異方性導電材料及び接続構造体
【課題】様々な接続対象部材を接続するために用いられ、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離を抑制できる異方性導電材料、並びに該異方性導電材料を用いた接続構造体を提供する。
【解決手段】本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子１と、硬化性化合物とを含む。導電性粒子１は、基材粒子２と、基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。基材粒子２の圧縮回復率は５０％以下である。異方性導電材料の硬化物の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下、かつ硬化物の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。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る。該接続部が、上記異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【解決手段】本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子１と、硬化性化合物とを含む。導電性粒子１は、基材粒子２と、基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層３とを有する。基材粒子２の圧縮回復率は５０％以下である。異方性導電材料の硬化物の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下、かつ硬化物の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。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る。該接続部が、上記異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、回路基板又は電子部品などの接続対象部材を接続するために用いられる異方性導電材料、並びに該異方性導電材料を用いた接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、及び異方性導電シート等の異方性導電材料が広く知られている。これらの異方性導電材料では、ペースト、インク又は樹脂中に導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献１には、導電性粒子を含む硬化性樹脂組成物により形成された接着剤フィルムであって、硬化後のガラス転移温度が６５〜１１０℃であり、硬化後の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ、硬化後の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である接着剤フィルムが開示されている。
【０００４】
また、上記異方性導電材料に用いられる導電性粒子の一例として、下記の特許文献２には、基材粒子と、該基材粒子の表面に形成された導電層とを有する導電性粒子が開示されている。上記基材粒子を形成するために、ジビニルベンゼン−エチルビニルベンゼン混合物が単量体の一部として用いられている。この導電性粒子は、粒子直径の１０％が変位したときの圧縮弾性率が２．５×１０９Ｎ／ｍ２以下、圧縮変形回復率が３０％以上、かつ、破壊歪みが３０％以上である。
【０００５】
さらに、上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献３には、有機バインダーと導電性粒子とを含み、該導電性粒子１個の加重１ｇｆにおける圧縮率が４０〜８０％の範囲内であり、かつ、復元率が１〜２０％である回路接続材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１００８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１３３０４号公報
【特許文献３】特開２００１−０２８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記異方性導電材料は、例えば、ガラス基板及びプリント基板等の基板の電極間を電気的に接続するために用いられている。
【０００８】
特許文献１〜３に記載のような従来の異方性導電材料では、該異方性導電材料を用いて回路基板又は電子部品などの接続対象部材を接続したときに、異方性導電材料を硬化させた硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離が生じることがある。特に、硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面で剥離が生じやすいという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、様々な接続対象部材を接続するために用いられ、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離を抑制でき、接続信頼性を高めることができる異方性導電材料、並びに該異方性導電材料を用いた接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、導電性粒子と硬化性化合物とを含み、該導電性粒子が、基材粒子と該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、異方性導電材料が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の広い局面によれば、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１の接続対象部材と該第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、該接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、該異方性導電材料が、導電性粒子と硬化性化合物とを含み、該導電性粒子が、基材粒子と該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、上記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の上記導電性粒子の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、接続構造体が提供される。
【００１２】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体のある特定の局面では、上記基材粒子の圧縮回復率は、１５％以下である。
【００１３】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体の他の特定の局面では、上記基材粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である。
【００１４】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、上記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である。
【００１５】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材が上面に第１の電極を有し、上記第２の接続対象部材が下面に第２の電極を有し、該第１の電極と該第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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る異方性導電材料は、基材粒子の表面が導電層により被覆されている導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上であるので、接続対象部材を接続したときに、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離を生じ難くすることができる。
【００１７】
本発明に係る接続構造体では、第１，第２の接続対象部材を接続している接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、該異方性導電材料が、基材粒子の表面が導電層により被覆されている導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、上記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上であるので、接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料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、本発明の第２の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料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６】図６は、一般的な導電性粒子を用いた接続構造体において、空隙が生じた状態を模式的に示す正面断面図である。
【図７】図７は、図５に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接触部分を拡大して示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子と、硬化性化合物とを含む。該導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有する。該基材粒子の圧縮回復率は５０％以下であり、１５％以下であることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。本発明に係る異方性導電材料において、上記硬化性化合物が熱硬化性化合物である場合に、上記弾性率は、好ましくは１９０℃で１０秒間、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物を用いて測定される。これは、一般に、異方性導電材料は、１８０〜２００℃で５〜１５秒間、熱硬化されるためである。
【００２１】
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の接続対象部材と該第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。該接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。本発明に係る接続構造体において用いられる異方性導電材料は、導電性粒子と、硬化性化合物とを含む。該導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有する。該基材粒子の圧縮回復率は５０％以下であり、１５％以下であることが好ましい。上記接続部の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。
【００２２】
ここで、上記弾性率を規定した温度を４０℃と１００℃とに設定したのは、硬化物の特性評価のためには、ガラス転移温度以外の温度で測定する必要があることなどの理由による。
【００２３】
上記構成の採用により、回路基板又は電子部品などの様々な接続対象部材を接続するために用いられた場合に、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離を顕著に抑制できる。特に、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面での剥離を充分に抑制できる。このため、接続構造体の接続信頼性を高くすることができる。特に上記接続対象部材が、半導体チップ、コンデンサもしくはダイオードである電子部品、又はプリント基板、フレキシブルプリント基板もしくはガラス基板である回路基板である場合には、硬化後の硬化物と接続対象部材との界面での剥離を充分に抑制できる。
【００２４】
上記硬化物及び上記接続部の４０℃における弾性率はそれぞれ、好ましくは１２００ＭＰａ以下、より好ましくは１０００ＭＰａ以下、好ましくは３００ＭＰａ以上である。
【００２５】
上記硬化物及び上記接続部の１００℃における弾性率はそれぞれ、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは３０ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以下である。
【００２６】
上記弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）を用いて、−２０℃から２１０℃まで昇温速度５℃／分で、硬化物及び接続部を加熱することにより測定される。
【００２７】
基材粒子の圧縮回復率は、５０％以下である。基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であれば、導電性粒子の圧縮回復率も充分に低くなる。この圧縮回復率を満たす基材粒子の使用により、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面での剥離を抑制できる。この結果、接続構造体の接続信頼性を十分に高くすることができる。
【００２８】
上記硬化物及び上記接続部の弾性率を制御する方法としては、上記弾性率を満たすような硬化性化合物を選択して用いる方法、異方性導電材料中に応力緩和材料を添加する方法する方法等が挙げられる。これら以外の方法を用いてもよい。
【００２９】
以下、導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体の詳細を説明する。
【００３０】
（導電性粒子）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３１】
図１に示す導電性粒子１は、基材粒子２と、基材粒子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、導電層３を表面１ａに有する。導電性粒子１は、基材粒子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。
【００３２】
図２に、本発明の第２の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３３】
図２に示す導電性粒子１１は、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層１２とを有する。導電性粒子１１は、基材粒子２の表面２ａ上に複数の芯物質１３を有する。導電層１２は、芯物質１３を被覆している。芯物質１３を導電層１２が被覆していることにより、導電層１２が複数の突起１２ｂを表面１２ａに有する。突起１２ｂは、導電層１２の外側の表面１２ａに形成されている。芯物質１３により導電層１２の表面１２ａが隆起されており、突起１２ｂが形成されている。
【００３４】
図３に、本発明の第３の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３５】
図３に示す導電性粒子２１は、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層１２とを有する。導電層１２は、突起１２ｂを表面１２ａに有する。導電層１２は、芯物質１３を被覆している。導電層１２の表面１２ａは、絶縁性の樹脂層２２により被覆されている。このように、導電性粒子は、導電層の表面を被覆している絶縁性の樹脂層をさらに有していてもよい。この場合には、複数の導電性粒子２１が接触したときに、複数の導電層１２間に絶縁性の樹脂層２２が存在する。このため、導電性粒子２１を電極間の接続に用いると、隣り合う電極間の短絡を防止できる。導電性粒子２１は導電層１２の表面１２ａに複数の突起１２ｂを有するので、導電性粒子２１を加圧することにより電極間を電気的に接続する際に、導電層１２と電極との間の絶縁性の樹脂層２２を容易に排除できる。
【００３６】
図４に、本発明の第４の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３７】
図４に示す導電性粒子３１では、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層３と、導電層３の表面３ａ上に付着している複数の絶縁粒子３２とを有する。
【００３８】
上記基材粒子としては、樹脂粒子、無機粒子及び有機無機ハイブリッド粒子等が存在する。上記基材粒子は、圧縮回復率が５０％以下であるように適宜選択して用いられる。
【００３９】
上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、上記圧着の際に導電性粒子がより一層変形しやすく、導電性粒子と電極の接触面積を大きくすることができる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。上記樹脂粒子も、圧縮回復率が５０％以下であるように適宜選択して用いられる。
【００４０】
基材粒子の圧縮回復率を低くして、接続信頼性により一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記基材粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子であることが好ましい。上記少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物は、多環式化合物であることが好ましい。このような重合体粒子の使用により、上記基材粒子の圧縮回復率を５０％以下にすることが容易であり、上記基材粒子の圧縮回復率を１５％以下にすることも容易である。また、このような重合体粒子の使用により、導電性粒子の圧縮回復率もかなり低くなる。
【００４１】
上記少なくとも２つの環構造としては、ビシクロ環構造、トリシクロ環構造、スピロ環構造、及びジスピロ環構造が挙げられる。中でも、上記少なくとも２つの環構造は、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であることが好ましい。上記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であると、重合体粒子の圧縮回復率を充分に低くすることができる。このため、上記重合体粒子を用いた導電性粒子を含む異方性導電材料により、２層フレキシブルプリント基板等のプリント基板とガラス基板との電極間を接続すると、導電性粒子の反発力により、異方性導電材料の硬化物が剥離しにくくなる。さらに、導電性粒子が接触した電極に圧痕が形成されやすく、更に導電性粒子の周辺に空隙が生じ難くなる。なお、電極に形成される圧痕は、導電性粒子が電極を押してできた電極の凹部である。上記空隙は、例えば、基板又は電極等の接続対象部材から硬化物層等が界面剥離することにより生じる。上記空隙は発生していないことが好ましい。ただし、導電信頼性に影響を与えない程度に、上記空隙が発生していてもよい。
【００４２】
上記モノマーは、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であれば特に限定されない。上記モノマーとしては、アクリルモノマー、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物及びイソシアネート化合物等が挙げられる。中でも、上記重合体粒子の圧縮回復率を低くすることができるため、アクリルモノマー又はビニルエーテル化合物が好ましい。
【００４３】
上記アクリルモノマーとしては、具体的には、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、１，３−アダマンタンジオールジ（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート及び３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートとを意味する。
【００４４】
上記ビニルエーテル化合物として、具体的には、トリシクロデカンビニルエーテル及びトリシクロデカンモノメチルビニルエーテル等が挙げられる。
【００４５】
上記重合体粒子を得るためのモノマー成分として、上記少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーとともに、該モノマー以外の他のモノマーを用いてもよい。モノマー成分１００重量％中、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーの含有量は、好ましくは５重量％以上、より好ましくは２０重量％以上である。上記他のモノマーとしては、例えば、スチレン及びジビニルベンゼン等が挙げられる。さらに、上記他のモノマーとしては、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチレングリコール（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分１００重量％中、該単官能のアクリルモノマーの含有量は４０〜６０重量％の範囲内であることが好ましい。単官能のアクリルモノマーとして、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート又は３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００４７】
少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である二官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分１００重量％中、該二官能のアクリルモノマーの含有量は２０〜８０重量％の範囲内であることが好ましい。二官能のアクリルモノマーとして、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート又は１，３−アダマンタンジオールジ（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００４８】
上記重合体粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマー（以下、単官能モノマーＡと略記することがある）と、多官能モノマーとを重合させることにより得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡと、多官能モノマーとを含むことが好ましい。上記多官能モノマーとしては、少なくとも２つのビニル基を有する芳香族化合物及び多官能アクリルモノマー等が挙げられる。上記芳香族化合物としては、１，２−ジビニルベンゼン、１，３−ジビニルベンゼン及び１，４−ジビニルベンゼン等が挙げられる。上記芳香族化合物の市販品としては、新日鐵化学社製の「ＤＶＢ９６０」等が挙げられる。上記多官能アクリルモノマーは−（Ｒ−Ｏ）ｎ−単位を有する多官能アクリルモノマーであることが好ましく、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート又はジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、上記Ｒは炭素数１〜９のアルキレン基であり、上記ｎは１以上の整数である。
【００４９】
上記単官能モノマーＡと多官能モノマーとを重合させると、上記単官能モノマーＡのみを重合させた場合に比べて、１０％Ｋ値を比較的高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御
でき、かつ圧縮回復率を高くすることができる。すなわち、上記単官能モノマーＡとともに、架橋剤として多官能モノマーを用いることにより、１０％Ｋ値及び圧縮回復率を制御できる。
【００５０】
上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡ２０〜９０重量％と、多官能モノマー１０〜８０重量％とを含むことが好ましい。この場合には、１０％Ｋ値及び圧縮回復率が好適な値を示す重合体粒子を容易に得ることができる。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡ２０〜８０重量％と、多官能モノマー２０〜８０重量％とを含むことが好ましく、さらに上記単官能モノマーＡ４０〜６０重量％と、多官能モノマー４０〜６０重量％とを含むことがより好ましい。
【００５１】
上記重合体粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である多官能モノマー（以下、多官能モノマーＢと略記することがある）により得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記多官能モノマーＢを含むことが好ましい。上記多官能モノマーＢのみを重合させても、１０％Ｋ値を比較的高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御でき、かつ圧縮回復率を比較的高くすることができる。ただし、上記多官能モノマーＢとともに、他のモノマーを用いてもよい。
【００５２】
上記モノマー成分は、上記多官能モノマーＢを２０重量％以上含むことが好ましい。上記多官能モノマーＢの含有量が２０重量％以上であると、重合体粒子が柔軟になりすぎることなく、１０％Ｋ値を高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーＢと、２つの官能基を有するポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のアクリルモノマーとを併用した場合には、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーＢと、芳香族環及び少なくとも２つの官能基を有するジビニルベンゼン等のビニルモノマーとを併用した場合には、１０％Ｋ値と圧縮回復率とを高くすることができる。上記モノマー成分１００重量％中の上記多官能モノマーＢの含有量は、より好ましくは２０重量％以上、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。上記モノマー成分１００重量％中の上記多官能モノマーＢの含有量は、１００重量％であってもよい。
【００５３】
上記多官能モノマーＢと併用される他のモノマーは、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマーＡであってもよい。上記単官能モノマーＡと上記多官能モノマーＢとの併用により、１０％Ｋ値及び圧縮回復率を好適な範囲に制御できる。
【００５４】
上記重合体粒子を得るための重合方法は特に限定されない。重合方法としては、具体的には、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法等の従来公知の重合方法が挙げられる。
【００５５】
粒度分布が比較的広く、多分散の重合体粒子を得ることができるので、上記懸濁重合法及び乳化重合法は、多品種の粒子径の微粒子を製造する目的に好適である。懸濁重合法及び乳化重合法を用いる場合には、重合により得られた重合体粒子を分級し、所望の粒子径又は粒度分布を有する重合体粒子を選別することが好ましい。
【００５６】
また、分級が不要であり、単分散の重合体粒子を得ることができるので、シード重合法は、特定の粒子経の重合体粒子を大量に製造する目的に好適である。上記シード重合法とは、スチレンポリマー粒子等のシード粒子を、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーで膨潤させ、重合させる方法である。従って、上記重合体粒子を、シード重合法を用いて製造する場合、上記重合体粒子はシード粒子を構成する成分を含んでいてもよい。例えば、シード粒子としてスチレンポリマー粒子を用いると、得られる重合体粒子にスチレンポリマーが含まれることがある。
【００５７】
上記重合に用いられる溶媒は特に限定されない。溶媒は、上記モノマー成分に応じて適宜選択される。上記溶媒としては、例えば、水、アルコール、セロソルブ、ケトン及び酢酸エステル等が挙げられる。これらの溶媒以外の他の溶媒を用いてもよい。上記アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール及びプロパノール等が挙げられる。上記セロソルブの具体例としては、メチルセロソルブ及びエチルセロソルブ等が挙げられる。上記ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン及び２−ブタノン等が挙げられる。上記酢酸エステルの具体例としては、酢酸エチル及び酢酸ブチル等が挙げられる。上記他の溶媒の具体例としては、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は、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。
【００５８】
上記基材粒子の平均粒子径は、０．１〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。基材粒子の平均粒子径は、より好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは１．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは３００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下である。平均粒子径が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗が低くなる。さらに基材粒子の表面に導電層を無電解めっきにより形成する際に凝集し難くなり、凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。平均粒子径が上記上限以下であると、導電性粒子が充分に圧縮されやすく、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００５９】
上記平均粒子径は数平均粒子径を示す。平均粒子径は、例えばコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定できる。
【００６０】
上記基材粒子のＣＶ値（粒度分布の変動係数）は、好ましくは１０％以下、より好ましくは３％以下である。ＣＶ値が上記上限以下であると、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。
【００６１】
上記ＣＶ値は下記式で表される。
【００６２】
ＣＶ値（％）＝（ρ／Ｄｎ）×１００
ρ：基材粒子の直径の標準偏差
Ｄｎ：平均粒子径
【００６３】
上記基材粒子の圧縮回復率は、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下、特に好ましくは１５％以下である。圧縮回復率が上記上限以下であると、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離がより一層生じ難くなる。さらに、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。基材粒子の圧縮回復率は、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上である。
【００６４】
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。
【００６５】
試料台上に基材粒子を散布する。散布された基材粒子１個について、微小圧縮試験機を用いて、基材粒子の中心方向に、反転荷重値（５．００ｍＮ）まで負荷を与える。その後、原点用荷重値（０．４０ｍＮ）まで徐荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は０．３３ｍＮ／秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００６６】
圧縮回復率（％）＝［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１］×１００
Ｌ１：負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
Ｌ２：負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
【００６７】
上記基材粒子の直径が１０％変位したときの圧縮弾性率（１０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の１０％Ｋ値は、より好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下である。基材粒子の直径が２０％変位したときの圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の２０％Ｋ値は、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下、更に好ましくは３９００Ｎ／ｍｍ２以下である。基材粒子の直径が３０％変位したときの圧縮弾性率（３０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の３０％Ｋ値は、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００６８】
基材粒子の圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）が上記下限以上であると、圧縮された際に基材粒子が破壊され難くなる。圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）が上記上限以下であると、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００６９】
上記圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。
【００７０】
微小圧縮試験機を用いて、直径５０μｍのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、及び最大試験荷重１０ｇの条件下で基材粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００７１】
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ２）＝（３／２１／２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：基材粒子が１０％、２０％又は３０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：基材粒子が１０％、２０％又は３０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：基材粒子の半径（ｍｍ）
【００７２】
上記圧縮弾性率は、基材粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、基材粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
【００７３】
上記導電層を形成するための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、鉄、錫、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、カドミウム、ケイ素及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができるので、上記導電層を構成する金属は、ニッケル、銅、パラジウム又は金であることが好ましい。
【００７４】
上記基材粒子の表面に上記導電層を形成する方法は特に限定されない。上記導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっき、電気めっき、又はスパッタリング等の方法が挙げられる。なかでも、基材粒子の表面に上記金属層を形成する方法は、無電解めっきにより形成する方法であることが好ましい。
【００７５】
上記導電層の外側の表面は、金層、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましく
、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましい。さらに、上記導電層は、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層されたパラジウム層とにより形成されていることが好ましい。これらの好ましい導電層が形成されていることにより、導電性粒子により接続された電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、導電層の外側の表面がニッケル層又はパラジウム層である場合には、導電性粒子を電極に接触させる際に、電極表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができる。このため、導電層の表面と電極の表面の金属とが接触しやすくなり、接続抵抗が充分に低くなる。
【００７６】
また、導電層の外側の表面は、ニッケルを含む導電層、パラジウムを含む導電層又は低融点金属を含む導電層であることも好ましい。導電層の外側の表面が、ニッケルを含む導電層又はパラジウムを含む導電層である場合には、電極の表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができ、導電層の外側の表面と電極の表面の金属とが接触しやすくなるため、接続抵抗が十分に低くなる。導電層の外側の表面が、低融点金属を含む導電層である場合には、リフローにより、低融点金属を含む導電層と電極とが点接触ではなく面接触するため、接続抵抗が充分に低くなる。さらに、基材粒子の表面に低融点金属層が形成された導電性粒子を用いて、接続対象部材を電気的に接続した場合に、落下等の衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。
【００７７】
上記導電層は、単層であってもよく、２層以上の積層構造を有していてもよい。上記導電層が２層の積層構造を有する場合の導電層としては、内層／外層が、ニッケル層／金層、ニッケル層／パラジウム層、及び銅層／低融点金属層が挙げられる。
【００７８】
低融点金属層すなわち低融点金属を含む導電層としては、錫を含む導電層、錫と銀とを含む導電層、錫と銅とを含む導電層、錫と銀と銅とを含む導電層及び錫と銀とニッケルとを含む導電層等が挙げられる。低融点金属とは、融点が３００℃以下の金属を示す。また、上記低融点金属を含む導電層に含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上である。
【００７９】
基材粒子の表面を被覆している導電層の外側の表面が、低融点金属層である場合には、導電性粒子に加わる応力を緩和できるので、電極間を容易に接続できる。上記基材粒子を用いた導電性粒子の導電層の外側の表面に、低融点金属層が形成された導電性粒子により、接続対象部材を電気的に接続した場合には、落下等により衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。このため、導電信頼性を高めることができる。
【００８０】
上記導電層の厚みは、５〜７００００ｎｍの範囲内であることが好ましい。導電層の厚みは、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは４００００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは２００ｎｍ以下である。導電層の厚みが上記下限以上であると、充分な導電性が得られる。導電層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電層との熱膨張率の差が小さくなり、導電層が基材粒子から剥離し難くなる。上記導電層が積層構造を有する場合には、上記導電層の厚みは、各導電層の厚みの合計を示す。
【００８１】
導電性粒子の圧縮回復率は、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、更に好ましくは４０％以下、特に好ましくは１５％以下である。圧縮回復率が上記上限以下であると、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離がより一層生じ難くなる。さらに、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。導電性粒子の圧縮回復率は、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上である。導電性粒子の圧縮回復率は、基材粒子の圧縮回復率と同様にして測定可能である。
【００８２】
（異方性導電材料）
本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子と硬化性化合物とを含む。
【００８３】
上記異方性導電材料に含まれている硬化性化合物は特に限定されない。上記硬化性化合物として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。該硬化性化合物は、光硬化性化合物であってもよく、熱硬化性化合物であってもよい。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用してもよい。上記硬化性化合物は、熱硬化性化合物であることが好ましい。上記硬化性化合物は、バインダー樹脂とも呼ばれている。上記硬化性化合物は、１種のみが用いられてもよく、併用されてもよい。
【００８４】
上記硬化性化合物としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、キシレン樹脂及びポリウレタン樹脂等が知られている。上記硬化性化合物は、硬化物及び接続部の弾性率が上述した範囲を満たすように適宜選択されて用いられる。上記硬化性化合物は、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。
【００８５】
上記異方性導電材料は、硬化性化合物を硬化させるために、熱硬化剤又は光硬化開始剤を含むことが好ましい。
【００８６】
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８７】
異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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３０重量部以下、より好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を充分に熱硬化させることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を適度に光硬化させることができる。
【００９６】
上記異方性導電材料は、導電性粒子及び硬化性化合物の他に、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含んでいてもよい。
【００９７】
上記硬化性化合物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。上記硬化性化合物中に導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、硬化性化合物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、硬化性化合物中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに硬化性化合物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。
【００９８】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、又は異方性導電シート等として使用できる。本発明に係る異方性導電材料が、異方性導電フィルム又は異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合には、導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層された異方性導電材料であってもよい。
【００９９】
上記異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は０．１〜１５体積％の範囲内であることが好ましい。上記導電性粒子の含有量は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは１０体積％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡を防止できる。
【０１００】
（接続構造体）
本発明に係る異方性導電材料を用いて、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。
【０１０１】
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、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。該接続部が上記異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。異方性導電材料に含まれている導電性粒子による電気的な接続が容易であるので、上記第１の接続対象部材の上面に第１の電極が設けられており、上記第２の接続対象部材の下面に第２の電極が設けられていることが好ましい。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ことが好ましい。
【０１０２】
上記接続対象部材は、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。
【０１０３】
本発明に係る異方性導電材料は、タッチパネルの用途にも用いることができる。この場合には、上記接続対象部材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板等が挙げられる。
【０１０４】
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、モリブデン電極又は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、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、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、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。
【０１０５】
上記異方性導電材料を用いて、上記金属電極が形成されている接続対象部材を電気的に接続すると、接続抵抗が低くなる。中でも、アルミニウム電極又は銅電極が好ましい。
【０１０６】
図５に、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料を用いた接続構造体の一例を模式的に断面図で示す。
【０１０７】
図５に示す接続構造体５１は、第１の接続対象部材であるガラス基板５２の上面５２ａに、複数の導電性粒子１を含む異方性導電材料を硬化させることにより形成された接続部５３を介して、第２の接続対象部材であるプリント基板５４が接続された構造を有する。ガラス基板５２は上面５２ａに、複数の第１の電極５２ｂを有する。プリント基板５４は下面５４ａに、複数の第２の電極５４ｂを有する。第１の電極５２ｂと第２の電極５４ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子１により接続されている。本実施形態では、プリント基板５４として２層フレキシブルプリント基板が用いられている。ただし、２層フレキシブルプリント基板以外の接続対象部材が用いられてもよい。なお、図１では、プリント基板５４は略図的に示されている。
【０１０８】
第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ間の接続は、通常、ガラス基板５２上に、第１の電極
５２ｂ上に導電性粒子が位置するように異方性導電材料を配置した後、該ガラス基板５２上にプリント基板５４を、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ同士が対向するように重ね合わせ、加圧することにより行われる。加圧により、導電性粒子は圧縮される。
【０１０９】
上記加圧の圧力は９．８×１０４〜４．９×１０６Ｐａ程度である。上記加圧の際に加熱してもよい。上記加熱の温度は、１２０〜２２０℃程度である。
【０１１０】
圧縮回復率が５０％を超える導電性粒子１０１を含む異方性導電材料を用いて、第１，第２の電極１０２，１０３間を接続した場合には、図６に示すように、導電性粒子１０１と第１，第２の電極１０２，１０３との周辺において、圧縮された導電性粒子１０１が形状を回復することにより、空隙Ａが生じやすい。さらに、第１，第２の電極１０２，１０３の導電性粒子１０１が接触した部分に、圧痕が形成されにくい。このため、第１，第２の電極１０２，１０３間の接続抵抗が充分に低くならない。
【０１１１】
これに対し、図７に、図５に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接触部分を拡大して示すように、圧縮回復率が５０％以下である導電性粒子を用いた場合には、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂの導電性粒子１が接触した部分に、圧痕８１が形成されやすい。このため、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ間の接続抵抗を充分に低くすることができる。さらに、上述した空隙Ａが生じるのを抑制できる。さらに、接続部５３（異方性導電材料を硬化させた硬化物）の導電性粒子１を除く部分５３ａと導電性粒子１との界面での剥離を抑制できる。また、導電性粒子１にかえて導電性粒子１１，３１を用いた場合にも、接続部６２，７２（異方性導電材料を硬化させた硬化物）の導電性粒子１１，３１を除く部分６２ａ，７２ａと導電性粒子１１，３１との界面での剥離を抑制できる。
【０１１２】
導電性粒子１１，２１を用いた場合には、導電層１２の表面１２ａに複数の突起１２ｂを有し、かつ特定の基材粒子２が用いられているため、導電性粒子１１，２１と第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂとの接触面積を大きくすることができる。また、１つではなく複数の突起１２ｂが第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂに接触しやすい。従って、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂの表面の酸化被膜及び導電性粒子１１，２１の表面の酸化被膜を充分に排除しやすい。例えば、１つの突起１２ｂにより上記酸化被膜が充分に除去されなかったとしても、他の突起１２ｂにより上記酸化被膜を除去できる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができ、電極間の接続抵抗を低くすることができる。また、導電層１２の表面１２ａを被覆している絶縁性の樹脂層２２を備える導電性粒子２１を用いた場合には、上記加圧による接続の際に、絶縁性の樹脂層２２を充分に排除できる。
【０１１３】
第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂには、複数の突起が接触していることが好ましい。ただし、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂに１つの突起１２ｂのみが接触していてもよい。
【０１１４】
絶縁粒子を有する導電性粒子３１を用いた場合には、導電層３と第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂとの接触面積を大きくすることができ、導通信頼性を高くすることができる。さらに、導電層３と電極５２ｂとの間に絶縁粒子３２がわずかに残存していても、絶縁粒子３２が残留している電極の非接触部分の周辺の電極の接触部分において導通させることができる。このため、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【０１１５】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１１６】
重合体粒子を得るためのモノマー成分として、以下の材料を用意した。
【０１１７】
（少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー）
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート
１，３−アダマンタンジオールジアクリレート
イソボルニルアクリレート
イソボルニルメタクリレート
ジシクロペンテニルアクリレート
ジシクロペンタニルアクリレート
トリシクロデカンビニルエーテル
トリシクロデカンモノメチルビニルエーテル
（少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー以外の他のモノマー）
ジビニルベンゼン（新日鐵化学社製、「ＤＶＢ９６０」）
スチレン
ポリテトラメチレングリコールジアクリレート（共栄社化学製、「ライトアクリレートＰＴＭＧＡ−２５０」）
シクロヘキシルアクリレート
トリエチレングリコールジアクリレート
トリメチロールプロパントリアクリレート
ペンタエリスリトールテトラアクリレート
【０１１８】
（実施例１）
（重合体シード粒子分散液の作製）
セパラブルフラスコにイオン交換水２５００ｇ、スチレン２５０ｇ、オクチルメルカプタン５０ｇ、及び塩化ナトリウム０．５ｇを入れ、窒素雰囲気下で攪拌した。その後、７０℃に加熱し、過酸化カリウム２．５ｇを添加し、２４時間反応を行うことにより、重合体シード粒子を得た。
【０１１９】
得られた重合体シード粒子５ｇと、イオン交換水５００ｇと、ポリビニルアルコール５重量％水溶液１００ｇとを混合し、超音波により分散させた後、セパラブルフラスコに入れて攪拌し、重合体シード粒子分散液を得た。
【０１２０】
（重合体粒子の作製）
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート３８ｇと、ジビニルベンゼン１５２ｇと、過酸化ベンゾイル２．６ｇと、ラウリル硫酸トリエタノールアミン１０ｇと、エタノール１３０ｇとをイオン交換水１０００ｇに加え、攪拌し、乳化液を得た。得られた乳化液を数回に分けて重合体シード粒子分散液に加え、１２時間攪拌した。その後、ポリビニルアルコール５重量％水溶液５００ｇを加え、８５℃の窒素雰囲気下で、９時間反応を行い、重合体粒子を得た。
【０１２１】
（導電性粒子の作製）
得られた重合体粒子を洗浄し、乾燥した後、無電解めっき法により、重合体粒子の表面に、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層された金層とを有する二層構造の金属層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは０．０７μｍであり、金層の厚さは０．０２μｍであった。
【０１２２】
（異方性導電フィルムの作製）
フェノキシ樹脂５０重量部と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学社製「エピコート１００９」）５０重量部と、メチルエチルケトン２００重量部と、マイクロカプセル型硬化剤（旭化成ケミカルズ社製「ＨＸ３９４１ＨＰ」）１５重量部と、シランカップリング剤（東レダウコーニングシリコーン社製「ＳＨ６０４０」）２重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が３体積％となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
【０１２３】
得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに塗布し、７０℃の熱風で５分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは１２μｍであった。
【０１２４】
（接続構造体の作製）
得られた異方性導電フィルムを５ｍｍ×５ｍｍの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するアルミニウム電極（高さ０．２μｍ、Ｌ／Ｓ＝２０μｍ／２０μｍ）が設けられたガラス基板（幅３ｃｍ、長さ３ｃｍ）のアルミニウム電極側のほぼ中央に貼り付けた。次いで、同じアルミニウム電極が設けられた２層フレキシブルプリント基板（幅２ｃｍ、長さ１ｃｍ）を、電極同士が重なるように位置合わせをしてから貼り合わせた。このガラス基板と２層フレキシブルプリント基板との積層体を、１０Ｎ、１８０℃、及び２０秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。なお、ポリイミドフィルムにアルミニウム電極が直接形成されている、２層フレキシブルプリント基板を用いた。
【０１２５】
（実施例２〜１６及び比較例１〜４）
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表１〜２に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子、導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１２６】
（比較例５〜７）
実施例１で得られた導電性粒子を用いた。また、異方性導電フィルムにおける各成分の配合量を変更して硬化物の弾性率を下記の表２に示すように設定したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１２７】
（実施例１７）
実施例１で得られた重合体粒子を用いて、以下の無電解ニッケルめっき工程を行った。
【０１２８】
無電解ニッケルめっき工程：
得られた重合体粒子を、イオン吸着剤の１０重量％溶液により５分間処理し、次に硫酸パラジウム０．０１重量％水溶液に添加した。その後、ジメチルアミンボランを加えて還元処理し、ろ過し、洗浄することにより、パラジウムが付着された重合体粒子を得た。
【０１２９】
次に、イオン交換水５００ｍＬにコハク酸ナトリウムを溶解させたコハク酸ナトリウム１重量％溶液を調製した。この溶液にパラジウムが付着された重合体粒子１０ｇを加え、混合し、スラリーを調製した。スラリーに硫酸を添加し、スラリーのｐＨを５に調整した。
【０１３０】
ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル１０重量％、次亜リン酸ナトリウム１０重量％、水酸化ナトリウム４重量％及びコハク酸ナトリウム２０重量％を含む前期ニッケルめっき溶液を調製した。ｐＨ５に調整された上記スラリーを８０℃に加温した後、スラリーに前期ニッケルめっき溶液を連続的に滴下し、２０分間攪拌することによりめっき反応を進行させた。水素が発生しなくなったことを確認し、めっき反応を終了した。
【０１３１】
次に、硫酸ニッケル２０重量％、ジメチルアミンボラン５重量％及び水酸化ナトリウム５重量％を含む後期ニッケルめっき溶液を調製した。前期ニッケルめっき溶液によるめっき反応を終えた溶液に、後期ニッケルめっき液を連続的に滴下し、１時間攪拌することによりめっき反応を進行させた。このようにして、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。なお、ニッケル層の厚みは０．１μｍであった。
【０１３２】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３３】
（実施例１８）
ニッケル層の厚みが０．０７μｍとなるように調製したこと以外は、実施例１７で得られた導電性粒子を用いて、以下の無電解パラジウムめっき工程を行った。
【０１３４】
無電解パラジウムめっき工程：
得られた導電性粒子１０ｇを、イオン交換水５００ｍＬに添加し、超音波処理機により充分に分散させ、粒子懸濁液を得た。この懸濁液を５０℃で攪拌しながら、硫酸パラジウム０．０２ｍｏｌ／Ｌ、錯化剤としてエチレンジアミン０．０４ｍｏｌ／Ｌ、還元剤として蟻酸ナトリウム０．０６ｍｏｌ／Ｌ及び結晶調整剤を含むｐＨ１０．０の無電解めっき液を徐々に添加し、無電解パラジウムめっきを行った。パラジウム層の厚みが０．０３μｍになった時点で無電解パラジウムめっきを終了した。次に、洗浄し、真空乾燥することにより、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。なお、ニッケル層の厚みは０．０７μｍ、パラジウム層の厚みは０．０３μｍであった。
【０１３５】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３６】
（実施例１９）
実施例１で得られた重合体粒子を実施例５で得られた重合体粒子に変更したこと以外は実施例１７と同様にして、無電解ニッケルめっき工程を行い、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。
【０１３７】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３８】
（実施例２０）
ニッケル層の厚みが０．０７μｍとなるように調製し、実施例１７で得られた導電性粒子を実施例１９で得られた導電性粒子に変更したこと以外は実施例１８と同様にして、無電解パラジウムめっき工程を行い、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。
【０１３９】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１４０】
（実施例２１〜４６及び比較例８〜１１）
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表３〜４に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子、導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１４１】
（評価）
（１）重合体粒子の平均粒子径
得られた重合体粒子の平均粒子径を、コールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。
【０１４２】
（２）重合体粒子のＣＶ値
得られた重合体粒子のＣＶ値をコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。
【０１４３】
（３）重合体粒子の圧縮弾性率
得られた重合体粒子の圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）を、微小圧縮試験機（フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」）を用いて測定した。
【０１４４】
（４）重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率
得られた重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率を、微小圧縮試験機（フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」）を用いて測定した。
【０１４５】
（５）接続抵抗
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を４端子法により測定した。また、接続抵抗を下記の評価基準で評価した。
【０１４６】
〔接続抵抗の評価基準〕
○○：接続抵抗が２．０Ω以下
○：接続抵抗が２．０Ωを超え、３．０Ω以下
△：接続抵抗が３．０Ωを超え、５．０Ω以下
×：接続抵抗が５．０Ωを超える
【０１４７】
（６）電極の観察
微分干渉顕微鏡を用いて、得られた接続構造体のガラス基板側からガラス基板に設けられた電極を観察し、導電性粒子が接触した電極の圧痕の形成の有無を下記の評価基準で評価した。また、金属顕微鏡を用いて、導電性粒子が接触した電極部分における空隙の発生の有無を観察した。なお、電極の圧痕の形成の有無について、電極面積が０．０２ｍｍ２となるように、微分干渉顕微鏡にて観察し、電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕の個数を算出した。任意の１０箇所を微分干渉顕微鏡にて観察し、電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕の個数の平均値を算出した。
【０１４８】
〔圧痕の形成の有無の評価基準〕
○○：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が２５個以上
○：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が２０個以上、２５個未満
△：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が５個以上、２０個未満
×：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が５個未満
【０１４９】
（７）空隙の発生の有無
得られた接続構造体において、硬化物に空隙が生じているか否かを、ガラス基板の下面側から目視により観察した。
【０１５０】
得られた接続構造体は、デイジーチェーン回路が形成されているため、１か所でも電極の断線が生じていると、断線を検出できる。なお、電極は、外表面に向かって、銅層、ニッケル−リン層及び金層が順次形成された電極である。
【０１５１】
〔落下衝撃試験の評価基準〕
○：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、１００回以上
△：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、５０回以上、１００回未満
×：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、５０回未満
【０１５２】
（８）弾性率
実施例及び比較例の接続構造体を得る際の硬化条件で、異方性導電フィルムを硬化させ、硬化物を得た。動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）を用いて、以下の測定条件で硬化物の４０℃及び１００℃における弾性率を測定した。
【０１５３】
４０℃における弾性率と、１００℃における弾性率とを測定した。温度と弾性率との関係を、動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）により以下の測定条件で測定した場合の、指定温度（４０℃及び１００℃）に最も近い温度における弾性率を、４０℃及び１００℃における弾性率として測定した。
【０１５４】
（測定条件）
測定サンプルサイズ（チャック間）：長さ１０ｍｍ、幅１〜１０ｍｍ、厚さ１５〜５０μｍ
測定周波数：１０Ｈｚ
昇温速度：５℃／分
測定温度：−１０〜２１０℃
【０１５５】
（９）剥離の有無
得られた接続構造体の断面を観察して、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離の有無を評価した。
【０１５６】
結果を下記の表１〜４に示す。なお、下記の表において、モノマー成分は、重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分を示す。また、「−」は評価していないことを示す。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
【表２】
【０１５９】
【表３】
【０１６０】
【表４】
【符号の説明】
【０１６１】
１…導電性粒子
１ａ…表面
２…基材粒子
２ａ…表面
３…導電層
３ａ…表面
１１…導電性粒子
１１ａ…表面
１２…導電層
１２ａ…表面
１２ｂ…突起
１３…芯物質
２１…導電性粒子
２２…樹脂層
３１…導電性粒子
３２…絶縁粒子
５１…接続構造体
５２…ガラス基板（第１の接続対象部材）
５２ａ…上面
５２ｂ…第１の電極
５３…接続部
５３ａ…導電性粒子を除く部分
５４…プリント基板（第２の接続対象部材）
５４ａ…下面
５４ｂ…第２の電極
８１…圧痕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、回路基板又は電子部品などの接続対象部材を接続するために用いられる異方性導電材料、並びに該異方性導電材料を用いた接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、及び異方性導電シート等の異方性導電材料が広く知られている。これらの異方性導電材料では、ペースト、インク又は樹脂中に導電性粒子が分散されている。
【０００３】
上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献１には、導電性粒子を含む硬化性樹脂組成物により形成された接着剤フィルムであって、硬化後のガラス転移温度が６５〜１１０℃であり、硬化後の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ、硬化後の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である接着剤フィルムが開示されている。
【０００４】
また、上記異方性導電材料に用いられる導電性粒子の一例として、下記の特許文献２には、基材粒子と、該基材粒子の表面に形成された導電層とを有する導電性粒子が開示されている。上記基材粒子を形成するために、ジビニルベンゼン−エチルビニルベンゼン混合物が単量体の一部として用いられている。この導電性粒子は、粒子直径の１０％が変位したときの圧縮弾性率が２．５×１０９Ｎ／ｍ２以下、圧縮変形回復率が３０％以上、かつ、破壊歪みが３０％以上である。
【０００５】
さらに、上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献３には、有機バインダーと導電性粒子とを含み、該導電性粒子１個の加重１ｇｆにおける圧縮率が４０〜８０％の範囲内であり、かつ、復元率が１〜２０％である回路接続材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１００８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１３３０４号公報
【特許文献３】特開２００１−０２８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記異方性導電材料は、例えば、ガラス基板及びプリント基板等の基板の電極間を電気的に接続するために用いられている。
【０００８】
特許文献１〜３に記載のような従来の異方性導電材料では、該異方性導電材料を用いて回路基板又は電子部品などの接続対象部材を接続したときに、異方性導電材料を硬化させた硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離が生じることがある。特に、硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面で剥離が生じやすいという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、様々な接続対象部材を接続するために用いられ、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離を抑制でき、接続信頼性を高めることができる異方性導電材料、並びに該異方性導電材料を用いた接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、導電性粒子と硬化性化合物とを含み、該導電性粒子が、基材粒子と該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、異方性導電材料が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の広い局面によれば、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１の接続対象部材と該第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、該接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、該異方性導電材料が、導電性粒子と硬化性化合物とを含み、該導電性粒子が、基材粒子と該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、上記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の上記導電性粒子の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、接続構造体が提供される。
【００１２】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体のある特定の局面では、上記基材粒子の圧縮回復率は、１５％以下である。
【００１３】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体の他の特定の局面では、上記基材粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である。
【００１４】
本発明に係る異方性導電材料及び接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、上記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である。
【００１５】
本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第１の接続対象部材が上面に第１の電極を有し、上記第２の接続対象部材が下面に第２の電極を有し、該第１の電極と該第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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る異方性導電材料は、基材粒子の表面が導電層により被覆されている導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上であるので、接続対象部材を接続したときに、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離を生じ難くすることができる。
【００１７】
本発明に係る接続構造体では、第１，第２の接続対象部材を接続している接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、該異方性導電材料が、基材粒子の表面が導電層により被覆されている導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、該基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、上記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上であるので、接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料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、本発明の第２の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料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６】図６は、一般的な導電性粒子を用いた接続構造体において、空隙が生じた状態を模式的に示す正面断面図である。
【図７】図７は、図５に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接触部分を拡大して示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２０】
本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子と、硬化性化合物とを含む。該導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有する。該基材粒子の圧縮回復率は５０％以下であり、１５％以下であることが好ましい。本発明に係る異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下であり、かつ該硬化物の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。本発明に係る異方性導電材料において、上記硬化性化合物が熱硬化性化合物である場合に、上記弾性率は、好ましくは１９０℃で１０秒間、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物を用いて測定される。これは、一般に、異方性導電材料は、１８０〜２００℃で５〜１５秒間、熱硬化されるためである。
【００２１】
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の接続対象部材と該第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。該接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。本発明に係る接続構造体において用いられる異方性導電材料は、導電性粒子と、硬化性化合物とを含む。該導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有する。該基材粒子の圧縮回復率は５０％以下であり、１５％以下であることが好ましい。上記接続部の４０℃における弾性率は１５００ＭＰａ以下であり、かつ上記接続部の１００℃における弾性率は１０ＭＰａ以上である。
【００２２】
ここで、上記弾性率を規定した温度を４０℃と１００℃とに設定したのは、硬化物の特性評価のためには、ガラス転移温度以外の温度で測定する必要があることなどの理由による。
【００２３】
上記構成の採用により、回路基板又は電子部品などの様々な接続対象部材を接続するために用いられた場合に、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離を顕著に抑制できる。特に、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面での剥離を充分に抑制できる。このため、接続構造体の接続信頼性を高くすることができる。特に上記接続対象部材が、半導体チップ、コンデンサもしくはダイオードである電子部品、又はプリント基板、フレキシブルプリント基板もしくはガラス基板である回路基板である場合には、硬化後の硬化物と接続対象部材との界面での剥離を充分に抑制できる。
【００２４】
上記硬化物及び上記接続部の４０℃における弾性率はそれぞれ、好ましくは１２００ＭＰａ以下、より好ましくは１０００ＭＰａ以下、好ましくは３００ＭＰａ以上である。
【００２５】
上記硬化物及び上記接続部の１００℃における弾性率はそれぞれ、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは３０ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以下である。
【００２６】
上記弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）を用いて、−２０℃から２１０℃まで昇温速度５℃／分で、硬化物及び接続部を加熱することにより測定される。
【００２７】
基材粒子の圧縮回復率は、５０％以下である。基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であれば、導電性粒子の圧縮回復率も充分に低くなる。この圧縮回復率を満たす基材粒子の使用により、異方性導電材料を硬化させた後の硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子との界面での剥離を抑制できる。この結果、接続構造体の接続信頼性を十分に高くすることができる。
【００２８】
上記硬化物及び上記接続部の弾性率を制御する方法としては、上記弾性率を満たすような硬化性化合物を選択して用いる方法、異方性導電材料中に応力緩和材料を添加する方法する方法等が挙げられる。これら以外の方法を用いてもよい。
【００２９】
以下、導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体の詳細を説明する。
【００３０】
（導電性粒子）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３１】
図１に示す導電性粒子１は、基材粒子２と、基材粒子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、導電層３を表面１ａに有する。導電性粒子１は、基材粒子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。
【００３２】
図２に、本発明の第２の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３３】
図２に示す導電性粒子１１は、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層１２とを有する。導電性粒子１１は、基材粒子２の表面２ａ上に複数の芯物質１３を有する。導電層１２は、芯物質１３を被覆している。芯物質１３を導電層１２が被覆していることにより、導電層１２が複数の突起１２ｂを表面１２ａに有する。突起１２ｂは、導電層１２の外側の表面１２ａに形成されている。芯物質１３により導電層１２の表面１２ａが隆起されており、突起１２ｂが形成されている。
【００３４】
図３に、本発明の第３の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３５】
図３に示す導電性粒子２１は、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層１２とを有する。導電層１２は、突起１２ｂを表面１２ａに有する。導電層１２は、芯物質１３を被覆している。導電層１２の表面１２ａは、絶縁性の樹脂層２２により被覆されている。このように、導電性粒子は、導電層の表面を被覆している絶縁性の樹脂層をさらに有していてもよい。この場合には、複数の導電性粒子２１が接触したときに、複数の導電層１２間に絶縁性の樹脂層２２が存在する。このため、導電性粒子２１を電極間の接続に用いると、隣り合う電極間の短絡を防止できる。導電性粒子２１は導電層１２の表面１２ａに複数の突起１２ｂを有するので、導電性粒子２１を加圧することにより電極間を電気的に接続する際に、導電層１２と電極との間の絶縁性の樹脂層２２を容易に排除できる。
【００３６】
図４に、本発明の第４の実施形態に係る異方性導電材料に含まれている導電性粒子を断面図で示す。
【００３７】
図４に示す導電性粒子３１では、基材粒子２と、該基材粒子２の表面２ａを被覆している導電層３と、導電層３の表面３ａ上に付着している複数の絶縁粒子３２とを有する。
【００３８】
上記基材粒子としては、樹脂粒子、無機粒子及び有機無機ハイブリッド粒子等が存在する。上記基材粒子は、圧縮回復率が５０％以下であるように適宜選択して用いられる。
【００３９】
上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、上記圧着の際に導電性粒子がより一層変形しやすく、導電性粒子と電極の接触面積を大きくすることができる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。上記樹脂粒子も、圧縮回復率が５０％以下であるように適宜選択して用いられる。
【００４０】
基材粒子の圧縮回復率を低くして、接続信頼性により一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記基材粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子であることが好ましい。上記少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物は、多環式化合物であることが好ましい。このような重合体粒子の使用により、上記基材粒子の圧縮回復率を５０％以下にすることが容易であり、上記基材粒子の圧縮回復率を１５％以下にすることも容易である。また、このような重合体粒子の使用により、導電性粒子の圧縮回復率もかなり低くなる。
【００４１】
上記少なくとも２つの環構造としては、ビシクロ環構造、トリシクロ環構造、スピロ環構造、及びジスピロ環構造が挙げられる。中でも、上記少なくとも２つの環構造は、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であることが好ましい。上記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であると、重合体粒子の圧縮回復率を充分に低くすることができる。このため、上記重合体粒子を用いた導電性粒子を含む異方性導電材料により、２層フレキシブルプリント基板等のプリント基板とガラス基板との電極間を接続すると、導電性粒子の反発力により、異方性導電材料の硬化物が剥離しにくくなる。さらに、導電性粒子が接触した電極に圧痕が形成されやすく、更に導電性粒子の周辺に空隙が生じ難くなる。なお、電極に形成される圧痕は、導電性粒子が電極を押してできた電極の凹部である。上記空隙は、例えば、基板又は電極等の接続対象部材から硬化物層等が界面剥離することにより生じる。上記空隙は発生していないことが好ましい。ただし、導電信頼性に影響を与えない程度に、上記空隙が発生していてもよい。
【００４２】
上記モノマーは、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であれば特に限定されない。上記モノマーとしては、アクリルモノマー、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物及びイソシアネート化合物等が挙げられる。中でも、上記重合体粒子の圧縮回復率を低くすることができるため、アクリルモノマー又はビニルエーテル化合物が好ましい。
【００４３】
上記アクリルモノマーとしては、具体的には、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、１，３−アダマンタンジオールジ（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート及び３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートとを意味する。
【００４４】
上記ビニルエーテル化合物として、具体的には、トリシクロデカンビニルエーテル及びトリシクロデカンモノメチルビニルエーテル等が挙げられる。
【００４５】
上記重合体粒子を得るためのモノマー成分として、上記少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーとともに、該モノマー以外の他のモノマーを用いてもよい。モノマー成分１００重量％中、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーの含有量は、好ましくは５重量％以上、より好ましくは２０重量％以上である。上記他のモノマーとしては、例えば、スチレン及びジビニルベンゼン等が挙げられる。さらに、上記他のモノマーとしては、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチレングリコール（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分１００重量％中、該単官能のアクリルモノマーの含有量は４０〜６０重量％の範囲内であることが好ましい。単官能のアクリルモノマーとして、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート又は３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００４７】
少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である二官能のアクリルモノマーを用いる場合、モノマー成分１００重量％中、該二官能のアクリルモノマーの含有量は２０〜８０重量％の範囲内であることが好ましい。二官能のアクリルモノマーとして、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート又は１，３−アダマンタンジオールジ（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００４８】
上記重合体粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマー（以下、単官能モノマーＡと略記することがある）と、多官能モノマーとを重合させることにより得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡと、多官能モノマーとを含むことが好ましい。上記多官能モノマーとしては、少なくとも２つのビニル基を有する芳香族化合物及び多官能アクリルモノマー等が挙げられる。上記芳香族化合物としては、１，２−ジビニルベンゼン、１，３−ジビニルベンゼン及び１，４−ジビニルベンゼン等が挙げられる。上記芳香族化合物の市販品としては、新日鐵化学社製の「ＤＶＢ９６０」等が挙げられる。上記多官能アクリルモノマーは−（Ｒ−Ｏ）ｎ−単位を有する多官能アクリルモノマーであることが好ましく、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート又はジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、上記Ｒは炭素数１〜９のアルキレン基であり、上記ｎは１以上の整数である。
【００４９】
上記単官能モノマーＡと多官能モノマーとを重合させると、上記単官能モノマーＡのみを重合させた場合に比べて、１０％Ｋ値を比較的高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御
でき、かつ圧縮回復率を高くすることができる。すなわち、上記単官能モノマーＡとともに、架橋剤として多官能モノマーを用いることにより、１０％Ｋ値及び圧縮回復率を制御できる。
【００５０】
上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡ２０〜９０重量％と、多官能モノマー１０〜８０重量％とを含むことが好ましい。この場合には、１０％Ｋ値及び圧縮回復率が好適な値を示す重合体粒子を容易に得ることができる。上記モノマー成分は、上記単官能モノマーＡ２０〜８０重量％と、多官能モノマー２０〜８０重量％とを含むことが好ましく、さらに上記単官能モノマーＡ４０〜６０重量％と、多官能モノマー４０〜６０重量％とを含むことがより好ましい。
【００５１】
上記重合体粒子は、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である多官能モノマー（以下、多官能モノマーＢと略記することがある）により得られた重合体粒子であることが好ましい。上記モノマー成分は、上記多官能モノマーＢを含むことが好ましい。上記多官能モノマーＢのみを重合させても、１０％Ｋ値を比較的高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御でき、かつ圧縮回復率を比較的高くすることができる。ただし、上記多官能モノマーＢとともに、他のモノマーを用いてもよい。
【００５２】
上記モノマー成分は、上記多官能モノマーＢを２０重量％以上含むことが好ましい。上記多官能モノマーＢの含有量が２０重量％以上であると、重合体粒子が柔軟になりすぎることなく、１０％Ｋ値を高くし、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーＢと、２つの官能基を有するポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のアクリルモノマーとを併用した場合には、１０％Ｋ値を好適な範囲に制御できる。また、上記多官能モノマーＢと、芳香族環及び少なくとも２つの官能基を有するジビニルベンゼン等のビニルモノマーとを併用した場合には、１０％Ｋ値と圧縮回復率とを高くすることができる。上記モノマー成分１００重量％中の上記多官能モノマーＢの含有量は、より好ましくは２０重量％以上、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。上記モノマー成分１００重量％中の上記多官能モノマーＢの含有量は、１００重量％であってもよい。
【００５３】
上記多官能モノマーＢと併用される他のモノマーは、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物である単官能モノマーＡであってもよい。上記単官能モノマーＡと上記多官能モノマーＢとの併用により、１０％Ｋ値及び圧縮回復率を好適な範囲に制御できる。
【００５４】
上記重合体粒子を得るための重合方法は特に限定されない。重合方法としては、具体的には、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法等の従来公知の重合方法が挙げられる。
【００５５】
粒度分布が比較的広く、多分散の重合体粒子を得ることができるので、上記懸濁重合法及び乳化重合法は、多品種の粒子径の微粒子を製造する目的に好適である。懸濁重合法及び乳化重合法を用いる場合には、重合により得られた重合体粒子を分級し、所望の粒子径又は粒度分布を有する重合体粒子を選別することが好ましい。
【００５６】
また、分級が不要であり、単分散の重合体粒子を得ることができるので、シード重合法は、特定の粒子経の重合体粒子を大量に製造する目的に好適である。上記シード重合法とは、スチレンポリマー粒子等のシード粒子を、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーで膨潤させ、重合させる方法である。従って、上記重合体粒子を、シード重合法を用いて製造する場合、上記重合体粒子はシード粒子を構成する成分を含んでいてもよい。例えば、シード粒子としてスチレンポリマー粒子を用いると、得られる重合体粒子にスチレンポリマーが含まれることがある。
【００５７】
上記重合に用いられる溶媒は特に限定されない。溶媒は、上記モノマー成分に応じて適宜選択される。上記溶媒としては、例えば、水、アルコール、セロソルブ、ケトン及び酢酸エステル等が挙げられる。これらの溶媒以外の他の溶媒を用いてもよい。上記アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール及びプロパノール等が挙げられる。上記セロソルブの具体例としては、メチルセロソルブ及びエチルセロソルブ等が挙げられる。上記ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン及び２−ブタノン等が挙げられる。上記酢酸エステルの具体例としては、酢酸エチル及び酢酸ブチル等が挙げられる。上記他の溶媒の具体例としては、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は、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。
【００５８】
上記基材粒子の平均粒子径は、０．１〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。基材粒子の平均粒子径は、より好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは１．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは３００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下である。平均粒子径が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗が低くなる。さらに基材粒子の表面に導電層を無電解めっきにより形成する際に凝集し難くなり、凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。平均粒子径が上記上限以下であると、導電性粒子が充分に圧縮されやすく、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００５９】
上記平均粒子径は数平均粒子径を示す。平均粒子径は、例えばコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定できる。
【００６０】
上記基材粒子のＣＶ値（粒度分布の変動係数）は、好ましくは１０％以下、より好ましくは３％以下である。ＣＶ値が上記上限以下であると、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。
【００６１】
上記ＣＶ値は下記式で表される。
【００６２】
ＣＶ値（％）＝（ρ／Ｄｎ）×１００
ρ：基材粒子の直径の標準偏差
Ｄｎ：平均粒子径
【００６３】
上記基材粒子の圧縮回復率は、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下、特に好ましくは１５％以下である。圧縮回復率が上記上限以下であると、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離がより一層生じ難くなる。さらに、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。基材粒子の圧縮回復率は、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上である。
【００６４】
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。
【００６５】
試料台上に基材粒子を散布する。散布された基材粒子１個について、微小圧縮試験機を用いて、基材粒子の中心方向に、反転荷重値（５．００ｍＮ）まで負荷を与える。その後、原点用荷重値（０．４０ｍＮ）まで徐荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は０．３３ｍＮ／秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００６６】
圧縮回復率（％）＝［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１］×１００
Ｌ１：負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
Ｌ２：負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
【００６７】
上記基材粒子の直径が１０％変位したときの圧縮弾性率（１０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の１０％Ｋ値は、より好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下である。基材粒子の直径が２０％変位したときの圧縮弾性率（２０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の２０％Ｋ値は、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下、更に好ましくは３９００Ｎ／ｍｍ２以下である。基材粒子の直径が３０％変位したときの圧縮弾性率（３０％Ｋ値）は、１９６〜６８６０Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。基材粒子の３０％Ｋ値は、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは９８０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４９００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００６８】
基材粒子の圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）が上記下限以上であると、圧縮された際に基材粒子が破壊され難くなる。圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）が上記上限以下であると、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。
【００６９】
上記圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。
【００７０】
微小圧縮試験機を用いて、直径５０μｍのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、及び最大試験荷重１０ｇの条件下で基材粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００７１】
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ２）＝（３／２１／２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：基材粒子が１０％、２０％又は３０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：基材粒子が１０％、２０％又は３０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：基材粒子の半径（ｍｍ）
【００７２】
上記圧縮弾性率は、基材粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、基材粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
【００７３】
上記導電層を形成するための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、鉄、錫、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、カドミウム、ケイ素及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができるので、上記導電層を構成する金属は、ニッケル、銅、パラジウム又は金であることが好ましい。
【００７４】
上記基材粒子の表面に上記導電層を形成する方法は特に限定されない。上記導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっき、電気めっき、又はスパッタリング等の方法が挙げられる。なかでも、基材粒子の表面に上記金属層を形成する方法は、無電解めっきにより形成する方法であることが好ましい。
【００７５】
上記導電層の外側の表面は、金層、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましく
、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましい。さらに、上記導電層は、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層されたパラジウム層とにより形成されていることが好ましい。これらの好ましい導電層が形成されていることにより、導電性粒子により接続された電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、導電層の外側の表面がニッケル層又はパラジウム層である場合には、導電性粒子を電極に接触させる際に、電極表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができる。このため、導電層の表面と電極の表面の金属とが接触しやすくなり、接続抵抗が充分に低くなる。
【００７６】
また、導電層の外側の表面は、ニッケルを含む導電層、パラジウムを含む導電層又は低融点金属を含む導電層であることも好ましい。導電層の外側の表面が、ニッケルを含む導電層又はパラジウムを含む導電層である場合には、電極の表面を覆っている金属の酸化物を容易に取り除くことができ、導電層の外側の表面と電極の表面の金属とが接触しやすくなるため、接続抵抗が十分に低くなる。導電層の外側の表面が、低融点金属を含む導電層である場合には、リフローにより、低融点金属を含む導電層と電極とが点接触ではなく面接触するため、接続抵抗が充分に低くなる。さらに、基材粒子の表面に低融点金属層が形成された導電性粒子を用いて、接続対象部材を電気的に接続した場合に、落下等の衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。
【００７７】
上記導電層は、単層であってもよく、２層以上の積層構造を有していてもよい。上記導電層が２層の積層構造を有する場合の導電層としては、内層／外層が、ニッケル層／金層、ニッケル層／パラジウム層、及び銅層／低融点金属層が挙げられる。
【００７８】
低融点金属層すなわち低融点金属を含む導電層としては、錫を含む導電層、錫と銀とを含む導電層、錫と銅とを含む導電層、錫と銀と銅とを含む導電層及び錫と銀とニッケルとを含む導電層等が挙げられる。低融点金属とは、融点が３００℃以下の金属を示す。また、上記低融点金属を含む導電層に含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上である。
【００７９】
基材粒子の表面を被覆している導電層の外側の表面が、低融点金属層である場合には、導電性粒子に加わる応力を緩和できるので、電極間を容易に接続できる。上記基材粒子を用いた導電性粒子の導電層の外側の表面に、低融点金属層が形成された導電性粒子により、接続対象部材を電気的に接続した場合には、落下等により衝撃が与えられても低融点金属層に亀裂が生じ難くなる。このため、導電信頼性を高めることができる。
【００８０】
上記導電層の厚みは、５〜７００００ｎｍの範囲内であることが好ましい。導電層の厚みは、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは４００００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは２００ｎｍ以下である。導電層の厚みが上記下限以上であると、充分な導電性が得られる。導電層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電層との熱膨張率の差が小さくなり、導電層が基材粒子から剥離し難くなる。上記導電層が積層構造を有する場合には、上記導電層の厚みは、各導電層の厚みの合計を示す。
【００８１】
導電性粒子の圧縮回復率は、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、更に好ましくは４０％以下、特に好ましくは１５％以下である。圧縮回復率が上記上限以下であると、硬化物及び接続部の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面で剥離がより一層生じ難くなる。さらに、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力により、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。導電性粒子の圧縮回復率は、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上である。導電性粒子の圧縮回復率は、基材粒子の圧縮回復率と同様にして測定可能である。
【００８２】
（異方性導電材料）
本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子と硬化性化合物とを含む。
【００８３】
上記異方性導電材料に含まれている硬化性化合物は特に限定されない。上記硬化性化合物として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。該硬化性化合物は、光硬化性化合物であってもよく、熱硬化性化合物であってもよい。光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを併用してもよい。上記硬化性化合物は、熱硬化性化合物であることが好ましい。上記硬化性化合物は、バインダー樹脂とも呼ばれている。上記硬化性化合物は、１種のみが用いられてもよく、併用されてもよい。
【００８４】
上記硬化性化合物としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、キシレン樹脂及びポリウレタン樹脂等が知られている。上記硬化性化合物は、硬化物及び接続部の弾性率が上述した範囲を満たすように適宜選択されて用いられる。上記硬化性化合物は、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。
【００８５】
上記異方性導電材料は、硬化性化合物を硬化させるために、熱硬化剤又は光硬化開始剤を含むことが好ましい。
【００８６】
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００８７】
異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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３０重量部以下、より好ましくは２０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を充分に熱硬化させることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物の１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量は、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を適度に光硬化させることができる。
【００９６】
上記異方性導電材料は、導電性粒子及び硬化性化合物の他に、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含んでいてもよい。
【００９７】
上記硬化性化合物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。上記硬化性化合物中に導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、硬化性化合物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、硬化性化合物中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに硬化性化合物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。
【００９８】
上記異方性導電材料は、異方性導電ペースト、異方性導電インク、異方性導電粘接着剤、異方性導電フィルム、又は異方性導電シート等として使用できる。本発明に係る異方性導電材料が、異方性導電フィルム又は異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合には、導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層された異方性導電材料であってもよい。
【００９９】
上記異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は０．１〜１５体積％の範囲内であることが好ましい。上記導電性粒子の含有量は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは１０体積％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡を防止できる。
【０１００】
（接続構造体）
本発明に係る異方性導電材料を用いて、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。
【０１０１】
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、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。該接続部が上記異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。異方性導電材料に含まれている導電性粒子による電気的な接続が容易であるので、上記第１の接続対象部材の上面に第１の電極が設けられており、上記第２の接続対象部材の下面に第２の電極が設けられていることが好ましい。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ことが好ましい。
【０１０２】
上記接続対象部材は、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。
【０１０３】
本発明に係る異方性導電材料は、タッチパネルの用途にも用いることができる。この場合には、上記接続対象部材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板等が挙げられる。
【０１０４】
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、モリブデン電極又は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、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、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、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。
【０１０５】
上記異方性導電材料を用いて、上記金属電極が形成されている接続対象部材を電気的に接続すると、接続抵抗が低くなる。中でも、アルミニウム電極又は銅電極が好ましい。
【０１０６】
図５に、本発明の第１の実施形態に係る異方性導電材料を用いた接続構造体の一例を模式的に断面図で示す。
【０１０７】
図５に示す接続構造体５１は、第１の接続対象部材であるガラス基板５２の上面５２ａに、複数の導電性粒子１を含む異方性導電材料を硬化させることにより形成された接続部５３を介して、第２の接続対象部材であるプリント基板５４が接続された構造を有する。ガラス基板５２は上面５２ａに、複数の第１の電極５２ｂを有する。プリント基板５４は下面５４ａに、複数の第２の電極５４ｂを有する。第１の電極５２ｂと第２の電極５４ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子１により接続されている。本実施形態では、プリント基板５４として２層フレキシブルプリント基板が用いられている。ただし、２層フレキシブルプリント基板以外の接続対象部材が用いられてもよい。なお、図１では、プリント基板５４は略図的に示されている。
【０１０８】
第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ間の接続は、通常、ガラス基板５２上に、第１の電極
５２ｂ上に導電性粒子が位置するように異方性導電材料を配置した後、該ガラス基板５２上にプリント基板５４を、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ同士が対向するように重ね合わせ、加圧することにより行われる。加圧により、導電性粒子は圧縮される。
【０１０９】
上記加圧の圧力は９．８×１０４〜４．９×１０６Ｐａ程度である。上記加圧の際に加熱してもよい。上記加熱の温度は、１２０〜２２０℃程度である。
【０１１０】
圧縮回復率が５０％を超える導電性粒子１０１を含む異方性導電材料を用いて、第１，第２の電極１０２，１０３間を接続した場合には、図６に示すように、導電性粒子１０１と第１，第２の電極１０２，１０３との周辺において、圧縮された導電性粒子１０１が形状を回復することにより、空隙Ａが生じやすい。さらに、第１，第２の電極１０２，１０３の導電性粒子１０１が接触した部分に、圧痕が形成されにくい。このため、第１，第２の電極１０２，１０３間の接続抵抗が充分に低くならない。
【０１１１】
これに対し、図７に、図５に示す接続構造体の導電性粒子と電極との接触部分を拡大して示すように、圧縮回復率が５０％以下である導電性粒子を用いた場合には、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂの導電性粒子１が接触した部分に、圧痕８１が形成されやすい。このため、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂ間の接続抵抗を充分に低くすることができる。さらに、上述した空隙Ａが生じるのを抑制できる。さらに、接続部５３（異方性導電材料を硬化させた硬化物）の導電性粒子１を除く部分５３ａと導電性粒子１との界面での剥離を抑制できる。また、導電性粒子１にかえて導電性粒子１１，３１を用いた場合にも、接続部６２，７２（異方性導電材料を硬化させた硬化物）の導電性粒子１１，３１を除く部分６２ａ，７２ａと導電性粒子１１，３１との界面での剥離を抑制できる。
【０１１２】
導電性粒子１１，２１を用いた場合には、導電層１２の表面１２ａに複数の突起１２ｂを有し、かつ特定の基材粒子２が用いられているため、導電性粒子１１，２１と第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂとの接触面積を大きくすることができる。また、１つではなく複数の突起１２ｂが第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂに接触しやすい。従って、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂの表面の酸化被膜及び導電性粒子１１，２１の表面の酸化被膜を充分に排除しやすい。例えば、１つの突起１２ｂにより上記酸化被膜が充分に除去されなかったとしても、他の突起１２ｂにより上記酸化被膜を除去できる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができ、電極間の接続抵抗を低くすることができる。また、導電層１２の表面１２ａを被覆している絶縁性の樹脂層２２を備える導電性粒子２１を用いた場合には、上記加圧による接続の際に、絶縁性の樹脂層２２を充分に排除できる。
【０１１３】
第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂには、複数の突起が接触していることが好ましい。ただし、第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂに１つの突起１２ｂのみが接触していてもよい。
【０１１４】
絶縁粒子を有する導電性粒子３１を用いた場合には、導電層３と第１，第２の電極５２ｂ，５４ｂとの接触面積を大きくすることができ、導通信頼性を高くすることができる。さらに、導電層３と電極５２ｂとの間に絶縁粒子３２がわずかに残存していても、絶縁粒子３２が残留している電極の非接触部分の周辺の電極の接触部分において導通させることができる。このため、電極間の接続抵抗を低くすることができる。
【０１１５】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【０１１６】
重合体粒子を得るためのモノマー成分として、以下の材料を用意した。
【０１１７】
（少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー）
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート
１，３−アダマンタンジオールジアクリレート
イソボルニルアクリレート
イソボルニルメタクリレート
ジシクロペンテニルアクリレート
ジシクロペンタニルアクリレート
トリシクロデカンビニルエーテル
トリシクロデカンモノメチルビニルエーテル
（少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマー以外の他のモノマー）
ジビニルベンゼン（新日鐵化学社製、「ＤＶＢ９６０」）
スチレン
ポリテトラメチレングリコールジアクリレート（共栄社化学製、「ライトアクリレートＰＴＭＧＡ−２５０」）
シクロヘキシルアクリレート
トリエチレングリコールジアクリレート
トリメチロールプロパントリアクリレート
ペンタエリスリトールテトラアクリレート
【０１１８】
（実施例１）
（重合体シード粒子分散液の作製）
セパラブルフラスコにイオン交換水２５００ｇ、スチレン２５０ｇ、オクチルメルカプタン５０ｇ、及び塩化ナトリウム０．５ｇを入れ、窒素雰囲気下で攪拌した。その後、７０℃に加熱し、過酸化カリウム２．５ｇを添加し、２４時間反応を行うことにより、重合体シード粒子を得た。
【０１１９】
得られた重合体シード粒子５ｇと、イオン交換水５００ｇと、ポリビニルアルコール５重量％水溶液１００ｇとを混合し、超音波により分散させた後、セパラブルフラスコに入れて攪拌し、重合体シード粒子分散液を得た。
【０１２０】
（重合体粒子の作製）
ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート３８ｇと、ジビニルベンゼン１５２ｇと、過酸化ベンゾイル２．６ｇと、ラウリル硫酸トリエタノールアミン１０ｇと、エタノール１３０ｇとをイオン交換水１０００ｇに加え、攪拌し、乳化液を得た。得られた乳化液を数回に分けて重合体シード粒子分散液に加え、１２時間攪拌した。その後、ポリビニルアルコール５重量％水溶液５００ｇを加え、８５℃の窒素雰囲気下で、９時間反応を行い、重合体粒子を得た。
【０１２１】
（導電性粒子の作製）
得られた重合体粒子を洗浄し、乾燥した後、無電解めっき法により、重合体粒子の表面に、ニッケル層と、該ニッケル層の表面に積層された金層とを有する二層構造の金属層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは０．０７μｍであり、金層の厚さは０．０２μｍであった。
【０１２２】
（異方性導電フィルムの作製）
フェノキシ樹脂５０重量部と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学社製「エピコート１００９」）５０重量部と、メチルエチルケトン２００重量部と、マイクロカプセル型硬化剤（旭化成ケミカルズ社製「ＨＸ３９４１ＨＰ」）１５重量部と、シランカップリング剤（東レダウコーニングシリコーン社製「ＳＨ６０４０」）２重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が３体積％となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
【０１２３】
得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに塗布し、７０℃の熱風で５分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは１２μｍであった。
【０１２４】
（接続構造体の作製）
得られた異方性導電フィルムを５ｍｍ×５ｍｍの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するアルミニウム電極（高さ０．２μｍ、Ｌ／Ｓ＝２０μｍ／２０μｍ）が設けられたガラス基板（幅３ｃｍ、長さ３ｃｍ）のアルミニウム電極側のほぼ中央に貼り付けた。次いで、同じアルミニウム電極が設けられた２層フレキシブルプリント基板（幅２ｃｍ、長さ１ｃｍ）を、電極同士が重なるように位置合わせをしてから貼り合わせた。このガラス基板と２層フレキシブルプリント基板との積層体を、１０Ｎ、１８０℃、及び２０秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。なお、ポリイミドフィルムにアルミニウム電極が直接形成されている、２層フレキシブルプリント基板を用いた。
【０１２５】
（実施例２〜１６及び比較例１〜４）
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表１〜２に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子、導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１２６】
（比較例５〜７）
実施例１で得られた導電性粒子を用いた。また、異方性導電フィルムにおける各成分の配合量を変更して硬化物の弾性率を下記の表２に示すように設定したこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１２７】
（実施例１７）
実施例１で得られた重合体粒子を用いて、以下の無電解ニッケルめっき工程を行った。
【０１２８】
無電解ニッケルめっき工程：
得られた重合体粒子を、イオン吸着剤の１０重量％溶液により５分間処理し、次に硫酸パラジウム０．０１重量％水溶液に添加した。その後、ジメチルアミンボランを加えて還元処理し、ろ過し、洗浄することにより、パラジウムが付着された重合体粒子を得た。
【０１２９】
次に、イオン交換水５００ｍＬにコハク酸ナトリウムを溶解させたコハク酸ナトリウム１重量％溶液を調製した。この溶液にパラジウムが付着された重合体粒子１０ｇを加え、混合し、スラリーを調製した。スラリーに硫酸を添加し、スラリーのｐＨを５に調整した。
【０１３０】
ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル１０重量％、次亜リン酸ナトリウム１０重量％、水酸化ナトリウム４重量％及びコハク酸ナトリウム２０重量％を含む前期ニッケルめっき溶液を調製した。ｐＨ５に調整された上記スラリーを８０℃に加温した後、スラリーに前期ニッケルめっき溶液を連続的に滴下し、２０分間攪拌することによりめっき反応を進行させた。水素が発生しなくなったことを確認し、めっき反応を終了した。
【０１３１】
次に、硫酸ニッケル２０重量％、ジメチルアミンボラン５重量％及び水酸化ナトリウム５重量％を含む後期ニッケルめっき溶液を調製した。前期ニッケルめっき溶液によるめっき反応を終えた溶液に、後期ニッケルめっき液を連続的に滴下し、１時間攪拌することによりめっき反応を進行させた。このようにして、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。なお、ニッケル層の厚みは０．１μｍであった。
【０１３２】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３３】
（実施例１８）
ニッケル層の厚みが０．０７μｍとなるように調製したこと以外は、実施例１７で得られた導電性粒子を用いて、以下の無電解パラジウムめっき工程を行った。
【０１３４】
無電解パラジウムめっき工程：
得られた導電性粒子１０ｇを、イオン交換水５００ｍＬに添加し、超音波処理機により充分に分散させ、粒子懸濁液を得た。この懸濁液を５０℃で攪拌しながら、硫酸パラジウム０．０２ｍｏｌ／Ｌ、錯化剤としてエチレンジアミン０．０４ｍｏｌ／Ｌ、還元剤として蟻酸ナトリウム０．０６ｍｏｌ／Ｌ及び結晶調整剤を含むｐＨ１０．０の無電解めっき液を徐々に添加し、無電解パラジウムめっきを行った。パラジウム層の厚みが０．０３μｍになった時点で無電解パラジウムめっきを終了した。次に、洗浄し、真空乾燥することにより、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。なお、ニッケル層の厚みは０．０７μｍ、パラジウム層の厚みは０．０３μｍであった。
【０１３５】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３６】
（実施例１９）
実施例１で得られた重合体粒子を実施例５で得られた重合体粒子に変更したこと以外は実施例１７と同様にして、無電解ニッケルめっき工程を行い、重合体粒子の表面にニッケル層を形成し、導電性粒子を得た。
【０１３７】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１３８】
（実施例２０）
ニッケル層の厚みが０．０７μｍとなるように調製し、実施例１７で得られた導電性粒子を実施例１９で得られた導電性粒子に変更したこと以外は実施例１８と同様にして、無電解パラジウムめっき工程を行い、ニッケル層の表面にパラジウム層が積層された導電性粒子を得た。
【０１３９】
得られた導電性粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１４０】
（実施例２１〜４６及び比較例８〜１１）
重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分の種類及びその配合量を、下記の表３〜４に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、重合体シード粒子分散液、重合体粒子、導電性粒子、異方性導電フィルム及び接続構造体を作製した。
【０１４１】
（評価）
（１）重合体粒子の平均粒子径
得られた重合体粒子の平均粒子径を、コールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。
【０１４２】
（２）重合体粒子のＣＶ値
得られた重合体粒子のＣＶ値をコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。
【０１４３】
（３）重合体粒子の圧縮弾性率
得られた重合体粒子の圧縮弾性率（１０％Ｋ値、２０％Ｋ値及び３０％Ｋ値）を、微小圧縮試験機（フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」）を用いて測定した。
【０１４４】
（４）重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率
得られた重合体粒子及び導電性粒子の圧縮回復率を、微小圧縮試験機（フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」）を用いて測定した。
【０１４５】
（５）接続抵抗
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を４端子法により測定した。また、接続抵抗を下記の評価基準で評価した。
【０１４６】
〔接続抵抗の評価基準〕
○○：接続抵抗が２．０Ω以下
○：接続抵抗が２．０Ωを超え、３．０Ω以下
△：接続抵抗が３．０Ωを超え、５．０Ω以下
×：接続抵抗が５．０Ωを超える
【０１４７】
（６）電極の観察
微分干渉顕微鏡を用いて、得られた接続構造体のガラス基板側からガラス基板に設けられた電極を観察し、導電性粒子が接触した電極の圧痕の形成の有無を下記の評価基準で評価した。また、金属顕微鏡を用いて、導電性粒子が接触した電極部分における空隙の発生の有無を観察した。なお、電極の圧痕の形成の有無について、電極面積が０．０２ｍｍ２となるように、微分干渉顕微鏡にて観察し、電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕の個数を算出した。任意の１０箇所を微分干渉顕微鏡にて観察し、電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕の個数の平均値を算出した。
【０１４８】
〔圧痕の形成の有無の評価基準〕
○○：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が２５個以上
○：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が２０個以上、２５個未満
△：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が５個以上、２０個未満
×：電極０．０２ｍｍ２あたりの圧痕が５個未満
【０１４９】
（７）空隙の発生の有無
得られた接続構造体において、硬化物に空隙が生じているか否かを、ガラス基板の下面側から目視により観察した。
【０１５０】
得られた接続構造体は、デイジーチェーン回路が形成されているため、１か所でも電極の断線が生じていると、断線を検出できる。なお、電極は、外表面に向かって、銅層、ニッケル−リン層及び金層が順次形成された電極である。
【０１５１】
〔落下衝撃試験の評価基準〕
○：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、１００回以上
△：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、５０回以上、１００回未満
×：１５個のシリコンチップの全てにおいて、電極が断線する落下回数が、５０回未満
【０１５２】
（８）弾性率
実施例及び比較例の接続構造体を得る際の硬化条件で、異方性導電フィルムを硬化させ、硬化物を得た。動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）を用いて、以下の測定条件で硬化物の４０℃及び１００℃における弾性率を測定した。
【０１５３】
４０℃における弾性率と、１００℃における弾性率とを測定した。温度と弾性率との関係を、動的粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ３）により以下の測定条件で測定した場合の、指定温度（４０℃及び１００℃）に最も近い温度における弾性率を、４０℃及び１００℃における弾性率として測定した。
【０１５４】
（測定条件）
測定サンプルサイズ（チャック間）：長さ１０ｍｍ、幅１〜１０ｍｍ、厚さ１５〜５０μｍ
測定周波数：１０Ｈｚ
昇温速度：５℃／分
測定温度：−１０〜２１０℃
【０１５５】
（９）剥離の有無
得られた接続構造体の断面を観察して、硬化後の硬化物の導電性粒子を除く部分と導電性粒子及び接続対象部材との界面での剥離の有無を評価した。
【０１５６】
結果を下記の表１〜４に示す。なお、下記の表において、モノマー成分は、重合体粒子の作製の際に用いたモノマー成分を示す。また、「−」は評価していないことを示す。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
【表２】
【０１５９】
【表３】
【０１６０】
【表４】
【符号の説明】
【０１６１】
１…導電性粒子
１ａ…表面
２…基材粒子
２ａ…表面
３…導電層
３ａ…表面
１１…導電性粒子
１１ａ…表面
１２…導電層
１２ａ…表面
１２ｂ…突起
１３…芯物質
２１…導電性粒子
２２…樹脂層
３１…導電性粒子
３２…絶縁粒子
５１…接続構造体
５２…ガラス基板（第１の接続対象部材）
５２ａ…上面
５２ｂ…第１の電極
５３…接続部
５３ａ…導電性粒子を除く部分
５４…プリント基板（第２の接続対象部材）
５４ａ…下面
５４ｂ…第２の電極
８１…圧痕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、
前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、
前記基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、
異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ前記硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、異方性導電材料。
【請求項２】
前記基材粒子の圧縮回復率が１５％以下である、請求項１に記載の異方性導電材料。
【請求項３】
前記基材粒子が、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、請求項１又は２に記載の異方性導電材料。
【請求項４】
前記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、
前記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である、請求項３に記載の異方性導電材料。
【請求項５】
第１の接続対象部材と、
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接続部とを備え、
前記接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、
前記異方性導電材料が、導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、
前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、
前記基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、
前記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ前記接続部の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、接続構造体。
【請求項６】
前記基材粒子の圧縮回復率が１５％以下である、請求項５に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記基材粒子が、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、請求項５又は６に記載の接続構造体。
【請求項８】
前記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、
前記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である、請求項７に記載の接続構造体。
【請求項９】
前記第１の接続対象部材が上面に第１の電極を有し、前記第２の接続対象部材が下面に第２の電極を有し、
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、請求項５〜８のいずれか１項に記載の接続構造体。
【請求項１】
導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、
前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、
前記基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、
異方性導電材料を硬化させた後の硬化物の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ前記硬化物の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、異方性導電材料。
【請求項２】
前記基材粒子の圧縮回復率が１５％以下である、請求項１に記載の異方性導電材料。
【請求項３】
前記基材粒子が、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、請求項１又は２に記載の異方性導電材料。
【請求項４】
前記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、
前記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である、請求項３に記載の異方性導電材料。
【請求項５】
第１の接続対象部材と、
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接続部とを備え、
前記接続部が、異方性導電材料を硬化させることにより形成されており、
前記異方性導電材料が、導電性粒子と、硬化性化合物とを含み、
前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有し、
前記基材粒子の圧縮回復率が５０％以下であり、
前記接続部の４０℃における弾性率が１５００ＭＰａ以下であり、かつ前記接続部の１００℃における弾性率が１０ＭＰａ以上である、接続構造体。
【請求項６】
前記基材粒子の圧縮回復率が１５％以下である、請求項５に記載の接続構造体。
【請求項７】
前記基材粒子が、少なくとも２つの環構造を有する脂環式化合物であるモノマーを重合させることにより得られた重合体粒子である、請求項５又は６に記載の接続構造体。
【請求項８】
前記少なくとも２つの環構造が、ビシクロ環構造又はトリシクロ環構造であり、
前記モノマーがアクリルモノマー又はビニルエーテル化合物である、請求項７に記載の接続構造体。
【請求項９】
前記第１の接続対象部材が上面に第１の電極を有し、前記第２の接続対象部材が下面に第２の電極を有し、
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、請求項５〜８のいずれか１項に記載の接続構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０９０９７（Ｐ２０１２−２０９０９７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３１１２（Ｐ２０１１−７３１１２）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【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２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【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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