JP5476262B2 - 接続構造体及び接続構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性粒子により電極間が電気的に接続されている接続構造体に関し、より詳細には、導通信頼性を高めることができる接続構造体に関する。

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。

上記異方性導電材料は、ＩＣチップとフレキシブルプリント回路基板との接続、及びＩＣチップと電極を有する回路基板との接続等に用いられている。例えば、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との間に異方性導電材料を配置した後、加熱及び加圧することにより、これらの電極を電気的に接続できる。

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１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。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２．５×１０^９Ｎ／ｍ^２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。特許文献１には、上記導電性粒子を用いて基板の電極間を電気的に接続した場合に、接続抵抗が低くなり、導通信頼性が高くなることが記載されている。

特開２００３−３１３３０４号公報

特許文献１に記載の導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて、例えば、ＩＣチップとガラス基板との電極間を電気的に接続する際には、基板上に異方性導電材料を配置した後、該ガラス基板上に、ＩＣチップを電極同士が対向するように重ね合わせる。次に、加圧により導電性粒子を圧縮し、電極間を接続する。このようにして、電極間が電気的に接続された接続構造体が得られる。

特許文献１に記載の導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて上記電極間を電気的に接続すると、電極間の接続抵抗が高くなったり、電極間が確実に導通されなかったりすることがある。

本発明の目的は、導電性粒子により電極間が電気的に接続されており、導通信頼性が高い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、第１の電極と、第２の電極と、該第１の電極の上面と該第２の電極の下面との間に挟み込まれており、かつ該第１，第２の電極間を電気的に接続している導電性粒子とを備え、上記第１の電極の上面に、上記導電性粒子の一部分が埋め込まれて凹状の埋め込み部が形成されており、上記第１の電極の埋め込み部の最深点と上記第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、上記第１の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が１６５度以上、１８０度未満である、接続構造体が提供される。

本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、上記第１の電極が、ガラス基板上に設けられており、微分干渉顕微鏡により上記埋め込み部の確認が可能である。

本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記導電性粒子は圧縮されており、扁平状である。

本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記導電性粒子の最大径（μｍ）の上記埋め込み部の最大径（μｍ）に対する比が、１．１〜２．５である。

本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記導電性粒子として、上記第１の電極の上面と上記第２の電極の下面との間に挟み込まれる前の３０％Ｋ値が１０００〜６００００Ｎ／ｍｍ^２である導電性粒子が用いられている。

本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記導電性粒子が、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する。

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の電極が上面に設けられた第１の接続対象部材と、上記第２の電極が下面に設けられた第２の接続対象部材と、該第１，第２の接続対象部材を接続している接続部とを備えており、該接続部が、上記導電性粒子又は該導電性粒子とバインダー樹脂を含む異方性導電材料により形成されている。

本発明に係る接続構造体のさらに他の特定の局面では、上記接続部は、上記異方性導電材料により形成されている。

本発明に係る接続構造体では、第１，第２の電極間が導電性粒子により電気的に接続されており、上記第１の電極の上面に、上記導電性粒子の一部分が埋め込まれて凹状の埋め込み部が形成されており、上記第１の電極の埋め込み部の最深点と前記第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、上記第１の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が１６５度以上、１８０度未満であるので、導通信頼性を高めることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を示す正面断面図である。 図２は、図１に示す接続構造体における導電性粒子と電極との接触部分を拡大して模式的に示す正面断面図である。 図３は、第１の電極の埋め込み部の最深点と第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線とのなす角度を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明を明らかにする。

図１に、本発明の一実施形態に係る接続構造体を正面断面図で示す。

図１に示す接続構造体２１は、第１の接続対象部材２２の上面２２ａに、接続部２４を介して、第２の接続対象部材２３が接続された構造を有する。接続部２４は複数の導電性粒子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ている。第１の接続対象部材２２の上面２２ａには、複数の第１の電極２が設けられている。第２の接続対象部材２３の下面２３ａには、複数の第２の電極３が設けられている。第１の電極２と第２の電極３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。

接続構造体２１では、第１の接続対象部材２２としてガラス基板が用いられており、第２の接続対象部材２３として半導体チップが用いられている。第１，第２の接続対象部材２２，２３は、特に限定されない。第１，第２の接続対象部材２２，２３としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。第１の接続対象部材２２は、ガラス基板であることが好ましい。

図２に、図１に示す接続構造体における導電性粒子１と第１，第２の電極２，３との接触部分を拡大して模式的に正面断面図で示す。

図２に示すように、導電性粒子１は、第１の電極２の上面２ａと、第２の電極３の下面３ａとの間に挟み込まれている。第１の電極２の上面２ａには、導電性粒子１の一部分が埋め込まれている。すなわち、導電性粒子１は、第１の電極２に埋め込まれた部分１ｂを有する。導電性粒子１が部分的に埋め込まれていることによって、第１の電極２の上面２ａに、凹状の埋め込み部Ａが形成されている。導電性粒子１は圧縮されている。圧縮前の導電性粒子１は、球状である。接続構造体２１における圧縮後の導電性粒子１は、扁平状である。接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、導電性粒子は、圧縮されており、扁平状であることが好ましい。導電性粒子が圧縮されていると、導電性粒子と電極との接触面積がより一層大きくなる。また、導電性粒子が扁平状であると、導電性粒子と電極との接触面積がより一層大きくなる。

図３に示すように、第１の電極２の埋め込み部Ａの最深点２ｘと第１の電極２の埋め込み部Ａの上端点２ｙとを結ぶ直線Ｌ１と、第１の電極２の埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂの上面２ａ（図３に示す面Ｐ１）とのなす角度αは、１６５度以上、１８０度未満の範囲内である。すなわち、正面視において、直線Ｌ１と上面２ａ（面Ｐ１）とのなす角度αは、１６５度以上、１８０度未満の範囲内である。該角度αは、１７９度以下であることが好ましい。最深点２ｘは、埋め込み部Ａの最も深い地点である。最深点２ｘは、一般に導電性粒子の中心の真下に位置する。上端点２ｙは、第１の電極２の上面２ａの埋め込み起点である。上端点２ｙは、埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂと、埋め込み部Ａとの境界である。

また、図３に示すように、第１の電極２の埋め込み部Ａの最深点２ｘと第１の電極２の埋め込み部Ａの上端点２ｙとを結ぶ面Ｐ２と、第１の電極２の埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂの上面２ａ（面Ｐ１）のなす角度αは全領域で、１６５度以上、１８０度未満の範囲内であることが好ましい。該角度αは、１７９度以下であることが好ましい。なお、平面視において、一般に上端点２ｙは全体で円である。

直線Ｌ１と埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂの上面２ａ（面Ｐ１）との角度αが上記範囲内であるように、導電性粒子１が第１の電極２に埋め込まれていることにより、接続構造体の導通信頼性を高くすることができる。また、直線Ｌ１と埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂの上面２ａ（面Ｐ１）との角度αは全領域で上記範囲内であることが好ましい。また、面Ｐ２と埋め込み部Ａが形成されていない部分２ｂの上面２ａ（面Ｐ１）とのなす角度αが全領域で上記範囲内であるように、導電性粒子１が第１の電極２に埋め込まれていることにより、接続構造体の導通信頼性をより一層高くすることができる。

また、第１の接続対象部材２２がガラス基板である場合に、上記角度αが上記範囲内であれば、微分干渉顕微鏡により凹状の埋め込み部Ａの有無を容易に確認することが可能である。接続構造体の導通信頼性が高いので、第１の電極がガラス基板であり、かつ微分干渉顕微鏡により埋め込み部の確認が可能であることが好ましい。接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記角度αは、より好ましくは１７０度以上、更に好ましくは１７５度以下である。

上記微分干渉顕微鏡としては、オリンパス社製「ＢＸ５１−Ｐ 偏光顕微鏡」等が挙げられる。また、上記微分干渉顕微鏡を用いて、ガラス基板の裏側から、埋め込み部を確認することができる。

上記角度αを制御する方法としては、接続構造体に用いる導電性粒子の圧縮弾性率（３０％Ｋ値）を制御する方法、電極の種類を選択する方法、第１の電極と第２の電極とで導電性粒子を挟み込む際の圧力を制御する方法、並びにバインダー樹脂の最低溶融粘度を制御する方法等が挙げられる。

図３に示すように、導電性粒子１の最大径Ｄ１（μｍ）の埋め込み部Ａの最大径Ｄ２（μｍ）に対する比（最大径Ｄ１／最大径Ｄ２）は、１．１〜２．５であることが好ましい。上記比（最大径Ｄ１／最大径Ｄ２）がこの範囲内であると、導電性粒子と電極との接触面積がより一層大きくなり、接続構造体の導通信頼性をより一層高くすることができる。接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記比（最大径Ｄ１／最大径Ｄ２）は、より好ましくは１．３以上、より好ましくは２．０以下である。上記最大径Ｄ２は、埋め込み部Ａの２か所の上端点２ｙを結ぶ最大長さである。

第１の電極の上面と第２の電極の下面とで挟み込まれる前の導電性体粒子の直径が３０％変位したときの圧縮弾性率（３０％Ｋ値）は、１０００〜６００００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内であることが好ましい。本発明に係る接続構造体では、第１の電極の上面と第２の電極の下面との間に挟み込まれる前の３０％Ｋ値が１０００〜６００００Ｎ／ｍｍ^２である導電性粒子が用いられていることが好ましい。３０％Ｋ値が上記範囲内であれば、接続構造体の導通信頼性をより一層高くすることができる。３０％Ｋ値が上記下限以上であると、圧縮された際に導電性粒子が破壊され難くなる。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。接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、挟み込まれる前の導電性粒子の３０％Ｋ値は、より好ましくは２０００Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは１５０００Ｎ／ｍｍ^２以下である。

上記圧縮弾性率（３０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。

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の条件下で導電性粒子を圧縮する。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。

Ｋ値（Ｎ／ｍｍ^２）＝（３／２^１／２）・Ｆ・Ｓ^−３／２・Ｒ^−１／２
Ｆ：導電性粒子が３０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：導電性粒子が３０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：導電性粒子の半径（ｍｍ）

上記圧縮弾性率は、導電性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、導電性粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。

上記第１，第２の電極としては、金電極、銀電極、白金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、チタン電極、クロム電極、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。さらに、上記第１，第２の電極としては、ＩＺＯ電極、ＡＺＯ電極、ＧＺＯ電極及びＺｎＯ電極等が挙げられる。

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。上記接続対象部材が半導体チップである場合には、上記電極は金電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物として、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、Ｓｎ、Ａｌ及びＧａ等が挙げられる。

接続構造体の導通信頼性をより一層高める観点からは、第１，第２の電極はそれぞれ、金電極、銀電極、錫電極、白金電極、アルミニウム電極、チタン電極、モリブデン電極、クロム電極、ＩＴＯ電極及びＩＺＯ電極からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

図１〜２に示すように、導電性粒子１は、基材粒子１１と、該基材粒子１１の表面１１ａを被覆している導電層１２とを有する。導電性粒子１は、基材粒子１１の表面１１ａが導電層１２により被覆された被覆粒子である。従って、導電性粒子１は導電層１２を外表面に有する。

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。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容易に変形しやすく、導電性粒子と電極と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。

上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等が挙げられる。基材粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体であることが好ましい。

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、例えば、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。

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、錫と銀とを含む合金、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましい。

上記導電層は、１つの層により形成されている。導電層は、複数の層により形成されていてもよい。すなわち、導電層は、２層以上の積層構造を有していてもよい。導電層が複数の層により形成されている場合には、最外層は、金層、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は錫と銀とを含む合金層であることが好ましく、金層であることがより好ましい。最外層がこれらの好ましい導電層である場合には、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。また、最外層が金層である場合には、耐食性をより一層高めることができる。

上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。導電性粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上限以下であると、導電性粒子と電極との接触面積を充分に大きくすることができ、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子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、かつ導電層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。

上記導電層の厚みは、好ましくは０．００５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下である。導電層の厚みが上記下限以上及び上限以下であると、充分な導電性を得ることができ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子を充分に変形させることができる。

導電層が複数の層により形成されている場合に、最外層の導電層の厚みは、特に最外層が金層である場合の金層の厚みは、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。上記最外層の導電層の厚みが上記下限以上及び上限以下であると、最外層の導電層による被覆を均一にでき、耐食性を充分に高めることができ、かつ電極間の接続抵抗を充分に低くすることができる。また、上記最外層が金層である場合の金層の厚みが薄いほど、コストが低くなる。

上記導電層の厚みは、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、導電性粒子の断面を観察することにより測定できる。

導電性粒子は、金属粒子であってもよい。導電性粒子が金属粒子である場合には、該導電性粒子は導電層を外表面に有する。このように、導電性粒子は、導電層を少なくとも外表面に有していればよく、金属被覆粒子であってもよく、金属粒子であってもよい。

導電性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は特に限定されない。該金属として、導電性粒子の導電層を形成するための金属として挙げた上記金属が挙げられる。なお、金属粒子の粒子径の好ましい範囲は、導電性粒子の粒子径と同様である。

上記異方性導電材料は、導電性粒子とバインダー樹脂とを含む。

上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、一般的には絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記ビニル樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体としては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。

異方性導電材料は、導電性粒子及びバインダー樹脂の他に、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。

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され得る。上記異方性導電材料が、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、該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てもよい。

異方性導電材料中の上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。導通信頼性をより一層高める観点からは、異方性導電材料１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１０重量％以下である。

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１）
導電性粒子及び異方性導電材料の作製
テトラメチロールメタンテトラアクリレート８０重量部及びアクリロニトリル２０重量部を含有するモノマー溶液に、重合触媒としてベンゾイルパーオキサイド１．５重量部を添加して溶解させた。このモノマー溶液を、７００ｍＬの３重量％ポリビニルアルコール水溶液に添加し、攪拌して懸濁させた。次いで、このモノマー懸濁液を８５℃に加熱することにより、重合反応を開始させ、そして反応が完結するまで１０時間、この状態を保持した。得られた固形分を濾過し、熱水で洗浄してポリビニルアルコールを除去した後、分級を行うことにより、粒子径が３μｍである基材樹脂粒子を得た。得られた基材樹脂粒子の表面に無電解ニッケルメッキを行い、約０．０８μｍのニッケルメッキ層を形成させた。更に、置換金メッキを行い、約０．０２μｍの金メッキ層をニッケルメッキ層の上に形成させ導電性粒子を得た。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」）を用いて測定された上記導電性粒子の３０％Ｋ値は、７６１０Ｎ／ｍｍ^２であった。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製「エピコート１００９」）１０重量部と、アクリルゴム（重量平均分子量約８０万）４０重量部、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」）５０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重量％となるように添加し、分散させ、異方性導電材料を得た。

（２）接続構造体の作製
半導体チップ（金バンプ電極、バンプ高さ１５μｍ、バンプ総面積２．０ｍｍ^２）と、ガラス基板（Ａｌ−Ｔｉ合金電極 配線膜厚０．３μｍ）を用意した。

上記ガラス基板上に、得られた異方性導電性材料を厚みが２０μｍとなるように塗布し、異方性導電材料層を形成した。次いで、異方性導電材料層上に、半導体チップを、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。このガラス基板と半導体チップとの積層体を、３ＭＰａ、１９０℃、及び１０秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。

（実施例２）
圧着時の圧力を２Ｍｐａに低くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。

（実施例３）
圧着時の圧力を４ＭＰａに高くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。

（実施例４）
粒子径が３μｍである基材樹脂粒子をジビニルベンゼンの重合反応により作製したこと以外は、実施例１と同様の条件で、接続構造体を作製した。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」）を用いて測定された上記導電性粒子の３０％Ｋ値は、５２４７Ｎ／ｍｍ^２であった。

（実施例５）
ガラス基板上の電極を純Ａｌ電極に変更したこと以外は実施例１と同様の条件で、接続構造体を作製した。

（実施例６）
実施例１で得られた基材樹脂粒子を用いて、約０．０２μｍのＰｄメッキ層をニッケルメッキ層の上に形成させ導電性粒子を得たこと以外は、実施例１と同様の条件で、接続構造体を作成した。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」）を用いて測定された上記導電性粒子の３０％Ｋ値は、１１２１０Ｎ／ｍｍ^２であった。

（比較例１）
圧着時に圧力をかけずに、導電性粒子を圧縮しなかったこと以外は実施例１と同様にして、接続構造体を得た。

（比較例２）
圧着時の圧力を０．５ＭＰａにかなり低くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。

（比較例３）
圧着時の圧力を８Ｍｐａにかなり高くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。

（評価）
（１）導電性粒子の状態１
得られた接続構造体の断面を観察して、導電性粒子が圧縮されているか否か、並びに扁平状であるか否かを確認した。導電性粒子が圧縮されており、扁平状である場合を「○」、導電性粒子が圧縮されておらず、球状である場合を「×」と判定した。

（２）導電性粒子の状態２
得られた接続構造体の断面を観察して、第１の電極の埋め込み部の最深点と第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線Ｌ１及び面Ｐ２と、第１の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面（面Ｐ１）とのなす角度αを確認した。なお、実施例及び比較例では、上記最深点は、導電性粒子の中心の真下に位置していた。また、実施例及び比較例では、直線Ｌ１と面Ｐ１とのなす角度αは、全領域で同等であり、面Ｐ２と面Ｐ１との全領域でのなす角度αと同等であった。

さらに、得られた接続構造体の断面を観察して、導電性粒子の最大径Ｄ１と、埋め込み部Ｄ２とを測定し、比（最大径Ｄ１／最大径Ｄ２）を求めた。

（３）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値を４端子法により測定した。また、接続抵抗値を下記の評価基準で評価した。

〔接続抵抗値の評価基準〕
○○：接続抵抗値が２．０Ω以下
○：接続抵抗値が２．０Ωを超え、３．０Ω以下
△：接続抵抗値が３．０Ωを超え、５．０Ω以下
×：接続抵抗値が５．０Ωを超える

（４）埋め込み部の有無の確認
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第１の電極の埋め込み部の確認が可能であるか否かを評価した。埋め込み部が確認された場合を「○」、埋め込み部が確認されなかった場合を「×」と判定した。

結果を下記の表１に示す。

１…導電性粒子
１ｂ…第１の電極に埋め込まれた部分
２…第１の電極
２ａ…上面
２ｂ…埋め込み部が形成されていない部分
２ｘ…最深部
２ｙ…上端点
３…第２の電極
３ａ…下面
１１…基材粒子
１１ａ…表面
１２…導電層
２１…接続構造体
２２…第１の接続対象部材
２２ａ…上面
２３…第２の接続対象部材
２３ａ…下面
２４…接続部
Ａ…埋め込み部

Claims (8)

1. 第１の電極と、第２の電極と、該第１の電極の上面と該第２の電極の下面との間に挟み込まれており、かつ該第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子とを備え、
   前記第１の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分が埋め込まれて凹状の埋め込み部が形成されており、
   前記埋め込み部が、前記第１の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分を埋め込むことにより形成されており、
   前記第１の電極の埋め込み部の最深点と前記第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、前記第１の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が１６５度以上、１７９度以下であり、
   前記導電性粒子の最大径（μｍ）の前記埋め込み部の最大径（μｍ）に対する比が、１．１〜２．５である、接続構造体。
2. 前記第１の電極が、ガラス基板上に設けられており、
   微分干渉顕微鏡により前記埋め込み部の確認が可能である、請求項１に記載の接続構造体。
3. 前記導電性粒子が圧縮されており、扁平状である、請求項１又は２記載の接続構造体。
4. 前記導電性粒子として、前記第１の電極の上面と前記第２の電極の下面との間に挟み込まれる前の３０％Ｋ値が１０００〜６００００Ｎ／ｍｍ^２である導電性粒子が用いられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続構造体。
5. 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する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続構造体。
6. 前記第１の電極が上面に設けられた第１の接続対象部材と、前記第２の電極が下面に設けられた第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、
   前記接続部が、前記導電性粒子又は該導電性粒子とバインダー樹脂を含む異方性導電材料により形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続構造体。
7. 前記接続部が、前記異方性導電材料により形成されている、請求項６に記載の接続構造体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法であって、
   第１の電極の上面と第２の電極の下面との間に導電性粒子を挟み込んで、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第１の電極の上面と前記第２の電極の下面との間に挟み込まれており、かつ前記第１，第２の電極を電気的に接続している導電性粒子とを備える接続構造体を得る工程を備え、
   前記第１の電極の上面と前記第２の電極の下面との間に前記導電性粒子を挟み込む際に、前記第１の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分を埋め込むことにより、凹状の埋め込み部を形成し、
   前記第１の電極の埋め込み部の最深点と前記第１の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、前記第１の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が１６５度以上、１７９度以下であるように、かつ前記導電性粒子の最大径（μｍ）の前記埋め込み部の最大径（μｍ）に対する比が、１．１〜２．５であるように、前記埋め込み部を形成する、接続構造体の製造方法。

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