JPWO2020004513A1 - はんだ粒子 - Google Patents

Abstract

本発明は、表面の一部に平面部を有する、はんだ粒子に関する。このようなはんだ粒子を用いることで、対向する電極同士を適切に接続することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性に優れる異方性導電材料を得ることができる。

Description

本発明は、はんだ粒子に関する。

従来から、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト等の異方性導電材料に配合される導電性粒子として、はんだ粒子の使用が検討されている。例えば、特許文献１には、熱硬化性成分と、特定の表面処理を施された複数のはんだ粒子と、を含む導電ペーストが記載されている。

特開２０１６−７６４９４号公報

近年、回路部材の高精細化に伴って接続箇所の微小化が進み、異方性導電材料に要求される導通信頼性及び絶縁信頼性が高くなっている。導通信頼性及び絶縁信頼性を確保するためには、異方性導電材料に配合される導電性粒子が対向する電極同士を適切に接続する必要があるが、従来のはんだ粒子を含む異方性導電材料では、必ずしもそれを実現できてはいないのが現状である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導通信頼性及び絶縁信頼性に優れる異方性導電材料を得ることが可能な、はんだ粒子を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、表面の一部に平面部を有する、はんだ粒子に関する。このようなはんだ粒子を用いることで、導通信頼性及び絶縁信頼性に優れる異方性導電材料を得ることが可能である。

一態様において、はんだ粒子の平均粒子径が１〜３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下であってもよい。

一態様において、はんだ粒子の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）が下記式を満たしていてもよい。
０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０

一態様において、はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘ及びＹが下記式を満たしていてもよい。
０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０

一態様において、はんだ粒子がスズ、スズ合金、インジウム及びインジウム合金からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。

一態様において、はんだ粒子がＩｎ−Ｓｎ合金、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｉｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金及びＳｎ−Ｃｕ合金からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。

本発明によれば、導通信頼性及び絶縁信頼性に優れる異方性導電材料を得ることが可能な、はんだ粒子が提供される。

図１ははんだ粒子の一例を模式的に示す図である。 図２ははんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合における、対向する辺間の距離Ｘ及びＹ（但しＹ≦Ｘ）を示す図である。 図３（ａ）は基体の一例を模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における断面図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は基体の凹部の断面形状の例を模式的に示す断面図である。 図５は基体の凹部にはんだ微粒子が収容された状態を模式的に示す断面図である。 図６は基体の凹部にはんだ粒子が形成された状態を模式的に示す断面図である。 図７は実施例１により得られたはんだ粒子のＳＥＭ像である。 図８は基体の凹部の断面形状の他の例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下で例示する材料は、特に断らない限り、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

＜はんだ粒子＞
本実施形態に係るはんだ粒子は、表面の一部に平面部を有する。このとき当該平面部以外の表面は、球冠状であることが好ましい。すなわち、はんだ粒子は、平面部と、球冠状の曲面部と、を有するものであってよい。このようなはんだ粒子を用いて異方性導電材料を得た場合、優れた導通信頼性及び絶縁信頼性を実現することが可能である。以下、この理由について説明する。

まず、はんだ粒子が有する平面部が電極と接することで、当該平面部と電極との間で広い接触面積を確保することができる。例えば、はんだが濡れ広がり易い材料から形成された電極と、はんだが濡れ広がり難い材料から形成された電極とを接続する場合、後者の電極側にはんだ粒子の平面部が配置されるように調整することで、両電極間の接続を好適に行うことができる。

また、はんだ粒子と電極との接触面積が広いということは、はんだが濡れ広がり易くなる。例えば、電極（基板）上に配置したはんだ粒子を電極に濡れ広がらせるための方法として、フラックスをはんだ粒子自体又は電極上にあらかじめ塗布し、リフロー（加熱）によってはんだ粒子を溶解させる方法がある。このとき、はんだ粒子の酸化被膜が厚い場合、フラックスが弱い場合等は、はんだ粒子と電極との接触面積が狭いと、はんだが濡れ広がり難い。一方で、はんだ粒子の表面の一部に平面部があると、電極とはんだ粒子との接触面積が広くなり、濡れ広がり易い傾向がある。これは、酸化被膜の除去が進行しているときに、電極とはんだ粒子表面とが接触すると、薄くなった酸化被膜に亀裂が入り、溶解したはんだやフラックスが流動して、酸化被膜の除去が進行し易くなるためであると推察される。このように、はんだ粒子と電極との接触面積が広いと、電極とはんだ粒子表面との接触点が増えるため、濡れ広がりのタイミングが早くなり、濡れ広がり易くなる。なお、濡れ広がり易いはんだ粒子であることから、フラックス量を低減することができ、フラックスの残渣によるイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。

さらに、平面部を有するはんだ粒子は座りが良いため、平面部と電極とが接するようにはんだ粒子が電極上に配置された場合、その安定した形状からはんだ粒子の位置ずれが生じ難い。すなわち、リフロー前にはんだ粒子が電極間外に転がり出ることで、対向する電極間の導通信頼性低下、及び隣接する電極間の絶縁信頼性低下を引き起こすことを抑制し易い。

図１は、本実施形態に係るはんだ粒子１の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、はんだ粒子１は、直径Ｂを有する球の表面の一部に直径Ａの平面部１１が形成された形状を有している。優れた導通信頼性及び絶縁信頼性を実現する観点から、はんだ粒子１の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）は、例えば０．０１超１．０未満（０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０）であってよく、０．１〜０．９であってもよい。はんだ粒子の直径Ｂ及び平面部の直径Ａは、例えば走査型電子顕微鏡等により観察することができる。具体的には、任意の粒子を走査型電子顕微鏡により観察し、画像を撮影する。得られた画像からはんだ粒子の直径Ｂ及び平面部の直径Ａを測定し、その粒子のＡ／Ｂを求める。この作業を３００個のはんだ粒子に対して行って平均値を算出し、はんだ粒子のＡ／Ｂとする。

はんだ粒子１において、平均粒子径が１〜３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下であってもよい。このようなはんだ粒子は小さい平均粒子径と狭い粒度分布とが両立されており、導電信頼性及び絶縁信頼性の高い異方性導電材料に適用する導電性粒子として好適に用いることができる。

はんだ粒子の平均粒子径は、上記の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。また、はんだ粒子の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、さらに好ましくは４μｍ以上である。

はんだ粒子の平均粒子径は、サイズに合わせた各種方法を用いて測定することができる。例えば、動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等の方法を利用できる。さらに、光学顕微鏡、電子顕微鏡等によって得られる画像から、粒子サイズを測定する方法を利用できる。具体的な装置としては、フロー式粒子像分析装置、マイクロトラック、コールターカウンター等が挙げられる。

はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は、より優れた導電信頼性及び絶縁信頼性を実現できる観点から、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、更に好ましくは７％以下、最も好ましくは５％以下である。また、はんだ粒子のＣ．Ｖ．値の下限は特に限定されない。例えば、はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は１％以上であってよく、２％以上であってもよい。

はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は、前述の方法によって測定された粒子径の標準偏差を平均粒子径で割った値に１００を掛けることで算出される。

はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘに対するＹの比（Ｙ／Ｘ）が、０．８超１．０未満（０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０）であってよく、０．８１〜０．９９であってもよい。このようなはんだ粒子はより真球に近い粒子ということができる。はんだ粒子を再度基体６０の凹部６２に収容する場合、はんだ粒子が球状に近いと、収容し易い傾向がある。また、はんだ粒子が真球に近いことで、対向する複数の電極間をはんだ粒子を介して電気的に接続させるときに、はんだ粒子と電極間接触にムラが生じ難く、安定した接続が得られる傾向がある。また、はんだ粒子を樹脂材料中に分散した導電性フィルムやペーストを作製したとき、高い分散性が得られ、製造時の分散安定性が得られる傾向がある。さらに、はんだ粒子を樹脂材料に分散したフィルムやペーストを、電極間の接続に用いる場合、樹脂中ではんだ粒子が回転しても、はんだ粒子が球体形状であれば、投影像で見たとき、はんだ粒子同士の投影面積が近い。そのため、電極同士を接続する際にばらつきの少ない、安定した電気接続を得易い傾向がある。

図２は、はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合における、対向する辺間の距離Ｘ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）を示す図である。例えば、任意の粒子を走査型電子顕微鏡により観察して投影像を得る。得られた投影像に対し二対の平行線を描画し、一対の平行線は平行線の距離が最小となる位置に、もう一対の平行線は平行線の距離が最大となる位置に配し、その粒子のＹ／Ｘを求める。この作業を３００個のはんだ粒子に対して行って平均値を算出し、はんだ粒子のＹ／Ｘとする。

はんだ粒子は、スズ又はスズ合金を含むものであってよい。スズ合金としては、例えば、Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金等を用いることができる。これらのスズ合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ−Ｓｎ（Ｉｎ５２質量％、Ｂｉ４８質量％ 融点１１８℃）
・Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ（Ｉｎ２０質量％、Ｓｎ７７．２質量％、Ａｇ２．８質量％ 融点１７５℃）
・Ｓｎ−Ｂｉ（Ｓｎ４３質量％、Ｂｉ５７質量％ 融点１３８℃）
・Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５７質量％、Ａｇ１質量％ 融点１３９℃）・Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％ 融点２１７℃）
・Ｓｎ−Ｃｕ（Ｓｎ９９．３質量％、Ｃｕ０．７質量％ 融点２２７℃）
・Ｓｎ−Ａｕ（Ｓｎ２１．０質量％、Ａｕ７９．０質量％ 融点２７８℃）
はんだ粒子は、インジウム又はインジウム合金を含むものであってよい。インジウム合金としては、例えば、Ｉｎ−Ｂｉ合金、Ｉｎ−Ａｇ合金等を用いることができる。これらのインジウム合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ−Ｂｉ（Ｉｎ６６．３質量％、Ｂｉ３３．７質量％ 融点７２℃）
・Ｉｎ−Ｂｉ（Ｉｎ３３．０質量％、Ｂｉ６７．０質量％ 融点１０９℃）
・Ｉｎ−Ａｇ（Ｉｎ９７．０質量％、Ａｇ３．０質量％ 融点１４５℃）

はんだ粒子の用途（使用時の温度）等に応じて、上記スズ合金又はインジウム合金を選択することができる。例えば、低温での融着にはんだ粒子を用いる場合、Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金を採用すればよく、この場合、１５０℃以下で融着させることができる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金等の融点の高い材料を採用した場合、高温放置後においても高い信頼性を維持することができる。

はんだ粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ及びＢから選ばれる一種以上を含んでもよい。これらの元素のうち、以下の観点からＡｇ又はＣｕを含んでもよい。すなわち、はんだ粒子がＡｇ又はＣｕを含むことで、はんだ粒子の融点を２２０℃程度まで低下させることができ、且つ、電極との接合強度がより向上するため、より良好な導通信頼性が得られ易くなる。

はんだ粒子のＣｕ含有率は例えば０．０５〜１０質量％であり、０．１〜５質量％又は０．２〜３質量％であってもよい。Ｃｕ含有率が０．０５質量％以上であると、より良好なはんだ接続信頼性を達成し易くなる。また、Ｃｕ含有率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子となり易く、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。

はんだ粒子のＡｇ含有率は例えば０．０５〜１０質量％であり、０．１〜５質量％又は０．２〜３質量％であってもよい。Ａｇ含有率が０．０５質量％以上であると、より良好なはんだ接続信頼性を達成し易くなる。また、Ａｇ含油率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子となり易く、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。

はんだ粒子の用途は特に限定されず、例えば、異方性導電材料用の導電性粒子として好適に用いることができる。また、半導体集積回路の実装に広く用いられているボールグリッドアレイ接続方法（ＢＧＡ接続）等の電気的に電極同士を接続する用途や、ＭＥＭＳ等の部品の封止や封管、ロウ付け、高さや隙間制御のスペーサ等の用途にも好適に用いることができる。すなわち、従来はんだが用いられる一般的な用途に、上記はんだ粒子を用いることができる。

＜はんだ粒子の製造方法＞
本実施形態に係るはんだ粒子の製造方法は特に制限されないが、製造方法の一例を以下に説明する。例えば、本実施形態に係るはんだ粒子は、複数の凹部を有する基体とはんだ微粒子とを準備する準備工程と、はんだ微粒子の少なくとも一部を基体の凹部に収容する収容工程と、凹部に収容されたはんだ微粒子を融合させて、凹部の内部にはんだ粒子を形成する融合工程と、を備えるはんだ粒子の製造方法により製造することができる。この製造方法によれば、表面の一部に平面部を有するはんだ粒子が製造される。

以下、図３〜６を参照しながら、はんだ粒子の製造方法について説明する。

まず、はんだ微粒子と、はんだ微粒子を収容するための基体６０を準備する。図３（ａ）は基体６０の一例を模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における断面図である。図３（ａ）に示す基体６０は、複数の凹部６２を有している。複数の凹部６２は所定のパターンで規則的に配置されていてよい。この場合、凹部６２内にはんだ粒子が形成された後、凹部６２内のはんだ粒子を樹脂材料等に転写することで、はんだ粒子を規則的に配置させることができる。

基体６０の凹部６２は、凹部６２の底部６２ａ側から基体６０の表面６０ａ側に向けて開口面積が拡大するテーパ状に形成されていることが好ましい。すなわち、図３に示すように、凹部６２の底部６２ａの幅（図３における幅ａ）は、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（図３における幅ｂ）よりも狭いことが好ましい。そして、凹部６２のサイズ（幅ａ、幅ｂ、容積、テーパ角度及び深さ等）は、目的とするはんだ粒子のサイズに応じて設定すればよい。

なお、凹部６２の形状は図３に示す形状以外の形状であってもよい。例えば、凹部６２の表面６０ａにおける開口の形状は、図３に示すような円形以外に、楕円形、三角形、四角形、多角形等であってよい。

また、表面６０ａに対して垂直な断面における凹部６２の形状は、例えば、図４に示すような形状であってよい。図４（ａ）〜（ｄ）は、基体が有する凹部の断面形状の例を模式的に示す断面図である。図４（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの断面形状も底面が平らになっている。これにより、はんだ粒子の表面の一部に平面部が形成される。また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの断面形状も、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（幅ｂ）が、断面形状における最大幅となっている。これにより、凹部６２内に形成されたはんだ粒子が取り出し易くなり、作業性が向上する。

基体６０を構成する材料としては、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチール等の金属等の無機材料、並びに、各種樹脂等の有機材料を使用することができる。これらのうち、基体６０は、はんだ微粒子の溶融温度で変質しない耐熱性を有する材質からなることが好ましい。また、基体６０の凹部６２は、フォトリソグラフ法、インプリント法、機械加工法、電子線加工法、放射線加工法等の公知の方法によって形成することができる。

準備工程で準備されるはんだ微粒子は、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（幅ｂ）より小さい粒子径の微粒子を含むものであればよく、幅ｂより小さい粒子径の微粒子をより多く含むことが好ましい。例えば、はんだ微粒子は、粒度分布のＤ１０粒子径が幅ｂより小さいことが好ましく、粒度分布のＤ３０粒子径が幅ｂより小さいことがより好ましく、粒度分布のＤ５０粒子径が幅ｂより小さいことが更に好ましい。

はんだ微粒子の粒度分布は、サイズに合わせた各種方法を用いて測定することができる。例えば、動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等の方法を利用できる。さらに、光学顕微鏡、電子顕微鏡等によって得られる画像から、粒子サイズを測定する方法を利用できる。具体的な装置としては、フロー式粒子像分析装置、マイクロトラック、コールターカウンター等が挙げられる。

準備工程で準備されるはんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は特に限定されないが、大小の微粒子の組み合わせによる凹部６２への充填性が向上する観点から、Ｃ．Ｖ．値は高いことが好ましい。例えば、はんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は、２０％を超えていてよく、好ましくは２５％以上、より好ましくは３０％以上である。

はんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は、前述の方法によって測定された粒子径の標準偏差を平均粒子径（Ｄ５０粒子径）で割った値に１００を掛けることで算出される。

はんだ微粒子は、スズ又はスズ合金を含むものであってよい。スズ合金としては、例えば、Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金等を用いることができる。これらのスズ合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ−Ｓｎ（Ｉｎ５２質量％、Ｂｉ４８質量％ 融点１１８℃）
・Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ（Ｉｎ２０質量％、Ｓｎ７７．２質量％、Ａｇ２．８質量％ 融点１７５℃）
・Ｓｎ−Ｂｉ（Ｓｎ４３質量％、Ｂｉ５７質量％ 融点１３８℃）
・Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５７質量％、Ａｇ１質量％ 融点１３９℃）・Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％ 融点２１７℃）
・Ｓｎ−Ｃｕ（Ｓｎ９９．３質量％、Ｃｕ０．７質量％ 融点２２７℃）
・Ｓｎ−Ａｕ（Ｓｎ２１．０質量％、Ａｕ７９．０質量％ 融点２７８℃）
はんだ粒子は、インジウム又はインジウム合金を含むものであってよい。インジウム合金としては、例えば、Ｉｎ−Ｂｉ合金、Ｉｎ−Ａｇ合金等を用いることができる。これらのインジウム合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ−Ｂｉ（Ｉｎ６６．３質量％、Ｂｉ３３．７質量％ 融点７２℃）
・Ｉｎ−Ｂｉ（Ｉｎ３３．０質量％、Ｂｉ６７．０質量％ 融点１０９℃）
・Ｉｎ−Ａｇ（Ｉｎ９７．０質量％、Ａｇ３．０質量％ 融点１４５℃）

はんだ粒子の用途（使用時の温度）等に応じて、上記スズ合金又はインジウム合金を選択することができる。例えば、低温での融着に用いるはんだ粒子を得たい場合、Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金を採用すればよく、この場合、１５０℃以下で融着可能なはんだ粒子が得られる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金等の融点の高い材料を採用した場合、高温放置後においても高い信頼性を維持可能なはんだ粒子を得ることができる。

はんだ微粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ及びＢから選ばれる一種以上を含んでもよい。これらの元素のうち、以下の観点からＡｇ又はＣｕを含んでもよい。すなわち、はんだ微粒子がＡｇ又はＣｕを含むことで、得られるはんだ粒子の融点を２２０℃程度まで低下させることができる、電極との接合強度に優れたはんだ粒子が得られることによって良好な導通信頼性を得られる、という効果が奏される。

はんだ微粒子のＣｕ含有率は例えば０．０５〜１０質量％であり、０．１〜５質量％又は０．２〜３質量％であってもよい。Ｃｕ含有率が０．０５質量％以上であると、良好なはんだ接続信頼性を達成可能なはんだ粒子が得られ易くなる。また、Ｃｕ含有率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子が得られ易くなり、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。

はんだ微粒子のＡｇ含有率は例えば０．０５〜１０質量％であり、０．１〜５質量％又は０．２〜３質量％であってもよい。Ａｇ含有率が０．０５質量％以上であれば、良好なはんだ接続信頼性を達成可能なはんだ粒子が得られ易くなる。また、Ａｇ含油率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子が得られ易くなり、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。

収容工程では、基体６０の凹部６２のそれぞれに、準備工程で準備したはんだ微粒子を収容する。収容工程では、準備工程で準備したはんだ微粒子の全部を凹部６２に収容する工程であってよく、準備工程で準備したはんだ微粒子の一部（例えば、はんだ微粒子のうち、凹部６２の開口の幅ｂより小さいもの）を凹部６２に収容する工程であってよい。

図５は、基体６０の凹部６２にはんだ微粒子１１１が収容された状態を模式的に示す断面図である。図５に示すように、複数の凹部６２のそれぞれに、複数のはんだ微粒子１１１が収容される。

凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１の量は、例えば、凹部６２の容積に対して２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることが更に好ましく、６０％以上であることがもっとも好ましい。これにより、収容量のばらつきが抑えられ、粒度分布のより小さいはんだ粒子が得られ易くなる。

はんだ微粒子を凹部６２に収容する方法は特に限定されない。収容方法は、乾式、湿式のいずれであってもよい。例えば、準備工程で準備したはんだ微粒子を基体６０上に配置し、スキージを用いて基体６０の表面６０ａを擦ることで、余分なはんだ微粒子を除去しつつ、凹部６２内に十分なはんだ微粒子を収容することができる。凹部６２の開口の幅ｂが凹部６２の深さより大きい場合、凹部６２の開口からはんだ微粒子が飛び出す場合がある。スキージを用いると、凹部６２の開口から飛び出ているはんだ微粒子は除去される。余分なはんだ微粒子を除去する方法として、圧縮空気を吹き付ける、不織布又は繊維の束で基体６０の表面６０ａを擦る、等の方法も挙げられる。これらの方法は、スキージと比べて物理的な力が弱いため、変形し易いはんだ微粒子を扱う上で好ましい。また、これらの方法では、凹部６２の開口から飛び出ているはんだ微粒子を凹部内に残すこともできる。

融合工程は、凹部６２に収容されたはんだ粒子１１１を融合させて、凹部６２の内部にはんだ粒子１を形成する工程である。図６は、基体６０の凹部６２にはんだ粒子１が形成された状態を模式的に示す断面図である。凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１は、溶融することで合一化し、表面張力によって球状化する。このとき、凹部６２の底部６２ａとの接触部では、溶融したはんだが底部６２ａに追従して平面部１１を形成する。これにより、形成されるはんだ粒子１は、表面の一部に平面部１１を有する形状となる。

図１は、図６における凹部６２の開口部と反対側からはんだ粒子１を見た図である。

凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１を溶融させる方法としては、はんだ微粒子１１１をはんだの融点以上に加熱する方法が挙げられる。はんだ微粒子１１１は、酸化被膜の影響で融点以上の温度で加熱しても溶融しない場合や、濡れ拡がらない場合や、合一化しない場合がある。このため、はんだ微粒子１１１を還元雰囲気下にさらし、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後に、はんだ微粒子１１１の融点以上の温度に加熱することで、はんだ微粒子１１１を溶融させ、濡れ拡がり、合一化させることができる。また、はんだ微粒子１１１の溶融は、還元雰囲気下で行うことが好ましい。はんだ微粒子１１１をはんだ微粒子１１１の融点以上に加熱し、かつ還元雰囲気とすることで、はんだ微粒子１１１の表面の酸化被膜が還元され、はんだ微粒子１１１の溶融、濡れ拡がり、合一化が効率的に進行し易くなる。

還元雰囲気にする方法は、上述の効果が得られる方法であれば特に限定されず、例えば水素ガス、水素ラジカル、ギ酸ガス等を用いる方法がある。例えば、水素還元炉、水素ラジカル還元炉、ギ酸還元炉、又はこれらのコンベアー炉若しくは連続炉を用いることで、還元雰囲気下にはんだ微粒子１１１を溶融させることができる。これらの装置は、炉内に、加熱装置、不活性ガス（窒素、アルゴン等）を充填するチャンバー、チャンバー内を真空にする機構等を備えていてよく、これにより還元ガスの制御がより容易となる。また、チャンバー内を真空にできると、はんだ微粒子１１１の溶融及び合一化の後に、減圧によってボイドの除去を行うことができ、接続安定性に一層優れるはんだ粒子１を得ることができる。

はんだ微粒子１１１の還元、溶解条件、温度、炉内雰囲気調整などのプロファイルは、はんだ微粒子１１１の融点、粒度、凹部サイズ、基体６０の材質などを勘案して適宜設定されてよい。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後、真空引きにて還元ガスを除去し、その後、はんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成した後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。また、例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、炉内加熱ヒーターによりはんだ微粒子１１１を加熱して、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後、真空引きにて還元ガスを除去し、その後、はんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成した後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。還元雰囲気下で、はんだ微粒子を加熱することで、還元力が増し、はんだ微粒子の表面酸化被膜の除去が容易になる利点がある。

さらに、例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、炉内加熱ヒーターにより基体６０をはんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を還元により除去すると同時にはんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成し、真空引きにて還元ガスを除去し、さらにはんだ粒子内のボイドを減らした後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。この場合は、炉内温度の上昇、下降の調節がそれぞれ一回で良いため、短時間で処理出来る利点がある。

上述凹部６２内にはんだ粒子を形成した後に、もう一度炉内を還元雰囲気にして、除去し切れなかった表面酸化被膜を除去する工程を加え、融合されずに残っていたはんだ微粒子や、融合されずに残っていた酸化被膜の一部などの残渣を減らすことができる。

大気圧のコンベアー炉を用いる場合は、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を搬送用コンベアーに載せ、複数のゾーンを連続して通過させてはんだ粒子１を得ることができる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、一定の速度に設定したコンベアーに載せ、はんだ微粒子１１１の融点より低い温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させ、続いてはんだ微粒子１１１の融点より低い温度の蟻酸ガスなどの還元ガスが存在するゾーンを通過させて、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去し、続いてはんだ微粒子１１１の融点以上の温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させてはんだ微粒子１１１を溶融、合一化させ、続いて窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満した冷却ゾーンを通過させて、はんだ粒子１を得ることができる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、一定の速度に設定したコンベアーに載せ、はんだ微粒子１１１の融点以上の温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させ、続いてはんだ微粒子１１１の融点以上の温度の蟻酸ガスなどの還元ガスが存在するゾーンを通過させて、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去し、溶融、合一化させ、続いて窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満した冷却ゾーンを通過させて、はんだ粒子１を得ることができる。前記のコンベアー炉は、大気圧での処理が可能であることから、フィルム状の材料をロールトゥロールで連続的に処理することもできる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０の連続ロール品を作製し、コンベアー炉の入り口側にロール巻きだし機、コンベアー炉の出口側にロール巻き取り機を設置して、一定の速度で基体６０を搬送し、コンベアー炉内の各ゾーンを通過させることで、凹部に充填されたはんだ微粒子１１１を融合させることができる。

形成されたはんだ粒子１は、基体６０の凹部６２に収容された状態で運搬・保管等してよく、凹部６２から取り出して回収してもよい。

また、基体６０の表面６０ａ上に樹脂材料を配置して、凹部６２内のはんだ粒子１を樹脂材料に転写させてもよい。このとき、凹部６２が規則的に配置されていると、樹脂材料上にはんだ粒子１を規則的に配置させることができる。またこの場合、配置されたはんだ粒子１の平面部を一方向に維持することができる。そのため、電極接続時に平面部が有効に活用され、前述のようにはんだ粒子と電極との広い接触面積の確保、はんだ粒子の位置ずれ抑制等のメリットを享受し易い。

本実施形態の製造方法であれば、はんだ微粒子の材質及び形状によらず、均一なサイズのはんだ粒子を形成することができる。例えば、インジウム系はんだは、めっきによる析出が可能であるが、粒子状に析出させることは難しく、柔らかくて扱いが難しい。しかし、本実施形態の製造方法では、インジウム系はんだ微粒子を原料として用いることで、均一な粒子径を有するインジウム系はんだ粒子を容易に製造することができる。また、形成されたはんだ粒子１は、基体６０の凹部６２に収容された状態で取り扱うことができるため、はんだ粒子を変形させることなく運搬・保管等することができる。さらに、形成されたはんだ粒子１は、単に基体６０の凹部６２に収容された状態であるため、取り出しが容易であり、はんだ粒子を変形させることなく回収・表面処理等を行うことができる。

また、はんだ微粒子１１１は、粒度分布にばらつきが大きくても、形状がいびつであってもよく、凹部６２内に収容することができれば、本実施形態の製造方法の原料として用いることができる。

また、本実施形態の製造方法において、基体６０は、リソグラフィー法、インプリント法、電子線加工法、放射線加工法、機械加工法等によって凹部６２の形状を自在に設計できる。はんだ粒子１のサイズは凹部６２に収容されるはんだ微粒子１１１の量に依存するため、本実施形態の製造方法では、凹部６２の設計によりはんだ粒子１のサイズを自在に設計できる。

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限定されるものではない。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜はんだ粒子の作製＞
［実施例１］
（工程ａ１：はんだ微粒子の分級）
Ｓｎ−Ｂｉはんだ微粒子（５Ｎ Ｐｌｕｓ社製、融点１３９℃、Ｔｙｐｅ８）１００ｇを、蒸留水に浸漬し、超音波分散させた後、静置し、上澄みに浮遊するはんだ微粒子を回収した。この操作を繰り返して、１０ｇのはんだ微粒子を回収した。得られたはんだ微粒子の平均粒子径は１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値は４２％であった。
（工程ｂ１：基体への配置）
開口径１．２μｍφ、底部径１．０μｍφ、深さ１．０μｍ（底部径１．０μｍφは、開口部を上面からみると、開口径１．２μｍφの中央に位置する）の凹部を複数有する基体（ポリイミドフィルム、厚さ１００μｍ）を準備した。複数の凹部は、１．０μｍの間隔で規則的に配列させた。工程ａで得られたはんだ微粒子（平均粒子径１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値４２％）を基体の凹部に配置した。なお、基体の凹部が形成された面側を微粘着ローラーでこすることで余分なはんだ微粒子を取り除き、凹部内のみにはんだ微粒子が配置された基体を得た。
（工程ｃ１：はんだ粒子の形成）
工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素還元炉に入れ、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して炉内を水素で満たした。その後、炉内を２８０℃で２０分保った後、再び真空に引き、窒素を導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。

なお、工程ｃ１を経た基体を凹部裏側よりタップすることで、凹部よりはんだ粒子を回収した。得られたはんだ粒子を下記の方法で観察した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察用台座表面に固定した導電テープ上に、得られたはんだ粒子を載せ、厚さ５ｍｍのステンレス板にＳＥＭ観察用台座をタップしてはんだ粒子を導電テープ上に万遍なく広げた。その後、導電テープ表面に圧縮窒素ガスを吹きかけ、はんだ粒子を導電テープ上に単層に固定した。観察結果を図７に示す。図７は、実施例１により得られたはんだ粒子のＳＥＭ像である。同図に示されるように、得られたはんだ粒子は、球の表面の一部に平面部が形成された形状を有していた。なお、その他の実施例で得られたはんだ粒子も同様の形状を有していた。

［実施例２〜１２］
凹部サイズを表１に記載のとおり変更したこと以外は、実施例１と同様にしてはんだ粒子を作製した。

＜実施例１３＞
工程ｃ１に代えて、以下の工程ｃ２を行ったこと以外は、実施例１と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表２に示す。
（工程ｃ２）はんだ粒子の形成
工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素ラジカル還元炉（新港精機株式会社製プラズマリフロー装置）に投入し、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して、炉内を水素ガスで満たした。その後、炉内を１２０℃に調整し、５分間水素ラジカルを照射した。その後、真空引きにて炉内の水素ガスを除去し、１７０℃まで加熱した後、窒素を炉内に導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。

＜実施例１４〜２４＞
凹部サイズを表１に記載のとおり変更したこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表２に示す。

＜実施例２５＞
工程ｃ１に代えて、以下の工程ｃ２を行ったこと以外は、実施例１と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表２に示す。
（工程ｃ２）はんだ粒子の形成
工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素ラジカル還元炉（新港精機株式会社製プラズマリフロー装置）に投入し、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して、炉内を水素ガスで満たした。その後、炉内を１２０℃に調整し、５分間水素ラジカルを照射した。その後、真空引きにて炉内の水素ガスを除去し、１４５℃まで加熱した後、窒素を炉内に導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。

＜実施例２６〜３６＞
凹部サイズを表１に記載のとおり変更したこと以外は、実施例２５と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表２に示す。

＜異方性導電フィルムの作製＞
［作製例１］
（工程ｄ１：凹部内へのフラックス充填）
アジピン酸１０ｇをトルエン２００ｇに溶解して塗布液を調製し、これを工程ｃ１によりはんだ粒子が凹部内に配置された基体（転写型）に塗布した。そしてスキージを使って余分な塗布液を除去し、凹部内を塗布液で満たした。これを８０℃の防爆乾燥機内に１分間投入してトルエンを気化させることで、フラックス成分であるアジピン酸を凹部内に充填した。
（工程ｅ１：接着フィルムの作製）
フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド社製、商品名「ＰＫＨＣ」）１００ｇと、アクリルゴム（ブチルアクリレート４０質量部、エチルアクリレート３０質量部、アクリロニトリル３０質量部、グリシジルメタクリレート３質量部の共重合体、分子量：８５万）７５ｇとを、酢酸エチル４００ｇに溶解し、溶液を得た。この溶液に、マイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１８５、旭化成エポキシ株式会社製、商品名「ノバキュアＨＸ−３９４１」）３００ｇを加え、撹拌して接着剤溶液を得た。得られた接着剤溶液を、セパレータ（シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ４０μｍ）にロールコータを用いて塗布し、９０℃で１０分間の加熱することにより乾燥して、厚さ４、６、８、１２及び２０μｍの接着フィルム（絶縁樹脂フィルム）をセパレータ上に作製した。
（工程ｆ１：はんだ粒子の転写）
セパレータ上に形成された接着フィルムと、工程ｄ１で得たフラックス付きはんだ粒子が配置された基体（転写型）とを向かい合わせて配置し、接着フィルムにはんだ粒子を転写させた。
（工程ｇ１：異方性導電フィルムの作製）
工程ｆ１で得た接着フィルムの転写面に、工程ｅ１と同様の方法で作製された接着フィルムを接触させ、５０℃、０．１ＭＰａ（１ｋｇｆ／ｃｍ^２）で加熱・加圧させることで、フィルムの断面視において、はんだ粒子が層状に配列されており、かつはんだ粒子の平面部がフィルムの主面の一方とのみ対向している、異方性導電フィルムを得た。なお、厚さ４μｍのフィルムに対しては４μｍを重ね合わせ、同様に、６μｍには６μｍ、８μｍには８μｍ、１２μｍには１２μｍ、２０μｍには２０μｍを重ね合わることで、８μｍ、１２μｍ、１６μｍ、２４μｍ及び４０μｍの厚みの異方性導電フィルムを作製した。

［はんだ粒子の評価］
工程ｆ１によって得た接着フィルムを、１０ｃｍ×１０ｃｍ切り出し、はんだ粒子が配置されている面にＰｔスパッタを施した後、ＳＥＭ観察を行った。３００個のはんだ粒子を観察し、はんだ粒子の平均直径Ｂ（平均粒子径）、平面部の平均直径Ａ、Ｃ．Ｖ．値、真円度、Ａ／Ｂ及びＹ／Ｘを算出した。結果を表２に示す。
真円度：はんだ粒子の２つの同心円（最小外接円の半径ｒ、最大内接円の半径Ｒ）の半径の比ｒ／Ｒ。
Ａ／Ｂ：はんだ粒子の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比。
Ｙ／Ｘ：はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときの、Ｘに対するＹの比。

＜接続構造体の作製＞
（工程ｈ１：銅バンプ付きチップの準備）
下記に示す、５種類の銅バンプ付きチップ（１．７×１．７ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）を準備した。
・チップＣ１…面積３０μｍ×３０μｍ、スペース３０μｍ、高さ：１０μｍ、バンプ数３６２
・チップＣ２…面積１５μｍ×１５μｍ、スペース１０μｍ、高さ：１０μｍ、バンプ数３６２
・チップＣ３…面積１０μｍ×１０μｍ、スペース１０μｍ、高さ：７μｍ、バンプ数３６２
・チップＣ４…面積５μｍ×５μｍ、スペース６μｍ、高さ：５μｍ、バンプ数３６２
・チップＣ５…面積３μｍ×３μｍ、スペース３μｍ、高さ：５μｍ、バンプ数３６２
（工程ｉ１：銅バンプ付き基板の準備）
下記に示す、５種類の銅バンプ付き基板（厚さ：０．７ｍｍ）を準備した。
・基板Ｄ１…面積３０μｍ×３０μｍ、スペース３０μｍ、高さ：１０μｍ、バンプ数３６２
・基板Ｄ２…面積１５μｍ×１５μｍ、スペース１０μｍ、高さ：１０μｍ、バンプ数３６２
・基板Ｄ３…面積１０μｍ×１０μｍ、スペース１０μｍ、高さ：７μｍ、バンプ数３６２
・基板Ｄ４…面積５μｍ×５μｍ、スペース６μｍ、高さ５μｍ、バンプ数３６２
・基板Ｄ５…面積３μｍ×３μｍ、スペース３μｍ、高さ：５μｍ、バンプ数３６２
（工程ｊ１：銅バンプ付きチップと銅バンプ付き基板との接続）
次に、工程ｇ１で作製した異方性導電フィルムを用いて、銅バンプ付きチップ（１．７×１．７ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）と、銅バンプ付き基板（厚さ：０．７ｍｍ）との接続を、以下に示すｉ）〜ｉｉｉ）の手順に従って行うことによって接続構造体を得た。
ｉ）異方性導電フィルム（２×１９ｍｍ）の片面のセパレータ（シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ４０μｍ）を剥がし、異方性導電フィルムと銅バンプ付き基板を接触させ、８０℃、０．９８ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）で貼り付けた。
ｉｉ）もう片面のセパレータを剥離し、銅バンプ付きチップのバンプと銅バンプ付き基板のバンプの位置合わせを行いながら、銅バンプ付きチップを貼り合わせた。なお、はんだ粒子の平面部は銅バンプ付き基板側を向いていた。
ｉｉｉ）１８０℃、４０ｇｆ／バンプ、３０秒の条件でチップ上方から加熱及び加圧を行い、本接続を行った。以下の（１）〜（７）の「チップ／異方性導電フィルム／基板」の組み合わせで、（１）〜（７）に係る計７種類の接続構造体をそれぞれ作製した。
（１）チップＣ１／４０μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ１
（２）チップＣ１／２４μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ１
（３）チップＣ１／１６μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ１
（４）チップＣ２／１６μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ２
（５）チップＣ３／１２μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ３
（６）チップＣ４／８μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ４
（７）チップＣ５／８μｍの厚みの導電フィルム／基板Ｄ５

［作製例２〜３６］
実施例２〜３６により得られた、はんだ粒子が凹部内に配置された基体（転写型）を用いたこと以外は、作製例１と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。

［比較作製例１］
下記の成分を下記の質量部で含んだ、はんだ粒子含有異方性導電ペーストを作製した。ポリマー：１２質量部
熱硬化性化合物：２９質量部
高誘電率硬化剤：２０質量部
熱硬化剤：１１．５質量部
フラックスコートはんだ粒子：３６質量部（フラックス２質量部、はんだ粒子３４質量部）

上記ポリマーは以下のように調製した。
ビスフェノールＦと１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂との反応物（ポリマーＡ）の合成：
ビスフェノールＦ（４，４’−メチレンビスフェノールと２，４’−メチレンビスフェノールと２，２’−メチレンビスフェノールとを質量比で２：３：１で含む）７２質量部、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル７０質量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８３０ＣＲＰ」）３０質量部を、３つ口フラスコに入れ、窒素フロー下にて、１５０℃で溶解させた。その後、水酸基とエポキシ基との付加反応触媒であるテトラーｎ−ブチルスルホニウムブロミド０．１質量部を添加し、窒素フロー下にて、１５０℃で６時間、付加重合反応させることにより反応物（ポリマー）を得た。

上記熱硬化性化合物としては、レゾルシノール型エポキシ化合物、ナガセケムテックス株式会社製「ＥＸ−２０１」を用いた。

上記高誘電率硬化剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレートを用いた。

上記熱硬化剤としては、昭和電工株式会社製「カレンズＭＴ ＰＥ１」を用いた。

上記フラックスコートはんだ粒子は以下のように調製した。ＳｎＢｉはんだ粒子２００ｇ（三井金属株式会社製「ＳＴ−３」）と、アジピン酸４０ｇと、アセトン７０ｇとを３つ口フラスコに秤量し、次にはんだ粒子本体の表面の水酸基とアジピン酸のカルボキシル基との脱水縮合触媒であるジブチル錫オキサイド０．３ｇを添加し、６０℃で４時間反応させた。その後、はんだ粒子を濾過することで回収した。回収したはんだ粒子と、アジピン酸５０ｇと、トルエン２００ｇと、パラトルエンスルホン酸０．３ｇとを３つ口フラスコに秤量し、真空引き、及び還流を行いながら、１２０℃で、３時間反応させた。この際、ディーンスターク抽出装置を用いて、脱水縮合により生成した水を除去しながら反応させた。その後、濾過によりはんだ粒子を回収し、ヘキサンにて洗浄し、乾燥した。その後、得られたはんだ粒子をボールミルで解砕した後、所定のＣＶ値となるように篩を選択した。得られたＳｎＢｉはんだ粒子（フラックスコートはんだ粒子）の平均粒子径は４μｍ、ＣＶ値３１％であった。

このはんだ粒子含有異方性導電ペーストを用いて、作製例１と同様の銅バンプ付きチップ及び銅バンプ付き基板の接続を行い接続構造体を作製した。基板の上部に、はんだ粒子含有異方性導電ペーストを塗布し、さらにその上にチップを載置した。銅バンプ付きチップのバンプと銅バンプ付き基板のバンプの位置合わせを行い、１８０℃、４ｇｆ／バンプ、３０秒の条件でチップ上方から加熱及び加圧を行い、本接続を行った。

［比較作製例２］
ＳｎＢｉはんだ粒子２００ｇ（三井金属株式会社製「ＳＴ−３」）に代えて、ＳｎＢｉはんだ粒子２００ｇ（三井金属株式会社製「Ｔｙｐｅ−４」）を用いたこと以外は、比較作製例１と同様にして、はんだ粒子含有異方性導電ペーストを作製した。なお、平均粒子径２６μｍ、ＣＶ値２５％のＳｎＢｉはんだ粒子を用いた。また、得られたはんだ粒子含有異方性導電ペーストを用いて、比較作製例１と同様にして接続構造体を作製した。

＜接続構造体の評価＞
得られた接続構造体の一部について、導通抵抗試験及び絶縁抵抗試験を以下のように行った。

（導通抵抗試験−吸湿耐熱試験）
銅バンプ付きチップ（バンプ）／銅バンプ付き基板（バンプ）間の導通抵抗に関して、導通抵抗の初期値と吸湿耐熱試験（温度８５℃、湿度８５％の条件で１００、５００、１０００時間放置）後の値を、２０サンプルについて測定し、それらの平均値を算出した。得られた平均値から下記基準に従って導通抵抗を評価した。結果を表３に示す。なお、吸湿耐熱試験１０００時間後に、下記Ａ又はＢの基準を満たす場合は導通抵抗が良好といえる。
Ａ：導通抵抗の平均値が２Ω未満
Ｂ：導通抵抗の平均値が２Ω以上５Ω未満
Ｃ：導通抵抗の平均値が５Ω以上１０Ω未満
Ｄ：導通抵抗の平均値が１０Ω以上２０Ω未満
Ｅ：導通抵抗の平均値が２０Ω以上

（導通抵抗試験−高温放置試験）
銅バンプ付きチップ（バンプ）／銅バンプ付き基板（バンプ）間の導通抵抗に関して、高温放置前と、高温放置試験後（温度１００℃の条件で１００、５００、１０００時間放置）のサンプルについて測定した。なお、高温放置後は、落下衝撃を加え、落下衝撃後のサンプルの導通抵抗を測定した。落下衝撃は、前記の接続構造体を、金属板にネジ止め固定し、高さ５０ｃｍから落下させた。落下後、最も衝撃の大きいチップコーナーのはんだ接合部（４箇所）において直流抵抗値を測定し、測定値が初期抵抗から５倍以上増加したときに破断が生じたとみなして、評価を行った。なお、２０サンプル、４箇所で合計８０箇所の測定を行った。結果を表４に示す。落下回数２０回後に下記Ａ又はＢの基準を満たす場合をはんだ接続信頼性が良好であると評価した。
Ａ：落下回数２０回後において、初期抵抗から５倍以上増加したはんだ接続部が、８０箇所全てにおいて認められなかった。
Ｂ：落下回数２０回後において、初期抵抗から５倍以上増加したはんだ接続部が、１箇所以上５箇所以内で認められた。
Ｃ：落下回数２０回後において、初期抵抗から５倍以上増加したはんだ接続部が、６箇所以上２０箇所以内で認められた。
Ｄ：落下回数２０回後において、初期抵抗から５倍以上増加したはんだ接続部が、２１箇所以上で認められた。

（絶縁抵抗試験）
チップ電極間の絶縁抵抗に関しては、絶縁抵抗の初期値とマイグレーション試験（温度６０℃、湿度９０％、２０Ｖ印加の条件で１００、５００、１０００時間放置）後の値を、２０サンプルについて測定し、全２０サンプル中、絶縁抵抗値が１０^９Ω以上となるサンプルの割合を算出した。得られた割合から下記基準に従って絶縁抵抗を評価した。結果を表５に示す。なお、吸湿耐熱試験１０００時間後に、下記Ａ又はＢの基準を満たした場合は絶縁抵抗が良好といえる。
Ａ：絶縁抵抗値１０^９Ω以上の割合が１００％
Ｂ：絶縁抵抗値１０^９Ω以上の割合が９０％以上１００％未満
Ｃ：絶縁抵抗値１０^９Ω以上の割合が８０％以上９０％未満
Ｄ：絶縁抵抗値１０^９Ω以上の割合が５０％以上８０％未満
Ｅ：絶縁抵抗値１０^９Ω以上の割合が５０％未満

＜作製例１３〜２４＞
実施例２５〜３６と同じ方法で作製したはんだ粒子および基体を用いたこと以外は、作製例１〜１２と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。評価結果を表６〜８に示す。

＜実施例３７＞
工程ｂ１において、図８に示す断面形状（図４（ｂ）と近似凹部形状）、すなわち底部径aが０．６μｍ、開口径ｂ１が１．０μｍ、開口径ｂ２が１．２μｍ（底部径a:１．０μｍφは、開口部を上面からみると、開口径ｂ２：１．２μｍφの中央に位置する）の凹部を複数有する基体を用いたこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１０に示す。

＜実施例３８〜４８＞
凹部サイズを表９に記載のとおり変更したこと以外は、実施例３７と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１０に示す。

実施例３７〜４８では、凹部の断面形状が底部に向かって、多段に狭まっているため、はんだ微粒子が溶解・合一化するときに、凹部内で一つにまとまりやすく、取り残されてしまうはんだ微粒子が減るため、Ｃ．Ｖ.値は低くなりやすい。一方で、はんだ粒子の表面に形成される平面部よりも、凹部の底部が大きいため、平面部のサイズは大きく変化しない。凹部底部のサイズを極端に小さくすれば、はんだ粒子表面の平面部への影響も発生する可能性がある。

＜作製例２５〜２４＞
実施例３７〜４８と同じ方法で作製したはんだ粒子および基体を用いたこと以外は、作製例１〜１２と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。評価結果を表１１〜１３に示す。

＜実施例４９〜５１＞
工程ａ１において、Ｓｎ−Ｂｉはんだ微粒子（５Ｎ Ｐｌｕｓ社製、融点１３９℃、Ｔｙｐｅ９）１０ｇ、平均粒子径は３．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値は３２％を用いたことと、工程ｂ１において、表１４に示す凹部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１５に示す。

＜実施例５２〜５４＞
工程ａ１において、Ｓｎ−Ｂｉはんだ微粒子（５Ｎ Ｐｌｕｓ社製、融点１３９℃、Ｔｙｐｅ１０）１０ｇ、平均粒子径は２．８μｍ、Ｃ．Ｖ．値は２８％を用いたことと、工程ｂ１において、表１４に示す凹部を用いたこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１５に示す。

＜作製例５５〜５７＞
工程ａ１において、In−Snはんだ微粒子（５Ｎ Ｐｌｕｓ社製、融点１２０℃、Ｔｙｐｅ８）１００ｇを、蒸留水に浸漬し、超音波分散させた後、静置し、上澄みに浮遊するはんだ微粒子を回収して、平均粒子径１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値４０％のはんだ微粒子を用いたことと、工程ｂ１において、表１４に示す凹部を用いたことと、工程ｃ１に代えて、以下の工程ｃ２を行ったこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１５に示す。
（工程ｃ２）はんだ粒子の形成
工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素ラジカル還元炉（新港精機株式会社製プラズマリフロー装置）に投入し、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して、炉内を水素ガスで満たした。その後、炉内を１１０℃に調整し、５分間水素ラジカルを照射した。その後、真空引きにて炉内の水素ガスを除去し、１６０℃まで加熱した後、窒素を炉内に導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。

＜作製例５８〜６０＞
工程ａ１において、Sn−Ag−Cuはんだ微粒子（５Ｎ Ｐｌｕｓ社製、融点２１９℃、Ｔｙｐｅ８）１００ｇを、蒸留水に浸漬し、超音波分散させた後、静置し、上澄みに浮遊するはんだ微粒子を回収して、平均粒子径１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値４１％のはんだ微粒子を用いたことと、工程ｂ１において、表１４に示す凹部を用いたことと、工程ｃ１に代えて、以下の工程ｃ２を行ったこと以外は、実施例１３と同様にしてはんだ粒子を作製し、回収及び評価した。結果を表１５に示す。
（工程ｃ２）はんだ粒子の形成
工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素ラジカル還元炉（新港精機株式会社製プラズマリフロー装置）に投入し、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して、炉内を水素ガスで満たした。その後、炉内を１５０℃に調整し、３分間水素ラジカルを照射した。その後、真空引きにて炉内の水素ガスを除去し、２４０℃まで加熱した後、窒素を炉内に導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。

このように、はんだ微粒子のサイズが異なるものや、材質がことなっても本願の方法であれば、粒子径がそろったはんだ粒子を作製することが出来る。

＜試作例３７〜３９＞
実施例４９〜５１と同じ方法で作製したはんだ粒子を用いたこと以外は、試作例１と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。結果を表１６〜１８に示す。

＜試作例４０〜４２＞
実施例５２〜５４と同じ方法で作製したはんだ粒子を用いたこと以外は、試作例１と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。結果を表１６〜１８に示す。

＜試作例４３〜４５＞
実施例５５〜５７と同じ方法で作製したはんだ粒子を用いたこと以外は、試作例１と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。結果を表１６〜１８に示す。

＜試作例４６〜４８＞
実施例５８〜６０と同じ方法で作製したはんだ粒子を用いたこと、及び、工程ｌ１において、本圧着温度を２３０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ方法で異方導電性フィルム及び接続構造体の作製を行った。結果を表１６〜１８に示す。

はんだ微粒子の中心粒子径が小さいほど、凹部のサイズが小さい（たとえば、底部２μｍや３μｍ）において、還元・溶解後に得られるはんだ粒子のC.V値は低くなる傾向がある。これは、はんだ微粒子の中心粒子径が小さいほど、凹部への充填率が向上し、複数の凹部間での充填ばらつきが低減するためと考えられる。
本願の方法であれば、はんだ微粒子の組成を変更するだけで、粒子径がそろった融点の異なるはんだ粒子を容易に得られる。また、凹部の断面形状は各種用いることが出来る。すなわち、はんだ粒子の最終利用方法や形態に合わせて凹部の断面形状は適宜選択出来る。例えば、樹脂中にはんだ粒子を分散し、インクのように流動性を確保する場合は、はんだ粒子の表面は連続曲面を有している方が好ましいと考えられる。一方、フィルム中にはんだ粒子を分散し、圧着工程により電極にはんだ粒子を接触させる場合、電極の形状や材質によって、はんだ粒子に平面部があると、接触時の電極への衝撃を緩和し、電極の破損を防ぐことが出来る。また、圧着工程で加熱により粘度が低下した樹脂が流動し、電極上から動いてしまうことがあるが、平面部を有する場合、電極との接触面積が高くなりやすく、フラックスによる酸化被膜除去時に素早く電極への濡れが広がるため、樹脂流動による移動が抑制出来る利点もある。樹脂ペーストにおいても同様の現象がみられる。さらに、本願作製例で得られる、一部に平坦部を有するはんだ粒子を、接着樹脂フィルムに転写もしくは、基体に接着樹脂を流し込んでフィルム化したのち、基体を除去すると、フィルム内において、はんだ粒子の平坦部の向きが略同一方向にそろえることが出来る。このようなはんだ粒子入り接着樹脂フィルムを用いて、電極同士を圧着実装した場合、非常に薄く、または弱い材質で出来た電極に対して、平坦部の面により接触するため、電極破損を抑制することが出来る。また、濡れ広がりが難しい電極に対しても、圧着時に平坦部が面で接触することで、球面の点接触よりもはんだ粒子の酸化被膜の除去による濡れ広がりが起こりやすい利点がある。実利用上、接続したい電極同士は、その構成も材質も異なる場合が一般的で、本願のように、はんだ粒子の平坦部などの向きを概ねそろえられる特徴は、電極材質に合わせて、接着樹脂フィルムの配置位置を選択してより確実な接続を実現できる特徴がある。

＜作製例４９〜５１＞
実施例４６、４７、４８で得たはんだ粒子を、開口部がそれぞれ６μｍ、１４μｍ、４０μｍのマスクを介して、スパッタによって形成された縦横１０μｍ、２０μｍ、５０μｍのＡｕ電極上に配置した。このＡｕ電極が形成された基板を１５度、２０度、３０度、４５度に傾け、金属へらでたたいて振動を加えた。振動を加えたのち、電極上を観察したところ、電極上に残っていたはんだ粒子は、平坦部がＡｕ電極面と接していた粒子であった。

このように、はんだ粒子をＢＧＡ接続等のプロセスのように、電極上に配置するとき、平坦部があることで、振動や風などの影響で電極上から移動しずらい特徴がある。

１…はんだ粒子、１１…平面部、１１１…はんだ微粒子、６０…基体、６０ａ…表面、６２…凹部、６２ａ…底部。

Claims (6)

1. 表面の一部に平面部を有する、はんだ粒子。
2. 平均粒子径が１〜３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下である、請求項１に記載のはんだ粒子。
3. 前記はんだ粒子の直径Ｂに対する前記平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）が下記式を満たす、請求項１又は２に記載のはんだ粒子。
   ０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０
4. はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘ及びＹが下記式を満たす、請求項１〜３のいずれか一項に記載のはんだ粒子。
   ０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０
5. スズ、スズ合金、インジウム及びインジウム合金からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のはんだ粒子。
6. Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｉｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金及びＳｎ−Ｃｕ合金からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項５に記載のはんだ粒子。

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