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Patent Searching and Data


Title:
CONDUCTIVE PARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING CONDUCTIVE PARTICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/099143
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a conductive particle (8a) comprising a core particle (11), a palladium layer (12) covering the core particle (11) and having a thickness of not less than 200 Å, and an insulating particle (1) arranged on the surface of the palladium layer (12) and having a particle diameter larger than the thickness of the palladium layer (12).

Inventors:
TAKAI, Kenji (48, Wadai, Tsukuba-sh, Ibaraki 47, 30042, JP)
高井 健次 (〒47 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式会社内 Ibaraki, 30042, JP)
MATSUZAWA, Mitsuharu (1150, Goshomiya, Chikusei-sh, Ibaraki 24, 30885, JP)
松沢 光晴 (〒24 茨城県筑西市五所宮1150番地 日立化成工業株式会社内 Ibaraki, 30885, JP)
Application Number:
JP2009/051964
Publication Date:
August 13, 2009
Filing Date:
February 05, 2009
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI CHEMICAL COMPANY, LTD. (1-1 Nishi-Shinjuku 2-chome, Shinjuku-ku Tokyo, 49, 16304, JP)
日立化成工業株式会社 (〒49 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 Tokyo, 16304, JP)
TAKAI, Kenji (48, Wadai, Tsukuba-sh, Ibaraki 47, 30042, JP)
高井 健次 (〒47 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式会社内 Ibaraki, 30042, JP)
MATSUZAWA, Mitsuharu (1150, Goshomiya, Chikusei-sh, Ibaraki 24, 30885, JP)
International Classes:
H01B5/00; B22F1/02; H01B13/00; H01R11/01
Attorney, Agent or Firm:
HASEGAWA, Yoshiki et al. (SOEI PATENT AND LAW FIRM, Ginza First Bldg.10-6, Ginza 1-chom, Chuo-ku Tokyo 61, 10400, JP)
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Claims:
 コア粒子と、
 前記コア粒子を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
 前記パラジウム層の表面に配置され、粒径が前記パラジウム層の厚さより大きい絶縁性粒子と、
 を備える導電粒子。
 コア粒子と、
 前記コア粒子を被覆する導電層と、
 前記導電層を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
 前記パラジウム層の表面に配置され、粒径が前記導電層及びパラジウム層の厚さの合計より大きい絶縁性粒子と、
 を備える導電粒子。
 コア粒子と、
 前記コア粒子を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層と、
 前記パラジウム層を被覆する金層と、
 前記金層の表面に配置され、粒径が前記パラジウム層及び前記金層の厚さの合計より大きい絶縁性粒子と、
 を備える導電粒子。
 前記金層が還元めっき型の金層である、請求項3に記載の導電粒子。
 前記パラジウム層が還元めっき型のパラジウム層である、請求項1~4のいずれか一項に記載の導電粒子。
 コア粒子の表面にパラジウム層を形成する工程と、
 前記パラジウム層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記パラジウム層の表面に官能基を形成する工程と、
 前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。
 コア粒子の表面に導電層を形成する工程と、
 前記導電層の表面にパラジウム層を形成する工程と、
 前記パラジウム層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記パラジウム層の表面に官能基を形成する工程と、
 前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。
 前記官能基が形成された前記パラジウム層の表面を高分子電解質で処理した後に、前記パラジウム層の表面に前記絶縁性粒子を化学吸着により固定化する、請求項6又は7に記載の導電粒子の製造方法。
 コア粒子の表面にパラジウム層を形成する工程と、
 前記パラジウム層の表面に金層を形成する工程と、
 前記金層の表面を、メルカプト基、スルフィド基、又はジスルフィド基のいずれかを有する化合物で処理し、前記金層の表面に官能基を形成する工程と、
 前記官能基が形成された前記金層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する工程と、
を備える導電粒子の製造方法。
 前記官能基が形成された前記金層の表面を高分子電解質で処理した後に、前記金層の表面に絶縁性粒子を化学吸着により固定化する、請求項9に記載の導電粒子の製造方法。
 前記官能基が、水酸基、カルボキシル基、アルコキシル基、又はアルコキシカルボニル基のいずれかである、請求項6~10のいずれか一項に記載の導電粒子の製造方法。
 前記高分子電解質がポリアミン類である、請求項8又は10に記載の導電粒子の製造方法。
 前記ポリアミン類がポリエチレンイミンである、請求項12に記載の導電粒子の製造方法。
 前記絶縁性粒子が無機酸化物である、請求項6~13のいずれか一項に記載の導電粒子の製造方法。
 前記無機酸化物がシリカである、請求項14に記載の導電粒子の製造方法。
Description:
導電粒子及び導電粒子の製造方

 本発明は、導電粒子及び導電粒子の製造 法に関する。

 液晶表示用ガラスパネルに液晶駆動用IC 実装する方式は、COG(Chip-on-Glass)実装とCOF(Chip -on-Flex)実装の2種類に大別することが出来る

 COG実装では、導電粒子を含む異方導電性 着剤を用いて液晶用ICを直接ガラスパネル に接合する。一方COF実装では、金属配線を するフレキシブルテープに液晶駆動用ICを接 合し、導電粒子を含む異方導電性接着剤を用 いてそれらをガラスパネルに接合する。ここ でいう異方性とは、加圧方向には導通し、非 加圧方向では絶縁性を保つという意味である 。

 ところで、近年の液晶表示の高精細化に い、液晶駆動用ICの回路電極であるバンプ は狭ピッチ化、狭面積化しているため、異 導電性接着剤の導電粒子が隣接する回路電 間に流出してショートを発生させることが 題となってきていた。

 また、隣接する回路電極間に導電粒子が 出すると、バンプとガラスパネルとの間に 足される異方導電性接着剤中の導電粒子数 減少し、対抗する回路電極間の接続抵抗が 昇し、接続不良を起こすといった問題があ た。

 これらの問題を解決する方法としては、 記特許文献1に例示されるように、異方導電 性接着剤の少なくとも片面に絶縁性の接着剤 を形成することで、COG実装又はCOF実装におけ る接合品質の低下を防ぐ方法や、下記特許文 献2に例示されるように、導電粒子の全表面 絶縁性の被膜で被覆する方法がある。

 下記特許文献3、4には、金層で被覆され 高分子重合体の核粒子を絶縁性の子粒子で 覆する方法が示されている。さらに下記特 文献4では、核粒子を被覆する金層の表面を メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィ 基のいずれかを有する化合物で処理し、金 表面に官能基を形成する方法が示されてい 。これにより金層上に強固な官能基を形成 ることが出来る。

 下記特許文献5には、導電粒子の導電性を 向上させる試みとして、樹脂微粒子上に銅/ めっきを行なう方法が示されている。

 下記特許文献6には、非金属微粒子と、非 金属微粒子を被覆し、銅を50重量%以上含む金 属層と、金属層を被覆するニッケル層と、ニ ッケル層を被覆する金層と、を備える導電粒 子が示されており、この導電粒子によれば、 一般的なニッケルと金からなる導電粒子に比 べて導電性が良くなるとの記載がある。

 下記特許文献7には、基材微粒子、および 前記基材微粒子上に設けられた金属被覆層を 有する導電性粒子であって、前記金属被覆層 中の金の含有率が90重量%以上99重量%以下であ ることを特徴とする導電性粒子の記載がある 。

特開平08-279371号公報

特許第2794009号公報

特許第2748705号公報

国際公開第03/02955号パンフレット

特開2006-028438号公報

特開2001-155539号公報

特開2005-036265号公報

 しかしながら、上記特許文献1に示すように 、回路接続部材の片面に絶縁性の接着剤を形 成する方法では、バンプ面積が3000μm 2 未満に狭小化した場合、安定した接続抵抗を 得るために回路接続部材中の導電粒子を増や す必要がある。このように導電粒子を増した 際には、隣り合う電極間の絶縁性について未 だ改良の余地がある。

 また、上記特許文献2に示すように、隣り 合う電極間の絶縁性を改良するために導電粒 子の全表面を絶縁性の被膜で被覆する方法で は、回路電極間の絶縁性が高くなるものの、 導電粒子の導電性が低くなりやすいといった 課題がある。

 また、上記特許文献3、4に示すように、 縁性の子粒子で導電粒子表面を被覆する方 では、子粒子と導電粒子との接着性の問題 ら、アクリルなど樹脂製の子粒子を用いる 要がある。この場合、樹脂製の子粒子を回 同士の熱圧着時に溶融させ、導電粒子を両 路へ接触させることによって、回路間で導 をとることになる。このとき、溶融した子 子の樹脂が導電粒子の表面を被覆してしま と、導電粒子の全表面を絶縁性の被膜で被 する方法と同様に、導電粒子の導電性が低 なり易いことが分かってきた。このような 由により、絶縁性の子粒子としては無機酸 物等のように比較的高硬度で溶融温度が高 ものが適している。例えば、上記特許文献4 は、シリカ表面を3-イソシアネートプロピ トリエトキシシランで処理し、表面にイソ アネート基を有するシリカと、表面にアミ 基を有する導電粒子とを反応させる方法が 示されている。

 しかしながら、粒子径が500nm以下の粒子 面を官能基で修飾するのは一般的に難しく また官能基で修飾した後に行う遠心分離や 過の際に、シリカなどの無機酸化物が凝集 てしまう不具合が発生し易い。さらに、上 特許文献4に例示される方法では、絶縁性の 粒子の被覆率をコントロールするのが難し 。

 また、金属表面をメルカプト基、スルフ ド基、ジスルフィド基のいずれかを有する 合物で処理する場合、金属上に僅かでもニ ケル等の卑金属や銅といった酸化し易い金 が存在すると、金属と化合物との反応が進 しにくい。

 さらに、本発明者らの研究により明らか なったことであるが、導電粒子上にシリカ の無機物を被覆させた場合、導電粒子上の 属表面をシリカが押しつぶすことで導電性 発現する。従って導電金属をシリカが破壊 ることになるので、導電金属に貴金属以外 物が入っているとマイグレーション特性が 化する傾向がある。

 また、上記特許文献6に示すように、近年 、ニッケル層上に金めっきを行うタイプの導 電粒子が主流になりつつあるが、このような 導電粒子では、ニッケルが溶出し、マイグレ ーションを起こすといった課題がある。さら に、金めっきの厚みを400Å以下に設定すると その傾向が顕著となる。

 また、上記特許文献7に示すように、金の 含有量が90重量%以上である金属被覆層で被覆 された導電粒子は、信頼性の面では良好であ るが、コストが高い。したがって、金の含有 量が高い金属被覆層を備える導電粒子は実用 的とは言い難く、近年は金属被覆層の金含有 量を下げる傾向にある。これに対して、銅め っきを備える導電粒子は、導電性、コストの 上で優れてはいる。しかし、銅めっきを備え る導電粒子では、マイグレーションが発生し やすいため、耐吸湿性の観点で問題がある。 そこで、両者(金と銅)の短所を補う為の試み なされているが、何れも完全ではない。例 ば、上記特許文献5に示す方法では、両者( と銅)の短所を十分に補うことができない。

 本発明は、上記課題に鑑みてなされたも であり、マイグレーションを起こすことな 、コストが安く、かつ導電性が高く、電極 の接続信頼性に優れる導電粒子及び導電粒 の製造方法を提供することを目的とする。

 上記目的を達成するため、第一の本発明 係る導電粒子は、コア粒子と、コア粒子を 覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム層 、パラジウム層の表面に配置され、粒径が ラジウム層の厚さより大きい絶縁性粒子と を備える。

 接着剤中に複数の上記導電粒子を分散さ て得た異方導電性接着剤(異方導電フィルム )を一対の電極間に配置させ、一対の電極を 続(熱圧着)する際に、縦方向(一対の電極が 向する方向)では、導電粒子全体が一対の電 によって圧縮される。その結果、絶縁性粒 がパラジウム層表面からコア粒子側へめり み、それに伴って露出したパラジウム層が 対の電極と接触することが可能となる。す わち、導電粒子のパラジウム層を介して一 の電極間が導通する。一方、横方向(一対の 電極が対向する方向に垂直な方向)では、隣 する導電粒子間に、それぞれの導電粒子が える絶縁性粒子が介在し、絶縁性粒子同士 接触する。そのため、横方向では上記一対 電極とそれらに隣接する電極との間で絶縁 が維持される。

 上記第一の本発明では、絶縁性粒子の粒 がパラジウム層の厚さより大きいため、熱 着の際に、絶縁性粒子が導電粒子の内部へ 実にめり込む。その結果、一対の電極間で い導電性を発現することが可能となる。

 上記第一の本発明では、パラジウム層が 性を有するため、上記導電粒子を備える異 導電性接着剤を用いて一対の電極を接続す 際に、導電粒子を圧縮した後であってもパ ジウム層が割れ難い。そのため、圧縮後の 電粒子の導電性及び電極間の接続信頼性を 上させることが可能となると共に、パラジ ム層の割れに起因するパラジウムのマイグ ーションを防止することが可能となる。ま 、パラジウムは、金、白金等の貴金属と比 して安価であり、実用的である。したがっ 、パラジウム層を備える上記第一の本発明 係る導電粒子は、金又は白金のみを用いた 電粒子に比べて低コストである。

 上記第一の本発明では、パラジウム層の みが200Å以上であるため、十分な導電性を ることが可能となる。

 第二の本発明に係る導電粒子は、コア粒 と、コア粒子を被覆する導電層と、導電層 被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム と、パラジウム層の表面に配置され、粒径 導電層及びパラジウム層の厚さの合計より きい絶縁性粒子と、を備える。

 上記第二の本発明に係る導電粒子を異方 電性接着剤に用いた場合であっても、上記 一の本発明と同様に、縦方向ではパラジウ 層を介して一対の電極間が導通すると共に 横方向では上記一対の電極とそれらに隣接 る電極との間で絶縁性が維持される。

 上記第二に係る本発明では、絶縁性粒子 粒径が導電層及びパラジウム層の厚さの合 より大きいため、熱圧着の際に、絶縁性粒 が導電粒子の内部へ確実にめり込む。その 果、一対の電極間で高い導電性を発現する とが可能となる。

 上記第二の本発明では、パラジウム層が 性を有するため、上記第一の本発明と同様 、圧縮後の導電粒子の導電性及び電極間の 続信頼性を向上させることが可能となると にパラジウムのマイグレーションを防止す ことが可能となる。また、導電層がパラジ ム層で被覆されているため、パラジウム層 よって導電層のマイグレーションも防止さ る。さらに、パラジウムは、金、白金等の 金属と比較して安価であり、実用的である したがって、パラジウム層を備える上記第 の本発明に係る導電粒子は、金又は白金の を用いた導電粒子に比べて低コストである

 上記第二の本発明では、パラジウム層の みが200Å以上であり、且つ導電層を備える め、十分な導電性を得ることが可能となる また、パラジウム層の厚みが200Å以上と厚 ため、導電層のマイグレーションを防止し くなる。

 第二の本発明に係る導電粒子では、導電 がニッケルからなることが好ましい。安価 且つ導電性に優れるニッケルからなる導電 を備えることにより、導電粒子が更に低コ ト化することともに、その導電性が向上す 。

 第三の本発明に係る導電粒子は、コア粒 と、コア粒子を被覆し、厚さが200Å以上で るパラジウム層と、パラジウム層を被覆す 金層と、金層の表面に配置され、粒径がパ ジウム層及び金層の厚さの合計より大きい 縁性粒子と、を備える。

 上記第三の本発明に係る導電粒子を用い 異方導電性接着剤で一対の電極を接続する 合、縦方向では、導電粒子全体が一対の電 によって圧縮される。その結果、絶縁性粒 が金層表面からコア粒子側へめり込み、そ に伴って露出した金層を介して一対の電極 が導通する。一方、横方向では、隣接する 電粒子間に、それぞれの導電粒子が備える 縁性粒子が介在し、絶縁性粒子同士が接触 る。そのため、横方向では上記一対の電極 それらに隣接する電極との間で絶縁性が維 される。

 上記第三に係る本発明では、絶縁性粒子 粒径がパラジウム層及び金層の厚さの合計 り大きいため、熱圧着の際に、絶縁性粒子 導電粒子の内部へ確実にめり込む。その結 、一対の電極間で高い導電性を発現するこ が可能となる。

 上記第三の本発明では、パラジウム層及 金層が延性を有するため、導電粒子を圧縮 た後であっても、パラジウム層及び金層が れ難い。そのため、圧縮後の導電粒子の導 性及び電極間の接続信頼性を向上させるこ が可能となると共に、パラジウム層又は金 の割れに起因するパラジウム又は金のマイ レーションを防止することが可能となる。 た、パラジウムは、金、白金等の貴金属と 較して安価であり、実用的である。したが て、パラジウム層を備える上記第三の本発 に係る導電粒子は、金又は白金のみを用い 導電粒子に比べて低コストである。

 上記第三の本発明では、パラジウム層の みが200Å以上であるため、十分な導電性を ることが可能となる。また、上記第三の本 明では、導電性に優れる金層が最表面に位 するため、導電粒子の表面抵抗を下がり、 電粒子の導電性を向上させることが可能と る。

 上記第三の本発明では、金層が還元めっ 型の金層であることが好ましい。これによ 、パラジウム層に対する金層の被覆率が向 し、導電粒子の表面抵抗を低下させ易くな 。

 上記第一、第二又は第三の本発明では、 ラジウム層が還元めっき型のパラジウム層 あることが好ましい。これにより、コア粒 に対するパラジウム層の被覆率が向上し、 電粒子の導電性を向上させ易くなる。

 上記第一の本発明に係る導電粒子の製造 法は、コア粒子の表面にパラジウム層を形 する工程と、パラジウム層の表面を、メル プト基、スルフィド基、又はジスルフィド のいずれかを有する化合物で処理し、パラ ウム層の表面に官能基を形成する工程と、 能基が形成されたパラジウム層の表面に絶 性粒子を化学吸着により固定化する工程と を備える。

 上記第一の本発明に係る導電粒子の製造 法によれば、上記第一の本発明に係る導電 子を得ることが可能となる。

 上記第二の本発明に係る導電粒子の製造 法は、コア粒子の表面に導電層を形成する 程と、導電層の表面にパラジウム層を形成 る工程と、パラジウム層の表面を、メルカ ト基、スルフィド基、又はジスルフィド基 いずれかを有する化合物で処理し、パラジ ム層の表面に官能基を形成する工程と、官 基が形成されたパラジウム層の表面に絶縁 粒子を化学吸着により固定化する工程と、 備える。

 上記第二の本発明に係る導電粒子の製造 法によれば、上記第二の本発明に係る導電 子を得ることが可能となる。

 上記第一又は第二の本発明に係る導電粒 の製造方法では、パラジウム層の表面を、 ルカプト基、スルフィド基、又はジスルフ ド基のいずれかを有する化合物で処理する とによって、これらの化合物がパラジウム 表面に配位結合し、パラジウム層の表面に 酸基、カルボキシル基、アルコキシル基、 はアルコキシカルボニル基のような官能基 形成することが可能となる。これらの官能 は絶縁性粒子の表面の原子と共有結合又は 素結合を形成するため、パラジウム層の表 に絶縁性粒子が強固に化学吸着することが 能となる。

 上記第一又は第二の本発明に係る導電粒 の製造方法では、ニッケル等の卑金属や銅 らなる層に比べて酸化し難いパラジウム層 表面を化合物で処理するため、ニッケル等 卑金属や銅からなる層を化合物で処理する 合に比べて、パラジウム層の表面と化合物 の反応性が向上し、上記の官能基をパラジ ム層の表面に確実に形成することが可能と る。

 上記第一又は第二の本発明に係る導電粒 の製造方法では、官能基が形成されたパラ ウム層の表面を高分子電解質で処理した後 、パラジウム層の表面に絶縁性粒子を化学 着により固定化することが好ましい。

 官能基が形成されたパラジウム層の表面 位と、絶縁性粒子の表面電位が共に正又は である場合、パラジウム層の表面に絶縁性 子が吸着し難くなる。そこで、官能基が形 されたパラジウム層の表面を高分子電解質 処理することにより、パラジウム層の表面 位が変化するため、高分子電解質で処理し い場合に比べて、パラジウム層の表面に絶 性粒子が吸着し易くなる。

 上記第三の本発明に係る導電粒子の製造 法は、コア粒子の表面にパラジウム層を形 する工程と、パラジウム層の表面に金層を 成する工程と、金層の表面を、メルカプト 、スルフィド基、又はジスルフィド基のい れかを有する化合物で処理し、金層の表面 官能基を形成する工程と、官能基が形成さ た金層の表面に絶縁性粒子を化学吸着によ 固定化する工程と、を備える。

 上記第三の本発明に係る導電粒子の製造 法によれば、上記第三の本発明に係る導電 子を得ることが可能となる。

 上記第三の本発明に係る導電粒子の製造 法では、金層の表面を、メルカプト基、ス フィド基、又はジスルフィド基のいずれか 有する化合物で処理することによって、こ らの化合物が金層表面に配位結合し、金層 表面に水酸基、カルボキシル基、アルコキ ル基、又はアルコキシカルボニル基のよう 官能基を形成することが可能となる。これ の官能基は絶縁性粒子の表面の原子と共有 合又は水素結合を形成するため、金層の表 に絶縁性粒子が強固に化学吸着することが 能となる。

 上記第三の本発明に係る導電粒子の製造 法では、ニッケル等の卑金属や銅からなる に比べて酸化しにくい金層の表面を化合物 処理するため、ニッケル等の卑金属や銅か なる層を化合物で処理する場合に比べて、 層の表面と化合物との反応性が向上し、上 の官能基を金層の表面に確実に形成するこ が可能となる。

 上記第三の本発明に係る導電粒子の製造 法では、官能基が形成された金層の表面を 分子電解質で処理した後に、金層の表面に 縁性粒子を化学吸着により固定化すること 好ましい。

 官能基が形成された金層の表面電位と、 縁性粒子の表面電位が共に正又は負である 合、金層表面に絶縁性粒子が吸着し難くな 。そこで、官能基が形成された金層の表面 高分子電解質で処理することにより、金層 表面電位が変化するため、高分子電解質で 理しない場合に比べて、金層の表面に絶縁 粒子が吸着し易くなる。

 上記第一、第二又は第三の本発明に係る 電粒子の製造方法では、官能基が、水酸基 カルボキシル基、アルコキシル基、又はア コキシカルボニル基のいずれかであること 好ましい。

 水酸基、カルボキシル基、アルコキシル 、又はアルコキシカルボニル基は、水酸基 の間で、脱水縮合による共有結合、又は水 結合のような強固な結合を形成する。した って、絶縁性粒子がその表面に水酸基を有 、且つパラジウム層又は金層の表面に形成 れた官能基が水酸基、カルボキシル基、ア コキシル基、又はアルコキシカルボニル基 ある場合、絶縁性粒子表面の水酸基とパラ ウム層又は金層の表面の官能基とが強固に 合するため、絶縁性粒子がパラジウム層又 金層の表面に強固に吸着することが可能と る。

 上記第一、第二又は第三の本発明に係る 電粒子の製造方法では、高分子電解質がポ アミン類であることが好ましい。

 ポリアミン類は、水溶液中で電離し、且 荷電を有する官能基を主鎖または側鎖に備 る高分子である。このポリアミン類を含む 溶液で処理したパラジウム層又は金層の表 には、ポリアミン類が強固に結合すると共 、ポリアミン類を介して絶縁性粒子をパラ ウム層又は金層の表面へより強固に吸着さ ることが可能となる。

 上記第一、第二又は第三の本発明に係る 電粒子の製造方法では、ポリアミン類がポ エチレンイミンであることが好ましい。

 ポリエチレンイミンは特に電荷密度が高 、結合力が強いため、ポリエチレンイミン 用いることにより、絶縁性粒子をパラジウ 層又は金層の表面へより強固に吸着させ易 なる。

 上記第一、第二又は第三の本発明では、 縁性粒子が無機酸化物であることが好まし 。仮に絶縁性粒子として有機化合物からな 微粒子を用いた場合、無機酸化物からなる 粒子を用いた場合に比べて、異方導電性接 剤の作製工程で絶縁性粒子が変形し易く、 発明の効果が小さくなる傾向がある。また 異方導電性接着剤による電極の熱圧着の際 、有機化合物からなる絶縁性粒子が溶融し 導電粒子の表面を被覆すると、導電粒子の 電性(表面抵抗)が低下する傾向がある。一 、無機酸化物からなる絶縁性粒子を用いた 合、これらの不具合を抑制することが可能 なる。

 上記第一、第二又は第三の本発明では、 機酸化物がシリカであることが好ましい。 リカからなる絶縁性粒子は、絶縁性に優れ 粒子径を制御し易く、且つ安価である。ま 、シリカは水中に分散させて水分散コロイ ルシリカとした際に、その表面に水酸基を するため、パラジウム層又は金層との結合 に優れている。さらに、シリカ表面の水酸 は、パラジウム層又は金層の表面に形成さ た官能基との結合性にも優れている。した って、シリカからなる絶縁性粒子は、パラ ウム層又は金層の表面に強固に吸着するこ が可能となる。

 本発明によれば、マイグレーションを起 すことなく、コストが安く、かつ導電性が く、電極間の接続信頼性に優れる導電粒子 び導電粒子の製造方法を提供することがで る。

図1は、本発明の第一実施形態に係る導 電粒子の概略断面図である。 図2は、本発明の第二実施形態に係る導 電粒子の概略断面図である。 図3は、本発明の第三実施形態に係る導 電粒子の概略断面図である。 図4(a)は、本発明の第一実施形態に係る 導電粒子を備える異方導電性接着剤の概略断 面図であり、図4(b)及び図4(c)は、異方導電性 着剤を用いた接続構造体の作製方法を説明 るための概略断面図である。

符号の説明

 1・・・絶縁性粒子、2、2a、2b、2c・・・ 粒子、3・・・接着剤、4・・・第一の基板、 5・・・第一の電極、6・・・第二の基板、7・ ・・第二の電極、8、8a、8b、8c・・・導電粒 、11・・・コア粒子、12・・・パラジウム層 13・・・導電層、14・・・金層、40・・・異 導電性接着剤、42・・・接続構造体。

 以下、発明を実施するための最良の形態 ついて詳細に説明する。ただし、本発明は 下の実施形態に限定されるものではない。

 [第一実施形態]
 (導電粒子)
 図1に示すように、本発明の第一実施形態に 係る導電粒子8aは、コア粒子11と、コア粒子11 を被覆し、厚さが200Å以上であるパラジウム 層12と、パラジウム層12の表面に配置され、 径がパラジウム層12の厚さより大きい複数の 絶縁性粒子1と、を備える。すなわち、導電 子8aでは、コア粒子11とコア粒子11を被覆す パラジウム層12とを備える母粒子2aの表面の 部が、子粒子である絶縁性粒子1で被覆され ている。

 <母粒子2a>
 本発明で用いる母粒子2aの粒径は、後述す 図4の第一の電極5と第二の電極7との最小の 隔よりも小さいことが好ましい。また、母 子2aの粒径は、電極の高さ(電極の間隔)にば つきがある場合、高さのばらつきよりも大 いことが好ましい。これらの理由から、母 子2aの粒径は、1~10μmであることが好ましく 1~5μmであることがより好ましく、2~3.5μmで ることが特に好ましい。

 従来の導電粒子における母粒子は、金属 みからなる粒子、又は有機物若しくは無機 のコア粒子をめっきなどの方法で金属被覆 たもののいずれかであるが、本実施形態に ける母粒子2aは、有機物又は無機物のコア 子11をめっきなどの方法で金属被覆したもの を用いることが出来る。また、本実施形態で は、母粒子2aとして、有機物のコア粒子をめ きなどの方法で金属被覆したものが好まし 。

 有機物のコア粒子11としては、特に制限 ないが、ポリメチルメタクリレート、ポリ チルアクリレート等のアクリル樹脂、ポリ チレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレ 、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂 どからなる樹脂粒子が好ましい。

 パラジウム層12は延性を有するため、導 粒子8aを圧縮した後において金属割れを起こ し難く、金属割れに伴うマイグレーションも 起こし難い。また、パラジウム層12は卑金属 銅に比べて耐酸性及び耐アルカリ性に優れ ため、後述するメルカプト基、スルフィド 、又はジスルフィド基等の官能基と安定し 結合する。さらに、これらの官能基との結 性においてパラジウムと金及び白金とは同 の傾向を有するが、これらの貴金属を同体 で比較した場合、パラジウムが最も安価で り、実用的である。また、パラジウム層12 導電性に優れている。これらの理由から、 ラジウム層12は、コア粒子11を被覆する金属 として好適である。

 パラジウム層12は、パラジウムとリンと 合金から構成されてもよい。パラジウム層12 が合金である場合、導電性の観点から、合金 中のパラジウムの含有率は70重量%以上である ことが好ましく、90重量%以上100重量%未満で ることがさらに好ましい。

 パラジウム層12は、還元めっき型のパラ ウム層であることが好ましい。これにより コア粒子11に対するパラジウム層12の被覆率 向上し、導電粒子8aの導電性がより向上す 。

 パラジウム層12の厚みは、200Å以上1000Å 下であることが好ましい。パラジウム層の みが200Å未満であると、十分な導電性を得 れない。一方、パラジウム層12の厚みが1000 を超えると、母粒子2a全体の弾性が低下す 傾向がある。母粒子2a全体の弾性が低下する と、導電粒子8aが一対の電極で挟まれ、縦方 に潰された際に、母粒子2aの弾性によって ラジウム層12が電極表面に十分に押し当てら れ難くなる。そのため、パラジウム層12と両 極との接触面積が小さくなり、電極間の接 信頼性を向上させる本発明の効果が小さく る傾向がある。また、パラジウム層12が厚 ほど、コストが高くなり、経済的に芳しく い。

 <絶縁性粒子1>
 絶縁性粒子1は無機酸化物であることが好ま しい。仮に、絶縁性粒子1が有機化合物であ 場合、異方導電性接着剤の作製工程で絶縁 粒子1が変形してしまい、得られる異方導電 接着剤の特性が変化しやすい傾向がある。

 絶縁性粒子1を構成する無機酸化物としては 、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チ タン、ニオブ、亜鉛、錫、セリウム、及びマ グネシウムの群からなるより選ばれる少なく とも一種の元素を含む酸化物が好ましい。こ れらの酸化物は単独で又は2種類以上を混合 て使用することができる。また、無機酸化 としては、上述の元素を含む酸化物の中で 、絶縁性に優れ、粒子径を制御した水分散 ロイダルシリカ(SiO 2 )が最も好ましい。

 このような無機酸化物からなる絶縁性粒 (以下、「無機酸化物微粒子」という。)の 販品としては、例えば、スノーテックス、 ノーテックスUP(日産化学工業(株)製)、クオ トロンPLシリーズ(扶桑化学工業(株)製)等が げられる。

 無機酸化物微粒子の粒子径は、20~500nmで ることが好ましい。なお、無機酸化物微粒 の粒子径は、BET法による比表面積換算法ま はX線小角散乱法で測定される。粒子径が20nm 未満であると、母粒子2aに吸着した無機酸化 微粒子が絶縁膜として作用せずに、電極間 一部にショートを発生させる傾向がある。 方、粒子径が500nmを超えると、電極間で導 性が得られない傾向がある。

 (導電粒子8aの製造方法)
 本発明の第一実施形態に係る導電粒子8aの 造方法は、コア粒子11の表面にパラジウム層 12を形成する工程(S1)と、パラジウム層12の表 を、メルカプト基、スルフィド基、又はジ ルフィド基のいずれかを有する化合物で処 し、パラジウム層12の表面に官能基を形成 る工程(S2)と、官能基が形成されたパラジウ 層の表面を高分子電解質で処理する工程(S3) 、官能基が形成され、且つ高分子電解質で処 理されたパラジウム層12の表面に絶縁性粒子1 を化学吸着により固定化する工程(S4)と、を える。なお、以下では、絶縁性粒子1が、表 に水酸基が形成された無機酸化物微粒子で る場合について説明する。

 <S1>
 まず、コア粒子11の表面にパラジウム層12を 形成して、母粒子2aを得る。その具体的な方 としては、例えば、パラジウムによるめっ が挙げられる。このめっき工程では、まず ラジウム触媒を付与し、その後に還元型無 解パラジウムめっきを行うのが良い。還元 無電解パラジウムめっきの組成としては、( 1)硫酸パラジウムのような水溶性パラジウム 、(2)還元剤、(3)錯化剤及び(4)pH調整剤を加 たものが好ましい。

 <S2>
 次に、パラジウム層12の表面を、パラジウ に対して配位結合を形成するメルカプト基 スルフィド基、又はジスルフィド基のいず かを有する化合物で処理する。これにより パラジウム層12の表面に官能基を形成する。

 パラジウム層12の表面処理に用いる化合 としては、具体的には、メルカプト酢酸、2- メルカプトエタノール、メルカプト酢酸メチ ル、メルカプトコハク酸、チオグリセリン、 システイン等が挙げられる。これらの化合物 で処理されたパラジウム層12の表面に形成さ る官能基としては、水酸基、カルボキシル 、アルコキシル基、又はアルコキシカルボ ル基が挙げられる。

 パラジウムはチオール基(メルカプト基) 反応し易いことに対して、ニッケルのよう 卑金属はチオール基と反応し難い。従って 本実施形態のパラジウム粒子(パラジウム層1 2で被覆されたコア粒子11)は、従来型のニッ ル/金粒子(ニッケル層及び金層で被覆された コア粒子)に比べてチオール基と反応しやす 。特にニッケル/金粒子は金の厚みが300Å以 であると粒子表面のニッケル割合が高くな 傾向がある。

 パラジウム層12の表面を上記化合物で処 する具体的な方法としては、例えば、メタ ール、エタノール等の有機溶媒中にメルカ ト酢酸などの化合物を10~100mmol/l程度分散さ て得た液体中に、パラジウム粒子を分散さ る方法が挙げられる。

 <S3、S4>
 次に、官能基が形成されたパラジウム層12 表面を高分子電解質で処理した後に、パラ ウム層12の表面に絶縁性粒子1を化学吸着さ る。

 水酸基、カルボキシル基、アルコキシル 、又はアルコキシカルボニル基のような官 基を有するパラジウム層12の表面電位(ゼー 電位)は、通常、pHが中性領域であればマイ スである。一方で、後工程でパラジウム層1 2の表面に吸着させる絶縁性粒子1の表面は、 酸基を有する無機酸化物からなるため、絶 性粒子1の表面電位も通常マイナスである。 このように、表面電位がマイナスであるパラ ジウム層12の周囲には、表面電位がマイナス ある絶縁性粒子1が吸着し難い傾向がある。 そこで、パラジウム層12の表面を高分子電解 で処理することにより、パラジウム層12の 面を絶縁性粒子1で被覆し易くなる。

 高分子電解質で処理した後のパラジウム層1 2の表面に絶縁性粒子1を吸着させる方法とし は、高分子電解質と無機酸化物を、パラジ ム層12の表面に交互に積層する方法が好ま い。より具体的には、以下の工程(1)、(2)を 次行うことで、高分子電解質と無機酸化物 粒子とが積層された絶縁性被覆膜で表面の 部が被覆された母粒子2a、すなわち導電粒子 8aを製造できる。
工程(1):パラジウム層12の表面に官能基を有す る母粒子2aを、高分子電解質溶液に分散させ パラジウム層12の表面に高分子電解質を吸 させた後、母粒子2aをリンスする工程。
工程(2):リンス後の母粒子2aを無機酸化物微粒 子の分散溶液に分散し、母粒子2aの表面(パラ ジウム層12)に無機酸化物微粒子を吸着させた 後、母粒子2aをリンスする工程。

 すなわち、工程(1)において、母粒子2aの 面に高分子電解質薄膜を形成し、工程(2)に いて、高分子電解質薄膜を介して母粒子2aの 表面に無機酸化物微粒子を化学吸着により固 定化する。この高分子電解質薄膜を用いるこ とにより、母粒子2aの表面を、欠陥なく均一 無機酸化物微粒子で被覆することができる このような工程(1)、(2)を経て得られた導電 子を用いた異方導電性接着剤を用いて回路 極を接続すると、回路電極間隔が狭ピッチ も絶縁性が確保され、電気的に接続する電 間では接続抵抗が低く良好となる。

 上記の工程(1)、(2)を有する方法は、交互 層法(Layer-by-Layer assembly)と呼ばれる。交互 層法は、G.Decherらによって1992年に発表され 有機薄膜を形成する方法である(Thin Solid Fil ms, 210/211, p831(1992) 参照)。

 この交互積層方法では、正電荷を有する リマー電解質(ポリカチオン)と負電荷を有 るポリマー電解質(ポリアニオン)の水溶液に 、基材を交互に浸漬することで基板上に静電 的引力によって吸着したポリカチオンとポリ アニオンの組が積層して複合膜(交互積層膜) 得られる。

 交互積層法では、静電的な引力によって 基材上に形成された材料の電荷と、溶液中 反対電荷を有する材料が引き合うことによ 膜成長するので、吸着が進行して電荷の中 が起こるとそれ以上の吸着が起こらなくな 。したがって、ある飽和点までに至れば、 れ以上膜厚が増加することはない。

 Lvovらは交互積層法を、微粒子に応用し、 シリカやチタニア、セリアの各微粒子分散液 を用いて、微粒子の表面電荷と反対電荷を有 する高分子電解質を交互積層法で積層する方 法を報告している(Langmuir、Vol.13、(1997)p6195-620 3 参照)。

 この方法を用いると、負の表面電荷を有 るシリカの微粒子と、その反対電荷を持つ リカチオンであるポリジアリルジメチルア モニウムクロライド(PDDA)又はポリエチレン ミン(PEI)などとを交互に積層することで、 リカ微粒子と高分子電解質が交互に積層さ た微粒子積層薄膜を形成することが可能で る。

 本実施形態では、母粒子2aを、高分子電 質溶液又は無機酸化物微粒子の分散液に浸 後、反対電荷を有する微粒子分散液又は高 子電解質溶液に浸漬する前に、溶媒のみの ンスによって余剰の高分子電解質溶液若し は無機酸化物微粒子の分散液を母粒子2aから 洗い流すことが好ましい。

 母粒子2aに吸着した高分子電解質及び無 酸化物微粒子は母粒子2a表面に静電的に吸着 しているために、このリンスの工程で母粒子 2a表面から剥離することはない。しかし、母 子2a吸着していない余剰の高分子電解質ま は無機酸化物微粒子が、それらと反対電荷 有する溶液中に持ち込まれると、溶液内で チオン、アニオンが混ざり、高分子電解質 無機酸化物微粒子の凝集や沈殿を起きるこ がある。このような不具合をリンスによっ 防止することができる。

 リンスに用いる溶媒としては、水、アル ール、アセトン等があるが、通常、過剰な 分子電解質溶液又は無機酸化物微粒子の分 液を除去し易い点において、比抵抗値が18M ・cm以上のイオン交換水(いわゆる超純水)が いられる。

 高分子電解質溶液は、水、又は水と水溶 の有機溶媒との混合溶媒に高分子電解質を 解したものである。使用できる水溶性の有 溶媒としては、例えば、メタノール、エタ ール、プロパノール、アセトン、ジメチル ルムアミド、アセトニトリル等が挙げられ 。

 高分子電解質としては、水溶液中で電離 、荷電を有する官能基を主鎖または側鎖に つ高分子を用いることができる。この場合 ポリカチオンを用いるのが良い。

 ポリカチオンとしては、一般に、ポリア ン類等のように正荷電を帯びることのでき 官能基を有するもの、例えば、ポリエチレ イミン(PEI)、ポリアリルアミン塩酸塩(PAH)、 ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド (PDDA)、ポリビニルピリジン(PVP)、ポリリジン ポリアクリルアミド及びそれらを少なくと 1種以上を含む共重合体などを用いることが できる。

 高分子電解質の中でもポリエチレンイミ は電荷密度が高く、結合力が強い。これら 高分子電解質の中でも、エレクトロマイグ ーションや腐食を避けるために、アルカリ 属(Li、Na、K、Rb、Cs)イオン及びアルカリ土 金属(Ca、Sr、Ba、Ra)イオン、ハロゲン化物イ ン(フッ素イオン、クロライドイオン、臭素 イオン、ヨウ素イオン)を含まないものが好 しい。

 これらの高分子電解質は、いずれも水溶 であるもの、又は水と有機溶媒との混合液 可溶なものであり、高分子電解質の分子量 しては、用いる高分子電解質の種類により 概には定めることができないが、一般に、5 00~200,000程度のものが好ましい。なお、溶液 の高分子電解質の濃度は、一般に、0.01~10重 %程度が好ましい。また高分子電解質溶液の pHは、特に制限はない。

 母粒子2aを被覆する高分子電解質薄膜の 類、分子量、又は濃度を調整することによ 、無機酸化物微粒子の被覆率をコントロー することが出来る。

 具体的には、ポリエチレンイミンなど、 荷密度の高い高分子電解質薄膜を用いた場 、無機酸化物微粒子の被覆率が高くなる傾 があり、ポリジアリルジメチルアンモニウ クロリド等、電荷密度の低い高分子電解質 膜を用いた場合、無機酸化物微粒子の被覆 が低くなる傾向がある。

 また、高分子電解質の分子量が大きい場 、無機酸化物微粒子の被覆率が高くなる傾 があるとともに、無機酸化物微粒子をパラ ウム層12に強固に吸着させることができる 結合力という観点で見た場合、高分子電解 の分子量は10,000以上であることが好ましい 一方、高分子電解質の分子量が小さい場合 無機酸化物微粒子の被覆率が低くなる傾向 ある。

 さらに、高分子電解質を高濃度で用いた 合、無機酸化物微粒子の被覆率が高くなる 向があり、高分子電解質を低濃度で用いた 合、無機酸化物微粒子の被覆率が低くなる 向がある。無機酸化物微粒子の被覆率が高 場合は絶縁性が高く導電性が悪い傾向があ 、無機酸化物微粒子の被覆率が低い場合は 電性が高く絶縁性が悪い傾向がある。

 無機酸化物微粒子は一層のみ被覆されて るのが良い。複層積層すると積層量のコン ロールが困難になる。また、無機酸化物微 子の被覆率は、20~100%の範囲であることが好 ましく、30~60%の範囲であることがさらに好ま しい。

 無機酸化物微粒子の分散溶液中のアルカ 金属イオン及びアルカリ土類金属イオン濃 が100ppm以下であることが好ましい。これに り、隣接する電極間の絶縁信頼性を向上さ 易くなる。また、無機酸化物微粒子として 、金属アルコキシドの加水分解反応、いわ るゾルゲル法により製造される無機酸化物 粒子が好適である。

 特に、無機酸化物微粒子としては、水分散 ロイダルシリカ(SiO 2 )が好ましい。水分散コロイダルシリカは表 に水酸基を有するため、母粒子2aとの結合性 に優れ、粒子径を揃えやすく、安価である点 において、無機酸化物微粒子に好適である。

 一般的に水酸基は、水酸基、カルボキシ 基、アルコキシル基、アルコキシカルボニ 基と強固な結合を形成することで知られる 水酸基とこれら官能基の結合の具体的な様 としては、脱水縮合による共有結合や水素 合が挙げられる。従って、水酸基、カルボ シル基、アルコキシル基、アルコキシカル ニル基などの官能基が形成されたパラジウ 層12(母粒子2a表面)に対して、表面に水酸基 有する無機酸化物微粒子は、強固に吸着す ことが可能となる。

 なお、無機酸化物微粒子の表面の水酸基 、シランカップリング剤などでアミノ基や ルボキシル基、エポキシ基に変性すること 可能であるが、無機酸化物の粒子径が500nm 下の場合、困難である。従って、官能基の 性を行わずに母粒子2aを無機酸化物微粒子で 被覆することが望ましい。

 以上のようにして完成した導電粒子8aを 熱乾燥することで、絶縁性粒子1と母粒子2a の結合を更に強化することが出来る。結合 が増す理由としては、例えば、パラジウム 12の表面のカルボキシル基等の官能基と絶縁 性粒子1の表面の水酸基との化学結合、又は ラジウム層12の表面のカルボキシル基と絶縁 性粒子1の表面のアミノ基の脱水縮合が促進 れることが挙げられる。また加熱を真空で なうと、金属のさび防止の観点から好まし 。なお、後述する第三実施形態のように、 粒子の再表面が金層である場合においても パラジウム層12の場合と同様に、加熱乾燥す ることで、絶縁性粒子と母粒子との結合を更 に強化することが出来る。

 加熱乾燥の温度は60~200℃であることが好 しく、加熱時間は10~180分であることが好ま い。温度が60℃未満の場合や加熱時間が10分 未満の場合は、絶縁性粒子1が母粒子2aから剥 離しやすく、温度が200℃を超える場合や加熱 時間が180分を超える場合は、母粒子2aが変形 やすいので好ましくない。

 (異方導電性接着剤)
 以上のようにして作製した導電粒子8aを、 4(a)に示すように、接着剤3に分散させること により、異方導電性接着剤40が得られる。こ 異方導電性接着剤40を用いた接続構造体42の 作製方法を、図4(b)、(c)に示す。なお、図4で 、図の簡略化のため、導電粒子8が備えるパ ラジウム層12は省略する。

 図4(b)に示すように第一の基板4と第二の 板6を準備し、異方導電性接着剤40をその間 配置する。このとき、第一の基板4が備える 一の電極5と第二の基板6が備える第二の電 7が対向するようにする。その後、第一の基 4と第二の基板6を、第一の電極5と第二の電 7とが対向する方向で加圧加熱しつつ積層し て、図4(c)に示す接続構造体42を得る。

 このようにして接続構造体42を作製する 、縦方向は絶縁性粒子1が母粒子2にめり込ん で第一の電極5と第二の電極7は母粒子2の表面 (パラジウム層)を介して導通し、横方向は母 子間に絶縁性子粒子1が介在することで絶縁 性が維持される。

 COG用の異方導電性接着剤は、近年10μmレ ルの狭ピッチでの絶縁信頼性が求められて るが、本実施形態に係る異方導電性接着剤40 を用いれば、10μmレベルの狭ピッチでの絶縁 頼性を向上させることが可能となる。

 異方導電性接着剤40に用いられる接着剤 しては、熱反応性樹脂と硬化剤の混合物が いられ、具体的には、エポキシ樹脂と潜在 硬化剤との混合物が好ましい。

 エポキシ樹脂としては、エピクロルヒド ンとビスフェノールAやF、AD等から誘導され るビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロ ルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾ ールノボラックから誘導されるエポキシノボ ラック樹脂やナフタレン環を含んだ骨格を有 するナフタレン系エポキシ樹脂、グリシジル アミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、 脂環式等の1分子内に2個以上のグリシジル基 有する各種のエポキシ化合物等を単独に又 2種以上を混合して用いることが可能である 。

 これらのエポキシ樹脂は、不純物イオン(Na + 、Cl - 等)や、加水分解性塩素等を300ppm以下に低減 た高純度品を用いることが好ましい。これ よりエレクトロマイグレーションを防止し くなる。

 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 ンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。 この他、接着剤には、ラジカル反応性樹脂と 有機過酸化物の混合物や紫外線などのエネル ギー線硬化性樹脂が用いられる。

 接着剤3には、接着後の応力を低減するた め、又は接着性を向上するために、ブタジエ ンゴム、アクリルゴム、スチレン-ブタジエ ゴム、シリコーンゴム等を混合することが きる。

 また、接着剤3としてはペースト状又はフ ィルム状のものが用いられる。接着剤をフィ ルム状にするためには、フェノキシ樹脂、ポ リエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑 性樹脂を配合することが効果的である。これ らのフィルム形成性高分子は、反応性樹脂の 硬化時の応力緩和にも効果がある。特に、フ ィルム形成性高分子が、水酸基などの官能基 を有する場合、接着性が向上するためより好 ましい。

 フィルムの形成は、エポキシ樹脂、アク ルゴム、潜在性硬化剤、及びフィルム形成 高分子からなる接着組成物を、有機溶剤に 解又は分散させることにより、液状化して 剥離性基材上に塗布し、硬化剤の活性温度 下で溶剤を除去することにより行われる。 のとき用いる有機溶剤としては、材料の溶 性を向上させる点において、芳香族炭化水 系と含酸素系の混合溶剤が好ましい。

 異方導電性接着剤40の厚みは、導電粒子8 粒径及び異方導電性接着剤40の特性を考慮 て相対的に決定されるが、1~100μmであること が好ましい。1μm未満では充分な接着性が得 れず、100μmを超えると導電性を得るために 量の導電粒子を必要とするために現実的で ない。こうした理由から、厚みは3~50μmであ ことがより好ましい。

 第一の基板4又は第二の基板6としては、 ラス基板、ポリイミド等のテープ基板、ド イバーICなどのベアチップ、リジット型のパ ッケージ基板などが挙げられる。

 [第二実施形態]
 次に、本発明の第二実施形態に係る導電粒 、及び導電粒子の製造方法について説明す 。なお、以下では、上述した第一実施形態 第二実施形態との相違点についてのみ説明 、両者に共通する事項については説明を省 する。

 (導電粒子)
 図2に示すように、第二実施形態に係る導電 粒子8bは、コア粒子11とパラジウム層12との間 に、更に導電層13を備える点において、第一 施形態に係る導電粒子8aと相違する。

 すなわち、本発明の第二実施形態に係る 電粒子8bは、コア粒子11と、コア粒子11を被 する導電層13と、導電層13を被覆し、厚さが 200Å以上であるパラジウム層12と、パラジウ 層12の表面に配置され、粒径が導電層13及び パラジウム層12の厚さの合計より大きい複数 絶縁性粒子1と、を備える。換言すれば、導 電粒子8bでは、コア粒子11とコア粒子11を被覆 する導電層13及びパラジウム層12とを備える 粒子2bの表面の一部が、子粒子である絶縁性 粒子1で被覆されている。

 第二実施形態に係る導電粒子8bも、第一 施形態に係る導電粒子8aと同様に、マイグレ ーションを起こすことなく、コストが安く、 かつ導電性が高く、電極間の接続信頼性に優 れる。また、第二実施形態では、安価で導電 性に優れた非金属や銅等からなる導電層13を 備することにより、導電粒子8bの低コスト 、導電性の向上が可能となる。さらに、第 実施形態では、導電層13がパラジウム層12で 覆されているため、パラジウム層12が導電 13に対してマイグレーションストップ層とし て機能する。

 導電層13としては、金、銀、銅、白金、 鉛、鉄、パラジウム、ニッケル、錫、クロ 、チタン、アルミニウム、コバルト、ゲル ニウム、カドミウム等の金属からなる層、 はITO、はんだといった金属化合物からなる が挙げられる。これらの中でも、導電層13と しては、ニッケルからなる層が好ましい。安 価で且つ導電性に優れるニッケルからなる導 電層を備えることにより、導電粒子が更に低 コスト化することともに、その導電性が向上 する。

 (導電粒子8bの製造方法)
 本発明の第二実施形態に係る導電粒子8bの 造方法は、コア粒子11の表面に導電層13を形 する工程と、導電層13の表面にパラジウム 12を形成する工程と、パラジウム層12の表面 、メルカプト基、スルフィド基、又はジス フィド基のいずれかを有する化合物で処理 、パラジウム層12の表面に官能基を形成す 工程と、官能基が形成されたパラジウム層12 の表面に絶縁性粒子1を化学吸着により固定 する工程と、を備える。

 また、第二実施形態においても、第一実 形態と同様に、官能基が形成されたパラジ ム層12の表面を高分子電解質で処理した後 、パラジウム層12の表面に絶縁性粒子1を吸 させることが好ましい。

 [第三実施形態]
 次に、本発明の第三実施形態に係る導電粒 、及び導電粒子の製造方法について説明す 。なお、以下では、上述した第一実施形態 第三実施形態との相違点についてのみ説明 、両者に共通する事項については説明を省 する。

 (導電粒子)
 図3に示すように、第三実施形態に係る導電 粒子8cは、コア粒子11を被覆するパラジウム 12の表面を金層14が被覆している点において 第一実施形態に係る導電粒子8aと相違する

 すなわち、本発明の第三実施形態に係る 電粒子8cは、コア粒子11と、コア粒子11を被 し、厚さが200Å以上であるパラジウム層12 、パラジウム層12を被覆する金層14と、金層1 4の表面に配置され、粒径がパラジウム層12及 び金層14の厚さの合計より大きい複数の絶縁 粒子1と、を備える。換言すれば、導電粒子 8cでは、コア粒子11とコア粒子11を被覆するパ ラジウム層12及び金層14とを備える母粒子2cの 表面の一部が、子粒子である絶縁性粒子1で 覆されている。

 第三実施形態に係る導電粒子8cも、第一 施形態に係る導電粒子8aと同様に、マイグレ ーションを起こすことなく、コストが安く、 かつ導電性が高く、電極間の接続信頼性に優 れる。また、第三実施形態では、母粒子2cの 外層として金層14を具備するため、母粒子2c の表面抵抗を下げ、導電粒子8c全体の導電性 向上させることが出来る。なお、第三実施 態に係る導電粒子8cは、コア粒子11とパラジ ウム層12との間に、第二実施形態と同様な導 層を更に備えてもよい。

 (導電粒子8cの製造方法)
 第三実施形態に係る導電粒子8cの製造方法 、コア粒子11の表面にパラジウム層12を形成 る工程と、パラジウム層12の表面に金層14を 形成する工程と、金層14の表面を、メルカプ 基、スルフィド基、又はジスルフィド基の ずれかを有する化合物で処理し、金層14の 面に官能基を形成する工程と、官能基が形 された金層14の表面に絶縁性粒子1を化学吸 により固定化する工程と、を備える。

 また、第三実施形態においても、第一実 形態と同様に、官能基が形成された金層14 表面を高分子電解質で処理した後に、金層14 の表面に絶縁性粒子1を吸着させることが好 しい。

 パラジウム層12の表面に金層14を形成する 具体的な方法としては、例えば、金によるめ っきが挙げられる。金めっきはHGS-100(日立化 工業(株)製、商品名)のような置換型金めっ やHGS-2000(日立化成工業(株)製、商品名)のよ な還元型無電解金めっきを用いることがで るが、被覆率を向上させ易いことから、還 型無電解金めっきが好ましい。

 金はチオール基(メルカプト基)と反応し いことに対して、ニッケルのような卑金属 チオールと反応し難い。従って、本実施形 の金粒子(パラジウム層12及び金層14で被覆さ れたコア粒子11)は、従来型のニッケル/金粒 (ニッケル層及び金層で被覆されたコア粒子) に比べてチオール基と反応しやすい。特にニ ッケル/金粒子は金の厚みが300Å以下である 粒子表面のニッケル割合が高くなる傾向が る。

 金めっきの厚さは、表面抵抗の低下とコ トとの兼ね合いもあるため、状況に応じて 定すればよいが、300Å以下であることが好 しい。なお、金めっきの厚さの厚さが300Å 上であっても特性上は問題ない。

 以下、実施例により本発明を説明する。

 (母粒子1)
 平均粒径3.8μmの架橋ポリスチレン粒子(樹脂 微粒子)1gを、パラジウム触媒であるアトテッ クネネオガント834(アトテックジャパン(株)製 、商品名)を8重量%含有するパラジウム触媒化 液100mLに添加し、30℃で30分攪拌した後、直径 3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で濾 過し、水洗を行った。

 次に、水洗後の樹脂微粒子をpH6.0に調整 た0.5重量%ジメチルアミンボラン液に添加し 表面が活性化された樹脂微粒子(樹脂コア粒 子)を得た。その後、蒸留水に表面が活性化 れた樹脂微粒子を浸漬し、超音波分散した

 上記の液を直径3μmのメンブレンフィルタ (ミリポア社製)で濾過し、無電解パラジウム っき液であるAPP(石原薬品工業(株)製、商品 )に50℃の条件で表面が活性化された樹脂微 子を浸漬し、樹脂表面に600Åの無電解Pdめ きを行った。

 その後、直径3μmのメンブレンフィルタ( リポア社製)で濾過し、水洗後に粒子を乾燥 せることで樹脂コア粒子上に600ÅのPd層を する母粒子1を作製した。

 (母粒子2)
 母粒子1を還元型無電解金めっきであるHGS-20 00(日立化成工業(株)製、商品名)に65℃の条件 浸漬し、100Åの金層を追加したこと以外は 母粒子1と同様の方法で、樹脂コア粒子上に 600ÅのPd層と100ÅのAu層を有する母粒子2を作 した。

 (母粒子3)
 無電解パラジウムめっき液処理前の微粒子 濁液を50℃で攪拌しながら、硫酸ニッケル6 和物50g/L、次亜リン酸ナトリウム一水和物20 g/L、ジメチルアミンボラン2.5g/L、クエン酸50g /LからなるpHを7.5に調整した無電解めっき液A 徐々に添加し、樹脂微粒子の無電解ニッケ めっきを行った。

 サンプリングと原子吸光によって、ニッ ルの膜厚を調整し、ニッケル膜厚が300Åに った時点で無電解めっき液Aの添加を中止し た。濾過後、100ml純水洗浄60秒を行い、表面 300Åのニッケル膜を有する粒子を作製した 以上の事項以外は、母粒子1と同様の方法で 樹脂コア粒子上に300ÅのNi層と600ÅのPd層を 有する母粒子3を作製した。

 (母粒子4)
 Pdめっき層の厚みを200Åにしたこと以外は 母粒子3と同様の方法で、樹脂コア粒子上に3 00ÅのNi層と200ÅのPd層を有する母粒子4を作 した。

 (母粒子5)
 平均粒径3.8μmの架橋ポリスチレン粒子(樹脂 微粒子)1gをパラジウム触媒であるアトテック ネネオガント834(アトテックジャパン(株)製、 商品名)を8重量%含有するパラジウム触媒化液 100mLに添加し、30℃で30分攪拌した後、直径3μ mのメンブレンフィルタ(ミリポア社製)で濾過 し、水洗を行った。

 次に、水洗後の樹脂微粒子を、pH6.0に調 した0.5重量%ジメチルアミンボラン液に添加 、表面が活性化された樹脂微粒子を得た。 の後、蒸留水に表面が活性化された樹脂微 子を浸漬し、超音波分散した。

 上記の液を直径3μmのメンブレンフィルタ (ミリポア社製)で濾過し、50℃で攪拌しなが 、硫酸ニッケル6水和物50g/L、次亜リン酸ナ リウム一水和物20g/L、ジメチルアミンボラン 2.5g/L、クエン酸50g/LからなるpHを7.5に調整し 無電解めっき液Aを徐々に添加し、樹脂微粒 の無電解ニッケルめっきを行った。

 サンプリングと原子吸光によって、ニッ ルの膜厚を調整し、ニッケル膜厚が700Åに った時点で無電解めっき液Aの添加を中止し た。濾過後、100ml純水洗浄60秒を行い、表面 700Åのニッケル膜を有する粒子を作製した

 次に、還元型無電解金めっきであるHGS-200 0(日立化成工業(株)製、商品名)に65℃の条件 浸漬し、300Åの金層をめっきにより形成し 。以上の工程により、樹脂コア粒子上に700 のNi層と300ÅのAu層を有する母粒子5を作製し た。

 (母粒子6)
 樹脂微粒子の表面にニッケル膜を作製した 、無電解パラジウムめっき液であるAPP(石原 薬品工業(株)製、商品名)に50℃の条件で表面 活性化された樹脂微粒子を浸漬し、樹脂表 に180Åの無電解Pdめっきを行った。以上の 程により、樹脂コア粒子上に700ÅのNi層と180 ÅのPd層を有する母粒子6を作製した。

 次に、上記で得た母粒子1~6を用いて導電 子1~6を作製した。

 (導電粒子1)
 メルカプト酢酸8mmolをメタノール200mlに溶解 させて反応液を作製した。

 次に、母粒子1を1g上記反応液に加え、室 (25℃)で2時間スリーワンモーターと直径45mm 攪拌羽で攪拌した。メタノールで洗浄後、 径3μmのメンブレンフィルタ(ミリポア社製) 母粒子1を濾過することで表面にカルボキシ ル基を有する母粒子1を得た。

 次に、分子量70000の30%ポリエチレンイミ 水溶液(和光純薬工業(株)製)を超純水で希釈 、0.3重量%ポリエチレンイミン水溶液を得た 。前記カルボキシル基を有する母粒子1を0.3 量%ポリエチレンイミン水溶液に1g加え、室 で15分攪拌した。

 その後、直径3μmのメンブレンフィルタ( リポア社製)で母粒子1をろ過し、超純水200g 入れて室温で5分攪拌した。さらに直径3μmの メンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1 をろ過し、前記メンブレンフィルタ上にて200 gの超純水で2回洗浄を行うことで、母粒子1に 吸着していないポリエチレンイミンを除去し た。

 次に、絶縁性粒子であるコロイダルシリ の分散液(質量濃度20%、扶桑化学工業(株)製 製品名:クオートロンPL-10、平均粒子径100nm) 超純水で希釈して0.1重量%シリカ分散溶液を 得た。前記ポリエチレンイミンでの処理後の 母粒子1を0.1重量%シリカ分散溶液に入れて室 で15分攪拌した。

 次に、直径3μmのメンブレンフィルタ(ミ ポア社製)で母粒子1をろ過し、超純水200gに れて室温で5分攪拌した。さらに直径3μmのメ ンブレンフィルタ(ミリポア社製)で母粒子1を ろ過し、前記メンブレンフィルタ上にて200g 超純水で2回洗浄を行うことで、母粒子1に吸 着していないシリカを除去した。その後80℃ 30分の条件で乾燥を行い、120℃で1時間加熱 燥行うことで、母粒子1の表面にシリカ(子 子)が吸着した導電粒子1を作製した。

 (導電粒子2)
 母粒子1の代わりに母粒子2を用いたこと以 は導電粒子1と同様の方法で導電粒子2を作製 した。

 (導電粒子3)
 母粒子1の代わりに母粒子3を用いたこと以 は導電粒子1と同様の方法で導電粒子3を作製 した。

 (導電粒子4)
 母粒子1の代わりに母粒子4を用いたこと以 は導電粒子1と同様の方法で導電粒子4を作製 した。

 (導電粒子5)
 母粒子1の代わりに母粒子4を用い、コロイ ルシリカ分散液PL-10の代わりにPL-13(質量濃度 20%、扶桑化学工業(株)製、製品名:クオートロ ンPL-13、平均粒子径130nm)を用いたこと以外は 電粒子1と同様の方法で導電粒子5を作製し 。

 (導電粒子6)
 母粒子1の代わりに母粒子5を用いた以外は 電粒子1と同様の方法導電粒子6を作製した。

 (導電粒子7)
 母粒子4の代わりに母粒子6を用いた以外は 電粒子5と同様の方法で導電粒子7を作製した 。

 (実施例1)
 <接着剤溶液の作製>
 フェノキシ樹脂(ユニオンカーバイド社製、 商品名:PKHC)100g及びアクリルゴム(ブチルアク レート40部、エチルアクリレート30部、アク リロニトリル30部、グリシジルメタクリレー 3部の共重合体、分子量:85万)75gを酢酸エチ 300gに溶解し、30重量%溶液を得た。

 次いで、マイクロカプセル型潜在性硬化 を含有する液状エポキシ(エポキシ当量185、 旭化成エポキシ(株)製、商品名:ノバキュアHX- 3941)300gをこの溶液に加え、撹拌して接着剤溶 液を作製した。

 <導電粒子の超音波分散>
 上記で作製した4gの導電粒子1を酢酸エチル1 0g中に超音波分散した。超音波分散の条件は3 8kHz400W20L(試験装置、藤本科学(株)製、商品名: US107)にビーカー浸漬したサンプルを入れて1 攪拌した。

 上記粒子分散液を接着剤溶液に分散(導電 粒子1が接着剤に対して21体積%となるように) 、この溶液をセパレータ(シリコーン処理し たポリエチレンテレフタレートフイルム、厚 み40μm)にロールコータで塗布し、90℃、10分 燥し、厚み25μmの異方導電接着剤フィルムを 作製した。

 次に、作製した異方導電接着フィルムを いて、金バンプ(面積:30×90μm、スペース10μm 、高さ:15μm、バンブ数362)付きチップ(1.7×17mm 厚み:0.5μm)とAl回路付きガラス基板(厚み:0.7m m)の接続構造体サンプルを、以下の方法で作 した。

 まず、異方導電接着フィルム(2×19mm)をAl回 付きガラス基板に80℃、0.98MPa(10kgf/cm 2 )で貼り付けた後、セパレータを剥離し、チ プのバンプとAl回路付きガラス基板の位置合 わせを行った。次いで、190℃、40g/バンプ、10 秒の条件でチップ上方から加熱、加圧を行い 、本接続を行って、サンプルを得た。

 (実施例2)
 導電粒子1の代わりに導電粒子2を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (実施例3)
 導電粒子1の代わりに導電粒子3を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (実施例4)
 導電粒子1の代わりに導電粒子4を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (実施例5)
 導電粒子1の代わりに導電粒子5を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (比較例1)
 導電粒子1の代わりに導電粒子6を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (比較例2)
 導電粒子1の代わりに導電粒子7を用いた以 は実施例1と同様にサンプルを作製した。

 (金属の膜厚測定)
 Pd、Ni、Auの各膜厚の測定は、試料を50体積% 水に溶解させた後、樹脂を直径3μmのメンブ レンフィルタ(ミリポア社製)で濾別して取り き、原子吸光で測定した後に厚み換算した

 (子粒子の被覆率)
 子粒子(絶縁性粒子)の被覆率は、各導電粒 の電子顕微鏡写真を撮影し、画像を解析す ことで算出した。

 (粒子の煮出試験)
 導電粒子1~7を各1g採取し、純水50gに分散さ た。次に、60mlの圧力容器にサンプルを投入 、100℃で10時間放置した。

 その後、導電粒子分散溶媒を0.2μmフィル ーで濾過し、ろ液中の各金属イオンを原子 光で測定した。煮出し量は次式により求め 。

 (絶縁抵抗試験及び導通抵抗試験)
 実施例1~5、比較例1~2で作製したサンプルの 縁抵抗試験及び導通抵抗試験を行った。異 導電接着フィルムはチップ電極間の絶縁抵 が高く、チップ電極/ガラス電極間の導通抵 抗が低いことが重要である。

 チップ電極間の絶縁抵抗は20サンプルを 定し、その最小値を測定した。絶縁抵抗に してはバイアス試験(湿度60%、90℃、20V直流 圧による耐久試験)前後の結果の最小値を示 。

 また、チップ電極/ガラス電極間の導通抵 抗に関しては14サンプルの平均値を測定した 導通抵抗は初期値と吸湿耐熱試験(温度85℃ 湿度85%の条件で1000時間放置)後の値を測定 た。

 (結果)
 上記の各々の測定結果を表1に示す。

 表1に示されるように、実施例1、2、5に示 すニッケルを全く用いない粒子は、煮出し試 験結果に示すように金属の溶出が殆どない、 実施例3はニッケルを用いているものの外層 パラジウム層が厚いため、ニッケルの溶出 少ない、実施例4は外層のパラジウム層が薄 ため、ニッケルの溶出がやや多いことが明 かである。

 これに対し、外層に金めっきを用いた比 例1、及び180Å以下の薄層のパラジウム層を 用いた比較例2では、何れも実施例に比べて 多量のニッケルが溶出する傾向がある。従 て、狭ピッチのCOG基板においてはニッケル 用いない方が無難であり、ニッケルを用い 場合は、厚みが200Å以上のパラジウム層で ッケル層を被覆することが好ましい。

 なお、貴金属であるパラジウムは溶出が どない。絶縁信頼性試験結果は殆どニッケ の溶出量に依存しており、ニッケルの溶出 少ない実施例は良好な結果を示し、ニッケ の溶出の多い比較例は絶縁信頼性が低いこ が明らかである。

 導通に関しては、比較例2以外は良好な結 果を示した。各サンプルの断面イオンビーム 像を撮影し、確認したところ、比較例2以外 子粒子がPdやAu部分にめり込む形で導通が得 れていたのに対し、比較例2は絶縁層の厚み (母粒子に吸着したシリカの径)に対しPd層が すぎるため、Pd層(金属層)が電極に殆ど接触 ていないことが分かった。このことから、 縁層の厚み(母粒子に吸着したシリカの径) Pd層や(Pd層+Au層)の厚みよりも大きいことが ましい。

 表1及び図4に示すように本発明により作 したサンプル(実施例1~5)は、表面のPd(Au)の比 率が高いため、粒子表面にチオールが化学吸 着しやすい。従って、超音波分散の前後で殆 ど子粒子(シリカ)の剥離が発生しないことが かった。また実装試験の際の絶縁抵抗に関 ても本発明により作製したサンプル(実施例 1~5)は子粒子が剥離しにくいため、歩留まり 良好であった。

 一方、比較例1、2で作製したサンプルは 面のニッケルの割合が高い。従って粒子表 にチオールが化学吸着しにくく、シリカと 粒子の結合力が弱くなり、超音波分散でシ カが母粒子から剥離しやすいことが分かっ 。また実装試験の際の絶縁抵抗に関しても 較例1、2で作製したサンプルは絶縁不良が発 生しやすいことが分かった。配合後の粒子を メチルエチルケトンで溶出し、SEM観察したと ころ子粒子が剥離していることが分かった。

 以上説明したように、上記本発明によれ 、マイグレーションを起こすことなく、コ トが安く、かつ導電性が高く、電極間の接 信頼性に優れる導電粒子及び導電粒子の製 方法を提供することができる。