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】接続対象部材の電極間を接続したときに、絶縁信頼性及び導通信頼性を高め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、突出した複数の第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、複数の第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４との第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとを電気的に接続するための異方性導電ペーストである。本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子５と、フィラー６とを含む。導電性粒子５の比重よりも、フィラー６の比重は大きい。フィラー６の比重は３以上、６以下である。
【解決手段】本発明に係る異方性導電ペーストは、突出した複数の第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２と、複数の第２の電極４ｂを下面４ａに有する第２の接続対象部材４との第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとを電気的に接続するための異方性導電ペーストである。本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子５と、フィラー６とを含む。導電性粒子５の比重よりも、フィラー６の比重は大きい。フィラー６の比重は３以上、６以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電性粒子を含む異方性導電ペーストに関し、より詳細には、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を電気的に接続するために用いられる異方性導電ペーストに関する。また、本発明は、上記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】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電ペーストが広く知られている。該異方性導電ペーストでは、バインダー樹脂などに複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電ペーストは、各種の接続構造体を得るために、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用されている。
【０００４】
上記接続構造体の製造方法の一例として、下記の特許文献１には、電子部品の主面上に突出して形成された突出電極を実装基板上に形成された接続用電極に接続させ、上記主面を上記実装基板に対向させた状態で、上記電子部品を上記実装基板上に実装する接続構造体の製造方法が開示されている。特許文献１に記載の接続構造体の製造方法は、上記主面上の上記突出電極を埋め込むように絶縁性接着剤層が上記主面上に形成された上記電子部品を準備する電子部品準備工程と、上記実装基板上に、絶縁性の接着剤基材及び該接着剤基材中に分散された導電粒子を含む異方導電接着剤層を形成する実装基板準備工程と、上記電子部品準備工程で準備された上記電子部品と上記実装基板準備工程で準備された実装基板とを加圧し圧着させる電子部品圧着工程とを備える。上記電子部品準備工程では、上記電子部品の上記絶縁性接着剤層が、上記突出電極の高さと略同じ厚さに形成される。上記実装基板準備工程では、上記異方導電接着剤層が、上記導電粒子の粒径と略同じ厚さに形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４７２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のような従来の接続構造体の製造方法では、突出した複数の電極を上面に有する下方の接続対象部材上にペースト状の異方性導電ペーストを配置したときに、導電性粒子が電極上に十分に配置されなかったり、下方の接続対象部材の突出した複数の電極間における凹部に導電性粒子が多く配置されたりすることがある。従って、導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。このため、得られる接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性が低いことがある。
【０００７】
本発明の目的は、接続対象部材の電極間を接続したときに、絶縁信頼性及び導通信頼性を高め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】
【０００８】
本発明の広い局面によれば、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストであって、熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含み、上記導電性粒子の比重よりも、上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である、異方性導電ペーストが提供される。
【０００９】
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、上記導電性粒子の比重が２以上、３未満である。
【００１０】
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が１μｍ以上、１０μｍ以下であり、上記フィラーの平均粒子径が上記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０以下である。
【００１１】
本発明に係る異方性導電ペーストの更に他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである。
【００１２】
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、測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度が１００００Ｐａ以下であり、２５℃及び１ｒｐｍでの粘度の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度に対する比である粘度比が１．１以上、５以下である。
【００１３】
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、異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量が１０重量％以上、５０重量％以下であり、かつ上記導電性粒子の含有量が１重量％以上、２０重量％以下である。
【００１４】
本発明に係る接続構造体は、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材とを接続している硬化物層とを備え、上記硬化物層が、本発明に従って構成された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おり、上記第１の電極と上記第２の電極とが上記導電性粒子により電気的に接続されている。
【００１５】
また、本発明の広い局面によれば、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して、異方性導電ペースト層を配置する工程と、上記異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、上記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成する工程とを備え、上記異方性導電ペーストとして、上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、上記第１の接続対象部材の上面の上記第１の電極間の凹部部分に接触するように、上記フィラーを沈降させる。
【００１７】
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、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、突出した複数の第１の電極間の凹部の少なくとも一部の領域を埋めるように上記フィラーを配置し、上記第１の電極上に上記導電性粒子を配置する。
【００１８】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、異方性導電ペースト層全体で上記フィラーが偏在するように、突出した複数の上記第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりも上記フィラーが多く存在するように上記フィラーを配置し、上記第１の電極上に上記導電性粒子を配置する。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられる。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記硬化物層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記硬化物層と上記第２の接続対象部材との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子と、比重が３以上、６以下であるフィラーとを含み、更に上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きいので、本発明に係る異方性導電ペーストを用いて、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続したときに、絶縁信頼性及び導通信頼性を高めることができる。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して異方性導電ペースト層を配置し、該異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層した後、上記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成するので、更に上記異方性導電ペーストとして、上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いるので、絶縁信頼性及び導通信頼性が高い接続構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた接続構造体を模式的に示す部分切欠正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法の各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２５】
本発明に係る異方性導電ペーストは、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストである。本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含む。本発明に係る異方性導電ペーストでは、上記導電性粒子の比重よりも、上記フィラーの比重が大きい。上記フィラーの比重は３以上、６以下である。
【００２６】
本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用によって、特に上記導電性粒子と上記フィラーとの比重が上記関係を満足するとによって、上記第１の電極と上記第２の電極との間に上記導電性粒子を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第１の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。
【００２７】
上記フィラーの比重と上記導電性粒子の比重との差の絶対値は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．５以上、更に好ましくは１以上、最も好ましくは２以上である。上記フィラーの比重と上記導電性粒子の比重との差の絶対値が大きいほど、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなる傾向がある。
【００２８】
上記導電性粒子の比重は、好ましくは２以上、より好ましくは２．３以上、好ましくは５以下、より好ましくは３未満、更に好ましくは２．８以下である。上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重を大きくして、更に上記導電性粒子の比重を上記下限以上及び上記上限以下にすると、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなり、特に上下の電極間に導電性粒子を効果的に配置できる。
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明をより明らかにする。
【００３０】
図１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の一例を模式的に断面図で示す。
【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を接続している硬化物層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を接続している接続部である。硬化物層３は、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６と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。上記異方性導電ペーストは、複数の導電性粒子５を含む。
【００３２】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、突出した複数の第１の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の第２の電極４ｂを有する。第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、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。
【００３３】
突出した第１の電極２ｂの突出高さは、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは１０００ｎｍ以上、好ましくは５００００ｎｍ以下、より好ましくは２００００ｎｍ以下である。隣り合う第１の電極２ｂ間の間隔は、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。隣り合う第１の電極２ｂ間の間隔は、凹部Ｘの幅であり、電極が設けられていない部分の寸法である。上記突出高さ及び上記隣接する第１の電極２ｂ間の間隔が上記下限以上及び上記上限以下である場合に、従来の異方性導電ペーストを用いると、絶縁信頼性及び導通信頼性が特に低くなりやすい。これに対して、本発明に係る異方性導電ペーストの使用により、上記突出高さ及び上記隣接する第１の電極２ｂ間の間隔が上記下限以上及び上記上限以下であっても、絶縁信頼性及び導通信頼性を十分に高めることができる。
【００３４】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２として半導体ウェーハが用いられており、第２の接続対象部材４としてアルミニウム電極付きガラスが用いられている。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、半導体ウェーハ、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、透明導電材や金属により配線が形成されたガラス基板及びガラスエポキシ基板等の回路基板である電子部品等が挙げられる。上記異方性導電ペーストは、電子部品の接続に用いられる異方性導電ペーストであることが好ましい。
【００３５】
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。ここでは、上記異方性導電ペーストとして、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６とに加えて、光硬化性成分をさらに含む異方性導電ペーストを用いた場合の接続構造体１の製造方法を具体的に説明する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、突出した複数の第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６とを含む異方性導電ペーストを塗布して、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電ペースト層３Ａを配置する。このとき、第１の電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５を配置することが好ましい。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、第１の接続対象部材２の上面２ａに上記異方性導電ペーストを塗布すると、導電性粒子５の比重よりもフィラー６の比重が高いので、異方性導電ペースト層３Ａ内でフィラー６が先に沈降しやすく、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘにフィラー６が堆積しやすく、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘにフィラー６が多く配置されやすい。すなわち、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの少なくとも一部の領域を埋めるようにフィラー６を配置することができ、第１の電極２ｂ上に導電性粒子５を配置することができる。また、異方性導電ペースト層３Ａ全体でフィラー６が偏在するように、突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの領域に該領域を除く他の領域よりもフィラー６を多く存在させることができる。
【００３８】
また、異方性導電ペースト層３Ａは、硬化が進行されていないので、異方性導電ペースト層３Ａ中の各成分はわずかに流動している。仮に異方性導電ペースト層３Ａの形成段階で、第１の電極２ｂ上にフィラー６が配置されても、比重が比較的高いフィラー６は、導電性粒子５と比べて、第１の電極２ｂ上から凹部Ｘの領域に移動しやすい（図２（ａ）の矢印Ａで示す方向）。また、仮に導電性粒子５が凹部Ｘの領域に至った場合には、導電性粒子５は凹部Ｘの領域から抜け出しにくいが、凹部Ｘの領域にはフィラー６が先に比較的多く配置されやすいので、凹部Ｘの領域に導電性粒子５が配置され難い。また、凹部Ｘの領域に配置されているフィラー６上に配置された導電性粒子５は、第１の電極２ｂ上に移動しやすい（図２（ａ）の矢印Ｂの方向）。この理由としては、第１の電極２ｂの側面に導電性粒子５が接触し難く、該接触による導電性粒子５の移動が妨げられにくいことなどが挙げられる。
【００３９】
第１の接続対象部材２の上面２ａの第１の電極２ｂ間の凹部Ｘ部分に接触するように、フィラー６を沈降させることが好ましい。突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの少なくとも一部の領域を埋めるようにフィラー６を配置することが好ましい。更に、異方性導電ペースト層３Ａ全体でフィラー６が偏在するように、突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの領域に該領域を除く他の領域よりもフィラー６を多く存在させることが好ましい。これらの場合には、隣接する第１の電極２ｂ，２ｂ間の絶縁信頼性をより一層高めることができる。フィラー６の沈降を促進するために、加熱により異方導電ペーストの粘度を下げる方法も挙げられる。加熱時の異方導電ペーストの粘度及び加熱後の異方導電ペーストの粘度はそれぞれ、１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００４０】
また、凹部Ｘの領域にフィラー６を多く存在させることによって、凹部Ｘの領域に導電性粒子５が配置され難くなる。この結果、第１の電極２ｂ上に配置される導電性粒子５の量を多くすることができる。従って、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとの導通信頼性も高くなる。
【００４１】
異方性導電ペースト層３Ａを形成した後、異方性導電ペースト層３Ａに光を照射することにより、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電ペースト層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化する。異方性導電ペースト層３ＡのＢステージ化により、図２（ｂ）に示すように、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ペースト層３Ｂを形成する。
【００４２】
光の照射により異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化させるために、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を適度に進行させるための光照射強度は、例えば、好ましくは０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２程度である。また、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を適度に進行させるための光の照射エネルギーは、例えば、好ましくは１〜２０００ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００４３】
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や、波長４２０ｎｍ以下の特定波長に強い発光を有する光源等が挙げられる。波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する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。また、波長４２０ｎｍ以下の特定波長に強い発光を有する光源の具体例としては、ＬＥＤランプ等が挙げられる。なかでもＬＥＤランプが好ましい。ＬＥＤランプは、被照射物自身の発熱が非常に少なく、発熱による異方導電性ペーストの硬化を防ぐことができる。
【００４４】
熱によるＢステージ化、溶剤を含む異方性導電ペーストの溶剤を乾燥させることによるＢステージ化でもよい。
【００４５】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層３Ｂの上面３ａに、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの第１の電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの第２の電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００４６】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱することにより、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層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、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱してもよい。第２の接続対象部材４を積層すると共に、又は積層した後、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱して硬化させることが好ましい。
【００４７】
異方性導電ペースト層３Ｂを充分に硬化させるための加熱温度は好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００４８】
なお、異方性導電ペースト層３Ａに光を照射せずに、異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化しない場合には、異方性導電ペースト層３Ａの上面３ａに第２の接続対象部材４を積層し、異方性導電ペースト層３Ａに熱を付与して、異方性導電ペースト層３Ａを硬化させればよい。
【００４９】
異方性導電ペースト層３Ｂを硬化させる際に、加圧することが好ましい。加圧によって第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとで導電性粒子５を圧縮することにより、第１，第２の電極２ｂ，４ｂと導電性粒子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。
【００５０】
異方性導電ペースト層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、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電ペーストを短時間で硬化させることができる。
【００５１】
異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電フィルムを用いる場合と比較して、導電性粒子が意図しない領域に流動しやすく、導通信頼性が低くなる傾向がある。本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用により、異方性導電ペーストを用いたとしても、導通信頼性を十分に高めることができる。
【００５２】
さらに、接続構造体の作製時に、上記異方性導電ペーストを熱の付与又は光の照射によりＢステージ化した後に、加熱して本硬化させることで、第１の接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で過度に流動し難くなる。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されやすくなる。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置することができ、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より一層抑制できる。このため、接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性をより一層高めることができる。
【００５３】
また、接続構造体の作製時に、上記異方性導電ペーストを光の照射によりＢステージ化した後に、加熱して本硬化させることで、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層における硬化状態を容易にかつ精度よく制御できる。このため、第１の接続対象部材上に配置された異方性ペースト層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で過度に流動するのをより一層抑制できる。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されやすくなる。このため、接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性を、更に一層高めることができる。
【００５４】
本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用できる。
【００５５】
本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、ＣＯＧ用途に好適である。本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましい。
【００５６】
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、異方性導電ペースト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、本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法により、導電性粒子を電極間に精度よく配置することができることから、半導体チップとガラス基板との電極間を高精度に接続することができ、導通信頼性を高めることができる。
【００５７】
また、本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、半導体ウェーハと他の接続対象部材との接続にも好適に用いられる。さらに、半導体チップと他の接続対象部材とが接続された接続構造体を得るために、半導体ウェーハと他の接続対象部材とが接続された積層体（接続構造体でもある）を得るために好適に用いられる。この場合には、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハが用いられる。また、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用いる場合には、本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記硬化物層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記硬化物層と上記第２の接続対象部材との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備えていてもよい。
【００５８】
また、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられていてもよい。
【００５９】
上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである場合には、導電性粒子の濃度ムラが発生しやすいという問題がある。これに対して、本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用により、特に上記導電性粒子と上記フィラーとの比重が上記関係を満足することにより、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハであっても、導電性粒子の濃度分布を良好にすることができる。
【００６０】
硬化物層にボイドをより一層生じ難くし、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、上記異方性導電ペーストの２５℃及び１０ｒｐｍでの粘度η１（１０ｒｐｍ）は好ましくは１０Ｐａ・ｓ以上、好ましくは４００Ｐａ・ｓ以下である。
【００６１】
硬化物層にボイドをより一層生じ難くし、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、上記異方性導電ペーストの２５℃及び１ｒｐｍでの粘度η１（１ｒｐｍ）の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度η１（１０ｒｐｍ）に対する比である粘度比は好ましくは１．１以上、好ましくは５以下である。
【００６２】
上記異方性導電ペーストの測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度η２は、好ましくは１Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは１０Ｐａ・ｓ以上、好ましくは１００００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下である。上記最低溶融粘度η２が１Ｐａ・ｓ未満であると、樹脂の流出によりボイドが発生しやすくなる傾向がある。上記最低溶融粘度η１が上記上限以下であると、絶縁信頼性及び導通信頼性をより一層高めることができる。
【００６３】
上記最低溶融粘度は、レオメーターを用いて、最低複素粘度η＊を測定することにより求められる。測定条件は、歪制御１ｒａｄ、周波数１Ｈｚ、昇温速度２０℃／分、測定温度範囲６０〜１５０℃とする。
【００６４】
上記レオメーターとしては、ＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ（ＥＯＬＯＧＩＣＡ社製）等が挙げられる。
【００６５】
上記異方性導電ペーストの上記最低溶融粘度を示す温度での１Ｈｚにおける粘度η２（Ｐａ・ｓ）の最低溶融粘度を示す温度での１０Ｈｚにおける粘度η３（Ｐａ・ｓ）に対する粘度比（η２／η３）は、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上である。上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化物層により一層ボイドが生じ難くなる。上記粘度比（η２／η３）が３以上であると、硬化物層にボイドがかなり生じ難くなる。
【００６６】
さらに、上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化前又は硬化時に上記異方性導電ペーストが意図せずに濡れ拡がるのを抑制でき、接続構造体における汚染を生じ難くすることができる。従って、上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化物層におけるボイドの抑制と上記異方性導電ペースト層の流動による汚染の抑制との双方の効果を得ることができる。上記粘度比（η２／η３）の上限は特に限定されないが、上記粘度比（η２／η３）は、８以下であることが好ましい。
【００６７】
本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる異方性導電ペースト及び本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む。該熱硬化性成分は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含有することが好ましい。また、本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとに加えて、光硬化性成分をさらに含むことが好ましい。該光硬化性成分は、光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含むことが好ましい。上記異方性導電ペーストは、硬化性化合物として、熱硬化性化合物を含み、光硬化性化合物をさらに含むことが好ましい。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。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。
【００６８】
以下、上記異方性導電ペーストに含まれる各成分、及び含まれることが好ましい各成分の詳細を説明する。
【００６９】
［熱硬化性化合物］
上記熱硬化性化合物は熱硬化性を有する。上記熱硬化性化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７０】
上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、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。
【００７１】
上記異方性導電ペーストの硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましく、チイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことがより好ましい。エポキシ基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物である。異方性導電ペーストの硬化性を高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、１００重量％以下である。上記熱硬化性化合物の全量が上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物であってもよい。
【００７２】
上記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。
【００７３】
上記エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物は、芳香族環を有することが好ましい。上記芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環及びペリレン環等が挙げられる。なかでも、上記芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましい。また、ナフタレン環は、平面構造を有するためにより一層速やかに硬化させることができるので好ましい。
【００７４】
［光硬化性化合物］
光の照射によって硬化するように、上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物を含むことが好ましい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化（Ｂステージ化）させ、異方性導電ペーストの流動性を低下させることができる。
【００７５】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物及び環状エーテル基を有する光硬化性化合物等が挙げられる。
【００７６】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物の使用により、接続構造体の導通信頼性をより一層高めることができる。得られる接続構造体の導通信頼性を効果的に高める観点からは、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが好ましい。
【００７７】
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。
【００７８】
上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物として、（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物、（メタ）アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、又はイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリル酸誘導体を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート等が好適に用いられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。上記「（メタ）アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
光硬化性化合物を用いる場合には、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。上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜７０：３０で含むことがより好ましく、１０：９０〜５０：５０で含むことが更に好ましい。上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜５０：５０で含むことが特に好ましい。
【００８８】
〔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。
【００８９】
異方性導電ペーストを低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電ペースト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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
上記カチオン硬化剤として、ヨードニウム塩やスルフォニウム塩が好適に用いられる。例えば、上記カチオン硬化剤の市販品としては、三新化学社製のサンエイドＳＩ−４５Ｌ、ＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−１１０Ｌ、ＳＩ−１５０Ｌや、ＡＤＥＫＡ社製のアデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。
【００９４】
好ましいカチオン系硬化剤のアニオン部分としては、ＰＦ６、ＢＦ４、及びＢ（Ｃ６Ｆ５）４が挙げられる。
【００９５】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストを充分に熱硬化させることができる。
【００９６】
〔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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストを適度に光硬化させることができる。異方性導電ペーストに光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電ペーストの流動を抑制できる。
【０１００】
〔導電性粒子〕
上記異方性導電ペースト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、又は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。
【０１０１】
電極と導電性粒子との接触面積を大きくし、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有することが好ましい。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、少なくとも外側の導電性の表面が低融点金属層である導電性粒子であることが好ましい。上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面が、低融点金属層であることがより好ましい。
【０１０２】
上記低融点金属層は、低融点金属を含む層である。該低融点金属とは、融点が４５０℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは３００℃以下、より好ましくは１６０℃以下である。また、上記低融点金属層は錫を含むことが好ましい。低融点金属層に含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。上記低融点金属層における錫の含有量が上記下限以上であると、低融点金属層と電極との接続信頼性がより一層高くなる。なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置（堀場製作所社製「ＩＣＰ−ＡＥＳ」）、又は蛍光Ｘ線分析装置（島津製作所社製「ＥＤＸ−８００ＨＳ」）等を用いて測定可能である。
【０１０３】
導電層の外側の表面が低融点金属層である場合には、低融点金属層が溶融して電極に接合し、低融点金属層が電極間を導通させる。例えば、低融点金属層と電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、少なくとも外側の表面が低融点金属層である導電性粒子の使用により、低融点金属層と電極との接合強度が高くなる結果、低融点金属層と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性が効果的に高くなる。
【０１０４】
上記低融点金属層を構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金は、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金等が挙げられる。なかでも、電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましい。錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。
【０１０５】
また、上記低融点金属層は、はんだ層であることが好ましい。上記はんだ層を構成する材料は特に限定されないが、ＪＩＳ Ｚ３００１：溶剤用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶可材であることが好ましい。上記はんだ層の組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだ層は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ層、又は錫とビスマスとを含むはんだ層であることが好ましい。
【０１０６】
上記低融点金属層と電極との接合強度をより一層高めるために、上記低融点金属層は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。低融点金属と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記低融点金属は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。低融点金属層と電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、低融点金属層１００重量％中、好ましくは０．０００１重量％以上、好ましくは１重量％以下である。
【０１０７】
上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の外側の表面が低融点金属層（はんだ層など）であり、上記樹脂粒子と上記低融点金属層との間に、上記低融点金属層とは別に第２の導電層を有することが好ましい。この場合に、上記低融点金属層は上記導電層全体の一部であり、上記第２の導電層は上記導電層全体の一部である。
【０１０８】
上記低融点金属層とは別の上記第２の導電層は、金属を含むことが好ましい。該第２の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、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）を用いてもよい。上記金属は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１０９】
上記第２の導電層は、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、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、これらの好ましい導電層の表面には、低融点金属層をより一層容易に形成できる。なお、上記第２の導電層は、はんだ層などの低融点金属層であってもよい。導電性粒子は、複数層の低融点金属層を有していてもよい。
【０１１０】
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、特に好ましくは１０μｍ以下である。熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、導電性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが特に好ましく、１μｍ以上、４μｍ以下であることが最も好ましい。
【０１１１】
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。
【０１１２】
上記樹脂粒子は、実装する基板の電極サイズ又はランド径によって使い分けることができる。
【０１１３】
上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制する観点からは、導電性粒子の平均粒子径Ｃの樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｃ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは３．０以下である。また、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第２の導電層がある場合に、はんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｂ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。さらに、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第２の導電層がある場合に、はんだ層を含む導電性粒子の平均粒子径Ｃのはんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する比（Ｃ／Ｂ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。上記比（Ｂ／Ａ）が上記範囲内であったり、上記比（Ｃ／Ｂ）が上記範囲内であったりすると、上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制できる。
【０１１４】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。異方性導電ペースト１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、更に好ましくは１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下である。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、１重量％以上、２０重量％以下であることが特に好ましい。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。
【０１１５】
〔フィラー〕
上記異方性導電ペーストはフィラーを含む。上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重は大きく、上記フィラーの比重は３以上、６以下である。また、フィラーの使用により、異方性導電ペーストの硬化物の熱線膨張率も抑制される。フィラーの具体例としては、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ボロン、窒化ケイ素、酸化マグネシウム及び炭化ケイ素等が挙げられる。但し、上記フィラーについては、比重を考慮して、適切なフィラーが選択される。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。熱伝導率が高いフィラーを用いると、本硬化時間を短縮することができる。
【０１１６】
上記導電性粒子の平均粒子径（μｍ）をＴとしたときに、上記フィラーの平均粒子径（μｍ）は、好ましくは０．０１Ｔ以上、より好ましくは０．１Ｔ以上、好ましくは２Ｔ以下、より好ましくは０．９Ｔ以下である。上記フィラーの平均粒子径は、上記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０以下であることが特に好ましい。上記導電性粒子の平均粒子径と上記フィラーの平均粒子径とが上記関係を満足すると、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなる。
【０１１７】
上記フィラーの「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。フィラーの平均粒子径は、任意のフィラー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。
【０１１８】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、更に好ましくは１０重量％以上、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下、更に好ましくは５０重量％以下である。異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量は、１０重量％以上、５０重量％以下であることが特に好ましい。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。
【０１１９】
〔他の成分〕
上記異方性導電ペーストは、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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
上記異方性導電ペーストは、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電ペースト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。
【０１２２】
熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性をさらに一層高める観点からは、上記異方性導電ペーストは、チクソ付与剤を含むことが好ましい。該チクソ付与剤としては、エラストマー粒子及びシリカ等が挙げられる。該エラストマー粒子としては、ゴム粒子が挙げられる。該ゴム粒子としては、天然ゴム粒子、イソプレンゴム粒子、ブタジエンゴム粒子、スチレンブタジエンゴム粒子、クロロプレンゴム粒子及びアクリロニトリルブタジエンゴム粒子等が挙げられる。上記シリカは、ナノシリカであることが好ましい。上記ナノシリカの平均粒子径は１０００ｎｍ未満である。
【０１２３】
上記異方性導電ペースト１００重量％中、上記チクソ付与剤の含有量は好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下である。上記チクソ付与剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性がより一層高くなる。
【０１２４】
第１，第２の接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記異方性導電ペーストは、接着付与剤を含むことが好ましい。該接着付与剤としては、カップリング剤及び可撓性材料等が挙げられる。
【０１２５】
上記異方性導電ペースト１００重量％中、上記接着付与剤の含有量は好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。上記接着付与剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
【０１２６】
以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１２７】
実施例及び比較例では、以下の成分を用いた。
【０１２８】
［熱硬化性化合物］
下記式（１Ｂ）で表される構造を有するエピスルフィド化合物１Ｂ
【０１２９】
【化１】
【０１３０】
下記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物２Ｂ
【０１３１】
【化２】
【０１３２】
ＥＰＲ−４０３２（ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂、ＡＤＥＫＡ社製）
【０１３３】
［光硬化性化合物］
ＤＰＴＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
４ＨＢＡＧＥ（日本化成社製、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル）
【０１３４】
［熱硬化剤］
ＴＥＰ−２Ｅ４ＭＺ（日本曹達社製、包摂イミダゾール）
【０１３５】
［光硬化開始剤］
イルガキュア８１９（ＢＡＳＦ社製）
【０１３６】
［接着付与剤］
ＫＢＥ−４０３（信越化学工業社製、エポキシ基含有シランカップリング剤）
【０１３７】
［フィラー］
フィラーＡ（ＤＥＮＫＡ社製 窒化ケイ素「ＮＰ−６００」、比重３．１８、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＢ（ＤＥＮＫＡ社製 アルミナ「ＡＳＦＰ−３０」、比重３．９、平均粒子径１．７μｍ）
フィラーＣ（ＤＥＮＫＡ社製 シリカ「ＳＦＰ−３０Ｍ」、比重２．２１、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＤ（河合石灰工業社製 ケイ酸カルシウム「ＣＳＨ」、比重３、平均粒子径１μｍ）
フィラーＥ（白石カルシウム社製 酸化チタン「ＳＴ−３０１」、比重４．７、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＦ（共立マテリアル社製 ジルコニア「ＫＺ−０Ｙ」、比重６、平均粒子径０．２μｍ）
フィラーＧ（テクノライズ社製 酸化セリウム「ＡＵＥＲＰＯＬ ＰＺ１１０」、比重６．８、平均粒子径０．９５μｍ）
【０１３８】
［チクソ付与剤］
ナノシリカＰＭ２０Ｌ（トクヤマ社製）
【０１３９】
［柔軟性粒子］
ＫＷ−８８００（三菱レイヨン社製、コアシェル粒子）
【０１４０】
［導電性粒子］
導電性粒子Ａ〜Ｇはいずれも、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いる導電性粒子である。また、導電性粒子Ａ〜Ｇの比重及び平均粒子径は以下の通りである。
【０１４１】
導電性粒子Ａ（比重２．７６、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１３μｍ）
導電性粒子Ｂ（比重２．５５、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１１μｍ）
導電性粒子Ｃ（比重２．３３、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０９μｍ）
導電性粒子Ｄ（比重２．１６、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０７５μｍ）
導電性粒子Ｅ（比重２．０、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０６３μｍ）
導電性粒子Ｆ（比重３．０、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１５５μｍ）
導電性粒子Ｇ（比重３．２、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１８μｍ）
【０１４２】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの調製
下記の表１に示す成分を下記の表１に示す配合量で配合して、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、配合物を得た。得られた配合物を、ナイロン製ろ紙（孔径１０μｍ）を用いてろ過することにより、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。
【０１４３】
（２）接続構造体の作製
ピッチが３０μｍの金バンプが上面に形成された半導体ウェーハ（第１の接続対象部材、バンプ高さ１２μｍ）を用意した。また、電極Ｌ／Ｓ＝１５／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が３００μｍ２のアルミ電極が下面に形成されたガラス基板（第２の接続対象部材、電極高さ０．１５μｍ）を用意した。
【０１４４】
上記半導体ウェーハ上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。
【０１４５】
なお、実施例１及び後述の実施例２〜１５では、異方性導電ペースト層内で導電性粒子よりもフィラーが先に沈降し、突出した第１の電極間の凹部にフィラーが堆積していた。また、半導体ウェーハの上面の第１の電極間の凹部部分に接触するように、上記フィラーが沈降していた。また、突出した第１の電極間の凹部の領域の大部分を埋めるようにフィラーが配置されており、第１の電極上に導電性粒子が配置されていた。さらに、異方性導電ペースト層全体でフィラーが偏在しており、突出した複数の第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりもフィラーが多く存在していた。
【０１４６】
次に、紫外線照射ランプを用いて、照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように、異方性導電ペースト層に上方から紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。
【０１４７】
ダイシングテープに上記半導体ウェーハをマウントし、ダイサーにより個片化し、半導体チップを得た。
【０１４８】
その後、異方性導電ペースト層の温度が１８５℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、ガラス基板の上方に配置された半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８０℃で２０秒硬化させ、接続構造体を得た。
【０１４９】
（実施例２）
異方性導電ペーストの調製の際に、フィラーＡをフィラーＢに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５０】
（実施例３）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｂに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５１】
（実施例４）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｃに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５２】
（実施例５）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｄに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５３】
（実施例６）
ピッチが２０μｍの金バンプが上面に形成された半導体ウェーハ（第１の接続対象部材、バンプ高さ１２μｍ）を用意した。また、電極Ｌ／Ｓ＝１３／７μｍ、１電極あたりの電極面積が２００μｍ２のアルミ電極が下面に形成されたガラス基板（第２の接続対象部材、電極高さ０．１５μｍ）を用意した。この第１，第２の接続対象部材を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５４】
（実施例７〜１５及び比較例１〜４）
下記の表１，２に示す成分を下記の表１，２に示す配合量で配合したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が下記の表１，２に示す値である異方性導電ペーストを調製した。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５５】
（評価）
（１）室温での粘度
Ｅ型粘度測定装置（ＴＯＫＩ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．ＬＴＤ社製、商品名：ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２２、使用ローター：φ１５ｍｍ、温度：２５℃）を用いて、１０ｒｐｍ及び２５℃での異方性導電ペーストの粘度η１（１０ｒｐｍ）を測定した。また、同様に１ｒｐｍ条件下での粘度η１（１ｒｐｍ）を測定し、粘度比（η１（１ｒｐｍ）／η１（１０ｒｐｍ））を求めた。
【０１５６】
（２）上記粘度比（η２／η３）
レオメーター（ＥＯＬＯＧＩＣＡ社製「ＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ」）を用いて、測定条件：歪制御１ｒａｄ、周波数１Ｈｚ、昇温速度２０℃／分、測定温度範囲６０〜１６０℃にて、最低溶融粘度η２及び最低溶融粘度を示す温度を測定した。また、周波数を１０Ｈｚにしたこと以外は上記と同様に粘度測定を行い、上記最低溶融粘度を示す温度での最低溶融粘度η３を測定し、上記粘度比（η２／η３）を求めた。
【０１５７】
（３）接続構造体における硬化物層におけるボイドの有無
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層が硬化した硬化物層にボイドが生じているか否かを、光学顕微鏡により観察した。ボイドの有無を下記の基準で判定した。ボイドが無いと接続信頼性が高くなり、ボイドが少ないほど接続信頼性が高くなる。
【０１５８】
［ボイドの有無の判定基準］
○：ボイド無し
△：僅かにボイドがあるが、電極のＬ／Ｓ、ピッチ以上のボイドはなし
×：隣接する電極間以上のサイズのボイドあり
【０１５９】
（４）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。
【０１６０】
［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
【０１６１】
（５）導通性
得られた接続構造体を用いて、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。
【０１６２】
［導通性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下である
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１６３】
（６）絶縁性
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。
【０１６４】
［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
【０１６５】
（７）熱履歴を受けた場合の接続信頼性
得られた接続構造体１００個を、−３０℃で５分間保持し、次に１２０℃まで２５分で昇温し、１２０℃で５分間保持した後、−３０℃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。１０００サイクル後に、接続構造体を取り出した。
【０１６６】
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個以上である場合を「×」と判定した。
【０１６７】
（８）耐湿熱試験
得られた接続構造体（１５個）において、８５℃及び８５％ＲＨの条件で１０００時間放置した後、同様に導通性を評価した。上記（５）の導通性の判定基準における結果が「○」である場合を「○」、導通性の判定基準における結果が「△」である場合を「△」、導通性の判定基準における結果が「×」である場合を「×」と判定した。
【０１６８】
結果を下記の表１，２に示す。
【０１６９】
【表１】
【０１７０】
【表２】
【０１７１】
なお、実施例１〜１５の上記（５）導通性の判定結果はいずれも「○」であるが、実施例１〜１０，１２〜１４の上記（５）導通性の評価における抵抗値は、実施例１１，１５の上記（５）導通性の評価における抵抗値よりも低かった。
【符号の説明】
【０１７２】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…第１の電極
３…硬化物層
３ａ…上面
３Ａ…異方性導電ペースト層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電ペースト層
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…第２の電極
５…導電性粒子
６…フィラー
Ｘ…凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電性粒子を含む異方性導電ペーストに関し、より詳細には、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を電気的に接続するために用いられる異方性導電ペーストに関する。また、本発明は、上記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】
ペースト状又はフィルム状の異方性導電ペーストが広く知られている。該異方性導電ペーストでは、バインダー樹脂などに複数の導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電ペーストは、各種の接続構造体を得るために、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用されている。
【０００４】
上記接続構造体の製造方法の一例として、下記の特許文献１には、電子部品の主面上に突出して形成された突出電極を実装基板上に形成された接続用電極に接続させ、上記主面を上記実装基板に対向させた状態で、上記電子部品を上記実装基板上に実装する接続構造体の製造方法が開示されている。特許文献１に記載の接続構造体の製造方法は、上記主面上の上記突出電極を埋め込むように絶縁性接着剤層が上記主面上に形成された上記電子部品を準備する電子部品準備工程と、上記実装基板上に、絶縁性の接着剤基材及び該接着剤基材中に分散された導電粒子を含む異方導電接着剤層を形成する実装基板準備工程と、上記電子部品準備工程で準備された上記電子部品と上記実装基板準備工程で準備された実装基板とを加圧し圧着させる電子部品圧着工程とを備える。上記電子部品準備工程では、上記電子部品の上記絶縁性接着剤層が、上記突出電極の高さと略同じ厚さに形成される。上記実装基板準備工程では、上記異方導電接着剤層が、上記導電粒子の粒径と略同じ厚さに形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４７２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のような従来の接続構造体の製造方法では、突出した複数の電極を上面に有する下方の接続対象部材上にペースト状の異方性導電ペーストを配置したときに、導電性粒子が電極上に十分に配置されなかったり、下方の接続対象部材の突出した複数の電極間における凹部に導電性粒子が多く配置されたりすることがある。従って、導電性粒子を特定の領域に配置できないことがある。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置できなかったり、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続されたりすることがある。このため、得られる接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性が低いことがある。
【０００７】
本発明の目的は、接続対象部材の電極間を接続したときに、絶縁信頼性及び導通信頼性を高め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】
【０００８】
本発明の広い局面によれば、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストであって、熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含み、上記導電性粒子の比重よりも、上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である、異方性導電ペーストが提供される。
【０００９】
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、上記導電性粒子の比重が２以上、３未満である。
【００１０】
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が１μｍ以上、１０μｍ以下であり、上記フィラーの平均粒子径が上記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０以下である。
【００１１】
本発明に係る異方性導電ペーストの更に他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである。
【００１２】
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、測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度が１００００Ｐａ以下であり、２５℃及び１ｒｐｍでの粘度の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度に対する比である粘度比が１．１以上、５以下である。
【００１３】
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、異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量が１０重量％以上、５０重量％以下であり、かつ上記導電性粒子の含有量が１重量％以上、２０重量％以下である。
【００１４】
本発明に係る接続構造体は、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材と、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材とを接続している硬化物層とを備え、上記硬化物層が、本発明に従って構成された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おり、上記第１の電極と上記第２の電極とが上記導電性粒子により電気的に接続されている。
【００１５】
また、本発明の広い局面によれば、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して、異方性導電ペースト層を配置する工程と、上記異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、上記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成する工程とを備え、上記異方性導電ペーストとして、上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いる、接続構造体の製造方法が提供される。
【００１６】
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、上記第１の接続対象部材の上面の上記第１の電極間の凹部部分に接触するように、上記フィラーを沈降させる。
【００１７】
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、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、突出した複数の第１の電極間の凹部の少なくとも一部の領域を埋めるように上記フィラーを配置し、上記第１の電極上に上記導電性粒子を配置する。
【００１８】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記異方性導電ペースト層を配置する工程において、異方性導電ペースト層全体で上記フィラーが偏在するように、突出した複数の上記第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりも上記フィラーが多く存在するように上記フィラーを配置し、上記第１の電極上に上記導電性粒子を配置する。
【００１９】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられる。
【００２０】
本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記硬化物層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記硬化物層と上記第２の接続対象部材との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子と、比重が３以上、６以下であるフィラーとを含み、更に上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きいので、本発明に係る異方性導電ペーストを用いて、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続したときに、絶縁信頼性及び導通信頼性を高めることができる。
【００２２】
本発明に係る接続構造体の製造方法では、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して異方性導電ペースト層を配置し、該異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層した後、上記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成するので、更に上記異方性導電ペーストとして、上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重が大きく、上記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いるので、絶縁信頼性及び導通信頼性が高い接続構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた接続構造体を模式的に示す部分切欠正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法の各工程を説明するための部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２５】
本発明に係る異方性導電ペーストは、突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との上記第１の電極と上記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストである。本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含む。本発明に係る異方性導電ペーストでは、上記導電性粒子の比重よりも、上記フィラーの比重が大きい。上記フィラーの比重は３以上、６以下である。
【００２６】
本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用によって、特に上記導電性粒子と上記フィラーとの比重が上記関係を満足するとによって、上記第１の電極と上記第２の電極との間に上記導電性粒子を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第１の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。
【００２７】
上記フィラーの比重と上記導電性粒子の比重との差の絶対値は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．５以上、更に好ましくは１以上、最も好ましくは２以上である。上記フィラーの比重と上記導電性粒子の比重との差の絶対値が大きいほど、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなる傾向がある。
【００２８】
上記導電性粒子の比重は、好ましくは２以上、より好ましくは２．３以上、好ましくは５以下、より好ましくは３未満、更に好ましくは２．８以下である。上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重を大きくして、更に上記導電性粒子の比重を上記下限以上及び上記上限以下にすると、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなり、特に上下の電極間に導電性粒子を効果的に配置できる。
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明をより明らかにする。
【００３０】
図１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の一例を模式的に断面図で示す。
【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を接続している硬化物層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を接続している接続部である。硬化物層３は、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６と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。上記異方性導電ペーストは、複数の導電性粒子５を含む。
【００３２】
第１の接続対象部材２は上面２ａに、突出した複数の第１の電極２ｂを有する。第２の接続対象部材４は下面４ａに、複数の第２の電極４ｂを有する。第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、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。
【００３３】
突出した第１の電極２ｂの突出高さは、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは１０００ｎｍ以上、好ましくは５００００ｎｍ以下、より好ましくは２００００ｎｍ以下である。隣り合う第１の電極２ｂ間の間隔は、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。隣り合う第１の電極２ｂ間の間隔は、凹部Ｘの幅であり、電極が設けられていない部分の寸法である。上記突出高さ及び上記隣接する第１の電極２ｂ間の間隔が上記下限以上及び上記上限以下である場合に、従来の異方性導電ペーストを用いると、絶縁信頼性及び導通信頼性が特に低くなりやすい。これに対して、本発明に係る異方性導電ペーストの使用により、上記突出高さ及び上記隣接する第１の電極２ｂ間の間隔が上記下限以上及び上記上限以下であっても、絶縁信頼性及び導通信頼性を十分に高めることができる。
【００３４】
接続構造体１では、第１の接続対象部材２として半導体ウェーハが用いられており、第２の接続対象部材４としてアルミニウム電極付きガラスが用いられている。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、半導体ウェーハ、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、透明導電材や金属により配線が形成されたガラス基板及びガラスエポキシ基板等の回路基板である電子部品等が挙げられる。上記異方性導電ペーストは、電子部品の接続に用いられる異方性導電ペーストであることが好ましい。
【００３５】
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。ここでは、上記異方性導電ペーストとして、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６とに加えて、光硬化性成分をさらに含む異方性導電ペーストを用いた場合の接続構造体１の製造方法を具体的に説明する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、突出した複数の第１の電極２ｂを上面２ａに有する第１の接続対象部材２を用意する。次に、第１の接続対象部材２の上面２ａに、熱硬化性成分と導電性粒子５とフィラー６とを含む異方性導電ペーストを塗布して、第１の接続対象部材２の上面２ａに異方性導電ペースト層３Ａを配置する。このとき、第１の電極２ｂ上に、１つ又は複数の導電性粒子５を配置することが好ましい。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、第１の接続対象部材２の上面２ａに上記異方性導電ペーストを塗布すると、導電性粒子５の比重よりもフィラー６の比重が高いので、異方性導電ペースト層３Ａ内でフィラー６が先に沈降しやすく、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘにフィラー６が堆積しやすく、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘにフィラー６が多く配置されやすい。すなわち、突出した第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの少なくとも一部の領域を埋めるようにフィラー６を配置することができ、第１の電極２ｂ上に導電性粒子５を配置することができる。また、異方性導電ペースト層３Ａ全体でフィラー６が偏在するように、突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの領域に該領域を除く他の領域よりもフィラー６を多く存在させることができる。
【００３８】
また、異方性導電ペースト層３Ａは、硬化が進行されていないので、異方性導電ペースト層３Ａ中の各成分はわずかに流動している。仮に異方性導電ペースト層３Ａの形成段階で、第１の電極２ｂ上にフィラー６が配置されても、比重が比較的高いフィラー６は、導電性粒子５と比べて、第１の電極２ｂ上から凹部Ｘの領域に移動しやすい（図２（ａ）の矢印Ａで示す方向）。また、仮に導電性粒子５が凹部Ｘの領域に至った場合には、導電性粒子５は凹部Ｘの領域から抜け出しにくいが、凹部Ｘの領域にはフィラー６が先に比較的多く配置されやすいので、凹部Ｘの領域に導電性粒子５が配置され難い。また、凹部Ｘの領域に配置されているフィラー６上に配置された導電性粒子５は、第１の電極２ｂ上に移動しやすい（図２（ａ）の矢印Ｂの方向）。この理由としては、第１の電極２ｂの側面に導電性粒子５が接触し難く、該接触による導電性粒子５の移動が妨げられにくいことなどが挙げられる。
【００３９】
第１の接続対象部材２の上面２ａの第１の電極２ｂ間の凹部Ｘ部分に接触するように、フィラー６を沈降させることが好ましい。突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの少なくとも一部の領域を埋めるようにフィラー６を配置することが好ましい。更に、異方性導電ペースト層３Ａ全体でフィラー６が偏在するように、突出した複数の第１の電極２ｂ間の凹部Ｘの領域に該領域を除く他の領域よりもフィラー６を多く存在させることが好ましい。これらの場合には、隣接する第１の電極２ｂ，２ｂ間の絶縁信頼性をより一層高めることができる。フィラー６の沈降を促進するために、加熱により異方導電ペーストの粘度を下げる方法も挙げられる。加熱時の異方導電ペーストの粘度及び加熱後の異方導電ペーストの粘度はそれぞれ、１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００４０】
また、凹部Ｘの領域にフィラー６を多く存在させることによって、凹部Ｘの領域に導電性粒子５が配置され難くなる。この結果、第１の電極２ｂ上に配置される導電性粒子５の量を多くすることができる。従って、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとの導通信頼性も高くなる。
【００４１】
異方性導電ペースト層３Ａを形成した後、異方性導電ペースト層３Ａに光を照射することにより、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を進行させる。異方性導電ペースト層３Ａの硬化を進行させて、異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化する。異方性導電ペースト層３ＡのＢステージ化により、図２（ｂ）に示すように、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ペースト層３Ｂを形成する。
【００４２】
光の照射により異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化させるために、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を適度に進行させるための光照射強度は、例えば、好ましくは０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２程度である。また、異方性導電ペースト層３Ａの硬化を適度に進行させるための光の照射エネルギーは、例えば、好ましくは１〜２０００ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００４３】
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や、波長４２０ｎｍ以下の特定波長に強い発光を有する光源等が挙げられる。波長４２０ｎｍ以下に充分な発光分布を有する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。また、波長４２０ｎｍ以下の特定波長に強い発光を有する光源の具体例としては、ＬＥＤランプ等が挙げられる。なかでもＬＥＤランプが好ましい。ＬＥＤランプは、被照射物自身の発熱が非常に少なく、発熱による異方導電性ペーストの硬化を防ぐことができる。
【００４４】
熱によるＢステージ化、溶剤を含む異方性導電ペーストの溶剤を乾燥させることによるＢステージ化でもよい。
【００４５】
次に、図２（ｃ）に示すように、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層３Ｂの上面３ａに、第２の接続対象部材４を積層する。第１の接続対象部材２の上面２ａの第１の電極２ｂと、第２の接続対象部材４の下面４ａの第２の電極４ｂとが対向するように、第２の接続対象部材４を積層する。
【００４６】
さらに、第２の接続対象部材４の積層の際に、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱することにより、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層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、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱してもよい。第２の接続対象部材４を積層すると共に、又は積層した後、異方性導電ペースト層３Ｂを加熱して硬化させることが好ましい。
【００４７】
異方性導電ペースト層３Ｂを充分に硬化させるための加熱温度は好ましくは１６０℃以上、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００４８】
なお、異方性導電ペースト層３Ａに光を照射せずに、異方性導電ペースト層３ＡをＢステージ化しない場合には、異方性導電ペースト層３Ａの上面３ａに第２の接続対象部材４を積層し、異方性導電ペースト層３Ａに熱を付与して、異方性導電ペースト層３Ａを硬化させればよい。
【００４９】
異方性導電ペースト層３Ｂを硬化させる際に、加圧することが好ましい。加圧によって第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとで導電性粒子５を圧縮することにより、第１，第２の電極２ｂ，４ｂと導電性粒子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。
【００５０】
異方性導電ペースト層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、第１の電極２ｂと第２の電極４ｂとが、導電性粒子５を介して電気的に接続される。このようにして、図１に示す接続構造体１を得ることができる。本実施形態では、光硬化と熱硬化とが併用されているため、異方性導電ペーストを短時間で硬化させることができる。
【００５１】
異方性導電ペーストを用いる場合には、異方性導電フィルムを用いる場合と比較して、導電性粒子が意図しない領域に流動しやすく、導通信頼性が低くなる傾向がある。本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用により、異方性導電ペーストを用いたとしても、導通信頼性を十分に高めることができる。
【００５２】
さらに、接続構造体の作製時に、上記異方性導電ペーストを熱の付与又は光の照射によりＢステージ化した後に、加熱して本硬化させることで、第１の接続対象部材上に配置された異方性導電ペースト層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で過度に流動し難くなる。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されやすくなる。具体的には、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を配置することができ、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より一層抑制できる。このため、接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性をより一層高めることができる。
【００５３】
また、接続構造体の作製時に、上記異方性導電ペーストを光の照射によりＢステージ化した後に、加熱して本硬化させることで、Ｂステージ化された異方性導電ペースト層における硬化状態を容易にかつ精度よく制御できる。このため、第１の接続対象部材上に配置された異方性ペースト層に含まれている導電性粒子が、硬化段階で過度に流動するのをより一層抑制できる。従って、導電性粒子が所定の領域に配置されやすくなる。このため、接続構造体における電極間の絶縁信頼性及び導通信頼性を、更に一層高めることができる。
【００５４】
本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続（ＦＯＧ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続（ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ））、半導体チップとガラス基板との接続（ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ））、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続（ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ））等に使用できる。
【００５５】
本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、ＣＯＧ用途に好適である。本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材と上記第２の接続対象部材として、半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましい。
【００５６】
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、異方性導電ペースト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、本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法により、導電性粒子を電極間に精度よく配置することができることから、半導体チップとガラス基板との電極間を高精度に接続することができ、導通信頼性を高めることができる。
【００５７】
また、本発明に係る異方性導電ペースト及び本発明に係る接続構造体の製造方法は、半導体ウェーハと他の接続対象部材との接続にも好適に用いられる。さらに、半導体チップと他の接続対象部材とが接続された接続構造体を得るために、半導体ウェーハと他の接続対象部材とが接続された積層体（接続構造体でもある）を得るために好適に用いられる。この場合には、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハが用いられる。また、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用いる場合には、本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記硬化物層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記硬化物層と上記第２の接続対象部材との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備えていてもよい。
【００５８】
また、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、上記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、上記第１の接続対象部材と上記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、上記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程が更に備えられていてもよい。
【００５９】
上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである場合には、導電性粒子の濃度ムラが発生しやすいという問題がある。これに対して、本発明に係る異方性導電ペーストにおける特定の上記組成の採用により、特に上記導電性粒子と上記フィラーとの比重が上記関係を満足することにより、上記第１の接続対象部材又は上記第２の接続対象部材が半導体ウェーハであっても、導電性粒子の濃度分布を良好にすることができる。
【００６０】
硬化物層にボイドをより一層生じ難くし、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、上記異方性導電ペーストの２５℃及び１０ｒｐｍでの粘度η１（１０ｒｐｍ）は好ましくは１０Ｐａ・ｓ以上、好ましくは４００Ｐａ・ｓ以下である。
【００６１】
硬化物層にボイドをより一層生じ難くし、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、上記異方性導電ペーストの２５℃及び１ｒｐｍでの粘度η１（１ｒｐｍ）の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度η１（１０ｒｐｍ）に対する比である粘度比は好ましくは１．１以上、好ましくは５以下である。
【００６２】
上記異方性導電ペーストの測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度η２は、好ましくは１Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは１０Ｐａ・ｓ以上、好ましくは１００００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下である。上記最低溶融粘度η２が１Ｐａ・ｓ未満であると、樹脂の流出によりボイドが発生しやすくなる傾向がある。上記最低溶融粘度η１が上記上限以下であると、絶縁信頼性及び導通信頼性をより一層高めることができる。
【００６３】
上記最低溶融粘度は、レオメーターを用いて、最低複素粘度η＊を測定することにより求められる。測定条件は、歪制御１ｒａｄ、周波数１Ｈｚ、昇温速度２０℃／分、測定温度範囲６０〜１５０℃とする。
【００６４】
上記レオメーターとしては、ＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ（ＥＯＬＯＧＩＣＡ社製）等が挙げられる。
【００６５】
上記異方性導電ペーストの上記最低溶融粘度を示す温度での１Ｈｚにおける粘度η２（Ｐａ・ｓ）の最低溶融粘度を示す温度での１０Ｈｚにおける粘度η３（Ｐａ・ｓ）に対する粘度比（η２／η３）は、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上である。上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化物層により一層ボイドが生じ難くなる。上記粘度比（η２／η３）が３以上であると、硬化物層にボイドがかなり生じ難くなる。
【００６６】
さらに、上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化前又は硬化時に上記異方性導電ペーストが意図せずに濡れ拡がるのを抑制でき、接続構造体における汚染を生じ難くすることができる。従って、上記粘度比（η２／η３）が上記下限以上であると、硬化物層におけるボイドの抑制と上記異方性導電ペースト層の流動による汚染の抑制との双方の効果を得ることができる。上記粘度比（η２／η３）の上限は特に限定されないが、上記粘度比（η２／η３）は、８以下であることが好ましい。
【００６７】
本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる異方性導電ペースト及び本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む。該熱硬化性成分は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含有することが好ましい。また、本発明に係る異方性導電ペーストは、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとに加えて、光硬化性成分をさらに含むことが好ましい。該光硬化性成分は、光硬化性化合物と光硬化開始剤とを含むことが好ましい。上記異方性導電ペーストは、硬化性化合物として、熱硬化性化合物を含み、光硬化性化合物をさらに含むことが好ましい。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。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。
【００６８】
以下、上記異方性導電ペーストに含まれる各成分、及び含まれることが好ましい各成分の詳細を説明する。
【００６９】
［熱硬化性化合物］
上記熱硬化性化合物は熱硬化性を有する。上記熱硬化性化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００７０】
上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、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。
【００７１】
上記異方性導電ペーストの硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましく、チイラン基を有する熱硬化性化合物を含むことがより好ましい。エポキシ基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物である。異方性導電ペーストの硬化性を高める観点からは、上記熱硬化性化合物１００重量％中、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、１００重量％以下である。上記熱硬化性化合物の全量が上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物であってもよい。
【００７２】
上記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。
【００７３】
上記エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物は、芳香族環を有することが好ましい。上記芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環及びペリレン環等が挙げられる。なかでも、上記芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましい。また、ナフタレン環は、平面構造を有するためにより一層速やかに硬化させることができるので好ましい。
【００７４】
［光硬化性化合物］
光の照射によって硬化するように、上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物を含むことが好ましい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化（Ｂステージ化）させ、異方性導電ペーストの流動性を低下させることができる。
【００７５】
上記光硬化性化合物としては特に限定されず、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物及び環状エーテル基を有する光硬化性化合物等が挙げられる。
【００７６】
上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物であることが好ましい。（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物の使用により、接続構造体の導通信頼性をより一層高めることができる。得られる接続構造体の導通信頼性を効果的に高める観点からは、上記光硬化性化合物は、（メタ）アクリロイル基を１個又は２個有することが好ましい。
【００７７】
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。
【００７８】
上記（メタ）アクリロイル基を有する光硬化性化合物として、（メタ）アクリル酸と水酸基を有する化合物とを反応させて得られるエステル化合物、（メタ）アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、又はイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリル酸誘導体を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート等が好適に用いられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。上記「（メタ）アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。上記「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
光硬化性化合物を用いる場合には、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。上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜７０：３０で含むことがより好ましく、１０：９０〜５０：５０で含むことが更に好ましい。上記異方性導電ペーストは、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜５０：５０で含むことが特に好ましい。
【００８８】
〔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。
【００８９】
異方性導電ペーストを低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電ペースト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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
上記カチオン硬化剤として、ヨードニウム塩やスルフォニウム塩が好適に用いられる。例えば、上記カチオン硬化剤の市販品としては、三新化学社製のサンエイドＳＩ−４５Ｌ、ＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−１１０Ｌ、ＳＩ−１５０Ｌや、ＡＤＥＫＡ社製のアデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。
【００９４】
好ましいカチオン系硬化剤のアニオン部分としては、ＰＦ６、ＢＦ４、及びＢ（Ｃ６Ｆ５）４が挙げられる。
【００９５】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、更に好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストを充分に熱硬化させることができる。
【００９６】
〔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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物中の上記光硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電ペーストを適度に光硬化させることができる。異方性導電ペーストに光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電ペーストの流動を抑制できる。
【０１００】
〔導電性粒子〕
上記異方性導電ペースト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、又は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。
【０１０１】
電極と導電性粒子との接触面積を大きくし、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有することが好ましい。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、少なくとも外側の導電性の表面が低融点金属層である導電性粒子であることが好ましい。上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の少なくとも外側の表面が、低融点金属層であることがより好ましい。
【０１０２】
上記低融点金属層は、低融点金属を含む層である。該低融点金属とは、融点が４５０℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは３００℃以下、より好ましくは１６０℃以下である。また、上記低融点金属層は錫を含むことが好ましい。低融点金属層に含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。上記低融点金属層における錫の含有量が上記下限以上であると、低融点金属層と電極との接続信頼性がより一層高くなる。なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置（堀場製作所社製「ＩＣＰ−ＡＥＳ」）、又は蛍光Ｘ線分析装置（島津製作所社製「ＥＤＸ−８００ＨＳ」）等を用いて測定可能である。
【０１０３】
導電層の外側の表面が低融点金属層である場合には、低融点金属層が溶融して電極に接合し、低融点金属層が電極間を導通させる。例えば、低融点金属層と電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、少なくとも外側の表面が低融点金属層である導電性粒子の使用により、低融点金属層と電極との接合強度が高くなる結果、低融点金属層と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性が効果的に高くなる。
【０１０４】
上記低融点金属層を構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金は、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金等が挙げられる。なかでも、電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましい。錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。
【０１０５】
また、上記低融点金属層は、はんだ層であることが好ましい。上記はんだ層を構成する材料は特に限定されないが、ＪＩＳ Ｚ３００１：溶剤用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶可材であることが好ましい。上記はんだ層の組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだ層は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ層、又は錫とビスマスとを含むはんだ層であることが好ましい。
【０１０６】
上記低融点金属層と電極との接合強度をより一層高めるために、上記低融点金属層は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。低融点金属と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記低融点金属は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。低融点金属層と電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、低融点金属層１００重量％中、好ましくは０．０００１重量％以上、好ましくは１重量％以下である。
【０１０７】
上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有し、該導電層の外側の表面が低融点金属層（はんだ層など）であり、上記樹脂粒子と上記低融点金属層との間に、上記低融点金属層とは別に第２の導電層を有することが好ましい。この場合に、上記低融点金属層は上記導電層全体の一部であり、上記第２の導電層は上記導電層全体の一部である。
【０１０８】
上記低融点金属層とは別の上記第２の導電層は、金属を含むことが好ましい。該第２の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、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）を用いてもよい。上記金属は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１０９】
上記第２の導電層は、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、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、これらの好ましい導電層の表面には、低融点金属層をより一層容易に形成できる。なお、上記第２の導電層は、はんだ層などの低融点金属層であってもよい。導電性粒子は、複数層の低融点金属層を有していてもよい。
【０１１０】
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、特に好ましくは１０μｍ以下である。熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、導電性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが特に好ましく、１μｍ以上、４μｍ以下であることが最も好ましい。
【０１１１】
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。
【０１１２】
上記樹脂粒子は、実装する基板の電極サイズ又はランド径によって使い分けることができる。
【０１１３】
上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制する観点からは、導電性粒子の平均粒子径Ｃの樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｃ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは３．０以下である。また、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第２の導電層がある場合に、はんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する樹脂粒子の平均粒子径Ａに対する比（Ｂ／Ａ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。さらに、上記樹脂粒子と上記はんだ層との間に上記第２の導電層がある場合に、はんだ層を含む導電性粒子の平均粒子径Ｃのはんだ層を除く導電性粒子部分の平均粒子径Ｂに対する比（Ｃ／Ｂ）は、１．０を超え、好ましくは２．０以下である。上記比（Ｂ／Ａ）が上記範囲内であったり、上記比（Ｃ／Ｂ）が上記範囲内であったりすると、上下の電極間をより一層確実に接続し、かつ横方向に隣接する電極間の短絡をより一層抑制できる。
【０１１４】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。異方性導電ペースト１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、更に好ましくは１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下である。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、１重量％以上、２０重量％以下であることが特に好ましい。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。
【０１１５】
〔フィラー〕
上記異方性導電ペーストはフィラーを含む。上記導電性粒子の比重よりも上記フィラーの比重は大きく、上記フィラーの比重は３以上、６以下である。また、フィラーの使用により、異方性導電ペーストの硬化物の熱線膨張率も抑制される。フィラーの具体例としては、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ボロン、窒化ケイ素、酸化マグネシウム及び炭化ケイ素等が挙げられる。但し、上記フィラーについては、比重を考慮して、適切なフィラーが選択される。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。熱伝導率が高いフィラーを用いると、本硬化時間を短縮することができる。
【０１１６】
上記導電性粒子の平均粒子径（μｍ）をＴとしたときに、上記フィラーの平均粒子径（μｍ）は、好ましくは０．０１Ｔ以上、より好ましくは０．１Ｔ以上、好ましくは２Ｔ以下、より好ましくは０．９Ｔ以下である。上記フィラーの平均粒子径は、上記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０以下であることが特に好ましい。上記導電性粒子の平均粒子径と上記フィラーの平均粒子径とが上記関係を満足すると、絶縁信頼性及び導通信頼性がより一層高くなる。
【０１１７】
上記フィラーの「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。フィラーの平均粒子径は、任意のフィラー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。
【０１１８】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、更に好ましくは１０重量％以上、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下、更に好ましくは５０重量％以下である。異方性導電ペースト１００重量％中、上記フィラーの含有量は、１０重量％以上、５０重量％以下であることが特に好ましい。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。
【０１１９】
〔他の成分〕
上記異方性導電ペーストは、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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
上記異方性導電ペーストは、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電ペースト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。
【０１２２】
熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性をさらに一層高める観点からは、上記異方性導電ペーストは、チクソ付与剤を含むことが好ましい。該チクソ付与剤としては、エラストマー粒子及びシリカ等が挙げられる。該エラストマー粒子としては、ゴム粒子が挙げられる。該ゴム粒子としては、天然ゴム粒子、イソプレンゴム粒子、ブタジエンゴム粒子、スチレンブタジエンゴム粒子、クロロプレンゴム粒子及びアクリロニトリルブタジエンゴム粒子等が挙げられる。上記シリカは、ナノシリカであることが好ましい。上記ナノシリカの平均粒子径は１０００ｎｍ未満である。
【０１２３】
上記異方性導電ペースト１００重量％中、上記チクソ付与剤の含有量は好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下である。上記チクソ付与剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、熱履歴を受けた場合の接続構造体の接続信頼性がより一層高くなる。
【０１２４】
第１，第２の接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記異方性導電ペーストは、接着付与剤を含むことが好ましい。該接着付与剤としては、カップリング剤及び可撓性材料等が挙げられる。
【０１２５】
上記異方性導電ペースト１００重量％中、上記接着付与剤の含有量は好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。上記接着付与剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、第１，第２の接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
【０１２６】
以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１２７】
実施例及び比較例では、以下の成分を用いた。
【０１２８】
［熱硬化性化合物］
下記式（１Ｂ）で表される構造を有するエピスルフィド化合物１Ｂ
【０１２９】
【化１】
【０１３０】
下記式（２Ｂ）で表されるエピスルフィド化合物２Ｂ
【０１３１】
【化２】
【０１３２】
ＥＰＲ−４０３２（ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂、ＡＤＥＫＡ社製）
【０１３３】
［光硬化性化合物］
ＤＰＴＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
４ＨＢＡＧＥ（日本化成社製、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル）
【０１３４】
［熱硬化剤］
ＴＥＰ−２Ｅ４ＭＺ（日本曹達社製、包摂イミダゾール）
【０１３５】
［光硬化開始剤］
イルガキュア８１９（ＢＡＳＦ社製）
【０１３６】
［接着付与剤］
ＫＢＥ−４０３（信越化学工業社製、エポキシ基含有シランカップリング剤）
【０１３７】
［フィラー］
フィラーＡ（ＤＥＮＫＡ社製 窒化ケイ素「ＮＰ−６００」、比重３．１８、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＢ（ＤＥＮＫＡ社製 アルミナ「ＡＳＦＰ−３０」、比重３．９、平均粒子径１．７μｍ）
フィラーＣ（ＤＥＮＫＡ社製 シリカ「ＳＦＰ−３０Ｍ」、比重２．２１、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＤ（河合石灰工業社製 ケイ酸カルシウム「ＣＳＨ」、比重３、平均粒子径１μｍ）
フィラーＥ（白石カルシウム社製 酸化チタン「ＳＴ−３０１」、比重４．７、平均粒子径０．７μｍ）
フィラーＦ（共立マテリアル社製 ジルコニア「ＫＺ−０Ｙ」、比重６、平均粒子径０．２μｍ）
フィラーＧ（テクノライズ社製 酸化セリウム「ＡＵＥＲＰＯＬ ＰＺ１１０」、比重６．８、平均粒子径０．９５μｍ）
【０１３８】
［チクソ付与剤］
ナノシリカＰＭ２０Ｌ（トクヤマ社製）
【０１３９】
［柔軟性粒子］
ＫＷ−８８００（三菱レイヨン社製、コアシェル粒子）
【０１４０】
［導電性粒子］
導電性粒子Ａ〜Ｇはいずれも、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いる導電性粒子である。また、導電性粒子Ａ〜Ｇの比重及び平均粒子径は以下の通りである。
【０１４１】
導電性粒子Ａ（比重２．７６、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１３μｍ）
導電性粒子Ｂ（比重２．５５、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１１μｍ）
導電性粒子Ｃ（比重２．３３、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０９μｍ）
導電性粒子Ｄ（比重２．１６、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０７５μｍ）
導電性粒子Ｅ（比重２．０、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．０６３μｍ）
導電性粒子Ｆ（比重３．０、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１５５μｍ）
導電性粒子Ｇ（比重３．２、平均粒子径３μｍ、ニッケルめっき層の厚み０．１８μｍ）
【０１４２】
（実施例１）
（１）異方性導電ペーストの調製
下記の表１に示す成分を下記の表１に示す配合量で配合して、遊星式攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで５分間攪拌することにより、配合物を得た。得られた配合物を、ナイロン製ろ紙（孔径１０μｍ）を用いてろ過することにより、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。
【０１４３】
（２）接続構造体の作製
ピッチが３０μｍの金バンプが上面に形成された半導体ウェーハ（第１の接続対象部材、バンプ高さ１２μｍ）を用意した。また、電極Ｌ／Ｓ＝１５／１５μｍ、１電極あたりの電極面積が３００μｍ２のアルミ電極が下面に形成されたガラス基板（第２の接続対象部材、電極高さ０．１５μｍ）を用意した。
【０１４４】
上記半導体ウェーハ上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ２０μｍとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。
【０１４５】
なお、実施例１及び後述の実施例２〜１５では、異方性導電ペースト層内で導電性粒子よりもフィラーが先に沈降し、突出した第１の電極間の凹部にフィラーが堆積していた。また、半導体ウェーハの上面の第１の電極間の凹部部分に接触するように、上記フィラーが沈降していた。また、突出した第１の電極間の凹部の領域の大部分を埋めるようにフィラーが配置されており、第１の電極上に導電性粒子が配置されていた。さらに、異方性導電ペースト層全体でフィラーが偏在しており、突出した複数の第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりもフィラーが多く存在していた。
【０１４６】
次に、紫外線照射ランプを用いて、照射エネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ２となるように、異方性導電ペースト層に上方から紫外線を照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Ｂステージ化した。
【０１４７】
ダイシングテープに上記半導体ウェーハをマウントし、ダイサーにより個片化し、半導体チップを得た。
【０１４８】
その後、異方性導電ペースト層の温度が１８５℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、ガラス基板の上方に配置された半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、３ＭＰａの圧力をかけて異方性導電ペースト層を１８０℃で２０秒硬化させ、接続構造体を得た。
【０１４９】
（実施例２）
異方性導電ペーストの調製の際に、フィラーＡをフィラーＢに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５０】
（実施例３）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｂに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５１】
（実施例４）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｃに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５２】
（実施例５）
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Ａを導電性粒子Ｄに変更したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が９．３重量％である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５３】
（実施例６）
ピッチが２０μｍの金バンプが上面に形成された半導体ウェーハ（第１の接続対象部材、バンプ高さ１２μｍ）を用意した。また、電極Ｌ／Ｓ＝１３／７μｍ、１電極あたりの電極面積が２００μｍ２のアルミ電極が下面に形成されたガラス基板（第２の接続対象部材、電極高さ０．１５μｍ）を用意した。この第１，第２の接続対象部材を用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５４】
（実施例７〜１５及び比較例１〜４）
下記の表１，２に示す成分を下記の表１，２に示す配合量で配合したこと以外は実施例１と同様にして、導電性粒子の含有量が下記の表１，２に示す値である異方性導電ペーストを調製した。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。
【０１５５】
（評価）
（１）室温での粘度
Ｅ型粘度測定装置（ＴＯＫＩ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．ＬＴＤ社製、商品名：ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２２、使用ローター：φ１５ｍｍ、温度：２５℃）を用いて、１０ｒｐｍ及び２５℃での異方性導電ペーストの粘度η１（１０ｒｐｍ）を測定した。また、同様に１ｒｐｍ条件下での粘度η１（１ｒｐｍ）を測定し、粘度比（η１（１ｒｐｍ）／η１（１０ｒｐｍ））を求めた。
【０１５６】
（２）上記粘度比（η２／η３）
レオメーター（ＥＯＬＯＧＩＣＡ社製「ＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ」）を用いて、測定条件：歪制御１ｒａｄ、周波数１Ｈｚ、昇温速度２０℃／分、測定温度範囲６０〜１６０℃にて、最低溶融粘度η２及び最低溶融粘度を示す温度を測定した。また、周波数を１０Ｈｚにしたこと以外は上記と同様に粘度測定を行い、上記最低溶融粘度を示す温度での最低溶融粘度η３を測定し、上記粘度比（η２／η３）を求めた。
【０１５７】
（３）接続構造体における硬化物層におけるボイドの有無
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層が硬化した硬化物層にボイドが生じているか否かを、光学顕微鏡により観察した。ボイドの有無を下記の基準で判定した。ボイドが無いと接続信頼性が高くなり、ボイドが少ないほど接続信頼性が高くなる。
【０１５８】
［ボイドの有無の判定基準］
○：ボイド無し
△：僅かにボイドがあるが、電極のＬ／Ｓ、ピッチ以上のボイドはなし
×：隣接する電極間以上のサイズのボイドあり
【０１５９】
（４）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。
【０１６０】
［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
【０１６１】
（５）導通性
得られた接続構造体を用いて、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。
【０１６２】
［導通性の判定基準］
○：全ての箇所で抵抗値が３Ω以下である
△：抵抗値が３Ω以上の箇所が１箇所以上ある
×：全く導通していない箇所が１箇所以上ある
【０１６３】
（６）絶縁性
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。
【０１６４】
［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
【０１６５】
（７）熱履歴を受けた場合の接続信頼性
得られた接続構造体１００個を、−３０℃で５分間保持し、次に１２０℃まで２５分で昇温し、１２０℃で５分間保持した後、−３０℃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。１０００サイクル後に、接続構造体を取り出した。
【０１６６】
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個以上である場合を「×」と判定した。
【０１６７】
（８）耐湿熱試験
得られた接続構造体（１５個）において、８５℃及び８５％ＲＨの条件で１０００時間放置した後、同様に導通性を評価した。上記（５）の導通性の判定基準における結果が「○」である場合を「○」、導通性の判定基準における結果が「△」である場合を「△」、導通性の判定基準における結果が「×」である場合を「×」と判定した。
【０１６８】
結果を下記の表１，２に示す。
【０１６９】
【表１】
【０１７０】
【表２】
【０１７１】
なお、実施例１〜１５の上記（５）導通性の判定結果はいずれも「○」であるが、実施例１〜１０，１２〜１４の上記（５）導通性の評価における抵抗値は、実施例１１，１５の上記（５）導通性の評価における抵抗値よりも低かった。
【符号の説明】
【０１７２】
１…接続構造体
２…第１の接続対象部材
２ａ…上面
２ｂ…第１の電極
３…硬化物層
３ａ…上面
３Ａ…異方性導電ペースト層
３Ｂ…Ｂステージ化された異方性導電ペースト層
４…第２の接続対象部材
４ａ…下面
４ｂ…第２の電極
５…導電性粒子
６…フィラー
Ｘ…凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストであって、
熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含み、
前記導電性粒子の比重よりも、前記フィラーの比重が大きく、
前記フィラーの比重が３以上、６以下である、異方性導電ペースト。
【請求項２】
前記導電性粒子の比重が２以上、３未満である、請求項１に記載の異方性導電ペースト。
【請求項３】
前記導電性粒子の平均粒子径が１μｍ以上、１０μｍ以下であり、
前記フィラーの平均粒子径が前記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０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】
前記第１の接続対象部材又は前記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである、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】
測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度が１００００Ｐａ以下であり、
２５℃及び１ｒｐｍでの粘度の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度に対する比である粘度比が１．１以上、５以下である、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】
異方性導電ペースト１００重量％中、前記フィラーの含有量が１０重量％以上、５０重量％以下であり、かつ前記導電性粒子の含有量が１重量％以上、２０重量％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項７】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材と前記第２の接続対象部材とを接続している硬化物層とを備え、
前記硬化物層が、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を硬化させることにより形成されており、
前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
【請求項８】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して、異方性導電ペースト層を配置する工程と、
前記異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成する工程とを備え、
前記異方性導電ペーストとして、前記導電性粒子の比重よりも前記フィラーの比重が大きく、前記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いる、接続構造体の製造方法。
【請求項９】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、前記第１の接続対象部材の上面の前記第１の電極間の凹部部分に接触するように、前記フィラーを沈降させる、請求項８に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、突出した複数の前記第１の電極間の凹部の少なくとも一部の領域を埋めるように前記フィラーを配置し、前記第１の電極上に前記導電性粒子を配置する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、異方性導電ペースト層全体で前記フィラーが偏在するように、突出した複数の前記第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりも前記フィラーが多く存在するように前記フィラーを配置し、前記第１の電極上に前記導電性粒子を配置する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、
前記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、前記第１の接続対象部材と前記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の接続対象部材又は前記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、
前記硬化物層を形成した後、前記第１の接続対象部材と前記硬化物層と前記第２の接続対象部材との積層体を切断して、前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材との前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続するための異方性導電ペーストであって、
熱硬化性成分と、導電性粒子と、フィラーとを含み、
前記導電性粒子の比重よりも、前記フィラーの比重が大きく、
前記フィラーの比重が３以上、６以下である、異方性導電ペースト。
【請求項２】
前記導電性粒子の比重が２以上、３未満である、請求項１に記載の異方性導電ペースト。
【請求項３】
前記導電性粒子の平均粒子径が１μｍ以上、１０μｍ以下であり、
前記フィラーの平均粒子径が前記導電性粒子の平均粒子径の１／１０以上、９／１０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】
前記第１の接続対象部材又は前記第２の接続対象部材が半導体ウェーハである、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】
測定温度範囲６０〜１５０℃での最低溶融粘度が１００００Ｐａ以下であり、
２５℃及び１ｒｐｍでの粘度の２５℃及び１０ｒｐｍの粘度に対する比である粘度比が１．１以上、５以下である、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】
異方性導電ペースト１００重量％中、前記フィラーの含有量が１０重量％以上、５０重量％以下であり、かつ前記導電性粒子の含有量が１重量％以上、２０重量％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の異方性導電ペースト。
【請求項７】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材と、
複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材と、
前記第１の接続対象部材と前記第２の接続対象部材とを接続している硬化物層とを備え、
前記硬化物層が、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を硬化させることにより形成されており、
前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
【請求項８】
突出した複数の第１の電極を上面に有する第１の接続対象部材上に、熱硬化性成分と導電性粒子とフィラーとを含む異方性導電ペーストを塗布して、異方性導電ペースト層を配置する工程と、
前記異方性導電ペースト層上に、複数の第２の電極を下面に有する第２の接続対象部材を積層する工程と、
前記異方性導電ペースト層を加熱して硬化させ、硬化物層を形成する工程とを備え、
前記異方性導電ペーストとして、前記導電性粒子の比重よりも前記フィラーの比重が大きく、前記フィラーの比重が３以上、６以下である異方性導電ペーストを用いる、接続構造体の製造方法。
【請求項９】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、前記第１の接続対象部材の上面の前記第１の電極間の凹部部分に接触するように、前記フィラーを沈降させる、請求項８に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、突出した複数の前記第１の電極間の凹部の少なくとも一部の領域を埋めるように前記フィラーを配置し、前記第１の電極上に前記導電性粒子を配置する、請求項８又は９に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記異方性導電ペースト層を配置する工程において、異方性導電ペースト層全体で前記フィラーが偏在するように、突出した複数の前記第１の電極間の凹部の領域に該領域を除く他の領域よりも前記フィラーが多く存在するように前記フィラーを配置し、前記第１の電極上に前記導電性粒子を配置する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、
前記異方性導電ペースト層に光を照射又は熱を付与してＢステージ化された異方性導電ペースト層を形成した後、前記第１の接続対象部材と前記Ｂステージ化された異方性導電ペースト層との積層体を切断して、前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の接続対象部材又は前記第２の接続対象部材として半導体ウェーハを用い、
前記硬化物層を形成した後、前記第１の接続対象部材と前記硬化物層と前記第２の接続対象部材との積層体を切断して、前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する工程を更に備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１９９５４４（Ｐ２０１２−１９９５４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３０５２（Ｐ２０１２−５３０５２）
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【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１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【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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