JP4967482B2 - 導電粒子、接着剤組成物及び回路接続材料 - Google Patents

導電粒子、接着剤組成物及び回路接続材料 Download PDF

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Description

本発明は、導電粒子、接着剤組成物、回路接続材料及び接続構造、並びに回路部材の接続方法に関する。
液晶表示ディスプレイ用ガラスパネルに液晶駆動用ＩＣを実装する方法として、ＣＨＩＰ−ＯＮ−ＧＬＡＳＳ実装（以下、「ＣＯＧ実装」という。）やＣＨＩＰ−ＯＮ−ＦＬＥＸ実装（以下、「ＣＯＦ実装」という。）が広く用いられている。ＣＯＧ実装は、液晶駆動用ＩＣを直接ガラスパネル上に接合する方法である。一方、ＣＯＦ実装は、金属配線を有するフレキシブルテープに液晶駆動用ＩＣを接合し、これとガラスパネルとを接合する方法である。
上記のＣＯＧ実装及びＣＯＦ実装においては、回路接続材料として異方導電性を有する接着剤組成物を用いることが一般的である。この接着剤組成物は、接着剤成分中に導電粒子を分散させたものである。
近年、液晶表示の高精細化に伴い、液晶駆動用ＩＣの電極であるバンプやフレキシブルテープの金属配線等は、狭ピッチ化及び小面積化の傾向にある。このため、従来の接着剤組成物では、接続すべき回路電極間に介在する導電粒子の数が不十分となり、接続部分の抵抗値が高くなるといった問題が生じることがある。
一方、このような問題を防ぐために、接着剤組成物の導電粒子の含有量を多くすると、隣接する回路電極間の絶縁性が不十分となるおそれがある。
そこで、接続信頼性を向上させる手段として、特許文献１には、導電粒子を含有する接着層の一方の面に絶縁性を有する接着層が形成された接続部材が記載されている。また、特許文献２及び３には、絶縁性を有する皮膜で表面を被覆した導電粒子を用いる技術が記載されている。
特開平０８−２７９３７１号公報 特許第２７９４００９号公報 特開２００１−１９５９２１号公報
特許文献１に記載の接続部材によれば、接続部分の低い抵抗値及び隣接する回路電極間の絶縁性の両方が達成されるという効果が得られる。しかしながら、当該接続部材は、バンプ面積が非常に小面積（例えば、３０００μｍ２未満）の場合において、上記の効果を十分安定的に達成するためには、未だ改善の余地があった。
特許文献２及び３に記載の導電粒子のように、全表面が絶縁性皮膜で被覆された粒子を使用すると、隣接する回路電極間の絶縁性は確保される場合が多い。しかし、このような導電粒子を用いると接続部分の抵抗値を十分に低くすることができなかったり、この抵抗値が経時的に上昇するといった問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、微細な回路電極を有する回路部材同士を接続するに際し、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び隣接する回路電極間の優れた絶縁性の両方を達成可能であるとともに、接続部分の抵抗値の経時的な上昇を十分に抑制可能な導電粒子、接着剤組成物及びこれを用いた回路接続材料を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記の回路接続材料を用いて回路部材が接続された接続構造、並びにこれを得るための回路部材の接続方法を提供することを目的とする。
本発明の導電粒子は、導電性を有する核粒子と、核粒子の表面上に設けられた、有機高分子化合物を含有する絶縁被覆と、を備え、下記式（１）で定義される被覆率が２０〜４０％の範囲である。
Figure 0004967482
本発明の導電粒子は、被覆率が２０〜４０％の範囲となるように絶縁被覆が設けられている。導電粒子の被覆率が２０〜４０％であると、低い初期抵抗値を得るのに十分な量の導電粒子を接着剤成分中に含有させることが可能である。これは、導電粒子の含有量の増大に伴い導電粒子の凝集が生じたとしても、それぞれの導電粒子に設けられた絶縁被覆により、隣接する回路電極同士の電気的接続が十分に防止できるためである。
また、全表面が絶縁被覆で覆われている導電粒子を用いた場合、核粒子と回路電極表面との間に絶縁被覆が存在し、電気的な経路に絶縁被覆が介在することになる。これに対し、本発明の導電粒子は、絶縁被覆が部分的であるため、電気的な経路に介在する絶縁被覆を十分に低減することができる。このため、経路に存在する絶縁被覆の影響を十分に抑制することができる。したがって、全表面が絶縁被覆で覆われている導電粒子と比較し、接続部分の初期抵抗値を低くすることができ且つこの抵抗値の経時的な上昇をより確実に抑制することができる。
本発明の導電粒子の絶縁被覆を構成する有機高分子化合物の架橋度は、５〜２０％であることが好ましい。有機高分子化合物の架橋度が５〜２０％であると、隣接する回路電極間の優れた絶縁性をより確実に確保できるとともに、接続部分の低い抵抗値及びこの抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方をより確実に達成することができる。
本発明の導電粒子が備える絶縁被覆は、核粒子の表面上に設けられた、有機高分子化合物を含有する複数の絶縁性粒子で構成することができる。この場合、絶縁性粒子の粒径（Ｄ２）と核粒子の粒径（Ｄ１）との比率（Ｄ２／Ｄ１）は、１／１０以下であることが好ましい。この比率が１／１０以下であると、接続部分の低い抵抗値及びこの抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方をより確実に達成することができる。
本発明の導電粒子が備える絶縁被覆は、核粒子の表面上に設けられた、有機高分子化合物を含有する絶縁性層で構成することができる。この場合、絶縁性層の厚さ（Ｔ２）と核粒子の粒径（Ｄ１）との比率（Ｔ２／Ｄ１）は、１／１０以下であることが好ましい。この比率が１／１０以下であると、接続部分の低い抵抗値及びこの抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方をより確実に達成することができる。
本発明の接着剤組成物は、接着性を有する接着剤成分と、接着剤成分中に分散している本発明の上記導電粒子と、を備える。本発明の接着剤組成物は、上記導電粒子を備えているため、接続すべき回路電極が微細なものであっても、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び隣接する回路電極間の優れた絶縁性の両方を達成可能であるとともに、接続部分の抵抗値の経時的な上昇を十分に抑制することができる。
本発明の回路接続材料は、本発明に係る上記接着剤組成物からなり、回路部材同士を接着するとともに、それぞれの回路部材が有する回路電極同士を電気的に接続するために用いられるものである。
本発明の接続構造は、対向配置された一対の回路部材と、本発明に係る上記回路接続材料の硬化物からなり、一対の回路部材の間に介在しそれぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように当該回路部材同士を接着する接続部と、を備える。
本発明の接続構造においては、一対の回路部材の少なくとも一方がＩＣチップであってもよい。また、当該接続構造においては、一対の回路部材がそれぞれ有する回路電極の少なくとも一方の表面が、金、銀、錫、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金及びインジウム錫酸化物から選ばれる少なくとも１種で構成されていてもよい。
また、本発明の接続構造においては、接続部に当接している一対の回路部材の当接面の少なくとも一方が、窒化シリコン、シリコーン化合物及びポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種以上の素材によって構成される部分を有していてもよい。
本発明の回路部材の接続方法は、対向配置された一対の回路部材の間に本発明に係る上記回路接続材料を介在させ、全体を加熱及び加圧して、回路接続材料の硬化物からなり、一対の回路部材の間に介在しそれぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように回路部材同士を接着する接続部を形成することにより、一対の回路部材及び接続部を備える接続構造を得るものである。
本発明によれば、微細な回路電極を有する回路部材同士を接続するに際し、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び隣接する回路電極間の優れた絶縁性の両方を達成可能であるとともに、接続部分の抵抗値の経時的な上昇を十分に抑制可能な導電粒子、接着剤組成物及びこれを用いた回路接続材料を提供することができる。また、上記の回路接続材料を用いて回路部材が接続された接続構造、並びにこれを得るための回路部材の接続方法を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
なお、本明細書における「（メタ）アクリル酸」とは「アクリル酸」及びそれに対応する「メタクリル酸」を意味し、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリロキシ基」とは「アクリロキシ基」及びそれに対応する「メタクリロキシ基」を意味し、「（メタ）アクリロイル基」とは「アクリロイル基」及びそれに対応する「メタクリロイル基」を意味する。
図１は、本発明に係る導電粒子を備える接着剤組成物が回路接続材料として使用され、回路電極同士が接続された接続構造を示す概略断面図である。図１に示す接続構造１００は、相互に対向する第１の回路部材３０及び第２の回路部材４０を備えており、第１の回路部材３０と第２の回路部材４０との間には、これらを接続する接続部５０ａが設けられている。
第１の回路部材３０は、回路基板（第１の回路基板）３１と、回路基板３１の主面３１ａ上に形成される回路電極（第１の回路電極）３２とを備えている。第２の回路部材４０は、回路基板（第２の回路基板）４１と、回路基板４１の主面４１ａ上に形成される回路電極（第２の回路電極）４２とを備えている。回路基板３１、４１において、回路電極３２、４２の表面は平坦になっている。なお、ここでいう「回路電極の表面が平坦」とは、回路電極の表面の凹凸が２０ｎｍ以下であることを意味する。
回路部材の具体例としては、ＩＣチップ（半導体チップ）、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品などが挙げられる。これらの回路部材は、回路電極を備えており、多数の回路電極を備えているものが一般的である。上記回路部材が接続される、もう一方の回路部材の具体例としては、金属配線を有するフレキシブルテープ、フレキシブルプリント配線板、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が蒸着されたガラス基板などの配線基板が挙げられる。本発明によれば、これらの回路部材同士を効率的且つ高い接続信頼性をもって接続することができる。したがって、本発明に係る導電粒子は、微細な接続端子（回路電極）を多数備えるチップ部品の配線基板上へのＣＯＧ実装もしくはＣＯＦ実装に好適である。
主面３１ａ及び／又は主面４１ａは、窒化シリコン、シリコーン化合物及びシリコーン樹脂、並びに、感光性もしくは非感光性のポリイミド樹脂等の有機絶縁物質でコーティングされていてもよい。また、主面３１ａ及び／又は主面４１ａが、上記材質からなる領域を部分的に有するものであってもよい。更に、回路基板３１及び／又は回路基板４１自体が上記材質からなるものであってもよい。主面３１ａ，４１ａは、上記材質１種で構成されていてもよく、２種以上で構成されていてもよい。接着剤成分を適宜選択することによって、上記の材質からなる部分を有する回路基板同士も好適に接続することができる。
各回路電極３２，４２の表面は、金、銀、錫、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金及びインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）から選ばれる１種で構成されてもよく、２種以上で構成されていてもよい。また、回路電極３２，４２の表面の材質は、すべての回路電極において同一であってもよく、異なっていてもよい。
接続部５０ａは回路接続材料に含まれる接着剤成分の硬化物２０ａと、これに分散している導電粒子１０Ａとを備えている。そして、接続構造１００においては、対向する回路電極３２と回路電極４２とが、導電粒子１０Ａを介して電気的に接続されている。すなわち、導電粒子１０Ａが、回路電極３２，４２の双方に直接接触している。
このため、回路電極３２，４２間の接続抵抗が十分に低減され、回路電極３２，４２間の良好な電気的接続が可能となる。他方、硬化物２０ａは電気絶縁性を有するものであり、隣接する回路電極同士は絶縁性が確保される。従って、回路電極３２，４２間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。
次に、接着剤成分が硬化する以前の状態の接着剤組成物について詳細に説明する。図２は、本発明に係る接着剤組成物を回路接続材料として使用する際の好適な実施形態を示す概略断面図である。図２に示す回路接続材料５０の形状はシート状である。回路接続材料５０は、接着剤成分２０と、接着剤成分２０中に分散している導電粒子１０Ａとを備える。接着剤組成物は、ペースト状であってもよいが、ＩＣチップなどのＣＯＧ実装もしくはＣＯＦ実装に使用する場合には、作業性の観点から回路接続材料をシート状に形成することが好ましい。
回路接続材料５０は、フィルム状の支持体上に塗工装置を用いて接着剤成分及び導電粒子を含有する接着剤組成物を塗布し、所定時間熱風乾燥することにより作製される。
導電粒子１０Ａの構成について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明に係る導電粒子の好適な実施形態を示す断面図である。図３に示す導電粒子１０Ａは、導電性を有する核粒子１及びこの核粒子１の表面上に設けられた複数の絶縁性粒子２Ａによって構成されている。
核粒子１は、中心部分を構成する基材粒子１ａ及びこの基材粒子１ａの表面上に設けられた導電層１ｂによって構成されている。
基材粒子１ａの材質としては、ガラス、セラミックス、有機高分子化合物などが挙げられる。これらの材質のうち、加熱及び／又は加圧によって変形するもの（例えば、ガラス、有機高分子化合物）が好ましい。基材粒子１ａが変形するものであると、導電粒子１０Ａが回路電極３２，４２によって押圧された場合、回路電極との接触面積が増加する。また、回路電極３２，４２の表面の凹凸を吸収することができる。したがって、回路電極間の接続信頼性が向上する。
上記のような観点から、基材粒子１ａを構成する材質として好適なものは、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリブタジエン樹脂又はこれらの共重合体、及び、これらを架橋したものである。基材粒子１ａは粒子間で同一又は異なる種類の材質であってもよく、同一粒子に１種の材質を単独で、又は２種以上の材質を混合して用いてもよい。
基材粒子１ａの平均粒径は、用途などに応じて適宜設計可能であるが、０．５〜２０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましく、２〜５μｍであることが更に好ましい。平均粒径が０．５μｍ未満の基材粒子を用いて導電粒子を作製すると、粒子の二次凝集が生じ、隣接する回路電極間の絶縁性が不十分となる傾向があり、２０μｍを越える基材粒子を用いて導電粒子を作製すると、その大きさに起因して隣接する回路電極間の絶縁性が不十分となる傾向がある。
導電層１ｂは、基材粒子１ａの表面を覆うように設けられた導電性を有する材質からなる層である。導電性を十分確保する観点から、導電層１ｂは、基材粒子１ａの全表面を被覆していることが好ましい。
導電層１ｂの材質としては、例えば、金、銀、白金、ニッケル、銅及びこれらの合金、錫を含有するはんだなどの合金、並びに、カーボンなどの導電性を有する非金属が挙げられる。基材粒子１ａに対し、無電解めっきによる被覆が可能であることから、導電層１ｂの材質は金属であることが好ましい。また、十分なポットライフを得るためには、金、銀、白金又はこれらの合金がより好ましく、金が更に好ましい。なお、これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
導電層１ｂの厚さは、これに使用する材質や用途などに応じて適宜設計可能であるが、５０〜２００ｎｍであることが好ましく、８０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。厚さが５０ｎｍ未満であると、接続部分の十分に低い抵抗値が得られなくなる傾向がある。他方、２００ｎｍを越える厚さの導電層１ｂは、製造効率が低下する傾向がある。
導電層１ｂは、一層又は二層以上で構成することができる。いずれの場合においても、これを用いて作製される接着剤組成物の保存性の観点から、核粒子１の表面層は、金、銀、白金又はこれらの合金で構成することが好ましく、金で構成することがより好ましい。導電層１ｂが、金、銀、白金又はこれらの合金（以下、「金などの金属」という。）からなる一層で構成される場合、接続部分の十分に低い抵抗値を得るためには、その厚さは１０〜２００ｎｍであることが好ましい。
他方、導電層１ｂが二層以上で構成される場合、導電層１ｂの最外層は金などの金属で構成することが好ましいが、最外層と基材粒子１ａと間の層は、例えば、ニッケル、銅、錫又はこれらの合金を含有する金属層で構成してもよい。この場合、導電層１ｂの最外層を構成する金などの金属からなる金属層の厚さは、接着剤組成物の保存性の観点から、３０〜２００ｎｍであることが好ましい。ニッケル、銅、錫又はこれらの合金は、酸化還元作用で遊離ラジカルを発生することがある。このため、金などの金属からなる最外層の厚さが３０ｎｍ未満であると、ラジカル重合性を有する接着剤成分と併用した場合、遊離ラジカルの影響を十分に防止することが困難となる傾向がある。
導電層１ｂを基材粒子１ａ表面上に形成する方法としては、無電解めっき処理や物理的なコーティング処理が挙げられる。導電層１ｂの形成の容易性の観点から、金属からなる導電層１ｂを無電解めっき処理によって基材粒子１ａの表面上に形成することが好ましい。
絶縁性粒子２Ａは、有機高分子化合物によって構成されている。有機高分子化合物としては、熱軟化性を有するものが好ましい。絶縁性粒子の好適な素材は、例えば、ポリエチレン、エチレン−酢酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−（メタ）アクリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、（メタ）アクリル酸エステル系ゴム、スチレン−エチレン−ブチレン共重合体、フェノキシ樹脂、固形エポキシ樹脂等である。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、粒度分布の分散度、耐溶剤性及び耐熱性の観点から、スチレン−（メタ）アクリル共重合体が特に好適である。絶縁性粒子２Ａの製造方法としては、シード重合法などが挙げられる。
絶縁性粒子２Ａを構成する有機高分子化合物の軟化点は、回路部材同士の接続時の加熱温度以上であることが好ましい。軟化点が接続時の加熱温度未満であると、接続時に絶縁性粒子２Ａが過度に変形することに起因して、良好な電気的接続が得られなくなる傾向がある。
絶縁性粒子２Ａを構成する有機高分子化合物の架橋度は、５〜２０％であることが好ましく、５〜１５％であることがより好ましく、８〜１３％であることが更に好ましい。架橋度が上記範囲内である有機高分子化合物は、範囲外の有機高分子化合物と比較し、接続信頼性と絶縁性の両方が優れるという特性を有している。したがって、架橋度が５％未満であると、隣接する電極回路間の絶縁性が不十分となる傾向がある。他方、架橋度が２０％を越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。
有機高分子化合物の架橋度は、架橋性モノマーと非架橋性モノマーの組成比によって調整することができる。本発明でいう架橋度は、架橋性モノマーと非架橋性モノマーの組成比（仕込み重量比）による理論計算値を意味する。すなわち、有機高分子化合物を合成するに際して配合する架橋性モノマーの仕込み重量を架橋性及び非架橋性のモノマーの合計仕込み重量比で除して算出される値である。
絶縁性粒子２Ａを構成する有機高分子化合物のゲル分率は、９０％以上であることが好ましく、９５％以上がより好ましい。ゲル分率が９０％未満であると、導電粒子１０Ａを接着剤成分中に分散させて接着剤組成物を作製した場合、接着剤成分の絶縁抵抗が経時的に低下する傾向がある。
ここでいうゲル分率とは、有機高分子化合物の溶剤に対する耐性を示す指標であり、その測定方法を以下に説明する。ゲル分率を測定すべき有機高分子化合物（被測定試料）の質量（質量Ａ）を測定する。被測定試料を容器内に収容し、これに溶剤を入れる。温度２３℃において、被測定試料を溶剤に２４時間撹拌浸漬する。その後、溶剤を揮発させるなどして除去し、攪拌浸漬後の被測定試料の質量（質量Ｂ）を測定する。ゲル分率（％）は、（質量Ｂ／質量Ａ×１００）の式によって算出される値である。
ゲル分率の測定に使用する溶剤は、トルエンである。なお、接着剤組成物の溶液の調製には、一般に、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフランが使用される。これらの中から１種を単独で、又は２種以上混合して使用することができる。
絶縁性粒子２Ａの平均粒径は、用途などに応じて適宜設計可能であるが、５０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜４００ｎｍであることがより好ましく、１００〜３００ｎｍであることが更に好ましい。平均粒径が５０ｎｍ未満であると、隣接する回路間の絶縁性が不十分となる傾向があり、他方、５００ｎｍを越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。
絶縁性粒子２Ａは、上記式（１）で定義される被覆率が２０〜４０％となるように核粒子１の表面上に形成される。本発明の効果を一層確実に得る観点から、被覆率は、２５〜３５％であることが好ましく、２８〜３２％であることがより好ましい。被覆率が２０％未満であると、隣接する回路電極間の絶縁性が不十分となる傾向があり、他方、４０％を越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。なお、核粒子１を被覆している複数の絶縁性粒子２Ａは、核粒子１の表面上において、十分分散していることが好ましい。
本発明でいう被覆率は、示差走査電子顕微鏡（倍率８０００倍）による観察によって得られる、下記の測定値に基づくものである。すなわち、被覆率は、核粒子及び絶縁性粒子のそれぞれの粒子径、並びに１個の核粒子に付着している絶縁性粒子の個数に基づき、算出される値である。任意に選択した粒子５０個について上記のようにして測定し、その平均値を算出する。
核粒子１の粒径は、以下のようにして測定される。すなわち、１個の核粒子を任意に選択し、これを示差走査電子顕微鏡で観察してその最大径及び最小径を測定する。この最大径及び最小径の積の平方根をその粒子の粒径とする。任意に選択した核粒子５０個について上記のようにして粒径を測定し、その平均値を核粒子１の粒径（Ｄ１）とする。絶縁性粒子２Ａの粒径についても、これと同様にして任意の絶縁性粒子５０個についてその粒径を測定し、その平均値を絶縁性粒子２Ａの粒子径（Ｄ２）とする。
１個の導電粒子が備える絶縁性粒子の個数は、以下のようにして測定される。すなわち、複数の絶縁性粒子２Ａで表面の一部が被覆された導電粒子１個を任意に選択する。そして、これを示差走査電子顕微鏡で撮像し、観察し得る核粒子表面上に付着している絶縁性粒子の数をカウントする。これにより得られたカウント数を２倍にすることで１個の核粒子に付着している絶縁性粒子の数を算出する。任意に選択した導電粒子５０個について上記のようにして絶縁性粒子の数を測定し、その平均値を１個の導電粒子が備える絶縁性粒子の個数とする。
式（１）の核粒子の全表面積は、上記Ｄ１を直径とする球の表面積を意味する。一方、核粒子表面の絶縁被覆で覆われている部分の面積は、上記Ｄ２を直径とする円の面積の値に１個の導電粒子が備える絶縁性粒子の個数を乗ずることによって得られる値を意味する。
絶縁性粒子２Ａの平均粒径Ｄ２と核粒子１の平均粒径Ｄ１の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、１／１０以下であることが好ましく、１／１５以下であることがより好ましい。なお、この比率（Ｄ２／Ｄ１）の下限は、１／２０であることが好ましい。Ｄ２／Ｄ１が１／１０を越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。他方、１／２０未満であると、隣接する回路間の絶縁性が不十分となる傾向がある。
なお、核粒子１の表面上に形成する絶縁被覆は、絶縁性粒子２Ａのように球状のものに限定されない。絶縁被覆は、絶縁性粒子２Ａと同様の材質からなる絶縁性層であってもよい。例えば、図４に示す導電粒子１０Ｂは、核粒子１の表面上に部分的に設けられた絶縁性層２Ｂを備えている。
絶縁性層２Ｂは、上記式（１）で定義される被覆率が２０〜４０％となるように核粒子１の表面上に形成される。本発明の効果を一層確実に得る観点から、被覆率は、２５〜３５％であることが好ましく、２８〜３２％であることがより好ましい。被覆率が２０％未満であると、隣接する回路電極間の絶縁性が不十分となる傾向があり、他方、４０％を越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。なお、核粒子１を被覆している絶縁性層２Ｂの各被覆領域は、核粒子１の表面上において、十分分散していることが好ましい。各被覆領域は、それぞれ孤立していてもよく、連続していてもよい。
絶縁性層２Ｂの厚さＴ２と核粒子１の平均粒径Ｄ１の比率（Ｔ２／Ｄ１）は、１／１０以下であることが好ましく、１／１５以下であることがより好ましい。なお、この比率（Ｔ２／Ｄ１）の下限は、１／２０であることが好ましい。Ｔ２／Ｄ１が１／１０を越えると、接続部分の十分に低い初期抵抗値及び抵抗値の経時的な上昇の抑制の両方を達成することが困難となる傾向がある。他方、１／２０未満であると、隣接する回路間の絶縁性が不十分となる傾向がある。
絶縁被覆が絶縁性層２Ｂにより構成される場合の被覆率は、以下の手順により算出することができる。すなわち、任意に選択した導電粒子５０個を示差走査電子顕微鏡でそれぞれ撮像し、観察し得る核粒子表面上に付着している絶縁性層の面積の測定値を相加平均することにより得ることができる。また、絶縁性層２Ｂの厚さＴ２についても、任意に選択した導電粒子５０個を示差走査電子顕微鏡でそれぞれ撮像し、各導電粒子の表面上の絶縁性層２Ｂの厚さの測定値を相加平均することにより得ることができる。
核粒子１の表面に絶縁被覆（絶縁性粒子２Ａもしくは絶縁性層２Ｂ）を形成する方法としては、公知の手法を使用することができ、有機溶媒や分散剤による化学変化を利用した湿式方式及び機械エネルギーによる物理化学的変化を利用した乾式方式が挙げられる。例えば、噴霧法、高速撹拌法、スプレードライヤー法などが挙げられる。
本発明の効果を一層確実に得るためには、粒子径が十分に均一化されている複数の絶縁性粒子２Ａを核粒子１の表面上に設け、これにより絶縁被覆を構成することが好ましい。また、溶媒や分散剤の完全除去が困難な湿式方式よりも溶媒を使用しない乾式方式を採用することが好ましい。
乾式方式で核粒子１の表面上に絶縁被覆を形成できる装置としては、例えば、メカノミル（商品名、株式会社徳寿工作所製）、ハイブリダイザー（株式会社奈良機械製作所製、商品名：ＮＨＳシリーズ）などが挙げられる。このうち、絶縁被覆を核粒子１の表面上に形成する際に核粒子１の表面を好適な状態に改質することができることから、ハイブリダイザーを用いることが好ましい。この装置によれば粒子レベルでの精密な被覆を行うことができ、粒子径が十分に均一化された絶縁性粒子２Ａを核粒子１の表面上に形成することができる。
絶縁被覆の形状の制御は、例えば、被覆処理の条件を調整することにより行うことができる。被覆処理の条件は、例えば、温度、回転速度である。また、絶縁性粒子２Ａの粒径もしくは絶縁性層２Ｂの厚さは、被覆処理の条件や当該処理に供する核粒子１と有機高分子化合物（絶縁被覆の材質）との配合比率を調整することにより行うことができる。
被覆処理（乾式方式）の温度は、３０〜９０℃であることが好ましく、５０〜７０℃であることがより好ましい。また、被覆処理（乾式方式）の回転速度は、６０００〜２００００／分であることが好ましく、１００００〜１７０００／分であることがより好ましい。
次に、導電粒子を分散させる接着剤成分について説明する。接着剤成分２０としては、（ａ）熱硬化性樹脂及び（ｂ）熱硬化性樹脂用硬化剤からなる接着剤を含有する組成物、（ｃ）加熱又は光によって遊離ラジカルを発生する硬化剤及び（ｄ）ラジカル重合性物質からなる接着剤を含有する組成物、又は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）との混合組成物が好ましい。
なお、接着剤成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂であってもよい。ただし、耐熱性、耐湿性及び機械的特性の観点から、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂などの硬化性樹脂が好ましい。以下、接着剤成分について詳細に説明する。
（ａ）熱硬化性樹脂としては、任意の温度範囲における硬化処理が可能な熱硬化性樹脂であれば特に限定されないが、エポキシ樹脂であることが好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、ハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
（ｂ）熱硬化性樹脂用硬化剤としては、アミン系、フェノール系、酸無水物系、イミダゾール系、ヒドラジド系、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、アミンイミド等が挙げられる。これらは、単独または２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
（ｂ）熱硬化性樹脂用硬化剤の配合量は、接着剤成分の総質量を基準として、０．１〜６０．０質量％程度であると好ましく、１．０〜２０．０質量％であるとより好ましい。熱硬化性樹脂用硬化剤の配合量が０．１質量％未満であると、硬化反応の進行が不十分となり、良好な接着強度や接続抵抗値を得ることが困難となる傾向がある。他方、６０質量％を越えると、接着剤成分の流動性が低下したり、ポットライフが短くなったりする傾向がある。また、接続部分の接続抵抗値が高くなる傾向がある。
（ｃ）加熱又は光により遊離ラジカルを発生する硬化剤としては、過酸化化合物、アゾ系化合物などの、加熱又は光により分解して遊離ラジカルを発生するものが挙げられる。目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定される。高反応性とポットライフの点から、半減期１０時間の温度が４０℃以上かつ、半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましい。この場合、（ｃ）加熱又は光により遊離ラジカルを発生する硬化剤の配合量は、接着剤成分の総質量を基準として、０．０５〜１０質量％であると好ましく、０．１〜５質量％であるとより好ましい。
（ｃ）加熱又は光により遊離ラジカルを発生する硬化剤は、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどから選定できる。回路部材の回路電極の腐食を抑えるために、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドから選定されることが好ましく、高反応性が得られるパーオキシエステルから選定されることがより好ましい。
ジアシルパーオキサイド類としては、例えば、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
パーオキシジカーボネート類としては、例えば、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。
パーオキシエステル類としては、例えば、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
パーオキシケタール類としては、例えば、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
ジアルキルパーオキサイド類としては、例えば、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
ハイドロパーオキサイド類としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
これらの（ｃ）加熱又は光により遊離ラジカルを発生する硬化剤は１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。
（ｄ）ラジカル重合性物質は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、例えば、（メタ）アクリレート、マレイミド化合物等が挙げられる。
（メタ）アクリレートとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジ（メタ）アクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ビス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられる。
このようなラジカル重合性物質は１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。接着剤成分は、２５℃での粘度が１０００００〜１００００００ｍＰａ・ｓであるラジカル重合性物質を少なくとも含有することが特に好ましく、特に１０００００〜５０００００ｍＰａ・ｓの粘度（２５℃）を有するラジカル重合性物質を含有することが好ましい。ラジカル重合性物質の粘度の測定は、市販のＥ型粘度計を用いて測定できる。
ラジカル重合性物質の中でもウレタン（メタ）アクリレートが接着性の観点から好ましく、また、耐熱性を向上させるために用いる有機過酸化物との橋かけ後、単独で１００℃以上のＴｇを示すラジカル重合性物質を併用して用いることが特に好ましい。このようなラジカル重合性物質としては、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基及び／又はトリアジン環を分子内に有するものを用いることができる。特に、トリシクロデカニル基やトリアジン環を分子内に有するラジカル重合性物質が好適に用いられる。
マレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基を少なくとも２個以上含有するものが好ましく、例えば、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−トルイレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジメチル−ビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−３，３’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［３−ｓ−ブチル−４，８−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、１，１−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス［１−（４−マレイミドフェノキシ）−２−シクロヘキシル］ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を併用して用いてもよく、アリルフェノール、アリルフェニルエーテル、安息香酸アリルなどのアリル化合物と併用して用いてもよい。
また、必要に応じて、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類などの重合禁止剤を適宜用いてもよい。
接着剤成分２０はフィルム形成性高分子を含有してもよい。接着剤成分２０の全質量を基準として、フィルム形成性高分子の含有量は、２〜８０質量％であることが好ましく、５〜７０質量％であることがより好ましく、１０〜６０質量％であることが更に好ましい。フィルム形成性高分子としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂などが用いられる。
上記のフィルム形成性高分子の中でも水酸基等の官能基を有する樹脂は接着性が向上することができるので、より好ましい。また、これらの高分子をラジカル重合性の官能基で変性したものも用いることができる。
更に、回路接続材料５０は、充填材、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤、フェノール樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート類等を含有することもできる。
充填材を含有した場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。充填材は、その最大径が導電粒子の粒径未満であれば使用でき、５〜６０体積％の範囲が好ましい。６０体積％を越えると、信頼性向上の効果が飽和する。
カップリング剤としては、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種以上の基を含有する化合物が、接着性の向上の点から好ましい。
回路接続材料５０において導電粒子１０Ａの含有量は、回路接続材料５０の全体積を１００体積部とすると、０．１〜３０体積部であることが好ましく、その含有量は用途により使い分ける。なお、高い接続信頼性を達成するためには、その含有量は、０．１〜１０体積部であることがより好ましい。
図５は本発明に係る回路接続材料５０がフィルム状の支持体６０上に設けられている状態を示す断面図である。支持体６０としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンイソフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリオレフィン系フィルム、ポリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリアミドフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、合成ゴム系フィルム、液晶ポリマーフィルム等の各種フィルムを使用することが可能である。上記のフィルムの表面に対し、必要に応じてコロナ放電処理、アンカーコート処理、帯電防止処理などが施された支持体を使用してもよい。
回路接続材料５０を使用する際に、回路接続材料５０から支持体６０を容易に剥離できるように、必要に応じて支持体６０の表面には剥離処理剤をコーティングして使用してもよい。剥離処理剤として、シリコーン樹脂、シリコーンと有機系樹脂との共重合体、アルキッド樹脂、アミノアルキッド樹脂、長鎖アルキル基を有する樹脂、フルオロアルキル基を有する樹脂、セラック樹脂などの各種剥離処理剤を用いることができる。
支持体６０の膜厚は、特に制限されるものではないが、作製された回路接続材料５０の保管、使用時の利便性等を考慮して、４〜２００μｍとすることが好ましく、さらに材料コストや生産性を考慮して、１５〜７５μｍとすることがより好ましい。
（接続方法）
図６は、本発明に係る回路部材の接続方法の一実施形態を概略断面図により示す工程図である。本実施形態では、回路接続材料を熱硬化させて接続構造を製造する。
先ず、上述した第１の回路部材３０と、シート状の回路接続材料５０を用意する。回路接続材料５０は、導電粒子１０Ａを含有する接着剤組成物からなる。
回路接続材料５０の厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。回路接続材料５０の厚さが５μｍ未満であると、第１及び第２の回路電極３２，４２間に回路接続材料５０が充填不足となる傾向がある。他方、５０μｍを超えると、第１及び第２の回路電極３２，４２間の導通の確保が困難となる傾向がある。
次に、回路接続材料５０を第１の回路部材３０の回路電極３２が形成されている面上に載せる。そして、回路接続材料５０を、図５（ａ）の矢印Ａ及びＢ方向に加圧し、回路接続材料５０を第１の回路部材３０に仮接続する（図５（ｂ））。
このときの圧力は回路部材に損傷を与えない範囲であれば特に制限されないが、一般的には０．１〜３０．０ＭＰａとすることが好ましい。また、加熱しながら加圧してもよく、加熱温度は回路接続材料５０が実質的に硬化しない温度とする。加熱温度は一般的には５０〜１９０℃にするのが好ましい。これらの加熱及び加圧は０．５〜１２０秒間の範囲で行うことが好ましい。
次いで、図５（ｃ）に示すように、第２の回路部材４０を、第２の回路電極４２を第１の回路部材３０の側に向けるようにして回路接続材料５０上に載せる。そして、シート状の回路接続材料５０を加熱しながら、図５（ｃ）の矢印Ａ及びＢ方向に全体を加圧する。
このときの加熱温度は、回路接続材料５０が硬化可能な温度とする。加熱温度は、６０〜１８０℃が好ましく、７０〜１７０℃がより好ましく、８０〜１６０℃が更に好ましい。加熱温度が６０℃未満であると硬化速度が遅くなる傾向があり、１８０℃を超えると望まない副反応が進行し易い傾向がある。加熱時間は、０．１〜１８０秒が好ましく、０．５〜１８０秒がより好ましく、１〜１８０秒が更に好ましい。
回路接続材料５０の硬化により接着部５０ａが形成されて、図１に示すような接続構造１００が得られる。接続の条件は、使用する用途、接着剤組成物、回路部材によって適宜選択される。なお、回路接続材料５０の接着剤成分として、光によって硬化するものを使用した場合には、回路接続材料５０に対して活性光線やエネルギー線を適宜照射すればよい。活性光線としては、紫外線、可視光、赤外線等が挙げられる。エネルギー線としては、電子線、エックス線、γ線、マイクロ波等が挙げられる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、基材粒子１ａ及び導電層１ｂにより構成される核粒子１を例示したが、核粒子は導電性を有する材質（例えば、導電層１ｂと同様の材質）により構成されるものであってもよい。また、熱溶融金属からなる粒子を核粒子として使用することもできる。この場合、加熱及び加圧によって核粒子を十分に変形させることができる。
また、導電粒子は、絶縁被覆として絶縁性粒子２Ａ及び絶縁性層２Ｂの両方が核粒子１の表面上に設けられたものであってもよい。
シート状の回路接続材料は、単層構造であってもよく、複数の層が積層された多層構造であってもよい。多層構造の回路接続材料は、接着剤成分及び導電粒子の種類あるいはこれらの含有量が異なる層を複数積層することによって製造することができる。例えば、回路接続材料は、導電粒子を含有する導電粒子含有層と、この導電粒子含有層の少なくとも一方の面上に設けられた、導電粒子を含有しない導電粒子非含有層とを備えるものであってもよい。
図７は、二層構造の回路接続材料が支持体に支持されている状態を示す断面図である。図７に示す回路接続材料７０は、導電粒子を含有する導電粒子含有層７０ａ及び導電粒子を含有しない導電粒子非含有層７０ｂから構成されている。回路接続材料７０の両最外面には、それぞれ支持体６０ａ，６０ｂが設けられている。回路接続材料７０は、支持体６０ａの表面上に導電粒子含有層７０ａを形成し、他方、支持体６０ｂの表面上に導電粒子非含有層７０ｂを形成し、これらの層を従来公知のラミネータなどを使用して貼り合わせることで作製することができる。回路接続材料７０を使用するに際には、適宜支持体６０ａ，６０ｂを剥離して使用する。
回路接続材料７０によれば、回路部材同士の接合時に、接着剤成分の流動に起因する回路電極上における導電粒子の個数の減少を十分に抑制することができる。このため、例えば、ＩＣチップをＣＯＧ実装もしくはＣＯＦ実装によって基板上に接続する場合、ＩＣチップの金属バンプ上の導電粒子の個数を十分に確保することができる。この場合、ＩＣチップの金属バンプを備える面と導電粒子非含有層７０ｂとが、他方、ＩＣチップを実装すべき基板と導電粒子含有層７０ａとが、それぞれ当接するように回路接続材料７０を配置することが好ましい。
（参考例１）
導電性を有する核粒子を以下のようにして製造した。すなわち、基材粒子として架橋ポリスチレン粒子（総研化学製、商品名：ＳＸシリーズ、平均粒径：４μｍ）を準備し、この粒子の表面上に、無電解めっき処理によってＮｉ層（厚さ０．０８μｍ）を設けた。更に、このＮｉ層の外側に無電解めっき処理によってＡｕ層（厚さ０．０３μｍ）を設け、Ｎｉ層及びＡｕ層からなる導電層を有する核粒子を得た。
核粒子の表面を被覆するための有機高分子化合物（絶縁被覆）として、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：２０％、ゲル分率：１８％）を準備した。この架橋アクリル樹脂４ｇと核粒子２０ｇとをハイブリダイザー（株式会社奈良機械製作所製、商品名：ＮＨＳシリーズ）に導入し、導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃とした。これにより、図３に示すような構成の導電粒子を得た。示差走査電子顕微鏡（倍率８０００倍）による観察の結果、この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と９、９’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンを用い、ガラス転移温度が８０℃のフェノキシ樹脂を合成した。このフェノキシ樹脂５０ｇを溶剤に溶解し、固形分４０質量％の溶液を調製した。なお、溶剤としては、トルエンと酢酸エチルの混合溶剤（両者の混合質量比＝１：１）を使用した。
フェノキシ樹脂４０ｇ（固形分）と、マイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂６０ｇ（固形分）とが配合されるように、上記の溶液とエポキシ樹脂とを混合した。これにより得られた接着剤成分の溶液１００体積部に対して、上記導電粒子５体積部を配合し、温度２３℃において撹拌分散することにより、接着剤組成物の溶液を調製した。
剥離処理剤（シリコーン樹脂）による表面処理が施されたＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名：ピューレックス、厚さ：５０μｍ）の面上に、接着剤組成物の溶液を塗工して塗布した。その後、これを熱風乾燥（８０℃にて５分間）することにより、ＰＥＴフィルムに支持された厚さ１０μｍの導電粒子含有層を得た。
更に、接着剤組成物の溶液の代わりに、上記と同様にして調製した接着剤成分の溶液を、ＰＥＴフィルムに塗工して塗布した。その後、これを熱風乾燥（８０℃にて５分間）することにより、ＰＥＴフィルムに支持された厚さ１０μｍの導電粒子非含有層を得た。
これらの接着フィルム同士を、従来公知のラミネータを用いて貼り合わせた。これにより、図７に示す状態の二層構成の回路接続材料を得た。
（接続構造の作製）
上記のようにして製造した回路接続材料を用いてＩＴＯ基板（表面抵抗＜２０Ω／□）とＩＣチップとを接続し、接続構造を形成した。ＩＣチップは、面積２５００μｍ２（５０μｍ×５０μｍ）、ピッチ１００μｍ、高さ２０μｍの金バンプを備えるものを使用した。ＩＴＯ基板は、厚さ１．１ｍｍのガラス板の表面上にＩＴＯを蒸着により形成したものを使用した。
ＩＣチップとＩＴＯ基板との間に、回路接続材料を介在させ、圧着装置（東レエンジニアリング株式会社製、商品名：ＦＣ−１２００）を用いて接続を行った。具体的には、まず、導電粒子含有層側のＰＥＴフィルムを剥離し、導電粒子含有層がＩＴＯ基板と当接するように回路接続材料をＩＴＯ基板上に配置した。そして、圧着装置を用いて仮圧着（温度７５℃、圧力１．０ＭＰａにて２秒間）を行った。そして、導電粒子非含有層側のＰＥＴフィルムを剥離した後、金バンプが導電粒子非含有層と当接するようにＩＣチップを載置した。土台に石英ガラスを使用し、温度２１０℃、圧力８０ＭＰａにて５秒間加熱加圧することによって接続部を備える接続構造を得た。
（初期接続抵抗の測定）
上記のようにして作製した接続構造の接続部の初期抵抗を抵抗測定機（株式会社アドバンテスト製、商品名：デジタルマルチメータ）を用いて測定した。なお、測定は電極間に１ｍＡの電流を流して行った。
（隣接電極間の絶縁性の評価）
隣接する電極間の絶縁抵抗を抵抗測定機（株式会社アドバンテスト製、商品名：デジタルマルチメータ）を用い、以下の手順で測定した。まず、接続構造の接続部に直流（ＤＣ）５０Ｖの電圧を１分間印加した。そして、絶縁抵抗の測定は、電圧印加後の接続部に対し、２端子測定法によって行った。なお、上記の電圧の印加には、電圧計（株式会社アドバンテスト製、商品名：ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ）を用いた。
（接続抵抗の経時的変化の評価）
次に、接続部の抵抗値の経時的な上昇について、温度サイクル試験を行うことによって評価した。温度サイクル試験は、接続構造を温度サイクル槽（ＥＴＡＣ製、商品名：ＮＴ１０２０）内に収容し、室温から−４０℃への降温、−４０℃から１００℃への昇温及び１００℃から室温への降温の温度サイクルを５００回繰り返すことによって行った。−４０℃及び１００℃における保持時間は、いずれも３０分とした。温度サイクル試験後の接続部分の抵抗の測定は、初期抵抗の測定と同様に行った。
導電粒子の被覆率及び絶縁被覆を構成する有機高分子化合物の架橋度とともに、得られた結果をまとめて表１に示した。
（参考例２）
架橋度２０％の架橋アクリル樹脂の代わりに、架橋度１０％の架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、ゲル分率：８％）を使用したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。導電粒子の被覆率は、２５％であった。
（参考例３）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１０％、ゲル分率：８％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、３０％であった。
（参考例４）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１３％、ゲル分率：１０％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、３５％であった。
（実施例５）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子及び架橋アクリル樹脂をハイブリダイザーに導入し、導電粒子を作製した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
（実施例６）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１０％、ゲル分率：８％）をハイブリダイザーに導入し、導電粒子を作製した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
（実施例７）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１３％、ゲル分率：１０％）をハイブリダイザーに導入し、導電粒子を作製した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
（比較例１）
核粒子の表面上に絶縁被覆を形成せず、絶縁被覆を備える導電粒子を使用する代わりにこの核粒子を用いたことの他は、参考例１と同様にして回路接続材料及び接続構造を作製した。
（比較例２）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１０％、ゲル分率：８％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、１０％であった。
（比較例３）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１０％、ゲル分率：８％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、５０％であった。
（比較例４）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：３％、ゲル分率：２％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、５０％であった。
（比較例５）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：２０％、ゲル分率：１８％）をハイブリダイザーに導入し、図３に示すような構成の導電粒子を作製した。なお、ハイブリダイザーにおける処理条件は、回転速度１６０００／分、反応槽温度６０℃の条件とした。この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
（比較例６）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：１０％、ゲル分率：８％）をハイブリダイザーに導入した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、１０％であった。
（比較例７）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：３％、ゲル分率：２％）をハイブリダイザーに導入した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、５０％であった。
（比較例８）
核粒子の表面上に絶縁被覆を下記のようにして形成したことの他は、参考例１と同様にして導電粒子、回路接続材料及び接続構造を作製した。
すなわち、参考例１で作製したものと同様の核粒子と、架橋アクリル樹脂（総研化学製、商品名：ＭＰシリーズ、架橋度：２０％、ゲル分率：１８％）をハイブリダイザーに導入した。核粒子及び導電粒子の仕込み重量、ハイブリダイザーの回転速度、反応槽温度を適宜調整し、図４に示すような構成の導電粒子を得た。この導電粒子の被覆率は、２５％であった。
参考例２〜４、実施例５〜７及び比較例１〜８で作製した導電粒子に係るパラメータを表１〜４に示す。また、参考例１と同様にして行った各種測定の結果も併せて表１〜４に示す。
Figure 0004967482
Figure 0004967482
Figure 0004967482
Figure 0004967482
本発明に係る導電粒子を備える回路接続材料が回路電極間で使用され、回路電極同士が接続された状態を示す断面図である。 本発明に係る回路接続材料の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る導電粒子の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る導電粒子の他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る回路接続材料が支持体上に設けられている状態を示す断面図である。 本発明に係る回路部材の接続方法の一実施形態を概略断面図により示す工程図である。 本発明に係る回路接続材料が支持体に支持されている状態を示す断面図である。
符号の説明
１…核粒子、１ａ…基材粒子、１ｂ…導電層、２Ａ…絶縁性粒子（絶縁被覆）、２Ｂ…絶縁性層（絶縁被覆）、１０Ａ，１０Ｂ…導電粒子、２０…接着剤成分、３０…第１の回路部材、４０…第２の回路部材、３１…回路基板（第１の回路基板）、３２…回路電極（第１の回路電極）、４１…回路基板（第２の回路基板）、４２…回路電極（第２の回路電極）、５０，７０…回路接続材料、６０，６０ａ，６０ｂ…支持体、７０ａ…導電粒子含有層、７０ｂ…導電粒子非含有層、１００…接続構造。

Claims (7)

  1. 導電性を有する核粒子と、
    前記核粒子の表面上に設けられた、架橋度８〜２０％の有機高分子化合物を含有する絶縁被覆と、
    を備え、
    下記式（１）で定義される被覆率が２０〜４０％の範囲であり、
    前記核粒子は、中心部分を構成する基材粒子と、前記基材粒子の表面上に設けられた導電層とによって構成されるものであり、
    前記絶縁被覆は、前記核粒子の表面上に設けられた、前記有機高分子化合物を含有する絶縁性層で構成されるものであり、前記絶縁性層の厚さ（Ｔ２）と前記核粒子の粒径（Ｄ１）との比率（Ｔ２／Ｄ１）が１／１０以下であり、前記架橋度は前記有機高分子化合物を合成するに際して配合する架橋性モノマーの仕込み重量を架橋性及び非架橋性のモノマーの合計仕込み重量比で除して算出される値である導電粒子。
    Figure 0004967482
  2. 前記有機高分子化合物は架橋度が８〜１５％である、請求項１に記載の導電粒子。
  3. 前記有機高分子化合物は架橋度が８〜１３％である、請求項１に記載の導電粒子。
  4. 前記被覆率が２５〜３５％の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電粒子。
  5. 前記被覆率が２８〜３２％の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電粒子。
  6. 接着性を有する接着剤成分と、
    前記接着剤成分中に分散している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電粒子と、
    を備える接着剤組成物。
  7. 請求項６に記載の接着剤組成物からなり、回路部材同士を接着するとともにそれぞれの回路部材が有する回路電極同士を電気的に接続するために用いられる、回路接続材料。
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