JP2013030485A - 導電粒子、回路接続材料及び接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の十分な導電性とを高水準で両立することができ、かつ良好な絶縁性と良好な導電性とを長期間にわたって維持することが可能である接続信頼性に十分に優れる回路接続材料に適した導電粒子を提供すること。
【解決手段】融点または軟化点がＴ_１（℃）の材料を主成分とするコア１２と、コア１２の表面を被覆する、融点がＴ_２（℃）の低融点金属を主成分とする導電層１４と、該導電層１４の表面を被覆する、軟化点がＴ_３（℃）の樹脂組成物からなる絶縁層１６と、を備えており、Ｔ_１、Ｔ_２及びＴ_３が下記式（１）を満たし、Ｔ_２が１３０〜２５０℃である導電粒子を提供する。
Ｔ_１＞Ｔ_２＞Ｔ_３ （１）
【選択図】図１

Description

本発明は、導電粒子、該導電粒子を含有する回路接続材料、及び当該回路接続材料を用いた接続構造体に関する。

電子部品の小型化・薄型化に伴い、電子部品に用いられる電極は高密度化・高精細化している。対向配置された第１の電極と第２の電極とを接続する回路接続材料として、異方導電性接着剤又は異方導電性フィルムが用いられている。このような異方導電性フィルムとしては、複数の導電粒子（例えば、Ｎｉ等の金属粒子）及び接着剤組成物からなる回路接続材料をフィルム状に形成したものが挙げられる。

対向配置された第１の電極と第２の電極とは、以下の方法で接続される。まず、第１の電極と第２の電極とを互いに対向配置された状態で、第１の電極と第２の電極との間に異方導電性フィルムを介在させる。その後、第１及び第２の電極と異方導電性フィルムとからなる構造体を加熱すると共に対向する方向に加圧する。この際、異方導電性フィルムが硬化することにより、第１の電極と第２の電極とは互いに接着固定される。これによって、隣り合う第１及び第２の電極間の絶縁性を維持しつつ対向配置された第１の電極と第２の電極とを電気的に接続させる。

上述の接続方法において、対向配置された第１の電極と第２の電極との間の電気的導通は、主として異方導電性フィルム中の導電粒子が第１及び第２の電極に接触することによって得られる。しかしながら、このような接続では、融点の高い金属同士の接触によって導通を得ているため、接触抵抗が大きく、また、長期間の接続信頼性が不足していた。

そこで、接触抵抗を低減する試みとして、例えば基材の表面に異なる金属層を複数設けるとともに、最外層として低融点のインジウム、錫、錫−鉛合金を主成分として用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この場合、加熱により導電粒子の最外層が融解して、融解した低融点金属が第１及び第２の電極と金属接合するため、対向配置された第１の電極と第２の電極との間の接続抵抗を下げることができる。

特開２００２−１７０４２７号公報 特許第３５４２６１１号公報

しかしながら、上記特許文献１、２のような導電粒子を用いた場合、表面の低融点金属は溶融状態において表面張力が非常に大きいため、加熱及び加圧して電極同士を接続する際に、隣接する導電粒子同士が互いに接触して融合し易くなってしまう。その結果、隣り合う電極が導通して短絡（ショート）してしまう傾向がある。かかる傾向は、隣り合う第１の電極間及び第２の電極間が狭ピッチ化するほど顕著になる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の十分な導電性とを高水準で両立することができ、かつ良好な絶縁性と良好な導電性とを長期間にわたって維持することが可能である接続信頼性に十分に優れる回路接続材料、及び当該回路接続材料に用いられる導電粒子を提供することを目的とする。また、上記特徴を有する回路接続材料を用いることによって、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の導電性とが十分に向上され、接続信頼性に十分優れる接続構造体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、融点または軟化点がＴ_１（℃）の材料を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆する、融点がＴ_２（℃）の低融点金属を主成分とする導電層と、該導電層の表面を被覆する、軟化点がＴ_３（℃）の樹脂組成物からなる絶縁層と、を備えており、Ｔ_１、Ｔ_２及びＴ_３が下記式（１）を満たす導電粒子を提供する。
Ｔ_１＞Ｔ_２＞Ｔ_３ （１）

本発明における導電粒子は、低融点金属を主成分とする導電層の表面が更に絶縁層で被覆されている。よって、酸化雰囲気に曝されることによる表面の不動態膜の形成が十分に抑制されている。このような導電粒子が加熱されると、まず、表面の絶縁層を構成する樹脂組成物の軟化点Ｔ_３で、その絶縁層が軟化して流動性を示すようになる。絶縁層が流動するに伴い、導電粒子の表面に低融点金属を主成分とする導電層が露出する。更に加熱して昇温すると、低融点金属の融点Ｔ_２で導電層が溶融する。導電粒子の導電層には、不動態膜が形成されていないため、導電層は層内部だけでなくその表面も円滑に溶融する。このため、例えば回路接続材料として用いられた場合に、絶縁層を最外層に有しない導電粒子よりも、電極などの金属材料とより十分に密着させることが可能になる。

一方、最外層に絶縁層を有しない従来の導電粒子では、低融点金属が概して耐酸化性に劣る材料であるため、低融点金属を主成分とする導電層は容易に酸化される。そうすると、酸化された導電層の表面はいわゆる不動態膜を形成して安定化すると考えられる。そのような導電層を最外層に有する導電粒子では、加熱しても、不動態膜よりも内側の層内部にある酸化されていない低融点金属が溶融するだけであり、表面の安定化した不動態膜は溶融し難い。このため、例えば回路接続材料として用いられた場合に、電極と十分に密着できないと考えられる。

本発明において、導電粒子の導電層の主成分である低融点金属の融点Ｔ_２は１３０℃〜２５０℃である。

これによって、導電粒子を加熱した場合に導電層を円滑に溶融させることができ、例えば回路接続材料として用いられた場合に、接続構造体の接続信頼性を一層向上させることができる。なお、融点Ｔ_２が１３０℃未満の場合、例えば上限１２５℃以上の耐温度サイクル試験において、低融点金属が溶融するため、得られる接続構造体の十分優れた接続信頼性及び十分優れた機械的強度が損なわれる傾向がある。一方、融点Ｔ_２が２５０℃を超える場合、電極の接続時に、低融点金属が十分に融解せず、得られる接続構造体の優れた導電性及び接続信頼性が損なわれる傾向がある。

また、本発明では、互いに対向する第１の電極と第２の電極とを接続するための回路接続材料であって、接着剤組成物と、該接着剤組成物中に分散されている上記導電粒子と、を有する回路接続材料を提供する。

このような回路接続材料は、上記特徴を有する導電粒子を含有していることから、接続構造体の回路接続部として用いられた場合に、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の十分な導電性とを高水準で両立することができ、かつ良好な絶縁性と良好な導電性とを長期間にわたって維持することができる。

なお、本発明の回路接続材料における導電粒子は、最外層に低融点金属よりも、通常、表面張力が小さい樹脂組成物を主成分とする絶縁層を有するので、加熱して電極を接合する際に、接着剤組成物中における導電粒子同士の融合を十分に抑制することができる。たとえ隣接する粒子同士が接触したとしても、最外層に絶縁層を有するので電気的に導通されることはない。このため、同一基板上で隣接する電極間の絶縁性を高水準で維持することができる。なお、電極接続時の加圧の際に、絶縁層は溶融または軟化した状態にあるが、加圧方向とは垂直な方向に隣接する導電粒子同士の間には加圧による外力は直接作用しないので、絶縁層を突き破って内側の導電層同士が接触及び融合する可能性は極めて低いと考えられる。

ちなみに、電極接続時の加圧による外力は、対向配置された第１及び第２の電極間に挟まれた導電粒子に対して、溶融または軟化した状態にある絶縁層を流動または排除するように作用し、さらに溶融した導電層を第１または第２の電極に押し付ける力として作用する。しかしながら、本発明の導電粒子には、高い融点または軟化点Ｔ_１の材料を主成分とするコアが存在するため、外力によって押し潰されて低融点金属成分が周囲に飛散する可能性は極めて低くなっている。

本発明の回路接続材料は、接着剤組成物が熱可塑性樹脂を含有しており、接着剤組成物の軟化点をＴ_４としたときに、下記式（２）を満足することが好ましい。
Ｔ_１＞Ｔ_２＞Ｔ_３＞Ｔ_４ （２）

このような回路接続材料は、対向配置された電極の接続時において、低い軟化点Ｔ_４を有する接着剤組成物が十分な流動性を有する。このため、加熱・加圧によって、対向配置された電極と導電粒子とに十分な圧力が加わり、接続安定性を一層向上させることができる。また、導電粒子の絶縁層は、Ｔ_４よりも高い軟化点Ｔ_３を有する樹脂組成物を主成分としているため、流動しているときに導電粒子同士が互いに接触しても融着し難く、さらに対向配置された電極間の接続に関与しない導電粒子の絶縁層は、Ｔ_４よりも高い軟化点Ｔ_３を有する樹脂組成物を主成分としているため、電極に接触しない導電粒子の導電層がむき出しになり難く、導電粒子の導電層同士の接触によるショートの発生を一層確実に防止することができる。

本発明の回路接続材料は、接着剤組成物が熱硬化性樹脂を含有しており、接着剤組成物は、加熱によって流動性を有するものであり、第１の電極及び第２の電極と低融点金属成分を主成分とする導電層とが接合してから硬化するものであることが好ましい。

すなわち、回路接続材料を構成する接着剤組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合、加熱によって粘度が低下して流動性を有し、さらに加熱を続けることによって硬化反応が進行して増粘し固形になることが望ましい。加熱・加圧によって回路接続材料の温度が上昇すると次に説明する通り接続構造を形成することができる。すなわち、接着剤組成物が流動性を示し、導電粒子が第１及び第２の電極に挟まれる。次いで導電粒子の絶縁層が軟化して低融点金属が露出する。次いで低融点金属が溶融して第１及び第２の電極と金属接合を形成する。次いで接着剤組成物の粘度が増加して硬化する。また、対向配置された電極間の接続に関与しない導電粒子の絶縁層は、軟化点Ｔ_３よりも高い温度になっても圧力が加わらないため導電粒子の導電層がむき出しになり難く、導電粒子の導電層同士の接触によるショートの発生を確実に防止することができる。

本発明において、導電粒子の含有量は、回路接続材料全体の１〜１０質量％であることが好ましい。

導電粒子の含有量が回路接続材料全体の１〜１０質量％である回路接続材料を用いることによって、対向配置された電極同士の接続抵抗を一層十分に小さくするとともに、同一基板上で隣接する電極同士の絶縁性を一層十分に維持することができる。

回路接続材料は、フィルム状に形成されていることが好ましい。かかる形状を有する回路接続材料は、対向配置された回路電極の接続する工程を極めて容易に行うことができる。

本発明ではまた、第１の基板の主面上に第１の回路電極が形成された第１の回路部材と、第２の基板の主面上に第２の回路電極が形成され、第２の回路電極と第１の回路電極とが対向するように配置された第２の回路部材と、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、第１の回路部材と第２の回路部材とを接続する回路接続部と、を備える接続構造体であって、回路接続部が、上述の回路接続材料の硬化物を含み、第１の回路電極と第２の回路電極とが導電粒子の導電層に含まれる低融点金属を介して電気的に接続されている接続構造体を提供する。

このような接続構造体は、回路接続部に上述の特徴を有する回路接続材料を硬化させた硬化物を有するため、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の十分な導電性とを高水準で両立することができ、かつ良好な絶縁性と良好な導電性とを長期間にわたって維持することができる。

本発明によれば、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の十分な導電性とを高水準で両立することができ、かつ良好な絶縁性と良好な導電性とを長期間にわたって維持可能な接続信頼性に十分に優れる回路接続材料を提供することができる。また、このような回路接続材料に用いるのに適した導電粒子を提供することができる。さらに、上記特徴を有する導電粒子を含有する回路接続材料を用いることによって、同一基板上で隣り合う電極間の十分な絶縁性と対向配置された電極間の導電性とが十分に向上され、接続信頼性に十分優れる接続構造体を提供することができる。

本発明の回路接続材料の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の導電粒子の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の接続構造体の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の接続構造体の製造方法の一例を模式的に示す工程断面図である。 本発明の接続構造体の一例である半導体装置を模式的に示す断面図である。

（回路接続材料）
図１は、本発明の回路接続材料の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。図１の回路接続材料５０は、フィルム状の形状を有する。かかる形状を有する回路接続材料は、裂ける、割れる、又はべたつく等の問題が生じにくく、取り扱いが容易である。フィルム状の回路接続材料５０は、絶縁部である接着剤組成物５２と、接着剤組成物５２中に分散された導電粒子１０とを有する。

フィルム状の回路接続材料５０は、例えば、接着剤組成物を溶媒に溶解させ、導電粒子１０が分散したものを支持体（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等）上に通常の塗工装置を用いて塗布し、接着剤組成物が硬化しない温度で所定時間熱風乾燥することにより作製することができる。

フィルム状の回路接続材料５０の厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。フィルム状の回路接続材料５０の厚さが１０μｍ以上であると、対向する回路部材間に十分な量の回路接続材料を充填でき、同一基板上で隣接する電極間の絶縁性を一層十分に維持できる傾向がある。また、該厚さが５０μｍ以下であると、接続時において、対向配置された電極間の接着剤組成物を十分に排除することができ、対向する電極間の導通の確保が容易になる傾向がある。

回路接続材料５０の総質量に対する導電粒子１０の含有量は、１〜１０質量％であることが好ましい。当該含有割合が１質量％以上であると、接続構造体形成後の対向する電極間の導電性が一層向上する傾向にある。一方、当該含有割合が１０質量％以下であると、同一基板上に隣接する回路電極間の絶縁性を一層向上できる傾向がある。

導電粒子１０の平均粒径は、１〜１０μｍであることが好ましい。導電粒子１０の平均粒径が１μｍ以上であると、電極表面の凹凸や、電極間の高さばらつきを吸収することによって一層良好な接続状態を得やすい傾向にある。一方、導電粒子１０の平均粒径が１０μｍ以下であると、電極間が狭ピッチになっても同一基板上で隣接する電極同士がショートしにくい傾向にある。

導電粒子１０は、互いに、同一の形状、同一の寸法及び同一の材料からなる複数のものが混合されてもよく、異なる形状、異なる寸法、異なる材料からなる複数のものが混合されてもよい。本実施形態において、導電粒子１０に、例えば従来の導電粒子等を組み合わせて接着剤組成物５２中に分散させてもよい。従来の導電粒子としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、半田等の金属やカーボン等からなるものが挙げられる。また、非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等を上記金属等の導電物質で被覆したものも従来の導電粒子として使用できる。このとき、被覆する金属層の厚さは、十分な導電性を得るために０．１μｍ以上であることが好ましい。

回路接続材料５０の接着剤組成物５２は、例えばラジカル重合性化合物及びラジカル重合開始材を含有する。

回路接続材料の形態は特に制限されず、例えば、上記接着剤組成物５２における各成分にトルエン、酢酸エチル等の有機溶媒を添加して導電粒子１０を分散させたペースト状であってもよい。

（導電粒子）
図２は、本発明の導電粒子の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。図２の導電粒子１０は、コア１２と、そのコアの表面１２ａを被覆する導電層１４と、その導電層１４の表面１４ａを被覆する絶縁層１６とを備える。導電粒子１０の形状は特に限定されず、例えばほぼ球状であってもよい。このような導電粒子１０は、回路接続材料用の導電粒子として好適に用いられる。

本明細書における「導電粒子」は、その粒子の状態では導電性を示さなくてもよく、表面の絶縁層が溶融または軟化することにより導電性を示すものであればよい。

導電層１４は、融点Ｔ_２の低融点金属を主成分とするものである。コア１２は、導電層１４を構成する低融点金属の融点Ｔ_２よりも高い融点Ｔ_１ｍまたは軟化点Ｔ_１ｓを有する材料を主成分とするものである。

コア１２の主成分である材料の融点Ｔ_１ｍ及び軟化点Ｔ_１ｓの両方が、低融点金属の融点Ｔ_２よりも高い温度であることが好ましい。なお、本明細書において、Ｔ_１は、融点Ｔ_１ｍまたは軟化点Ｔ_１ｓを示す。コア１２の主成分である材料が明確な融点を示さないもの（非晶質など）である場合、上記（１）式におけるＴ_１は軟化点を示す。また、絶縁層１６を構成する樹脂組成物は、融点Ｔ_２よりも低い軟化点Ｔ_３を有する。

導電粒子１０は、導電層１４の表面１４ａが絶縁層１６で被覆されているので、導電粒子１０が酸化雰囲気に曝されても、その表面１４ａに不動態膜が形成されることが十分に抑制されている。このため、対向する電極同士を接続する際の加熱時に、絶縁層１６の軟化、流動による導電層１４の露出に続いて、低融点金属の融点Ｔ_２付近で導電層１４が溶融する。このとき、導電層１４は層内部だけでなくその表面１４ａも容易に溶融するため、導電粒子１０を電極に十分に密着させることが可能となる。

導電粒子１０の導電層１４は、電気導電性を示すものである。導電層１４の主成分である低融点金属は、１３０〜２５０℃の融点Ｔ_２を有するものが好ましい。このような低融点金属としては、例えば各種の共晶合金、非共晶低融点合金または単独金属が挙げられる。具体的には、Ｐｂ８２．６−Ｃｄ１７．４（融点２４８℃）、Ｐｂ８５−Ａｕ１５（融点２１５℃）、Ｂｉ９７−Ｎａ３（融点２１８℃）、Ｂｉ５７−Ｓｎ４３（融点１３９℃）、Ｓｎ（融点２３２℃）、Ｉｎ９７．２−Ｚｎ２．８（融点１４４℃）、Ｉｎ（融点１５７℃）などが挙げられる。

低融点金属の融点Ｔ_２は、１５０〜２００℃であることがより好ましい。これによって、後述する絶縁層の樹脂組成物及び接着剤組成物の材質の選択の自由度を高めつつ、対向配置された回路部材の接続時の加熱温度を低くすることができる。したがって、接続構造体の熱的影響を低減することができる。

導電層１４の厚さは、０．１〜１μｍであることが好ましい。導電層１４の厚さが０．１μｍ以上であると、例えば導電層１４の溶融した低融点金属と電極などの導電部材との接合面積または接触面積を一層拡大することができる傾向にある。一方、導電層１４の厚さが１μｍ以下であると、例えば、導電粒子１０を用いて狭ピッチの電極同士を接続しても、同一基板上で隣接する電極間の短絡を一層確実に抑制できる傾向にある。

導電層１４の厚さが０．１μｍ未満であると、導電粒子１０と接続すべき電極との接触面積が小さいため、接続抵抗を十分低減する効果が得られ難い傾向がある。一方、導電層１４の厚さが１μｍを超える場合、例えば、この導電粒子１０を用いて狭ピッチの電極同士を接続すると、導電層が加圧方向と直交する方向に過剰に広がり易いので、同一基板上で隣接する電極間の短絡が増加する傾向にある。

なお、導電粒子１０を構成する各層の厚さは、導電粒子１０の中心を通る平面で切断したときの各層の平均厚さとして求めることができる。この厚みは、例えば走査型電子顕微鏡等によって確認することができる。

コア１２は、導電層１４の主成分である低融点金属の融点Ｔ_２よりも高い融点Ｔ_１ｍ及び／又は軟化点Ｔ_１ｓを有する材料を主成分とする。Ｔ_１ｍとしては、Ｔ_２＋２０〜Ｔ_２＋２０００℃であることが好ましい。また、Ｔ_１ｓとしては、Ｔ_２＋２０〜Ｔ_２＋２０００℃であることが好ましい。コア１２の材料としては、絶縁性材料であっても、導電性材料であってもよく、絶縁性材料及び導電性材料の両方を含むものであってもよい。絶縁性材料としては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びシリコーンゴム等の各種ゴム、ポリスチレン及びエポキシ樹脂等の各種プラスチック、デンプン及びセルロース等の天然物が挙げられる。コア１２の主成分として絶縁性材料を用いることにより、導電粒子１０と接着剤組成物５２との密度差を小さくすることができる。これによって、接着剤組成物５２中への導電粒子１０の分散性を一層良好にすることができる。

一方、コア１２の主成分として導電性材料を用いることにより、コア１２も電流を通すことが可能となるので、導電粒子１０全体の導電性を一層向上することができる。好ましい導電性材料としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、半田等の金属やカーボン等が挙げられる。融点Ｔ_１ｍ及び軟化点Ｔ_１ｓの少なくとも一方が上記低融点金属の融点Ｔ_２よりも高い非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等を、上記金属等の金属層で被覆したものをコア１２として使用することもできる。このとき、非導電性の材料を被覆する金属層の厚さは、十分な導電性を得る観点から０．１μｍ以上であることが好ましい。

なお、本明細書における「軟化点」とは、ビカット軟化温度又はガラス転移温度をいう。ビカット軟化温度は、加熱浴槽中に規定された寸法の試験片を据え、中央部に一定の断面積の端面を押し当てた状態で浴槽の温度を上昇させ、試験片に端面が一定の深さまで食い込んだ時の温度である（ＪＩＳ Ｋ７２０６）。ガラス転移温度は、動的粘弾性測定によって測定した損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度である。

コア１２の形状は、導電粒子１０を構成できない形状でなければ特に限定されず、例えばほぼ球状であってもよい。

絶縁層１６を構成する樹脂組成物は、導電層１４を構成する低融点金属の融点Ｔ_２よりも低い軟化点Ｔ_３を有するものであれば特に限定されない。このような樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂及び／又はホットメルト性樹脂を含有することが好ましい。また、熱軟化性又は融点を有するホットメルト接着剤のベースポリマー又はエラストマー類も好ましく用いることができる。このような樹脂として、例えば、ポリエチレン、エチレン共重合体ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリル酸エステル系ゴム、ポリビニルアセタール、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン、フェノキシ、固形エポキシ樹脂、ポリウレタン等が挙げられ、その他、テルペン樹脂やロジン等の天然及び合成樹脂、ＥＤＴＡ等のキレート剤も挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

絶縁層１６の樹脂組成物の軟化点Ｔ_３は、１３０〜２５０℃であることが好ましい。

絶縁層１６の厚さは、０．０１〜０．５μｍであることが好ましい。絶縁層１６の厚さが０．０１μｍ以上であると、加圧方向（電極が対向する方向）と直交する方向に配置される複数の導電粒子１０間において、導電層１４の溶融した低融点金属同士の接合を一層抑制することができる。一方、絶縁層１６の厚さが０．５μｍ以下であると、導電粒子１０の絶縁層１６が押圧される際に、小さい圧力でも導電粒子１０の押圧された部分に導電層１４の表面１４ａが露出されるので、対向する電極間の導電性を一層向上させることができる。

（接着剤組成物）
本実施形態の回路接続材料５０に含有される接着剤組成物５２は、ラジカル重合性化合物及びラジカル重合開始剤を含有する。

ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物、マレイミド化合物、シトラコンイミド化合物、ナジイミド化合物等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。また、ラジカル重合性化合物は、モノマー、又はオリゴマーのいずれの状態でも使用することができ、モノマーとオリゴマーとを組み合わせて使用してもよい。

（メタ）アクリレート化合物としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、エテレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエ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、テトラメチレングリコールテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートトリシクロデカニル（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタン（メタ）アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキシド変性ジアクリレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。上記（メタ）アクリレート化合物をラジカル重合させることで、（メタ）アクリル樹脂が得られる。

マレイミド化合物は、マレイミド基を少なくとも１個有する化合物である。マレイミド化合物としては、フェニルマレイミド、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−マレイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

シトラコンイミド化合物は、シトラコンイミド基を少なくとも１個有する化合物である。シトラコンイミド化合物としては、フェニルシトラコンイミド、１−メチル−２，４−ビスシトラコンイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスシトラコンイミド、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

ナジイミド化合物は、ナジイミド基を少なくとも１個有する化合物である。ナジイミド化合物としては、フェニルナジイミド、１−メチル−２，４−ビスナジイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスナジイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスナジイミド、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−ナジイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−ナジイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

また、ラジカル重合性化合物としては、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を使用してもよい。

リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、金属等の無機物質に対する接着剤組成物の接着力を向上させる観点から、好ましく用いられる。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物の使用量は、接着剤組成物５２の全固形分１００質量部に対して、０．１〜３０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましく、０．５〜５質量部がさらに好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、無水リン酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとの反応生成物として得られる。具体的には、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート（リン酸エステルジメタクリレート）等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。

ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリレート化合物とリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。このような組合せを用いた場合、（メタ）アクリレート化合物、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて、接着剤組成物の接着強度をより向上させることができる。

ラジカル重合開始剤としては、光照射及び／又は加熱によりラジカルを発生する化合物であれば特に制限はない。かかるラジカル重合開始剤としては、１５０〜７５０ｎｍの光照射及び／又は８０〜２００℃の加熱によりラジカルを発生する化合物が好ましく、具体的には、過酸化物、アゾ化合物等が好ましい。これらは、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適宜選択される。

過酸化物としては、高反応性及び保存安定性の点から、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物のうち、半減期１０時間の温度（すなわち、半減期が１０時間となる温度）が４０℃以上、かつ半減期１分間の温度（すなわち、半減期が１分間となる温度）が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の温度が５０℃以上、かつ半減期１分間の温度が１７０℃以下の有機過酸化物がより好ましい。なお、接続時間を１０秒間以下とする場合、一層十分な反応率を得る観点から、ラジカル重合開始剤の配合量は、接着剤組成物５２の固形分全量を基準として、１〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％が特に好ましい。

有機過酸化物としては、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等が挙げられる。中でも、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドは、塩素イオンや有機酸の含有量が、通常５０００ｐｐｍ以下に低減されている。このため、加熱分解後に発生する有機酸が少なく、回路部材の電極の腐食を抑えることができるので特に好ましく用いられる。

ジアシルパーオキサイドとしては、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。

パーオキシジカーボネートとしては、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。

パーオキシエステルとしては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。

パーオキシケタールとしては、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。

ジアルキルパーオキサイドとしては、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。

ハイドロパーオキサイドとしては、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

シリルパーオキサイドとしては、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジメチルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジビニルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）ビニルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジアリルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）アリルシリルパーオキサイド等が挙げられる。

これらのラジカル重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができ、さらに分解促進剤、抑制剤等を組み合わせて用いてもよい。

また、これらのラジカル重合開始剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長できるので、好ましく用いることができる。また、加熱又は光照射によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤のほかに、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。なお、回路部材の電極の腐食を抑えるため、ラジカル重合開始剤中に含有される塩素イオンや有機酸の濃度は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。さらに、加熱分解後に発生する有機酸が少ないラジカル重合開始剤がより好ましい。また、接着剤組成物の硬化後の安定性が向上することから、室温及び常圧下で２４時間の開放放置後に２０質量％以上の質量保持率を有することが好ましい。

また、必要に応じて、接着剤組成物５２は、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲で含有してもよい。

接着剤組成物５２は、ラジカル重合性化合物以外の熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、ハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常のエポキシ樹脂の硬化剤として使用されているものが使用できる。具体的には、アミン類、フェノール類、酸無水物類、イミダゾール類、ジシアンジアミド等が挙げられる。さらに、硬化促進剤として通常使用されている３級アミン類、有機リン系化合物を適宜使用してもよい。

また、エポキシ樹脂を反応させる方法として、上記硬化剤を使用する以外に、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等を使用して、カチオン重合させてもよい。

接着剤組成物５２は、熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレン、エチレン共重合体ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリル酸エステル系ゴム、ポリビニルアセタール、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。熱可塑性樹脂の種類や配合割合の調整によって、接着剤組成物５２の軟化点Ｔ_４を調整することができる。

接着剤組成物５２は、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付与するため、高分子化合物を含有してもよい。高分子化合物としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

接着剤組成物５２に含まれる高分子化合物は、１０，０００〜１０，０００，０００の分子量を有するものが好ましい。また、高分子化合物は、回路接続材料の耐熱性を向上させる観点から、ラジカル重合性の官能基で変成されていることが好ましい。さらに、これらの高分子化合物は、カルボキシル基を含んでいてもよい。接着剤組成物５２における上記高分子化合物の含有量は、接着剤組成物５２の固形分全量を基準として、２〜８０質量％であることが好ましく、５〜７０質量％であることがより好ましく、１０〜６０質量％であることがさらに好ましい。高分子化合物の含有量が、２質量％以上であると、応力緩和や接着力を一層向上することができる傾向にある。一方、高分子化合物の含有量が８０質量％以下であると接着剤組成物の流動性の低下を一層十分に抑制することができる傾向にある。

接着剤組成物５２は、適宜充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃剤、カップリング剤を含んでいてもよい。

以上説明した接着剤組成物５２においては、ラジカル重合性化合物１００質量部に対して、ラジカル重合開始剤を０．５〜３０質量部含有することが好ましく、１．０〜１０質量部含有することがより好ましい。ラジカル重合開始剤の含有量を０．５質量部以上とすると、硬化反応が十分に進行し、硬化が一層十分になる傾向にある。一方、ラジカル重合開始剤の含有量を３０質量部以下とすると、接着剤組成物が一層優れる保存安定性を有する傾向にある。

なお、本実施形態において、接着剤組成物５２の軟化点Ｔ_４は、上記式（２）を充足することが好ましい。接着剤組成物５２の軟化点Ｔ_４が、導電粒子１０の絶縁層１６の軟化点Ｔ_３よりも低ければ、対向配置された回路部材同士を接続する際に、接着剤組成物が容易に流動するため、対向する電極同士を容易に電気的に接続させることができる。接着剤組成物５２の軟化点Ｔ_４としては、接続時における接着剤組成物５２の良好な流動性と回路接続材料の形態安定性を両立する観点から、１３０〜１５０℃であることが好ましい。

（回路部材の接続構造体）
図３は、本発明の接続構造体の好適な一実施形態を模式的に示す断面図である。図３に示される接続構造体２４は、第１の回路基板２１の主面２１ａ上に複数の第１の電極２２が形成された第１の回路部材２０と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に複数の第２の電極３２が形成された第２の回路部材３０と、回路基板２１の主面２１ａと回路基板３１の主面３１ａとの間に設けられた回路接続部２６とを備える。なお、回路基板２１の主面２１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。また、回路基板３１の主面３１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。

回路部材２０及び３０としては、電気的接続を必要とする電極が形成されているものであれば特に制限はない。具体的には、液晶ディスプレイに用いられるＩＴＯ等で電極が形成されたガラス又はプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板、半導体シリコンチップ等が挙げられる。これらは必要に応じて組み合わせて使用することができる。このように、本実施形態では、プリント配線板やポリイミド等の有機物からなる材質をはじめ、銅、アルミニウム等の金属やＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ_ｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等の無機材質のように多種多様な表面状態を有する回路部材を用いることができる。

回路接続部２６は、回路電極２２、３２を対向させた状態で回路部材２０と回路部材３０とを接続しており、上述の回路接続材料の硬化物を含有する。すなわち、回路接続部２６は、コア１２と、導電層１４を構成していた、低融点金属を主成分とする材料からなる低融点金属部１１４と、絶縁層１６を構成していた樹脂組成物の硬化物からなる絶縁樹脂部１１６と、接着剤組成物の硬化物からなる絶縁部１１と、導電粒子１０とを備える。

第１の電極２２と第２の電極３２とは、低融点金属部１１４を介して電気的及び機械的に接続されている。低融点金属部１１４は、導電層１４が溶融した後に電極２２及び電極３２に接合して固化したものである。このため、低融点金属部１１４は、電極２２及び電極３２と密着している。よって、電極２２と電極３２との間の接続抵抗が十分に低減されると共に、電極２２と電極３２とを強固に固定することができる。その結果、電極２２と電極３２との間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。

また、絶縁樹脂部１１６によって、電極２２と電極３２とをより強固に固定することができる。さらに、絶縁樹脂部１１６は、隣り合う低融点金属部１１４同士が導通することを抑制することができる。よって、隣り合う第１の電極２２間（第２の電極３２間）の短絡を十分抑制することができる。

このような接続構造体２４では、対向する電極２２と電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、隣り合う第１の電極２２間の絶縁性及び隣り合う第２の電極３２間の絶縁性を十分に維持することができる。なお、対向する電極２２と電極３２とは、回路接続部２６によって強固に固定される。

（接続構造体の製造方法）
次に、図面を参照しつつ上述した回路部材の接続構造体２４の製造方法について説明する。図４は、本発明の接続構造体の製造方法の一例を模式的に示す工程断面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、回路部材の接続構造の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。

まず、上述した回路部材２０及びフィルム状の回路接続材料５０を用意する（図４（ａ）参照）。次に、フィルム状の回路接続材料５０を回路部材２０の電極２２が形成されている面（主面２１ａ）上に載置する。なお、例えばフィルム状の回路接続材料５０が支持体（図示せず）上に形成されている場合には、フィルム状の回路接続材料５０側を回路部材２０に向けるようにして、回路部材２０上に載置する。このとき、回路接続材料５０はフィルム状であるので取り扱いが容易である。よって、回路部材２０と回路部材３０との間に回路接続材料５０を容易に介在させることができ、回路部材２０と回路部材３０との接続作業を容易に行うことができる。

そして、回路接続材料５０を図４（ａ）の矢印Ａの方向に、回路部材２０を矢印Ｂの方向にそれぞれ加圧して、回路接続材料５０を回路部材２０に仮接続する（図４（ｂ）参照）。この仮接続は、加熱しながら加圧して行ってもよい。但し、加熱温度は回路接続材料５０中の接着剤組成物が硬化しない温度、例えばラジカル重合開始剤がラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。

続いて、図４（ｃ）に示すように、回路部材３０を、電極３２が回路部材２０に向くようにして回路接続材料５０上に載置する。なお、例えば回路接続材料５０が回路部材２０とは反対側に支持体（図示せず）を有している場合には、支持体を剥離してから回路部材３０を回路接続材料５０上に載せる。

そして、回路接続材料５０を、例えば加熱ヘッド等により加熱しながら、図４（ｃ）の矢印Ａ及び矢印Ｂの方向に回路部材２０、３０を加圧して本接続を行う。本接続時の加熱温度は、導電粒子１０の導電層１４の主成分である低融点金属が溶融可能な温度であり、かつラジカル重合開始剤がラジカルを発生可能な温度とする。本接続時の条件としては、加熱温度１３０〜２５０℃、接続時間１〜６０秒間とすることができる。これにより、まず、軟化点Ｔ_４付近の温度に到達すると、接着剤組成物５２が流動する。その後、軟化点Ｔ_３付近において、導電粒子１０の絶縁層１６が軟化して流動性を示すようになる。回路部材２０，３０がＡ方向及びＢ方向にそれぞれ加圧されることによって、接着剤組成物５２、絶縁層１６の順に流動を開始し、導電粒子の表面に低融点金属を主成分とする導電層１４が露出する。すなわち、絶縁層１６が軟化すると共に第１及び第２の電極２２，３２によって押圧されることで絶縁層１６が流動し、導電粒子１０の押圧された部分に選択的に導電層１４の表面１４ａ（図２）が露出する。

更に温度が上昇すると、低融点金属の融点Ｔ_２付近で導電層１４が溶融する。この溶融により、低融点金属を介して第１の電極２２と第２の電極３２との接合が行われる。なお、かかる接合は、場合により第１の電極２２と第２の電極３２との間にある複数の導電粒子の低融点金属同士の接合によって行われる。また、これと同時に導電層１４は、電極２２及び電極３２によって押圧されることで流動し、導電粒子１０の押圧された部分に選択的にコア１２の表面１２ａ（図２）が露出する。これによって、電極２２，３２と導電粒子のコア１２とが直接接触する。つまり、第１の電極２２と第２の電極３２とは、低融点金属部１１４及びコア１２を介して接続される。

また、接着剤組成物５２においては、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生し、ラジカル重合性化合物の重合が開始される。こうして、回路接続材料５０の接着剤組成物が硬化処理され、本接続が行われる。その結果、図３に示すような回路部材の接続構造体２４が得られる。なお、本接続の条件は、接着剤組成物の組成、回路部材の材質、接続構造体の用途等に応じて、適宜選択することができる。また、必要に応じて本接続後に後硬化を行ってもよい。

導電粒子１０はコア１２を備えているため、第１の電極２２と第２の電極３２との間で完全には押し潰され難い。よって、溶融した低融点金属同士が加圧方向と直交する方向に広がることを抑制できるので、その方向における複数の導電粒子１０間の接合を防止することができる。さらには、導電層１４の表面１４ａ（図２）における上述の露出した部分以外の部分は、絶縁層１６で被覆されているので、加圧方向と直交する方向における複数の導電粒子１０間の電気的導通を防止することができる。

上記のようにして、回路部材の接続構造体２４を製造すると、対向する第１の電極２２と第２の電極３２との間の接続抵抗を十分に低減できると共に、同一基板上で隣り合う電極２２間、電極３２間の絶縁性を十分に向上することができる。

上述の本接続によって得られる接続構造体では、電極２２と電極３２との間の距離が十分に小さくされた状態で、接着剤組成物が硬化した絶縁部１１を有する（図３）。また、導電層１４は、溶融して電極２２及び電極３２に接合した後に固化するので、回路部材２０と回路部材３０とが回路接続部２６を介して強固に接続される。得られる回路部材の接続構造２４において、回路接続部２６は上記回路接続材料の硬化物により構成されていることから、第１の回路部材２０及び第２の回路部材３０に対する回路接続部２６の接着強度は十分に高い。

なお、導電層１４は低融点金属を主成分とするため、回路部材の接続構造２４を製造する際のプロセス温度を低くすることができる。よって、回路部材の接続構造２４を構成する部品は耐熱性をそれ程要求されないので、当該部品の材料選択の幅を十分に広げることが可能となる。

（接続構造体の変形例）
図５は、本発明の接続構造体の一例である半導体装置を模式的に示す断面図である。半導体装置１００は、半導体素子８０と、半導体素子８０を支持する基板６０とを備える。半導体素子８０及び基板６０の間には、これらを電気的及び機械的に接続する半導体素子接続部材４０（回路接続部）が設けられている。半導体素子接続部材４０は、基板６０の主面６０ａ上に設けられている。半導体素子８０は、半導体素子接続部材４０上に設けられている。

基板６０上には複数の回路パターン６１が形成されている。回路パターン６１は半導体素子８０に対向配置されている。半導体素子接続部材４０は、半導体素子８０と基板６０との間に設けられており、これらを電気的及び機械的に接続している。

半導体素子８０の構成材料としては、特に制限されないが、シリコン、ゲルマニウム等のＩＶ族半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＺｅＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、ＣｕＩｎＳｅ（ＣＩＳ）等の種々の材料が挙げられる。

半導体素子接続部材４０は、上記実施形態の回路接続材料の硬化物で構成されている。半導体素子接続部材４０は、回路接続部２６と同様に、例えば、コア１２と、導電層１４を構成する低融点金属を主成分とする材料からなる低融点金属部１１４と、絶縁層１６を構成する樹脂組成物の硬化物からなる絶縁樹脂部１１６と、接着剤組成物の硬化物である絶縁部１１とを備える。

半導体装置１００においては、半導体素子８０と回路パターン６１とが、低融点金属部１１４を介して電気的に接続されている。このため、半導体素子８０及び回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、半導体素子８０及び回路パターン６１間の電流の流れを円滑にすることができ、半導体素子８０の有する機能を十分に発揮することができる。また、半導体素子接続部材４０は優れた異方導電性を有するので、隣り合う回路パターン６１間の絶縁性が十分に維持される。よって、隣り合う回路パターン６１間の短絡の発生を十分に抑制することができる。

半導体素子接続部材４０では、低融点金属部１１４と半導体素子８０及び回路パターン６１とが金属接合していることから、半導体素子８０及び基板６０に対する半導体素子接続部材４０の接着強度が十分に高くなり、この状態を長期間にわたって持続させることができる。したがって、半導体素子８０及び基板６０間の電気特性の長期信頼性を十分に高めることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

例えば、フィルム状の回路接続材料５０は、硬化させたときに接着剤組成物のＴｇ（ガラス転移温度）が５℃以上異なる２種以上の層からなる多層構造（図示せず）としてもよい。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、下記に示す各軟化点（Ｔ_１ｓ，Ｔ_３，Ｔ_４）は、セイコーインスツルメンツ株式会社製の熱機械的分析装置ＴＭＡ／ＳＳ６０００を用いて、圧縮モードあるいは引張モードで、昇温速度５℃/ｍｉｎで測定したガラス転移温度である。

（実施例１）
（１）導電粒子の作製
＜前処理＞
コニベックスＣタイプ（球状フェノール樹脂、平均粒径：５μｍ、ユニチカ（株）製、軟化点Ｔ_１ｓ：１８０℃）をメチルアルコール中で強制的に撹拌して、脱脂および粗化を兼ねた前処理を行った。その後、濾過によりメチルアルコールを分離して、前処理した高分子核材（コア）を得た。

＜活性化＞
得られた高分子核材を、サーキットプレップ３３１６（ＰｄＣｌ_２＋ＨＣｌ＋ＳｎＣｌ_２系の活性化処理液、日本エレクトロプレーティングエンジニアーズ（株）製、商品名）中に分散させ、２５℃で２０分間撹拌して活性化処理を行った。続いて、水洗及び濾過して表面が活性化された高分子核体を得た。

＜無電解Ｎｉめっき＞
得られた高分子核体をブルーシューマ（無電解Ｎｉめっき液、浴能力３００μｄｍ^２／ｌ、日本カニゼン（株）製、商品名）液中に浸漬して、９０℃で３０分間強制撹拌した。その後、水洗して、高分子核体がニッケルめっきで被覆されたＮｉ被覆粒子を得た。

＜無電解Ａｕめっき＞
Ｎｉ被覆粒子の表面に、Ａｕの置換めっきを行った。めっき液として、エレクトロレスプレップ（無電解Ａｕめっき液、日本エレクトロプレーティングエンジニアーズ（株）製、商品名）を用い、９０℃で３０分間のめっき処理を行った。その後、水でよく洗浄し、９０℃で２時間の乾燥を行ってＮｉ−Ａｕ被覆粒子を得た。このＮｉ−Ａｕ被覆粒子をコアとして用いた。Ｎｉ−Ａｕ被覆粒子は、Ｎｉ０．３μｍ／Ａｕ０．０５μｍの金属薄層を有していた。Ｎｉめっき及びＡｕめっきの厚みは、粒子断面の走査型電子顕微鏡画像から算出した。なお、当該金属箔層は、１０００℃以上の融点を有する。

＜はんだめっき＞
得られたＮｉ−Ａｕ被覆粒子の表面に、バレルめっき装置を用いて共晶はんだめっき（４３％Ｓｎ−５７％Ｂｉ、溶融温度（Ｔ_２）１３９℃）を施して、ＳｎＢｉ被覆粒子を得た。得られたＳｎＢｉ被覆粒子の切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、はんだめっき層の厚みは３μｍであった。

＜絶縁層の形成＞
得られたＳｎＢｉ被覆粒子の表面に、以下の通りにして絶縁層を形成して導電粒子を作製した。絶縁層の材料として、パラプレンＰ−２５Ｍ（熱可塑性ポリウレタン樹脂、軟化点Ｔ_３：１３０℃、日本エラストラン（株）製、商品名）を１質量％含有するジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を調製した。この溶液に、ＳｎＢｉ被覆粒子を添加して撹拌した。その後、スプレードライヤ（ヤマト科学（株）製、商品名：ＧＡ−３２型）を用いて１００℃で１０分間噴霧乾燥を行い、導電粒子を得た。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察の結果、この導電粒子の絶縁層の平均厚みは約１μｍであった。

（２）回路接続材料の作製
以下の手順でフィルム状の回路接続材料を作製した。まず、フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品名：ＰＫＨＣ、平均分子量：４５，０００）５０ｇを、質量比でトルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０／５０の混合溶剤に溶解して、固形分４０質量％のフェノキシ樹脂分散液を準備した。

ラジカル重合性化合物として、ヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名：８０ＭＦＡ）、及びリン酸エステルジメタクリレート（共栄社化学株式会社製、商品名：Ｐ−２Ｍ）を準備した。

ラジカル重合開始剤として、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート（日本油脂株式会社製、商品名：パーロイルＯＰＰ）を準備した。

上記の通り準備した各材料を、固形分に換算して下記の質量比で配合し、さらに、上述の通り作製した導電粒子を添加して分散させて、接着液
を得た。なお、導電粒子の添加量は、得られる回路接続材料全体に対して３質量％になるようにした。
・ＰＫＨＣ：５０
・８０ＭＦＡ：５０
・Ｐ−２Ｍ：１０
・パーロイルＯＰＰ：５

次に、得られた接着液を、厚さ８０μｍのフッ素樹脂フィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃で１０分間の熱風乾燥により、厚さが２０μｍのフィルム状の回路接続材料を得た。得られたフィルム状の回路接続材料は、室温で十分な柔軟性を示した。

（３）接続構造体の作製
次に、ライン幅２５μｍ、ピッチ５０μｍ、厚さ８μｍのＡｕめっき回路を有するフレキシブル基板（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名：ＣＯＦ ＴＥＧ＿５０Ａ）と、ピッチ５０μｍのＡｕバンプ（バンプサイズ３０μｍ×１００μｍ）を有する半導体素子（株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名：ＪＴＥＧ Ｐｈａｓｅ６＿５０）とを準備した。フレキシブル基板と半導体素子との間に、上述の通り作製したフィルム状の回路接続材料（未処理、幅２ｍｍ）を配置し、熱圧着装置（加熱方式：コンスタントヒート型、東レエンジニアリング株式会社製）を用いて１６０℃、３ＭＰａで１５秒間の加熱及び加圧をおこなった。なお、加圧はフレキシブル基板と半導体素子とが対向する方向に行った。こうして回路部材の接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を作製した。

（実施例２）
ピッチ１３０μｍのＡｕバンプ（バンプサイズ：７０μｍ×７０μｍ）を有する半導体素子（日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名：ＪＴＥＧ Ｐｈａｓｅ０−ＧＢ）と、ピッチ１３０μｍのＡｕめっきパッドを有するＦＲ−４基板（日立超ＬＳＩシステムズ製、商品名：ＪＫＩＴ ＴｙｐｅＩＩ）を準備した。そして、ＦＲ−４基板と半導体素子との間に実施例１と同様にして作製したフィルム状の回路接続材料（未処理、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ）を配置し、熱圧着装置（加熱方式：コンスタントヒート型、東レエンジニアリング株式会社製）を用いて１６０℃、３ＭＰａで１５秒間の加熱及び加圧を行った。こうして回路部材の接続構造体（半導体素子／ＦＲ−４基板の接続構造体）を作製した。

（比較例１）
はんだめっきを行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察の結果、この導電粒子の絶縁層の平均厚みは実施例１と同じ約１μｍであった。そして、当該導電粒子を用いて実施例１と同様にして、回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。

（比較例２）
導電粒子として、比較例１で作製した導電粒子を用いたこと以外は実施例２と同様にして、回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／ＦＲ−４基板の接続構造体）を得た。

（比較例３）
絶縁層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして導電粒子を作製した。実施例１と同様にして、回路接続材料を作製し、接続構造体（半導体素子／フレキシブル基板の接続構造体）を得た。

＜接続抵抗の測定＞
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の対向する回路部材間の接続抵抗を測定した。具体的には、それぞれの接続構造体の全電極をデイジーチェインで結んだ回路の接続抵抗を、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ Ｒ６８７１Ｅを用いて測定した。このとき、測定電流は１ｍＡとした。測定結果は、表１に示す通りであった。導電粒子内部に低融点金属層を有する回路接続材料を用いた場合（実施例１，２）の方が、低融点金属層を有しない、高融点金属（Ａｕ，Ｎｉ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料を用いた場合（比較例１，２）よりも、低い接続抵抗を示した。

＜耐温度サイクル寿命＞
上記各実施例及び各比較例で作製した接続構造体の耐温度サイクル寿命を評価した。測定における温度範囲は下限−４０℃、上限１２５℃とし、下限及び上限温度での保持時間を１５分間とした。常温から温度上限まで加熱して温度下限まで冷却し、その後常温に戻す一連の工程を１サイクルとし、かかるサイクルを繰り返し行って耐温度サイクル性を評価した。評価は、１００サイクル毎に温度サイクル試験装置から接続構造体を取り出して接続抵抗を測定し、オープン不良が発生するまでのサイクル数を測定することにより行った。

測定結果は表１に示す通りであった。導電粒子内部に低融点金属層を有する回路接続材料を用いた接続構造体（実施例１及び２）の方が、低融点金属層を持たず高融点金属（Ａｕ，Ｎｉ）の接触のみによって導通を確保している回路接続材料（比較例１及び２）よりも、耐温度サイクル寿命が長いことが確認できた。また、絶縁層を持たない導電粒子を用いた場合（比較例３）は、接続構造体を作製するときに、隣接する導電粒子同士が融着し、さらに、隣り合う電極同士が導通して短絡（ショート）が発生した。このため、耐温度サイクル性を評価することができなかった。

１０…導電粒子、１１…絶縁部、１２…コア、１２ａ…コアの表面、１４…導電層、１４ａ…導電層の表面、１６…絶縁層、２０…回路部材（第１の回路部材）、２１…回路基板（第１の回路基板）、２１ａ，３１ａ，６０ａ…主面、２２…電極（第１の電極）、２４…接続構造体、２６…回路接続部、３０…回路部材（第２の回路部材）、３１…回路基板（第２の回路基板）、３２…電極（第２の電極）、５０…回路接続材料、５２…接着剤組成物、６０…基板、６１…回路パターン、４０…半導体素子接続部、８０…半導体素子、１００…半導体装置、１１４…低融点金属部、１１６…絶縁樹脂部。

Claims (7)

1. 融点または軟化点がＴ_１（℃）の材料を主成分とするコアと、該コアの表面を被覆する、融点がＴ_２（℃）の低融点金属を主成分とする導電層と、該導電層の表面を被覆する、軟化点がＴ_３（℃）の樹脂組成物からなる絶縁層と、を備えており、
   前記Ｔ_１、Ｔ_２及びＴ_３が下記式（１）を満たし、
   前記Ｔ_２が１３０〜２５０℃である導電粒子。
   Ｔ_１＞Ｔ_２＞Ｔ_３ （１）
2. 前記樹脂組成物が熱可塑性樹脂を含有する、請求項１記載の導電粒子。
3. 前記熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリウレタン樹脂である、請求項２に記載の導電粒子。
4. 互いに対向する第１の電極と第２の電極とを接続するための回路接続材料であって、
   接着剤組成物と、該接着剤組成物中に分散されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電粒子と、を有する回路接続材料。
5. 前記導電粒子の含有量が１〜１０質量％である請求項４に記載の回路接続材料。
6. 形状がフィルム状である請求項４又は５に記載の回路接続材料。
7. 第１の基板の主面上に第１の回路電極が形成された第１の回路部材と、
   第２の基板の主面上に第２の回路電極が形成され、前記第２の回路電極と前記第１の回路電極とが対向するように配置された第２の回路部材と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、前記第１の回路部材と前記第２の回路部材とを接続する回路接続部と、を備える接続構造体であって、
   前記回路接続部が、請求項４〜６のいずれか一項に記載の回路接続材料の硬化物を含み、前記第１の回路電極と前記第２の回路電極とが前記導電粒子の前記導電層に含まれる前記低融点金属を介して電気的に接続されている接続構造体。

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