JP2013131321A - 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電極間の電気的な接続に用いた場合に、接続信頼性を高めることができる導電性粒子及び異方性導電材料を提供する。
【解決手段】本発明に係る導電性粒子１，１１，２１は、基材粒子２と、基材粒子２の表面２ａ上に配置されたはんだ層４，２２とを備える。本発明に係る導電性粒子１，１１，２１では、はんだ層４，２２における粒塊が、はんだ層４，２２の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又ははんだ層４，２２における粒塊が、はんだ層４，２２の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。本発明に係る異方性導電材料は、導電性粒子１，１１，２１と、バインダー樹脂とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を電気的に接続するために用いることができる導電性粒子に関する。また、本発明は、該導電性粒子を用いた異方性導電材料、並びに該導電性粒子を用いた接続構造体に関する。

ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂などに複数の導電性粒子が分散されている。

上記異方性導電材料は、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。

上記導電性粒子の一例として、下記の特許文献１には、固相線温度が１２５℃以上であり、ピーク温度が２００℃以下であり、かつ該固相線温度と該ピーク温度間の温度差が１５℃以上である導電性粒子（低融点金属粒子）が開示されている。また、特許文献１には、該導電性粒子が熱硬化性樹脂中に分散されている異方性導電材料が開示されている。

ＷＯ２００８／１１１６１５Ａ１

従来の異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラス基板上に、導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を配置する。次に、半導体チップを積層して、半導体チップの上面に加熱圧着ヘッドを押しつけて、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、かつ導電性粒子を介して電極間を電気的に接続し、接続構造体を得る。

特許文献１に記載のような従来の導電性粒子では、電極間の接続時に、低融点金属が充分に濡れ拡がらないことがある。このような理由から、例えば、低融点金属と電極とが充分に接触及び接合せずに、低融点金属と電極との接続信頼性が低くなることがある。

本発明の目的は、電極間の電気的な接続に用いた場合に、接続信頼性を高めることができる導電性粒子、該導電性粒子を用いた異方性導電材料、並びに該導電性粒子を用いた接続構造体を提供することである。

本発明の広い局面によれば、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備え、該はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又は上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい、導電性粒子が提供される。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きい。

本発明に係る導電性粒子の他の特定の局面では、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。

本発明に係る導電性粒子のさらに他の特定の局面では、上記基材粒子は樹脂粒子である。

本発明に係る導電性粒子の別の特定の局面では、該導電性粒子は、上記基材粒子と上記はんだ層との間に配置されており、かつ上記はんだ層とは異なる導電層をさらに備え、上記基材粒子の表面上に上記導電層が積層されており、上記導電層の外側の表面上に上記はんだ層が積層されている。

本発明に係る導電性粒子は、バインダー樹脂中に添加されて異方性導電材料として用いられることが好ましい。

本発明に係る異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。

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の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、該接続部が、上述した導電性粒子により形成されているか、又は該導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されている。

本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と該基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備えており、更に該はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又は上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きいので、本発明に係る導電性粒子を電極間の電気的な接続に用いた場合に、接続信頼性を高めることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子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５は、図４に示す接続構造体における導電性粒子と電極との接続部分を拡大して模式的に示す正面断面図である。 図６（ａ），（ｂ）は、実施例及び比較例における接続信頼性の評価方法を説明するための模式的な正面断面図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、実施例及び比較例における接続信頼性の評価方法を説明するための模式的な正面断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備える。上記はんだ層は粒塊を含む。本発明に係る導電性粒子では、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又は上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。

本発明に係る導電性粒子では、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側と厚み方向の外表面側とで異なる。上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいことが好ましい。さらに、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きいことも好ましい。

本発明に係る導電性粒子は上記構成を備えているので、電極間を電気的に接続した場合に、接続信頼性を高めることができる。

導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、電極間に導電性粒子を挟み込み、加熱及び加圧して、導電性粒子の外部から導電性粒子に熱を加える。この場合に、導電性粒子に付与された熱は、先ずはんだ層の外表面側部分に伝わり、その後、はんだ層の外表面側部分を経由してはんだ層の内表面側部分に熱が伝わる。従って、はんだ層の内表面側部分の加熱温度は、はんだ層の外表面側部分の加熱温度よりも低くなりやすい。

また、上記はんだ層における粒塊が大きいと、上記はんだ層における粒塊が小さい場合と比べて、加熱時に溶融する速度が遅くなる傾向がある。

上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいことによって、上記はんだ層が溶融するタイミングを、内表面側部分と外表面側部分とで近づけることができる。このため、加熱及び加圧により、はんだ層が段階的に溶融することに起因する粒子の移動を抑制できる（センタリング性の向上による接続信頼性の改善）。すなわち、導電性粒子におけるはんだ層を除く粒子部分が移動し難くなる。このため電極と導電性粒子におけるはんだ層を除く粒子部分との接触部分の周囲に、はんだ層の外表面側部分が良好に濡れ拡がりやすくなり、かつ多くのはんだ層が配置されやすくなる。このため、導電性粒子と電極との接合強度が大幅に向上する。

従って、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きい導電性粒子を用いた接続構造体の接続信頼性を高めることができる。この結果、例えば、導電性粒子を電極間の接続に用いた接続構造体において、落下又は振動などの衝撃が与えられても、電極間の接続不良が生じ難くなる。

上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きいことによって、導電性粒子を用いた電極間の接続時に、はんだ層の内表面側部分よりも先に、はんだ層の外表面側部分が溶融して電極の表面を効果的に濡れ拡がる。その後、はんだ層の内表面側部分も電極の表面を濡れ拡がる。このように段階的にはんだ層の外表面側部分とはんだ層の内表面側部分とが溶融して濡れ拡がることにより、良好なフィレットを形成できる（濡れ拡がりの向上による接続信頼性の改善）。このため、はんだ層全体と電極との接触面積を大きくすることができる。はんだ層全体と電極との接触面積が大きくなるので、電極とはんだ層との接合強度が大幅に向上する。

従って、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい導電性粒子を用いた接続構造体の接続信頼性を高めることができる。この結果、例えば、導電性粒子を電極間の接続に用いた接続構造体において、落下又は振動などの衝撃が与えられても、電極間の接続不良が生じ難くなる。

このように、上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きくても接続信頼性が高くなり、更に上記はんだ層における粒塊が、上記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きくても接続信頼性が高くなる。

なお、上記「粒塊」とははんだ層の中に存在する金属塊や金属粒子を意味する。

上記粒塊を構成する金属は、単一金属でも複合金属でもよい。単一金属の場合は、例えば錫、鉛、銀、銅、ビスマス、インジウム等が用いられる。複合金属としては、特にはんだを用いることが好ましく、はんだの組成としては、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。

上記粒塊の大きさは特に限定されないが、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上、好ましくは１００００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下である。

また、本発明に係る導電性粒子では、はんだ層における内表面側と外表面側との粒塊の大きさが違っていればよく、はんだ層における内表面側と外表面側との粒塊の大きさの差の絶対値は特に限定されない。はんだ層における内表面側と外表面側との粒塊の大きさの差の絶対値は、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは３００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは８００ｎｍ以下である。

また、はんだ粒子ではなく、基材粒子と該基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備える導電性粒子を用いると、基材粒子に由来して、電極間の間隔をより一層高精度に制御できる。また、はんだ成分の使用量を低減できる。

上記はんだ層における粒塊は、上記はんだ層の厚み方向の内表面側から外表面側にかけて、連続的に変化していてもよく、段階的に変化していてもよい。

上記はんだ層における粒塊を、上記はんだ層の厚み方向の内表面側と厚み方向の外表面側とで異ならせる方法としては、はんだ層を形成する際に、厚み方向の内表面側のはんだ層部分を形成するはんだ材料と、厚み方向の外表面側のはんだ層部分を形成するはんだ材料とを異ならせる方法、並びにはんだめっきを行い、はんだを構成する組成の一部を金属粉体の形で混合し、共析させる方法等が挙げられる。

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。

（導電性粒子の詳細）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。

図１に示す導電性粒子１は、基材粒子２と、導電層３と、はんだ層４とを備える。導電層３ははんだ層とは異なる。

導電層３は、基材粒子２の表面２ａ上に積層されている。導電層３は、基材粒子２の表面２ａを被覆している。導電層３は１層の構造を有する。導電層３は内層である。

はんだ層４は、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層４は、導電層３を介して、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層４は、導電層３の外側の表面３ａ上に積層されている。はんだ層４は、導電層３の外側の表面３ａを被覆している。はんだ層４は外層である。はんだ層４は粒塊（図示せず）を含む。はんだ層４における粒塊は、はんだ層４の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又ははんだ層４の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。

図２に、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。

図２に示す導電性粒子１１は、基材粒子２と、導電層１２と、はんだ層４とを備える。導電性粒子１１と導電性粒子１とは、導電層のみが異なっている。

導電層１２は、基材粒子２の表面２ａ上に積層されている。導電層１２は、基材粒子２の表面２ａを被覆している。導電層１２は、２層の構造を有し、多層である。導電層１２は、内側の導電層１６（第１の導電層）と、外側の導電層１７（第２の導電層）とを有する。外側の導電層１７は、導電層１２の最外層である。

はんだ層４は、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層４は、導電層１２を介して、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層４は、導電層１２の外側の表面１２ａ上に積層されている。はんだ層４は、導電層１２の最外層である外側の導電層１７の表面上に積層されている。はんだ層４は、導電層１２の外側の表面１２ａ及び外側の導電層１７の外側の表面を被覆している。

図３に、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。

図３に示す導電性粒子２１は、基材粒子２と、導電層３と、はんだ層２２とを備える。導電性粒子２１と導電性粒子１とは、はんだ層のみが異なっている。

はんだ層２２は、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層２２は、導電層３を介して、基材粒子２の表面２ａ上に配置されている。はんだ層２２は、導電層３の表面３ａ上に配置されている。はんだ層２２は、導電層３の表面３ａを被覆している。

はんだ層２２は、２層の構造を有し、多層である。はんだ層２２は、内側のはんだ層２６（第１のはんだ層）と、外側のはんだ層２７（第２のはんだ層）とを有する。外側のはんだ層２７は、はんだ層２２の最外層である。はんだ層２２は粒塊（図示せず）を含む。はんだ層２２における粒塊は、はんだ層２２の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又ははんだ層２２の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。例えば、内側のはんだ層２６と外側のはんだ層２７とで粒塊の大きさが異なっていてもよい。

電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、導電性粒子１，１１，２１のように、上記導電性粒子は、上記基材粒子と上記はんだ層との間に配置されており、かつ上記はんだ層とは異なる導電層をさらに備えることが好ましい。また、電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記基材粒子の表面上に上記導電層が積層されており、上記導電層の外側の表面上に上記はんだ層が積層されていることが好ましい。

導電性粒子１，１１，２１のように、導電層は、１層の構造を有していてもよく、２層の積層構造を有していてもよい。さらに、導電層は、２層以上の積層構造を有していてもよい。

導電性粒子１，１１，２１のように、はんだ層は、１層の構造を有していてもよく、２層の積層構造を有していてもよい。はんだ層は、２層以上の積層構造を有していてもよく、３層以上の積層構造を有していてもよい。はんだ層全体で、はんだ層における粒塊は、はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又ははんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい。はんだ層が２層以上の積層構造を有する場合には、はんだ層の厚み方向の内表面側に位置するはんだ層と、はんだ層の厚み方向の外表面側に位置するはんだ層とで粒塊が異なっていてもよい。はんだ層全体における粒塊の大きさを容易に制御できるので、はんだ層は、２層以上の積層構造を有することが好ましい。

上記基材粒子としては、樹脂粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。

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。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、一般的に導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、圧縮により導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性が高くなる。さらに、上記基材粒子が、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子ではなく、樹脂により形成された樹脂粒子であると、導電性粒子の柔軟性が高くなる。導電性粒子の柔軟性が高いと、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。

上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ジビニルベンゼン重合体、及びジビニルベンゼン系共重合体等が挙げられる。上記ジビニルベンゼン共重合体としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体及びジビニルベンゼン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。圧縮により導電性粒子が適度に変形するので、上記樹脂粒子は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体により形成されていることが好ましい。

上記無機粒子を形成するための無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。

上記基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子を形成するための金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。但し、上記基材粒子は金属粒子ではないことが好ましい。

上記導電層の融点は４５０℃を超えることが好ましい。上記導電層は、金属により形成されていることが好ましい。上記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、錫、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）も用いてもよい。なかでも、導電性に優れることから、銅層、ニッケル層、金層、銀層及びパラジウム層が好ましい。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。

上記基材粒子の表面上に上記導電層を形成する方法、上記基材粒子の表面上に上記はんだ層を形成する方法、及び上記導電層の表面上に上記はんだ層を形成する方法は特に限定されない。導電層及びはんだ層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、メカノケミカル反応による方法、物理的蒸着又は物理的吸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを樹脂粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき、電気めっき又は物理的な衝突による方法が好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シータコンポーザ等が用いられる。

上記はんだ層を形成する方法は、物理的な衝突による方法であることが好ましい。上記はんだ層は、物理的な衝撃により、基材粒子又は導電層の表面上に積層されていることが好ましい。すなわち、上記基材粒子の表面上で物理的な衝突を行うことにより、上記基材粒子の表面上にはんだ層を形成することが好ましい。上記物理的な衝突では、シータコンポーザを用いることが好ましい。

上記導電層が１層の構造を有する場合には、上記導電層は、銅層、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。また、上記導電層が２層以上の積層構造を有する場合には、上記導電層の最外層が銅層、ニッケル層又はパラジウム層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。この場合には、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上には、はんだ層をより一層容易に形成できる。

銅層、ニッケル層、金層、銀層及びパラジウム層の導電性は、上記はんだ層の導電性よりも高い。このため、電極間の導通信頼性が高くなる。一方で、銅層及びパラジウム層も、比較的酸化しやすい性質を有する。しかしながら、上記導電性粒子では、導電層が銅層及びパラジウム層である場合に、該銅層及びパラジウム層の表面上に上記はんだ層が配置されているため、銅層及びパラジウム層の酸化を効果的に抑制できる。

上記はんだ層の融点は４５０℃以下であることが好ましい。上記はんだ層を構成する錫以外の金属としては、上述した導電層を構成する金属が挙げられる。上記はんだ層は、合金であってもよい。上記はんだ層を構成する材料は、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。上記はんだ層は、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く、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。上記はんだ層は、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。

上記はんだ層全体１００重量％中の錫の含有量は、好ましくは９０重量％未満、より好ましくは８５重量％以下である。また、はんだ層全体１００重量％中の錫の含有量は、はんだ層の融点などを考慮して適宜決定される。はんだ層１００重量％中の錫の含有量は、好ましくは５重量％以上、より好ましくは１０重量％以上、更に好ましくは２０重量％以上である。

上記導電層及び上記はんだ層の厚みはそれぞれ、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、好ましくは２０００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下である。導電層及びはんだ層の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。導電層及びはんだ層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電層及びはんだ層との熱膨張率の差が小さくなり、導電層及びはんだ層の剥離が生じ難くなる。

上記導電層が２層以上の積層構造を有する場合には、導電層の最外層の厚みは、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２５ｎｍ以上、特に好ましくは５０ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。導電層の最外層の厚みが上記下限以上であると、導電性が十分に高くなる。導電層の最外層の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電層の最外層との熱膨張率の差が小さくなり、導電層の最外層の剥離が生じ難くなる。

上記導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは４０μｍ以下である。導電性粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子と電極との接触面積が充分に大きくなり、かつ導電層又ははんだ層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層又ははんだ層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。

異方性導電材料における導電性粒子に適した大きさであり、かつ電極間の間隔がより一層小さくなるので、導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下である。

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。

上記導電性粒子は、上記はんだ層の表面上に配置された絶縁性物質を備えていてもよい。上記はんだ層の表面上に配置された上記絶縁性物質は、複数であることが好ましい。該絶縁性物質は絶縁性粒子であることが好ましい。

上記絶縁性物質を備えた導電性粒子を電極間の接続に用いると、隣接する電極間の短絡を防止できる。具体的には、複数の導電性粒子が接触したときに、複数の電極間に絶縁性物質が存在するので、上下の電極間ではなく横方向に隣り合う電極間の短絡を防止できる。なお、電極間の接続の際に、２つの電極で導電性粒子を加圧することにより、導電性粒子におけるはんだ層と電極との間の絶縁性物質を容易に排除できる。

上記絶縁性物質を構成する絶縁性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン類、（メタ）アクリレート重合体、（メタ）アクリレート共重合体、ブロックポリマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の架橋物、熱硬化性樹脂及び水溶性樹脂等が挙げられる。

上記ポリオレフィン類としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記（メタ）アクリレート重合体としては、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート及びポリブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。上記ブロックポリマーとしては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ＳＢ型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、及びＳＢＳ型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、並びにこれらの水素添加物等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、ビニル重合体及びビニル共重合体等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。上記水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロース等が挙げられる。なかでも、水溶性樹脂が好ましく、ポリビニルアルコールがより好ましい。

上記はんだ層の表面に絶縁性物質を付着させる方法としては、化学的方法、及び物理的もしくは機械的方法等が挙げられる。上記化学的方法としては、例えば、界面重合法、粒子存在下での懸濁重合法及び乳化重合法等が挙げられる。上記物理的もしくは機械的方法としては、スプレードライ、ハイブリダイゼーション、静電付着法、噴霧法、ディッピング及び真空蒸着による方法等が挙げられる。なかでも、上記絶縁性物質が脱離し難いことから、上記はんだ層の表面に、化学結合を介して上記絶縁性物質を付着させる方法が好ましい。

（異方性導電材料の詳細）
上記異方性導電材料は、上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む。

上記異方性導電材料１００重量％中、上記第１の導電性粒子の含有量は好ましくは１重量％以上、より好ましくは２重量％以上、更に好ましくは１０重量％以上、好ましくは５０重量％以下、更に好ましくは４５重量％以下である。上記第１の導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上限以下であると、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。

バインダー樹脂：
上記バインダー樹脂は、熱可塑性化合物又は硬化性化合物を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱可塑性化合物を含んでいてもよく、硬化性化合物を含んでいてもよい。

上記熱可塑性化合物としては、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミド樹脂等が挙げられる。

上記硬化性化合物は、加熱により硬化可能な硬化性化合物を含むことが好ましい。上記異方性導電材料は、加熱により硬化可能な異方性導電材料であり、上記バインダー樹脂として、上記加熱により硬化可能な硬化性化合物を含むことが特に好ましい。該加熱により硬化可能な硬化性化合物は、光の照射により硬化しない硬化性化合物（熱硬化性化合物）であってもよく、光の照射と加熱との双方により硬化可能な硬化性化合物（光及び熱硬化性化合物）であってもよい。

また、上記異方性導電材料は、光の照射と加熱との双方により硬化可能な異方性導電材料であり、上記バインダー樹脂として、光の照射により硬化可能な硬化性化合物（光硬化性化合物、又は光及び熱硬化性化合物）をさらに含むことが好ましい。上記光の照射により硬化可能な硬化性化合物は、加熱により硬化しない硬化性化合物（光硬化性化合物）であってもよく、光の照射と加熱との双方により硬化可能な硬化性化合物（光及び熱硬化性化合物）であってもよい。上記異方性導電材料は、光硬化開始剤を含むことが好ましい。上記異方性導電材料は、上記光硬化開始剤として、光ラジカル発生剤を含むことが好ましい。上記異方性導電材料は、上記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、又は光及び熱硬化性化合物をさらに含むことが好ましい。上記異方性導電材料は、上記硬化性化合物として、熱硬化性化合物と光硬化性化合物とを含むことが好ましい。

上記硬化性化合物としては特に限定されず、不飽和二重結合を有する硬化性化合物及びエポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物等が挙げられる。

また、上記異方性導電材料の硬化性を高め、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記硬化性化合物は、不飽和二重結合を有する硬化性化合物を含むことが好ましく、（メタ）アクリロイル基を有する硬化性化合物を含むことが好ましい。上記不飽和二重結合は、（メタ）アクリロイル基であることが好ましい。上記不飽和二重結合を有する硬化性化合物としては、エポキシ基又はチイラン基を有さず、かつ不飽和二重結合を有する硬化性化合物、及びエポキシ基又はチイラン基を有し、かつ不飽和二重結合を有する硬化性化合物が挙げられる。

上記（メタ）アクリロイル基を有する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。

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使用可能である。

上記異方性導電材料の硬化性を高め、電極間の導通信頼性をより一層高め、更に硬化物の接着力をより一層高める観点からは、上記異方性導電材料は、不飽和二重結合と熱硬化性官能基との双方を有する硬化性化合物を含むことが好ましい。上記熱硬化性官能基としては、エポキシ基、チイラン基及びオキセタニル基等が挙げられる。上記不飽和二重結合と熱硬化性官能基との双方を有する硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有し、かつ不飽和二重結合を有する硬化性化合物であることが好ましく、熱硬化性官能基と（メタ）アクリロイル基との双方を有する硬化性化合物であることが好ましく、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硬化性化合物であることが好ましい。

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個以上有する硬化性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る硬化性化合物であることが好ましい。このような硬化性化合物は、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。

上記硬化性化合物は、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などの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。

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。

上記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。

上記「フェノキシ樹脂」は、一般的には、例えばエピハロヒドリンと２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂、又は２価のエポキシ化合物と２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂である。

また、上記硬化性化合物は、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。

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。

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。

さらに、上記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。

上記異方性導電材料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、上記硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物を含むことが好ましい。エポキシ基を有する硬化性化合物は、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。異方性導電材料の硬化性を高める観点からは、上記硬化性化合物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硬化性化合物であってもよい。取り扱い性に優れており、かつ接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物は、エポキシ化合物であることが好ましい。

また、上記異方性導電材料は、エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物と、不飽和二重結合を有する硬化性化合物とを含むことが好ましい。

上記エポキシ基又はチイラン基を有する硬化性化合物は、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可能であるので好ましい。

上記熱硬化性化合物と上記光硬化性化合物とを併用する場合には、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物との種類に応じて適宜調整される。上記異方性導電材料は、光硬化性化合物と熱硬化性化合物とを重量比で、１：９９〜９０：１０で含むことが好ましく、５：９５〜６０：４０で含むことがより好ましく、１０：９０〜４０：６０で含むことが更に好ましい。

熱硬化剤：
上記異方性導電材料は、熱硬化剤を含むことが好ましい。該熱硬化剤は、上記熱硬化性化合物を硬化させる。該熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を使用可能である。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。

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、熱カチオン発生剤、酸無水物及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。また、異方性導電材料の保存安定性が高くなるので、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。

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。

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。

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。

本発明に係る異方性導電材料は、熱カチオン発生剤を含むことが好ましく、加熱により無機酸イオンを放出するか、又は加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する熱カチオン発生剤をさらに含むことがより好ましい。

上記熱カチオン発生剤は、加熱により無機酸イオンを放出するか、又は加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する。これらの熱カチオン発生剤は、加熱により放出された無機酸イオン又は有機酸イオンにより、はんだ層の外側の表面の酸化膜や電極表面の酸化膜を除去可能である。従って、はんだ層を有する導電性粒子を用いる場合に、特定の上記熱カチオン発生剤の使用は、電極間の導通信頼性の向上に大きく寄与する。

上記加熱により無機酸イオンを放出する成分は、アニオン部分としてＳｂＦ^６−又はＰＦ^６−を有する化合物であることが好ましい。上記熱カチオン発生剤は、アニオン部分としてＳｂＦ^６−を有する化合物であることが好ましく、アニオン部分としてＰＦ^６−を有する化合物であることも好ましい。

上記ホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する成分は、下記式（２）で表されるアニオン部分を有する化合物であることが好ましい。

上記式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表す。上記式（２）中のＸは、塩素原子、臭素原子又はフッ素原子であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。

すなわち、上記ホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する成分は、下記式（２Ａ）で表されるアニオン部分を有する化合物であることがより好ましい。

上記熱カチオン発生剤は、スルホニウムカチオン部分を有する成分であることが好ましく、下記式（１）で表されるスルホニウムカチオン部分を有する成分であることがより好ましい。

上記式（１）中、Ｒ１はベンジル基、置換されたベンジル基、フェナシル基、置換されたフェナシル基、アリル基、置換されたアリル基、アルコキシル基、置換されたアルコキシル基、アリールオキシ基又は置換されたアリールオキシ基を表す。Ｒ２及びＲ３はそれぞれ、Ｒ１を構成できる基と同じ基を表すか、炭素数１〜１８の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表すか、又は炭素数６〜１８の単環又は縮合多環のアリール基を表す。Ｒ１とＲ２、Ｒ１とＲ３、Ｒ２とＲ３は相互に結合した環状構造であってもよい。上記炭素数１〜１８の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基と、上記炭素数６〜１８の単環又は縮合多環のアリール基とは、フッ素、塩素、臭素、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基又はアジド基で置換されていてもよい。

上記熱カチオン発生剤は、下記式（１Ａ）で表されるスルホニウムカチオン部分を有する成分であることが更に好ましい。

上記式（１Ａ）中、Ｒ１はアリール基又はナフチル基を表し、Ｒ２はヒドロキシ基又はＣＨ_３ＯＣＯＯ基を表し、ｎは１〜３の整数を表す。

上記式（１Ａ）中のＲ１の好ましい例としては、フェニル基、ｏ−メチルフェニル基、ｍ−メチルフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基等が挙げられる。上記式（１Ａ）中のＲ１は、フェニル基、ｏ−メチルフェニル基又は１−ナフチル基であることが好ましい。但し、上記Ｒ１はこれら以外の基であってもよい。

上記式（１Ａ）において、Ｒ２のベンゼン環に対する結合部位は特に限定されない。上記式（１Ａ）中のＲ２は、Ｓ基に対して、パラ位に結合していることが好ましい。上記式（１Ａ）におけるＣＨ_３ＯＣＯＯ基は、メトキシカルボニルオキシ基である。上記式（１Ａ）中のＲ２は、ヒドロキシ基であることが好ましい。上記式（１Ａ）中のｎは、１であることが好ましい。

上記熱カチオン発生剤は、下記式（１Ａ−１）又は下記式（１Ａ−２）で表されるスルホニウムカチオン部分を有する成分であることが特に好ましい。

上記式（１Ａ−１）中、Ｒ１ａは炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２はヒドロキシ基又はＣＨ_３ＯＣＯＯ基を表し、ｍは０又は１を表し、ｎは１〜３の整数を表す。

上記式（１Ａ−１）中のＲ１ａは、メチル基であることが好ましい。上記式（１Ａ−１）中のｍは、Ｒ１が存在しないように０であることが好ましい。なお、上記式（１Ａ−１）中のＲ１ａのベンゼン環に対する結合部位は特に限定されない。上記式（１Ａ−１）中のＲ１ａは、ＣＨ_２基に対して、オルト位に結合していることが好ましい。上記式（１Ａ−１）中のＲ２及びｎの好ましい基及び数は、上記式（１Ａ）中のＲ２及びｎの好ましい基及び数と同様である。

上記式（１Ａ−２）中、Ｒ２はヒドロキシ基又はＣＨ_３ＯＣＯＯ基を表し、ｎは１〜３の整数を表す。上記式（１Ａ−２）中のＲ２及びｎの好ましい基及び数は、上記式（１Ａ）中のＲ２及びｎの好ましい基及び数と同様である。

上記熱カチオン発生剤は、スルホニウム系熱カチオン発生剤であることが好ましい。上記スルホニウムカチオン部分と、ＳｂＦ^６−のアニオン部分、ＰＦ^６−のアニオン部分又は上記式（２）で表されるアニオン部分とを有する成分は、熱カチオン発生剤として作用する。

上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記加熱により硬化可能な硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは１重量部以上、好ましくは２００重量部以下、より好ましくは１００重量部以下、更に好ましくは７５重量部以下である。熱硬化剤の含有量が上記下限以上であると、異方性導電材料を充分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。

上記熱硬化剤が上記熱カチオン発生剤である場合に、上記加熱により硬化可能な硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱カチオン発生剤の含有量は、好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．０５重量部以上、更に好ましくは５重量部以上、特に好ましくは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。上記熱カチオン発生剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料が充分に熱硬化し、接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。さらに、はんだ層の外表面の酸化膜や電極表面の酸化膜をより一層効果的に除去でき、接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。

また、異方性導電材料における上記導電性粒子と上記熱カチオン発生剤との配合比は、重量比で、１：１〜２０：１であることが好ましく、２：１〜１５：１であることがより好ましく、５：２〜１０：１であることが更に好ましい。

他の成分：
上記異方性導電材料は、光硬化開始剤を含むことが好ましい。該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使用可能である。電極間の導通信頼性及び接続構造体の接続信頼性をより一層高める観点からは、上記異方性導電材料は、光ラジカル発生剤を含むことが好ましい。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。

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（アセトフェノン光ラジカル発生剤）、ベンゾフェノン光硬化開始剤（ベンゾフェノン光ラジカル発生剤）、チオキサントン、ケタール光硬化開始剤（ケタール光ラジカル発生剤）、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。

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。

上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。光の照射により硬化可能な硬化性化合物１００重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量（光硬化開始剤が光ラジカル発生剤である場合には光ラジカル発生剤の含有量）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、異方性導電材料が適度に光硬化する。異方性導電材料に光を照射し、Ｂステージ化することにより、異方性導電材料の流動が抑えられる。

上記異方性導電材料は、上記熱カチオン発生剤とは異なるフラックスを含んでいてもよい。該フラックスの使用により、電極表面に形成された酸化膜を効果的に除去できる。この結果、接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。なお、上記異方性導電材料は、フラックスを必ずしも含んでいなくてもよい。

上記フラックスは特に限定されない。該フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用可能である。上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びヒドラジン等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。

上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。

上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、上記導電性粒子の表面上に付着していてもよい。

上記異方性導電材料１００重量％中、上記熱カチオン発生剤とは異なるフラックスの含有量は好ましくは０．５重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。上記フラックスの含有量が上記下限以上及び上限以下であると、電極表面に形成された酸化膜をより一層効果的に除去できる。また、上記フラックスの含有量が上記下限以上であると、フラックスの添加効果がより一層効果的に発現する。上記フラックスの含有量が上記上限以下であると、硬化物の吸湿性がより一層低くなり、接続構造体の信頼性がより一層高くなる。

上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の熱線膨張率を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム、アルミナ、ガラス、窒化ボロン、窒化ケイ素、シリコーン、カーボン、グラファイト、グラフェン及びタルク等が挙げられる。フィラーは１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。熱伝導率が高いフィラーを用いると、本硬化時間が短くなる。

上記異方性導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電材料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。

上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に添加されて異方性導電材料として用いられることが好ましい。上記異方性導電材料は、ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料であり、ペースト状の異方性導電材料であることが好ましい。ペースト状の異方性導電材料は、異方性導電ペーストである。フィルム状の異方性導電材料は、異方性導電フィルムである。上記異方性導電材料が異方性導電フィルムである場合、該導電性粒子を含む異方性導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されてもよい。

（接続構造体）
上記導電性粒子を用いて、又は上記導電性粒子を含む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。

上記導電性粒子は、銅電極を有する接続対象部材を接続するために用いられる導電性粒子であることが好ましい。上記異方性導電材料は、銅電極を有する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であることが好ましい。銅電極の表面には酸化膜がかなり形成されやすい。これに対して、上記異方性導電材料が上記熱カチオン発生剤を含む場合には、銅電極の表面の酸化膜を効果的に除去でき、接続構造体における導通信頼性が高くなる。

上記導電性粒子及び上記異方性導電材料は、様々な接続対象部材を接着するために使用できる。上記導電性粒子及び上記異方性導電材料は、第１，第２の接続対象部材が電気的に接続されている接続構造体を得るために好適に用いられる。

上記接続構造体は、第１の接続対象部材と、第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備えており、該接続部が上記導電性粒子により形成されているか、又は該導電性粒子を含む異方性導電材料により形成されていることが好ましい。上記接続部は、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ことが好ましい。

図４に、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体を模式的に正面断面図で示す。

図４に示す接続構造体５１は、第１の接続対象部材５２と、第２の接続対象部材５３と、第１，第２の接続対象部材５２，５３を電気的に接続している接続部５４とを備える。接続部５４は、導電性粒子１とバインダー樹脂と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ている。なお、図４では、導電性粒子１は、図示の便宜上、略図的に示されている。

第１の接続対象部材５２は上面５２ａに、複数の第１の電極５２ｂを有する。第２の接続対象部材５３は下面５３ａに、複数の第２の電極５３ｂを有する。第１の電極５２ｂと第２の電極５３ｂとが、１つ又は複数の導電性粒子１により電気的に接続されている。従って、第１，第２の接続対象部材５２，５３が導電性粒子１により電気的に接続されている。

上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例としては、第１の接続対象部材と第２の接続対象部材との間に上記異方性導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。加熱及び加圧により、導電性粒子１のはんだ層４が溶融して、該導電性粒子１により第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂ間が電気的に接続される。このとき、導電層３を第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂに接触させることが好ましい。さらに、はんだ層４を第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂに接触させることが好ましい。バインダー樹脂が加熱により硬化可能な硬化性化合物を含む場合には、バインダー樹脂が硬化して、硬化したバインダー樹脂により第１，第２の接続対象部材５２，５３が接続される。上記加圧の圧力は９．８×１０^４〜４．９×１０^６Ｐａ程度である。上記加熱の温度は、１２０〜２２０℃程度である。

図５に、図４に示す接続構造体５１における導電性粒子１と第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂとの接続部分を拡大して正面断面図で示す。図５に示すように、接続構造体５１では、上記積層体を加熱及び加圧することにより、導電性粒子１のはんだ層４が溶融した後、溶融したはんだ層部分Ｘが第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂと十分に接触する。すなわち、導電層３及びはんだ層４も第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂに接触させることができる。また、導電層３を第１，第２の電極５２ｂ，５３ｂに接触させることにより、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。導電層を電極に接触させることが好ましく、はんだ層を電極に接触させることが好ましく、導電層とはんだ層との双方を電極に接触させることがより好ましい。

上記第１，第２の接続対象部材は、特に限定されない。上記第１，第２の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記異方性導電材料は、電子部品の接続に用いられる異方性導電材料であることが好ましい。上記異方性導電材料は、ペースト状であって、かつペースト状の状態で接続対象部材の上面に塗工される異方性導電材料であることが好ましい。

上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層を構成する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。

上記第１の電極及び上記第２の電極の内の少なくとも一方が、銅電極であることが好ましい。上記第１の電極及び上記第２の電極の双方が、銅電極であることが好ましい。この場合には、上記異方性導電材料が熱ラジカル発生剤を含む場合にフラックス効果がより一層得られ、接続構造体における導通信頼性がより一層高くなる。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。

実施例及び比較例では、以下の材料を用いた。

（バインダー樹脂）
熱硬化性化合物１（エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製「ＥＸＡ−４８５０−１５０」）
熱硬化性化合物２（エポキシ樹脂、三菱化学社製「ＪＥＲ−８２８」）

（他の成分）
熱カチオン発生剤１（下記式（１１）で表される化合物、加熱によりリン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物）

熱カチオン発生剤２（下記式（１２）で表される化合物、加熱によりアンチモン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物）

熱カチオン発生剤３（下記式（１３）で表される化合物、加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する化合物）

（実施例１〜９及び比較例１，２）
導電性粒子の作製：
導電性粒子１：樹脂粒子（平均粒子径２０μｍ）の表面上に銅層（厚み１μｍ）が積層されており、該銅層の表面上に、はんだ層（全体の厚み２μｍ）が積層されている導電性粒子（以下のようにして作製）

導電性粒子１の作製方法：
ジビニルベンゼン樹脂粒子（平均粒径２０μｍ、積水化学工業社製「ミクロパールＳＰ−２２０」）を無電解銅めっきし、樹脂粒子の表面上に下地銅めっき層（厚み１μｍ）を形成し、粒子Ｘを得た。

その後、シータコンポーザ（徳寿工作所社製）を用いて、得られた粒子Ｘの銅層の表面上で、はんだ微粉末（錫（平均粒径１００ｎｍ）４２重量％とビスマス（平均粒径１５０ｎｍ）５８重量％とを含む）を溶融させて、銅層の表面上に第１のはんだ層（厚み０．５ｎｍ、粒塊の大きさ２００ｎｍ）を形成した。次に、上記シータコンポーザを用いて、第１のはんだ層の表面上で、はんだ微粉末（錫（平均粒径１００ｎｍ）４２重量％とビスマス（平均粒径１μｍ）１５重量％とビスマス（平均粒径１５０ｎｍ）４３重量％とを含む）を溶融させて、第１のはんだ層の表面上に第２のはんだ層（厚み０．５ｎｍ、粒塊の大きさ３５０ｎｍ）を形成した。次に、上記シータコンポーザを用いて、第２のはんだ層の表面上で、はんだ微粉末（錫（平均粒径１００ｎｍ）４２重量％とビスマス（平均粒径１μｍ）３０重量％とビスマス（平均粒径１５０ｎｍ）２８重量％とを含む）を溶融させて、第２のはんだ層の表面上に第３のはんだ層（厚み０．５ｎｍ、粒塊の大きさ５００ｎｍ）を形成した。次に、上記シータコンポーザを用いて、第３のはんだ層の表面上で、はんだ微粉末（錫（平均粒径１００ｎｍ）４２重量％とビスマス（平均粒径１μｍ）５８重量％とを含む）を溶融させて、第３のはんだ層の表面上に第４のはんだ層（厚み０．５ｎｍ、粒塊の大きさ８００ｎｍ）を形成した。得られた導電性粒子１では、はんだ層の厚み方向の内表面側から外表面側にかけて、第１のはんだ層、第２のはんだ層、第３のはんだ層及び第４のはんだ層がこの順で形成されていた。

導電性粒子２〜６，Ａ，Ｂの詳細及び製造方法：
また、第１，第２，第３，第４のはんだ層を形成するためのはんだ微粉末における錫（平均粒径１００ｎｍ）と、ビスマス（平均粒径１μｍ）と、ビスマス（平均粒径１５０ｎｍ）との配合量を下記の表１〜３に示すように設定したこと以外は導電性粒子１と同様にして、下記の導電性粒子２〜６，Ａ，Ｂを得た。導電性粒子２〜６，Ａ，Ｂでは、第１，第２，第３，第４のはんだ層の厚みをそれぞれ０．５ｎｍとした。なお、得られた導電性粒子１〜６，Ａ，Ｂにおける粒塊の大きさは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて断面観察することにより評価した。粒塊の大きさは、最大長さを意味する。

異方性導電材料の作製：
作製直後の導電性粒子を用いて、下記の表４に示す配合成分を下記の表４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、異方性導電ペーストである異方性導電材料を得た。

（評価）
（１）接続構造体の作製
Ｌ／Ｓが２００μｍ／２００μｍの銅電極パターンを上面に有するガラスエポキシ基板（ＦＲ−４基板）を用意した。また、Ｌ／Ｓが２００μｍ／２００μｍの銅電極パターンを下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。

上記ガラスエポキシ基板の上面に、得られた異方性導電材料を撹拌してから、異方性導電材料に含まれている導電性粒子の平均粒子径の２倍の厚みとなるように塗工し、異方性導電材料層を形成した。

次に、異方性導電材料層の上面にフレキシブルプリント基板を、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電材料層の温度が１７０℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、フレキシブルプリント基板の上面に加圧加熱ヘッドを載せ、１．３ＭＰａの圧力をかけて、異方性導電材料層を１７０℃で１０秒間硬化させて、接続構造体を得た。

（２）接続信頼性１（濡れ拡がり）
得られた接続構造体を平面視したときに、導電性粒子のはんだ層を除く粒子部分の粒子径（図６（ａ）の粒子径ａ）と、濡れ拡がったはんだ層の最大長さ（図６の粒子径ｂ）とを評価した。電極間に配置された導電性粒子の全個数１００％のうち、ｂ／ａが１．２以上である導電性粒子の個数の割合を求めた。接続信頼性１（濡れ拡がり）を下記の基準で判定した。

［接続信頼性１（濡れ拡がり）の判定基準］
○：ｂ／ａが１．２以上である導電性粒子の個数の割合が８０％以上
△：ｂ／ａが１．２以上である導電性粒子の個数の割合６０％以上、８０％未満
×：ｂ／ａが１．２以上である導電性粒子の個数の割合が６０％未満

（３）接続信頼性２（センタリング性）
得られた接続構造体を平面視したときに、導電性粒子におけるはんだ層を除く粒子部分の中心（図６（ｂ）の破線ｘ１）と濡れ拡がったはんだ層の中心（図６（ｂ）の破線ｘ２）との距離（図６（ｂ）の距離ｃ）と、導電性粒子のはんだ層を除く粒子部分の粒子径（図６（ｂ）の粒子径ｄ）とを評価した。電極間に配置された導電性粒子の全個数１００％のうち、ｃ／ｄが０．２以下である導電性粒子の個数の割合を求めた。接続信頼性２（センタリング性）を下記の基準で判定した。

［接続信頼性２（センタリング性）］
○：ｃ／ｄが０．２以下である導電性粒子の個数の割合が８０％以上
△：ｃ／ｄが０．２以下である導電性粒子の個数の割合が６０％以上、８０％未満
×：ｃ／ｄが０．２以下である導電性粒子の個数の割合が６０％未満

（４）接続信頼性３（スタンドオフ性）
得られた接続構造体において、電極間に配置された導電性粒子の全個数１００％のうち、導電層（銅層）が上下の電極と接している導電性粒子の個数の割合を求めた（導電層（銅層）が上下の電極と接している導電性粒子は図７（ａ）参照。導電層（銅層）が上側の電極及び下側の電極の少なくとも一方と接していない導電性粒子は図７（ｂ）（上側の電極で非接触），図７（ｃ）（下側の電極で非接触），図７（ｄ）（上下の電極で非接触）参照）。接続信頼性３（スタンドオフ性）を下記の基準で判定した。

［接続信頼性３（スタンドオフ性）］
○：導電層（銅層）が上下の電極と接している導電性粒子の個数の割合が７５％以上
△：導電層（銅層）が上下の電極と接している導電性粒子の個数の割合が５０％以上、７５％未満
×：導電層（銅層）が上下の電極と接している導電性粒子の個数の割合が５０％未満

結果を下記の表４に示す。

１…導電性粒子
２…基材粒子
２ａ…表面
３…導電層
３ａ…表面
４…はんだ層
１１…導電性粒子
１２…導電層
１２ａ…表面
１６…内側の導電層
１７…外側の導電層
２１…導電性粒子
２２…はんだ層
２６…内側のはんだ層
２７…外側のはんだ層
５１…接続構造体
５２…第１の接続対象部材
５２ａ…上面
５２ｂ…第１の電極
５３…第２の接続対象部材
５３ａ…下面
５３ｂ…第２の電極
５４…接続部
Ｘ…溶融したはんだ層部分

Claims (8)

1. 基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備え、
   前記はんだ層における粒塊が、前記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きいか、又は前記はんだ層における粒塊が、前記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい、導電性粒子。
2. 前記はんだ層における粒塊が、前記はんだ層の厚み方向の内表面側よりも外表面側で大きい、請求項１に記載の導電性粒子。
3. 前記はんだ層における粒塊が、前記はんだ層の厚み方向の外表面側よりも内表面側で大きい、請求項１に記載の導電性粒子。
4. 前記基材粒子が樹脂粒子である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性粒子。
5. 前記基材粒子と前記はんだ層との間に配置されており、かつ前記はんだ層とは異なる導電層をさらに備え、
   前記基材粒子の表面上に前記導電層が積層されており、前記導電層の外側の表面上に前記はんだ層が積層されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性粒子。
6. バインダー樹脂中に添加されて異方性導電材料として用いられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性粒子。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む、異方性導電材料。
8. 第１の接続対象部材と、
   第２の接続対象部材と、
   前記第１，第２の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、
   前記接続部が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料により形成されている、接続構造体。

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