−２３」」）１０重量部と、硬化促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）０．５重量部と、光硬化開始剤である光ラジカル開始剤（チバスペシャリティ社製「Ｉｒｇ８１９」）０．１重量部と、フィラーであるシリカ（平均粒子径０．２５μｍ）５０重量部と、フィラーであるアルミナ（平均粒子径０．５μｍ）５０重量部とを配合し、さらに平均粒子径３μｍの導電性粒子２０重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、接着剤である異方性導電ペーストを得た。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（２）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍのＩＴＯ電極パターンが上面に形成された透明なガラス基板（第１の接続対象部材、縦２４ｍｍ×横５２ｍｍ）を用意した。また、Ｌ／Ｓが３０μｍ／３０μｍの金電極パターンが下面に形成された半導体チップ（第２の接続対象部材、縦２ｍｍ×横１５ｍｍ）を用意した。
【０１３４】
上記ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、空気下ですなわち異方性導電ペースト層の上面付近の雰囲気が空気である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化（Ｂステージ化）させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３５】
（実施例２）
光硬化性化合物を脂肪酸変性エポキシアクリレート（ダイセルサイテック社製「ＥＢＥＣＲＹＬ３７０２」）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。
【０１３６】
（比較例１）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１３７】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、紫外線照射ランプを用いて紫外照射を行わずに、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１３８】
（比較例２）
実施例１で得られた異方性導電ペーストを用意した。
【０１３９】
実施例１と同様に、透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ３０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。異方性導電ペーストの塗布後すぐに、窒素パージ下ですなわち異方性導電ペースト層の上面近傍の雰囲気が窒素である状態で、紫外線照射ランプを用いて異方性導電ペースト層に紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させた。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電ペースト層の温度が２１０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。
【０１４０】
（比較例３）
光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと光硬化開始剤である光ラジカル開始剤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及び接続構造体を作製した。
【０１４１】
（評価）
（１）硬化物層における層分離の有無
得られた接続構造体において、第１の接続対象部材側と第２の接続対象部材側とで、異方性導電ペースト層が硬化した硬化物層が層分離しているか否かを評価した。層分離している場合を「Ａ」、層分離していない場合を「Ｂ」と判定した。
【０１４２】
（２）硬化物層の厚み
断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いて、接続構造体を研磨し、接続構造体の断面を露出させた。光学顕微鏡を用いて、露出した硬化物層の断面を観察し、硬化物層の全体厚みを測定した。硬化物層が層分離している場合に、第１の接続対象部材側における第１の硬化物層部分と第２の接続対象部材側における第２の硬化物層部分との厚みを測定した。
【０１４３】
（３）弾性率
硬化物層が層分離している場合に、得られた接続構造体を、第１の接続対象部材であるガラス基板の下面側から水平に研磨して、第１の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させた。研磨には、断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いた。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、−３０℃、２５℃及び８０℃、並びに最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、第１の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定した。測定されたヤング率の平均値を第１の硬化物層部分の弾性率とした。
【０１４４】
また、硬化物層が層分離している場合に、得られた接続構造体を、第２の接続対象部材である半導体チップの上面側から水平に研磨して、第２の硬化物層部分の１／２の厚み部分の断面を露出させた。研磨には、断面研磨装置（丸元ストアル社製「Ｓｔｒｕｅｒｓ ＴｅｇｒａＰｏｌ−１１」）を用いた。微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製「ＦｉｓｃｈｅｒＳＣＯＰＥ ＨＰ１００Ｃ」）を用いて、かつ３０μｍ×３０μｍＦＬＡＴのビッカース圧子を用いて、−３０℃、２５℃及び８０℃、並びに最大試験荷重３００ｍＮ及び荷重時間１０秒の条件にて、第２の硬化物層部分の露出した断面のヤング率を７回測定した。測定されたヤング率の平均値を第２の硬化物層部分の弾性率とした。
【０１４５】
（４）フィレットの有無
得られた接続構造体において、上記硬化物層が、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、上記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の領域に、上記硬化物層によるフィレットが形成されているか否かを評価した。また、フィレットが形成されている場合に、フィレットの角度αを測定した。
【０１４６】
（５）第２の硬化物部分における相溶性
硬化物層が層分離している場合に、半導体チップ側における第２の硬化物層部分において、用いた熱硬化性化合物の硬化物成分と用いた光硬化性化合物の硬化物成分とが相溶しているか否かを評価した。非相溶である場合を「Ａ」、相溶している場合を「Ｂ」として結果を下記の表１に示した。
【０１４７】
（６）電極間における導電性粒子の捕捉率（導電性粒子の配置精度）
得られた接続構造体における対向する上下の電極間に存在する導電性粒子の数を光学顕微鏡にてカウントした。導電性粒子の捕捉率を下記の判定基準で判定した。
【０１４８】
［導電性粒子の捕捉率の判定基準］
○：各電極間に存在する粒子が１０個以上
×：各電極間に存在する粒子が９個以下
【０１４９】
（７）導通性評価
得られた接続構造体を四端子法用にて、２０箇所の抵抗値を４端子法にて評価した。導通信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１５０】
［導通信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下にある
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１５１】
（８）絶縁性評価
得られた接続構造体の隣り合う電極２０個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。絶縁性を下記の判定基準で判定した。
【０１５２】
［絶縁性の判定基準］
○：リーク箇所が全くない
×：リーク箇所がある
【０１５３】
（９）接続信頼性
得られた接続構造体において、８５℃及び８５％ＲＨの条件で１０００時間放置する耐湿熱試験後に、導通信頼性を評価することにより、半島体チップとガラス基板との接続信頼性を評価した。接続信頼性を下記の判定基準で判定した。
【０１５４】
［接続信頼性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下にある
×：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
【０１５５】
（１０）熱履歴を受けた場合の接続信頼性
得られた接続構造体２００個を、−４０℃で５分間保持し、次に１２５℃まで２５分で昇温し、１２５℃で５分間保持した後、−４０℃まで２５分で降温する過程を１サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。５００サイクル及び１０００サイクル後に、それぞれ１００個の接続構造体を取り出した。
【０１５６】
５００サイクルの冷熱サイクル試験後の１００個の接続構造体、並びに１０００サイクルの冷熱サイクル試験後の１００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。１００個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が１個以下である場合を「○○」、２個以上、３個以下である場合を「○」、４個を超える場合を「×」と判定した。
【０１５７】
（１１）汚染の有無（異方性導電材層の流動性）
得られた接続構造体における硬化物層を観察して、該硬化物層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側の位置にあるか否かにより、硬化前及び硬化時における異方性導電材料層の流動性を評価した。
【０１５８】
異方性導電ペースト層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側まで濡れ広がらずに硬化している場合を「○」、異方性導電ペースト層が第２の接続対象部材外周より５００μｍ外側まで濡れ広がって硬化しており、汚染が生じている場合を「×」と判定した。
【０１５９】
結果を下記の表１に示す。下記の表１において、「−」は評価していないことを示す。
【０１６０】
【表１】
【符号の説明】
【０１６１】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…電極
３…硬化物層
３ａ…第１の硬化物層部分
３ｂ…第２の硬化物層部分
３ｃ…上面
３Ａ…異方性導電材料層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電材料層
３Ｂａ…第１の異方性導電材料層部分
３Ｂｂ…第２の異方性導電材料層部分
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…電極
５…導電性粒子
Ｘ…フィレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材の上面と前記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層とを備え、
前記第１の接続対象部材の電極と前記第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、
前記第１の接続対象部材は、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、
前記硬化物層は、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、前記硬化物層によるフィレットが形成されており、
前記硬化物層が、前記第１の接続対象部材側に第１の硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側に第２の硬化物層部分とを有し、前記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が、前記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高い、接続構造体。
【請求項２】
前記第１の硬化物層部分と前記第２の硬化物層部分とが、１つの接着剤を用いて形成されている、請求項１に記載の接続構造体。
続構造体。
【請求項３】
硬化前の前記接着剤がペーストである、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項４】
硬化前の前記接着剤が、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む、１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項５】
硬化前の前記接着剤が、導電性粒子を含む異方性導電材料であり、
前記第１の接続対象部材の電極と前記第２の接続対象部材の電極とが導電性粒子により電気的に接続されている、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】
前記第２の接続対象部材が矩形状であり、
前記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、前記硬化物層によるフィレットが形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記フィレットの角度が３０度以上、９０度以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項８】
前記第２の硬化物層部分の厚みが、前記第１の硬化物層部分の厚みよりも厚い、請求項１〜７のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項９】
前記第２の接続構造体が半導体チップである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１】
電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材の上面と前記第２の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ接着剤を硬化させることにより形成された硬化物層とを備え、
前記第１の接続対象部材の電極と前記第２の接続対象部材の電極とが電気的に接続されており、
前記第１の接続対象部材は、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、
前記硬化物層は、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方に張り出した領域を有し、前記第２の接続対象部材の外周側面よりも側方の少なくとも一部の領域に、前記硬化物層によるフィレットが形成されており、
前記硬化物層が、前記第１の接続対象部材側に第１の硬化物層部分と、前記第２の接続対象部材側に第２の硬化物層部分とを有し、前記第１の硬化物層部分の２５℃での弾性率が、前記第２の硬化物層部分の２５℃での弾性率よりも高い、接続構造体。
【請求項２】
前記第１の硬化物層部分と前記第２の硬化物層部分とが、１つの接着剤を用いて形成されている、請求項１に記載の接続構造体。
続構造体。
【請求項３】
硬化前の前記接着剤がペーストである、請求項１又は２に記載の接続構造体。
【請求項４】
硬化前の前記接着剤が、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含む、１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項５】
硬化前の前記接着剤が、導電性粒子を含む異方性導電材料であり、
前記第１の接続対象部材の電極と前記第２の接続対象部材の電極とが導電性粒子により電気的に接続されている、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】
前記第２の接続対象部材が矩形状であり、
前記第２の接続対象部材の短辺の外周側面よりも側方の領域に、前記硬化物層によるフィレットが形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記フィレットの角度が３０度以上、９０度以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項８】
前記第２の硬化物層部分の厚みが、前記第１の硬化物層部分の厚みよりも厚い、請求項１〜７のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項９】
前記第２の接続構造体が半導体チップである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の接続構造体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５６２３０（Ｐ２０１２−１５６２３０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７９５（Ｐ２０１１−１２７９５）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【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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