JP5925928B1 - 電気接続構造および電気接続部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】接合強度が高く、隣接する電極間のショートのおそれがない電気接続部材を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、前記電気接続部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、前記導体配線は前記凹部の中に配置され、前記導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、前記金属ナノインクの全量が前記凹部に収容されることを特徴とする電気接続部材。【選択図】図１
Description
本発明は、電気接続部材、電子部品アセンブリの実装構造および電気接続部材を製造するために用いられる中間部材に関する。
従来、液晶表示素子における回路基板の接続に際して、異方性導電フィルムが使用されている。異方性導電フィルムでは絶縁性接着シートの中に、金属粒子が所定の濃度で分散された構成が用いられている。異方性導電フィルムは、表示回路基板と駆動回路などの、二つの配線パターンの間に配置され、支持基板上から加熱、加圧することで、フィルム中に分散された金属粒子が、二つの配線パターンと接触することで導通を確保するものである。
しかしながら、二つの配線パターン間の接続が、金属粒子と配線パターンとが点で接続されているため、接続した配線パターンを屈曲させた場合や、加熱時の回路基板や異方性導電フィルムの伸縮により、金属粒子が配線パターンから浮き上がり、電気的に接続された二つの配線間の導通が不安定となる。また、異方性導電フィルムは、熱硬化性の接着剤を使用しているため、接続配線を屈曲させた際、接着剤層にクラックが発生する可能性や、配線パターンと金属粒子の接触面積が小さいため、加熱加圧した際、金属粒子により配線パターンにクラックが入る可能性がある。
一方、特許文献１には、複数の細長いリード線層を薄板よりなる接合基材に接合剤層を介して互いに平行に配列接合固定した電気接続部材および電極基板が開示されている。以下、特許文献１の図１を示す、添付した図面中の図６を用いて説明する。複数の細長いリード線層３を薄板よりなる接合基材５に接合剤層４を介して互いに平行に配列接合固定した電気接続部材５００において、複数の細長片配線６１を基板６の表面に互いに平行に配列形成した接続相手となる電極基板６００の細長片配線６１の幅と比較してリード線層３の幅を狭く形成し、相手側の電極基板６００に接合させることを特徴とする電気接続部材５００を用いれば、相対する配線パターンを損傷することなく電気的な接続を確保することが可能となる。
特許文献１に記載された電気接続部材５００では、均一な厚みを有する接合剤層４上にリード線層３が形成されており、接合剤層４は粘着剤あるいは接着剤を接合基材５に塗布成膜している（図６）。この電気接続部材５００と、基板６の表面に細長片配線６１を形成した電極基板６００、または電極を備える電子部品（半導体素子など）を接続すると、細長片配線６１の表面の両側周縁に接合剤層４を接合することができる（図６）。
ところが、特許文献１の電気接続部材５００および電極基板６００では、リード線層３が接合剤層４の表面から突出しており、また、細長片配線６１も基板６の表面から突出しているため、接合剤層４および基板６の表面同士が密着せず、接合しないので、接合強度は低い（図６）。
これに対しては、電気接続部材５００および電極基板６００において、リード線層３に金属ナノインク（低温焼結可能な、金属ナノ粒子を含むインクをいう。）を塗布し、細長片配線６１との間で低温焼結させることにより、接合強度を高くすることができる。
しかし、接合剤層４から突出したリード線層３の表面に金属ナノインク１５を塗布した場合、電気接続部材５００を電極基板６００に押し付ける際に金属ナノインク１５が接合剤層４と基板６の間に流れ出し（図５）、焼結により形成される導電性薄膜により、隣接するリード線層３がショートしてしまうおそれがある。また、金属ナノインクとして特願２０１４−１８４３８１号明細書に記載のカプセル化金属ナノインクを用いた場合、カプセルが破壊される際に金属ナノインクが飛散し、隣接するリード線層３がショートしてしまうおそれがある。
ところが、特許文献１の電気接続部材５００および電極基板６００では、リード線層３が接合剤層４の表面から突出しており、また、細長片配線６１も基板６の表面から突出しているため、接合剤層４および基板６の表面同士が密着せず、接合しないので、接合強度は低い（図６）。
これに対しては、電気接続部材５００および電極基板６００において、リード線層３に金属ナノインク（低温焼結可能な、金属ナノ粒子を含むインクをいう。）を塗布し、細長片配線６１との間で低温焼結させることにより、接合強度を高くすることができる。
しかし、接合剤層４から突出したリード線層３の表面に金属ナノインク１５を塗布した場合、電気接続部材５００を電極基板６００に押し付ける際に金属ナノインク１５が接合剤層４と基板６の間に流れ出し（図５）、焼結により形成される導電性薄膜により、隣接するリード線層３がショートしてしまうおそれがある。また、金属ナノインクとして特願２０１４−１８４３８１号明細書に記載のカプセル化金属ナノインクを用いた場合、カプセルが破壊される際に金属ナノインクが飛散し、隣接するリード線層３がショートしてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、接合強度が高く、隣接する電極間のショートのおそれがない電気接続部材を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、前記電気接続部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、前記導体配線は前記凹部の中に配置され、前記導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、前記金属ナノインクの全量が前記凹部に収容されることを特徴とする電気接続部材は、接続対象物に押し付けると、接続対象物の突出した電極が本発明の電気接続部材の凹部に挿入され、金属ナノインクの低温焼結反応が起きることで、接続対象物の電極と導体配線とが接合され、接続対象物と絶縁性粘着剤層の表面同士も密着して、接合するので、接合強度が高いこと、さらに、金属ナノインクが凹部に配置されていることから、電気接続部材を接続対象物に押しつけても、金属ナノインクが絶縁性粘着剤層と接続対象物との間に流れ出すことはなく、また、カプセル化金属ナノインクを用いた場合でも、カプセルが破壊される際の金属ナノインクの飛散が防止されるので、隣接する電極とのショートを防止することができることを知得し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の（１）〜（１０）を提供する。
（１）基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、
前記電気接続部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置され、
前記導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、
前記金属ナノインクの全量が前記凹部に収容される
ことを特徴とする電気接続部材。
（２）前記金属ナノインクが、保護剤で被覆された金属ナノ粒子をカプセルの内部に複数個有し、外部からの刺激で前記カプセルを破壊して導電性薄膜を形成するカプセル化金属ナノインクであることを特徴とする、（１）に記載の電気接続部材。
（３）前記カプセルを破壊し、さらに２００℃未満の温度で熱処理をして、導電性薄膜を形成できる、（２）に記載の電気接続部材。
（４）前記保護剤が両親媒性分子であり、前記金属ナノ粒子が疎水性有機溶媒に分散され、かつ、前記カプセルが親水性化合物誘導体から構成されることを特徴とする、（２）または（３）に記載の電気接続部材。
（５）前記疎水性有機溶媒のｎ−オクタノール／水分配係数が２以上であることを特徴とする、（４）に記載の電気接続部材。
（６）前記親水性化合物誘導体の水に対する接触角が９０°以下であることを特徴とする、（４）または（５）に記載の電気接続部材。
（７）前記両親媒性分子のＨＬＢ値が０〜１３であることを特徴とする、（４）〜（６）のいずれか１項に記載の電気接続部材。
（８）前記基板がフレキシブル基板であることを特徴とする、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の電気接続部材。
（９）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の電気接続部材に電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造の製造方法であって、
前記絶縁性粘着剤層の凹部の中で前記金属ナノインクを焼結して、前記導体配線と前記電極とを接合せしめ、
前記絶縁性粘着剤層の表面と前記電子部品の表面とを粘着させる
電子部品アセンブリの実装構造の製造方法。
（１０）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の電気接続部材を製造するために用いられる中間部材であって、
基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有し、
前記中間部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、かつ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置される
ことを特徴とする中間部材。
（１）基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、
前記電気接続部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置され、
前記導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、
前記金属ナノインクの全量が前記凹部に収容される
ことを特徴とする電気接続部材。
（２）前記金属ナノインクが、保護剤で被覆された金属ナノ粒子をカプセルの内部に複数個有し、外部からの刺激で前記カプセルを破壊して導電性薄膜を形成するカプセル化金属ナノインクであることを特徴とする、（１）に記載の電気接続部材。
（３）前記カプセルを破壊し、さらに２００℃未満の温度で熱処理をして、導電性薄膜を形成できる、（２）に記載の電気接続部材。
（４）前記保護剤が両親媒性分子であり、前記金属ナノ粒子が疎水性有機溶媒に分散され、かつ、前記カプセルが親水性化合物誘導体から構成されることを特徴とする、（２）または（３）に記載の電気接続部材。
（５）前記疎水性有機溶媒のｎ−オクタノール／水分配係数が２以上であることを特徴とする、（４）に記載の電気接続部材。
（６）前記親水性化合物誘導体の水に対する接触角が９０°以下であることを特徴とする、（４）または（５）に記載の電気接続部材。
（７）前記両親媒性分子のＨＬＢ値が０〜１３であることを特徴とする、（４）〜（６）のいずれか１項に記載の電気接続部材。
（８）前記基板がフレキシブル基板であることを特徴とする、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の電気接続部材。
（９）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の電気接続部材に電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造の製造方法であって、
前記絶縁性粘着剤層の凹部の中で前記金属ナノインクを焼結して、前記導体配線と前記電極とを接合せしめ、
前記絶縁性粘着剤層の表面と前記電子部品の表面とを粘着させる
電子部品アセンブリの実装構造の製造方法。
（１０）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の電気接続部材を製造するために用いられる中間部材であって、
基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有し、
前記中間部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、かつ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置される
ことを特徴とする中間部材。
本発明によれば、電極を備える接続対象物を接続した際に、接合強度が高く、隣接する電極間のショートのおそれがない電気接続部材を提供することができる。
以下、本発明の電気接続部材、電子部品アセンブリの実装構造および電気接続部材を製造するために用いられる中間部材を、図面に基づいて詳細に説明する。
１．電気接続部材および電子部品アセンブリの実装構造
１．１）電気接続部材
本発明の電気接続部材は、基板と、基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、電気接続部材には絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、導体配線は凹部の中に配置され、導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、金属ナノインクの全量が前記凹部に収容されることを特徴とする電気接続部材である。
１．１）電気接続部材
本発明の電気接続部材は、基板と、基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、電気接続部材には絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、導体配線は凹部の中に配置され、導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、金属ナノインクの全量が前記凹部に収容されることを特徴とする電気接続部材である。
本発明の電気接続部材の一例を、図１（Ａ）および（Ｂ）に基づいて説明する。
図１（Ａ）は、本発明の電気接続部材１００の斜視図であり、図１（Ｂ）は断面図である。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す電気接続部材１００では、基板１１１上に絶縁性粘着剤層１１２が設けられる。
電気接続部材１００には、絶縁性粘着層１１２側の表面に開口する凹部１１３が設けられる。凹部１１３は底部１１３ａ、側壁部１１３ｂおよび開口部１１３ｃを有する。凹部１１３の深さは絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満である。すなわち、底部１１３ａは絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りで、かつ、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１側とは反対側の表面寄りにある。凹部１１３の大きさ、すなわち、凹部１１３の深さおよび開口部１１３ｃの大きさは、接続対象の電子部品２００の電極２１４と嵌合するように設定される。なお、凹部１１３の深さは、開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から底部１１３ａまでの距離である。
凹部１１３の中に導体配線１１４が配置される。より詳細には、導体配線１１４は凹部１１３の底部１１３ａ上に配置される。
導体配線１１４の上には金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）が配置される。金属ナノインク１１５の全量は凹部１１３に収容される。すなわち、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）によって形成される層の導体配線１１４とは反対側の表面は絶縁性粘着層１１２の表面よりも凹んでいる。すなわち、導体配線１１４の厚さと金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）によって形成される層の厚さとの合計は凹部１１３の深さ未満である。
図１（Ａ）は、本発明の電気接続部材１００の斜視図であり、図１（Ｂ）は断面図である。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す電気接続部材１００では、基板１１１上に絶縁性粘着剤層１１２が設けられる。
電気接続部材１００には、絶縁性粘着層１１２側の表面に開口する凹部１１３が設けられる。凹部１１３は底部１１３ａ、側壁部１１３ｂおよび開口部１１３ｃを有する。凹部１１３の深さは絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満である。すなわち、底部１１３ａは絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りで、かつ、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１側とは反対側の表面寄りにある。凹部１１３の大きさ、すなわち、凹部１１３の深さおよび開口部１１３ｃの大きさは、接続対象の電子部品２００の電極２１４と嵌合するように設定される。なお、凹部１１３の深さは、開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から底部１１３ａまでの距離である。
凹部１１３の中に導体配線１１４が配置される。より詳細には、導体配線１１４は凹部１１３の底部１１３ａ上に配置される。
導体配線１１４の上には金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）が配置される。金属ナノインク１１５の全量は凹部１１３に収容される。すなわち、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）によって形成される層の導体配線１１４とは反対側の表面は絶縁性粘着層１１２の表面よりも凹んでいる。すなわち、導体配線１１４の厚さと金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）によって形成される層の厚さとの合計は凹部１１３の深さ未満である。
ある電気接続部材が上述した構成を備えているか否かは、当該電気接続部材の形状を観察することにより判断することができる。特に、絶縁性粘着剤層側の凹部の中の金属ナノインクもしくはカプセル化金属ナノインク、または焼結した金属粒子の存在を確認することにより判断することができる。また、当該電気接続部材の形状を観察することにより、後述する中間部材の構成を備えていると判断した場合には、本発明の電気接続部材の製造にのみ用いる物である、または本発明の電気接続部材の製造に用いる物であって本発明による課題の解決に不可欠なものであると判断することもできる。
以下に、本発明の電気接続部材の基板、絶縁性粘着剤層および導体配線について説明する。なお、金属ナノインクについては「５．金属ナノインク」で説明する。
１．１．１）基板
電気接続部材の基板１１１は、リジッド基板、リジッド・フレキシブル基板、フレキシブル基板のいずれでもよいが、耐屈曲性が高いことから、フレキシブル基板が好ましい。
電気接続部材の基板１１１は、リジッド基板、リジッド・フレキシブル基板、フレキシブル基板のいずれでもよいが、耐屈曲性が高いことから、フレキシブル基板が好ましい。
また、電気接続部材の基板１１１を構成する材料は、特に限定されるものではないが、樹脂材料が好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルアクリレート、ポリフッ化エチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、アセタール樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などを挙げることが出来る。樹脂材料は可撓性、機械的強度、耐熱性、価格等の諸条件を勘案して適宜選択すればよい。
また、電気接続部材の基板１１１を構成する材料には、有機または無機のフィラーまたはボイドを配合してもよい。特に限定されるわけではないが、有機のフィラー（有機フィラー）としては、アクリル系、ウレタン系等のポリマーの粒子などが、無機のフィラー（無機フィラー）としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭酸カルシウム等の粒子などが、有機のボイドとしては、熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等を外殻とする有機系マイクロバルーンなどが、無機のボイドとしては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、シラス等を外殻とする無機系マイクロバルーンなどが、それぞれ挙げられる。
電気接続部材の基板１１１の厚さは、特に限定されるものではないが、１０μｍ未満では基板（フィルム）の強度が不足し、２５０μｍより大きいと基板（フィルム）の剛性が大きくなり過ぎるために、三次元凹凸形状を有する部材と接続する際に、凹凸形状への段差追従性が低下するため、好ましくない。
１．１．２）絶縁性粘着剤層
電気接続部材の絶縁性粘着剤層１１２は、それを構成する絶縁性粘着剤の種類を選定することにより、繰り返し使用や永久接続とすることも可能である。
電気接続部材の絶縁性粘着剤層１１２は、それを構成する絶縁性粘着剤の種類を選定することにより、繰り返し使用や永久接続とすることも可能である。
電気接続部材の絶縁性粘着剤層１１２を構成する絶縁性粘着剤は、粘着材料でも接着材料でもよく、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、シリコン系、ポリオレフィン系、ポリイミド系、ビニル系、天然高分子系のポリマーなどが挙げられる。上記ポリマーは、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
また、粘着性や機械的熱的特性を向上させるため、上記ポリマーに、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、シリコン系、ポリオレフィン系、ポリイミド系、ビニル系のモノマー、オリゴマーを混合して用いてもよい。
上記ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、耐熱性を向上させて高温時における凝集量を向上させ、はがれや気泡の発生を少なくできることから、１０万以上であることが好ましく、５０万〜１００万の範囲内であることがより好ましい。
絶縁性粘着剤の誘電率は、特に限定されるものではないが、導体配線を絶縁性粘着剤の凹部に形成すると、電子部品が電気接続部材に押し付けられるとき、電子部品の電極および電気接続部材の導体配線は絶縁性粘着剤で覆われるので、絶縁性粘着剤は誘電率が低い材料であることが好ましい。例えば、１ＧＨｚ２５℃における誘電率は４以下、誘電正接は０．１以下である。より好ましくは、誘電率は３以下、誘電正接は０．０１以下であることが好ましい。さらに好ましくは、誘電率は２以下、誘電正接は０．００１以下であることが好ましい。
絶縁性粘着剤の貯蔵弾性率は、特に限定されるものではないが、１０３Ｐａ〜１０６Ｐａの範囲内であることが好ましく、１０４Ｐａ〜１０５Ｐａの範囲内であることがより好ましい。この範囲内であると、粘着剤の流動性が向上し、密着力および屈曲挙動が改善するとともに、伸縮挙動時に接続部にかかる応力を緩和することができ、粘着剤の結合破壊の抵抗力が向上し、粘着性が向上する。
絶縁性粘着剤は、重合性化合物を含有する反応性の粘着剤組成物とすることが好ましい。このような組成物とすることで、電気接続部材と実装部材とを最適な密着強度で接続することが可能である。
重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物等が挙げられる。重合性化合物は、重合反応により高分子量化することで、実装材料との密着性を向上させる化合物であればよく、モノマーでもオリゴマーでもよい。
ラジカル重合性化合物としては、単官能アクリレート、多官能アクリレート、マレイミド、チオール、ビニルエーテルなどのラジカル重合性の官能基を有するラジカル重合性化合物が挙げられる。
カチオン重合性化合物としては、エポキシ、オキタセン、ビニルエーテルなどの光カチオン重合性の官能基を有するカチオン重合性化合物が挙げられる。
なお、上記ラジカル重合性化合物、上記カチオン重合性化合物のいずれも、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
ラジカル重合性化合物としては、単官能アクリレート、多官能アクリレート、マレイミド、チオール、ビニルエーテルなどのラジカル重合性の官能基を有するラジカル重合性化合物が挙げられる。
カチオン重合性化合物としては、エポキシ、オキタセン、ビニルエーテルなどの光カチオン重合性の官能基を有するカチオン重合性化合物が挙げられる。
なお、上記ラジカル重合性化合物、上記カチオン重合性化合物のいずれも、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
また、粘着剤組成物中における重合性化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、粘着組成物中、１０〜８０質量％の範囲内とすることが好ましく、３０質量％〜６０質量％の範囲内とすることがより好ましい。この範囲内であると、硬化後における貯蔵弾性率が小さく、耐衝撃性が向上し、低温時に破壊され難くなるとともに、硬化後の凝集力が十分に向上し、密着性および耐熱性が向上する。
重合性化合物の重合開始剤としては、光、熱等の外部エネルギーにより活性化されてラジカル生成するラジカル重合開始剤、カチオン生成するカチオン重合開始剤などが挙げられる。上記重合開始剤は、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
ラジカル重合開始剤は、比較的低エネルギーでラジカル重合性化合物をラジカル重合させることができるものであれば特に限定されず、例えば、１分子で開始ラジカルを生成するラジカル重合開始剤、２分子間の反応でラジカルを生成するラジカル重合開始剤などが挙げられる。
１分子で開始ラジカルを生成する重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、アシルフォスフィン、チタノセン、チロアジン、ビスイミダゾール等の化合物が挙げられる。
また、２分子間の反応でラジカルを生成する重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アミン、チオキサントン等の化合物が挙げられる。
１分子で開始ラジカルを生成する重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、アシルフォスフィン、チタノセン、チロアジン、ビスイミダゾール等の化合物が挙げられる。
また、２分子間の反応でラジカルを生成する重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アミン、チオキサントン等の化合物が挙げられる。
カチオン重合開始剤は、比較的低エネルギーでカチオン重合性化合物を重合させ得るものであれば特に限定されず、例えば、イオン性酸発生型カチオン重合開始剤、非イオン性酸発生型カチオン重合開始剤などが挙げられる。
イオン性酸発生型カチオン重合開始剤としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩等の化合物が挙げられる。
また、非イオン性酸発生型カチオン重合開始剤としては、例えば、スルホニルジアゾメタン、オキシムスルホネート、イミドスルホネート、ニトロベンジルスルホネート等の化合物が挙げられる。
イオン性酸発生型カチオン重合開始剤としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩等の化合物が挙げられる。
また、非イオン性酸発生型カチオン重合開始剤としては、例えば、スルホニルジアゾメタン、オキシムスルホネート、イミドスルホネート、ニトロベンジルスルホネート等の化合物が挙げられる。
重合開始剤の添加量は、特に限定されるものでなく、重合性化合物の反応性、分子量、粘着剤層に付与したい粘弾性の度合い等に応じて適宜設定することができるが、具体的には、重合性化合物の合計質量に対して０．００１〜１０質量％の範囲内に設定することが好ましく、０．１〜５質量％の範囲内に設定することがより好ましい。この範囲内であると、粘着剤組成物の反応性が十分に小さくなり、光、熱などの外部エネルギーによる硬化が速すぎず、作業に支障をきたすことがないとともに、粘着剤組成物の硬化不良、硬化速度が遅くなる等の問題もない。
粘着剤組成物中には、さらに、熱特性、機械特性等を向上させるために、無機酸化物からなる粒子、樹脂からなる粒子等を分散させてもよい。無機酸化物からなる粒子は、特に限定されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ等の金属酸化物からなる粒子が挙げられる。また、樹脂からなる粒子としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂からなる粒子を挙げることが出来る。
基板上に絶縁性粘着剤層を設ける方法は、特に限定されるものではないが、例えば、コンマコーターなどの各種塗工装置、グラビア印刷などの各種印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方式などの方法が挙げられる。
１．１．３）導体配線
導体配線１１４を形成する導電性材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、炭素、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウムなどの金属材料を用いることが出来る。なお、上記金属は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。さらには、導電性粒子はメッキコートしてもよく、形状は、球状でも鎖状でもフレーク状でもよい。また、上記導電性材料をウレタン樹脂などのバインダー樹脂中に分散させたものを印刷法により印刷し、焼成したものを用いてもよい。
また、「５．金属ナノインク」で説明する金属ナノインクを用いて形成した導体配線も好ましい。
導体配線１１４を形成する導電性材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、炭素、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウムなどの金属材料を用いることが出来る。なお、上記金属は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。さらには、導電性粒子はメッキコートしてもよく、形状は、球状でも鎖状でもフレーク状でもよい。また、上記導電性材料をウレタン樹脂などのバインダー樹脂中に分散させたものを印刷法により印刷し、焼成したものを用いてもよい。
また、「５．金属ナノインク」で説明する金属ナノインクを用いて形成した導体配線も好ましい。
導体配線１１４の幅および厚さは、凹部１１３の中に導体配線１１４を配置することができる限り、特に限定されるものではない。具体的には、導体配線１１４の幅は、凹部１１３の幅以下であり、作製がより容易であることから、１μｍ以上とすることが好ましく、単位体積あたりに流れる電流を少なくするために、５μｍ以上とすることがより好ましく、１０μｍ以上とすることがさらに好ましい。また、導体配線１１４の厚さは、凹部１１３の深さ未満である。
電気接続部材１００の凹部１１３に導体配線１１４を配置する方法としては、例えば、コンマコーターなどの各種塗工装置、インクジェット、グラビア印刷などの各種印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方式などの方法が挙げられる。
１．２）電子部品アセンブリの実装構造
本発明の電子部品アセンブリの実装構造は、本発明の電気接続部材に電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造であって、絶縁性粘着剤層の凹部の中で金属ナノインクを焼結することで、導体配線と電極とを接合し、絶縁性粘着剤層の表面と電子部品の表面とが粘着することを特徴とする電子部品アセンブリの実装構造である。
本発明の電子部品アセンブリの実装構造は、本発明の電気接続部材に電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造であって、絶縁性粘着剤層の凹部の中で金属ナノインクを焼結することで、導体配線と電極とを接合し、絶縁性粘着剤層の表面と電子部品の表面とが粘着することを特徴とする電子部品アセンブリの実装構造である。
以下、本発明の電子部品アセンブリの実装構造の一例を、図１（Ｃ）〜（Ｆ）に基づいて説明する。
図１（Ｃ）は、電気接続部材１００および電子部品２００の断面図である。図１（Ｄ）は、電気接続部材１００と電子部品２００とが接続された状態にある電子部品アセンブリの断面図である。また、図１（Ｅ）は、複数の電極２１４の厚さが異なる場合の電気接続部材１００および電子部品２００の断面図である。図１（Ｆ）は、複数の電極２１４の厚さが異なる場合の電気接続部材１００と電子部品２００とが接続された状態にある電子部品アセンブリの断面図である。
図１（Ｃ）は、電気接続部材１００および電子部品２００の断面図である。図１（Ｄ）は、電気接続部材１００と電子部品２００とが接続された状態にある電子部品アセンブリの断面図である。また、図１（Ｅ）は、複数の電極２１４の厚さが異なる場合の電気接続部材１００および電子部品２００の断面図である。図１（Ｆ）は、複数の電極２１４の厚さが異なる場合の電気接続部材１００と電子部品２００とが接続された状態にある電子部品アセンブリの断面図である。
本発明の電気接続部材に、電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造について説明する。
電気接続部材１００は「１．１）電気接続部材」において説明したとおりである。
電子部品２００では基板２１１上に電極２１４が配置される。電子部品２００の電極２１４の幅は電気接続部材１００の凹部１１３の幅より狭く、電極２１４が凹部１１３に嵌まりこむことが可能である。また、電気接続部材１００の凹部１１３の開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から導体配線１１４の上面までの距離ｄ１は、電子部品２００の電極２１４の厚さｄ２よりも小さくなるように設定する。
電気接続部材１００と電子部品２００とを接続する際、図１（Ｃ）に示すように、電子部品２００の電極２１４を対応する凹部１１３に嵌合させ、電子部品の電極２１４を導体配線１１４に押し付けることにより、図１（Ｄ）に示すように、電気接続部材１００と電子部品２００とが互いに接続される。このとき、図１（Ｄ）に示すように、絶縁性粘着剤層１１２と基板２１１とが粘着することにより機械的結合が行われる構造となっている。
電気接続部材１００は「１．１）電気接続部材」において説明したとおりである。
電子部品２００では基板２１１上に電極２１４が配置される。電子部品２００の電極２１４の幅は電気接続部材１００の凹部１１３の幅より狭く、電極２１４が凹部１１３に嵌まりこむことが可能である。また、電気接続部材１００の凹部１１３の開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から導体配線１１４の上面までの距離ｄ１は、電子部品２００の電極２１４の厚さｄ２よりも小さくなるように設定する。
電気接続部材１００と電子部品２００とを接続する際、図１（Ｃ）に示すように、電子部品２００の電極２１４を対応する凹部１１３に嵌合させ、電子部品の電極２１４を導体配線１１４に押し付けることにより、図１（Ｄ）に示すように、電気接続部材１００と電子部品２００とが互いに接続される。このとき、図１（Ｄ）に示すように、絶縁性粘着剤層１１２と基板２１１とが粘着することにより機械的結合が行われる構造となっている。
電気接続部材の絶縁性粘着剤層１１２は、押圧により弾性変形することで電子部品２００の基板２１１と密着して、さらに、弾性復元力が電気接続部材１００の基板１１１に、電子部品２００の基板２１１を押し付ける方向の荷重として作用するため、電気接続部材１００と電子部品２００の安定した電気接続が可能となる。この電気接続部材１００によれば、絶縁性粘着剤層による機械的接続固定構造となっているため、専用の固定治具を必要とすることなく、簡易な構造で薄型に固定することが可能となる。
電極２１４の表面が算術平均粗さ（Ｒａ）を有している場合、電極２１４と導体配線１１４とは面接触しているように見えても、実際には点接触の状態であり、接触していない微小な隙間が多数存在する。金属ナノインク１１５、またはカプセル化金属ナノインク１１５ａのカプセルを破壊して放出させた金属ナノインクによって、その微小な隙間が埋められ、焼結することによって導電性薄膜１１６が形成されるので、電極２１４と導体配線１１４との間の良好な電気的接続が確保される。電子部品２００の電極２１４の電気接続表面状態を示す例として、図３にレーザー顕微鏡写真を示す。
また、図１（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、電子部品２００の複数ある電極２１４の厚さが異なる場合であっても、導体配線１１４上に配置された金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）が電極２１４と導体配線１１４との間の隙間を埋め、焼結することによって導電性薄膜１１６が形成されるので、電極２１４と導体配線１１４との間の良好な電気的接続が確保される。
ある電子部品アセンブリの実装構造が上述した構成を備えているか否かは、破壊検査により電子部品を取り外して観察することにより判断することができる。特に、絶縁性粘着剤層側の凹部の中で、焼結した金属粒子によって導体配線と電極とが結合されていた痕跡が認められることが望ましい。
１．２．１）電子部品
電子部品２００は基板２１１とその上に配置された電極２１４を有する。
電子部品２００は基板２１１とその上に配置された電極２１４を有する。
１．２．１．１）基板
電子部品２００の基板２１１は表面実装型の電子機器に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。また、例えば、上述した電気接続部材１００の基板１１１と同様のものを使用することもできる。
電子部品２００の基板２１１は表面実装型の電子機器に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。また、例えば、上述した電気接続部材１００の基板１１１と同様のものを使用することもできる。
１．２．１．２）電極
電子部品２００の電極２１４は表面実装型の電子機器に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、上述した電気接続部材１００の導体配線１１４と同様のものを使用することもできる。
電子部品２００の電極２１４は表面実装型の電子機器に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、上述した電気接続部材１００の導体配線１１４と同様のものを使用することもできる。
電子部品２００としては、特に限定されないが、例えば、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＩＣ（集積回路）、液晶ディスプレイ、トランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード）、抵抗、コンデンサ等が挙げられる。
電子部品２００としては、表面実装型の電子部品が好ましい。
電子部品２００としては、表面実装型の電子部品が好ましい。
２．電気接続部材を製造するために用いられる中間部材
本発明の電気接続部材を製造するために用いられる中間部材（単に「本発明の中間部材」または「中間部材」という場合がある）は、基板と、基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有し、中間部材には絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、かつ、導体配線は凹部の中に配置されることを特徴とする中間部材である。
本発明の電気接続部材を製造するために用いられる中間部材（単に「本発明の中間部材」または「中間部材」という場合がある）は、基板と、基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有し、中間部材には絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、かつ、導体配線は凹部の中に配置されることを特徴とする中間部材である。
以下、本発明の中間部材の一例を、図２（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明する。
図２（Ａ）は、本発明の中間部材１０１の斜視図であり、図２（Ｂ）は断面図である。
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す中間部材１０１では、基板１１１上に絶縁性粘着剤層１１２が設けられる。
中間部材１０１には、絶縁性粘着層１１２側の表面に開口する凹部１１３が設けられる。凹部１１３は底部１１３ａ、側壁部１１３ｂおよび開口部１１３ｃを有する。凹部１１３の深さは絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満である。すなわち、底部１１３ａは絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りで、かつ、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１側とは反対側の表面寄りにある。凹部１１３の大きさ、すなわち、凹部１１３の深さおよび開口部１１３ｃの大きさは、中間部材１０１から製造される電気接続部材１００の接続対象である電子部品２００の電極２１４と嵌合するように設定される。なお、凹部１１３の深さは、開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から底部１１３ａまでの距離である。
凹部１１３の中に導体配線１１４が配置される。より詳細には、導体配線１１４は凹部１１３の底部１１３ａ上に配置される。
導体配線１１４の厚さは、凹部１１３の深さ未満である。
図２（Ａ）は、本発明の中間部材１０１の斜視図であり、図２（Ｂ）は断面図である。
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す中間部材１０１では、基板１１１上に絶縁性粘着剤層１１２が設けられる。
中間部材１０１には、絶縁性粘着層１１２側の表面に開口する凹部１１３が設けられる。凹部１１３は底部１１３ａ、側壁部１１３ｂおよび開口部１１３ｃを有する。凹部１１３の深さは絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満である。すなわち、底部１１３ａは絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りで、かつ、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１側とは反対側の表面寄りにある。凹部１１３の大きさ、すなわち、凹部１１３の深さおよび開口部１１３ｃの大きさは、中間部材１０１から製造される電気接続部材１００の接続対象である電子部品２００の電極２１４と嵌合するように設定される。なお、凹部１１３の深さは、開口部１１３ｃにおける絶縁性粘着剤層１１２の基板側とは反対側の表面と同一レベルの面から底部１１３ａまでの距離である。
凹部１１３の中に導体配線１１４が配置される。より詳細には、導体配線１１４は凹部１１３の底部１１３ａ上に配置される。
導体配線１１４の厚さは、凹部１１３の深さ未満である。
図２（Ａ）および（Ｂ）に示した一例では、凹部１１３の深さは絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満であるが、本発明の中間部材１０１では、凹部１１３の深さは、基板１１１を貫通しない限り、絶縁性粘着剤層１１２の厚さ以上であってもよい。
図２（Ｃ）には、凹部１１３の底部１１３ａが、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルに存在する例、すなわち、底部１１３ａに基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２側表面が露出する例を示す。
図２（Ｄ）には、凹部１１３の底部１１３ａが、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２とは反対側の表面寄りの位置に存在する例、すなわち、絶縁性粘着剤層１１２を貫通する孔と基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２側表面に開口する凹部とが一体となって凹部１１３が形成される例を示す。
図２（Ｃ）には、凹部１１３の底部１１３ａが、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルに存在する例、すなわち、底部１１３ａに基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２側表面が露出する例を示す。
図２（Ｄ）には、凹部１１３の底部１１３ａが、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２とは反対側の表面寄りの位置に存在する例、すなわち、絶縁性粘着剤層１１２を貫通する孔と基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２側表面に開口する凹部とが一体となって凹部１１３が形成される例を示す。
ある中間部材が上述した構成を備えているか否かは、当該中間部材の形状を観察することにより判断することができる。
本発明の中間部材は、本発明の電気接続部材を製造するために用いられるほか、例えば、金属ナノインクまたはカプセル化金属ナノインクとのセットとして用いられてもよい。具体的には、需要者に、本発明の電気接続部材を譲渡等する代わりに、本発明の電気接続部材と金属ナノインクまたはカプセル化金属ナノインクとを含むセットを譲渡して、需要者が本発明の電気接続部材を製造してもよい。
３．電気接続部材および中間部材
本発明の電気接続部材１００は、中間部材１０１の導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を配置したものであり、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の全量が凹部１１３に収容される。
金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の全量が凹部１１３に収容されることにより、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を導体配線１１４上に配置して形成される層の、導体配線１１４とは反対側の表面が、絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りに位置する。
本発明の電気接続部材１００は、中間部材１０１の導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を配置したものであり、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の全量が凹部１１３に収容される。
金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の全量が凹部１１３に収容されることにより、金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を導体配線１１４上に配置して形成される層の、導体配線１１４とは反対側の表面が、絶縁性粘着剤層１１２の基板１１１とは反対側の表面と同一レベルの面よりも基板１１１寄りに位置する。
中間部材１０１の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、本発明の中間部材１０１は、基板１１１上に凹部１１３を有する絶縁性粘着剤層１１２を積層または被覆することによって製造することができる。また、例えば、基板１１１上に絶縁性粘着剤層１１２を積層または被覆して積層体または被覆体を作製し、積層体または被覆体の絶縁性粘着剤層側から切削加工等の手段により凹部１１３を形成することによって製造することができる。あるいは、例えば、凹凸部を有する基板１１１の凸部に絶縁性粘着剤層１１２を積層または被覆して絶縁性粘着剤層１１２に開口する凹部１１３を形成することによって製造することができる。
電気接続部材１００は、中間部材１０１の導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を配置することにより、または、金属ナノインク（または、カプセル化金属ナノインク）の層を形成することにより、製造することができる。
導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を配置する方法、または導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の層を形成する方法としては、コンマコーターなどの各種塗工装置、グラビア印刷などの各種印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方式などの方法が挙げられる。カプセル化されていない金属ナノインクの層を形成する方法としては、インクジェット法も好ましいものとして挙げられる。
導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）を配置する方法、または導体配線１１４上に金属ナノインク１１５（または、カプセル化金属ナノインク１１５ａ）の層を形成する方法としては、コンマコーターなどの各種塗工装置、グラビア印刷などの各種印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方式などの方法が挙げられる。カプセル化されていない金属ナノインクの層を形成する方法としては、インクジェット法も好ましいものとして挙げられる。
中間部材１０１として、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す、凹部１１３の深さが絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満のものを使用する代わりに、図２（Ｃ）に示す凹部１１３の深さが絶縁性粘着剤層１１２の厚さと等しい中間部材１０１を用いることもできる。この場合、本発明の電気接続部材１００の凹部１１３の底部１１３ａは、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルに存在する。
また、中間部材１０１として、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す、凹部１１３の深さが絶縁性粘着剤層１１２の厚さ未満のものを使用する代わりに、図２（Ｄ）に示す凹部１１３の深さが絶縁性粘着剤層１１２の厚さを超える中間部材１０１を用いることもできる。この場合、本発明の電気接続部材１００の凹部１１３の底部１１３ａは、絶縁性粘着剤層１１２と基板１１１との界面と同一レベルの面よりも基板１１１の絶縁性粘着剤層１１２とは反対側の表面寄りの位置に存在する。
なお、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）ではいずれも２か所に凹部１１３が設けられているが、必要に応じて、１か所でもよいし、３か所以上でもよい。
なお、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）ではいずれも２か所に凹部１１３が設けられているが、必要に応じて、１か所でもよいし、３か所以上でもよい。
凹部１１３の深さが電気絶縁層１１２の厚さ未満である場合であって、金属ナノインク１１５としてカプセル化金属ナノインク１１５ａを用いるとき、絶縁性粘着剤層１１２よりも硬度の高い導体配線１１４を凹部１１３の底部１１３ａの上に形成することで、換言すれば、絶縁性粘着剤層１１２とカプセル化金属ナノインク１１５ａによって形成される層との間に形成することで、押圧によりカプセル化金属ナノインク１１５ａのカプセルを破壊しようとする際、絶縁性粘着剤層に吸収される力が減少することで、カプセルを十分に破壊することが可能となる。そのため、凹部１１３の深さは電気絶縁層１１２の厚さ未満であることが好ましい。
４．本発明の従来の技術と比較して有利な点
本発明の電気接続部材の従来の電気接続部材と比較して有利な点について説明する。
本発明の電気接続部材を電子部品等の接続対象物に押し付けると、接続対象物の突出した電極が電気接続部材の絶縁性接着剤層側の凹部に挿入され、金属ナノインクの低温焼結反応が起きることで、接続対象物の電極と電気接続部材の導体配線とが接合されるのに加えて、接続対象物の基板の電極側表面と電気接続部材の絶縁性粘着剤層側の表面とが密着して接合するので、接合強度が高い。
本発明の電気接続部材では、金属ナノインク（または、カプセル化金属ナノインク）が凹部に配置されていることから、電気接続部材を接続対象物に押し付けても、金属ナノインクが絶縁性粘着剤層と接続対象物との間に流れ出すことはなく、また、カプセル化金属ナノインクを用いた場合、カプセルが破壊される際に金属ナノインクが飛散することも防止されるので、隣接する電極とのショートを防止することができる。
本発明の電気接続部材の従来の電気接続部材と比較して有利な点について説明する。
本発明の電気接続部材を電子部品等の接続対象物に押し付けると、接続対象物の突出した電極が電気接続部材の絶縁性接着剤層側の凹部に挿入され、金属ナノインクの低温焼結反応が起きることで、接続対象物の電極と電気接続部材の導体配線とが接合されるのに加えて、接続対象物の基板の電極側表面と電気接続部材の絶縁性粘着剤層側の表面とが密着して接合するので、接合強度が高い。
本発明の電気接続部材では、金属ナノインク（または、カプセル化金属ナノインク）が凹部に配置されていることから、電気接続部材を接続対象物に押し付けても、金属ナノインクが絶縁性粘着剤層と接続対象物との間に流れ出すことはなく、また、カプセル化金属ナノインクを用いた場合、カプセルが破壊される際に金属ナノインクが飛散することも防止されるので、隣接する電極とのショートを防止することができる。
５．金属ナノインク
金属ナノインクとしては、例えば、特開２０１０−２６５５４３号公報に記載された被覆銀超微粒子の分散液、特開２０１２−７２４１８号公報に記載された被覆銅微粒子の分散液、特開２０１２−１６２７６７号公報に記載された被覆金属微粒子の分散液、特開２０１４−３１５４２号公報に記載された被覆銀微粒子の分散液、特開２０１４−４０６３０号公報に記載された被覆銀微粒子の分散液、国際公開第２０１１／１１９６３０号に記載された被覆銀超微粒子の分散液などが挙げられるが、これらに限定されず、以下に説明するものを好適に用いることができる。
金属ナノインクとしては、例えば、特開２０１０−２６５５４３号公報に記載された被覆銀超微粒子の分散液、特開２０１２−７２４１８号公報に記載された被覆銅微粒子の分散液、特開２０１２−１６２７６７号公報に記載された被覆金属微粒子の分散液、特開２０１４−３１５４２号公報に記載された被覆銀微粒子の分散液、特開２０１４−４０６３０号公報に記載された被覆銀微粒子の分散液、国際公開第２０１１／１１９６３０号に記載された被覆銀超微粒子の分散液などが挙げられるが、これらに限定されず、以下に説明するものを好適に用いることができる。
５．１）金属ナノインクの成分
金属ナノインクは、金属ナノ粒子と保護剤および溶媒とからなる低温焼結インクであって、室温環境下で溶媒の蒸発に伴い保護剤が金属ナノ粒子から脱離し、導電性の薄膜を与えるものである。
金属ナノインクは、金属ナノ粒子と保護剤および溶媒とからなる低温焼結インクであって、室温環境下で溶媒の蒸発に伴い保護剤が金属ナノ粒子から脱離し、導電性の薄膜を与えるものである。
５．１．１）金属ナノ粒子
上記金属ナノ粒子の種類は特に限定されず、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウムなどの金属種のナノ粒子が挙げられ、これらの金属種は、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
金属ナノ粒子は、レーザーアブレーション法、化学的還元法、有機金属化合物の熱分解による方法、金属塩化物の気相中での還元による方法、酸化物の水中還元法など、種々の公知の方法により製造されたものを用いることができる。
化学的還元法では、金属ナノ粒子が保護剤により安定化され溶媒に分散された状態で得られるため、化学還元法で合成された金属ナノ粒子を用いることが特に好ましい。
上記金属ナノ粒子の種類は特に限定されず、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウムなどの金属種のナノ粒子が挙げられ、これらの金属種は、１種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
金属ナノ粒子は、レーザーアブレーション法、化学的還元法、有機金属化合物の熱分解による方法、金属塩化物の気相中での還元による方法、酸化物の水中還元法など、種々の公知の方法により製造されたものを用いることができる。
化学的還元法では、金属ナノ粒子が保護剤により安定化され溶媒に分散された状態で得られるため、化学還元法で合成された金属ナノ粒子を用いることが特に好ましい。
上記金属ナノ粒子の平均二次粒子径は特に限定されないが、好ましくは１〜５００ｎｍの範囲内、より好ましくは１〜１００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは１〜５０ｎｍの範囲内で、いっそう好ましくは１〜３０ｎｍの範囲内である。平均二次粒子径がこの範囲内であると、溶媒中で保護剤により安定化されやすくなるとともに、焼結温度をより低くすることができる。ここで、平均二次粒子径は、動的光散乱法またはレーザー回折法によって測定した値である。なお、カプセル内に内包された金属ナノインク中の金属ナノ粒子の平均二次粒子径は、例えば、カプセルに内包された金属ナノインクを適当な有機溶媒（ヘキサン、オクタン、アセトニトリル等でよいが、カプセル内の金属ナノインクの溶媒と同じものが好ましい）に入れ、その溶媒中でカプセルを破壊して、カプセルに内包されていた金属ナノインクを希釈し、カプセル残渣と希釈液とをろ過等の方法により分離し、得られた希釈液に対して、動的光散乱法またはレーザー回折法により測定することもできる。
５．１．２）保護剤
上記保護剤は、金属ナノ粒子の溶媒への分散性を確保できるものであれば特に限定されないが、好ましくは両親媒性分子〔１つの分子内に水（水相）になじむ「親水基」と油（有機相）になじむ「親油基」（疎水基）との両方を持つ分子を総称していう。〕である。両親媒性分子のＨＬＢ値〔Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ：両親媒性分子の水と油（水に不溶性の有機化合物）への親和性の程度を表す値をいう。〕は、好ましくは０〜１３であり、より好ましくは０〜８であり、さらに好ましくは０〜６であり、いっそう好ましくは０〜３である。溶媒が疎水性有機溶媒である場合には、ＨＬＢ値が小さい方が好ましい。ここで、ＨＬＢ値は、保護剤を同定し、グリフィン法により求めたものである。
上記保護剤は、金属ナノ粒子の溶媒への分散性を確保できるものであれば特に限定されないが、好ましくは両親媒性分子〔１つの分子内に水（水相）になじむ「親水基」と油（有機相）になじむ「親油基」（疎水基）との両方を持つ分子を総称していう。〕である。両親媒性分子のＨＬＢ値〔Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ：両親媒性分子の水と油（水に不溶性の有機化合物）への親和性の程度を表す値をいう。〕は、好ましくは０〜１３であり、より好ましくは０〜８であり、さらに好ましくは０〜６であり、いっそう好ましくは０〜３である。溶媒が疎水性有機溶媒である場合には、ＨＬＢ値が小さい方が好ましい。ここで、ＨＬＢ値は、保護剤を同定し、グリフィン法により求めたものである。
保護剤を同定する方法としては、有機分析に一般的に用いる手法（核磁気共鳴法、各種クロマトグラフ分析法、各種分光分析法、各種質量分析法など）を適用することができる。例えば、金属ナノインクまたはその希釈液に対して、ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）をすることによって、保護剤を同定することができる。
両親媒性分子としては、アルキルアミン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、メルカプタン、リン酸エステル、脂肪族リン酸化物、アルキルアミン脂肪酸塩、ポリプロピレンオキシド脂肪酸エーテル、チオールおよびコハク酸誘導体からなる群から選択される少なくとも1つが好ましい。これらの中でも、低温焼結性とナノ粒子の溶媒への分散性が良好であることから、アルキルアミンが好ましい。アルキルアミンは長鎖アルキルアミン、中鎖アルキルアミン、および短鎖アルキルアミンのいずれであってもよい。また、アルキルアミンは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。長鎖アルキルアミン（アルキル基の炭素数が１５以上）としては、例えば、オレイルアミン（Ｃ１８Ｈ３７Ｎ）等が挙げられ、中鎖アルキルアミン（アルキル基の炭素数が６〜１０）としては、例えば、オクチルアミン（Ｃ８Ｈ１９Ｎ）、ヘキシルアミン（Ｃ６Ｈ１５Ｎ）等が挙げられ、短鎖アルキルアミン（アルキル基の炭素数が１〜５）としては、例えば、ブチルアミン（Ｃ４Ｈ１１Ｎ）等が挙げられる。
５．１．３）溶媒
上記溶媒は保護剤で被覆された金属ナノ粒子を安定して分散できるものであれば特に限定されないが、疎水性有機溶媒が好ましい。疎水性有機溶媒としては、ｎ−オクタノール／水分配係数〔化学物質を有機溶媒（ｎ-オクタノール）と水の２層になった液体にとかし、平衡状態になった時にそれぞれの溶液に溶けている量の比を分配係数と言い、対数値で表す。〕が２以上であるものが好ましい。ここで、ｎ−オクタノール／水分配係数（Ｌｏｇ１０ＰＯＷ）は、ＪＩＳ Ｚ ７２６０−１１７：２００６「分配係数（１−オクタノール／水）測定試験」に従って測定したものである。
上記溶媒は保護剤で被覆された金属ナノ粒子を安定して分散できるものであれば特に限定されないが、疎水性有機溶媒が好ましい。疎水性有機溶媒としては、ｎ−オクタノール／水分配係数〔化学物質を有機溶媒（ｎ-オクタノール）と水の２層になった液体にとかし、平衡状態になった時にそれぞれの溶液に溶けている量の比を分配係数と言い、対数値で表す。〕が２以上であるものが好ましい。ここで、ｎ−オクタノール／水分配係数（Ｌｏｇ１０ＰＯＷ）は、ＪＩＳ Ｚ ７２６０−１１７：２００６「分配係数（１−オクタノール／水）測定試験」に従って測定したものである。
疎水性有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、ｏ−トルエン、ｍ−トルエン、ｐ−トルエン等の芳香族炭化水素；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の脂肪族炭化水素；ジエチルエーテル、リグロイン（ＪＩＳ Ｋ ８９３７：１９９４）、石油ベンジン（ＪＩＳ Ｋ ８５３４：１９９６）、石油エーテル（ＪＩＳ Ｋ ８５９３：２００７）等の炭化水素混合物；などが挙げられる。
５．２）低温焼結性金属ナノインク
金属ナノインクとしては、低温焼結性金属ナノインクが好ましく、とりわけ、室温焼結性金属ナノインクが好ましい。
低温焼結性金属ナノインクは、２００℃未満、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、さらに好ましくは１００℃以下、いっそう好ましくは５０℃以下、の温度で熱処理をすることにより焼結して、基材上に金属膜を形成することができる金属ナノインクである。また、室温焼結性金属ナノインクは、低温焼結性金属ナノインクの中でも特に低い温度で焼結することができる金属ナノインクであり、熱処理をすることなく、室温（外部系から加熱も冷却もしていない状態のことをいう）で焼結して、基材上に金属膜を形成することができる金属ナノインクである。
金属ナノインクとしては、低温焼結性金属ナノインクが好ましく、とりわけ、室温焼結性金属ナノインクが好ましい。
低温焼結性金属ナノインクは、２００℃未満、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、さらに好ましくは１００℃以下、いっそう好ましくは５０℃以下、の温度で熱処理をすることにより焼結して、基材上に金属膜を形成することができる金属ナノインクである。また、室温焼結性金属ナノインクは、低温焼結性金属ナノインクの中でも特に低い温度で焼結することができる金属ナノインクであり、熱処理をすることなく、室温（外部系から加熱も冷却もしていない状態のことをいう）で焼結して、基材上に金属膜を形成することができる金属ナノインクである。
５．３）カプセル化金属ナノインク
金属ナノインクとしては、カプセル化金属ナノインクが好ましい。
カプセル化金属ナノインクは、保護剤で被覆された金属ナノ粒子をカプセルの内部に複数個有するカプセル化金属ナノインクであって、外部からの刺激でカプセルを破壊して導電性薄膜を形成できるカプセル化金属ナノインクである。その模式図を図４（Ａ）に示す。また、実際に作製したカプセル化金属ナノインクの例を図４（Ｂ）に示す。
なお、カプセル化金属ナノインクの詳細は、特願２０１４−１８４３８１号明細書に記載されている。
金属ナノインクとしては、カプセル化金属ナノインクが好ましい。
カプセル化金属ナノインクは、保護剤で被覆された金属ナノ粒子をカプセルの内部に複数個有するカプセル化金属ナノインクであって、外部からの刺激でカプセルを破壊して導電性薄膜を形成できるカプセル化金属ナノインクである。その模式図を図４（Ａ）に示す。また、実際に作製したカプセル化金属ナノインクの例を図４（Ｂ）に示す。
なお、カプセル化金属ナノインクの詳細は、特願２０１４−１８４３８１号明細書に記載されている。
図４（Ａ）に示すように、カプセル化金属ナノインク５０は、少なくとも金属ナノインク５２とカプセル壁５１とからなるものである。
金属ナノインク（低温焼結インク）のカプセル化は、界面反応法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、相分離法、液中乾燥法など公知の方法をインク溶媒の極性などに合わせて適宜調整しながら用いることができる。
金属ナノインク（低温焼結インク）のカプセル化は、界面反応法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、相分離法、液中乾燥法など公知の方法をインク溶媒の極性などに合わせて適宜調整しながら用いることができる。
５．３．１）金属ナノインク
金属ナノインク５２は、金属ナノ粒子５５と保護剤５４および溶媒５３とからなる低温焼結インクであって、室温環境下で溶媒の蒸発に伴い保護剤が金属ナノ粒子から脱離し、導電性の薄膜を与えるものである。
金属ナノインクの詳細は既に説明したとおりである。
金属ナノインク５２は、金属ナノ粒子５５と保護剤５４および溶媒５３とからなる低温焼結インクであって、室温環境下で溶媒の蒸発に伴い保護剤が金属ナノ粒子から脱離し、導電性の薄膜を与えるものである。
金属ナノインクの詳細は既に説明したとおりである。
５．３．２）カプセル壁
カプセル壁５１は、内包された金属ナノインク５２を所望のタイミングでカプセル外に放出させることができるものであれば特に限定はされない。内包インクをカプセル外に放出する際にカプセルは破壊される。ここでの破壊とは、例えば、カプセルに圧力が加えられ変形することでカプセルが破壊されるといった物理的なプロセスが好ましい。また、例えば、内包する金属ナノインクを変質させない程度の熱を加えることによりカプセルを溶解するプロセスも好ましい。一方、カプセル壁と内包されたインクとの平衡状態を変化させることでカプセルを破壊に至らしめる化学的なプロセスを併せて用いることによっても内包インクをカプセル外に放出させることが可能である。例えば、フォトクロミック材料であるスピロピラン類、アゾベンゼン類、ジアリールエテン類、スチルベン類を分子骨格に含むポリマーによりカプセル壁を構成した場合には光を照射されることで分子が異性化し分子構造が変化することでカプセル壁の体積や電子的な構造が変化し、内包するインクとの相互作用の程度や力学的な強度を変化させることができる。また、カプセル周辺のｐＨを変化させることでアミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基のイオン化状態を変化させ、ポリマーの相溶性の変化や静電反発を伴う体積の変化を通じてカプセル壁の物性を制御することも可能である。さらに、カプセルに電場を印加することでイオンの移動や酸化還元反応を誘起させ、カプセル壁の物理化学的な性質を不均一化させることで平衡状態を変化させることも可能である。以上の刺激応答性材料により直接カプセルが構成されていてもよく、例えば、添加剤としてカプセル内に分散されていてもよい。
カプセル壁５１は、内包された金属ナノインク５２を所望のタイミングでカプセル外に放出させることができるものであれば特に限定はされない。内包インクをカプセル外に放出する際にカプセルは破壊される。ここでの破壊とは、例えば、カプセルに圧力が加えられ変形することでカプセルが破壊されるといった物理的なプロセスが好ましい。また、例えば、内包する金属ナノインクを変質させない程度の熱を加えることによりカプセルを溶解するプロセスも好ましい。一方、カプセル壁と内包されたインクとの平衡状態を変化させることでカプセルを破壊に至らしめる化学的なプロセスを併せて用いることによっても内包インクをカプセル外に放出させることが可能である。例えば、フォトクロミック材料であるスピロピラン類、アゾベンゼン類、ジアリールエテン類、スチルベン類を分子骨格に含むポリマーによりカプセル壁を構成した場合には光を照射されることで分子が異性化し分子構造が変化することでカプセル壁の体積や電子的な構造が変化し、内包するインクとの相互作用の程度や力学的な強度を変化させることができる。また、カプセル周辺のｐＨを変化させることでアミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基のイオン化状態を変化させ、ポリマーの相溶性の変化や静電反発を伴う体積の変化を通じてカプセル壁の物性を制御することも可能である。さらに、カプセルに電場を印加することでイオンの移動や酸化還元反応を誘起させ、カプセル壁の物理化学的な性質を不均一化させることで平衡状態を変化させることも可能である。以上の刺激応答性材料により直接カプセルが構成されていてもよく、例えば、添加剤としてカプセル内に分散されていてもよい。
５．３．２．１）親水性化合物誘導体
カプセル壁５１は、親水性化合物誘導体から構成されることが好ましい。後述する分散液とする場合に、水系分散液とすることができ、取扱いが容易となるからである。
カプセル壁５１は、親水性化合物誘導体から構成されることが好ましい。後述する分散液とする場合に、水系分散液とすることができ、取扱いが容易となるからである。
親水性化合物誘導体は、水に対する接触角が９０°以下であることが好ましい。水に対する接触角が９０°以下であると、親水性が十分だからである。ここで、水に対する接触角は、ＪＩＳ Ｒ ３２５７：１９９９「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」によって測定した接触角である。
親水性化合物誘導体としては、例えば、水溶性アルギン酸塩が多価金属イオン（例えば、Ｃａ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ａｌ３＋等）によって架橋してできるアルギン酸塩のゲル、アクリルアミドを架橋してできるポリアクリルアミドゲル、アガロースを溶解後冷却してできるアガロースゲル、（メタ）アクリル酸を重合してできるポリ（メタ）アクリル酸、アクリレートとＵＶ反応性重合開始剤の混合物（カプセル化時にＵＶを照射する）、スピロピラン類、アゾベンゼン類、ジアリールエテン類、スチルベン類がポリマー骨格に修飾されている光応答性ポリマー、ポリビニルピロリジンやポリエチレンイミンなどの、アミノ基、カルボキシ基またはヒドロキシ基を多く持つｐＨ応答性ポリマー、イオン液体とフッ素系樹脂の層からなるゲルのような電圧の印加によりイオンが動きやすい電場応答性ポリマーなどが挙げられる。これらは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
５．３．３）溶媒
カプセル化金属ナノインクは、分散媒に分散して、カプセル化金属ナノインクの分散液としてもよい。分散液とすることにより、カプセル化金属ナノインクの保存安定性をさらに高めることができる。
カプセル化金属ナノインクは、分散媒に分散して、カプセル化金属ナノインクの分散液としてもよい。分散液とすることにより、カプセル化金属ナノインクの保存安定性をさらに高めることができる。
上記分散媒は、特に限定されるものではないが、カプセルを親水性化合物誘導体で構成した場合の分散安定性を考慮すると、水または親水性溶媒が好ましい。
上記親水性溶媒としては、水溶性アルコール、水溶性アルコール由来のエーテル、水溶性アルコール由来のエステル等が挙げられる。
上記水溶性アルコールとしては、１分子中に１〜３個のヒドロキシ基を有する脂肪族アルコールが好ましく、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、１−ノナノール、１−デカノール、グリシドール、メチルシクロヘキサノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール、イソプロピルアルコール、２−エチルブタノール、２−エチルヘキサノール、２−オクタノール、テルピネオール、ジヒドロテルピネオール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ｎ−ブトキシエタノール、カルビトール、エチルカルビトール、ｎ−ブチルカルビトール、ジアセトンアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、ペンタメチレングリコール、へキシレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
上記水溶性アルコール由来のエーテルとしては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジブチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、メチルシクロヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサン等が挙げられる。
上記水溶性アルコール由来のエステルとしては、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
５．３．４）カプセル化金属ナノインクの平均粒径
以下に、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）を参照しながら、カプセル化金属ナノインク１１５ａの平均粒径について説明する。
電気接続部材１００の導体配線１１４の幅をＬ１、導体配線１１４の高さをＨ１、電気接続部材１００の凹部１１３の深さをＨ２、カプセル化金属ナノインク１１５ａにより形成される層（以下「カプセル化金属ナノインク層」という。）の厚さをＨ３、電子部品２００の電極２１４の電気接続面が凹凸形状を有する場合の算術平均粗さをＲａ、カプセル化金属ナノインク１１５ａのカプセルの平均粒径をφとする。
Ｌ１は、１０μｍ未満となると高精細に電極配線を作製することが困難であるので、１０μｍから３００μｍの範囲であることが好ましい。
導体配線１１４の上面と絶縁性粘着剤層１１２の表面との高低差Ｈ２−Ｈ１はＨ３以上であることが好ましい。Ｈ２−Ｈ１がＨ３以下であると、実装部品を押圧してカプセルが破壊された際に、カプセル内包物が飛散し、電気接続部材１００の凹部１１３の隔壁効果が低下してしまう。
Ｒａは０．７４×Ｈ３以下であることが好ましい。Ｒａが０．７４×Ｈ３を超えると、実装部品を押圧し、導体配線１１４上に導電性薄膜１１６が形成されても、電気接続面の高低差を埋没させるには不十分なため、電気特性が不安定となる。
φは１μｍ以上であることが好ましい。φが１μｍ未満では、押圧が分散され、カプセルを十分に破壊することが困難となるおそれがある。また、φはＬ１の１／２以下であることが好ましい。φがＬ１の１／２を超えると、導体配線１１４上に配置されるカプセル数が１個となって、電極２１４の電気接続面の凹凸形状にカプセルが追従することが困難となる。また、導体配線１１４上に配置されるカプセルの数が多いほど、電極２１４の電気接続面の凹凸形状への追従性が向上することから、φは、Ｌ１の１／３以下であることが好ましく、Ｌ１の１／４以下であることがより好ましく、Ｌ１の１／５以下であることがさらに好ましい。したがって、φは、１μｍ以上かつＬ１の１／２以下であることが好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／３以下であることがより好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／４以下であることがいっそう好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／５以下であることがさらに好ましい。
以下に、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）を参照しながら、カプセル化金属ナノインク１１５ａの平均粒径について説明する。
電気接続部材１００の導体配線１１４の幅をＬ１、導体配線１１４の高さをＨ１、電気接続部材１００の凹部１１３の深さをＨ２、カプセル化金属ナノインク１１５ａにより形成される層（以下「カプセル化金属ナノインク層」という。）の厚さをＨ３、電子部品２００の電極２１４の電気接続面が凹凸形状を有する場合の算術平均粗さをＲａ、カプセル化金属ナノインク１１５ａのカプセルの平均粒径をφとする。
Ｌ１は、１０μｍ未満となると高精細に電極配線を作製することが困難であるので、１０μｍから３００μｍの範囲であることが好ましい。
導体配線１１４の上面と絶縁性粘着剤層１１２の表面との高低差Ｈ２−Ｈ１はＨ３以上であることが好ましい。Ｈ２−Ｈ１がＨ３以下であると、実装部品を押圧してカプセルが破壊された際に、カプセル内包物が飛散し、電気接続部材１００の凹部１１３の隔壁効果が低下してしまう。
Ｒａは０．７４×Ｈ３以下であることが好ましい。Ｒａが０．７４×Ｈ３を超えると、実装部品を押圧し、導体配線１１４上に導電性薄膜１１６が形成されても、電気接続面の高低差を埋没させるには不十分なため、電気特性が不安定となる。
φは１μｍ以上であることが好ましい。φが１μｍ未満では、押圧が分散され、カプセルを十分に破壊することが困難となるおそれがある。また、φはＬ１の１／２以下であることが好ましい。φがＬ１の１／２を超えると、導体配線１１４上に配置されるカプセル数が１個となって、電極２１４の電気接続面の凹凸形状にカプセルが追従することが困難となる。また、導体配線１１４上に配置されるカプセルの数が多いほど、電極２１４の電気接続面の凹凸形状への追従性が向上することから、φは、Ｌ１の１／３以下であることが好ましく、Ｌ１の１／４以下であることがより好ましく、Ｌ１の１／５以下であることがさらに好ましい。したがって、φは、１μｍ以上かつＬ１の１／２以下であることが好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／３以下であることがより好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／４以下であることがいっそう好ましく、１μｍ以上かつＬ１の１／５以下であることがさらに好ましい。
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。
ただし、本発明の範囲は実施例に限定されない。
ただし、本発明の範囲は実施例に限定されない。
〈カプセル化金属ナノインクの作製〉
特開２０１２−１６２７６７号公報の実施例１に記載された方法により、金属ナノインク（以下「室温焼結インク」という場合がある）を調製した。
アルギン酸ナトリウム１．０ｇを秤とり、ミリＱ水に溶解して、全量を１００ｍＬまでメスアップし、１．０％（ｗ／ｖ）アルギン酸ナトリウム水溶液を調製した。
１．０％（ｗ／ｖ）アルギン酸ナトリウム水溶液と、室温焼結インクをそれぞれ別の注射器状装置から滴々と２０％（ｗ／ｖ）の塩化カルシウム水溶液中に加えた。二つの注射器状装置の先端を近付け、それぞれの滴下速度を調節することで、アルギン酸ナトリウム水溶液に包まれた室温焼結インクが塩化カルシウム水溶液に滴下され、アルギン酸ナトリウム水溶液は速やかにゲル化し、室温焼結インクを内包した（図４（Ｂ）参照）。
約３０分後、アルギン酸カルシウムからなるカプセルに室温焼結インクを内包したカプセル化金属ナノインクを塩化カルシウム水溶液から取り出し、室温下で２４時間空気乾燥させることにより、カプセル化金属ナノインクを作製した。カプセル化金属ナノインクの平均粒径は３μｍであった。
特開２０１２−１６２７６７号公報の実施例１に記載された方法により、金属ナノインク（以下「室温焼結インク」という場合がある）を調製した。
アルギン酸ナトリウム１．０ｇを秤とり、ミリＱ水に溶解して、全量を１００ｍＬまでメスアップし、１．０％（ｗ／ｖ）アルギン酸ナトリウム水溶液を調製した。
１．０％（ｗ／ｖ）アルギン酸ナトリウム水溶液と、室温焼結インクをそれぞれ別の注射器状装置から滴々と２０％（ｗ／ｖ）の塩化カルシウム水溶液中に加えた。二つの注射器状装置の先端を近付け、それぞれの滴下速度を調節することで、アルギン酸ナトリウム水溶液に包まれた室温焼結インクが塩化カルシウム水溶液に滴下され、アルギン酸ナトリウム水溶液は速やかにゲル化し、室温焼結インクを内包した（図４（Ｂ）参照）。
約３０分後、アルギン酸カルシウムからなるカプセルに室温焼結インクを内包したカプセル化金属ナノインクを塩化カルシウム水溶液から取り出し、室温下で２４時間空気乾燥させることにより、カプセル化金属ナノインクを作製した。カプセル化金属ナノインクの平均粒径は３μｍであった。
３ リード線層
４ 接合剤層
５ 接合基材
６ 基板
１５ 金属ナノインク
５０，１１５ａ カプセル化金属ナノインク
５１ カプセル壁
５２ 金属ナノインク
５３ 溶媒
５４ 保護剤
５５ 金属ナノ粒子
６１ 細長片配線
１００ 電気接続部材
１１１ 基板
１１２ 絶縁性粘着剤層
１１３ 凹部
１１３ａ 底部
１１３ｂ 側壁部
１１３ｃ 開口部
１１４ 導体配線
１１５ 金属ナノインク
１１６ 導電性薄膜
２００ 電子部品
２１１ 基板
２１４ 電極
５００ 電気接続部材
６００ 電極基板
４ 接合剤層
５ 接合基材
６ 基板
１５ 金属ナノインク
５０，１１５ａ カプセル化金属ナノインク
５１ カプセル壁
５２ 金属ナノインク
５３ 溶媒
５４ 保護剤
５５ 金属ナノ粒子
６１ 細長片配線
１００ 電気接続部材
１１１ 基板
１１２ 絶縁性粘着剤層
１１３ 凹部
１１３ａ 底部
１１３ｂ 側壁部
１１３ｃ 開口部
１１４ 導体配線
１１５ 金属ナノインク
１１６ 導電性薄膜
２００ 電子部品
２１１ 基板
２１４ 電極
５００ 電気接続部材
６００ 電極基板
Claims (10)
- 基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有する電気接続部材において、
前記電気接続部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置され、
前記導体配線上に金属ナノインクが配置され、かつ、
前記金属ナノインクの全量が前記凹部に収容される
ことを特徴とする電気接続部材。 - 前記金属ナノインクが、保護剤で被覆された金属ナノ粒子をカプセルの内部に複数個有し、外部からの刺激で前記カプセルを破壊して、導電性薄膜を形成するカプセル化金属ナノインクであることを特徴とする、請求項１に記載の電気接続部材。
- 前記カプセルを破壊し、さらに２００℃未満の温度で熱処理をして、導電性薄膜を形成できる、請求項２に記載の電気接続部材。
- 前記保護剤が両親媒性分子であり、前記金属ナノ粒子が疎水性有機溶媒に分散され、かつ、前記カプセルが親水性化合物誘導体から構成されることを特徴とする、請求項２または３に記載の電気接続部材。
- 前記疎水性有機溶媒のｎ−オクタノール／水分配係数が２以上であることを特徴とする、請求項４に記載の電気接続部材。
- 前記親水性化合物誘導体の水に対する接触角が９０°以下であることを特徴とする、請求項４または５に記載の電気接続部材。
- 前記両親媒性分子のＨＬＢ値が０〜１３であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の電気接続部材。
- 前記基板がフレキシブル基板であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気接続部材。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気接続部材に電極を備える電子部品を搭載した電子部品アセンブリの実装構造の製造方法であって、
前記絶縁性粘着剤層の凹部の中で前記金属ナノインクを焼結して、前記導体配線と前記電極とを接合せしめ、
前記絶縁性粘着剤層の表面と前記電子部品の表面とを粘着させる
電子部品アセンブリの実装構造の製造方法。 - 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気接続部材を製造するために用いられる中間部材であって、
基板と、前記基板上に設けられた絶縁性粘着剤層と、導体配線とを有し、
前記中間部材には前記絶縁性粘着剤層側に開口する凹部が設けられ、かつ、
前記導体配線は前記凹部の中に配置される
ことを特徴とする中間部材。
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