KR20210121308A - 수지 조성물, 수지 조성물의 제조 방법, 및 구조체 - Google Patents

Abstract

간이적인 방법으로 도전 입자를 분산시킬 수 있어, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있는 이방성 도전 접착제, 이방성 도전 접착제의 제조 방법, 및 접속 구조체를 제공한다. 이방성 도전 접착제는, 절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자와, 절연성 필러와, 절연성 바인더를 함유하고, 절연성 바인더 중에 피복 도전 입자가 분산되어 있고, 도전 입자의 입자경이 7 ㎛ 이상이고, 상기 절연성 필러의 입자경이 상기 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 이고, 상기 도전 입자에 대한 상기 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 이다.

Description

수지 조성물, 수지 조성물의 제조 방법, 및 구조체{RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING RESIN COMPOSITION, AND STRUCTURE}

본 기술은, 수지 조성물, 수지 조성물의 제조 방법, 및 구조체에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에 있어서 2017년 3월 6일에 출원된 일본 특허출원 번호 특원2017-042220호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로서, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.

입자를 함유하는 수지 조성물에 있어서, 입자에는 응집에 의한 성능 저하 등의 다양한 요인에 의해, 높은 분산성이 요구된다 (예를 들어 특허문헌 1 을 참조). 이것은, 특히 전자 부품용 수지 조성물, 전자 부품용 접착제 등에 있어서 강하게 요구된다. 입자의 분산성이 낮은 경우, 수지 조성물의 품질 안정성을 유지하는 것은 곤란하기 때문이다.

전자 부품용 접착제의 일례로서, 회로 접속 재료가 있으며, 그 중의 이방성 도전 접착제는, 일반적으로, 절연성 바인더 중에 도전 입자가 분산된 것이 사용된다 (예를 들어 특허문헌 2 ∼ 4 를 참조). 그런데, 이방성 도전 접착제 중의 도전 입자는, 제조 직후에는 분산되어 있더라도, 응집되는 경우가 있다. 도전 입자의 응집은, 도전 입자 포착 효율의 저하, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트 발생 등의 요인이 된다. 그 때문에, 도전 입자의 표면에 미리 절연 피막을 형성하는 경우가 있다 (예를 들어 특허문헌 2 를 참조).

그러나, 도전 입자의 표면에 절연 피막을 형성하면, 제조 비용이 증가하는 경향이 있다. 특히, 도전 입자의 입자경이 커질수록, 도전 입자의 표면적도 커지고, 도전 입자의 표면에 절연 피막을 형성하기 위한 기술적 난이도도 높아져, 제조 비용이 보다 증가하는 경향이 있다. 그 때문에, 도전 입자의 입자경이 큰 경우라도, 간이적인 방법으로 도전 입자를 균일하게 분산시켜, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제하는 것이 요구되고 있다.

또, 절연성 바인더 중에 분산시키는 입자의 입자경이 작은 경우라도, 균일하게 분산시키는 것이 요구되고 있다.

일본 공개특허공보 2015-134887호 일본 공개특허공보 2015-133301호 일본 공개특허공보 2014-241281호 일본 공개특허공보 평11-148063호

또, 본 기술은, 이와 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 간편한 수법에 의해 입자를 균일하게 분산시킬 수 있는 수지 조성물, 수지 조성물의 제조 방법, 및 구조체를 제공한다.

또, 이방성 도전 접착제인 경우에 있어서는, 도전 입자의 입자경이 큰 경우라도, 간이적인 방법으로 도전 입자를 균일하게 분산시킬 수 있어, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있는 이방성 도전 접착제, 이방성 도전 접착제의 제조 방법, 및 접속 구조체를 제공한다.

본 기술에 관련된 수지 조성물은, 소입자경 필러에 의해 대경 (大徑) 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 대경 입자와, 소입자경 필러와, 절연성 바인더를 함유하고, 상기 피복 대경 입자는 분산되어 이루어지고, 상기 대경 입자의 입자경이 2 ㎛ 이상이고, 상기 소입자경 필러의 입자경이 상기 대경 입자의 입자경의 0.02 ∼ 5.0 ％ 이고, 상기 대경 입자에 대한 상기 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만이다.

본 기술에 관련된 수지 조성물의 제조 방법은, 평균 입경이 2 ㎛ 이상인 대경 입자와, 입자경이 상기 대경 입자의 입자경의 0.02 ∼ 5.0 ％ 인 소입자경 필러를 교반함으로써, 상기 소입자경 필러에 의해 상기 대경 입자가 피복된 제 1 피복 입자를 얻는 공정 (A) 와, 상기 제 1 피복 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 상기 소입자경 필러에 의해 상기 대경 입자의 표면의 일부가 피복된 제 2 피복 입자가, 상기 절연성 바인더 중에 분산된 수지 조성물을 얻는 공정 (B) 를 갖고, 상기 공정 (A) 에서는, 상기 대경 입자에 대한 상기 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만이 되도록 상기 대경 입자와 상기 소입자경 필러를 배합한다. 또한, 본 발명에서 입자, 필러로 표현을 구분하여 사용하고 있는 것은, 크기가 다른 것을 알기 쉽게 하기 위해서이다.

본 기술에 관련된 이방성 도전 접착제는, 절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자와, 절연성 필러와, 절연성 바인더를 함유하고, 상기 절연성 바인더 중에 상기 피복 도전 입자가 분산되어 있고, 상기 도전 입자의 입자경이 7 ㎛ 이상이고, 상기 절연성 필러의 입자경이 상기 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 이고, 상기 도전 입자에 대한 상기 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 이다.

본 기술에 관련된 이방성 도전 접착제의 제조 방법은, 평균 입경이 7 ㎛ 이상인 도전 입자와, 입자경이 상기 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러를 교반함으로써, 상기 절연성 필러에 의해 상기 도전 입자가 피복된 제 1 피복 도전 입자를 얻는 공정 (A) 와, 상기 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 상기 절연성 필러에 의해 상기 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 제 2 피복 도전 입자가, 상기 절연성 바인더 중에 분산된 이방성 도전 접착제를 얻는 공정 (B) 를 갖고, 상기 공정 (A) 에서는, 상기 도전 입자에 대한 상기 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 가 되도록 상기 도전 입자와 상기 절연성 필러를 배합한다.

본 기술에 관련된 접속 구조체는, 상기 이방성 도전 접착제로 이루어지는 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품이 접속된 것이다.

본 기술에 의하면, 대경 입자의 표면의 일부가 소입자경 필러에 의해 피복된 일부 피복 입자를 형성함으로써, 대경 입자를 균일하게 분산시킬 수 있다.

본 기술에 의하면, 도전 입자의 입자경이 큰 경우라도, 간이적인 방법으로 도전 입자 (절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자) 를 균일하게 분산시킬 수 있어, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있다.

도 1 은 본 실시형태에 관련된 접속 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 도전 입자와 절연성 필러를 교반함으로써 얻어진 혼합물의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은 절연성 필러로 피복된 피복 도전 입자와, 절연성 바인더를 교반함으로써 얻어진 이방성 도전 접착제의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4 는 절연성 필러로 피복되어 있지 않은 도전 입자를 나타내는 도면이다.
도 5 는 절연성 필러로 피복되어 있지 않은 도전 입자와, 절연성 바인더를 교반함으로써 얻어진 이방성 도전 접착제의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은 도전 입자와 절연성 필러를 교반함으로써 얻어진 혼합물의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 기술을 적용시킨 일부 피복 입자의 제 1 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8 은 본 기술을 적용시킨 일부 피복 입자의 제 2 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9 는 본 기술을 적용시킨 일부 피복 입자의 제 3 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

본 기술은, 대경 입자의 표면의 일부가 소입자경 필러에 의해 피복된 일부 피복 입자를 형성함으로써, 절연성 바인더 중의 대경 입자의 분산성을 향상시키는 것이다. 한편, 대경 입자의 표면의 전부가 소입자경 필러에 의해 피복되어 있는 경우, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양이 지나치게 많아져, 절연성 바인더 중의 대경 입자의 분산성이 저하되는 경향이 있다.

일부 피복 입자는, 대경 입자와 소입자경 필러의 분말을 혼합하고 (바람직하게는 이것들만으로 혼합하는 것이 바람직하다), 대경 입자의 표면에 소입자경 필러를 피복시킨 후, 이 혼합물을 수지 조성물과 혼합 (혼련) 시킴으로써, 대경 입자의 표면을 피복하는 일부의 소입자경 필러를 박리함으로써 얻을 수 있다. 역설적으로 말하면, 일부 피복 입자가 형성되어 있으면, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양이 적당량으로서, 절연성 바인더 중의 대경 입자의 분산성이 높다고도 할 수 있다. 이것은 예를 들어 유성 교반 장치 등을 사용하여, 높은 시어 (전단력) 를 가하여 실시함으로써, 대경 입자 표면에 대한 소입자경 필러의 피복과 일부 박리를 효율적으로 실시할 수 있다.

이하, 제 1 실시형태에 대해 설명한다.

[제 1 실시형태]

＜수지 조성물＞

본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 소입자경 필러에 의해 대경 입자의 표면의 일부가 피복된 일부 피복 입자와, 소입자경 필러와, 절연성 바인더를 함유하고, 일부 피복 입자는 분산되어 이루어지고, 대경 입자의 입자경이 2 ㎛ 이상이고, 소입자경 필러의 입자경이 대경 입자의 입자경의 0.02 ∼ 5.0 ％ 이고, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만이다. 또한, 이와 같은 0.02 ∼ 5.0 ％ 라는 표기는, 특별히 언급이 없으면 0.02 ％ 이상 5.0 ％ 이하를 가리킨다.

본 명세서에 있어서, 대경 입자의 입자경은, 화상형 입도 분포계 (일례로서, FPIA-3000 : 말번사 제조) 에 의해 측정한 값으로 할 수 있다. 이 개수는 1000 개 이상, 바람직하게는 2000 개 이상인 것이 바람직하다. 또, 소입자경 필러의 입자경은, 예를 들어, 전자 현미경 관찰하여, 임의의 100 개의 평균값으로 할 수 있고, 200 개 이상으로 함으로써 보다 정밀도를 높일 수도 있다.

또, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양 (체적％) 은, 다음 식에 의해 구한 값으로 할 수 있다.

대경 입자 (A) 에 대한 소입자경 필러 (B) 의 양 (체적％)

＝ {(Bw/Bd)/(Aw/Ad)} × 100

Aw : 대경 입자 (A) 의 질량 조성 (질량％)

Bw : 소입자경 필러 (B) 의 질량 조성 (질량％)

Ad : 대경 입자 (A) 의 비중

Bd : 소입자경 필러 (B) 의 비중

도 7 ∼ 도 9 는 각각 본 기술을 적용시킨 일부 피복 입자의 제 1 ∼ 제 3 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 7 ∼ 도 9 에 나타내는 바와 같이, 일부 피복 입자 (20) 는, 소입자경 필러에 의해 대경 입자 (21) 의 표면의 일부가 피복되어 있다. 바꿔 말하면, 일부 피복 입자 (20) 는, 그 표면에, 소입자경 필러에 의해 피복된 피복부 (22) 와, 대경 입자의 표면이 노출된 노출부 (23) 를 갖는다. 일부 피복 입자 (20) 는, 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이 노출부 (23) 가 표면에 전체적으로 군데군데 있어도 되고, 도 8 에 나타내는 바와 같이 노출부 (23) 가 일부에 있어도 되고, 도 9 에 나타내는 바와 같이 노출부 (23) 가 전체의 절반 이상 있어도 된다. 본 방식으로 얻어진 일부 피복된 대경 입자의 분산성을 간이하게 얻는 것을 제 1 목적으로 하고 있기 때문으로, 피복 상태에 따라 대경 입자의 성능을 얻는 것을 우선시키고 있기 때문은 아니기 때문이다.

일부 피복 입자 (20) 는, 수지 조성물을 필름상으로 한 후, 전자 현미경 등에 의한 면 시야 관찰에 있어서, 일부 피복을 확인할 수 있으면 된다. 이것은, 관찰 지점을 복수 회 변경하여 동일한 결과가 얻어지는 것이 바람직하다. 상세하게 확인하는 경우에는, 일부 피복 입자 (20) 단면에 있어서, 적어도 최외표면의 일부가 피복되어 있는 것을 확인할 수 있으면 된다. 또한, 관찰하는 필름체의 표리면에서 동일 지점을 관측함으로써, 보다 정밀하게 또한 간편하게 확인할 수 있다. 이 수법이면, 대경 입자의 일부 피복 유무의 판정만으로 판별할 수 있다. 박리된 소입자경 필러와 대경 입자가 중첩되어 있는 경우의 판정은, 초점 거리의 조정으로부터 개별적으로 판정하는 것도 가능하다고 생각한다.

일부 피복 입자 (20) 에 있어서의 피복부 (22) 의 비율은, 예를 들어, 상기 서술한 수지 조성물을 필름상으로 한 후, 전자 현미경 등에 의한 면 시야 관찰에 의해 확인할 수도 있다. 혹은, 수지 조성물을 경화 혹은 동결시켜, 임의의 100 개의 일부 피복 입자 단면의 최외표면을 전자 현미경 관찰하여, 임의의 100 개의 일부 피복 입자의 피복부의 비율의 평균값으로 할 수 있다. 이와 같은 일부 피복 입자의 피복부의 비율의 평균값은, 예를 들어 15 ％ 이상 100 ％ 미만이면 되고, 30 ∼ 95 ％ 여도 된다.

또, 일부 피복 입자 (20) 의 개수 비율은, 전부 피복 입자 및 일부 피복 입자의 전체에 대하여, 70 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 일부 피복 입자 (20) 의 개수 비율은, 예를 들어, 수지 조성물을 경화 혹은 동결시켜, 임의의 100 개의 전부 피복 입자 및 일부 피복 입자를 전자 현미경 관찰하여, 임의의 100 개의 전부 피복 입자 및 일부 피복 입자에 대한 일부 피복 입자의 개수로 할 수 있다.

대경 입자는, 특별히 한정되지 않으며, 수지 조성물의 기능에 따라 재질이 적절히 선택된다. 예를 들어, 수지 조성물에 도전성을 부여하는 경우, 예를 들어, 도전 입자, 금속 입자 등이 선택되고, 또, 수지 조성물에 스페이서 기능을 부여하는 경우, 예를 들어, 아크릴 고무, 스티렌 고무, 스티렌올레핀 고무, 실리콘 고무 등이 선택된다. 이것은 소입자경 필러와의 조합에서 피복 및 일부 피복이 발생하면 특별히 한정은 없으며, 유기물이어도 되고, 무기물이어도 되고, 또 금속 도금 수지 입자와 같이 유기물과 무기물을 조합한 것이어도 된다. 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 1 종 단독이면 분산성의 평가는 용이해진다. 2 종 이상인 경우에는, 외관이 명확하게 상이한 것인 것이 동일한 이유에서 바람직하다.

대경 입자의 입자경은, 2 ㎛ 이상이다. 또, 대경 입자의 입자경의 상한은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 대경 입자가 도전 입자인 경우, 접속 구조체에 있어서의 도전 입자의 포착 효율의 관점에서, 예를 들어 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

수지 조성물 내의 대경 입자의 개수 밀도는, 목적에 따라 적절히 조정할 수 있지만, 하한으로는 20 개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 개/㎟ 이상인 것이 보다 바람직하고, 150 개/㎟ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 지나치게 적은 경우, 소입자경 필러와의 비율에 있어서의 조정 마진이 적어져, 재현성이 곤란해지기 때문이다. 또, 상한은 80000 개/㎟ 이하인 것이 바람직하고, 70000 개/㎟ 이하인 것이 보다 바람직하고, 65000 개/㎟ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 대경 입자의 개수 밀도가 지나치게 커지면, 소입자경 필러의 피복이나 수지 조성물과의 혼합이 곤란해진다. 개수 밀도는 지지체의 평활면에 필름상으로 형성하고, 면 시야에 있어서의 관찰로부터 구할 수 있다. 이 때의 두께는, 대경 입자의 1.3 배 이상 혹은 10 ㎛ 이상, 상한은 대경 입자의 4 배 이하, 바람직하게는 2 배 이하 혹은 40 ㎛ 이하로 할 수 있다. 이 두께는 수지 조성물에서 유래하기 때문에, 일의적으로 정하는 것은 어려우므로, 이와 같이 범위를 설정하고 있다. 면 시야 관찰은 금속 현미경, SEM 등의 전자 현미경을 사용할 수 있다. 관찰 화상으로부터 개개의 대경 입자를 계측하여 구해도 되고, 공지된 화상 해석 소프트웨어 (일례로서, WinROOF (미타니 상사 주식회사) 를 들 수 있다) 를 사용하여 계측해도 된다. 수지 조성물의 경우에는 필름상으로 한 경우의 두께에 따라 변동되기 때문에, 대경 입자의 1.3 배 혹은 4 배의 두께로 한 면 시야 개수 밀도로 정할 수 있다. 또한, 용매를 함유하고 있는 경우에는 건조 후의 두께로 한다.

소입자경 필러는, 그 대부분이 절연성 바인더 중에 분산되어 있고, 일부가 대경 입자의 표면의 일부를 피복한다. 소입자경 필러로는, 절연성 필러를 사용할 수 있다. 절연성 필러로는, 예를 들어, 산화티탄, 산화알루미늄, 실리카, 산화칼슘, 산화마그네슘 등의 산화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 수산화물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 탄산바륨 등의 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨 등의 황산염, 규산칼슘 등의 규산염, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소 등의 질화물 등을 들 수 있다. 절연성 필러는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

소입자경 필러의 입자경의 상한은, 대경 입자의 14 ％ 이하, 바람직하게는 0.3 ％ 이하로 할 수 있다. 혹은 100 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 대경 입자의 표면적에 대하여 소입자경 필러가 지나치게 크지 않음으로써, 대경 입자의 표면에 흠집이 나는 등의 문제를 억제할 수 있다. 또, 소입자경 필러의 입자경의 하한은, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 대경 입자의 표면적에 대하여 소입자경 필러가 지나치게 작지 않음으로써, 대경 입자의 응집을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 지나치게 작은 경우, 수지 조성물의 점도가 지나치게 상승함으로써 분산성에 대한 영향도 우려된다.

이상에 설명한 대경 입자와 소입자경 필러의 크기의 관계로부터, 대경 입자와 소입자경 필러의 입자경의 비율 (소입자경 필러의 입자경/대경 입자의 입자경) 은, 0.02 ∼ 5.0 ％ 이고, 0.02 ∼ 2.5 ％ 인 것이 바람직하다.

또, 상기 서술한 입자경의 비율을 만족하는 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 체적 비율은 156 체적％ 미만이다. 이것을 초과하면 수지 중으로의 균일 분산이 용이하게 얻어지기 어려워진다. 또한, 하한값은 0 ％ 를 초과하는 것은 당연하지만, 대경 입자와 소입자경 필러의 크기의 비율 외에, 이것들의 형상 등도 관계되기 때문에 일의적으로 정하기 어렵다. 그러나, 0.78 ％ 이상이면 특별히 문제는 없다고 생각되며, 3.9 ％ 이상이면 바람직하고, 7.8 ％ 이상이면 보다 바람직하다. 또한, 상한값은 78 체적％ 이하인 것이 바람직하고, 39 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이들 수치는 대경 입자와 소입자경 필러의 관계로부터 적절히 선택할 수 있는 것이다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 대경 입자의 분산성을 양호하게 할 수 있다.

절연성 바인더 (절연성 수지) 는, 공지된 절연성 바인더를 사용할 수 있다. 경화형으로는, 열 경화형, 광 경화형, 광열 병용 경화형 등을 들 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 광 라디칼 중합형 수지, (메트)아크릴레이트 화합물과 열 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 라디칼 중합형 수지, 에폭시 화합물과 열 카티온 중합 개시제를 함유하는 열 카티온 중합형 수지, 에폭시 화합물과 열 아니온 중합 개시제를 함유하는 열 아니온 중합형 수지 등을 들 수 있다. 또, 공지된 점착제 조성물을 사용해도 된다.

수지 조성물은, 필요에 따라, 일부 피복 입자, 소입자경 필러, 절연성 바인더 이외의 다른 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로는, 예를 들어, 용제 (메틸에틸케톤, 톨루엔, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등), 응력 완화제, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.

이상과 같이, 수지 조성물은, 대경 입자의 입자경이 2 ㎛ 이상이고, 소입자경 필러의 입자경이 대경 입자의 입자경의 0.02 ∼ 5.0 ％ 이고, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만임으로써, 높은 분산성을 갖는다.

또, 예를 들어, 수지 조성물을 제 1 부재와 제 2 부재 사이의 스페이서로서 기능시키는 경우, 대경 입자에 부착되는 소입자경 필러의 양이 적기 때문에, 대경 입자의 대략 직경의 스페이서로 할 수 있다. 또, 예를 들어, 수지 조성물을 대경 입자가 도전 입자이고, 소입자경 필러가 절연성 필러인 이방성 도전 접착제로 하는 경우, 도전 입자에 부착되는 절연성 필러의 양이 적기 때문에, 우수한 도통성을 얻을 수 있다.

또, 예를 들어, 수지 조성물을 대경 입자가 도전 입자이고, 소입자경 필러가 절연성 필러인 이방성 도전 접착제로 이루어지는 이방성 도전 필름으로 하는 경우, 도전 입자의 분산성이 매우 높기 때문에, 이방성 도전 필름 전체의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 당해 이방성 도전 필름으로부터 임의로 추출한 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜ 의 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차를 15 ％ 이하로 할 수 있다. 여기서, 개수 밀도의 차는, 임의로 추출한 소정 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도의 최대값과 최소값의 차이다.

＜수지 조성물의 제조 방법＞

본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 제조 방법은, 이하의 공정 (A) 와 공정 (B) 를 갖는다.

[공정 (A)]

공정 (A) 에서는, 대경 입자와, 입자경이 대경 입자보다 작은 소입자경 필러를 교반함으로써, 제 1 피복 입자를 얻는다. 공정 (A) 에서는, 공정 (B) 에서 얻어지는 제 2 피복 입자의 응집을 억제하기 위해, 대경 입자를 소입자경 필러로 피복시킨다. 또, 공정 (A) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 대경 입자에 대한 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만이 되도록 대경 입자와 소입자경 필러를 배합한다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 공정 (A) 에서 대경 입자의 표면에 대한 소입자경 필러의 피복을 용이하게 진행시킴과 함께, 공정 (B) 에서 제 1 피복 입자에 있어서의 소입자경 필러를 용이하게 괴리시킬 수 있다.

대경 입자와 소입자경 필러를 교반하는 방법은, 건식법, 습식법 중 어느 것이어도 되고, 건식법이 바람직하다. 공지된 토너 등에서 이용되고 있는 수법을 적용할 수 있기 때문이다. 대경 입자와 소입자경 필러를 교반하기 위한 장치는, 예를 들어, 유성식 교반 장치, 진탕기, 래버러토리 믹서, 교반 프로펠러 등을 들 수 있다. 특히, 평균 입경이 비교적 큰 대경 입자를 절연성 필러로 피복시키는 관점에서, 높은 시어가 가해지는 유성식 교반 장치가 바람직하다. 볼 밀이나 비즈 밀 등 매체를 사용하는 방식은, 배제하는 것은 아니지만 바람직하지 않다. 대경 입자와 소입자경 필러 이외에 제거하는 것이 존재하면, 생산성 상에서는 바람직하지 않기 때문이다. 또, 이와 같은 매체 (볼이나 비즈) 를 사용하면, 대경 입자나 소입자경 필러의 표면 상태에 대한 영향을 감안할 요인이 증가하기 때문에, 제품 설계가 어려워진다. 유성식 교반 장치는, 재료 (대경 입자와 소입자경 필러의 혼합물) 가 들어 있는 용기를 자전시키면서 공전시키는 방식의 교반 장치를 말한다. 용기에서마다 생산하는 배치 방식의 경우, 품질 관리를 하기 쉬워지는 점에서도 바람직하다. 즉, 용이하게 고정밀도로 대경 입자와 소입자경 필러가 분산된 수지 조성물이 얻어지기 쉬워진다.

대경 입자 및 소입자경 필러는, 상기 서술한 이방성 도전 접착제에서 설명한 대경 입자 및 소입자경 필러와 바람직한 범위가 동일하다. 특히, 공정 (A) 에 있어서 대경 입자를 소입자경 필러로 피복시키는 관점에서, 건분 (乾粉) 상태의 대경 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

[공정 (B)]

공정 (B) 에서는, 제 1 피복 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 제 2 피복 입자와, 제 1 피복 입자에 있어서의 대경 입자로부터 괴리된 소입자경 필러가, 절연성 바인더 중에 분산된 수지 조성물이 얻어진다.

공정 (B) 에서는, 제 1 피복 입자를 절연성 바인더 중에서 교반함으로써, 제 1 피복 입자에 있어서의 소입자경 필러에 대경 입자와의 마찰이나 높은 시어가 가해짐으로써, 이 소입자경 필러가 대경 입자로부터 괴리되어, 대경 입자의 표면의 일부가 소입자경 필러에 피복된 일부 피복 입자 (제 2 피복 입자) 가 얻어진다. 또, 제 1 피복 입자에 있어서의 대경 입자로부터 괴리된 소입자경 필러가, 제 2 피복 입자 간에 개재되기 때문에, 제 2 피복 입자의 응집을 억제할 수 있다. 이와 같이, 공정 (B) 를 실시함으로써, 제 2 피복 입자의 응집을 억제할 수 있어, 절연성 바인더 중에 제 2 피복 입자를 분산시킬 수 있다. 이 때, 소입자경 필러도 동시에 분산되게 된다. 즉 본 발명에서는, 혼합 공정이 최소한의 횟수여도 된다. 예를 들어 종래와 같이 점도 조정을 위해 소입자경 필러를 때마다 첨가할 수도 있지만, 분산 상태의 재현성을 얻는 것이 곤란을 수반하는 것은 용이하게 예상할 수 있다. 그러나, 분말 (대경 입자와 소입자경 필러) 을 미리 조제하고, 그것에 수지 조성물을 배합함으로써, 필요한 양을 조제 가능하게 할 수 있기 때문에, 재료 비용이나 제조 비용의 면에서도 바람직하다. 또, 분산성의 문제가 있는 배치에 관해서도 비교하기 쉬운 점에서, 불량 요인의 해석도 용이해져, 상기 서술한 바와 같이 품질 관리의 면에서도 메리트가 있다. 또, 배치식의 경우에는 소량으로의 개발 검토에서 대량 제조로 이행될 때 등, 검토할 요인이 적어지는 것과 같은 메리트가 있다. 또 동일한 이유에서 공정 (A) 와 공정 (B) 를 동일한 용기, 동일한 유성식 교반 장치를 사용하여 실시하는 것이, 생산성이나 품질 관리 상에서도 바람직하다. 컨태미네이션의 영향도 억제하는 것을 기대할 수 있다. 대량 생산하는 경우에는, 동일 장치를 늘리기만 해도 되게 된다. 요컨대, 소량 다품종에 대응 가능하고, 또한 스케일 업에도 대응할 수 있다. 따라서, 생산 관리의 조정도 용이해진다.

또, 대경 필러의 표면을 충분히 작은 소입자경 필러로 피복하는 것은, 후술하는 바와 같은 이방성 도전 접속과 같이, 대경 입자인 도전 입자를 단자로 협지하는 경우, 도전 입자의 표면 상태의 품질 유지의 면에서 바람직하다. 즉, 대경 입자끼리에서 접촉하는 것에 의한 표면 상태의 이레귤러를, 소입자경 필러가 피복하여 개재함으로써 보호하는 기능을 기대할 수 있다. 또, 혼합 (혼련) 으로 피복이 해제되는 정도이기 때문에, 단자 간에 협지되는 것과 같은 직접적인 힘이 대경 입자에 가해지면, 일부 피복이 도통을 저해한다고는 생각하기 어렵다. 또, 단자 배열 간의 절연성에 있어서도, 대경 입자는 높은 분산성을 유지하고 있지만, 동시에 일부 피복도 유지하고 있기 때문에, (대경 입자가 연결됨으로써 발생하는) 쇼트는 회피되기 쉬운 상태로 되어 있다고 생각된다. 구체적인 효과를 예시하면, 대경 입자가 금속 도금 수지 입자인 도전 입자의 경우, 금속 도금의 두께나 재질, 수지 입자의 경도 등에 대해, 종래보다 선택의 폭이 넓어지는 것을 기대할 수 있다. 스페이서와 같이 협지하여 사용하는 것에 대해서도, 동일한 점을 말할 수 있다.

제 1 피복 입자와 절연성 바인더를 교반하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 상기 서술한 공정 (A) 에 있어서의 교반 방법을 채용할 수 있다. 특히, 제 1 피복 입자와 절연성 바인더를 교반하였을 때, 제 1 피복 입자를 구성하는 소입자경 필러를 괴리시키는 관점에서, 높은 시어가 가해지는 교반 방법, 예를 들어 유성식 교반 장치를 사용한 교반 방법이 바람직하다. 유성식 교반 장치를 사용함으로써, 절연성 바인더 중에서, 제 1 피복 입자에 있어서의 대경 입자와 소입자경 필러의 마찰이나 높은 시어가 가해짐으로써, 제 1 피복 입자에 있어서 대경 입자로부터 소입자경 필러의 적당한 괴리가 발생한다고 생각된다.

이상의 공정 (A) 및 공정 (B) 를 갖는 제조 방법에 의하면, 간이적인 방법으로 절연성 바인더 중에 제 2 피복 입자가 분산된 수지 조성물이 얻어진다. 또한, 본 제조 방법은, 필요에 따라, 상기 서술한 공정 (A) 및 공정 (B) 이외의 다른 공정을 추가로 갖고 있어도 된다. 또한, 상기 서술하고 있는 바와 같이 공정 (A) 및 공정 (B) 를 동일 용기, 동일 장치 (유성 교반식 혼합 장치) 로 실시하는 것이, 생산성이나 품질 면에서 바람직하다.

＜구조체＞

본 실시형태에 관련된 구조체는, 상기 서술한 수지 조성물을 개재하여 제 1 부재와 제 2 부재가 접착되어 있다. 수지 조성물이 경화성 수지이면, 경화시켜 고정시켜도 되고, 점착제이면 첩부 (貼付) 하기만 해도 된다. 이것은 일례로서, 예를 들어 형 (型) 에 수지 조성물을 충전시키고, 경화시켜 성형체를 얻어도 된다. 예를 들어, 수지 조성물을 제 1 부재와 제 2 부재 사이의 스페이서로서 기능시키는 경우, 대경 입자에 부착되는 소입자경 필러의 양이 적기 때문에, 대경 입자의 대략 직경의 스페이서로 할 수 있다. 또, 예를 들어, 수지 조성물을 대경 입자가 도전 입자이고, 소입자경 필러가 절연성 필러인 도전 접착제로 하는 경우, 도전 입자에 부착되는 절연성 필러의 양이 적기 때문에, 우수한 도통성을 얻을 수 있다. 이방성 도전 접착제로 하는 경우에는, 단자 및 단자 배열의 관계가 보다 복잡하게 작용하기 때문에, 이 효과는 보다 발휘할 수 있다. 또한, 이것들은 미리 필름체로 해도 된다.

또한, 수지 조성물을 접착제 혹은 접착 필름으로 하여, 제 1 물품과 제 2 물품을 접속시키는 구조체, 및 그 제조 방법도 본 발명은 포함한다. 이들 물품은 전자 부품이어도 되고, 도통부를 구비하여 (이방성은 필수로 하지 않는다) 도통성이 있어도 되는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 수지 조성물이 접착성 유무에 상관없이, 제 1 물품과 제 2 물품을 첩합 (貼合) 시킨 것이나 그 첩합 방법도 본 발명은 포함한다. 요컨대, 제 1 물품과 제 2 물품의 첩합체나, 이것들을 가압시키는 첩합 방법이 된다. 또, 제 1 물품에만 수지 조성물이나 그 필름체를 형성한 것도 본 발명에는 포함된다. 이것은 제 1 물품에 도포 혹은 필름체로 하여 첩합시키면 된다. 수지 조성물이 점착체이면, 점착층을 형성하게 된다. 지지체에 형성함으로써 점착 필름으로 할 수도 있다.

이하, 제 2 실시형태에 대해 설명한다.

[제 2 실시형태]

＜이방성 도전 접착제＞

본 실시형태에 관련된 이방성 도전 접착제는, 절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자 (후술하는 제 2 피복 도전 입자) 와, 절연성 필러와, 절연성 바인더를 함유하고, 이 피복 도전 입자가 절연성 바인더 중에 분산되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 평균 입경이 7 ㎛ 이상인 도전 입자와, 절연성 필러를 교반함으로써 얻어지는, 절연성 필러에 의해 도전 입자가 피복된 피복 도전 입자를「제 1 피복 도전 입자」라고 한다. 또, 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써 얻어지는, 절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자를「제 2 피복 도전 입자」라고 한다.

이방성 도전 접착제는, 필름상의 이방성 도전 필름 (ACF : Anisotropic Conductive Film), 또는 페이스트상의 이방성 도전 페이스트 (ACP : Anisotropic Conductive Paste) 중 어느 것이어도 된다. 취급 용이성의 면에서는 이방성 도전 필름이 바람직하고, 비용의 면에서는 이방성 도전 페이스트가 바람직하다.

이하, 이방성 도전 접착제를 구성하는 제 2 피복 도전 입자 (도전 입자, 절연성 필러), 절연성 바인더, 추가로 함유해도 되는 그 밖의 성분에 대해 설명한다.

[도전 입자]

도전 입자의 재질은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 니켈, 구리, 금, 은, 팔라듐 등의 금속 입자, 수지 입자의 표면을 금속으로 피복한 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 금속 피복 수지 입자에 있어서의 수지 입자로는, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·스티렌 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지의 입자를 사용할 수 있다. 도전 입자는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

도전 입자의 입자경은, 7 ㎛ 이상이다. 또, 도전 입자의 입자경의 상한은, 특별히 제한되지 않지만, 접속 구조체에 있어서의 도전 입자의 포착 효율의 관점에서, 예를 들어 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 도전 입자의 입자경은, 화상형 입도 분포계 (일례로서, FPIA-3000 : 말번사 제조) 에 의해 측정할 수 있다. 1000 개 이상, 바람직하게는 2000 개 이상 측정하여 구하는 것이 바람직하다.

[절연성 필러]

절연성 필러는, 절연성 무기 입자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 산화티탄, 산화알루미늄, 실리카, 산화칼슘, 산화마그네슘 등의 산화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 수산화물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 탄산바륨 등의 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨 등의 황산염, 규산칼슘 등의 규산염, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소 등의 질화물 등을 들 수 있다. 절연성 필러는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

도전 입자와 절연성 필러의 크기 (입자경) 의 관계에 대해, 도전 입자의 표면적에 대하여 절연성 필러가 현저하게 작음으로써, 도전 입자의 표면에 대한 절연성 필러의 피복과 괴리가 용이하게 진행되게 된다. 이로써, 제 1 피복 도전 입자를 절연성 바인더 중에서 교반시키면, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러가 제 2 피복 도전 입자 간에 개재되기 때문에, 제 2 피복 도전 입자의 응집을 억제할 수 있다. 따라서, 절연성 바인더 중에 제 2 피복 도전 입자를 균일하게 분산시킬 수 있다.

구체적으로, 절연성 필러의 입자경의 상한은, 1000 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 도전 입자의 표면적에 대하여 절연성 필러가 지나치게 크지 않음으로써, 도전 입자의 표면에 흠집이 나는 등의 문제를 억제할 수 있다. 또, 절연성 필러의 입자경의 하한은, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 도전 입자의 표면적에 대하여 절연성 필러가 지나치게 작지 않음으로써, 도전 입자의 응집을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 절연성 필러의 입자경은, 전자 현미경 등의 관찰 결과로부터 구할 수 있다.

이상에 설명한 도전 입자와 절연성 필러의 크기의 관계로부터, 도전 입자와 절연성 필러의 입자경의 비율 (절연성 필러의 입자경/도전 입자의 입자경) 은, 0.02 ∼ 0.143 ％ 이고, 0.02 ∼ 0.10 ％ 인 것이 바람직하다.

또, 상기 서술한 입자경의 비율을 만족하는 도전 입자에 대한 절연성 필러의 개수 비율, 즉, 1 개의 도전 입자에 대한 절연성 필러의 양은 0.78 ∼ 77 체적％ 이고, 3.9 ∼ 38.7 체적％ 인 것이 바람직하고, 7.7 ∼ 15.5 체적％ 인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 도전 입자의 분산성을 양호하게 할 수 있다.

[절연성 바인더]

절연성 바인더 (절연성 수지) 는, 공지된 이방성 도전 접착제에서 사용되는 절연성 바인더를 사용할 수 있다. 경화형으로는, 열 경화형, 광 경화형, 광열 병용 경화형 등을 들 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 광 라디칼 중합형 수지, (메트)아크릴레이트 화합물과 열 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 라디칼 중합형 수지, 에폭시 화합물과 열 카티온 중합 개시제를 함유하는 열 카티온 중합형 수지, 에폭시 화합물과 열 아니온 중합 개시제를 함유하는 열 아니온 중합형 수지 등을 들 수 있다.

이하에서는, 구체예로서, 막 형성 수지와, 에폭시 수지와, 잠재성 경화제를 함유하는 열 아니온 중합형의 절연성 바인더를 들어 설명한다.

막 형성 수지는, 평균 분자량이 10000 ∼ 80000 정도인 수지가 바람직하다. 막 형성 수지로는, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페녹시 수지 등의 각종 수지를 들 수 있다. 이것들 중에서도, 막 형성 상태, 접속 신뢰성 등의 관점에서 페녹시 수지가 바람직하다. 막 형성 수지는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

에폭시 수지로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 페놀아르알킬형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 에폭시 수지는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

잠재성 경화제로는, 예를 들어, 이미다졸계, 하이드라지드계, 아민이미드, 디시안디아미드, 혹은, 안티몬계, 인계, 불소계 등의 산 발생제 등을 들 수 있다. 이것들은, 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이것들 중에서도, 이미다졸 화합물 입자의 표면을 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 경화물로 피복한 마이크로 캡슐형의 것이 바람직하게 사용된다. 또, 마이크로 캡슐형 경화제를 액상 에폭시 수지 중에 분산시켜 이루어지는 마스터 배치형 경화제를 사용해도 된다.

[그 밖의 성분]

이방성 도전 접착제는, 필요에 따라, 제 2 피복 도전 입자와 절연성 바인더 이외의 다른 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로는, 예를 들어, 용제 (메틸에틸케톤, 톨루엔, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등), 응력 완화제, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 또, 이방성 도전 접착제는, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러를 추가로 함유하고 있어도 된다.

이상과 같이, 이방성 도전 접착제는, 도전 입자의 입자경이 7 ㎛ 이상이고, 절연성 필러의 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 이고, 도전 입자에 대한 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 이다. 제 1 피복 도전 입자를 절연성 바인더 중에서 교반시키면, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된다. 그 때문에, 피복된 절연성 필러가 입자 표면에 잔존하는 제 2 피복 도전 입자를 얻는 경우도 있고, 이와 같은 잔존 상태는 공지된 관찰 수법 (SEM 이나 TEM 등의 전자 현미경) 에 의해 확인할 수 있다. 이와 같은 절연성 필러의 잔존 상태와 도전 입자의 분산 상태에 의해 본 발명의 수법에 의해 얻어진 것인지를 확인할 수 있다.

이방성 도전 접착제는, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러가 제 2 피복 도전 입자 간에 개재되기 때문에, 제 2 피복 도전 입자의 응집을 억제할 수 있다. 따라서, 절연성 바인더 중에 제 2 피복 도전 입자를 분산시킬 수 있어, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있다. 또, 이방성 도전 접착제는, 절연성 바인더 중의 제 2 피복 도전 입자의 근방에, 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더의 교반에 의해 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러가 일정한 비율로 균일하게 존재한다. 이와 같은 이방성 도전 접착제에 있어서는, 제 2 피복 도전 입자의 분산 상태와, 절연성 필러가 존재하는 영역에 높은 상관성을 나타내게 되어, 도전 입자 포착률을 안정시킬 수 있다.

또, 본 기술에서는, 7 ㎛ 이상의 비교적 큰 도전 입자에 간이적으로 절연성 필러를 피복시키고, 절연성 바인더로의 혼련시에 괴리시킴으로써, 도전 입자의 표면 (도전층) 에 미리 절연 처리를 실시하지 않아도, 충분한 쇼트 억제의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도전 입자의 도전층에는 괴리되지 않고 미량으로 잔존한 절연성 필러 이외에는 절연 처리의 흔적이 없어진다. 그 때문에, 도전 입자의 취급성이 우수하고, 또, 비용 상으로도 유리하다. 이방성 도전 접착제의 설계에 있어서도, 파라미터가 적어짐으로써, 개발 상에서도 우위성이 있다. 또한, 공지된 수법에 의해 미리 절연 처리를 실시한 도전 입자를 사용함으로써, 보다 절연성이 우수한 도전 입자를 사용하는 것에 의한 성능의 향상이나, 설계 자유도를 증대시킬 수도 있다. 따라서, 본 기술은, 도전 입자의 표면 (도전층) 에 미리 절연 처리를 실시한 것을 사용하는 양태를 배제하는 것은 아니다.

＜이방성 도전 접착제의 제조 방법＞

본 실시형태에 관련된 이방성 도전 접착제의 제조 방법은, 이하의 공정 (A) 와 공정 (B) 를 갖는다.

[공정 (A)]

공정 (A) 에서는, 평균 입경이 7 ㎛ 이상인 도전 입자와, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러를 교반함으로써, 제 1 피복 도전 입자를 얻는다. 공정 (A) 에서는, 공정 (B) 에서 얻어지는 제 2 피복 도전 입자의 응집을 억제하기 위해, 도전 입자를 절연성 필러로 피복시킨다. 또, 공정 (A) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 도전 입자에 대한 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 가 되도록 도전 입자와 절연성 필러를 배합한다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 공정 (A) 에서 도전 입자의 표면에 대한 절연성 필러의 피복을 용이하게 진행시킴과 함께, 공정 (B) 에서 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 절연성 필러를 용이하게 괴리시킬 수 있다.

도전 입자와 절연성 필러를 교반하는 방법은, 건식법, 습식법 중 어느 것이어도 되고, 건식법이 바람직하다. 도전 입자와 절연성 필러를 교반하기 위한 장치는, 예를 들어, 유성식 교반 장치, 진탕기, 래버러토리 믹서, 교반 프로펠러 등을 들 수 있다. 특히, 평균 입경이 비교적 큰 도전 입자를 절연성 필러로 피복시키는 관점에서, 높은 시어가 가해지는 유성식 교반 장치가 바람직하다. 유성식 교반 장치는, 재료 (도전 입자와 절연성 필러의 혼합물) 가 들어 있는 용기를 자전시키면서 공전시키는 방식의 교반 장치를 말한다.

도전 입자 및 절연성 필러는, 상기 서술한 이방성 도전 접착제에서 설명한 도전 입자 및 절연성 필러와 바람직한 범위가 동일하다. 특히, 공정 (A) 에 있어서 도전 입자를 절연성 필러로 피복시키는 관점에서, 건분 상태의 도전 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

[공정 (B)]

공정 (B) 에서는, 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 제 2 피복 도전 입자와, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러가, 절연성 바인더 중에 분산된 이방성 도전 접착제가 얻어진다.

공정 (B) 에서는, 제 1 피복 도전 입자를 절연성 바인더 중에서 교반함으로써, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 절연성 필러에 도전 입자와의 마찰이나 높은 시어가 가해짐으로써, 이 절연성 필러가 도전 입자로부터 괴리되어, 도전 입자의 표면의 일부가 절연성 필러에 피복된 피복 도전 입자 (제 2 피복 도전 입자) 가 얻어진다. 또, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자로부터 괴리된 절연성 필러가, 제 2 피복 도전 입자 간에 개재되기 때문에, 제 2 피복 도전 입자의 응집을 억제할 수 있다. 이와 같이, 공정 (B) 를 실시함으로써, 제 2 피복 도전 입자의 응집을 억제할 수 있어, 절연성 바인더 중에 제 2 피복 도전 입자를 분산시킬 수 있다.

제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 상기 서술한 공정 (A) 에 있어서의 교반 방법을 채용할 수 있다. 특히, 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반하였을 때, 제 1 피복 도전 입자를 구성하는 절연성 필러를 괴리시키는 관점에서, 높은 시어가 가해지는 교반 방법, 예를 들어 유성식 교반 장치를 사용한 교반 방법이 바람직하다. 유성식 교반 장치를 사용함으로써, 제 1 피복 도전 입자에 있어서의 도전 입자와 절연성 필러의 마찰이나 높은 시어가 가해짐으로써, 제 1 피복 도전 입자에 있어서 도전 입자로부터 절연성 필러의 괴리가 발생하는 경우가 있다.

이상의 공정 (A) 및 공정 (B) 를 갖는 제조 방법에 의하면, 간이적인 방법으로 절연성 바인더 중에 제 2 피복 도전 입자가 분산된 이방성 도전 접착제가 얻어진다. 이 이방성 도전 접착제를 사용함으로써, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있다. 또한, 공정 (A) 및 공정 (B) 를 동일 용기, 동일 장치 (유성 교반식 혼합 장치) 로 실시하면, 제조 상의 공수 (工數) 의 면에서도, 컨태미네이션 혼입 방지와 같은 품질 관리의 면에서도, 바람직해진다.

또한, 본 제조 방법은, 필요에 따라, 상기 서술한 공정 (A) 및 공정 (B) 이외의 다른 공정을 추가로 갖고 있어도 된다.

＜이방성 도전 필름＞

본 실시형태에 관련된 이방성 도전 필름은, 상기 서술한 이방성 도전 접착제로 이루어지는 것이고, 절연성 바인더로 이루어지는 접착제층에 상기 서술한 제 2 피복 도전 입자가 분산되어 있다. 예를 들어, 이방성 도전 필름 전체 (예를 들어, 1.0 ㎜ × 1.0 ㎜) 의 제 2 피복 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 이방성 도전 필름 중의 임의로 추출한 좁은 영역 (예를 들어, 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜) 에 있어서의 제 2 피복 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차가 15 ％ 이하인 것이 바람직하고, 10 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 실질적으로 동일 (일례로서, 5 ％ 이내) 한 것이 보다 더 바람직하다. 또, 이방성 도전 페이스트로 하여 접속에 사용하는 경우, 일례로서, 상기 동일한 분산성이 얻어지는 것이 바람직하다. 이것은, 지지체 등의 평활면 상에 층상으로 함으로써 확인할 수 있다.

이와 같이 이방성 도전 필름 전체의 제 2 피복 도전 입자의 개수 밀도와, 이방성 도전 필름의 임의로 추출한 좁은 영역에 있어서의 제 2 피복 도전 입자의 개수 밀도의 차가 작음으로써, 제 2 피복 도전 입자가 필름 전체에 걸쳐서 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도전 입자 포착률이 안정되어, 도통 불량이나 쇼트를 억제할 수 있다. 제 2 피복 도전 입자가 필름 전체에 걸쳐서 균일하게 분산되어 있는 경우, 이방성 도전 필름의 품질 검사 그 자체의 공수도 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 균일하게 분산되어 있는 경우, 이레귤러한 응집이 존재하면 발견하기 쉬워지기 때문이다. 그 때문에, 특히 10 m 이상의 장척으로 한 경우에 보다 효과를 발휘하게 된다. 또, 이방성 도전 필름이 10 m 이상, 바람직하게는 50 m 이상의 장척이면, 연속적으로 접속을 실시할 수 있는 점에서, 접속 구조체의 제조 방법의 비용 저감의 효과도 있다. 장척의 상한은 특별히 없지만, 접속 장치의 개량을 최소한에 그치게 하는 점이나, 취급의 관점에서 5000 m 이하가 바람직하고, 1000 m 이하가 보다 바람직하고, 600 m 이하가 보다 더 바람직하다.

또, 본 발명과 같이 도전 입자경이 7 ㎛ 이상으로 비교적 큰 경우, 접속되는 전자 부품이 세라믹 기판 등과 같이 표면이 유리 등보다 평활하지 않은 것 (표면에 굴곡을 갖는 것) 의 접속에 적합하다. 또, 이와 같이 비교적 큰 도전 입자가 균일하게 분산되어 있음으로써, 접속되는 전자 부품에 굴곡을 갖고 있어도 접속시의 수지의 유동에 의해 포착의 영향을 잘 받지 않는다. 도전 입자가 응집되어 있는 경우, 굴곡에 의해 도전 입자가 포착되는 단자면이 일정하지 않은 점에서, 단자마다의 포착 상태를 일정하게 유지할 수 없게 될 우려가 생기기 때문이다.

이방성 도전 필름 중의 제 2 피복 도전 입자의 입자 밀도는, 특히 도통 신뢰성과 쇼트 억제를 양립시킬 수 있으면 특별히 제약은 없지만, 일례로서, 지나치게 작으면 도통 신뢰성을 만족하기 어려워지기 때문에, 20 개/㎟ 이상이 바람직하고, 100 개/㎟ 이상이 보다 바람직하다. 또, 상한으로는 지나치게 크면 쇼트의 발생 리스크가 높아지기 때문에, 일례로서, 3000 개/㎟ 이하가 바람직하고, 2000 개/㎟ 이하가 보다 바람직하고, 1000 개/㎟ 이하가 보다 바람직하다. 이것들은 도전 입자경과 접속되는 단자 사이즈에 따라 적절히 조정하면 된다. 또, 이방성 도전 페이스트를 사용한 경우에도, 일례로서, 상기 동일한 것이 바람직하다. 이것은, 지지체 등의 평활면 상에 층상으로 함으로써 확인할 수 있다.

이방성 도전 필름 중의 제 2 피복 도전 입자의 평면에서 봤을 때에 있어서의 면적 점유율의 상한은, 80 ％ 이하인 것이 바람직하고, 75 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 ％ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 이와 같이 높은 면적 점유율이 되는 것은, 이방성 도전 필름의 두께와 입자경의 비율에 따라 상이하기도 하지만, 절연성 수지에 제 2 피복 도전 입자가 혼련되면서, 높은 균일성을 갖기 때문이다. 이와 같이 높은 면적 점유율이라도 쇼트의 발생 리스크를 회피할 수 있는 것은, 본 발명의 특징 중 하나라고 할 수 있다. 또, 이방성 도전 페이스트로 하여 접속에 사용하는 경우, 일례로서, 상기 동일한 분산성이 얻어지는 것이 바람직하다. 이것은, 지지체 등의 평활면 상에 층상으로 함으로써 확인할 수 있다.

또, 이방성 도전 필름 중의 제 2 피복 도전 입자의 평면에서 봤을 때에 있어서의 면적 점유율의 하한은, 이방성 도전 필름의 두께와 입자경의 비율에 따라 상이하기도 하지만, 일례로서 0.2 ％ 보다 크면 최저한 도통 성능을 확보할 수 있고, 5 ％ 보다 큰 것이 실용상 바람직하고, 10 ％ 보다 큰 것이 보다 바람직하다. 또, 이방성 도전 페이스트를 사용한 경우에도, 일례로서, 상기 동일한 것이 바람직하다. 이것은, 지지체 등의 평활면 상에 층상으로 함으로써 확인할 수 있다.

이방성 도전 필름 중의 제 2 피복 도전 입자의 평면에서 봤을 때에 있어서의 면적 점유율은 광학 현미경이나 금속 현미경, SEM 등의 전자 현미경에 의한 관찰을 기초로 산출할 수 있다. 공지된 화상 해석 소프트웨어 (일례로서, WinROOF (미타니 상사 주식회사) 를 들 수 있다) 를 사용하여 계측해도 된다. 또 면적 점유율의 산출 면적은, 개수 밀도를 구하는 면적의 일례와 동일해도 되고, 보다 큰 면적 (예를 들어, 2 ㎜ × 2 ㎜ 나 5 ㎜ × 5 ㎜) 에서 구해도 된다. 또, 이방성 도전 페이스트로 하여 접속에 사용하는 경우, 일례로서, 상기 동일한 분산성이 얻어지는 것이 바람직하다. 이것은, 지지체 등의 평활면 상에 층상으로 함으로써 확인할 수 있다.

이방성 도전 필름의 형성 방법으로는, 예를 들어 이방성 도전 접착제를 도포법에 의해 성막하고 건조시키는 방법을 들 수 있다. 이방성 도전 필름의 두께는, 예를 들어 하한은 입자경과 동일해도 되고, 바람직하게는 입자경의 1.3 배 이상 혹은 10 ㎛ 이상으로 할 수 있다. 예를 들어 상한은 40 ㎛ 이하 혹은 입자경의 2 배 이하로 할 수 있다. 또, 이방성 도전 필름은, 박리 필름 상에 형성할 수 있다.

＜접속 구조체＞

본 실시형태에 관련된 접속 구조체는, 상기 서술한 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품이 접속되어 있다. 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 접속 구조체 (1) 는, 이방성 도전 필름 (2) 중의 도전 입자 (제 2 피복 도전 입자) (3) 를 개재하여, 복수의 단자 (4a) 로 이루어지는 제 1 단자열 (4) 을 구비하는 제 1 전자 부품 (5) 과, 제 1 단자열 (4) 에 대향하고 복수의 단자 (6a) 로 이루어지는 제 2 단자열 (6) 을 구비하는 제 2 전자 부품 (7) 이 접속되어 있다.

제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품은, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 제 1 전자 부품으로는, 예를 들어, 플렉시블 기판 (FPC : Flexible Printed Circuits), 투명 기판 등을 들 수 있다. 투명 기판은, 투명성이 높은 것이면 특별히 한정은 없으며, 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또, 제 2 전자 부품으로는, 예를 들어, 카메라 모듈, IC (Integrated Circuit) 모듈, IC 칩 등을 들 수 있다. 제 2 전자 부품은, 센서가 탑재된 기능성 모듈이어도 된다. 카메라 모듈에서는, 전기적 절연성, 열적 절연성이 우수한 관점에서 세라믹 기판이 사용되는 경우가 있다. 세라믹 기판이나 기능성 모듈은, 소형화 (예를 들어 1 ㎠ 이하) 에서의 치수 안정성이 우수하다는 등의 이점이 있다.

＜접속 구조체의 제조 방법＞

본 실시형태에 관련된 접속 구조체의 제조 방법은, 제 1 단자열 (4) 을 구비하는 제 1 전자 부품 (5) 과, 제 1 단자열 (4) 에 대향하는 제 2 단자열 (6) 을 구비하는 제 2 전자 부품 (7) 을, 상기 서술한 이방성 도전 필름을 개재하여 압착하는 것을 포함한다. 이로써, 제 1 단자열 (4) 과 제 2 단자열 (6) 을 도전 입자 (3) 를 개재하여 접속시킬 수 있다.

제 1 전자 부품 (5) 및 제 2 전자 부품 (7) 은, 상기 서술한 접속 구조체에 있어서의 제 1 전자 부품 (5) 및 제 2 전자 부품 (7) 과 동일하다. 또, 이방성 도전 접착제에 대해서도, 상기 서술한 이방성 도전 접착제와 동일하다.

실시예

이하, 본 기술의 제 1 실시예에 대해 설명한다.

[실험예 1]

[이방성 도전 접착제 (수지 조성물) 의 제조]

평균 입경 3 ㎛ 의 도전 입자 (대경 입자, Ni 도금 (두께 115 ㎚), 수지 코어, 비중 3.44 g/㎤) 를 1 g 과, 절연성 필러로서 평균 입경 10 ㎚ 의 실리카 필러 (소입자경 필러, 제품명 : YA010C, 비중 2.2 g/㎤) 를 0.5 g (도전 입자에 대하여 78.2 체적％) 을, 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리 렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 5 분간 교반하여, 도전 입자와 절연성 필러의 혼합물을 제조하였다.

절연성 필러의 개수 비율에 대해서는,「적당량」,「과잉」,「부족」중 어느 것으로 평가하였다. 구체적으로, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 개수 비율, 즉, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 1.56 체적％ 초과, 156 체적％ 미만의 범위에 있는 경우를「적당량」으로 평가하였다. 또, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 156 체적％ 이상인 경우를「과잉」으로 평가하였다. 또한, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 1.56 체적％ 이하인 경우를「부족」으로 평가하였다.

도전 입자와 절연성 필러의 혼합물과, 이하의 각 성분으로 이루어지는 절연성 바인더를 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리 렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 1 분간 교반하여 이방성 도전 접착제를 제조하였다.

절연성 바인더는, 에폭시 수지 (EP828 : 미츠비시 화학사 제조) ; 20 g 과, 페녹시 수지 (YP-50 : 신닛테츠 스미킨 화학사 제조) ; 30 g 과, 경화제 (노바큐어 3941HP, 아사히 화성사 제조) ; 50 g 을 톨루엔으로 희석시켜 조정하고, 혼합시킨 것을 사용하였다.

[이방성 도전 필름 (필름체) 의 제조]

이방성 도전 접착제를 PET 필름 상에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, 이방성 도전 접착제로 이루어지는 점착층을 PET 필름 상에 형성하였다. 이로써, 두께 12 ㎛ (대경 입자의 입경의 4 배) 의 이방성 도전 필름을 얻었다. 또한, 이방성 도전 필름 내의 도전 입자의 개수 밀도가 약 5000 개/㎟ 가 되도록 조정하였다.

[실험예 2]

절연성 필러의 배합량을 0.15 g (도전 입자에 대하여 23.5 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실험예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[실험예 3]

절연성 필러의 배합량을 0.05 g (도전 입자에 대하여 7.8 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실험예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[실험예 4]

절연성 필러를 배합하지 않고 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실험예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[실험예 5]

절연성 필러의 배합량을 1 g (도전 입자에 대하여 156 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실험예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[실험예 6]

절연성 필러의 배합량을 0.01 g (도전 입자에 대하여 1.56 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실험예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[절연성 필러의 유무]

이방성 도전 필름 중의 도전 입자의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여, 도전 입자의 표면에 절연성 필러가 부착되어 있는지의 여부를 확인하였다. 도전 입자의 표면에 절연성 필러가 부착되어 있는 경우를「유」로 평가하고, 부착되어 있지 않은 경우를「무」로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[도전 입자의 개수 밀도의 차]

이방성 도전 필름 전체 (1.0 ㎜ × 1.0 ㎜) 의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 이 이방성 도전 필름으로부터 임의로 10 개 지점 추출한 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜ 의 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차를 평가하였다. 평가 기준을 이하에 나타낸다. A 또는 B 가 바람직하다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 개수 밀도의 차는, 임의로 추출한 소정 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도의 최대값과 최소값의 차이다.

A : 개수 밀도차가 10 ％ 이하

B : 개수 밀도차가 10 ％ 보다 크고 15 ％ 이하

C : 개수 밀도차가 15 ％ 초과 (보다 크다)

[접속 구조체의 제조]

플렉시블 기판 (구리 배선 : 라인/스페이스 (L/S) ＝ 25 ㎛/25 ㎛, 단자 높이 : 8 ㎛, 폴리이미드 두께 : 25 ㎛) 과, ITO 베타 유리 (두께 : 0.7 ㎜) 를, 제조된 이방성 도전 필름을 사용하여, 가열 가압 부재에 의해 가열 가압 (180 ℃, 2 ㎫, 20 초) 하여, 접속 구조체를 얻었다.

[초기 저항값]

디지털 멀티미터 (요코가와 전기사 제조) 를 사용하여, 4 단자법으로 전류 1 ㎃ 를 흘렸을 때의 접속 구조체의 도통 저항값을 측정하였다. 접속 구조체의 도통 저항값이 2.0 Ω 미만인 평가를「OK」로 하고, 도통 저항값이 2.0 Ω 이상인 평가를「NG」로 하였다. 실험예 1 ∼ 3 에 있어서, 전부 OK 였다.

[접속 신뢰 시험 후의 저항값]

접속 구조체를 60 ℃, 상대 습도 95 ％ 의 분위기하에 1000 시간 방치 후, 이 접속 구조체의 도통 저항값을 초기 저항값과 동일한 방법으로 측정하였다. 평가 기준은, 5.0 Ω 미만인 평가를「OK」로 하고, 도통 저항값이 5.0 Ω 이상인 평가를「NG」로 하였다. 실험예 1 ∼ 3 에 있어서, 전부 OK 였다.

[도전 입자 포착수]

접속 구조체 샘플에 대해, 대향하는 단자로 포착된 도전 입자수에 대해 실험예 1 ∼ 3 에서는 충분한 수가 포착되어 있는 것을 확인하였다. 또, 실험예 1 ∼ 3 과 실험예 4 ∼ 6 에서 포착 상태를 비교하면, 실험예 1 ∼ 3 의 쪽이 각 범프에 있어서의 포착수는 균일한 경향을 나타냈다.

[쇼트]

초기 저항값의 평가에서 사용한 것과 동일한 접속 구조체를 제조하고, 인접하는 단자 간의 쇼트 발생 유무를 평가하였다. 쇼트 발생률이 50 ppm 이하일 때의 평가를「OK」로 하고, 쇼트 발생률이 50 ppm 을 초과하였을 때의 평가를「NG」로 하였다. 실험예 1 ∼ 3 에 있어서, 전부 OK 였다.

실험예 1 ∼ 3 에서는, 도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ％ 이상 5.0 ％ 이하인 절연성 필러의 양이 1.56 체적％ 초과 156 체적％ 미만으로 하여, 도전 입자와 절연성 필러를 교반함으로써, 이방성 도전 필름에 있어서의 도전 입자 (제 2 피복 도전 입자) 의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 실험예 1 ∼ 3 으로부터 7.8 ∼ 78.2 체적％ 로 하면 양호한 상태가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉, 도전 입자의 분산성이 양호한 것을 알 수 있었다.

실험예 1 ∼ 3 에 있어서, 필름 단면에 있어서의 도전 입자의 SEM 화상 관찰을 실시한 결과, 절연성 필러의 피복 상태를 확인할 수 있었다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 절연성 바인더 중의 제 2 피복 도전 입자에 있어서, 절연성 필러의 피복의 일부는 잔존하는 경우가 있다. 이 도전 입자 표면의 절연성 필러의 피복의 잔존은, 실험예 1 ∼ 3 에 관련된 제 2 피복 도전 입자의 전자 현미경 (SEM) 에 의한 관찰로부터 확인할 수 있었다.

또, 실험예 1 ∼ 3 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실험예 1 ∼ 3 에서는, 도전 입자 포착률이 양호하고, 초기 저항값, 신뢰성 시험 후의 저항값의 평가도 양호한 것을 알 수 있었다. 또한, 실험예 1, 2 에서는, 특히 도전 입자의 분산성이 보다 양호한 것을 알 수 있었다.

입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 5.0 ％ 인 절연성 필러를 배합하지 않았던 실험예 4 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 실험예 4 에서는, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 실험예 4 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 실험예 4 에서는, 실험예 1 ∼ 3 과 비교하면 초기 저항값, 신뢰성 시험 후의 저항값의 평가가 모두 양호하지 않은 것을 알 수 있었다.

도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.5 ％ 인 절연성 필러의 양을 156 체적％ 로 한 실험예 5 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 실험예 5 에서는, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.5 ％ 인 절연성 필러의 개수 비율이 과잉이었기 때문에, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 실험예 5 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 실험예 5 에서는, 실험예 1 ∼ 3 과 비교하면 초기 저항값, 신뢰성 시험 후의 저항값의 평가가 모두 양호하지 않은 것을 알 수 있었다.

도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.5 ％ 인 절연성 필러의 양을 1.56 체적％ 로 한 실험예 6 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 실험예 6 에서는, 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.5 ％ 의 입자경인 절연성 필러의 개수 비율이 부족하였기 때문에, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 실험예 6 에서는, 실험예 1 ∼ 3 과 비교하면 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다.

이하, 본 기술의 제 2 실시예에 대해 설명한다.

[실시예 1]

[이방성 도전 접착제의 제조]

평균 입경 20 ㎛ 의 도전 입자 (Au 도금 (외층, 두께 34 ㎚)/Ni 도금 (내층, 두께 200 ㎚), 수지 코어, 비중 1.4 g/㎤) 를 1 g 과, 절연성 필러로서 평균 입경 10 ㎚ 의 실리카 필러 (제품명 : YA010C, 비중 2.2 g/㎤) 를 0.5 g (도전 입자에 대하여 38.7 체적％) 을, 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리 렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 5 분간 교반하여, 도전 입자와 절연성 필러의 혼합물을 제조하였다.

절연성 필러의 개수 비율에 대해서는,「적당량」,「과잉」,「부족」중 어느 것으로 평가하였다. 구체적으로, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 개수 비율, 즉, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 의 범위에 있는 경우를「적당량」으로 평가하였다. 또, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 77 체적％ 를 초과하는 경우를「과잉」으로 평가하였다. 또한, 도전 입자에 대한 실리카 필러의 양이 0.78 체적％ 미만인 경우를「부족」으로 평가하였다.

도전 입자와 절연성 필러의 혼합물과, 이하의 각 성분으로 이루어지는 절연성 바인더를 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리 렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 1 분간 교반하여 이방성 도전 접착제를 제조하였다.

절연성 바인더는, 에폭시 수지 (EP828 : 미츠비시 화학사 제조) ; 20 g 과, 페녹시 수지 (YP-50 : 신닛테츠 스미킨 화학사 제조) ; 30 g 과, 경화제 (노바큐어 3941HP, 아사히 화성사 제조) ; 50 g 을 톨루엔으로 희석, 혼합시킨 것을 사용하였다.

[이방성 도전 필름의 제조]

이방성 도전 접착제를 PET 필름 상에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, 이방성 도전 접착제로 이루어지는 점착층을 PET 필름 상에 형성하였다. 이로써, 두께 25 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 얻었다. 또한, 이방성 도전 필름 내의 도전 입자의 개수 밀도가 약 300 개/㎟ 가 되도록 조정하였다.

[절연성 필러의 유무]

이방성 도전 필름 중의 도전 입자의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여, 도전 입자의 표면에 절연성 필러가 부착되어 있는지의 여부를 확인하였다. 도전 입자의 표면에 절연성 필러가 부착되어 있는 경우를「유」로 평가하고, 부착되어 있지 않은 경우를「무」로 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[도전 입자의 개수 밀도의 차]

이방성 도전 필름 전체 (1.0 ㎜ × 1.0 ㎜) 의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 이 이방성 도전 필름으로부터 임의로 10 개 지점 추출한 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜ 의 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차를 평가하였다. 평가 기준을 이하에 나타낸다. A 또는 B 가 바람직하다. 또한, 개수 밀도의 차는, 임의로 추출한 소정 영역에 있어서의 도전 입자의 개수 밀도의 최대값과 최소값의 차이다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

A : 개수 밀도차가 10 ％ 이하

B : 개수 밀도차가 10 ％ 보다 크고 15 ％ 이하

C : 개수 밀도차가 15 ％ 초과 (보다 크다)

[접속 구조체의 제조]

플렉시블 기판 (구리 배선 : 라인/스페이스 (L/S) ＝ 100 ㎛/100 ㎛, 단자 높이 : 12 ㎛, 폴리이미드 두께 : 25 ㎛) 과, 알루미나제 세라믹 기판 (금/텅스텐 배선 : 라인/스페이스 (L/S) ＝ 100 ㎛/100 ㎛, 배선 높이 : 10 ㎛, 기판 두께 : 0.4 ㎜) 을, 제조된 이방성 도전 필름을 사용하여, 가열 가압 부재에 의해 가열 가압 (180 ℃, 1 ㎫, 20 초) 하여, 접속 구조체를 얻었다.

[초기 저항값]

디지털 멀티미터 (요코가와 전기사 제조) 를 사용하여, 4 단자법으로 전류 1 ㎃ 를 흘렸을 때의 접속 구조체의 도통 저항값을 측정하였다. 접속 구조체의 도통 저항값이 1.0 Ω 미만인 평가를「OK」로 하고, 도통 저항값이 1.0 Ω 이상인 평가를「NG」로 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[접속 신뢰 시험 후의 저항값]

접속 구조체를 60 ℃, 상대 습도 95 ％ 의 분위기하에 1000 시간 방치 후, 이 접속 구조체의 도통 저항값을 초기 저항값과 동일한 방법으로 측정하였다. 평가 기준은, 초기 저항값과 동일하게 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[도전 입자 포착수]

접속 구조체 샘플에 대해, 대향하는 단자로 포착된 도전 입자수를 세고, 전체 단자수 150 개로 포착된 도전 입자수의 평균값을 구하고, 이 평균값을 이하의 기준으로 평가하였다. 평가 기준을 이하에 나타낸다. A 또는 B 가 바람직하다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

A : 5 개 이상

B : 3 ∼ 4 개

C : 3 개 미만

[쇼트]

초기 저항값의 평가에서 사용한 것과 동일한 접속 구조체를 제조하고, 인접하는 단자 간의 쇼트 발생 유무를 평가하였다. 쇼트 발생률이 50 ppm 이하일 때의 평가를「OK」로 하고, 쇼트 발생률이 50 ppm 을 초과하였을 때의 평가를「NG」로 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 2]

절연성 필러의 배합량을 0.15 g (도전 입자에 대하여 11.6 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[실시예 3]

절연성 필러의 배합량을 0.05 g (도전 입자에 대하여 3.9 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[비교예 1]

절연성 필러를 배합하지 않고 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[비교예 2]

절연성 필러의 배합량을 1.0 g (도전 입자에 대하여 77.3 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

[비교예 3]

절연성 필러의 배합량을 0.01 g (도전 입자에 대하여 0.77 체적％) 으로 변경하여 이방성 도전 접착제를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가를 실시하였다.

실시예에서는, 도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 로 하여, 도전 입자와 절연성 필러를 교반함으로써, 이방성 도전 필름에 있어서의 도전 입자 (제 2 피복 도전 입자) 의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예로부터 3.9 ∼ 38.7 체적％ 로 하면 양호한 상태가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉, 도전 입자의 분산성이 양호한 것을 알 수 있었다. 또, 실시예에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예에서는, 도전 입자 포착률이 양호하고, 초기 저항값, 신뢰성 시험 후의 저항값의 평가도 양호한 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1, 2 에서는, 도전 입자의 분산성이 보다 양호한 것을 알 수 있었다.

실시예에서는, 도전 입자와 절연성 필러를 교반함으로써, 도 2 에 나타내는 바와 같이 제 1 피복 도전 입자 (10) 가 얻어진다. 그리고, 제 1 피복 도전 입자 (10) 를 절연성 바인더 중에서 교반함으로써, 제 1 피복 도전 입자 (10) 에 있어서의 도전 입자로부터 실리카 필러가 괴리되어, 도 3 에 나타내는 바와 같이 제 2 피복 도전 입자 (11) 가 얻어진다. 또, 괴리된 실리카 필러가 제 2 피복 도전 입자 (11) 간에 개재된다. 이로써, 제 2 피복 도전 입자 (11) 의 응집이 억제되어, 절연성 바인더 중에 제 2 피복 도전 입자 (11) 를 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 절연성 바인더 중의 제 2 피복 도전 입자 (11) 에 있어서, 절연성 필러의 피복의 일부는 잔존하는 경우가 있다. 이 도전 입자 표면의 절연성 필러의 피복의 잔존은, 실시예 1 ∼ 3 에 관련된 제 2 피복 도전 입자 (11) 의 전자 현미경 (SEM) 에 의한 관찰로부터 확인할 수 있었다.

입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러를 배합하지 않았던 비교예 1 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 비교예 1 에서는, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 1 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 비교예 1 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 실리카 필러로 피복되어 있지 않은 도전 입자 (생 (生) 입자) (12) 를 사용함으로써, 도 5 에 나타내는 바와 같이 절연성 바인더 중에 있어서 복수의 도전 입자 (12) 가 연결, 응집되었다.

도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러의 양을 77.3 체적％ (77 체적％ 초과) 로 한 비교예 2 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 비교예 2 에서는, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러의 개수 비율이 과잉이었기 때문에, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 2 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 2 에서는, 초기 저항값, 신뢰성 시험 후의 저항값의 평가가 모두 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 비교예 2 에서는, 도전 입자와 실리카 필러를 혼합시킨 후, 예를 들어 도 6 에 나타내는 바와 같이 2 개의 도전 입자가 실리카 필러로 피복된 피복 도전 입자 (13) 가 일부 형성되어 있는 것을 알 수 있었다.

도전 입자에 대한, 입자경이 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러의 양을 0.77 체적％ (0.78 체적％ 미만) 로 한 비교예 3 에서는, 도전 입자의 개수 밀도의 차를 작게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 비교예 3 에서는, 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 의 입자경인 절연성 필러의 개수 비율이 부족하였기 때문에, 도전 입자의 분산성이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 3 에서는, 전자 부품의 전극 단자 간에 있어서의 쇼트를 억제할 수 없고, 도전 입자 포착률이 양호하지 않은 것을 알 수 있었다.

1 : 접속 구조체
2 : 이방성 도전 필름
3 : 도전 입자
4 : 제 1 단자열
5 : 제 1 전자 부품
6 : 제 2 단자열
7 : 제 2 전자 부품
10 : 제 1 피복 도전 입자
11 : 제 2 피복 도전 입자
12 : 도전 입자
13 : 피복 도전 입자
20 : 일부 피복 입자
21 : 대경 입자
22 : 피복부
23 : 노출부

Claims (23)

1. 소입자경 필러에 의해 대경 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 대경 입자와, 소입자경 필러와, 절연성 바인더를 함유하고,
   상기 피복 대경 입자는 분산되어 이루어지고,
   상기 대경 입자의 입자경이 2 ㎛ 이상이고,
   상기 소입자경 필러의 입자경이 상기 대경 입자의 입자경의 0.02 ％ 이상 5.0 ％ 이하이고,
   상기 대경 입자에 대한 상기 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만인, 수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 대경 입자가 도전 입자인, 수지 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 소입자경 필러가 실리카 필러인, 수지 조성물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 대경 입자의 입자경이 50 ㎛ 미만인, 수지 조성물.
5. 평균 입경이 2 ㎛ 이상인 대경 입자와, 입자경이 상기 대경 입자의 입자경의 0.02 ％ 이상 5.0 ％ 이하인 소입자경 필러를 교반함으로써, 상기 소입자경 필러에 의해 상기 대경 입자가 피복된 제 1 피복 입자를 얻는 공정 (A) 와,
   상기 제 1 피복 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 상기 소입자경 필러에 의해 상기 대경 입자의 표면의 일부가 피복된 제 2 피복 입자가, 상기 절연성 바인더 중에 분산된 수지 조성물을 얻는 공정 (B) 를 갖고,
   상기 공정 (A) 에서는, 상기 대경 입자에 대한 상기 소입자경 필러의 양이 156 체적％ 미만이 되도록 상기 대경 입자와 상기 소입자경 필러를 배합하는, 수지 조성물의 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지는 접착제.
7. 제 6 항에 기재된 접착제로 이루어지는 접착 필름.
8. 제 7 항에 있어서,
   당해 접착 필름 전체의 상기 대경 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 당해 접착 필름으로부터 임의로 추출한 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜ 의 영역에 있어서의 상기 대경 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차가 15 ％ 이하인, 접착 필름.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지고, 상기 대경 입자가 도전 입자인 이방성 도전 접착제.
10. 제 9 항에 기재된 이방성 도전 접착제로 이루어지는 이방성 도전 필름.
11. 제 6 항에 기재된 접착제, 또는 제 7 항에 기재된 접착 필름을 개재하여, 제 1 부재와 제 2 부재가 접속된 구조체.
12. 제 9 항에 기재된 이방성 도전 접착제, 또는 제 10 항에 기재된 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품이 이방성 접속된 접속 구조체.
13. 제 6 항에 기재된 접착제, 또는 제 7 항에 기재된 접착 필름을 개재하여, 제 1 부재와 제 2 부재를 접속시키는 구조체의 제조 방법.
14. 제 9 항에 기재된 이방성 도전 접착제, 또는 제 10 항에 기재된 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품을 이방성 접속시키는 접속 구조체의 제조 방법.
15. 절연성 필러에 의해 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 피복 도전 입자와, 절연성 필러와, 절연성 바인더를 함유하고,
    상기 절연성 바인더 중에 상기 피복 도전 입자가 분산되어 있고,
    상기 도전 입자의 입자경이 7 ㎛ 이상이고,
    상기 절연성 필러의 입자경이 상기 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 이고,
    상기 도전 입자에 대한 상기 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 인, 이방성 도전 접착제.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 필러가 실리카 필러인, 이방성 도전 접착제.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 도전 입자의 입자경이 50 ㎛ 이하인, 이방성 도전 접착제.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 접착제로 이루어지는 이방성 도전 필름.
19. 제 18 항에 있어서,
    당해 이방성 도전 필름 전체의 상기 피복 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 와, 당해 이방성 도전 필름으로부터 임의로 추출한 0.2 ㎜ × 0.2 ㎜ 의 영역에 있어서의 상기 피복 도전 입자의 개수 밀도 (개/㎟) 의 차가 15 ％ 이하인, 이방성 도전 필름.
20. 평균 입경이 7 ㎛ 이상인 도전 입자와, 입자경이 상기 도전 입자의 입자경의 0.02 ∼ 0.143 ％ 인 절연성 필러를 교반함으로써, 상기 절연성 필러에 의해 상기 도전 입자가 피복된 제 1 피복 도전 입자를 얻는 공정 (A) 와,
    상기 제 1 피복 도전 입자와 절연성 바인더를 교반함으로써, 상기 절연성 필러에 의해 상기 도전 입자의 표면의 일부가 피복된 제 2 피복 도전 입자가, 상기 절연성 바인더 중에 분산된 이방성 도전 접착제를 얻는 공정 (B) 를 갖고,
    상기 공정 (A) 에서는, 상기 도전 입자에 대한 상기 절연성 필러의 양이 0.78 ∼ 77 체적％ 가 되도록 상기 도전 입자와 상기 절연성 필러를 배합하는, 이방성 도전 접착제의 제조 방법.
21. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 접착제, 또는 제 18 항에 기재된 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품이 이방성 접속된 접속 구조체.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 부품 또는 상기 제 2 전자 부품이 세라믹 기판인, 접속 구조체.
23. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 접착제, 또는 제 18 항에 기재된 이방성 도전 필름을 개재하여, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품을 이방성 접속시키는 접속 구조체의 제조 방법.

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