異方性導電ペースト、接続構造体及び接続構造体の製造方法
【課題】電極間の接続が容易であり、接続構造体の導通信頼性を高くし、更に接続構造体にボイドを生じ難くすることができる異方性導電ペーストを提供する。
【解決手段】本発明に係る異方性導電ペーストは、導電性粒子１と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。導電性粒子１は、樹脂粒子２と、該樹脂粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。導電層３の少なくとも外側の表面層が、はんだ層５である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。
【解決手段】本発明に係る異方性導電ペーストは、導電性粒子１と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。導電性粒子１は、樹脂粒子２と、該樹脂粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。導電層３の少なくとも外側の表面層が、はんだ層５である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ層を有する導電性粒子を含む異方性導電ペーストに関し、より詳細には、例えば、電極間の電気的な接続に用いることができる異方性導電ペースト、並びに該異方性導電ペーストを用いた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】
ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続、液晶駆動用ＩＣチップ間の接続、及びＩＣチップとＩＴＯ電極を有する回路基板との接続等に、導電性粒子が用いられている。例えば、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との間に導電性粒子を配置した後、加熱及び加圧により導電性粒子を電極に接触させて、上記電極同士を電気的に接続できる。
【０００３】
また、上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、異方性導電ペーストとしても用いられている。
【０００４】
上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献１には、ニッケル又はガラスにより形成された基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆しているはんだ層とを有する導電性粒子が開示されている。この導電性粒子は、ポリマーマトリックスと混合され、異方性導電ペーストとして用いられている。
【０００５】
下記の特許文献２には、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆しているニッケルめっき層と、該ニッケルめっき層の表面を被覆しているはんだ層とを有する導電性粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２７６９４９１号公報
【特許文献２】特開平９−３０６２３１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に記載の導電性粒子では、導電性粒子における基材粒子の材料がガラス又はニッケルであるため、異方性導電ペーストにおいて、導電性粒子が沈降することがある。このため、導電接続の際に、異方性導電ペーストを均一に塗工できず、上下の電極間に導電性粒子が配置されないことがある。さらに、凝集した導電性粒子によって、横方向に隣り合う電極間の短絡が生じることがある。
【０００８】
なお、特許文献１では、導電性粒子における基材粒子の材料がガラス又はニッケルである構成が記載されているにすぎず、具体的には、基材粒子をニッケルのような強磁性金属により形成することが記載されているにすぎない。
【０００９】
特許文献２に記載の導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されて用いられていない。これは、導電性粒子の粒子径が大きいので、該導電性粒子は、バインダー樹脂に分散された異方性導電ペーストとして用いるには好ましくないためである。特許文献２の実施例では、粒子径が６５０μｍの樹脂粒子の表面を導電層で被覆しており、粒子径が数百μｍの導電性粒子を得ており、この導電性粒子は、バインダー樹脂と混合された異方性導電ペーストとして用いられていない。
【００１０】
特許文献２では、導電性粒子を用いて接続対象部材の電極間を接続する際には、１つの電極上に１つの導電性粒子を置き、次に導電性粒子上に電極を置いた後、加熱している。加熱により、はんだ層は、溶融して電極と接合する。しかしながら、このように、電極上に導電性粒子を置く作業は煩雑である。また、接続対象部材間には、樹脂層が存在しないため、接続信頼性が低い。
【００１１】
さらに、従来の導電性粒子を含む異方性導電ペーストでは、上記接続構造体を得る際の加熱により、硬化前に粘度が大きく低下して、接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト及び該異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子が、大きく流動することがある。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。さらに、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。従って、得られた接続構造体の導通信頼性が低いことがある。さらに、異方性導電ペーストの硬化物が接続対象部材の表面を濡れ広がり、得られる接続構造体にボイドが生じることがある。
【００１２】
本発明の目的は、接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易であり、導通信頼性を高めることができ、更に得られる接続構造体においてボイドを生じ難くすることができる異方性導電ペースト、並びに該異方性導電ペーストを用いた接続構造体及び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】
【００１３】
本発明の広い局面によれば、導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含み、上記導電性粒子が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であり、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、異方性導電ペーストが提供される。
【００１４】
本発明に係る異方性導電ペーストのある特定の局面では、上記粒子状の増粘剤は、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有し、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である。
【００１５】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である。
【００１６】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。
【００１７】
本発明に係る異方性導電ペーストの別の特定の局面では、（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上となる、異方性導電ペーストである。
【００１８】
本発明に係る異方性導電ペーストの別の特定の局面では、（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下となる、異方性導電ペーストである。
【００１９】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、該異方性導電ペーストの硬化物は海島構造を有する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記導電性粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上、５０μｍ以下である。
【００２１】
本発明に係る異方性導電ペーストのさらに他の特定の局面では、フラックスがさらに含まれている。
【００２２】
本発明に係る接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備えており、該接続部が、本発明に従って構成された異方性導電ペーストにより形成されている。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の接続対象部材の上面に、本発明に従って構成された異方性導電ペーストを塗布し、異方性導電ペースト層を形成する工程と、上記異方性導電ペースト層を加熱することにより、上記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成する工程と、上記異方性導電ペースト層又は上記Ｂステージ状増粘層の上面に、第２の接続対象部材を積層する工程と、上記Ｂステージ状増粘層を１３０℃以上、２６０℃以下に加熱して硬化させる工程とを備える。
【００２４】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記異方性導電ペースト層をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、上記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る異方性導電ペーストは、特定の上記導電性粒子とバインダー樹脂とを含むので、該異方性導電ペーストを接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間を容易に接続できる。さらに、上記導電性粒子が樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、かつ該導電層の少なくとも外側の表面層がはんだ層であるので、接続構造体の導通信頼性を高くすることができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る異方性導電ペーストでは、粒子状の増粘剤（ガラス転移温度Ｔｇ（℃））が、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であるので、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱することにより、異方性導電ペーストの粘度の低下を抑制できる。このため、得られる接続構造体の導通信頼性を高めることができ、更に得られる接続構造体にボイドを生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図２】図２は、導電性粒子の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
【図４】図４は、図３に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接続部分を拡大して示す正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いて接続構造体を得る各工程を説明するための正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２９】
本発明に係る異方性導電ペーストは、導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。該導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有する。上記導電性粒子における導電層の少なくとも外側の表面層は、はんだ層である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤はＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。上記粒子状の増粘剤はＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤を含む。すなわち、上記粒子状の増粘剤は、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱すると、該異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。上記粒子状の増粘剤が樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有する場合には、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記粒子状の増粘剤における増粘性成分のガラス転移温度Ｔｇ（℃）を示すことが好ましい。
【００３０】
本発明に係る異方性導電ペーストは上記構成を備えているので、該異方性導電ペーストを接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易である。例えば、接続対象部材上に設けられた電極上に導電性粒子を１個ずつ配置せずに、接続対象部材上に異方性導電ペーストを塗工するだけで、電極上に導電性粒子を配置できる。さらに、接続対象部材上に異方性導電ペースト層を形成した後、該異方性導電ペースト層に他の接続対象部材を電極が対向するように積層するだけで、電極間を電気的に接続できる。従って、接続対象部材の電極間が接続された接続構造体の製造効率を高めることができる。さらに、接続対象部材間には、導電性粒子だけでなくバインダー樹脂も存在するので、接続対象部材を強固に接着させることができ、接続信頼性を高めることができる。
【００３１】
さらに、本発明に係る異方性導電ペーストを電極間の接続に用いた場合に、得られる接続構造体の導通信頼性を高くすることができる。導電性粒子における導電層の外側の表面層がはんだ層であるので、例えば、加熱によりはんだ層を溶融させることにより、はんだ層と電極との接触面積を大きくすることができる。従って、本発明に係る異方性導電ペーストでは、導電層の外側の表面層が金層又はニッケル層等のはんだ層以外の金属である導電性粒子を含む異方性導電ペーストと比較して、導通信頼性を高めることができる。
【００３２】
加えて、導電性粒子の基材粒子が、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ので、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。このため、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。さらに、樹脂粒子を有する導電性粒子を用いることにより、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子を有する導電性粒子を用いた場合と比較して、該導電性粒子を介して接続された接続構造体の落下又は振動などの衝撃に対する耐衝撃特性を高めることができる。
【００３３】
さらに、上記粒子状の増粘剤がＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であるので、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱することにより、上記異方性導電ペーストを増粘させてＢステージ化することができ、Ｂステージ化する迄に異方性導電ペーストの粘度の低下を抑制できる。また、Ｂステージ化する迄に異方性導電ペーストの粘度を効果的に上昇させることも可能である。従って、接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト及び該異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子が、大きく流動し難くなる。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を精度よく特定の領域に配置することが可能になる。さらに、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を精度よく配置でき、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るのを抑制できる。このことによっても、得られる接続構造体の導通信頼性を高めることができる。さらに、異方性導電ペーストの硬化物が接続対象部材の表面を濡れ広がり難くなり、得られる接続構造体にボイドを生じ難くすることができる。
【００３４】
（導電性粒子）
図１に、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３５】
図１に示すように、導電性粒子１は、樹脂粒子２と、該樹脂粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。導電性粒子１は、樹脂粒子２の表面２ａが導電層３により被覆された被覆粒子である。従って、導電性粒子１は導電層３を表面１ａに有する。
【００３６】
導電層３は、樹脂粒子２の表面２ａを被覆している第１の導電層４と、該第１の導電層４の表面４ａを被覆しているはんだ層５（第２の導電層）とを有する。導電層３の外側の表面層が、はんだ層５である。このように、導電層３は、多層構造を有していてもよく、２層又は３層以上の多層構造を有していてもよい。
【００３７】
上記のように、導電層３は２層構造を有する。図２に示す変形例のように、導電性粒子１１は、単層の導電層として、はんだ層１２を有していてもよい。導電性粒子における導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であればよい。ただし、導電性粒子の作製が容易であるので、導電性粒子１と導電性粒子１１とのうち、導電性粒子１が好ましい。
【００３８】
樹脂粒子２の表面２ａに導電層３を形成する方法、並びに樹脂粒子２の表面２ａ又は導電層の表面にはんだ層を形成する方法は特に限定されない。導電層３及びはんだ層５，１２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。
【００３９】
はんだ層５，１２を形成する方法は、物理的な衝突による方法であることが好ましい。はんだ層５，１２は、物理的な衝撃により形成されていることが好ましい。
【００４０】
従来、導電層の外側の表面層にはんだ層を有する導電性粒子の粒子径は、数百μｍ程度であった。これは、粒子径が数十μｍであり、かつ表面層がはんだ層である導電性粒子を得ようとしても、はんだ層を均一に形成できなかったためである。これに対して、シータコンポーザを用いることによって、導電性粒子の粒子径が数十μｍ、特に粒子径が０．１μｍ以上、粒子径が５０μｍ以下である導電性粒子を得る場合であっても、導電層の表面上にはんだ層を均一に形成できる。
【００４１】
はんだ層以外の導電層３は、金属により形成されていることが好ましい。はんだ層以外の導電層３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、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）も用いることができる。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。
【００４２】
第１の導電層４は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層であることが好ましく、ニッケル層、銅層又は金層であることがより好ましく、銅層であることが更に好ましい。導電性粒子は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層を有することが好ましく、ニッケル層、銅層又は金層を有することがより好ましく、銅層を有することが更に好ましい。これらの好ましい導電層を有する導電性粒子を電極間の接続に用いることにより、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。また、これらの好ましい導電層の表面には、はんだ層をより一層容易に形成できる。なお、第１の導電層４は、はんだ層であってもよい。導電性粒子は、複数層のはんだ層を有していてもよい。
【００４３】
はんだ層５，１２の厚みは、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。はんだ層５，１２の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。はんだ層５，１２の厚みが上記上限以下であると、樹脂粒子２とはんだ層５，１２との熱膨張率の差が小さくなり、はんだ層５，１２の剥離が生じ難くなる。
【００４４】
導電層が多層構造を有する場合には、導電層の合計厚みは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、更に好ましくは３０ｎｍ以上、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。
【００４５】
樹脂粒子２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。樹脂粒子２の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、樹脂粒子２を形成するための樹脂は、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であることが好ましい。
【００４６】
導電性粒子１，１１の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ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８０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは４０μｍ以下である。導電性粒子１，１１の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子１，１１と電極との接触面積を充分に大きくすることができ、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子１，１１が形成されにくくなる。また、導電性粒子１，１１を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が樹脂粒子２の表面２ａから剥離し難くなる。
【００４７】
異方性導電ペーストにおける導電性粒子に適した大きさであり、かつ電極間の間隔をより一層小さくすることができるので、導電性粒子１，１１の平均粒子径は、０．１μｍ以上、５０μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４８】
導電性粒子１，１１の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子１，１１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。
【００４９】
導電性粒子のＣＶ値（粒度分布の変動係数）は、１０％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。ＣＶ値が１０％を超えると、導電性粒子により接続された電極間の間隔にばらつきが生じ難くなる。
【００５０】
上記ＣＶ値は下記式で表される。
【００５１】
ＣＶ値（％）＝（ρ／Ｄｎ）×１００
ρ：導電性粒子の直径の標準偏差
Ｄｎ：平均粒子径
【００５２】
（粒子状の増粘剤）
上記粒子状の増粘剤は、増粘剤により形成された粒子状の増粘剤Ａ（第１の粒子状の増粘剤、増粘剤粒子）であってもよく、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有する粒子状の増粘剤Ｂ（第２の粒子状の増粘剤、被覆増粘剤粒子）であってもよい。
【００５３】
粒子状の増粘剤Ａの場合には、粒子状の増粘剤Ａが増粘剤のみにより形成されていてもよい。また、粒子状の増粘剤Ａの場合には、粒子状の増粘剤Ａ自体が増粘性成分であり、粒子状の増粘剤Ａ全体が増粘性成分であってもよい。粒子状の増粘剤Ａのガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、粒子状の増粘剤Ａは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。粒子状の増粘剤Ａは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させるように作用する。
【００５４】
粒子状の増粘剤Ｂの場合には、被覆層が増粘性成分である。被覆層のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、粒子状の増粘剤Ｂは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。粒子状の増粘剤Ｂは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させるように作用する。
【００５５】
粒子状の増粘剤Ａ，Ｂは、加熱途中のＴｇ℃に至る直前の異方性導電ペーストの粘度よりも、Ｔｇ℃以上に至った異方性導電ペーストの粘度を高くする粒子状の増粘剤であることが好ましい。粒子状の増粘剤Ａ，Ｂは、加熱途中のＴｇ℃に至る直前の異方性導電ペーストの粘度よりも、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に至った異方性導電ペーストの粘度を高くする粒子状の増粘剤であることが好ましい。
【００５６】
導通信頼性をより一層高め、かつ接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下であることが好ましい。従って、粒子状の増粘剤Ａのガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下であるか（増粘剤Ａの場合）、又は上記被覆層のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である（増粘剤Ｂの場合）ことが好ましい。
【００５７】
接続構造体の導通信頼性をより一層高め、かつ接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、粒子状の増粘剤Ａ及び粒子状の増粘剤Ｂのいずれの場合にも、粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることが好ましく、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋４０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることがより好ましい。なお、粒子状の増粘剤は、上記温度領域の少なくとも１点の温度で、異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であればよく、上記温度領域の全体で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることが好ましい。
【００５８】
粒子状の増粘剤における増粘性成分は、（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。上記増粘性成分は、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】
粒子状の増粘剤Ａを構成する材料は、（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。粒子状の増粘剤Ａを構成する材料は、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。
【００６０】
粒子状の増粘剤Ｂにおける樹脂粒子を構成する材料としては、ＳＲＫ−２００ＥとＷ−５５００（三菱レイヨン社製）、並びにＦ−３５１（ガンツ化成社製）等が挙げられる。粒子状の増粘剤Ｂにおける樹脂粒子を構成する材料は、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。
【００６１】
粒子状の増粘剤Ｂにおける被覆層を構成する材料としては、粒子状の増粘剤Ａを構成する材料と同様の材料が挙げられる。なかでも、（メタ）アクリロイル基を有する化合物が好ましい。また、被覆層を構成する材料は、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。
【００６２】
上記粒子状の増粘剤の平均粒子径は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。粒子状の増粘剤の平均粒子径が上記上限以下であると、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。粒子状の増粘剤の平均粒子径の下限は特に限定されない。粒子状の増粘剤の平均粒子径は、例えば、１０ｎｍ以上である。
【００６３】
上記粒子状の増粘剤の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。粒子状の増粘剤の平均粒子径は、任意の粒子状の増粘剤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。
【００６４】
上記被覆層の厚みは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。被覆層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。
【００６５】
異方性導電ペースト１００重量％中、上記粒子状の増粘剤の含有量はそれぞれ、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８０重量％以下、より好ましくは６９．９９重量％以下、更に好ましくは６９．４９重量％以下、特に好ましくは６５重量％以下である。上記粒子状の増粘剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上で適度に増粘させることができる。このため、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。
【００６６】
（異方性導電ペースト）
本発明に係る異方性導電ペーストは、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。すなわち、本発明に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、かつ該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層である。
【００６７】
異方性導電ペーストの２５℃での粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以上、１０００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度が上記下限以上であると、異方性導電ペースト中での導電性粒子の沈降を抑制できる。上記粘度が上記上限以下であると、導電性粒子の分散性がより一層高くなる。塗布前の上記異方性導電ペーストの上記粘度が上記範囲内であれば、第１の接続対象部材上に異方性導電ペーストを塗布した後に、硬化前の異方性導電ペーストの流動をより一層抑制できる。
【００６８】
本発明に係る異方性導電ペーストの硬化物は海島構造を有することが好ましい。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、本発明に係る異方性導電ペーストを（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、次に２００℃に加熱して硬化させたときに、硬化物は海島構造を有することが好ましい。海島構造の形成により、硬化物を得る過程において導電性粒子の流動及び沈降を顕著に抑制できる。
【００６９】
なお、「海島構造」とは、海成分と島成分とが相分離した状態で存在し、海成分の中に島成分が分散状態にある構造をいう。
【００７０】
海島構造の形成によって、硬化物を得る過程において導電性粒子の流動及び沈降を顕著に抑制できる理由は、海成分と島成分との界面において、導電性粒子の移動が妨げられるためであると考えられる。また、Ｂステージ状態を経て接続構造体を作製することにより、硬化前の異方性導電ペーストの流動性を低下させ、異方性導電ペーストの流動を抑制することもできる。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。
【００７１】
従って、異方性導電ペーストを用いて接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導通信頼性を高めることができる。具体的には、例えば、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子をより一層確実に配置できる。さらに、凝集した導電性粒子によって、接続されてはならない横方向に隣り合う電極間が接続され難く、隣り合う電極間の短絡が生じるのを抑制できる。
【００７２】
接続構造体における導通信頼性をより一層高め、更にボイドをより一層生じ難くする観点からは、本発明に係る異方性導電ペーストを（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、異方性導電ペーストの加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上であることが好ましい。さらに、接続構造体における導通信頼性をより一層高め、更にボイドをより一層生じ難くする観点からは、本発明に係る異方性導電材料を（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、異方性導電ペーストの加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下であることが好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
上記バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂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、はんだ層による電極間の接続と、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。
【００７６】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００７７】
上記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。
【００７８】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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、はんだ層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。
【００７９】
上記フラックスは特に限定されない。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。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。
【００８０】
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、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００８１】
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、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００８２】
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。
【００８３】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００８４】
異方性導電ペーストによる導通性と絶縁性とを両立する観点からは、異方性導電ペースト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、かつ異方性導電ペーストにより接続された接続対象部材の接続信頼性をより一層高めることができる。
【００８５】
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。
【００８６】
異方性導電ペースト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２０重量％以下、より好ましくは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。
【００８７】
異方性導電ペースト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。異方性導電ペーストは、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、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。
【００８８】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
（接続構造体）
本発明に係る異方性導電ペーストを用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
【００９１】
上記接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、該接続部が本発明に係る異方性導電ペーストにより形成されていることが好ましい。第１，第２の接続対象部材は、電気的に接続されていることが好ましい。
【００９２】
図３に、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。
【００９３】
図３に示す接続構造体２１は、第１の接続対象部材２２と、第２の接続対象部材２３と、第１，第２の接続対象部材２２，２３を接続している接続部２４とを備える。接続部２４は、導電性粒子１を含む異方性導電ペーストを硬化させることにより形成されている。なお、図３では、導電性粒子１は、図示の便宜上、略図的に示されている。
【００９４】
第１の接続対象部材２２の上面２２ａには、複数の電極２２ｂが設けられている。第２の接続対象部材２３の下面２３ａには、複数の電極２３ｂが設けられている。電極２２ｂと電極２３ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子１により電気的に接続されている。従って、第１，第２の接続対象部材２２，２３が導電性粒子１により電気的に接続されている。
【００９５】
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例としては、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材との間に上記異方性導電ペーストを配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。加熱及び加圧により、導電性粒子１のはんだ層５が溶融して、該導電性粒子１により電極間が電気的に接続される。さらに、バインダー樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、バインダー樹脂が硬化して、硬化したバインダー樹脂により第１，第２の接続対象部材２２，２３が接続される。上記異方性導電ペーストをＢステージ化した後、硬化することが好ましい。但し、異方性導電ペーストを一度に硬化させてもよい。異方性導電ペーストを一度に硬化させたとしても、硬化段階での粘度の低下を抑制できるので、接続構造体の導通信頼性を高めることができ、接続構造体におけるボイドの発生を抑制できる。上記加圧の圧力は９．８〜１０４〜４．９×１０６Ｐａ程度である。上記加熱の温度は、１２０〜２６０℃程度である。
【００９６】
図４に、図３に示す接続構造体２１における導電性粒子１と電極２２ｂ，２３ｂとの接続部分を拡大して正面断面図で示す。図４に示すように、接続構造体２１では、上記積層体を加熱及び加圧することにより、導電性粒子１のはんだ層５が溶融した後、溶融したはんだ層部分５ａが電極２２ｂ，２３ｂと十分に接触する。すなわち、表面層がはんだ層５である導電性粒子１を用いることにより、導電層の表面層がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、導電性粒子１と電極２２ｂ，２３ｂとの接触面積を大きくすることができる。このため、接続構造体２１の導通信頼性を高めることができる。なお、加熱により、一般にフラックスは次第に失活する。
【００９７】
上記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。
【００９８】
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物としては、３価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び３価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記３価の金属元素としては、Ｓｎ、Ａｌ及びＧａ等が挙げられる。
【００９９】
図３に示す接続構造体２１は、例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）では、導電性粒子１は、図示の便宜上、略図的に示されている。
【０１００】
図５（ａ）に示すように、電極２２ｂを上面２２ａに有する第１の接続対象部材２２を用意する。次に、第１の接続対象部材２２の上面２２ａに、複数の導電性粒子１を含む異方性導電ペーストを配置し、第１の接続対象部材２２の上面２２ａに異方性導電ペースト層３１を形成する。このとき、電極２２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子１が配置されていることが好ましい。
【０１０１】
次に、図５（ｂ）に示すように、異方性導電ペースト層３１に熱を付与（加熱）することにより、異方性導電ペースト層３１を増粘させる。異方性導電ペースト層３１を増粘させて、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層３１Ａを形成する。第１の接続対象部材２２の上面２２ａに、Ｂステージ状増粘層３１Ａ（Ｂステージ化された異方性導電ペースト層）を形成する。
【０１０２】
このとき、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、異方性導電ペースト層３１をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、異方性導電ペースト層３１を増粘させて、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化することが好ましい。Ｂステージ化する際の加熱温度は、より好ましくは（Ｔｇ＋５）℃以上、より好ましくは（Ｔｇ＋４０）℃以下である。このようなＢステージ化工程により、異方性導電ペースト層の粘度の低下を効果的に抑制したり、適度に上昇させたりすることができ、異方性導電ペースト層の流動及び異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。なお、第２の接続対象部材２３の積層の後に、異方性導電ペースト層３１に熱を付与して、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化してもよい。第２の接続対象部材２３の積層前に、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化することが好ましい。
【０１０３】
次に、図５（ｃ）に示すようにＢステージ状増粘層３１Ａの上面３１ａに、第２の接続対象部材２３を積層する。第１の接続対象部材２２の上面２２ａの電極２２ｂと、第２の接続対象部材２３の下面２３ａの電極２３ｂとが対向するように、第２の接続対象部材２３を積層する。
【０１０４】
さらに、第２の接続対象部材２３の積層の際に、Ｂステージ状増粘層３１Ａに熱を付与（加熱）する。Ｂステージ状増粘層３１Ａに熱を付与することにより、Ｂステージ状増粘層３１Ａが硬化して、図３に示す接続部２４が形成される。
【０１０５】
Ｂステージ状増粘層３１Ａの加熱温度（すなわち加熱温度）は、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、好ましくは２６０℃以下、より好ましくは２５０℃以下である。
【０１０６】
Ｂステージ化する際の異方性導電ペーストの加熱温度は、Ｂステージ状増粘層３１Ａの加熱温度よりも１０℃以上低いことが好ましく、２０℃以上低いことがより好ましく、３０℃以上低いことが更に好ましい。
【０１０７】
Ｂステージ状増粘層３１Ａ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２２ｂと電極２３ｂとで導電性粒子１を圧縮することにより、電極２２ｂ，２３ｂと導電性粒子１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。
【０１０８】
Ｂステージ状増粘層３１Ａを硬化させることにより、第１の接続対象部材２２と第２の接続対象部材２３とが、接続部２４を介して接続される。また、電極２２ｂと電極２３ｂとが、導電性粒子１を介して電気的に接続される。このようにして、異方性導電ペーストを用いた図３に示す接続構造体２１を得ることができる。
【０１０９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。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５μｍ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：０．１μｍ）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：０．３μｍ）を形成した。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた粒子の銅層の表面上で、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０．５μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み２μｍのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子を作製した。
【０１１１】
（２）異方性導電ペーストの作製
エポキシ樹脂であるエピコート８２８（三菱化学社製）１００重量部、硬化剤である２ＭＡＯＫ（四国化成社製）１０重量部、密着性向上剤であるＫＢＥ−４０２（信越化学工業社製）２重量部、粒子状増粘剤であるＷ−５５００（三菱レイヨン社製：Ｔｇ＝約８０℃）２０重量部、及び得られた導電性粒子１０重量部を配合した後、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を得た。
【０１１２】
（実施例２）
粒子状増粘剤を、Ｆ−３５１（ガンツ化成社製：Ｔｇ＝約７０℃）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１３】
（実施例３）
粒子状増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）の使用量を、２０重量部から１０重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１４】
（実施例４）
粒子状増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）の使用量を、２０重量部から３０重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１５】
（比較例１）
はんだ粒子（錫：ビスマス＝４３重量％：５７重量％、平均粒子径１５μｍ）を用意して、上記はんだ粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１６】
（比較例２）
粒子状の増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１７】
（評価）
（１）粘度測定
異方性導電ペーストの２５℃における粘度を測定した。Ｔｇ℃、（Ｔｇ＋２０）℃、（Ｔｇ＋４０）℃及び（Ｔｇ＋６０）℃でそれぞれ１分間加熱した後、２５℃に戻した際のＢステージ状増粘物の２５℃における粘度を測定した。
【０１１８】
（２）海島構造の有無
得られた異方性導電ペーストを透明ガラス基板の上に、厚みが２０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。その後、異方性導電ペースト層の上面に透明ガラス基板を置き、厚みが１０μｍになるように上部から圧力をかけて、異方性導電ペースト層を（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、異方性導電ペーストをＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成した。さらに、Ｂステージ状増粘層に圧力をかけながら２００℃で硬化して、硬化物層を形成した。光学顕微鏡を用いて、得られた硬化物層における海島構造の有無を観察し、海島構造の有無を下記の判定基準で判定した。
【０１１９】
［判定基準］
○：２層に分離しており、海島構造が観察された
×：層分離していない
【０１２０】
（３）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターンが上面に形成されたＦＲ−４基板を用意した。また、Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターンが下面に形成されたポリイミド基板（フレキシブル基板）を用意した。
【０１２１】
上記ＦＲ−４基板の上面に、得られた異方性導電ペーストを撹拌してから、厚さ５０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。
【０１２２】
次に、実施例１〜４及びでは異方性導電ペースト層を（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、比較例１〜２では異方性導電ペースト層を１００℃に加熱して、異方性導電ペーストをＢステージ化した。
【０１２３】
次に、Ｂステージ化された異方性導電ペースト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。
【０１２４】
その後、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層の温度が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、２．０ＭＰａの圧力をかけて、はんだを溶融させ、かつＢステージ化された異方性導電ペースト層を２００℃で硬化させ、接続構造体を得た。
【０１２５】
（４）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を超える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が５００ＭΩ以下の場合、リーク有として結果を「×」と判定した。
【０１２６】
（５）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。２つ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。接続抵抗の平均値が２．０Ω以下である場合を「○」、接続抵抗の平均値が２Ωを超える場合を「×」と判定した。
【０１２７】
（６）ボイドの有無
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層により形成された硬化物層にボイドが生じているか否かを、透明ガラス基板の下面側から目視により観察した。ボイドの有無を下記の判定基準で判定した。
【０１２８】
［ボイドの有無の判定基準］
○：ボイドなし
×：顕著にボイドがあり、使用上問題がある
【０１２９】
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。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
表１に示すように、実施例１〜４の導電性粒子を分散させた異方性導電ペーストを用いた接続構造体では、横方向に隣接する電極間のリークが無く、上下の電極間が十分に接続されていることがわかる。さらに、実施例１〜４の異方性導電ペーストを用いた接続構造体ではボイドの発生が抑制されることがわかる。
【符号の説明】
【０１３２】
１…導電性粒子
１ａ…表面
２…樹脂粒子
２ａ…表面
３…導電層
４…第１の導電層
４ａ…表面
５…はんだ層
５ａ…溶融したはんだ層部分
１１…導電性粒子
１２…はんだ層
２１…接続構造体
２２…第１の接続対象部材
２２ａ…上面
２２ｂ…電極
２３…第２の接続対象部材
２３ａ…下面
２３ｂ…電極
２４…接続部
３１…異方性導電ペースト層
３１Ａ…Ｂステージ状増粘層
３１ａ…上面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ層を有する導電性粒子を含む異方性導電ペーストに関し、より詳細には、例えば、電極間の電気的な接続に用いることができる異方性導電ペースト、並びに該異方性導電ペーストを用いた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】
ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続、液晶駆動用ＩＣチップ間の接続、及びＩＣチップとＩＴＯ電極を有する回路基板との接続等に、導電性粒子が用いられている。例えば、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との間に導電性粒子を配置した後、加熱及び加圧により導電性粒子を電極に接触させて、上記電極同士を電気的に接続できる。
【０００３】
また、上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、異方性導電ペーストとしても用いられている。
【０００４】
上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献１には、ニッケル又はガラスにより形成された基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆しているはんだ層とを有する導電性粒子が開示されている。この導電性粒子は、ポリマーマトリックスと混合され、異方性導電ペーストとして用いられている。
【０００５】
下記の特許文献２には、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆しているニッケルめっき層と、該ニッケルめっき層の表面を被覆しているはんだ層とを有する導電性粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２７６９４９１号公報
【特許文献２】特開平９−３０６２３１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に記載の導電性粒子では、導電性粒子における基材粒子の材料がガラス又はニッケルであるため、異方性導電ペーストにおいて、導電性粒子が沈降することがある。このため、導電接続の際に、異方性導電ペーストを均一に塗工できず、上下の電極間に導電性粒子が配置されないことがある。さらに、凝集した導電性粒子によって、横方向に隣り合う電極間の短絡が生じることがある。
【０００８】
なお、特許文献１では、導電性粒子における基材粒子の材料がガラス又はニッケルである構成が記載されているにすぎず、具体的には、基材粒子をニッケルのような強磁性金属により形成することが記載されているにすぎない。
【０００９】
特許文献２に記載の導電性粒子は、バインダー樹脂に分散されて用いられていない。これは、導電性粒子の粒子径が大きいので、該導電性粒子は、バインダー樹脂に分散された異方性導電ペーストとして用いるには好ましくないためである。特許文献２の実施例では、粒子径が６５０μｍの樹脂粒子の表面を導電層で被覆しており、粒子径が数百μｍの導電性粒子を得ており、この導電性粒子は、バインダー樹脂と混合された異方性導電ペーストとして用いられていない。
【００１０】
特許文献２では、導電性粒子を用いて接続対象部材の電極間を接続する際には、１つの電極上に１つの導電性粒子を置き、次に導電性粒子上に電極を置いた後、加熱している。加熱により、はんだ層は、溶融して電極と接合する。しかしながら、このように、電極上に導電性粒子を置く作業は煩雑である。また、接続対象部材間には、樹脂層が存在しないため、接続信頼性が低い。
【００１１】
さらに、従来の導電性粒子を含む異方性導電ペーストでは、上記接続構造体を得る際の加熱により、硬化前に粘度が大きく低下して、接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト及び該異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子が、大きく流動することがある。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。さらに、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。従って、得られた接続構造体の導通信頼性が低いことがある。さらに、異方性導電ペーストの硬化物が接続対象部材の表面を濡れ広がり、得られる接続構造体にボイドが生じることがある。
【００１２】
本発明の目的は、接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易であり、導通信頼性を高めることができ、更に得られる接続構造体においてボイドを生じ難くすることができる異方性導電ペースト、並びに該異方性導電ペーストを用いた接続構造体及び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】
【００１３】
本発明の広い局面によれば、導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含み、上記導電性粒子が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であり、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、異方性導電ペーストが提供される。
【００１４】
本発明に係る異方性導電ペーストのある特定の局面では、上記粒子状の増粘剤は、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有し、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である。
【００１５】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である。
【００１６】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。
【００１７】
本発明に係る異方性導電ペーストの別の特定の局面では、（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上となる、異方性導電ペーストである。
【００１８】
本発明に係る異方性導電ペーストの別の特定の局面では、（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下となる、異方性導電ペーストである。
【００１９】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、該異方性導電ペーストの硬化物は海島構造を有する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電ペーストの他の特定の局面では、上記導電性粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上、５０μｍ以下である。
【００２１】
本発明に係る異方性導電ペーストのさらに他の特定の局面では、フラックスがさらに含まれている。
【００２２】
本発明に係る接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備えており、該接続部が、本発明に従って構成された異方性導電ペーストにより形成されている。
【００２３】
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第１の接続対象部材の上面に、本発明に従って構成された異方性導電ペーストを塗布し、異方性導電ペースト層を形成する工程と、上記異方性導電ペースト層を加熱することにより、上記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成する工程と、上記異方性導電ペースト層又は上記Ｂステージ状増粘層の上面に、第２の接続対象部材を積層する工程と、上記Ｂステージ状増粘層を１３０℃以上、２６０℃以下に加熱して硬化させる工程とを備える。
【００２４】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記異方性導電ペースト層をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、上記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る異方性導電ペーストは、特定の上記導電性粒子とバインダー樹脂とを含むので、該異方性導電ペーストを接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間を容易に接続できる。さらに、上記導電性粒子が樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、かつ該導電層の少なくとも外側の表面層がはんだ層であるので、接続構造体の導通信頼性を高くすることができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る異方性導電ペーストでは、粒子状の増粘剤（ガラス転移温度Ｔｇ（℃））が、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であるので、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱することにより、異方性導電ペーストの粘度の低下を抑制できる。このため、得られる接続構造体の導通信頼性を高めることができ、更に得られる接続構造体にボイドを生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図２】図２は、導電性粒子の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
【図４】図４は、図３に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接続部分を拡大して示す正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いて接続構造体を得る各工程を説明するための正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２９】
本発明に係る異方性導電ペーストは、導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。該導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有する。上記導電性粒子における導電層の少なくとも外側の表面層は、はんだ層である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、上記粒子状の増粘剤はＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。上記粒子状の増粘剤はＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤を含む。すなわち、上記粒子状の増粘剤は、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱すると、該異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。上記粒子状の増粘剤が樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有する場合には、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記粒子状の増粘剤における増粘性成分のガラス転移温度Ｔｇ（℃）を示すことが好ましい。
【００３０】
本発明に係る異方性導電ペーストは上記構成を備えているので、該異方性導電ペーストを接続構造体における電極間の接続に用いた場合に、電極間の接続が容易である。例えば、接続対象部材上に設けられた電極上に導電性粒子を１個ずつ配置せずに、接続対象部材上に異方性導電ペーストを塗工するだけで、電極上に導電性粒子を配置できる。さらに、接続対象部材上に異方性導電ペースト層を形成した後、該異方性導電ペースト層に他の接続対象部材を電極が対向するように積層するだけで、電極間を電気的に接続できる。従って、接続対象部材の電極間が接続された接続構造体の製造効率を高めることができる。さらに、接続対象部材間には、導電性粒子だけでなくバインダー樹脂も存在するので、接続対象部材を強固に接着させることができ、接続信頼性を高めることができる。
【００３１】
さらに、本発明に係る異方性導電ペーストを電極間の接続に用いた場合に、得られる接続構造体の導通信頼性を高くすることができる。導電性粒子における導電層の外側の表面層がはんだ層であるので、例えば、加熱によりはんだ層を溶融させることにより、はんだ層と電極との接触面積を大きくすることができる。従って、本発明に係る異方性導電ペーストでは、導電層の外側の表面層が金層又はニッケル層等のはんだ層以外の金属である導電性粒子を含む異方性導電ペーストと比較して、導通信頼性を高めることができる。
【００３２】
加えて、導電性粒子の基材粒子が、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ので、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。このため、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。さらに、樹脂粒子を有する導電性粒子を用いることにより、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子を有する導電性粒子を用いた場合と比較して、該導電性粒子を介して接続された接続構造体の落下又は振動などの衝撃に対する耐衝撃特性を高めることができる。
【００３３】
さらに、上記粒子状の増粘剤がＴｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であるので、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上に加熱することにより、上記異方性導電ペーストを増粘させてＢステージ化することができ、Ｂステージ化する迄に異方性導電ペーストの粘度の低下を抑制できる。また、Ｂステージ化する迄に異方性導電ペーストの粘度を効果的に上昇させることも可能である。従って、接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト及び該異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子が、大きく流動し難くなる。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を精度よく特定の領域に配置することが可能になる。さらに、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を精度よく配置でき、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るのを抑制できる。このことによっても、得られる接続構造体の導通信頼性を高めることができる。さらに、異方性導電ペーストの硬化物が接続対象部材の表面を濡れ広がり難くなり、得られる接続構造体にボイドを生じ難くすることができる。
【００３４】
（導電性粒子）
図１に、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３５】
図１に示すように、導電性粒子１は、樹脂粒子２と、該樹脂粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。導電性粒子１は、樹脂粒子２の表面２ａが導電層３により被覆された被覆粒子である。従って、導電性粒子１は導電層３を表面１ａに有する。
【００３６】
導電層３は、樹脂粒子２の表面２ａを被覆している第１の導電層４と、該第１の導電層４の表面４ａを被覆しているはんだ層５（第２の導電層）とを有する。導電層３の外側の表面層が、はんだ層５である。このように、導電層３は、多層構造を有していてもよく、２層又は３層以上の多層構造を有していてもよい。
【００３７】
上記のように、導電層３は２層構造を有する。図２に示す変形例のように、導電性粒子１１は、単層の導電層として、はんだ層１２を有していてもよい。導電性粒子における導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であればよい。ただし、導電性粒子の作製が容易であるので、導電性粒子１と導電性粒子１１とのうち、導電性粒子１が好ましい。
【００３８】
樹脂粒子２の表面２ａに導電層３を形成する方法、並びに樹脂粒子２の表面２ａ又は導電層の表面にはんだ層を形成する方法は特に限定されない。導電層３及びはんだ層５，１２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。
【００３９】
はんだ層５，１２を形成する方法は、物理的な衝突による方法であることが好ましい。はんだ層５，１２は、物理的な衝撃により形成されていることが好ましい。
【００４０】
従来、導電層の外側の表面層にはんだ層を有する導電性粒子の粒子径は、数百μｍ程度であった。これは、粒子径が数十μｍであり、かつ表面層がはんだ層である導電性粒子を得ようとしても、はんだ層を均一に形成できなかったためである。これに対して、シータコンポーザを用いることによって、導電性粒子の粒子径が数十μｍ、特に粒子径が０．１μｍ以上、粒子径が５０μｍ以下である導電性粒子を得る場合であっても、導電層の表面上にはんだ層を均一に形成できる。
【００４１】
はんだ層以外の導電層３は、金属により形成されていることが好ましい。はんだ層以外の導電層３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、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）も用いることができる。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。
【００４２】
第１の導電層４は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層であることが好ましく、ニッケル層、銅層又は金層であることがより好ましく、銅層であることが更に好ましい。導電性粒子は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層を有することが好ましく、ニッケル層、銅層又は金層を有することがより好ましく、銅層を有することが更に好ましい。これらの好ましい導電層を有する導電性粒子を電極間の接続に用いることにより、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。また、これらの好ましい導電層の表面には、はんだ層をより一層容易に形成できる。なお、第１の導電層４は、はんだ層であってもよい。導電性粒子は、複数層のはんだ層を有していてもよい。
【００４３】
はんだ層５，１２の厚みは、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。はんだ層５，１２の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。はんだ層５，１２の厚みが上記上限以下であると、樹脂粒子２とはんだ層５，１２との熱膨張率の差が小さくなり、はんだ層５，１２の剥離が生じ難くなる。
【００４４】
導電層が多層構造を有する場合には、導電層の合計厚みは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、更に好ましくは３０ｎｍ以上、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。
【００４５】
樹脂粒子２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。樹脂粒子２の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、樹脂粒子２を形成するための樹脂は、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であることが好ましい。
【００４６】
導電性粒子１，１１の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ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８０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは４０μｍ以下である。導電性粒子１，１１の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子１，１１と電極との接触面積を充分に大きくすることができ、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子１，１１が形成されにくくなる。また、導電性粒子１，１１を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が樹脂粒子２の表面２ａから剥離し難くなる。
【００４７】
異方性導電ペーストにおける導電性粒子に適した大きさであり、かつ電極間の間隔をより一層小さくすることができるので、導電性粒子１，１１の平均粒子径は、０．１μｍ以上、５０μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４８】
導電性粒子１，１１の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子１，１１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。
【００４９】
導電性粒子のＣＶ値（粒度分布の変動係数）は、１０％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。ＣＶ値が１０％を超えると、導電性粒子により接続された電極間の間隔にばらつきが生じ難くなる。
【００５０】
上記ＣＶ値は下記式で表される。
【００５１】
ＣＶ値（％）＝（ρ／Ｄｎ）×１００
ρ：導電性粒子の直径の標準偏差
Ｄｎ：平均粒子径
【００５２】
（粒子状の増粘剤）
上記粒子状の増粘剤は、増粘剤により形成された粒子状の増粘剤Ａ（第１の粒子状の増粘剤、増粘剤粒子）であってもよく、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有する粒子状の増粘剤Ｂ（第２の粒子状の増粘剤、被覆増粘剤粒子）であってもよい。
【００５３】
粒子状の増粘剤Ａの場合には、粒子状の増粘剤Ａが増粘剤のみにより形成されていてもよい。また、粒子状の増粘剤Ａの場合には、粒子状の増粘剤Ａ自体が増粘性成分であり、粒子状の増粘剤Ａ全体が増粘性成分であってもよい。粒子状の増粘剤Ａのガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、粒子状の増粘剤Ａは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。粒子状の増粘剤Ａは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させるように作用する。
【００５４】
粒子状の増粘剤Ｂの場合には、被覆層が増粘性成分である。被覆層のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、粒子状の増粘剤Ｂは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である。粒子状の増粘剤Ｂは、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させるように作用する。
【００５５】
粒子状の増粘剤Ａ，Ｂは、加熱途中のＴｇ℃に至る直前の異方性導電ペーストの粘度よりも、Ｔｇ℃以上に至った異方性導電ペーストの粘度を高くする粒子状の増粘剤であることが好ましい。粒子状の増粘剤Ａ，Ｂは、加熱途中のＴｇ℃に至る直前の異方性導電ペーストの粘度よりも、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に至った異方性導電ペーストの粘度を高くする粒子状の増粘剤であることが好ましい。
【００５６】
導通信頼性をより一層高め、かつ接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下であることが好ましい。従って、粒子状の増粘剤Ａのガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下であるか（増粘剤Ａの場合）、又は上記被覆層のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である（増粘剤Ｂの場合）ことが好ましい。
【００５７】
接続構造体の導通信頼性をより一層高め、かつ接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、粒子状の増粘剤Ａ及び粒子状の増粘剤Ｂのいずれの場合にも、粒子状の増粘剤は、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることが好ましく、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋４０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることがより好ましい。なお、粒子状の増粘剤は、上記温度領域の少なくとも１点の温度で、異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であればよく、上記温度領域の全体で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤であることが好ましい。
【００５８】
粒子状の増粘剤における増粘性成分は、（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。上記増粘性成分は、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】
粒子状の増粘剤Ａを構成する材料は、（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。粒子状の増粘剤Ａを構成する材料は、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。
【００６０】
粒子状の増粘剤Ｂにおける樹脂粒子を構成する材料としては、ＳＲＫ−２００ＥとＷ−５５００（三菱レイヨン社製）、並びにＦ−３５１（ガンツ化成社製）等が挙げられる。粒子状の増粘剤Ｂにおける樹脂粒子を構成する材料は、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。
【００６１】
粒子状の増粘剤Ｂにおける被覆層を構成する材料としては、粒子状の増粘剤Ａを構成する材料と同様の材料が挙げられる。なかでも、（メタ）アクリロイル基を有する化合物が好ましい。また、被覆層を構成する材料は、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。
【００６２】
上記粒子状の増粘剤の平均粒子径は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。粒子状の増粘剤の平均粒子径が上記上限以下であると、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。粒子状の増粘剤の平均粒子径の下限は特に限定されない。粒子状の増粘剤の平均粒子径は、例えば、１０ｎｍ以上である。
【００６３】
上記粒子状の増粘剤の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。粒子状の増粘剤の平均粒子径は、任意の粒子状の増粘剤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。
【００６４】
上記被覆層の厚みは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。被覆層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。
【００６５】
異方性導電ペースト１００重量％中、上記粒子状の増粘剤の含有量はそれぞれ、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８０重量％以下、より好ましくは６９．９９重量％以下、更に好ましくは６９．４９重量％以下、特に好ましくは６５重量％以下である。上記粒子状の増粘剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストをＴｇ℃以上で適度に増粘させることができる。このため、接続構造体の導通信頼性をより一層高くし、接続構造体におけるボイドの発生をより一層抑制できる。
【００６６】
（異方性導電ペースト）
本発明に係る異方性導電ペーストは、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含む。すなわち、本発明に係る異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、かつ該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層である。
【００６７】
異方性導電ペーストの２５℃での粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以上、１０００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度が上記下限以上であると、異方性導電ペースト中での導電性粒子の沈降を抑制できる。上記粘度が上記上限以下であると、導電性粒子の分散性がより一層高くなる。塗布前の上記異方性導電ペーストの上記粘度が上記範囲内であれば、第１の接続対象部材上に異方性導電ペーストを塗布した後に、硬化前の異方性導電ペーストの流動をより一層抑制できる。
【００６８】
本発明に係る異方性導電ペーストの硬化物は海島構造を有することが好ましい。上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、本発明に係る異方性導電ペーストを（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、次に２００℃に加熱して硬化させたときに、硬化物は海島構造を有することが好ましい。海島構造の形成により、硬化物を得る過程において導電性粒子の流動及び沈降を顕著に抑制できる。
【００６９】
なお、「海島構造」とは、海成分と島成分とが相分離した状態で存在し、海成分の中に島成分が分散状態にある構造をいう。
【００７０】
海島構造の形成によって、硬化物を得る過程において導電性粒子の流動及び沈降を顕著に抑制できる理由は、海成分と島成分との界面において、導電性粒子の移動が妨げられるためであると考えられる。また、Ｂステージ状態を経て接続構造体を作製することにより、硬化前の異方性導電ペーストの流動性を低下させ、異方性導電ペーストの流動を抑制することもできる。このため、異方性導電ペーストにより形成された硬化物層及び導電性粒子を特定の領域に配置できる。
【００７１】
従って、異方性導電ペーストを用いて接続対象部材の電極間を電気的に接続した場合に、導通信頼性を高めることができる。具体的には、例えば、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子をより一層確実に配置できる。さらに、凝集した導電性粒子によって、接続されてはならない横方向に隣り合う電極間が接続され難く、隣り合う電極間の短絡が生じるのを抑制できる。
【００７２】
接続構造体における導通信頼性をより一層高め、更にボイドをより一層生じ難くする観点からは、本発明に係る異方性導電ペーストを（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、異方性導電ペーストの加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上であることが好ましい。さらに、接続構造体における導通信頼性をより一層高め、更にボイドをより一層生じ難くする観点からは、本発明に係る異方性導電材料を（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、異方性導電ペーストの加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下であることが好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
上記バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂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、はんだ層による電極間の接続と、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。
【００７６】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００７７】
上記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。
【００７８】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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、はんだ層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。
【００７９】
上記フラックスは特に限定されない。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。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。
【００８０】
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、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【００８１】
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、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。
【００８２】
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。
【００８３】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００８４】
異方性導電ペーストによる導通性と絶縁性とを両立する観点からは、異方性導電ペースト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、かつ異方性導電ペーストにより接続された接続対象部材の接続信頼性をより一層高めることができる。
【００８５】
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。
【００８６】
異方性導電ペースト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２０重量％以下、より好ましくは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。
【００８７】
異方性導電ペースト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。異方性導電ペーストは、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、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。
【００８８】
本発明に係る異方性導電ペーストは、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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
（接続構造体）
本発明に係る異方性導電ペーストを用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
【００９１】
上記接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、該接続部が本発明に係る異方性導電ペーストにより形成されていることが好ましい。第１，第２の接続対象部材は、電気的に接続されていることが好ましい。
【００９２】
図３に、本発明の一実施形態に係る異方性導電ペーストを用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。
【００９３】
図３に示す接続構造体２１は、第１の接続対象部材２２と、第２の接続対象部材２３と、第１，第２の接続対象部材２２，２３を接続している接続部２４とを備える。接続部２４は、導電性粒子１を含む異方性導電ペーストを硬化させることにより形成されている。なお、図３では、導電性粒子１は、図示の便宜上、略図的に示されている。
【００９４】
第１の接続対象部材２２の上面２２ａには、複数の電極２２ｂが設けられている。第２の接続対象部材２３の下面２３ａには、複数の電極２３ｂが設けられている。電極２２ｂと電極２３ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子１により電気的に接続されている。従って、第１，第２の接続対象部材２２，２３が導電性粒子１により電気的に接続されている。
【００９５】
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例としては、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材との間に上記異方性導電ペーストを配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。加熱及び加圧により、導電性粒子１のはんだ層５が溶融して、該導電性粒子１により電極間が電気的に接続される。さらに、バインダー樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、バインダー樹脂が硬化して、硬化したバインダー樹脂により第１，第２の接続対象部材２２，２３が接続される。上記異方性導電ペーストをＢステージ化した後、硬化することが好ましい。但し、異方性導電ペーストを一度に硬化させてもよい。異方性導電ペーストを一度に硬化させたとしても、硬化段階での粘度の低下を抑制できるので、接続構造体の導通信頼性を高めることができ、接続構造体におけるボイドの発生を抑制できる。上記加圧の圧力は９．８〜１０４〜４．９×１０６Ｐａ程度である。上記加熱の温度は、１２０〜２６０℃程度である。
【００９６】
図４に、図３に示す接続構造体２１における導電性粒子１と電極２２ｂ，２３ｂとの接続部分を拡大して正面断面図で示す。図４に示すように、接続構造体２１では、上記積層体を加熱及び加圧することにより、導電性粒子１のはんだ層５が溶融した後、溶融したはんだ層部分５ａが電極２２ｂ，２３ｂと十分に接触する。すなわち、表面層がはんだ層５である導電性粒子１を用いることにより、導電層の表面層がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、導電性粒子１と電極２２ｂ，２３ｂとの接触面積を大きくすることができる。このため、接続構造体２１の導通信頼性を高めることができる。なお、加熱により、一般にフラックスは次第に失活する。
【００９７】
上記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。
【００９８】
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物としては、３価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び３価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記３価の金属元素としては、Ｓｎ、Ａｌ及びＧａ等が挙げられる。
【００９９】
図３に示す接続構造体２１は、例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）では、導電性粒子１は、図示の便宜上、略図的に示されている。
【０１００】
図５（ａ）に示すように、電極２２ｂを上面２２ａに有する第１の接続対象部材２２を用意する。次に、第１の接続対象部材２２の上面２２ａに、複数の導電性粒子１を含む異方性導電ペーストを配置し、第１の接続対象部材２２の上面２２ａに異方性導電ペースト層３１を形成する。このとき、電極２２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子１が配置されていることが好ましい。
【０１０１】
次に、図５（ｂ）に示すように、異方性導電ペースト層３１に熱を付与（加熱）することにより、異方性導電ペースト層３１を増粘させる。異方性導電ペースト層３１を増粘させて、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層３１Ａを形成する。第１の接続対象部材２２の上面２２ａに、Ｂステージ状増粘層３１Ａ（Ｂステージ化された異方性導電ペースト層）を形成する。
【０１０２】
このとき、上記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、異方性導電ペースト層３１をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、異方性導電ペースト層３１を増粘させて、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化することが好ましい。Ｂステージ化する際の加熱温度は、より好ましくは（Ｔｇ＋５）℃以上、より好ましくは（Ｔｇ＋４０）℃以下である。このようなＢステージ化工程により、異方性導電ペースト層の粘度の低下を効果的に抑制したり、適度に上昇させたりすることができ、異方性導電ペースト層の流動及び異方性導電ペーストに含まれている導電性粒子の流動を抑制できる。なお、第２の接続対象部材２３の積層の後に、異方性導電ペースト層３１に熱を付与して、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化してもよい。第２の接続対象部材２３の積層前に、異方性導電ペースト層３１をＢステージ化することが好ましい。
【０１０３】
次に、図５（ｃ）に示すようにＢステージ状増粘層３１Ａの上面３１ａに、第２の接続対象部材２３を積層する。第１の接続対象部材２２の上面２２ａの電極２２ｂと、第２の接続対象部材２３の下面２３ａの電極２３ｂとが対向するように、第２の接続対象部材２３を積層する。
【０１０４】
さらに、第２の接続対象部材２３の積層の際に、Ｂステージ状増粘層３１Ａに熱を付与（加熱）する。Ｂステージ状増粘層３１Ａに熱を付与することにより、Ｂステージ状増粘層３１Ａが硬化して、図３に示す接続部２４が形成される。
【０１０５】
Ｂステージ状増粘層３１Ａの加熱温度（すなわち加熱温度）は、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、好ましくは２６０℃以下、より好ましくは２５０℃以下である。
【０１０６】
Ｂステージ化する際の異方性導電ペーストの加熱温度は、Ｂステージ状増粘層３１Ａの加熱温度よりも１０℃以上低いことが好ましく、２０℃以上低いことがより好ましく、３０℃以上低いことが更に好ましい。
【０１０７】
Ｂステージ状増粘層３１Ａ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２２ｂと電極２３ｂとで導電性粒子１を圧縮することにより、電極２２ｂ，２３ｂと導電性粒子１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。
【０１０８】
Ｂステージ状増粘層３１Ａを硬化させることにより、第１の接続対象部材２２と第２の接続対象部材２３とが、接続部２４を介して接続される。また、電極２２ｂと電極２３ｂとが、導電性粒子１を介して電気的に接続される。このようにして、異方性導電ペーストを用いた図３に示す接続構造体２１を得ることができる。
【０１０９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。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５μｍ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：０．１μｍ）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：０．３μｍ）を形成した。その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた粒子の銅層の表面上で、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０．５μｍ）を溶融させて、銅層の表面上に厚み２μｍのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層（錫：ビスマス＝４２重量％：５８重量％）が形成されている導電性粒子を作製した。
【０１１１】
（２）異方性導電ペーストの作製
エポキシ樹脂であるエピコート８２８（三菱化学社製）１００重量部、硬化剤である２ＭＡＯＫ（四国化成社製）１０重量部、密着性向上剤であるＫＢＥ−４０２（信越化学工業社製）２重量部、粒子状増粘剤であるＷ−５５００（三菱レイヨン社製：Ｔｇ＝約８０℃）２０重量部、及び得られた導電性粒子１０重量部を配合した後、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を得た。
【０１１２】
（実施例２）
粒子状増粘剤を、Ｆ−３５１（ガンツ化成社製：Ｔｇ＝約７０℃）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１３】
（実施例３）
粒子状増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）の使用量を、２０重量部から１０重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１４】
（実施例４）
粒子状増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）の使用量を、２０重量部から３０重量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１５】
（比較例１）
はんだ粒子（錫：ビスマス＝４３重量％：５７重量％、平均粒子径１５μｍ）を用意して、上記はんだ粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１６】
（比較例２）
粒子状の増粘剤（三菱レイヨン社製「Ｗ−５５００」）を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
【０１１７】
（評価）
（１）粘度測定
異方性導電ペーストの２５℃における粘度を測定した。Ｔｇ℃、（Ｔｇ＋２０）℃、（Ｔｇ＋４０）℃及び（Ｔｇ＋６０）℃でそれぞれ１分間加熱した後、２５℃に戻した際のＢステージ状増粘物の２５℃における粘度を測定した。
【０１１８】
（２）海島構造の有無
得られた異方性導電ペーストを透明ガラス基板の上に、厚みが２０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。その後、異方性導電ペースト層の上面に透明ガラス基板を置き、厚みが１０μｍになるように上部から圧力をかけて、異方性導電ペースト層を（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、異方性導電ペーストをＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成した。さらに、Ｂステージ状増粘層に圧力をかけながら２００℃で硬化して、硬化物層を形成した。光学顕微鏡を用いて、得られた硬化物層における海島構造の有無を観察し、海島構造の有無を下記の判定基準で判定した。
【０１１９】
［判定基準］
○：２層に分離しており、海島構造が観察された
×：層分離していない
【０１２０】
（３）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターンが上面に形成されたＦＲ−４基板を用意した。また、Ｌ／Ｓが３００μｍ／３００μｍの金電極パターンが下面に形成されたポリイミド基板（フレキシブル基板）を用意した。
【０１２１】
上記ＦＲ−４基板の上面に、得られた異方性導電ペーストを撹拌してから、厚さ５０μｍとなるように塗布し、異方性導電ペースト層を形成した。
【０１２２】
次に、実施例１〜４及びでは異方性導電ペースト層を（Ｔｇ＋２０）℃に加熱して、比較例１〜２では異方性導電ペースト層を１００℃に加熱して、異方性導電ペーストをＢステージ化した。
【０１２３】
次に、Ｂステージ化された異方性導電ペースト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。
【０１２４】
その後、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層の温度が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、２．０ＭＰａの圧力をかけて、はんだを溶融させ、かつＢステージ化された異方性導電ペースト層を２００℃で硬化させ、接続構造体を得た。
【０１２５】
（４）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を超える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が５００ＭΩ以下の場合、リーク有として結果を「×」と判定した。
【０１２６】
（５）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。２つ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。接続抵抗の平均値が２．０Ω以下である場合を「○」、接続抵抗の平均値が２Ωを超える場合を「×」と判定した。
【０１２７】
（６）ボイドの有無
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層により形成された硬化物層にボイドが生じているか否かを、透明ガラス基板の下面側から目視により観察した。ボイドの有無を下記の判定基準で判定した。
【０１２８】
［ボイドの有無の判定基準］
○：ボイドなし
×：顕著にボイドがあり、使用上問題がある
【０１２９】
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。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
表１に示すように、実施例１〜４の導電性粒子を分散させた異方性導電ペーストを用いた接続構造体では、横方向に隣接する電極間のリークが無く、上下の電極間が十分に接続されていることがわかる。さらに、実施例１〜４の異方性導電ペーストを用いた接続構造体ではボイドの発生が抑制されることがわかる。
【符号の説明】
【０１３２】
１…導電性粒子
１ａ…表面
２…樹脂粒子
２ａ…表面
３…導電層
４…第１の導電層
４ａ…表面
５…はんだ層
５ａ…溶融したはんだ層部分
１１…導電性粒子
１２…はんだ層
２１…接続構造体
２２…第１の接続対象部材
２２ａ…上面
２２ｂ…電極
２３…第２の接続対象部材
２３ａ…下面
２３ｂ…電極
２４…接続部
３１…異方性導電ペースト層
３１Ａ…Ｂステージ状増粘層
３１ａ…上面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含み、
前記導電性粒子が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であり、
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、前記粒子状の増粘剤が、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、異方性導電ペースト。
【請求項２】
前記粒子状の増粘剤が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有し、
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）が、前記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である、請求項１に記載の異方性導電ペースト。
【請求項３】
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である、請求項１又は２に記載の異方性導電ペースト。
【請求項４】
前記粒子状の増粘剤が、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項５】
（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項６】
（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下である、請求項５に記載の異方性導電ペースト。
【請求項７】
異方性導電ペーストの硬化物が海島構造を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項８】
前記導電性粒子の平均粒子径が、０．１μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項９】
フラックスをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項１０】
第１の接続対象部材と、
第２の接続対象部材と、
前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の異方性導電ペーストにより形成されている、接続構造体。
【請求項１１】
第１の接続対象部材の上面に、請求項１〜９のいずれか１項に記載の異方性導電ペーストを塗布し、異方性導電ペースト層を形成する工程と、
前記異方性導電ペースト層を加熱することにより、前記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成する工程と、
前記異方性導電ペースト層又は前記Ｂステージ状増粘層の上面に、第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記Ｂステージ状増粘層を１３０℃以上、２６０℃以下に加熱して硬化させる工程とを備える、接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、前記異方性導電ペースト層をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、前記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化する、請求項１１に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１】
導電性粒子と、バインダー樹脂と、粒子状の増粘剤とを含み、
前記導電性粒子が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面層が、はんだ層であり、
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、前記粒子状の増粘剤が、Ｔｇ℃以上で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、異方性導電ペースト。
【請求項２】
前記粒子状の増粘剤が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面を被覆している被覆層とを有し、
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度Ｔｇ（℃）が、前記被覆層のガラス転移温度Ｔｇ（℃）である、請求項１に記載の異方性導電ペースト。
【請求項３】
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度が４０℃以上、１２０℃以下である、請求項１又は２に記載の異方性導電ペースト。
【請求項４】
前記粒子状の増粘剤が、Ｔｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下で異方性導電ペーストを増粘させる増粘剤である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項５】
（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１．１倍以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項６】
（Ｔｇ＋２０）℃で加熱した後に２５℃に戻した際の２５℃における粘度が、加熱前の２５℃における粘度に対して１０００００倍以下である、請求項５に記載の異方性導電ペースト。
【請求項７】
異方性導電ペーストの硬化物が海島構造を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項８】
前記導電性粒子の平均粒子径が、０．１μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項９】
フラックスをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項１０】
第１の接続対象部材と、
第２の接続対象部材と、
前記第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の異方性導電ペーストにより形成されている、接続構造体。
【請求項１１】
第１の接続対象部材の上面に、請求項１〜９のいずれか１項に記載の異方性導電ペーストを塗布し、異方性導電ペースト層を形成する工程と、
前記異方性導電ペースト層を加熱することにより、前記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化して、Ｂステージ状増粘層を形成する工程と、
前記異方性導電ペースト層又は前記Ｂステージ状増粘層の上面に、第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記Ｂステージ状増粘層を１３０℃以上、２６０℃以下に加熱して硬化させる工程とを備える、接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記粒子状の増粘剤のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、前記異方性導電ペースト層をＴｇ℃以上、（Ｔｇ＋６０）℃以下に加熱することにより、前記異方性導電ペースト層を増粘させてＢステージ化する、請求項１１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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５０９０３（Ｐ２０１２−１５０９０３Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８１４（Ｐ２０１１−６８１４）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【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９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【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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