WO2015146434A1 - 導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体 - Google Patents

導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体 Download PDF

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WO2015146434A1
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達朗 深谷
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デクセリアルズ株式会社
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    • H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives

Definitions

  • the present invention relates to conductive particles used for a conductive adhesive that electrically and mechanically connects two conductors, a conductive adhesive using the conductive particle, and an electronic component added via the conductive adhesive.
  • the present invention relates to a connection body manufacturing method in which the electronic component is connected to a circuit board by pressing, a connection method of the electronic component, and a connection body manufactured thereby.
  • a touch panel is used that includes an input device that senses information on a screen position by applying pressure to the display device and outputs the information as an information signal.
  • an anisotropic conductive film ACF is used to make an electronic component such as an IC chip or a flexible substrate and a transparent electrode from the viewpoint of fine pitch, light weight, and thinning.
  • a method of connecting the glass substrate on which is formed is employed.
  • An anisotropic conductive film is a film in which conductive particles are mixed into a binder resin (adhesive), and heat conduction is performed between two conductors so that electrical conduction between the conductors can be achieved with conductive particles. And the mechanical connection between the conductors is maintained by the binder resin.
  • a highly reliable thermosetting binder resin is usually used, but a photocurable binder resin or a photothermal binder resin may be used.
  • the anisotropic conductive film is temporarily pasted onto the electrode of the glass substrate by heating and pressing at a low temperature and low pressure by means of a temporary pressure bonding means. Subsequently, an IC chip is mounted on a glass substrate through an anisotropic conductive film to form a temporary connection body. After the temporary connection body is placed on the stage of the connection device, the IC chip is heated and pressed together with the anisotropic conductive film to the glass substrate side by thermocompression bonding means such as a thermocompression bonding head. By heating with this thermocompression bonding head, the binder resin of the anisotropic conductive film undergoes a thermosetting reaction, thereby forming a connection body in which the IC chip is connected to the glass substrate.
  • the circuit electrode can be connected by breaking through it.
  • the metal fine powder generally has a wide particle size distribution, and there is a possibility that a short circuit occurs between the fine pitched electrodes.
  • the circuit board and the IC chip connected via the binder resin or the binder resin are expanded or contracted, and the distance between the electrodes varies, so that the metal fine powder However, it may not be able to follow sufficiently and the connection resistance may increase.
  • the particle size distribution is narrow and it is possible to cope with fine pitch, and it is also sufficient for fluctuations in the distance between electrodes due to temperature fluctuations. Can follow.
  • the plastic fine particles generally have a lower hardness than the metal fine powder, and when the oxide film is formed on the surface of the circuit electrode, the plastic fine particles cannot be sufficiently penetrated, and the resistance value of the connection portion becomes high.
  • output signals corresponding to each pixel increase and output bumps tend to increase as the number of pixels increases. If it is attempted to apply a pressing force that breaks the oxide film formed on the surface of the circuit electrode by the fine particles, a pressing force exceeding the upper limit of pressure of the conventional thermocompression bonding device is required.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and even if the electrode to be connected is made of a metal material on which an oxide film is easily formed, the resistance value of the connection structure is sufficiently low.
  • Conductive particles, a conductive adhesive, a method of manufacturing a connection body, and a method of connecting an electronic component aims at providing a connection object.
  • the conductive particles according to the present invention include core particles, a second metal layer covering the core particles, fine particles disposed on the second metal layer, and the first particles. 2 metal layers and a first metal layer covering both of the fine particles.
  • the conductive adhesive according to the present invention is a conductive adhesive in which conductive particles are contained in a binder resin, wherein the conductive particles include core particles and a second metal layer that covers the core particles. The fine particles disposed on the second metal layer, and the first metal layer covering both the second metal layer and the fine particles are provided.
  • the method for manufacturing a connection body includes mounting an electronic component on a circuit board via a conductive adhesive having a binder resin containing conductive particles, and thermocompression bonding from above the electronic component. Heating and pressing with a tool, and having the step of curing the binder resin in a state where the conductive particles are sandwiched between the electrodes of the circuit board and the electronic component, the conductive particles include core particles, A second metal layer covering the core particles; fine particles disposed on the second metal layer; and a first metal layer covering both the second metal layer and the fine particles. .
  • the electronic component connecting method includes mounting an electronic component on a circuit board via a conductive adhesive having a binder resin containing conductive particles, and thermocompression bonding from above the electronic component. Heating and pressing with a tool, and having the step of curing the binder resin in a state where the conductive particles are sandwiched between the electrodes of the circuit board and the electronic component, the conductive particles include core particles, A second metal layer covering the core particles; fine particles disposed on the second metal layer; and a first metal layer covering both the second metal layer and the fine particles. .
  • connection body according to the present invention is manufactured by the method described above.
  • the conductive particles have a configuration in which the second metal layer is provided on the core particle, the fine particles are adsorbed, and further covered with the first metal layer. It is possible to ensure good electrical conductivity by breaking through the oxide film formed on the surface. At this time, since the second metal layer is provided on the core particle, and the fine particles are provided on the second metal layer, each layer has appropriate flexibility, prevents the occurrence of cracks, and is good Continuity can be maintained. Therefore, according to the present invention, the above-mentioned problems can be solved, and good conductivity can be secured even in the initial stage of connection and after the endurance test. On the other hand, conductive particles and conductive materials having excellent insulation and corrosion resistance are also provided. An adhesive, a method for manufacturing a connector, a method for connecting an electronic component, and a connector can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an anisotropic conductive film to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing conductive particles to which the present invention is applied.
  • Anisotropic conductive film The conductive particles to which the present invention is applied are suitably used for conductive adhesives that electrically and mechanically connect two conductors, such as when the electrodes of an electronic component and a circuit board are electrically connected to each other. It is done.
  • an anisotropic conductive film ACF will be described as an example of the conductive adhesive containing conductive particles to which the present invention is applied.
  • the anisotropic conductive film 1 is generally formed by forming a binder resin layer (adhesive layer) 3 containing conductive particles 4 on a release film 2 serving as a base material.
  • the anisotropic conductive film 1 is a thermosetting adhesive or a photo-curing adhesive such as ultraviolet rays.
  • the anisotropic conductive film 1 is attached to a substrate electrode formed on a circuit board and mounted with an IC chip. In a state in which the conductive particles 4 are crushed between the substrate electrodes facing each other and the bumps of the IC chip and are crushed by heating or ultraviolet irradiation. Harden. Thereby, the anisotropic conductive film 1 can connect and make a circuit board and an IC chip connect.
  • conductive particles 4 are dispersed in a normal binder resin layer 3 containing a film-forming resin, a curable resin, a latent curing agent, a silane coupling agent, and the like.
  • the release film 2 that supports the binder resin layer 3 is made of, for example, a release agent such as PET (Poly Ethylene Terephthalate), OPP (Oriented Polypropylene), PMP (Poly-4-methylpentene-1), PTFE (Polytetrafluoroethylene), or the like. It coats and prevents the anisotropic conductive film 1 from drying, and maintains the shape of the anisotropic conductive film 1.
  • a release agent such as PET (Poly Ethylene Terephthalate), OPP (Oriented Polypropylene), PMP (Poly-4-methylpentene-1), PTFE (Polytetrafluoroethylene), or the like. It coats and prevents the anisotropic conductive film 1 from drying, and maintains the shape of the anisotropic conductive film 1.
  • the film-forming resin contained in the binder resin layer 3 is preferably a resin having an average molecular weight of about 10,000 to 80,000.
  • the film forming resin include various resins such as an epoxy resin, a modified epoxy resin, a urethane resin, and a phenoxy resin. Among these, phenoxy resin is particularly preferable from the viewpoint of film formation state, connection reliability, and the like.
  • the curable resin is not particularly limited, and examples thereof include commercially available epoxy resins and acrylic resins.
  • the epoxy resin is not particularly limited.
  • naphthalene type epoxy resin biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin.
  • an acrylic compound, liquid acrylate, etc. can be selected suitably.
  • what made acrylate the methacrylate can also be selected from methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropy
  • the latent curing agent is not particularly limited, and examples thereof include various curing agents such as a heat curing type and a UV curing type.
  • the latent curing agent does not normally react, but is activated by various triggers selected according to applications such as heat, light, and pressure, and starts the reaction.
  • the activation method of the thermal activation type latent curing agent includes a method of generating active species (cation, anion, radical) by a dissociation reaction by heating, etc., and it is stably dispersed in the epoxy resin near room temperature, and epoxy at high temperature
  • active species cation, anion, radical
  • Thermally active latent curing agents include imidazole, hydrazide, boron trifluoride-amine complexes, sulfonium salts, amine imides, polyamine salts, dicyandiamide, etc., and modified products thereof. The above mixture may be sufficient. Among these, a microcapsule type imidazole-based latent curing agent is preferable.
  • connection methods using anisotropic conductive films low temperature pressure bonding is required from the viewpoints of reducing damage to members, preventing warpage during high temperature pressure bonding, and improving production efficiency.
  • an epoxy resin as a resin
  • an acid generator may be used as a curing agent.
  • the conductive particles 4 to which the present invention is applied by using the acid-resistant fine particles 13, it is possible to provide the anisotropic conductive film 1 having excellent corrosion resistance and conduction reliability. it can.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy type, an amino type, a mercapto sulfide type, and a ureido type. By adding the silane coupling agent, the adhesion at the interface between the organic material and the inorganic material is improved.
  • the adhesive composition constituting the binder resin layer 3 is not limited to the case where it contains a film-forming resin, a curable resin, a latent curing agent, a silane coupling agent, etc. You may make it comprise any material used as an adhesive composition.
  • the conductive particles 4 include a core particle 10, a second metal layer 12 covering the core particle 10, fine particles 13 disposed on the second metal layer 12, and a second metal. And a first metal layer 11 that covers both the layer 12 and the fine particles.
  • the core particle 10 can use a well-known thing used as a core particle of electroconductive particles, such as a metal powder and a resin particle.
  • the resin core particle which can track the fluctuation
  • the resin core particles include particles of epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, acrylonitrile / styrene (AS) resin, benzoguanamine resin, divinylbenzene resin, styrene resin, and the like.
  • the second metal layer 12 covering the core particle 10 prevents the occurrence of cracks even when the conductive particle 4 is pressed and deformed, and maintains the conductivity of the conductive particle 4, so that it has ductile toughness. It is preferable to form with the metal which has.
  • the second metal layer 12 has acid resistance even when the first metal layer 11 constituting the outer layer is cracked and exposed to a binder resin, a solvent, or the like.
  • a metal that can prevent a decrease in the conductive performance is preferably used. From this, as a metal which comprises the 2nd metal layer 12, copper and the alloy which has copper as a main component are used suitably, for example.
  • the second metal layer 12 can be formed on the surface of the core particle 10 by a known film formation method such as electroless plating, electrolytic plating, or sputtering.
  • the film thickness of the second metal layer 12 is preferably 2 nm to 120 nm. If the second metal layer 12 is too thin than 2 nm, cracks may be generated when the conductive particles 4 are pressed or due to expansion / contraction of the core particles 10 and the conduction reliability may be reduced.
  • the second metal layer 12 is thicker than 120 nm, the film thickness ratio of the second metal layer 12 having relatively high toughness is increased in the film configuration of the conductive particles 4 having a predetermined particle size. Since the hardness of the entire conductive particle 4 is lowered, the hardness sufficient to penetrate the oxide film by breaking through the oxide film cannot be obtained, and the initial continuity and conduction reliability may be lowered.
  • the fine particles 13 are provided on the second metal layer 12 and are covered with the first metal layer 11 to form protrusions 14 on the surface of the conductive particles 4.
  • the conductive particles 4 can ensure conductivity by the protrusions 14 biting into the electrodes of the circuit board or electronic component and breaking through the oxide film. For this reason, the fine particles 13 are required to have a hardness equal to or higher than that of the electrode material, and to have a hardness that penetrates the oxide film and bites into the electrode surface during pressure bonding.
  • hardness refers to Vickers hardness defined in JIS Z 2244.
  • the fine particles 13 have acid resistance even when cracks or the like occur in the first metal layer 11 and are exposed to a binder resin, a solvent, or the like, and can prevent deterioration of the conductive performance of the conductive particles 4 due to corrosion.
  • Metal is preferably used.
  • low temperature pressure bonding is required in connection methods using anisotropic conductive films from the viewpoints of reducing damage to members, preventing warpage during high temperature pressure bonding, and improving production efficiency.
  • a method for realizing a low temperature a method using a radical polymerization system or a cationic polymerization system as a curing system is usually used.
  • radical polymerization systems generally have low adhesion to glass and are difficult to use for COG and FOG applications.
  • an acid generator is usually used as a curing agent.
  • a large amount of the acid generator is added.
  • corrosion of the conductive particles occurs due to a change with time, and the conductivity is impaired.
  • the corrosion of the conductive particles can be reduced to some extent by applying gold plating to the outermost layer of the conductive particles, there is a problem that the cost is significantly increased.
  • a metal that has acid resistance and can prevent deterioration of the conductive performance of the conductive particles 4 due to corrosion is preferably used.
  • metal fine particles such as nickel, metal oxides, diamond particles and the like can be used.
  • the metal oxide include oxides of aluminum, silicon, titanium, zirconium, niobium, zinc, tin, cerium, and magnesium. Of these, aluminum oxide, titanium oxide, and silicon oxide, which have high hardness and acid resistance and are available at low cost, are preferably used.
  • the fine particles 13 are preferably spherical particles having a relatively uniform shape. This is because in the case of fine particles such as scales, the height and shape of the protrusions 14 formed on the surface of the conductive particles 4 vary, the pressing force to the electrodes becomes uneven, and the conduction performance becomes unstable.
  • the particle diameter of the fine particles 13 is preferably 50 nm to 500 nm. If the particle diameter of the fine particles 13 is smaller than 50 nm, the height of the protrusions 14 does not appear when covered with the first metal layer 11, and when the anisotropic conductive film 1 is used, it bites into the electrodes and breaks through the oxide film. Therefore, the initial continuity and conduction reliability may be reduced. Further, if the particle diameter of the fine particles 13 is larger than 500 nm, the height of the protrusions 14 becomes too high, and the particle diameter of the conductive particles 4 becomes large. When the anisotropic conductive adhesive film 1 is used, they are adjacent to each other. Since the particles easily come into contact with each other, there is a risk of causing a short circuit between the fine pitched electrodes.
  • the fine particles 13 are provided by chemical adsorption on the second metal layer 12 and fixed by being covered with the second metal layer 12 by the first metal layer 11.
  • the first metal layer 11 is coated with the second metal layer 12 and the fine particles 13 to form protrusions 14. Further, the first metal layer 11 has a high hardness, and when pressed between the circuit board and the electronic component, the protrusion 14 bites into the electrode, and is conducted through the oxide film. Therefore, the first metal layer 11 is formed of a metal having electrical conductivity and high hardness. For example, nickel, palladium, or an alloy thereof is preferably used.
  • the first metal layer 11 can be formed on the surface of the second metal layer 12 on which the fine particles 13 are adsorbed by a known film formation method such as electroless plating, electrolytic plating, sputtering, or the like.
  • the film thickness of the first metal layer 11 is preferably 5 nm to 500 nm. If the first metal layer 11 is too thin than 5 nm, the hardness of the entire conductive particle 4 is reduced, so that cracks are generated when the conductive particle 4 is pressed or due to expansion / contraction of the core particle 10, and initial conductivity or There is a possibility that conduction reliability may be lowered.
  • the particle diameter of the conductive particles 4 increases, and when the anisotropic conductive film 1 is used, contact and aggregation between the conductive particles 4 are likely to occur. There is a risk of causing a short circuit between the fine pitched electrodes.
  • the first metal layer 11 is preferably formed of a metal having higher hardness than the second metal layer 12.
  • a metal with high hardness for the first metal layer 11 a high contact pressure to the electrode can be applied at the time of pressure bonding, and the oxide film can be surely pierced into the electrode to ensure conductivity.
  • the second metal layer 12 has a lower hardness and toughness than the first metal layer 11, thereby absorbing pressure applied to the first metal layer 11 and the fine particles 13, and having conductivity due to generation of cracks. A decrease can be prevented. That is, in the conductive particle 4, the second metal layer 12 is provided on the core particle 10, and the fine particles 13 and the first metal layer are provided on the second metal layer 12. Therefore, it is possible to construct a structure that is resistant to cracking, prevents the occurrence of cracks, maintains good electrical conductivity, and is resistant to cracking.
  • the anisotropic conductive film 1 may be produced by any method, but can be produced, for example, by the following method.
  • An adhesive composition containing a film-forming resin, a curable resin, a latent curing agent, a silane coupling agent, conductive particles 4 and the like is prepared.
  • the anisotropic conductive film 1 which concerns on this invention has the binder resin layer 3 containing the electroconductive particle 4, and the insulating adhesive layer which consists of an insulating adhesive composition which does not contain electroconductive particle. It is good also as an anisotropic conductive film of the 2 layer structure laminated
  • the insulating adhesive composition constituting the insulating adhesive layer comprises a normal binder component containing a film-forming resin, a curable resin, a latent curing agent, a silane coupling agent, etc., and the binder resin layer described above 3 can be made of the same material as the adhesive composition of No. 3.
  • the anisotropic conductive film 1 having a two-layer structure is formed by applying an adhesive composition constituting an insulating adhesive layer to a release film and drying the binder resin layer 3 supported by the release film 2 described above. It can be formed by bonding.
  • the shape of the anisotropic conductive film 1 is not particularly limited.
  • the shape of the anisotropic conductive film 1 is a long tape shape that can be wound around the take-up reel 6, thereby cutting a predetermined length. Can be used.
  • molded the thermosetting resin composition containing the electroconductive particle 4 in the film form as the anisotropic conductive film 1 the adhesion
  • the electrically conductive adhesive paste which consists of the binder resin 3 containing the electroconductive particle 4 may be sufficient.
  • connection process using the anisotropic conductive film 1 will be described taking the connection process of connecting the IC chip to the transparent substrate as an example.
  • the connecting step first, the anisotropic conductive film 1 is temporarily attached on the COG mounting portion where the electrode terminal of the transparent substrate is formed, and then the anisotropic conductive film 1 is interposed on the COG mounting portion of the transparent substrate. IC chip is mounted.
  • thermocompression bonding head heated to a predetermined temperature for curing the binder resin layer 3 is hot-pressed from above the IC chip at a predetermined pressure and time.
  • the binder resin layer 3 of the anisotropic conductive film 1 exhibits fluidity and flows out from between the IC chip and the COG mounting portion of the transparent substrate, and the conductive particles 4 in the binder resin layer 3
  • the binder resin heated by the thermocompression bonding head is cured.
  • the conductive particles 4 are formed by the core particles 10 being covered with the second metal layer 12 having excellent toughness and the fine particles 13 being covered with the first metal layer 11 having high hardness. 14, even when an oxide film is formed on the electrode terminal of the transparent substrate or the bump of the IC chip, the oxide film pierces the electrode terminal by the protrusion 14. As a result, the electrode terminals and the bumps have good electrical conductivity by sandwiching the conductive particles 4, and the binder resin heated by the thermocompression bonding head is cured in this state.
  • the anisotropic conductive film 1 can prevent conduction failure due to corrosion of the fine particles 13 even when a low temperature curable binder resin containing a large amount of an acid generator is provided by using the fine particles 13 having acid resistance.
  • Good electrical conductivity can be maintained by changes in temperature and humidity environment after the connection body is formed.
  • the anisotropic conductive film 1 is provided with toughness in the second metal layer 12 of the conductive particles 4 so that the binder resin or the binder resin can be used in accordance with a change in temperature or humidity environment at the time of crimping or after the connection body is formed. Even when expansion or contraction occurs in the circuit board and the IC chip connected via the semiconductor device, the pressure applied to the first metal layer 11 and the fine particles 13 is absorbed, and deterioration of conductivity due to generation of cracks is prevented. Can do.
  • the conductive particles 4 not between the electrode terminals and the bumps are dispersed in the binder resin in the space between the adjacent bumps, and maintain an electrically insulated state.
  • a connection body is formed which is electrically connected only between the bumps of the IC chip and the electrode terminals of the transparent substrate.
  • the binder resin can be rapidly cured even with a short heating time.
  • the anisotropic conductive film 1 is not limited to the thermosetting type, and may be a photo-curing type or a photo-heat combined type adhesive as long as pressure connection is performed.
  • the composition of the conductive particles, the blending of the binder resin, and the pressure bonding conditions of the anisotropic conductive film were changed to create a connected body sample in which the evaluation IC was connected to the glass substrate for evaluation.
  • the conduction resistance value after the reliability test, the insulation between adjacent electrodes, and the corrosivity were measured and evaluated.
  • the anisotropic conductive film according to Formulation 1 is 60 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: YP50, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 40 parts by mass of an epoxy resin (trade name: EP828, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), a silane cup Ring agent (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1 part by mass, thermal cationic curing agent (trade name: SI-60L, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 10 parts by mass, conductive particles (3 ⁇ m ⁇ )
  • a binder resin composition obtained by adding 30 parts by mass to a solvent was prepared, and this binder resin composition was applied on a release film (PET), and then the solvent was volatilized.
  • the anisotropic conductive film according to Formulation 2 is 60 parts by mass of phenoxy resin (trade name: YP50, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 40 parts by mass of epoxy resin (trade name: EP828, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), silane cup Ring agent (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1 part by mass, thermal cationic curing agent (trade name: SI-60L, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 3 parts by mass, conductive particles (3 ⁇ m ⁇ )
  • phenoxy resin trade name: YP50, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • EP828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
  • silane cup Ring agent trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • thermal cationic curing agent trade name: SI-60L, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
  • the conductive particles contained in the anisotropic conductive film according to Formulation 1 and Formulation 2 are obtained by electroless plating the second metal layer according to the following example on the surface of polystyrene particles (core particles) having an average particle size of 3 ⁇ m. After the fine particles according to the following examples were chemically adsorbed, the first metal layer according to the following examples was formed by electroless plating.
  • an IC substrate having a width of 1.8 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 0.5 mm was provided, and a plurality of gold-plated bumps were formed in a straight array along one side edge.
  • An evaluation IC was prepared. Each bump is 30 ⁇ m ⁇ 85 ⁇ m and 15 ⁇ m thick.
  • ITO As an evaluation glass substrate to which an evaluation IC for measuring conduction resistance is connected, ITO having a thickness of 0.7 mm and an electrode pattern having the same size and pitch as the bumps of the evaluation IC for measuring conduction resistance Pattern glass was used.
  • the pressure bonding conditions are pressure bonding condition 1 (170 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) 50 ⁇ m) and pressure bonding condition 2 (200 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) depending on the composition of the anisotropic conductive film. ) 50 ⁇ m) was used properly.
  • the conduction resistance after the initial connection and reliability test when a current of 1 mA was passed was measured.
  • the conditions of the reliability test are 85 ° C., 85% RH, and 500 hr.
  • the evaluation of continuity is less than 2 ⁇ ⁇ (best), 2 ⁇ or more and less than 3 ⁇ ⁇ (good), 3 ⁇ or more and less than 5 ⁇ ⁇ (normal), 5 ⁇ or more ⁇ (defect) ).
  • an IC substrate having a width of 1.5 mm, a length of 130 mm, and a thickness of 0.5 mm is provided, and a plurality of gold-plated bumps are formed in a straight array along one side edge.
  • a prepared evaluation IC was prepared. Each bump is 15 ⁇ m thick, and the space between the bumps is 10 ⁇ m.
  • a comb-like electrode pattern having a thickness of 0.5 mm and the same size and pitch as the bumps of the evaluation IC for evaluating the insulation is provided.
  • the formed ITO pattern glass was used.
  • the pressure bonding conditions are pressure bonding condition 1 (170 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) 50 ⁇ m) and pressure bonding condition 2 (200 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) depending on the composition of the anisotropic conductive film. ) 50 ⁇ m) was used properly.
  • the presence / absence of a short circuit between adjacent bumps was measured by the two-terminal method for each connected body sample.
  • 8 electrode patterns composed of 10 sets of bumps were formed, and the number of electrode patterns in which one or more sets of 10 shorts occurred was counted.
  • a short-circuit occurs when the resistance is 108 ⁇ or less, ⁇ (best) when the number of electrode patterns in which the short circuit occurs is 0, and ⁇ (normal) when the number of electrode patterns with a short circuit is 2 or less.
  • the case where the generated electrode patterns were 3 or more was defined as x (defect).
  • an IC substrate having a width of 1.8 mm ⁇ a length of 20 mm and a thickness of 0.5 mm is provided, and a plurality of gold-plated bumps are formed in a straight array along one side edge.
  • a prepared evaluation IC was prepared. Each bump is 30 ⁇ m ⁇ 85 ⁇ m and 15 ⁇ m thick.
  • an Al electrode pattern having a thickness of 0.7 mm and the same size and pitch as the bumps of the evaluation IC for evaluating the corrosivity was formed.
  • a glass substrate was used.
  • the pressure bonding conditions are pressure bonding condition 1 (170 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) 50 ⁇ m) and pressure bonding condition 2 (200 ° C., 60 MPa, 5 sec / Teflon (registered trademark) depending on the composition of the anisotropic conductive film. ) 50 ⁇ m) was used properly.
  • the conduction resistance after the reliability test when a current of 1 mA was passed was measured for each connected body sample created.
  • the condition of the reliability test is a pressure cooker test at 121 ° C. and 1 atm 72 hours. In the evaluation, a case where a current flows (no continuity failure) was marked as ⁇ , and a case where a current did not flow (conduction continuity occurred) was marked as x.
  • Example 1 In Example 1, a Cu layer having a thickness of 15 nm was formed as the second metal layer on the core particles, and the aluminum oxide particles were adsorbed. Next, a conductive layer on which protrusions with a height of 150 nm were formed was obtained by forming a Ni layer with a thickness of 100 nm as the first metal layer. An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 1 the initial conductivity in the evaluation of conductivity was ⁇ , and it was ⁇ after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 2 The conductive particles according to Example 2 are the same as Example 1 except that a Pd layer having a thickness of 100 nm is formed as the first metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 2 in the evaluation of conductivity, the initial conductivity was “ ⁇ ”, and it was “ ⁇ ” after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 3 The conductive particles according to Example 3 are the same as Example 1 except that a Cu layer having a thickness of 2 nm is formed as the second metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • Example 4 The conductive particles according to Example 4 are the same as Example 1 except that a Cu layer having a thickness of 5 nm is formed as the second metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 4 the initial continuity was ⁇ in the continuity evaluation, and ⁇ after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 5 The conductive particles according to Example 5 are the same as Example 1 except that a Cu layer having a thickness of 100 nm is formed as the second metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 5 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 6 The conductive particles according to Example 6 are the same as Example 1 except that a Cu layer having a thickness of 120 nm is formed as the second metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 6 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and the reliability test was ⁇ . In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 7 The conductive particles according to Example 7 are the same as Example 1 except that a Ni layer having a thickness of 5 nm is formed as the first metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 7 the initial conductivity was ⁇ in the evaluation of conductivity, and ⁇ after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 8 The conductive particles according to Example 8 are the same as Example 1 except that a Ni layer having a thickness of 50 nm is formed as the first metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 8 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 9 The conductive particles according to Example 9 are the same as Example 1 except that a Ni layer having a thickness of 150 nm is formed as the first metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 9 the initial conductivity was ⁇ in the conductivity evaluation, and it was ⁇ after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 10 The conductive particles according to Example 10 are the same as Example 1 except that a Ni layer having a thickness of 500 nm is formed as the first metal layer.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 10 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, the evaluation of insulating property was ⁇ , and the evaluation of corrosiveness was ⁇ .
  • Example 11 The conductive particles according to Example 11 are the same as Example 1 except that silicon dioxide particles are used as fine particles.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 11 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ , and it was ⁇ after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 12 The conductive particles according to Example 12 are the same as Example 1 except that titanium oxide particles are used as the fine particles.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 12 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 13 The conductive particles according to Example 13 are the same as Example 1 except that aluminum oxide particles are used as fine particles and protrusions with a height of 50 nm are formed.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • the initial conductivity was ⁇ in the conductivity evaluation, and ⁇ after the reliability test.
  • both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 14 The conductive particles according to Example 14 are the same as Example 1 except that aluminum oxide particles are used as the fine particles and protrusions having a height of 100 nm are formed.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 14 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 15 The conductive particles according to Example 15 are the same as Example 1 except that aluminum oxide particles are used as the fine particles and protrusions having a height of 200 nm are formed.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 15 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Example 16 The conductive particles according to Example 16 are the same as Example 1 except that aluminum oxide particles are used as fine particles and protrusions having a height of 500 nm are formed.
  • An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection body sample according to Example 16 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and even after the reliability test. Further, the evaluation of insulating property was ⁇ , and the evaluation of corrosiveness was ⁇ .
  • Example 17 In Example 17, a Cu layer was formed as a second metal layer with a thickness of 16 nm on the core particles, and nickel particles were adsorbed. Next, a conductive layer on which protrusions with a height of 150 nm were formed was obtained by forming a Ni layer with a thickness of 100 nm as the first metal layer. An anisotropic conductive film according to Formulation 2 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 2.
  • connection body sample according to Example 17 in the evaluation of continuity, the initial continuity was ⁇ and the reliability test was ⁇ . In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, after the aluminum oxide particles were adsorbed on the core particles, a Ni layer having a thickness of 115 nm was formed as the first metal layer, thereby obtaining conductive particles having protrusions with a height of 150 nm. An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • connection sample according to Example 1 the initial continuity in the evaluation of continuity was ⁇ , but it was x after the reliability test. In addition, both the evaluation of the insulating property and the evaluation of the corrosiveness were ⁇ .
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, a Pd layer having a thickness of 100 nm was formed as a second metal layer on the core particles, and then aluminum oxide particles were adsorbed. As a result, conductive particles having protrusions with a height of 150 nm were obtained. An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • Comparative Example 3 In Comparative Example 3, a Cu layer having a thickness of 100 nm was formed as a second metal layer on the core particles, and then aluminum oxide particles were adsorbed. As a result, conductive particles having protrusions with a height of 150 nm were obtained. An anisotropic conductive film according to Formulation 1 was prepared using the conductive particles, and a connected body sample was manufactured under pressure bonding condition 1.
  • Comparative Example 1 since the nickel layer having a high hardness is formed without providing the second metal layer on the core particle, it is not possible to follow the fluctuation of the core particle due to the compression or expansion of the binder resin, and cracks occur. Occurred and the conductivity after the reliability test deteriorated. Further, the conductive particles not provided with the first metal layer of Comparative Examples 2 to 3 did not show good results in the initial connection and the conductivity after the reliability test.
  • Example 3 since the thickness of the Cu layer as the second metal layer was 2 nm and the toughness was insufficient, the pressing of the fine particles could not be absorbed and the conduction resistance slightly increased after the reliability test. Further, in Example 6, since the thickness of the Cu layer as the second metal layer was increased to 120 nm and the toughness was excessive, the hardness of the entire conductive particle 4 was lowered, and the conduction resistance was slightly after the reliability test. Rose. On the other hand, in Example 4 (Cu layer thickness is 5 nm) and Example 5 (Cu layer thickness is 100 nm), the conductivity at the initial stage of connection and after the reliability test was good. From this, it is understood that the thickness of the second metal layer is preferably 2 nm to 120 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm.
  • Example 7 since the thickness of the Ni layer as the first metal layer was as thin as 5 nm and the hardness of the entire conductive particles was reduced, cracks were generated when the conductive particles were pressed or due to expansion and contraction of the core particles. The conduction resistance slightly increased after the initial and reliability tests.
  • the thickness of the Ni layer, which is the first metal layer is as thick as 500 nm. Therefore, the particle diameter of the conductive particles is increased. Contact and agglomeration were likely to occur, and there were several shorts between the fine pitched electrodes.
  • Example 8 Ni layer thickness is 50 nm
  • Example 9 both initial and post-reliability conductivity and insulation properties were good. From this, it is understood that the thickness of the first metal layer is preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 50 nm to 150 nm.
  • Example 13 since conductive particles having a protrusion height of 50 nm were used, the depth of penetration into the electrode was insufficient, and the conduction resistance slightly increased after the initial connection and after the reliability test. Further, in Example 16, since conductive particles having a protrusion height of 500 nm were used, the particle diameter of the conductive particles was increased, and when using an anisotropic conductive adhesive film, adjacent particles contacted each other. Short circuit between the fine pitched electrodes occurred in several places. On the other hand, in Example 14 (projection height was 100 nm) and Example 15 (projection height was 200 nm), both the electrical conductivity and insulation after the initial and reliability tests were good. From this, it can be seen that the protrusion height is preferably 50 nm to 500 nm, and more preferably 100 nm to 200 nm.
  • Example 17 nickel particles were used as the fine particles. For this reason, the anisotropic conductive film of the mixing

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Abstract

　コア粒子１０と、コア粒子１０を被覆する第２の金属層１２と、第２の金属層１２に配置される微粒子１３と、第２の金属層１２と微粒子１３とを共に被覆する第１の金属層１１とを備える導電性粒子である。

Description

導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体
　本発明は、２つの導体間を電気的、機械的に接続する導電性接着剤に用いる導電性粒子、及び、これを用いた導電性接着剤、この導電性接着剤を介して電子部品を加圧することにより当該電子部品が回路基板に接続された接続体の製造方法、電子部品の接続方法及びこれにより製造された接続体に関する。
　従来から、ＰＣモニタ、スマートホン、携帯型ゲーム機、デジタルオーディオプレーヤー、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示入力手段として、液晶表示装置や有機ＥＬパネル等の表示装置と、該表示装置に圧力を加えることにより画面位置の情報を感知して情報信号として出力する入力装置とを備えたタッチパネルが用いられている。近年、このようなタッチパネル装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）を用いて、ＩＣチップやフレキシブル基板等の電子部品と透明電極が形成されたガラス基板とを接続する工法が採用されている。
　異方性導電フィルムは、バインダー樹脂（接着剤）に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルムを構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。
　異方性導電フィルムを用いてＩＣチップをガラス基板へ接続する場合は、先ず、ガラス基板の電極上に異方性導電フィルムを仮圧着手段によって低温低圧で加熱押圧することにより仮貼りする。続いて、異方性導電フィルムを介してガラス基板上にＩＣチップを搭載し仮接続体を形成する。仮接続体は、接続装置のステージに載置された後、熱圧着ヘッド等の熱圧着手段によってＩＣチップが異方性導電フィルムとともにガラス基板側へ加熱押圧される。この熱圧着ヘッドによる加熱によって、異方性導電フィルムのバインダー樹脂は熱硬化反応を起こし、これによりＩＣチップがガラス基板上に接続された接続体が形成される。
　ところで、モバイル用途の電子機器においては、消費電力の低減を目的に更なる低抵抗化が求められ、導電性に優れる金属材料からなる回路電極が使用されるようになってきている。しかし、この種の金属材料は表面に酸化膜が形成されやすい欠点もある。
　そのため、導電性粒子として高い硬度を有する金属微粉末を用いたものや、金属薄膜で表面が被覆されたプラスチック微粒子を用いたものが提案されている。
　また、導電性粒子として、コア粒子にパラジウム層を被覆しパラジウム層の表面に絶縁性粒子を配置したものや（例えば、特許文献１参照）、コア粒子の表面に比較的高い硬度の金属微粒子を設け金属メッキで被覆したものが（例えば、特許文献２参照）、提案されている。
特開２００９－２１２０７７号公報 特開２０１１－２３１３２６号公報
　導電性粒子として高い硬度を有する金属微粉末を用いた場合、回路電極の表面に酸化膜が形成されていたとしてもこれを突き破って回路電極同士を接続することができる。しかし、金属微粉末は一般に粒度分布が広く、ファインピッチ化された電極間においてショートが発生する恐れがある。また、接続体の形成後に温度や湿度環境の変化に伴ってバインダー樹脂やバインダー樹脂を介して接続されている回路基板及びＩＣチップに膨張や収縮が生じ、電極間距離が変動すると、金属微粉末が十分に追従することができず、接続抵抗が上昇する恐れがある。
　また、導電性粒子として金属薄膜で表面が被覆されたプラスチック微粒子を用いた場合、粒度分布も狭くファインピッチ化に対応可能であり、また、温度の変動などに伴う電極間距離の変動にも十分に追従することができる。しかし、プラスチック微粒子は一般に金属微粉末と比較すると硬度が低く、回路電極の表面に酸化膜が形成されている場合にはこれを十分に突き破ることができず、接続部分の抵抗値が高くなる。また、例えばスマートホン等の各種液晶表示パネルに用いられる駆動用ＩＣ等のＩＣチップにおいては、高画素化が進むにつれて各画素に対応した出力信号も増え、出力バンプも増加する傾向にあり、プラスチック微粒子によって回路電極の表面に形成された酸化膜を突き破る程度の押圧力を付与しようとすると、従来の熱圧着装置の圧力上限を超える押圧力が必要となってしまう。
　さらに、上記特許文献１や特許文献２に記載の導電性粒子を用いた場合も、接続初期や耐久試験後の導通性、絶縁性、及び腐食性の全ての項目において良好な結果を示すという観点からは満足のいくものとはいえず、改良の余地があった。
　特に、導電性粒子として上記特許文献２に記載のコア粒子の表面に比較的高い硬度の金属微粒子を設け金属メッキで被覆したものを用いた場合、この種の導電性粒子は、金属微粒子のサイズによっては、金属微粒子を起点にメッキ割れが発生し、接続初期、あるいは環境試験後において接続抵抗値が上昇する恐れがある。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、接続すべき電極が、表面に酸化膜が形成されやすい金属材料からなるものであっても、接続構造の抵抗値を十分に低くすることが可能で、かつ良好な導通性を確保でき、一方絶縁性にも優れ、さらに耐腐食性にも優れた導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明に係る導電性粒子は、コア粒子と、上記コア粒子を被覆する第２の金属層と、上記第２の金属層に配置される微粒子と、上記第２の金属層と上記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備えるものである。
　また、本発明に係る導電性接着剤は、バインダー樹脂に導電性粒子が含有された導電性接着剤において、上記導電性粒子は、コア粒子と、上記コア粒子を被覆する第２の金属層と、上記第２の金属層に配置される微粒子と、上記第２の金属層と上記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備えるものである。
　また、本発明に係る接続体の製造方法は、回路基板上に、導電性粒子が含有されたバインダー樹脂を有する導電性接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品の上から熱圧着ツールによって加熱押圧し、上記回路基板及び上記電子部品の各電極間に上記導電性粒子が挟持された状態で上記バインダー樹脂を硬化させる工程を有し、上記導電性粒子は、コア粒子と、上記コア粒子を被覆する第２の金属層と、上記第２の金属層に配置される微粒子と、上記第２の金属層と上記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備えるものである。
　また、本発明に係る電子部品の接続方法は、回路基板上に、導電性粒子が含有されたバインダー樹脂を有する導電性接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品の上から熱圧着ツールによって加熱押圧し、上記回路基板及び上記電子部品の各電極間に上記導電性粒子が挟持された状態で上記バインダー樹脂を硬化させる工程を有し、上記導電性粒子は、コア粒子と、上記コア粒子を被覆する第２の金属層と、上記第２の金属層に配置される微粒子と、上記第２の金属層と上記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備えるものである。
　また、本発明に係る接続体は、上述した方法により製造されたものである。
　本発明によれば、導電性粒子は、コア粒子に第２の金属層を設けるとともに微粒子を吸着させ、さらに第１の金属層で被覆する構成を有することから、熱圧着により微粒子の突起が電極に形成された酸化膜を突き破り良好な導通性を確保できる。このとき、コア粒子に第２の金属層を設け、この第２の金属層の上に微粒子が設けられていることから、各層が適度な柔軟性を有し、クラックの発生を防止し、良好な導通性を維持することができる。
　よって、本発明によれば、上記問題を解決でき、接続初期及び耐久試験後においても良好な導電性を確保でき、一方絶縁性にも優れ、さらに耐腐食性にも優れた導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体を提供することができる。
図１は、本発明が適用された異方性導電フィルムを示す断面図である。 図２は、本発明が適用された導電性粒子を示す断面図である。
　以下、本発明が適用された導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法及び接続体について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　［異方性導電フィルム］
　本発明が適用された導電性粒子は、電子部品と回路基板との各電極同士を導通接続させる場合等、２つの導体間の電気的、機械的な接続を行う導電性接着剤に好適に用いられる。以下では、本発明が適用された導電性粒子を含有する導電性接着剤として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）を例に説明する。
　異方性導電フィルム１は、図１に示すように、通常、基材となる剥離フィルム２上に導電性粒子４を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）３が形成されたものである。異方性導電フィルム１は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、例えば回路基板に形成された基板電極上に貼着されるとともにＩＣチップが搭載され、熱圧着ヘッドにより熱加圧されることにより流動化して導電性粒子４が相対向する基板電極とＩＣチップのバンプとの間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子４が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、回路基板とＩＣチップとを接続し、導通させることができる。
　異方性導電フィルム１は、膜形成樹脂、硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂層３に導電性粒子４が分散されている。
　バインダー樹脂層３を支持する剥離フィルム２は、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ　Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＯＰＰ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＭＰ（Ｐｏｌｙ－４－ｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ－１）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム１の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１の形状を維持する。
　バインダー樹脂層３に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が１０，０００～８０，０００程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
　硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
　エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。
　アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２－ヒドロキシ－１，３－ジアクリロキシプロパン、２，２－ビス[４－（アクリロキシメトキシ）フェニル]プロパン、２，２－ビス[４－（アクリロキシエトキシ）フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、ＵＶ硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン、ラジカル）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素－アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。
　また、近年、異方性導電フィルムを用いた接続工法において、部材へのダメージ軽減、高温圧着時の反り防止、生産効率向上等の観点から、低温圧着が求められていることから、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含有するとともに、硬化剤として酸発生剤を多量に用いるようにしてもよい。後述するように、本発明が適用された導電性粒子４では、耐酸性を有する微粒子１３を用いることにより、耐腐食性に優れ、導通信頼性を有する異方性導電フィルム１を提供することができる。
　シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。
　バインダー樹脂層３を構成する接着剤組成物は、このように膜形成樹脂、硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する場合に限定されず、通常の異方性導電フィルムの接着剤組成物として用いられる何れの材料から構成されるようにしてもよい。
　［導電性粒子］
　次いで、本発明が適用された導電性粒子４について説明する。図２に示すように、導電性粒子４は、コア粒子１０と、コア粒子１０を被覆する第２の金属層１２と、第２の金属層１２に配置される微粒子１３と、第２の金属層１２と微粒子とを共に被覆する第１の金属層１１とを備える。
　［コア粒子］
　コア粒子１０は、金属粉や樹脂粒子等、導電性粒子のコア粒子として使用されている公知のものを用いることができる。なかでも、電極端子間距離の変動に追従可能な樹脂コア粒子が好適に用いられる。樹脂コア粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
　［第２の金属層］
　コア粒子１０を被覆する第２の金属層１２は、導電性粒子４が押圧変形された場合にもクラックの発生を防止し、導電性粒子４の導電性を維持するために、延性のある靱性を有する金属により形成されることが好ましい。また、第２の金属層１２は、外層を構成する第１の金属層１１にクラック等が生じ、バインダー樹脂や溶剤等に晒された場合にも、耐酸性を有し腐食による導電性粒子４の導電性能の低下を防止できる金属が好ましく用いられる。これより、第２の金属層１２を構成する金属としては、例えば銅や銅を主成分とする合金が好適に用いられる。
　第２の金属層１２は、例えばコア粒子１０の表面に、無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等、公知の成膜方法により形成することができる。また、第２の金属層１２の膜厚は、２ｎｍ～１２０ｎｍが好ましい。第２の金属層１２が２ｎｍより薄すぎると、導電性粒子４が押圧された際やコア粒子１０の伸縮等によりクラックが生じ、導通信頼性が低下する恐れがある。また、第２の金属層１２が１２０ｎｍよりも厚くなると、所定の粒径を有する導電性粒子４の膜構成において、相対的に靱性の高い第２の金属層１２の膜厚比が高くなり、導電性粒子４全体の硬度が低下することから、酸化膜を突き破って電極表面に食い込むほどの硬度が得られず、初期導通性および導通信頼性が低下する恐れがある。
　［微粒子］
　微粒子１３は、第２の金属層１２上に設けられるとともに、第１の金属層１１によって被覆されることにより、導電性粒子４の表面に突起１４を形成するものである。導電性粒子４は、突起１４が回路基板や電子部品の電極に食い込み、酸化膜を突き破ることにより導通性を確保することができる。このため、微粒子１３は、電極材料と同等以上の硬度を有し、圧着時には酸化膜を突き破って電極表面に食い込む硬度を有することが求められる。なお、ここで硬度とは、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４に規定されるビッカース硬度を指す。
　また、微粒子１３は、第１の金属層１１にクラック等が生じ、バインダー樹脂や溶剤等に晒された場合にも、耐酸性を有し腐食による導電性粒子４の導電性能の低下を防止できる金属が好ましく用いられる。
　すなわち、近年、異方性導電フィルムを用いた接続工法において、部材へのダメージ軽減、高温圧着時の反り防止、生産効率向上等の観点から、低温圧着が求められている。低温化を実現する方法としては、硬化系にラジカル重合系やカチオン重合系を使用する手法が、通常用いられている。
　しかし、ラジカル重合系では、一般にガラスに対する接着性が低く、ＣＯＧやＦＯＧ用途に使用することは難しい。また、カチオン重合系では、通常、硬化剤として酸発生剤を使用するが、カチオン重合系で更なる低温化を進める場合、この酸発生剤を多量に配合することになる。すると、異方性導電フィルムによる圧着後に、経時変化により導電性粒子の腐食が生じ、導通性が損なわれる。この導電性粒子の腐食は、導電性粒子の最外層に金メッキを施すことである程度低減できるが、コストが大幅に上昇してしまうという問題があった。
　このため、微粒子１３として、耐酸性を有し腐食による導電性粒子４の導電性能の低下を防止できる金属が好ましく用いられる。
　このような微粒子１３としては、ニッケル等の金属微粒子や金属酸化物、ダイヤモンド粒子等を用いることができる。金属酸化物としては、例えば、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、亜鉛、スズ、セリウム、マグネシウムの酸化物がある。なかでも高い硬度を有するとともに耐酸性を有し、かつ安価に入手できる酸化アルミニウムや酸化チタンや酸化ケイ素が好適に用いられる。
　なお、微粒子１３は、形状が比較的揃っている球状の粒子が好適に用いられる。鱗片状等の微粒子では、導電性粒子４の表面に形成される突起１４の高さや形状にばらつきが生じ、電極への押圧力が不均一となり導通性能が不安定となるためである。
　また、微粒子１３の粒子径は、５０ｎｍ～５００ｎｍが好ましい。微粒子１３の粒子径が５０ｎｍよりも小さいと、第１の金属層１１で被覆したときに突起１４の高さが出ず、異方性導電フィルム１を使用した際に電極に食い込み酸化膜を突き破ることができないため、初期導通性および導通信頼性が低下する恐れがある。また、微粒子１３の粒子径が５００ｎｍよりも大きいと、突起１４の高さが高くなり過ぎて導電性粒子４の粒子径が大きくなり、異方性導電接着フィルム１を使用した際に、隣り合う粒子同士が接触しやすくなるため、ファインピッチ化された電極間のショートを引き起こす恐れがある。
　なお、微粒子１３は、第２の金属層１２上に化学吸着により設けられるとともに、第１の金属層１１によって第２の金属層１２とともに被覆されることにより固定される。
　［第１の金属層］
　第１の金属層１１は、第２の金属層１２及び微粒子１３を被覆することにより突起１４が形成される。また、第１の金属層１１は、硬度が高く、回路基板と電子部品との間で押圧されると、突起１４が電極に食い込み、酸化膜を突き破って導通される。したがって、第１の金属層１１は、導通性を有し、かつ硬度の高い金属によって形成され、例えばニッケルやパラジウム、又はこれらの合金が好適に用いられる。
　第１の金属層１１は、例えば微粒子１３が吸着された第２の金属層１２の表面に、無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等、公知の成膜方法により形成することができる。また、第１の金属層１１の膜厚は、５ｎｍ～５００ｎｍが好ましい。第１の金属層１１が５ｎｍより薄すぎると、導電性粒子４全体の硬度が低下するため、導電性粒子４の押圧された際やコア粒子１０の伸縮等によりクラックが生じ、初期導通性や導通信頼性が低下する恐れがある。また、第１の金属層１１が５００ｎｍより厚くなると、導電性粒子４の粒子径が大きくなり、異方性導電フィルム１を使用した際に、導電性粒子４同士の接触、凝集が生じやすく、ファインピッチ化された電極間のショートを引き起こす恐れがある。
　なお、第１の金属層１１は、第２の金属層１２より硬度の高い金属によって形成されることが好ましい。第１の金属層１１に高い硬度の金属を用いることで、圧着時において電極に対する高い接圧を与え、確実に酸化膜を突き破って電極に食い込み、導通性を確保することができる。また、第２の金属層１２は、第１の金属層１１よりも硬度が低く靱性を備えることで、第１の金属層１１や微粒子１３に掛かる圧力を吸収し、クラックの発生による導通性の低下を防止することができる。すなわち、導電性粒子４は、コア粒子１０に第２の金属層１２を設け、この第２の金属層１２の上に微粒子１３及び第１の金属層が設けられていることから、各層が適度な柔軟性を有し、クラックの発生を防止し、良好な導通性を維持して、割れにくい構造を構築できる。
　異方性導電フィルム１は、何れの方法で作製するようにしてもよいが、例えば以下の方法によって作製することができる。膜形成樹脂、硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤、導電性粒子４等を含有する接着剤組成物を調整する。調整した接着剤組成物をバーコーター、塗布装置等を用いて剥離フィルム２上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、剥離フィルム２にバインダー樹脂層３が支持された異方性導電フィルム１を得る。
　［２層ＡＣＦ］
　また、本発明に係る異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有するバインダー樹脂層３と、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層とを積層されてなる２層構造の異方性導電フィルムとしてもよい。
　絶縁性接着材層を構成する絶縁性の接着剤組成物は、膜形成樹脂、硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー成分からなり、上述したバインダー樹脂層３の接着剤組成物と同様の材料で構成することができる。
　この２層構造の異方性導電フィルム１は、絶縁性接着剤層を構成する接着剤組成物を剥離フィルムに塗布、乾燥させた後、上述した剥離フィルム２に支持されたバインダー樹脂層３と貼り合わせることにより形成することができる。
　なお、異方性導電フィルム１の形状は、特に限定されないが、例えば、図１に示すように、巻取リール６に巻回可能な長尺テープ形状とすることにより、所定の長さだけカットして使用することができる。
　また、上述の実施の形態では、異方性導電フィルム１として、導電性粒子４を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えば導電性粒子４を含有したバインダー樹脂３からなる導電性接着ペーストでもよい。
　［接続体の製造工程］
　次いで、異方性導電フィルム１を用いた接続工程について、透明基板にＩＣチップを接続する接続工程を例に説明する。接続工程では、先ず、透明基板の電極端子が形成されたＣＯＧ実装部上に異方性導電フィルム１を仮貼りし、次いで、透明基板のＣＯＧ実装部上に異方性導電フィルム１を介してＩＣチップを搭載する。
　次いで、バインダー樹脂層３を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッドによって、所定の圧力、時間でＩＣチップ上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂層３は流動性を示し、ＩＣチップと透明基板のＣＯＧ実装部の間から流出するとともに、バインダー樹脂層３中の導電性粒子４は、ＩＣチップのバンプと透明基板の電極端子との間に挟持されて押し潰され、この状態で熱圧着ヘッドによって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。
　このとき、導電性粒子４は、靱性に優れる第２の金属層１２によってコア粒子１０が被覆されるとともに、硬度の高い第１の金属層１１によって微粒子１３が被覆されることにより形成された突起１４を有するため、透明基板の電極端子やＩＣチップのバンプに酸化膜が形成されている場合にも、突起１４によって当該酸化膜を突き破って電極端子に食い込む。その結果、電極端子とバンプとは、導電性粒子４を挟持することにより良好な導通性を有し、この状態で熱圧着ヘッドによって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。
　また、異方性導電フィルム１は、耐酸性を有する微粒子１３を用いることにより、酸発生剤を多量に含む低温硬化性のバインダー樹脂を備える場合にも、微粒子１３の腐食による導通不良を防止でき、接続体の形成後における温度や湿度環境の変化等によっても良好な導通性を維持することができる。
　さらに、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４の第２の金属層１２に靱性を備えることで、圧着時あるいは接続体の形成後に温度や湿度環境の変化に伴ってバインダー樹脂やバインダー樹脂を介して接続されている回路基板及びＩＣチップに膨張や収縮が生じた場合にも第１の金属層１１や微粒子１３に掛かる圧力を吸収し、クラックの発生による導通性の低下を防止することができる。
　電極端子とバンプとの間にない導電性粒子４は、隣接するバンプ間のスペースにおいてバインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、ＩＣチップのバンプと透明基板の電極端子との間のみで電気的導通が図られた接続体が形成される。なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム１としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。
　次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、導電性粒子の構成、並びにバインダー樹脂の配合及び異方性導電フィルムの圧着条件を変えて、評価用ガラス基板に評価用ＩＣを接続した接続体サンプルを作成し、それぞれ接続初期及び信頼性試験後における導通抵抗値、隣接する電極間の絶縁性、並びに腐食性を測定、評価した。
　［異方性導電フィルム］
　評価用ＩＣの接続に用いる異方性導電フィルムは、配合１と配合２の２種類用意した。配合１に係る異方性導電フィルムは、フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）６０質量部、エポキシ樹脂（商品名：ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン社製）４０質量部、シランカップリング剤（商品名：ＫＢＭ－４０３、信越化学工業社製）１質量部、熱カチオン系硬化剤（商品名：ＳＩ‐６０Ｌ、三新化学工業社製）１０質量部、導電性粒子（３μｍφ）３０質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム（ＰＥＴ）上に塗布した後、溶剤を揮発させることにより形成した。
　配合２に係る異方性導電フィルムは、フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）６０質量部、エポキシ樹脂（商品名：ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン社製）４０質量部、シランカップリング剤（商品名：ＫＢＭ－４０３、信越化学工業社製）１質量部、熱カチオン系硬化剤（商品名：ＳＩ‐６０Ｌ、三新化学工業社製）３質量部、導電性粒子（３μｍφ）３０質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム（ＰＥＴ）上に塗布した後、溶剤を揮発させることにより形成した。
　配合１及び配合２に係る異方性導電フィルムに含有した導電性粒子は、平均粒径３μｍのポリスチレン粒子（コア粒子）の表面に、下記実施例に係る第２の金属層を無電解メッキ法により形成し、下記実施例に係る微粒子を化学吸着させた後、下記実施例に係る第１の金属層を無電解メッキ法により形成することにより作成した。
　［導通性の評価］
　導通抵抗を測定するための評価素子として、幅１．８ｍｍ×長さ２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍのＩＣ基板を備え、一方の側縁に沿って複数の金メッキバンプが１列ストレート配列で形成された評価用ＩＣを用意した。各バンプは３０μｍ×８５μｍ、１５μｍ厚である。
　導通抵抗を測定するための評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、厚み０．７ｍｍ、導通抵抗を測定するための評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチの電極パターンが形成されたＩＴＯパターングラスを用いた。
　この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、ＩＣバンプと基板電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、熱圧着ヘッドにより熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。圧着条件は、異方性導電フィルムの配合に応じて、圧着条件１（１７０℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）と、圧着条件２（２００℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）の２条件を使い分けた。
　作成した各接続体サンプルについて、電流１ｍＡを流したときの接続初期及び信頼性試験後における導通抵抗を測定した。信頼性試験の条件は、８５℃、８５％ＲＨ、５００ｈｒである。
　導通性の評価は、初期及び信頼性試験後のいずれも、２Ω未満を◎（最良）、２Ω以上３Ω未満を○（良好）、３Ω以上５Ω未満を△（普通）、５Ω以上を×（不良）とした。
　［絶縁性の評価］
　また、絶縁性を評価するための評価素子として、幅１．５ｍｍ×長さ１３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍのＩＣ基板を備え、一方の側縁に沿って複数の金メッキバンプが１列ストレート配列で形成された評価用ＩＣを用意した。各バンプは１５μｍ厚で、バンプ間スペースは１０μｍである。
　絶縁性を評価するための評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、厚み０．５ｍｍ、絶縁性を評価するための評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチの櫛歯状の電極パターンが形成されたＩＴＯパターングラスを用いた。
　この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、ＩＣバンプと基板電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、熱圧着ヘッドにより熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。圧着条件は、異方性導電フィルムの配合に応じて、圧着条件１（１７０℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）と、圧着条件２（２００℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）の２条件を使い分けた。
　作成した各接続体サンプルについて、２端子法にて隣接するバンプ間のショートの有無を測定した。評価用ＩＣには１０組のバンプからなる電極パターンが８か所形成され、１０組中１組以上のショートが発生した電極パターンの数をカウントした。測定の結果、１０８Ω以下をショート発生とし、ショートが発生した電極パターンの数が０の場合を〇（最良）、ショートが発生した電極パターンが２か所以下の場合を△（普通）、ショートが発生した電極パターンが３か所以上の場合を×（不良）とした。
　［腐食性の評価］
　また、腐食性を評価するための評価素子として、幅１．８ｍｍ×長さ２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍのＩＣ基板を備え、一方の側縁に沿って複数の金メッキバンプが１列ストレート配列で形成された評価用ＩＣを用意した。各バンプは３０μｍ×８５μｍ、１５μｍ厚である。
　腐食性を評価するための評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、厚み０．７ｍｍ、腐食性を評価するための評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチのＡｌ電極パターンが形成されたガラス基板を用いた。
　この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、ＩＣバンプと基板電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、熱圧着ヘッドにより熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。圧着条件は、異方性導電フィルムの配合に応じて、圧着条件１（１７０℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）と、圧着条件２（２００℃、６０ＭＰａ、５ｓｅｃ／テフロン（登録商標）５０μｍ）の２条件を使い分けた。
　作成した各接続体サンプルについて、電流１ｍＡを流したときの、信頼性試験後における導通抵抗を測定した。信頼性試験の条件は、１２１℃１ａｔｍ７２時間のプレッシャークッカー試験である。評価は、電流が流れる（導通不良なし）場合を〇、電流が流れない（導通不良発生）場合を×とした。
　［実施例１］
　実施例１では、コア粒子に第２の金属層としてＣｕ層を１５ｎｍ厚で形成し、酸化アルミニウム粒子を吸着させた。次いで、第１の金属層としてＮｉ層を１００ｎｍ厚で形成することにより、高さ１５０ｎｍの突起が形成された導電性粒子を得た。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例２］
　実施例２に係る導電性粒子は、第１の金属層としてＰｄ層を１００ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例２に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例３］
　実施例３に係る導電性粒子は、第２の金属層としてＣｕ層を２ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例３に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても△となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例４］
　実施例４に係る導電性粒子は、第２の金属層としてＣｕ層を５ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例４に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例５］
　実施例５に係る導電性粒子は、第２の金属層としてＣｕ層を１００ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例５に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例６］
　実施例６に係る導電性粒子は、第２の金属層としてＣｕ層を１２０ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例６に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても△となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例７］
　実施例７に係る導電性粒子は、第１の金属層としてＮｉ層を５ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例７に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が△、信頼性試験後においても△となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例８］
　実施例８に係る導電性粒子は、第１の金属層としてＮｉ層を５０ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例８に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例９］
　実施例９に係る導電性粒子は、第１の金属層としてＮｉ層を１５０ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例９に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１０］
　実施例１０に係る導電性粒子は、第１の金属層としてＮｉ層を５００ｎｍ厚で形成した他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１０に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価では△、腐食性の評価は〇であった。
　［実施例１１］
　実施例１１に係る導電性粒子は、微粒子として二酸化ケイ素粒子を用いた他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１１に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１２］
　実施例１２に係る導電性粒子は、微粒子として酸化チタン粒子を用いた他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１２に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１３］
　実施例１３に係る導電性粒子は、微粒子として酸化アルミニウム粒子を用いて、高さ５０ｎｍの突起が形成された他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１３に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が△、信頼性試験後においても△となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１４］
　実施例１４に係る導電性粒子は、微粒子として酸化アルミニウム粒子を用いて、高さ１００ｎｍの突起が形成された他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１４に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１５］
　実施例１５に係る導電性粒子は、微粒子として酸化アルミニウム粒子を用いて、高さ２００ｎｍの突起が形成された他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１５に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［実施例１６］
　実施例１６に係る導電性粒子は、微粒子として酸化アルミニウム粒子を用いて、高さ５００ｎｍの突起が形成された他は、実施例１と同様である。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１６に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が◎、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価は△、腐食性の評価は〇であった。
　［実施例１７］
　実施例１７では、コア粒子に第２の金属層としてＣｕ層を１６ｎｍ厚で形成し、ニッケル粒子を吸着させた。次いで、第１の金属層としてＮｉ層を１００ｎｍ厚で形成することにより、高さ１５０ｎｍの突起が形成された導電性粒子を得た。この導電性粒子を用いて配合２に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件２にて接続体サンプルを製造した。
実施例１７に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性が〇、信頼性試験後においても〇となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［比較例１］
　比較例１では、コア粒子に酸化アルミニウム粒子を吸着させた後、第１の金属層としてＮｉ層を１１５ｎｍ厚で形成することにより、高さ１５０ｎｍの突起が形成された導電性粒子を得た。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　実施例１に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性は〇となったが、信頼性試験後においては×となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価も、いずれも〇であった。
　［比較例２］
　比較例２では、コア粒子に第２の金属層としてＰｄ層を１００ｎｍ厚で形成し、次に酸化アルミニウム粒子を吸着させた。これにより、高さ１５０ｎｍの突起が形成された導電性粒子を得た。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　比較例２に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性は△、信頼性試験後においては×となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価は、いずれも〇であった。
　［比較例３］
　比較例３では、コア粒子に第２の金属層としてＣｕ層を１００ｎｍ厚で形成し、次に酸化アルミニウム粒子を吸着させた。これにより、高さ１５０ｎｍの突起が形成された導電性粒子を得た。この導電性粒子を用いて配合１に係る異方性導電フィルムを作成し、圧着条件１にて接続体サンプルを製造した。
　比較例３に係る接続体サンプルは、導通性の評価において、初期導通性は△、信頼性試験後においては×となった。また、絶縁性の評価及び腐食性の評価は、いずれも〇であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１～１７では、接続初期及び信頼性試験後の導通性、絶縁性及び腐食性の評価はいずれも良好であった。これは、各実施例に係る導電性粒子は、コア粒子に第２の金属層を設けるとともに微粒子を吸着させ、さらに第１の金属層で被覆する構成を有することから、熱圧着により突起が評価用ガラス基板の電極に形成された酸化膜を突き破り良好な導通性を確保できたことによる。
　一方、比較例１では、コア粒子に第２の金属層を設けることなく、硬度の高いニッケル層を形成しているため、バインダー樹脂の圧縮や膨張に伴うコア粒子の変動に追従できずにクラックが発生し、信頼性試験後における導通性が悪化した。
　また、比較例２～３の第１の金属層を設けない導電性粒子も、接続初期及び信頼性試験後の導通性が良好な結果を示さなかった。
　実施例３では、第２の金属層であるＣｕ層の厚みが２ｎｍと薄く靱性が不足したため、微粒子の押圧を吸収しきれずに信頼性試験後において導通抵抗が若干上昇した。また、実施例６では、第２の金属層であるＣｕ層の厚みが１２０ｎｍと厚くなり靱性が過大となったため、導電性粒子４全体の硬度が低下し、信頼性試験後において導通抵抗が若干上昇した。一方、実施例４（Ｃｕ層厚みが５ｎｍ）や実施例５（Ｃｕ層厚みが１００ｎｍ）では、接続初期及び信頼性試験後における導通性は良好であった。これより、第２の金属層の厚みは２ｎｍ～１２０ｎｍとすることが好ましく、５ｎｍ～１００ｎｍがより好ましいことが分かる。
　実施例７では、第１の金属層であるＮｉ層の厚みが５ｎｍと薄く導電性粒子全体の硬度が低下したため、導電性粒子の押圧された際やコア粒子の伸縮等によりクラックが生じ、接続初期及び信頼性試験後において導通抵抗が若干上昇した。また、実施例１０では、第１の金属層であるＮｉ層の厚みが５００ｎｍと厚く、そのため導電性粒子の粒子径が大きくなり、異方性導電フィルムを使用した際に、導電性粒子同士の接触、凝集が生じやすく、ファインピッチ化された電極間のショートが数か所で発生した。一方、実施例８（Ｎｉ層厚みが５０ｎｍ）や実施例９（Ｎｉ層厚みが１５０ｎｍ）では、初期及び信頼性試験後の導通性、絶縁性共に良好であった。これより、第１の金属層の厚みは５ｎｍ～５００ｎｍとすることが好ましく、５０ｎｍ～１５０ｎｍがより好ましいことが分かる。
　実施例１３では、突起高さが５０ｎｍの導電性粒子を用いたことから、電極への食い込み深さが不足し、接続初期及び信頼性試験後において導通抵抗が若干上昇した。また、実施例１６では、突起高さが５００ｎｍの導電性粒子を用いたことから、導電性粒子の粒子径が大きくなり、異方性導電接着フィルムを使用した際に、隣り合う粒子同士が接触しやすくなり、ファインピッチ化された電極間のショートが数か所で発生した。一方、実施例１４（突起高さが１００ｎｍ）や実施例１５（突起高さが２００ｎｍ）では、初期及び信頼性試験後の導通性、絶縁性共に良好であった。これより、突起高さは５０ｎｍ～５００ｎｍとすることが好ましく、１００ｎｍ～２００ｎｍがより好ましいことが分かる。
　実施例１７では、微粒子としてニッケル粒子を使用した。このため、酸発生剤が比較的少量である配合２の異方性導電フィルムを用い、比較的高温で熱圧着を行う圧着条件２を採用した。したがって、実施例１７では、微粒子が酸化することなく、初期及び信頼性試験後の導通性が共に良好であった。一方、実施例１７に係るニッケル粒子を、酸発生剤が比較的多量に含まれる配合１の異方性導電フィルムに用いて、低温硬化させる圧着条件１にて熱圧着させた場合、ニッケル粒子の酸化が進み、信頼性試験後の導通性は悪化した。
１　異方性導電フィルム、２　剥離フィルム、３　バインダー樹脂層、４　導電性粒子、１０　コア粒子、１１　第１の金属層、１２　第２の金属層、１３　微粒子、１４　突起
 

Claims (14)

  1. 　コア粒子と、
    　前記コア粒子を被覆する第２の金属層と、
    　前記第２の金属層に配置される微粒子と、
    　前記第２の金属層と前記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備える導電性粒子。
  2. 　前記微粒子は、圧着される電極よりもビッカース硬度が高い請求項１に記載の導電性粒子。
  3. 　前記微粒子は、耐酸性を有する請求項１から２のいずれかに記載の導電性粒子。
  4. 　前記第２の金属層は、延性のある金属によって形成されている請求項１から３のいずれかに記載の導電性粒子。
  5. 　前記第２の金属層の厚みが、２ｎｍ～１２０ｎｍである請求項１から４のいずれかに記載の導電性粒子。
  6. 　前記第１の金属層の厚みが、５ｎｍ～５００ｎｍである請求項１から５のいずれかに記載の導電性粒子。
  7. 　前記微粒子の粒径が、５０ｎｍ～５００ｎｍである請求項１から６のいずれかに記載の導電性粒子。
  8. 　前記第１の金属層が、ニッケル、パラジウム、又はニッケル若しくはパラジウムを主成分とする合金である請求項１から７のいずれかに記載の導電性粒子。
  9. 　前記第２の金属層が、銅又は銅を主成分とする合金である請求項１から８のいずれかに記載の導電性粒子。
  10. 　前記微粒子が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、又は酸化チタンである請求項１から９のいずれかに記載の導電性粒子。
  11. 　バインダー樹脂に導電性粒子が含有された導電性接着剤において、
    　前記導電性粒子は、
    　コア粒子と、
    　前記コア粒子を被覆する第２の金属層と、
    　前記第２の金属層に配置される微粒子と、
    　前記第２の金属層と前記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備える導電性接着剤。
  12. 　回路基板上に、導電性粒子が含有されたバインダー樹脂を有する導電性接着剤を介して電子部品を搭載し、
    　前記電子部品の上から熱圧着ツールによって加熱押圧し、前記回路基板及び前記電子部品の各電極間に前記導電性粒子が挟持された状態で前記バインダー樹脂を硬化させる工程を有し、
    　前記導電性粒子は、
    　コア粒子と、
    　前記コア粒子を被覆する第２の金属層と、
    　前記第２の金属層に配置される微粒子と、
    　前記第２の金属層と前記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備える回路基板に電子部品が接続された接続体の製造方法。
  13. 　請求項１２に記載の方法により製造された接続体。
  14. 　回路基板上に、導電性粒子が含有されたバインダー樹脂を有する導電性接着剤を介して電子部品を搭載し、
    　前記電子部品の上から熱圧着ツールによって加熱押圧し、前記回路基板及び前記電子部品の各電極間に前記導電性粒子が挟持された状態で前記バインダー樹脂を硬化させる工程を有し、
    　前記導電性粒子は、
    　コア粒子と、
    　前記コア粒子を被覆する第２の金属層と、
    　前記第２の金属層に配置される微粒子と、
    　前記第２の金属層と前記微粒子とを共に被覆する第１の金属層とを備える回路基板に電子部品を接続する接続方法。
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