JP2006049369A - 電極接合構造及びその接合方法並びに導電性接着剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる電極接合構造及びその接合方法並びに導電性接着剤及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散し導電性フィラー２２の接触によって導通を得る導電性接着剤２を、２つの電極３１、４１の間に介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している電極接合構造である。導電性接着剤２中の導電性フィラー２２又は／及び少なくとも一方の電極３１、４１の表面に、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電極接合構造及びその接合方法並びに導電性接着剤及びその製造方法に関する。

一般的に電子部品の電極を接合する場合、接着成分であるエポキシ、シリコーン、アクリル等の樹脂（以下、ベース樹脂という）にＡｇ等の導電性粒子を含有した導電性接着剤が用いられる。この導電性接着剤を基板の電極に塗布し、電子部品の電極を導電性接着剤上に配置する。その後、導電性接着剤を加熱し、固化させる。そして、導電性接着剤中に固定された導電性粒子によって電極間に導電経路が形成される。このようにして、接合される２つの電極の間に導電性が得られる。

導電性接着剤の導電性は、導電性粒子の配合量によって変化する。例えば、ベース樹脂としてアクリル系樹脂、導電性粒子としてＡｇを用いた場合、導電性粒子の含有率が約５０〜７０体積％（重量％で記載されている非特許文献１のデータを体積％に変換）の範囲で導電性接着剤の体積固有抵抗値が最も低くなり、優れた導電性を示すことが非特許文献１によって開示されている。
しかしながら、導電性粒子の含有率を最適な量に調整した場合においても、電極間の導電性が低下することがある。この原因として、導電性接着剤と電極との界面付近における導電性粒子の存在位置が大きく影響していると考えられる。

即ち、導電性接着剤内部においては、導電性粒子が多く存在しているため、導電性に大きな影響はない。しかし、導電性接着剤と電極との界面付近においては、導電性粒子が電極と必ずしも接触しているとは限らず、導電性粒子と電極との間には絶縁性を示すベース樹脂が存在している。導電性粒子と電極との間のベース樹脂の厚みが１００ｎｍ以下の場合、トンネル効果により導電性を確保することができるが、ベース樹脂の厚みが１００ｎｍ以上の場合、ベース樹脂が絶縁層として働き、導電性を確保することができないおそれがある。

このベース樹脂の厚み、即ち、導電性接着剤と電極との界面付近における導電性粒子の存在位置は、導電性接着剤の硬化条件等によって大きく複雑に変化するため、導電性接着剤の硬化条件を調整することで導電性粒子の存在位置を制御することはきわめて困難である。そのため、電極との界面付近の導電性を確実に安定的に得ることができる手法が求められている。

例えば特許文献１では、ベース樹脂にカーボンナノチューブと導電性粒子とを混合した導電性ペーストを印刷し、導電性に優れたアンテナを形成することが提案されている。また、特許文献２及び特許文献３では、ベース樹脂にカーボンナノチューブや微細な導電性粒子を混合することで導電性を向上させることが提案されている。
しかしながら、上記に示される方法では、電極との界面付近にカーボンナノチューブや導電性粒子を確実に存在させることができるとは言えない。したがって、電極との界面付近の導電性を確実に安定的に得ることができない。

特開２００２−１０９４８９号公報 特開２００３−２０３４５０号公報 特開２００４−２７１３４号公報 「導電性フィラーの開発と応用」技術情報協会 １９９６年

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる電極接合構造及びその接合方法並びに導電性接着剤及びその製造方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合構造であって、
上記導電性接着剤中の上記導電性フィラー又は／及び少なくとも一方の上記電極の表面には、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させていることを特徴とする電極接合構造にある（請求項１）。

本発明の電極接合構造は、上記導電性接着剤中の上記導電性フィラー又は少なくとも一方の上記電極の表面に、あるいは上記導電性フィラー及び少なくとも一方の上記電極の表面に、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を付着させている。そのため、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間に確実に上記微細導電性物質を介在させることができる。それ故、両者間の導電性が確保され、接合される上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
このように、本発明の電極接合構造は、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

第２の発明は、ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合方法において、
少なくとも一方の上記電極の表面に、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程と、
その後、上記導電性接着剤を上記２つの電極間に配置させて硬化させる導電性接着剤配設工程とを有することを特徴とする電極接合方法にある（請求項７）。

本発明の電極接合方法は、少なくとも一方の上記電極の表面に、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程を行う。その後、導電性接着剤配設工程を行い、上記２つの電極を接合する。
即ち、上記導電性接着剤を塗布する前に、少なくとも一方の上記電極の表面に上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を予め付着させておく。

これにより、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
このように、本発明の電極接合方法は、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

第３の発明は、ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合方法において、
上記導電性接着剤中の上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させておくことを特徴とする電極接合方法にある（請求項１４）。

本発明の電極接合方法は、上記導電性接着剤中の上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を付着させておく。そして、上記ベース樹脂中に上記微細導電性物質を表面に付着させた上記導電性フィラーを分散させてなる導電性接着剤を用いて上記２つの電極を接合する。

これにより、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
このように、本発明の接合方法は、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

第４の発明は、ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤において、
上記導電性フィラーの表面には、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質が付着していることを特徴とする導電性接着剤にある（請求項１８）。

本発明の導電性接着剤は、上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質が付着している。
これにより、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
このように、本発明の導電性接着剤は、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

第５の発明は、ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を製造する方法であって、
上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程と、
上記導電性フィラーと上記ベース樹脂とを混合する混合工程とを有することを特徴とする導電性接着剤の製造方法にある（請求項２２）。

本発明の導電性接着剤の製造方法は、上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程を行う。その後、混合工程を行い、上記導電性接着剤を製造する。
即ち、上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する上記微細導電性物質を付着させている。

これにより、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
このように、本発明の製造方法によって得られる導電性接着剤は、導電性接着剤を用いて接合される２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

第１の発明において、上記微細導電性物質を上記電極の表面に付着させる場合、両方の上記電極の表面に付着させることがより好ましい。この場合には、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間の導電性がより充分に確保され、接合される上記２つの電極の間に安定した導電性をより効果的に得ることができる。

また、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい（請求項２）。より好ましくは、上記熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であることが良い。この場合には、接合される上記２つの電極の間の導電性に加えて放熱性も向上させることができる。
一般的に電極間の熱伝導は、熱伝導率の高い上記導電性フィラーを介して生じる。しかし、電極間の熱伝導は、上記導電性フィラーの分散状態等により、熱伝導率の低い上記ベース樹脂に妨げられることがある。そのため、熱伝導率の高い上記微細導電性物質を上記導電性フィラー又は上記電極に付着させることにより、熱伝達経路を充分に確保し、接合される上記２つの電極の間の熱伝導率及びそれに伴う放熱性を向上させることができる。

また、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を容易に介在させることができ、両者間におけるトンネル効果を確実に発現させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
また、上記微細導電性物質の形状は、例えば、球状、扁平状、繊維状等とすることができる。球状や繊維状であれば直径が、扁平状であれば短辺が１００ｎｍ以下であることが好ましい。

より好ましくは、いずれの形状においても、その最大外形寸法が、例えば繊維状であればその長さが１００ｎｍ以下であることが良い。

また、上記微細導電性物質は、少なくとも一方の上記電極の表面に付着していることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。

また、上記微細導電性物質は、上記導電性フィラーの表面に付着していることが好ましい（請求項５）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極間に安定した導電性を得ることができる。

また、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることが好ましい（請求項６）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間及び上記２つの電極の間の導電性がより優れたものとなる。

また、上記微細導電性物質は、ナノチューブ、ウイスカー又は粒子状であるかどうかにかかわらず、つまり形状等にかかわらず、例えばカーボン、金属、無機化合物、有機化合物等、導電性を有するものであれば使用可能である。
カーボンとしては、上記カーボンナノチューブ以外にカーボンブラック等を用いることができる。金属としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ等を用いることができる。その中でも、樹脂中において絶縁性の酸化膜を形成しないＡｕ、Ａｇがより好ましい。無機化合物としては、ＳｉＣ等を用いることができる。有機化合物としては、導電性ポリマー微粒子等を用いることができる。

第２の発明において、両方の上記電極の表面に、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させることがより好ましい。この場合には、上記導電性接着剤と上記電極との界面付近において、上記導電性フィラーと上記電極との間の導電性がより充分に確保され、接合される上記２つの電極の間に安定した導電性をより効果的に得ることができる。

また、上記と同様の理由により、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい（請求項８）。
また、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることが好ましい（請求項９）。

また、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極に上記カーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）を行うことにより、上記電極の表面から上記カーボンナノチューブを成長させることが好ましい（請求項１０）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記カーボンナノチューブを確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。また、上記導電性フィラーと上記電極との間及び上記２つの電極の間の導電性はより優れたものとなる。

また、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極と別途準備した上記カーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、上記電極を構成する原子と上記カーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、上記カーボンナノチューブを上記電極に付着させることが好ましい（請求項１１）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記カーボンナノチューブを確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。また、上記導電性フィラーと上記電極との間及び上記２つの電極の間の導電性はより優れたものとなる。

また、上記微細導電性物質は導電性ウイスカーであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極を加熱処理することにより、該電極の表面から上記導電性ウイスカーを成長させることが好ましい（請求項１２）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記導電性ウイスカーを確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。また、上記導電性フィラーと上記電極との間及び上記２つの電極の間の導電性はより優れたものとなる。

また、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質を含有する液体を上記電極の表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、上記微細導電性物質を上記電極に付着させることが好ましい（請求項１３）。この場合には、上記導電性フィラーと上記電極との間に上記微細導電性物質を確実に介在させることができる。そのため、両者間の導電性が確保され、上記２つの電極の間に安定した導電性を得ることができる。
また、上記液体は、ベース樹脂と混合しやすく、かつ揮発などにより除去しやすい溶剤が好ましい。例えば、アルコール類、トルエン、キシレン等を用いることができる。

第３の発明においても、上記と同様の理由により、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい（請求項１５）。
また、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることが好ましい（請求項１６）。
また、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることが好ましい（請求項１７）。

第４の発明においても、上記と同様の理由により、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい（請求項１９）。
また、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることが好ましい（請求項２０）。
また、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることが好ましい（請求項２１）。

第５の発明においても、上記と同様の理由により、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい（請求項２３）。
また、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることが好ましい（請求項２４）。

また、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーに上記カーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）を行うことにより、上記導電性フィラーの表面から上記カーボンナノチューブで成長させることが好ましい（請求項２５）。

また、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーと別途準備した上記カーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、上記導電性フィラーと上記カーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、上記カーボンナノチューブを上記導電性フィラーに付着させることが好ましい（請求項２６）。

また、上記微細導電性物質は導電性ウイスカーであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーを加熱処理することにより、該導電性フィラーの表面から上記導電性ウイスカーを成長させることが好ましい（請求項２７）。
また、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質を含有する液体を上記導電性フィラーの表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、上記微細導電性物質を上記導電性フィラーに付着させることが好ましい（請求項２８）。

また、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質と上記ベース樹脂を構成する成分の１種又は２種以上を含む液体を作製し、該液体中に上記導電性フィラーを混合させることにより、上記微細導電性物質を上記導電性フィラーの表面に凝集させて付着させることが好ましい（請求項２９）。この場合には、上記微細導電性物質付着工程において、特に乾燥を施すことなく上記導電性フィラーの表面に上記微細導電性物質を付着させることができる。そして、この上記微細導電性物質付着工程の後には、表面に上記微細導電性物質を付着させた上記導電性フィラーを含有する液体と上記ベース樹脂を構成するその他の樹脂とを混合する混合工程を行い、上記導電性接着剤を作製することができる。

なお、上記ベース樹脂を構成する成分としては、例えばエポキシ樹脂及びその硬化材としてのアミン系硬化材、イミダゾール系硬化材、酸無水物系硬化材等、あるいはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等、また塗布性のため粘度を調整する希釈材としてのブチルセロソルブ、ナフサ等の炭化水素系、反応希釈材としてのグリシジルエーテル類等、分散材としての各種シランカップリング材、チタネートカップリング材等、低弾性率化改良材としてのシリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂等がある。
そのうち、上記液体を構成する成分として、例えばエポキシ樹脂、各種希釈材、反応性希釈材等がある。

（実施例１）
本発明の実施例にかかる電極接合構造について、図１、図２を用いて説明する。
本例の電極接合構造１は、図１、図２に示すごとく、ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散し導電性フィラー２２の接触によって導通を得る導電性接着剤２を、２つの電極３１、４１の間に介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している。
そして、両方の電極３１、４１の表面には、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させている。
以下、これを詳説する。

本例の電極接合構造１は、図１に示すごとく、基板３に設けられた電極３１と電子部品４に設けられた電極４１との間に導電性接着剤２を介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している。
また、図２に示すごとく、導電性接着剤２は、ベース樹脂中２１に導電性フィラー２２を分散させてなる。そして、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を電極３１、４１の表面に設け、導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。

本例の導電性接着剤２は、ベース樹脂２１としてアクリル樹脂、導電性フィラー２２としてＡｇ（銀）を用いた。
また、微細導電性物質２３として、カーボンナノチューブを用いた。このカーボンナノチューブは、繊維状で直径が約３０〜５０ｎｍ、長さが約１〜３０μｍであり、Ｃ（炭素）より構成されている。

次に、電極接合構造１の電極接合方法について説明する。
本例の電極接合方法は、ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散し導電性フィラー２２の接触によって導通を得る導電性接着剤２を、２つの電極３１、４１の間に介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している。
そして、電極３１、４１の表面に、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させる微細導電性物質付着工程と、導電性接着剤２を２つの電極３１、４１間に配置させて硬化させる導電性接着剤配設工程とを有する。

まず、微細導電性物質付着工程として、電極３１、４１にカーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）を行うことにより、電極３１、４１表面からカーボンナノチューブを成長させる。
次に、導電性接着剤配設工程として、導電性接着剤２を２つの電極３１、４１間に配置し、加熱によって硬化させる。
このようにして、電極接合構造１の２つの電極３１、４１を接合する。

なお、微細導電性物質付着工程では、電極３１、４１と別途準備したカーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、電極３１、４１を構成する原子とカーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、カーボンナノチューブを電極３１、４１に付着させることもできる。

次に、本例の電極接合構造１における作用効果について説明する。
本例の電極接合構造１は、ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散させてなる導電性接着剤２を、２つの電極３１、４１の間に介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している。
そして、導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と電極３１、４１との間には、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３をそれぞれ介在させている。

即ち、本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、電極３１、４１表面から成長させた微細導電性物質２３としてのカーボンナノチューブを導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたカーボンナノチューブを用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
このように、本例の電極接合構造１は、導電性接着剤２を用いて接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

（実施例２）
本例は、実施例１の電極接合構造１において、微細導電性物質２３として上記のカーボンナノチューブに代えて導電性ウイスカーを用いた例である。
本例の導電性ウイスカーは、繊維状で直径が約０．３〜０．７μｍ、長さが約１０〜２０μｍであり、Ｓｎ（錫）より構成されている。なお、この導電性ウイスカーの成分としては、カーボン、チタン酸カリウム等に変更することができる。

また、電極接合構造１の電極接合方法における微細導電性物質付着工程おいて、電極３１、４１を加熱処理することにより、電極３１、４１を形成するめっき皮膜の残留応力が開放されるに伴って生じる金属原子の移動と再配列による結晶化によって、電極３１、４１の表面から導電性ウイスカーを成長させる
その他は、実施例１と同様である。

本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、電極３１、４１表面から成長させた微細導電性物質２３としての導電性ウイスカーを導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたＳｎより構成された導電性ウイスカーを用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、実施例１の電極接合構造１において、微細導電性物質２３として上記のカーボンナノチューブに代えて微細金属粒子を用いた例である。
本例の微細金属粒子は、棒状で直径が約１０ｎｍ、長さが約２０ｎｍであり、Ａｕ（金）より構成されている。

また、電極接合構造１の電極接合方法における微細導電性物質付着工程おいて、微細金属粒子を含有する液体を電極３１、４１の表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、微細金属粒子を電極３１、４１に付着させる。
本例の上記液体として、キシレンを用いた。
その他は、実施例１と同様である。

本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、電極３１、４１表面から成長させた微細導電性物質２３としての微細金属粒子を導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたＡｕより構成された微細金属粒子を用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例の電極接合構造１は、図３に示すごとく、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を導電性フィラー２２の表面に設け、導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。
また、微細導電性物質２３として、カーボンナノチューブを用いた。このカーボンナノチューブは、繊維状で直径が約３０〜５０ｎｍ、長さが約１〜３０μｍであり、Ｃ（炭素）より構成されている。
その他は、実施例１と同様である。

次に、本例の電極接合構造１の電極接合方法について説明する。
本例の電極接合方法は、ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散させてなる導電性接着剤２を、２つの電極３１、４１の間に介在させることにより、２つの電極３１、４１を接合している。
そして、導電性接着剤２中の導電性フィラー２２の表面に、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させておく。

即ち、導電性フィラー２２の表面に導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させた導電性接着剤２を予め作製しておく。
その後、作製した導電性接着剤２を２つの電極３１、４１間に配置し、加熱によって硬化させる。
このようにして、電極接合構造１の２つの電極３１、４１を接合する。

次に、本例の導電性接着剤２について説明する。
本例の導電性接着剤２は、ベース樹脂２１中に導電性フィラー２２を分散させてなる。
そして、導電性フィラー２２の表面には、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３が付着している。

次に、本例の導電性接着剤２の製造方法について説明する。
本例の導電性接着剤２の製造方法は、導電性フィラー２２の表面に、導電性フィラー２２よりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質２３を付着させる微細導電性物質付着工程と、導電性フィラー２２とベース樹脂２１とを混合する混合工程とを有する。

まず、微細導電性物質付着工程として、導電性フィラー２２にカーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）を行うことにより、導電性フィラー２２の表面からカーボンナノチューブを成長させる。
次に、混合工程として、表面にカーボンナノチューブを成長させた導電性フィラー２２とベース樹脂２１とを混合する。
このようにして、導電性接着剤２を作製する。

なお、微細導電性物質付着工程では、導電性フィラー２２と別途準備したカーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、導電性フィラー２２を構成する原子とカーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、カーボンナノチューブを導電性フィラー２２に付着させることもできる。

次に、本例の電気接合構造１における作用効果について説明する。
本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、導電性フィラー２２表面から成長させた微細導電性物質２３としてのカーボンナノチューブを導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたカーボンナノチューブを用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
このように、本例の電極接合構造１は、導電性接着剤２を用いて接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。
なお、本例では、微細導電性物質２３を導電性フィラー２２の表面に設けたが、さらに電極３１、４１の表面に設けることもできる。即ち、上述した実施例１と本例を同時に実施することもできる。

（実施例５）
本例は、実施例４の電極接合構造１において、微細導電性物質２３として上記のカーボンナノチューブに代えて導電性ウイスカーを用いた例である。
本例の導電性ウイスカーは、繊維状で直径が約０．３〜０．７μｍ、長さが約１０〜２０μｍであり、Ｓｎ（錫）より構成されている。なお、この導電性ウイスカーの成分としては、カーボン、チタン酸カリウム等に変更することができる。

また、本例の導電性接着剤２の製造方法では、微細導電性物質付着工程において、上記導電性フィラー２２を加熱処理することにより、導電性フィラー２２に施されためっき皮膜の残留応力が開放されるに伴って生じる金属原子の移動と再配列による結晶化によって、導電性フィラー２２の表面から導電性ウイスカーを成長させる。
その他は、実施例４と同様である。

本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、導電性フィラー２２の表面から成長させた微細導電性物質２３としての導電性ウイスカーを導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたＳｎより構成された導電性ウイスカーを用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
その他は、実施例４と同様の作用効果を有する。

（実施例６）
本例は、実施例４の電極接合構造１において、微細導電性物質２３として上記のカーボンナノチューブに代えて微細金属粒子を用いた例である。
本例の微細金属粒子は、棒状で直径が約１０ｎｍ、長さが約２０ｎｍであり、Ａｕ（金）より構成されている。

また、本例の導電性接着剤２の製造方法では、微細導電性物質付着工程において、微細金属粒子を含有する液体を導電性フィラー２２の表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、微細金属粒子を導電性フィラー２２に付着させる。
本例の上記液体として、キシレンを用いた。
その他は、実施例４と同様である。

本例では、導電性接着剤２と電極３１、４１との界面付近において、導電性フィラー２２に付着させた微細導電性物質２３としての微細金属粒子を導電性接着剤２中の導電性フィラー２２と両方の電極３１、４１との間にそれぞれ介在させている。これにより、両者間の導電性が確保され、接合される２つの電極３１、４１の間に安定した導電性を得ることができる。

また、微細導電性物質２３として導電性に優れたＡｕより構成された微細金属粒子を用いたため、導電性フィラー２２と電極３１、４１との間及び２つの電極３１、４１の間の導電性はより優れたものとなる。
その他は、実施例４と同様の作用効果を有する。

実施例１における、電極接合構造を示す説明図。 実施例１における、導電性接着剤と電極との界面付近を示す説明図。 実施例４における、導電性接着剤と電極との界面付近を示す説明図。

符号の説明

１ 電極接合構造
２ 導電性接着剤
２１ ベース樹脂
２２ 導電性フィラー
２３ 微細導電性物質
３１、４１ 電極

Claims (29)

1. ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合構造であって、
   上記導電性接着剤中の上記導電性フィラー又は／及び少なくとも一方の上記電極の表面には、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させていることを特徴とする電極接合構造。
2. 請求項１において、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする電極接合構造。
3. 請求項１又は２において、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることを特徴とする電極接合構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記微細導電性物質は、少なくとも一方の上記電極の表面に付着していることを特徴とする電極接合構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記微細導電性物質は、上記導電性フィラーの表面に付着していることを特徴とする電極接合構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることを特徴とする電極接合構造。
7. ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合方法において、
   少なくとも一方の上記電極の表面に、上記導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程と、
   その後、上記導電性接着剤を上記２つの電極間に配置させて硬化させる導電性接着剤配設工程とを有することを特徴とする電極接合方法。
8. 請求項７において、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする電極接合方法。
9. 請求項７又は８において、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることを特徴とする電極接合方法。
10. 請求項７〜９のいずれか１項において、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極に上記カーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法を行うことにより、上記電極の表面から上記カーボンナノチューブを成長させることを特徴とする電極接合方法。
11. 請求項７〜９のいずれか１項において、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極と別途準備した上記カーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、上記電極を構成する原子と上記カーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、上記カーボンナノチューブを上記電極に付着させることを特徴とする電極接合方法。
12. 請求項７〜９のいずれか１項において、上記微細導電性物質は導電性ウイスカーであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記電極を加熱処理することにより、該電極の表面から上記導電性ウイスカーを成長させることを特徴とする電極接合方法。
13. 請求項７〜９のいずれか１項において、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質を含有する液体を上記電極の表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、上記微細導電性物質を上記電極に付着させることを特徴とする電極接合方法。
14. ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を、２つの電極の間に介在させることにより、該２つの電極を接合する電極接合方法において、
    上記導電性接着剤中の上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させておくことを特徴とする電極接合方法。
15. 請求項１４において、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする電極接合方法。
16. 請求項１４又は１５において、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることを特徴とする電極接合方法。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１項において、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることを特徴とする電極接合方法。
18. ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤において、
    上記導電性フィラーの表面には、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質が付着していることを特徴とする導電性接着剤。
19. 請求項１８において、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする導電性接着剤。
20. 請求項１８又は１９において、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることを特徴とする導電性接着剤。
21. 請求項１８〜２０のいずれか１項において、上記微細導電性物質は、カーボンナノチューブ、導電性ウイスカー又は微細金属粒子よりなることを特徴とする導電性接着剤。
22. ベース樹脂中に導電性フィラーを分散し該導電性フィラーの接触によって導通を得る導電性接着剤を製造する方法であって、
    上記導電性フィラーの表面に、該導電性フィラーよりも大きさが小さく導電性を有する微細導電性物質を付着させる微細導電性物質付着工程と、
    上記導電性フィラーと上記ベース樹脂とを混合する混合工程とを有することを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
23. 請求項２２において、上記微細導電性物質は、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
24. 請求項２２又は２３において、上記微細導電性物質は、その最小部分の大きさが１００ｎｍ以下であることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
25. 請求項２２〜２４のいずれか１項において、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーに上記カーボンナノチューブを成長させる成長触媒を予め付着又は蒸着させておき、ＣＶＤ法を行うことにより、上記導電性フィラーの表面から上記カーボンナノチューブを成長させることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
26. 請求項２２〜２４のいずれか１項において、上記微細導電性物質はカーボンナノチューブであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーと別途準備した上記カーボンナノチューブとを接触させた状態で加熱処理を行い、上記導電性フィラーと上記カーボンナノチューブとの化合物を生成させることにより、上記カーボンナノチューブを上記導電性フィラーに付着させることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
27. 請求項２２〜２４のいずれか１項において、上記微細導電性物質は導電性ウイスカーであり、上記微細導電性物質付着工程では、上記導電性フィラーを加熱処理することにより、該導電性フィラーの表面から上記導電性ウイスカーを成長させることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
28. 請求項２２〜２４のいずれか１項において、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質を含有する液体を上記導電性フィラーの表面に吹き付け、その後上記液体を乾燥させることにより、上記微細導電性物質を上記導電性フィラーに付着させることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
29. 請求項２２〜２４のいずれか１項において、上記微細導電性物質付着工程では、上記微細導電性物質と上記ベース樹脂を構成する成分の１種又は２種以上を含む液体を作製し、該液体中に上記導電性フィラーを混合させることにより、上記微細導電性物質を上記導電性フィラーの表面に凝集させて付着させることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。

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