JP2001011503A

JP2001011503A - 新規な導電性微粒子、および該微粒子の用途

Info

Publication number: JP2001011503A
Application number: JP11180660A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakayama; 山和洋中; Akira Nakajima; 島昭中; Michio Komatsu; 松通郎小
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】電極層を損傷することがなく電極間距離を一
定に保つことが可能であり、しかも、接触抵抗が小さ
く、ある程度の凹凸があっても確実に電極を接続可能で
ある導電性微粒子を提供する。【解決手段】球状コア粒子と、該球状コア粒子表面に
設けられた弾性被覆層と、該弾性被覆層表面に設けられ
た導電性薄膜層とからなる導電性微粒子。前記導電性薄
膜層の表面に、さらに絶縁性熱可塑性樹脂層を有してい
てもよい。このような導電性微粒子において、(i)前記
球状コア粒子の平均粒子径が0.5〜30μｍの範囲にあ
り、(ii)弾性被覆層の厚さが0.1〜10μｍの範囲にあ
り、(iii)導電性薄膜層の厚さが0.01〜5μｍの範囲にあ
り、(iv)導電性微粒子の平均粒子径が1〜35μｍの範囲
にあり、(v)弾性被覆層の10％Ｋ値は、球状コア粒子の1
0％Ｋ値よりも低く、かつ50〜500kgf/mm²の範囲にあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、新規な導電性微粒子に関
し、また該導電性微粒子が分散してなる異方導電性接着
剤および絶縁性熱可塑性樹脂フィルム、さらに前記導電
性微粒子を用いた電気回路基板に関する。さらに詳しく
は、電気回路形成用に使用されても電極基板等を損傷す
ることがなく、しかも高い導電性を示す導電性微粒子、
ＩＣ等の微細な電極とそれらが搭載される基板上の電極
とを優れた隣接電極間絶縁率および上下導通率によって
接続することができる異方導電性接着剤および異方導電
性フィルム、信頼性に優れ回路形成が可能な電気回路基
板に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】近年、エレクトロニクス実装分野
において、小ピッチの接続端子（電極）を電気的に接続
することが望まれているようになっている。このような
電極の接続方法としては、一般的に半田付けの方法が知
られている。しかしながら、この半田付けの方法では、
小ピッチの接続端子の接続が難しいという欠点があっ
た。また使用される接続端子には、半田濡れ性が要求さ
れたり、さらには高温接続を行うために耐熱性の絶縁基
板であることも要求されていた。

【０００３】また、金線により電極を接続する方法、い
わゆるワイヤボンディングも知られていたが、この方法
では、微細化した電極の接続には限界があった。そこ
で、特に微細な電極の接続方法として、ベア・チップＬ
ＳＩの電極とプリント配線基盤の電極を張り合わせて接
続する方法、いわゆるフリップチップ実装が知られてお
り、ノートパソコンや携帯型ワープロ、ＰＣＭＣＩＡカ
ードなどに採用されている。

【０００４】ところで各種電子機器に対しては小型化の
要求が強く、小型化しても機能が低下しないようにする
必要があり、またサイズは変わらなくても高機能化させ
るために、内蔵する回路基板およびＬＳＩチップをさら
に小型化するとともに、回路を高密度化することが望ま
れている。しかしながら、単に回路を高密度化しただけ
では接続不良や断線さらには横導通が起こりやすく、製
造時の不良率が高くなったり、使用時に故障率が高くな
るなどの問題が生じることがあった。

【０００５】このため、この問題点を解決するために電
極間に導電性微粒子を介在させて、信頼性を高めた電気
回路基板が知られている。また、このような導電性微粒
子は、たとえば液晶表示装置における液晶表示素子また
はそのシール部など、上下電極を接続するとともに電極
基板間距離を一定に保つ必要がある場合にも用いられて
いた。

【０００６】このように様々な用途に使用が期待されて
いる導電性微粒子としては、従来から金、銀、ニッケル
などの金属粒子が用いられていたが、形状が不均一であ
ったり、バインダー樹脂に比べて比重が大きく導電性ペ
ースト中で沈降したり、さらには均一に分散させること
が困難であるため、接続の信頼性に欠けるという欠点が
あった。

【０００７】このため、シリカ微粒子または樹脂微粒子
に金属メッキ層を設けた導電性微粒子が開示されてい
る。（特開昭５９−２８１８５号および特公平７−９５
１６５号公報参照）。また導電性微粒子として、有機質
または無機質の芯材に微細な金属微粒子を被覆した導電
性粉末も開示されている（特公平６−９６７７１号公報
参照）。

【０００８】しかしながら、これらの導電性微粒子は芯
材が硬すぎて電極を破損したり、圧縮変形しないために
接触面積が小さく、接触抵抗を低減させることが困難で
あったり、熱プレス時に電極に埋まってしまうことがあ
った。さらにまた、芯材が有機質の場合、導電性微粒子
が柔らかすぎて電極間距離を一定に保つことが困難とな
ったり、接続後圧力解放した際に経時的に反作用で導電
性微粒子と電極間に隙間が生じて断線したりすることが
あり、さらに粒子表面が金属層であるため、高密度回路
の形成時や端子接続時に横導通を生じるなどの問題があ
った。

【０００９】このため、本願出願人は、横導通のない電
気回路基板を形成する方法として、導電性微粒子表面に
熱可塑性樹脂を被覆した導電性微粒子を熱硬化性樹脂接
着成分に分散させた異方導電性接着剤を用いることを提
案している（特開平３−４６７７４号）。ところで、こ
のような電気回路基板に用いられる導電性微粒子として
は、(1)電極間距離を高精密に制御できること、(2)電極
を損傷しないこと、(3)粒子密度を減少できること、(4)
特に大画面等のソリで断線しないこと（変形による断
線）、(5)熱膨張収縮で断線しないこと（熱による接続
部応力吸収）などが要求されている。

【００１０】しかしながら、導電性微粒子表面を熱可塑
性樹脂によって被覆した異方導電材料であっても、加圧
条件や加熱条件によっては電気的接続に対する信頼性に
欠けるという問題点があった。また、導電性微粒子が金
属の球状コア粒子の表面に絶縁性被覆層を設けたもので
は、均一な粒子径の粒子が得にくかったり、均一分散性
に欠けたり、さらに比重が大きいために遍在することが
あり、接続ムラが生じたり、さらには表示性能に劣った
りすることがあった。

【００１１】また、球状コア粒子として無機酸化物粒
子、たとえばシリカ粒子を用いこれに導電性薄膜層を形
成した導電性微粒子は、球状コア粒子が硬すぎて、しか
も柔軟性がないために電極基板を損傷したり、粒子径が
不均一な場合は電極と粒子径の小さい導電性微粒子の間
にギャップが生じるため接触不良を生じ、表示される画
質の低下や表示ムラが問題となることがあった。

【００１２】また、球状コア粒子に有機樹脂粒子を用い
た場合は、シリカ粒子と比較して柔らかすぎたり、応力
変形に対する回復力が小さいために、電極と導電性微粒
子の間にギャップが生じるため接触不良を生じ、表示さ
れる画質の低下や表示ムラが問題となることがあった。
特に、近年、電子機器の小型化、薄型化の趨勢から、各
種部品の高密度化の流れに伴い、多接点電極のファイン
ピッチ化がますます進行しつつあり、このため、本発明
は、ファインピッチの多接点電極等の接続に対しても信
頼性の高い導電性微粒子の出現が望まれている。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、ファインピッチの多接点電極
等の接続に対しても信頼性の高い導電性微粒子、異方導
電性接着剤、異方導電性フィルムおよび信頼性の高い電
気回路基板を提供することを目的としている。具体的に
は、電極層を損傷することがなく電極間距離を一定に保
つことが可能であり、しかも、接触抵抗が小さく、ある
程度の凹凸があっても確実に電極を接続可能であり導電
性微粒子を提供することを目的としている。

【００１４】

【発明の概要】本発明に係る導電性微粒子は、球状コア
粒子と、該球状コア粒子表面に設けられた弾性被覆層
と、該弾性被覆層表面に設けられた導電性薄膜層とから
なることを特徴としている。

【００１５】このような導電性微粒子は、前記導電性薄
膜層の表面に、さらに絶縁性熱可塑性樹脂層を有してい
てもよい。また、本発明に係る導電性微粒子は、(i)前
記球状コア粒子の平均粒子径が０.５〜３０μｍの範囲
にあり、(ii)弾性被覆層の厚さが０.１〜１０μｍの範
囲にあり、(iii)導電性薄膜層の厚さが０.０１〜５μｍ
の範囲にあり、(iv)導電性微粒子の平均粒子径が１〜３
５μｍの範囲にあり、(v)弾性被覆層の１０％Ｋ値は、
球状コア粒子の１０％Ｋ値よりも低く、かつ１０〜５０
０kgf/mm²の範囲にある（但し、１０％Ｋ値は下式（１）で表され、Ｋ＝(３／２^1/2)・Ｆ・Ｓ^-3/2・（Ｄ／２）^-1/2 …（１）式中、Ｆは微粒子の１０％圧縮変形時の荷重値(kgf)、
Ｓは微粒子の１０％圧縮変形時の圧縮変位(mm)、Ｄは粒
子直径(mm)を示す）ことが好ましい。

【００１６】なお、前記弾性被覆層が、下記式（２）で
表される有機ケイ素化合物の１種または２種以上からな
るポリオルガノシロキサンからなることが好ましい。Ｒ¹ _nＳi(ＯＲ²)_4-n （２）（式中、ｎは１〜３の整数であり、Ｒ¹は置換または非
置換の炭化水素基から選ばれる炭素数１〜１０の炭化水
素基であり、Ｒ²は水素原子、炭素数１〜５のアルキル
基、炭素数２〜５のアシル基を示す。）このような導電性微粒子の球状コア粒子は、金属酸化物
または樹脂からなる粒子であり、該球状コア粒子の粒子
径変動係数は２０％以下であり、１０％Ｋ値が３００〜
６０００kgf/mm²の範囲にあることが好ましい。

【００１７】本発明に係る異方導電性接着剤は、前記導
電性微粒子が絶縁性熱硬化性樹脂の接着成分中に分散さ
れてなることを特徴としている。本発明に係る絶縁性熱
可塑性樹脂フィルムは前記導電性微粒子が絶縁性熱可塑
性樹脂中に分散されてなるものであるか、前記導電性微
粒子から形成された微粒子層を表面に有するものであ
る。

【００１８】本発明に係る電気回路基板は、前記導電性
微粒子が対向する電極間に電極接続用導電性微粒子とし
て介在することを特徴としている。

【００１９】

【発明の具体的な説明】以下に本発明に係る導電性微粒
子および該微粒子を使用した異方導電性接着剤、フィル
ム、電気回路基板について具体的に説明する。［導電性微粒子］図１は本発明に係る導電性微粒子を模
式的に示す断面図であり、本発明に係る導電性微粒子
は、球状コア粒子１と、該球状コア粒子１表面に設けら
れた弾性被覆層２と、該弾性被覆層２表面に設けられた
導電性薄膜層３とからなることを特徴としている。

【００２０】球状コア粒子１本発明に用いる球状コア粒子としては、無機酸化物粒
子、有機無機複合粒子、有機高分子化合物粒子などの金
属粒子以外の粒子を使用することができる。無機酸化物
粒子としてはシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニ
ア、シリカ・アルミナ、シリカ・ジルコニア等の従来公
知の単一の無機酸化物粒子、２種以上複合無機酸化物粒
子が挙げられる。有機無機複合粒子としては、金属アル
コキシドおよび／または金属アルキルアルコキシドを加
水分解して得られる従来公知のポリオルガノシロキサン
等の粒子が挙げられる。さらに、有機高分子化合物粒子
としては、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン
−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エ
ステル共重合体等の樹脂粒子、フェノール樹脂粒子等が
挙げられる。

【００２１】球状コア粒子の平均粒子径は０.５〜３０
μｍの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは
０.８〜２５μｍの範囲である。平均粒子径が０.５μｍ
未満では、弾性特性が弾性被覆層に依存することにな
り、実質的に弾性被覆層のみからなる粒子となる。この
ため、球状コア粒子によって電極間距離を一定に保ちな
がら、弾性被覆層によって応力を吸収し、電極の損傷等
がなく信頼性の高い電気回路を形成するという本発明の
効果が十分に得られなくなることがある。また、平均粒
子径が３０μｍを越えると、結果的に得られる導電性微
粒子の平均粒子径が３０μｍを越えることとなり、この
ような大きな粒子は微細な電気回路の形成には不向きで
ある。

【００２２】球状コア粒子の粒子径変動係数は２０％以
下、好ましくは１０％以下であることが望ましい。粒子
径変動係数が２０％を超えると、最終的に得られる導電
性微粒子、異方導電性微粒子の粒子径変動係数が大きく
なり、粒子ごとに電極との接触面積に違いが生じるため
に導通不良が生じたり、電極の接続ができない場合があ
り、また電極間距離を一定にできないことがある。

【００２３】球状コア粒子の１０％Ｋ値は３００〜６０
００kgf/mm²の範囲にあることが好ましく、さらに好ま
しい範囲は５００〜５０００kgf/mm²である。１０％Ｋ
値が３００kgf／mm²未満では最終的に得られる粒子の１
０％Ｋ値が小さすぎるため、導電性微粒子が柔らかくな
りすぎて、電極間距離を一定にすることができないこと
があり、場合によっては電気回路形成時の加圧に対して
変形が大きくなりすぎて接続信頼性が低下することがあ
る。また１０％Ｋ値が６０００kgf／mm²を越えると、最
終的に得られる粒子の１０％Ｋ値が大きくなりすぎてし
まい、粒子として堅すぎるため、電極を損傷したり、接
続不良を起こすことがある。

【００２４】本発明に用いる球状コア粒子および後で述
べる弾性被膜層を形成した粒子の粒径分布は走査型電子
顕微鏡（日本電子（株）製：ＪＳＭ−５３００型）によ
り写真を撮影し、この画像の２５０個の粒子について画
像解析装置（旭化成（株）製：ＩＰ−１００）を用いて
測定される。また、各粒子径の変動係数は２５０個の粒
子の粒子径を用いて下記式から計算によって得られる。

【００２５】粒子径変動係数＝（粒子径標準偏差(σ)／
平均粒径(Ｄ_n)）×１００

【００２６】

【数１】

【００２７】Ｄ_i：個々の粒子の粒子径、ｎ＝２５０また、１０％Ｋ値は以下のようにして評価される。測定
器として微小圧縮試験機（島津製作所製 MCTM-201）を
用い、試料として粒子直径がＤである１個の微粒子を用
いて、試料に一定の負荷速度で荷重を負荷し、圧縮変位
が粒子径の１０％となるまで粒子を変形させ、１０％変
位時の荷重と圧縮変位（mm）を求める。粒径および求め
た圧縮荷重、圧縮変位を次に式（１）に代入して計算に
よって求められる。本明細書では、１０個の粒子につい
て１０％Ｋ値を測定し、この平均値によって評価する。

【００２８】Ｋ＝(３／２^1/2)・Ｆ・Ｓ^-3/2・(Ｄ／２)^-1/2 …（１）（式中、Ｆは微粒子の１０％圧縮変形時の荷重値（kg
f）、Ｓは微粒子の１０％圧縮変形時の圧縮変位(mm)、
Ｄは粒子直径(mm)を示す。）具体的な測定条件としては、圧縮速度定数を１として、
粒子径によって(i)負荷速度を０.０２９〜０.２７gf/se
cの範囲で変更し、(ii)試験荷重を最大１０gfとした。

【００２９】弾性被覆層２本発明の弾性被覆層は下記式（２）で表される有機ケイ
素化合物の１種または２種以上からなるポリオルガノシ
ロキサンであることが好ましい。Ｒ¹ _nＳi(ＯＲ²)_4-n （２）式中、ｎは１〜３の整数であり、Ｒ¹は置換または非置
換の炭化水素基から選ばれる炭素数１〜１０の炭化水素
基であり、Ｒ²は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基
または炭素数２〜５のアシル基である。

【００３０】このような一般式（２）で表される有機ケ
イ素化合物の具体例としては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポ
キシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、
エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリ
アセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン等の
オルガノトリアルコキシシラン化合物、オルガノトリア
セトキシシラン化合物：ジメトキシジメチルシラン、ジ
エトキシ-3-グリシドキシプロピルメチルシラン、ジメ
トキシジフェニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン
等のジオルガノジアルコキシシラン化合物等：トリメチ
ルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメ
チルシラノール等のトリオルガノアルコキシシシラン化
合物等が挙げられる。

【００３１】さらに、必要に応じて式（２）においてｎ
＝０で表される有機ケイ素化合物を混合して用いること
ができる。このｎ＝０で表される有機ケイ素化合物を混
合して用いることによって弾性被覆層の弾性率を所望の
弾性率に制御することが容易にできる。このときの混合
比率は全有機ケイ素化合物中のｎ＝０で表される有機ケ
イ素化合物の割合は５０モル％以下であることが好まし
く、具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシ
シラン等のテトラアルコキシシラン化合物、テトラアセ
トキシシラン等のテトラアシルオキシシラン等の化合物
等を挙げることができる。

【００３２】このような弾性被覆層の１０％Ｋ値は球状
コア粒子より低く、かつ５０〜５００kgf/mm²の範囲に
あることが好ましく、さらに好ましい範囲は８０〜３０
０kgf/mm²である。弾性被覆層の１０％Ｋ値が、５０kgf
/mm²未満では弾性被覆層が柔らかすぎて実質的に１０％
Ｋ値の高い球状コア粒子のもに場合と差がなくなるた
め、コア粒子によって電極を損傷することがあり、５０
０kgf/mm²を越えると、弾性被覆層が硬すぎるために電
極と導電性微粒子の接触面積の増加が不十分となり接触
抵抗が十分低下せず、また粒子径がある程度不均一な場
合でも確実に電極を接続することができるという本発明
の効果が十分に得られなくなることがあり、さらに応力
の吸収が不十分となり、やはり電極の損傷等を起こすこ
とがあるので好ましくない。

【００３３】なお、弾性被覆層の１０％Ｋ値とは、弾性
被覆層を形成する式（２）で表される有機ケイ素化合物
のみからなる粒子を形成し、この粒子を上記した方法に
て１０％Ｋ値を測定して得られる値を意味する。このよ
うな弾性被覆層の厚さは０．１〜１０μｍの範囲にある
ことが好ましく、さらに好ましくは０.５〜５μｍの範
囲である。

【００３４】弾性被覆層の厚さが０．１μｍ未満では、
弾性被覆層が薄すぎて実質的に１０％Ｋ値の高い球状コ
ア粒子だけとなるため電極と導電性微粒子の接触面積の
増加が不十分となり接触抵抗が十分低下しなくなること
がある。また弾性被覆層の厚さが０．１μｍ未満では、
粒子径がある程度不均一な場合でも確実に電極を接続す
ることができるという本発明の効果が十分に得られなく
なることがあり、さらには応力の吸収が不十分となり、
電極の損傷等を起こすことがある。一方、弾性被覆層の
厚さが１０μｍを越えると実質的に弾性率の低い弾性被
覆層のみからなる粒子と同等のものとなり、電極間距離
を一定に保つなどの効果が得られないことがある。

【００３５】また、このような弾性被覆層が形成された
粒子自体の１０％Ｋ値は、２００〜２０００kgf／mm²、
好ましくは２５０〜１０００kgf／mm²の範囲にあること
が望ましい。なお、弾性被覆層が形成された粒子自体の
１０％Ｋ値は、弾性被覆層が形成された粒子を上記した
方法にて１０％Ｋ値を測定することによって得られる。

【００３６】このような弾性被覆層の形成方法は、前記
した膜厚および弾性特性（１０％Ｋ値）の弾性被覆層が
得られれば特に制限はないが、たとえば、以下のように
して製造することが好ましい。具体的には、まず(a)前
記球状コア粒子を水および／または有機溶媒に分散させ
て球状コア粒子の分散液を調製する。

【００３７】球状コア粒子はシランカップリング剤等で
処理して、表面に疎水性官能基が付与されていることが
好ましい。なお球状コア粒子が表面に水酸基を有してい
ないか、有していても不十分な場合はアルカリ性溶液に
接触させることによって水酸基を付与（本発明では、こ
れを球状コア粒子の活性化工程という）した後、同様に
シランカップリング剤等で処理して、表面に疎水性官能
基を付与してもよい。

【００３８】こうして得られた疎水性球状コア粒子を
水、有機溶媒、または水と有機溶媒との混合溶媒に分散
させるが、有機溶媒としては、水と相溶性の有機溶媒、
たとえば、アルコール類、グリコール類、グリコールエ
ーテル類、ケトン類などから選ばれる１種または２種以
上が用いられる。また混合溶媒中の有機溶媒の濃度は３
０％以下であることが好ましい。

【００３９】なお、分散液中の疎水性コア粒子の濃度は
粒子径にもよるが１〜１０重量％の範囲にあることが好
ましい。疎水性コア粒子の濃度が１重量％未満では生産
性が低く、１０重量％を超えると得られる粒子が凝集す
る傾向にある。疎水性球状コア粒子の分散液は必要に応
じて超音波を照射し、粒子を単分散させてもよい。

【００４０】次いで、得られた(b)疎水性球状コア粒子
分散液中に、界面活性剤を添加する。使用される界面活
性剤としてはイオン性界面活性剤、非イオン性界面活性
剤のいずれをも使用できるが、使用している分散媒がア
ルカリ性の場合はアニオン性界面活性剤が好ましい。こ
のような界面活性剤としては、水に可溶なものであれば
特に制限なく使用することが可能である。具体的には、
アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩等の陽イオン
界面活性剤、アルキルベタイン、アミンオキサイドなど
の両性界面活性剤、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル、
アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハ
ク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、
アルキル隣酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エス
テル、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸エステ
ル、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物などの陰イ
オン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリ
オキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノール
アミドなどの非イオン性界面活性剤などが挙げられる。

【００４１】この界面活性剤の添加量は、球状コア粒子
に対して０.４〜４０重量％の範囲にあることが好まし
い。界面活性剤の量が上記範囲にあると、次に添加する
有機ケイ素化合物の加水分解物が疎水性球状コア粒子表
面に析出・縮重合して弾性被覆層を形成する割合が高く
なり、新たな核が発生したり、ゲル状物が多く残存した
りすることがなく、収率が向上し、粒子成長が均一とな
り、粒子径変動係数の低い粒子を得ることができる。

【００４２】次に、上記式（２）で示される有機ケイ素
化合物の１種または２種以上の混合物を、必要に応じて
有機溶媒に溶解した溶液を添加し、さらに加水分解触媒
としてアルカリを添加して有機ケイ素化合物を加水分解
させ、加水分解物を球状コア粒子表面に析出・縮重合さ
せて弾性被覆層を形成する。加水分解用触媒として添加
されるアルカリとしては、アルカリ金属水酸化物水溶
液、アミン水溶液、アンモニア水溶液、アンモニアガス
等が挙げられるが、特にアンモニア水溶液およびアンモ
ニアガスは加熱処理後、微粒子中にアンモニアが残存し
にくく、残存しても容易に除去可能であり、しかも安価
であるので好ましい。

【００４３】アルカリの添加量は、用いる有機ケイ素化
合物の種類および量によって異なるが、分散液のｐＨが
好ましくは７〜１３、さらに好ましくは８〜１２の範囲
となるように連続的にまたは断続的に添加することがで
きる。アルカリの添加時間は、特に制限はなく、用いる
有機ケイ素化合物の種類および量によって変えることが
できる。アルカリを添加した後、加水分解時の温度と同
温または高温に維持して球状微粒子を熟成する。この熟
成工程によって、得られる微粒子の粒子径がさらに均一
となる。熟成時の温度および時間は、約２０〜９５℃、
好ましくは５０〜９０℃の温度で約０．５〜２４時間維
持することが好ましい。

【００４４】熟成温度が約２０℃未満では、用いる有機
ケイ素化合物によっては加水分解速度が遅く、加水分解
物が十分に析出しないために、溶解したまま残留するシ
リカ成分が多くなり、また単分散した粒子が得にくく、
また熟成温度が９５℃以上では粒子同士の凝集が起こ
り、さらには融着した粒子が生成することがある。この
ような方法で製造すると、弾性被覆層形成時に式（２）
で表される有機ケイ素化合物の使用効率を高くすること
ができ、このため所望の粒子径、粒子径変動係数、およ
び弾性特性を有する粒子を得ることができる。

【００４５】以上のようにして、球状コア粒子表面に弾
性被覆層を形成した後、分散液から表面に弾性被覆層が
形成された球状コア粒子を分離し、必要に応じてアルコ
ール等の有機溶媒で洗浄し、次いで、１００〜１２００
℃の温度で乾燥および／または加熱処理したのち、導電
性薄膜層を形成する。導電性薄膜層３本発明の導電性微粒子は、前記弾性被覆層の表面に導電
性薄膜層を有している。導電性薄膜層の導電性成分とし
ては、電極の接続に使用可能な導電性を有しているもの
であれば特に制限はなく従来公知の成分を使用すること
ができ、たとえば、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、
錫、鉄、パラジウム、インジウムなどが挙げられる。さ
らに導電性の高い合金を用いることもできる。

【００４６】導電性薄膜層の厚さは０.０１〜５μｍの
範囲にあることが好ましく、さらに０.０２〜３μｍの
範囲にあることが好ましい。導電性薄膜層の厚さが０.
０１μｍ未満では十分な導電性が得られないことがあ
り、電気回路の形成に不向きであり、導電性薄膜層の厚
さが５μｍを越えると加熱・加圧して回路を形成する際
などに内部粒子との剥離を生じたり、粒子比重が大きく
なるために樹脂ペースト中での分散性が低下し、均一な
回路形成ができないことがある。

【００４７】このような導電性薄膜層の形成方法として
は、上記した導電性薄膜層が形成できれば特に制限はな
く、従来公知の方法が採用でき、たとえば、無電解メッ
キ法（化学的メッキ法）、イオンスパッタリング法、イ
オンプレーティング法、真空蒸着法等の物理的蒸着方
法、導電性成分の微粉末を、基体粒子と機械的に混合し
てメカノケミカルに付着または融着させたり、バインダ
ーに混合して得られるペーストによりコーティングする
方法等が挙げられる。

【００４８】以上のような構成を有する本発明に係る導
電性微粒子は、平均粒子径が１〜３５μｍの範囲にあ
り、さらに好ましくは１〜３０μｍの範囲にあることが
望ましい。平均粒子径が１μｍ未満では、電極基板の表
面が十分に平滑でない場合、たとえば溝や穴があると、
接続不良を起こすことがあり、３５μｍを越えるとファ
インピッチの電極の接続が困難になることがある。特
に、導電性微粒子の平均粒子径は、通常電極間距離の
０.３倍以下となるように使用されることが好ましい。

【００４９】また、導電性微粒子の粒子径変動係数は２
０％以下であることが好ましい。粒子径変動係数が２０
％を越えると、電極との接触面積に違いが生じるために
導通不良（ムラ）が生じたり、電極の接続に関与しない
粒子が多くなる傾向にあり、また電極間距離を一定にで
きないことがある。このような導電性微粒子の比重は
０.５〜８g／ｃｃの範囲にあることが好ましく、さらに
０.７〜５g／ｃｃの範囲にあることが望ましい。０.５
〜８g／ｃｃの範囲にない場合は、樹脂ペースト、絶縁
性接着性分等に分散させて使用する際に、分散媒との比
重差が大きいために均一に分散しなかったり沈降したり
することがある。

【００５０】絶縁性熱可塑性樹脂層４また、本発明の導電性微粒子は、図２に示されるように
前記導電性薄膜層３の表面にさらに絶縁性熱可塑性樹脂
層４が設けられていてもよい。なお、図２は、本発明に
係る導電性微粒子の他の態様を示す断面図であり、図２
中、符号１は前記した球状コア粒子、符号２は弾性被覆
層、符号３は導電性薄膜層を示す。

【００５１】このような絶縁性熱可塑性樹脂としては、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、エチレ
ン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体、エチレンアクリル酸塩共重合体、アクリル
酸エステル系ゴム、ポリイソブチレン、アタクチックポ
リプロピレン、ポリビニルブチラール、アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレンブロッ
ク共重合体、ポリブタジエン、エチルセルロース、ポリ
エステル、ポリアミド、ポリウレタン、天然ゴム、シリ
コン系ゴム、ポリクロロプレンなどの合成ゴム類、ポリ
ビニルエーテルなどを挙げることができる。

【００５２】絶縁性熱可塑性樹脂層の厚さは、導電性微
粒子の直径の１％〜１０％の範囲にあることが好まし
い。絶縁性熱可塑性樹脂層の厚さが導電性微粒子の直径
に対して１％より小さい場合は、絶縁層が薄すぎて接続
の信頼性が低下することがある。また、導電性微粒子の
直径に対して１０％より大きい場合は、電気回路を接続
する際の加圧によって絶縁性熱可塑性樹脂層が導電性微
粒子から剥離し、剥離片が電極間の導通不良を起こした
り、ホットメルトタイプのように瞬時加熱したときに、
絶縁性熱可塑性樹脂層の溶融が不十分となり、導通不良
を起こすことがある。

【００５３】絶縁性熱可塑性樹脂層の被覆方法として
は、たとえば、導電性微粒子と絶縁性熱可塑性樹脂微粉
末を容器に入れて混合し、摩擦によって生じる帯電極性
の相違により被覆する方法など公知の方法が採用され
る。このように、導電性薄膜層の表面にさらに絶縁性熱
可塑性樹脂層が設けられていると、この導電性微粒子を
対向する電極間に介在させて加圧し、該接着剤中の被覆
粒子が単層に拡散したのち、加圧状態を維持しつつ加熱
すれば、絶縁性熱可塑性樹脂の前記電極接触部分が融解
し、極めて優れた隣接電極間絶縁率および上下導通率を
もって電極間を電気的に接続することができる。絶縁性
熱可塑性樹脂層が設けられていないと、互いに隣接して
横に存在する電極間に複数個の導電性微粒子が分散した
場合は、隣接電極間が導通、すなわち横導通することが
あり、隣接電極間絶縁率が低下することがある。

【００５４】なお、本明細書では、このように前記導電
性薄膜層の表面にさらに絶縁性熱可塑性樹脂層が設けら
れた導電性微粒子を異方導電性微粒子ということもあ
る。［異方導電性接着剤］本発明に係る接着剤は、上記した
導電性微粒子が絶縁性熱硬化性樹脂の接着成分中に分散
されたものである。

【００５５】絶縁性熱硬化性樹脂の接着成分としては、
エポキシ樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メラミン樹
脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、多
価アルコールのアクリル酸エステル、ポリエステルアク
リレート、多価カルボン酸の不飽和エステル、などの紫
外線、電子線などによる電磁波照射硬化性樹脂を挙げる
ことができる。

【００５６】なお、導電性微粒子として、前記導電性薄
膜層の表面にさらに絶縁性熱可塑性樹脂層が設けられた
異方導電性微粒子を使用する場合、絶縁性熱可塑性樹脂
の軟化温度よりも高温で硬化する熱硬化性樹脂を用いる
ことが望ましい。異方導電性接着剤中に含まれる導電性
微粒子の量は、接着剤として機能できる量であれば特に
制限されるものではなく、絶縁性熱可塑性樹脂１００重
量部に対して、５〜４００重量部、好ましくは１０〜１
００重量部の範囲にあることが望ましい。

【００５７】このような異方導電性接着剤に使用される
導電性微粒子は、電極のピッチに応じて小径であって、
かつ、均一な粒子直径を有するものが好適である。［絶縁性熱可塑性樹脂フィルム］また、本発明に係る絶
縁性熱可塑性樹脂フィルムは、上記した導電性微粒子が
絶縁性熱可塑性樹脂に分散されたものである（この絶縁
性熱可塑性樹脂フィルムを第１の絶縁性熱可塑性樹脂フ
ィルムということもある）。

【００５８】絶縁性熱可塑性樹脂フィルムとしては、導
電性微粒子において例示したものと同じ熱可塑性樹脂か
らなるフィルムを用いることができる。絶縁性熱可塑性
樹脂フィルムの厚さは、５〜１００μｍの範囲にあるこ
とが好ましく、さらに好ましくは１０〜５０μｍの範囲
である。このような絶縁性熱可塑性樹脂フィルムは、従
来公知の絶縁性熱可塑性樹脂フィルムの製造工程のいず
れかの段階において、本発明の導電性微粒子または絶縁
性熱可塑性樹脂被覆層を設けた導電性微粒子を添加する
ことによって製造することができる。たとえば、ベント
式成形機などの成形機を用いてポリマーへ練り込む方
法、ポリマーの重合時に添加する方法等を採用すること
もできるが、ポリマーの重合時に導電性微粒子を添加す
ると、絶縁性熱可塑性樹脂中に導電性微粒子を均一に分
散させることができる。

【００５９】こうして得られた導電性微粒子を含む樹脂
組成物を溶融押し出してシート化した後、一軸または二
軸延伸を行うと、絶縁性熱可塑性樹脂フィルムを製造す
ることができる。また、絶縁性熱可塑性樹脂フィルムの
別の形態は、前記導電性微粒子から形成された微粒子層
を表面に有するものである（この絶縁性熱可塑性樹脂フ
ィルムを第２の絶縁性熱可塑性樹脂フィルムということ
もある）。

【００６０】第２の絶縁性熱可塑性樹脂フィルムは、上
記した導電性微粒子を、樹脂を溶解しない溶媒に分散
し、表面にシリコン系樹脂層を設けたベースフィルムた
とえばポリイミド樹脂フィルム等の上に塗り、沈降さ
せ、乾燥して溶媒を蒸散させて、熱可塑性樹脂フィルム
表面に導電性微粒子からなる微粒子層を形成することに
よって製造される。この第２の絶縁性熱可塑性樹脂フィ
ルムでは、前記導電性微粒子は導電性薄膜層の表面にさ
らに絶縁性熱可塑性樹脂層が設けられていたものが好ま
しい。

【００６１】このような絶縁性熱可塑性樹脂フィルム
は、ベースフィルムに仮固定されたフィルムを電極に転
写し、他方の電極と挟み、荷重をかけ、加熱することに
よって電極を接続することができる。［電気回路基板］次に、本発明に係る電気回路基板は、
上記導電性微粒子が対向する電極間に電極接続用導電性
微粒子として介在させたものである。

【００６２】本発明の電気回路基板に用いられる基板と
しては、従来公知の基板を用いることができ、たとえ
ば、ガラス、ＩＣチップ、ＬＳＩのベアチップ、樹脂製
基板などの上に、ＩＴＯなど電極を設けたものが例示さ
れる。次に、本発明に係る導電性微粒子を用いて、ＩＣ
チップの電極と基板の電極を接続する方法について図３
を参照しながら説明する。

【００６３】まず、図３に示されるように電極１１を有
する基板１２と電極１３を有するＩＣチップ１４を対向
させ、それぞれの電極間に、本発明に係る導電性微粒子
を含む異方導電性接着剤を印刷または塗布等の方法によ
り介在させた後、接着剤中の導電性微粒子１５が単層に
拡散する程度まで加圧する。なお、符号１６は接着成分
を示す。次いで、加圧状態を維持しつつ加熱することに
より、導電性微粒子が電極と接触した状態、すなわち電
極間が導電性微粒子によって電気的に接続された状態
で、加熱によって接着成分１６が硬化して収縮し、導電
性微粒子にストレスがかかるため、ＩＣチップの電極１
３と基板の電極１１とが導通し、かつ、緊密に接着され
る。

【００６４】また、表面に熱可塑性樹脂層を有する導電
性微粒子を使用した異方導電性接着剤の場合、図４およ
び５に示されるようにして、ＩＣチップの電極と基板の
電極とが接続される。まず、上記同様に、電極１１を有
する基板１２と電極１３を有するＩＣチップ１４を対向
させ、それぞれの電極間に、本発明に係る導電性微粒子
を含む異方導電性接着剤を印刷または塗布等の方法によ
り介在させた後、接着剤中の導電性微粒子１５が単層に
拡散する程度まで加圧する（図４参照）。

【００６５】次いで、加圧状態を維持しつつ加熱するこ
とにより、導電性微粒子表面の熱可塑性樹脂層が溶融
（軟化）し、さらに加圧によって導電性微粒子が電極と
接触した状態、すなわち電極間が導電性微粒子によって
電気的に接続された状態で、接着成分１６が硬化して収
縮し、導電性微粒子にストレスがかかるため、ＩＣチッ
プの電極１３と基板の電極１１とが導通し、かつ、緊密
に接着される（図５参照）。

【００６６】このような異方導電性接着剤の用途では、
表面に絶縁性熱可塑性樹脂層を有する前記異方導電性微
粒子が好適である。このような異方導電性微粒子が含ま
れている接着剤を使用すると、加熱時に、電極と接触し
ている導電性微粒子の表面の絶縁性熱可塑性樹脂一部融
解し、電極−導電性微粒子−電極間が電気的に接続さ
れ、さらに加熱により、前記したように接着成分が硬化
して収縮し、電極１３と基板の電極１１とが導通し、か
つ、緊密に接着される。なお、接着剤成分の硬化温度は
導電性微粒子を被覆した絶縁性熱可塑性樹脂の軟化温度
より高いので、電極間の導通不良や、隣接する導電性微
粒子間における電気的ショートといった不都合は生じな
い。

【００６７】また、上記接着剤の代わりに絶縁性熱可塑
性樹脂フィルムを使用しても、同様に電極を接続するこ
とができる。たとえば絶縁性熱可塑性樹脂フィルムを使
用してＬＳＩベアチップの電極と基板の電極を接続する
場合について、図６を参照しながら説明する。まず、図
６に示されるように電極２１を有する基板２２と入出力
パッド２３および該入出力パッド２３表面に設けられた
バンプ２４を有するＬＳＩベアチップ２５を対向させ、
所定の大きさに加工した絶縁性熱可塑性樹脂フィルム２
７を、電極２１およびバンプ間２４に挟持し、さらに封
止樹脂２６を封入してした後、加圧する。なお、バンプ
２４は金や半田などの導電性材料からなる。

【００６８】次いで、加圧状態を維持しつつ加熱するこ
とにより、絶縁性熱可塑性樹脂フィルム中の導電性微粒
子が電極およびバンプと接触した状態で、加熱によって
封止樹脂２６が硬化して、電極と入出力パッドとの間が
導電性微粒子によって電気的に接続される。このような
導電性微粒子、異方導電性接着剤および絶縁性熱可塑性
フィルムは、上記のような電気回路基板以外に、液晶表
示セルのシール用にも使用することができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明の導電性微粒子は、球状コア粒子
に弾性被覆層を設けた粒子に導電性薄膜層が形成されて
いるので、電極層を損傷することがなく、また電極と導
電性微粒子の接触面積を大きくすることができるので接
触抵抗が小さく、電極にある程度の凹凸があっても確実
に電極を接続することができる。さらに球状コア粒子の
粒子径変動係数が小さく弾性被覆層より高く十分な弾性
値を有しているので電極間距離を一定に保つことができ
る。

【００７０】また、本発明の異方導電性接着剤、絶縁性
熱可塑性樹脂フィルムは、上記導電性微粒子を含有して
いるので接続信頼性が高く、極めて優れた隣接電極間絶
縁率および上下導通率をもって電極間を電気的に接続す
ることができ、ＩＣ等の微細な電極と、それらが搭載さ
れる基板上の電極とを電気的に接続するために有効に用
いることができ、特に、ファインピッチの多接点電極の
接続に対しても信頼性が高いという効果がある。

【００７１】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００７２】

【実施例１】球状コア粒子活性化工程シリカ粒子(触媒化成工業（株）製：商品名ＳＷ、平均
粒子径５.０μｍ、粒子径変動係数１.０％、１０％Ｋ値
４８００kgf/mm²)１００gを用い、これを２０００gの純
水に分散させ、濃度１重量％のＮaＯＨ水溶液にて分散
液のpＨを１０に調整した。その後、この分散液を８０
℃に昇温し６０分間加熱撹拌を行った。次いで３０℃ま
で冷却してイオン交換樹脂１００gを加え、分散液を撹
拌しながらアルカリを十分除去し、シリカ粒子を分離し
て洗浄し、次いで１１０℃で乾燥して活性化した球状コ
ア粒子（Ｃ1）を得た。

【００７３】疎水性核粒子の調製得られた球状コア粒子（Ｃ1）５０gをメチルアルコール
３３３gに分散させ超音波を照射して球状コア粒子（Ｃ
1）を単分散させ、分散液を撹拌しながら、これにヘキ
サメチルジシラザン２５gとメチルアルコール２５gの混
合溶液を添加し、１２時間撹拌した後、分離し、アルコ
ールにて洗浄し、次いで８０℃で２時間乾燥して疎水性
核粒子(Ｈ1)を得た。

【００７４】弾性被覆層の形成疎水性核粒子(Ｈ1)１０gを濃度５重量％のn-ブタノール
水溶液５２６gに分散させ、この分散液に界面活性剤と
してオクチルナフタレンスルフォン酸ナトリウム１.２g
を加え、超音波を照射した。次いでメチルトリメトキシ
シラン６０gを添加して、下層が疎水性核粒子（Ｈ1）の
分散液層であり、上層がメチルトリメトキシシランの層
である、２層に分離した分散液を調製した。次いで濃度
０.２８重量％のＮＨ₃水溶液１２.０gを疎水性核粒子
(Ｈ1)の分散液層に、上層と下層が完全に混合しない程
度に拡販しながら２時間かけて添加した。ＮＨ₃水溶液
の添加後メチルトリメトキシシランの上層がなくなるま
でさらに約２時間撹拌を行いながらメチルトリメトキシ
シランの加水分解を行い、核粒子上にポリオルガノシロ
キサンによる弾性被覆層の形成を行った。反応終了後、
残存したゲルを除去した後、８０℃で１２時間静置し
た。得られた粒子を取り出しエタノールにて洗浄し、次
いで１１０℃で２時間乾燥して弾性被覆層を形成した粒
子（Ｋ1）を得た。得られた粒子（Ｋ1）の平均粒子径は
７.２μｍであり、粒子径変動係数は２.０％であった。

【００７５】弾性被覆層の１０％Ｋ値測定用粒子の調製内容積１０Lの容器に純水６,５８１gを入れ、撹拌しな
がらメチルトリメトキシシラン７５０gを静かに加え、
メチルトリメトキシシランと純水が上下２層に分離した
状態とした。次いで、上層のメチルトリメトキシシラン
を撹拌しながら冷却した。別途、純水１３９.６gにブチ
ルアルコール３.４９gと濃度２８重量％のアンモニア水
１.３５gを加えこれにアニオン性界面活性剤（オクチル
ナフタレンスルホン酸ナトリウム）７.５gを加えた。こ
の界面活性剤混合溶液を、上下２層に分離した下層(水
層)に上層と下層とが完全には混合しない程度に撹拌し
ながら６０分かけて添加し、引き続き２時間撹拌を継続
して球状コア粒子（Ｃ1）の分散液を調製した。この球
状コア粒子（Ｃ1）の分散液から、一部を採取し、球状
コア粒子を分離し、洗浄乾燥し、次いで１１０℃で２時
間焼成して球状コア粒子粉末を得た。得られた球状コア
粒子について１０％Ｋ値、平均粒子径および粒子径変動
係数（ＣＶ値）を測定した。

【００７６】結果を表１に示す。導電性薄膜層の形成次いで、得られた弾性被覆層を形成した粒子（Ｋ1）１
０gを純水３００gに超音波を照射して粒子（Ｋ1）の分
散液を調製した。次いで、濃度２９重量％のＮＨ₃水溶
液２３gを純水８００gで希釈した液に硝酸銀１４.６gを
溶解させた液を撹拌しながらこれに粒子（Ｋ1）の分散
液を添加した。この混合液にホルムアルデヒドを濃度３
０重量％の量で含むホルマリン１６.４ｍｌを純水９０g
で希釈した液を添加して粒子（Ｋ1）の表面に銀の導電
性薄膜層を形成した。次いで濾過洗浄した後、９０℃で
乾燥して導電性微粒子（Ｅ1）を得た。導電性微粒子
（Ｅ1）の比重は２.９であり、導電性薄膜層の厚みは３
８０Åであり、比抵抗は２×１０^-3Ω・cmであった。

【００７７】比重測定法：粒子を１１０℃で３時間乾燥
したのち、ゲールサック型比重ビンを使用して測定し
た。各層の厚み測定： (1)弾性被覆層；弾性被覆層形成粒子の平均粒子径から
コア粒子の平均粒子径を引いたものを弾性被覆層の厚さ
として算出した。

【００７８】弾性被覆層厚さ＝（弾性被膜層形成粒子径
−コア粒子径）／２ (2)導電性薄膜層；弾性被膜層上に導電層が形成された
粒子に、硝酸を添加して導電性成分を溶解し、ついでフ
ッ酸を加えて粒子を溶解し、溶解液をICP発光分析で定
量し、導電性成分の量から弾性被覆層形成粒子の上に形
成された導電性成分の体積を求め、この量に基づいて導
電性薄膜が形成された粒子の平均粒子径を求めた。該導
電性薄膜が形成された粒子の平均粒子径および弾性被覆
層形成粒子（導電性薄膜形成前の粒子）の平均粒子径か
ら、導電性薄膜層の厚さを算出した。

【００７９】比抵抗の測定：粉体抵抗測定装置（横河ヒ
ューレットパッカード社製ミリオームメーター）にて
測定（圧力：１００kg/mm²、充填粉体量：０．６ｇ）し
た。異方導電性接着剤の調製次に、上記で得た導電性微粒子（Ｅ1）２０gを、硬化剤
としてメチルヘキサヒドロ無水フタル酸（新日鉄理化
製、リカシッドＭＨ−７００）とペンタジルジメチルア
ミンを配合したエポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）
製、ＥＨＰＥ１５０）からなる硬化温度１５０℃の熱硬
化性樹脂８０gに分散させて異方導電性接着剤（Ｂ1）を
調製した。

【００８０】異方導電性フィルムの調製ポリアリレート樹脂１００重量部と導電性粒子(E1)３０
重量部とからなる混合ペーストを３３０℃で加熱溶融
し、２軸押出機を用いて厚さ５０μの異方導電性フィル
ム(F1)を調製した。隣接電極間絶縁率の測定（１）異方導電性接着剤（Ｂ１）を電極間距離が２５μｍのガ
ラス基板上に形成された透明電極上に塗布し、その上に
同じ電極間距離の透明電極をセットし、１cm×１cm、厚
さ１mmの平板ガラスで挟み２kgの荷重をかけ１８０℃で
５秒間加熱して電気回路基板を形成した後、隣接する電
極間の抵抗を１０組測定し、１０⁷Ω以上の抵抗を示す
組の数の割合から隣接電極間絶縁率を求めた。

【００８１】隣接電極間絶縁率の測定（２）異方導電性接着剤（Ｂ１）を電極間距離が１５μｍのガ
ラス基板上に形成された透明電極上に塗布した以外は上
記測定（１）と同様にして電極間距離が１５μｍの場合
の隣接電極間絶縁率を求めた。上下導通性の測定（１）異方導電性接着剤（Ｂ1）を電極間距離が２５μｍのガ
ラス基板上に形成された透明電極上に塗布し、１cm×１
cm、厚さ１mmのＩＴＯ電極付ガラスで挟み、５.０kの荷
重をかけたのち、１８０℃で５秒間加熱して電気回路基
板を形成した。

【００８２】１０本の電極とＩＴＯ電極との間の抵抗値
を測定し、５Ω以下の抵抗を示す組数の割合を求めて、
上下導通性を評価した。同様に、１.０kgおよび０.０５
kgの荷重をかけて、電気回路基板を作成したものについ
ても上下導通性を評価した。上下導通性の測定（２）異方導電性フィルム（Ｆ1）を、電極間距離が２５μの
透明電極間と１cm×１cm、厚さ１mmのＩＴＯ電極付ガラ
スで挟み、９０℃で５秒間仮圧着し、ついで５．０kgの
荷重をかけた後、１８０℃で５秒間加熱して、電気回路
基板を形成した。

【００８３】１０本の電極とＩＴＯ電極との間の抵抗値
を測定し、５Ω以下の抵抗を示す組数の割合を求めて、
上下導通性を評価した。結果を表１に示す。同様に１．
０kgおよび０．０５kgの荷重をかけて電気回路基板を作
成したものについても上下導電性を評価した。結果を表
１に示す。

【００８４】

【実施例２】球状コア粒子として平均粒子径が６.４μ
ｍのプラスチック粒子（Ｃ2）(スチレンの架橋系重合
体)を使用した以外は実施例１と同様に疎水化処理を行
った後弾性被覆層を形成した。弾性被覆層を形成した粒
子（Ｋ2）の平均粒子径は６.８μｍであった。次いで粒
子（Ｋ2）について実施例１と同様に導電性薄膜層を形
成した。得られた導電性微粒子（Ｅ2）の比重は２.４で
あり導電性薄膜層の厚みは３４０Åであり比抵抗は３×
１０^-3Ω・cmであった。この導電性粒子（Ｅ2）を用
い、実施例１と同様にして異方導電性接着剤および異方
導電性フィルムを調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通
性を調べた。

【００８５】結果を表１に示す。

【００８６】

【実施例３】球状コア粒子の調製内容積１０Lの容器に純水６,５８１gを入れ、撹拌しな
がらメチルトリメトキシシラン７５０gを静かに加え、
メチルトリメトキシシランと純水が上下２層に分離した
状態とした。次いで、上層のメチルトリメトキシシラン
を撹拌しながら冷却した。別途、純水１３９.６gにブチ
ルアルコール３.４９gと濃度２８重量％のアンモニア水
１.３５gを加えこれにアニオン性界面活性剤（オクチル
ナフタレンスルホン酸ナトリウム）７.５gを加えた。こ
の界面活性剤混合溶液を、上下２層に分離した下層(水
層)に上層と下層とが完全には混合しない程度に撹拌し
ながら６０分かけて添加し、引き続き２時間撹拌を継続
して球状コア粒子（Ｃ3）の分散液を調製した。この球
状コア粒子（Ｃ3）の分散液の一部採取し、球状コア粒
子を分離し、洗浄乾燥し、次いで３００℃で２時間焼成
して球状コア粒子粉末を得た。得られた球状コア粒子に
ついて１０％Ｋ値、平均粒子径および粒子径変動係数
（ＣＶ値）を測定した。

【００８７】結果を表１に示す。弾性被覆層の形成次いで、上記球状コア粒子（Ｃ3）の分散液１,４９６.
６gにメチルトリメトキシシラン６００.８gと純水２,３
５２.８g、ブチルアルコール５８.９g、濃度２８重量％
のアンモニア水０.４８gの混合液をそれぞれ６時間かけ
て添加し、弾性被覆層を形成した粒子（Ｋ3）の分散液
を調製した。この分散液から粒子（Ｋ3）を分離し、洗
浄し、次いで１１０℃で２時間乾燥して弾性被覆層を形
成した粒子（Ｋ3）を得た。得られた粒子（Ｋ3）につい
て１０％Ｋ値、平均粒子径および粒子径変動係数（ＣＶ
値）を測定した。

【００８８】結果を表１に示す。導電性薄膜層の形成次いで、得られた弾性被覆層を形成した粒子（Ｋ3）に
ついて実施例１と同様にして導電性薄膜層を形成した。
得られた導電性微粒子（Ｅ3）の比重は２.５であり導電
性薄膜層の厚みは３６０Åであり比抵抗は３×１０^-3Ω
・cmであった。

【００８９】異方導電性接着剤の調製次に、上記で得た導電性微粒子（Ｅ3）を用い実施例１
と同様にして異方導電性接着剤および異方導電性フィル
ムを調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通性を調べた。
結果を表１に示す。

【００９０】

【実施例４】絶縁性熱可塑性樹脂層を形成した導電性微
粒子の調製実施例１で得られた導電性微粒子（Ｅ1）８０gとメチル
メタクリレート粉末(綜研化学製、商品名ＭＰ-１００
０、粒子径０.４μｍ）８０gとを混合して、導電性微粒
子（Ｅ1）表面にメチルメタクリレート粉末を吸着させ
た。さらにこの混合粉末をボールミルに入れて十分に混
合し、導電性微粒子表面を上記樹脂粒子で被覆して、メ
チルメタクリレート層で被覆した導電性微粒子（Ｒ1）
を得た。この微粒子（Ｒ1）の平均粒子径は７.６μｍ
で、メチルメタクリレート層の厚みは０.２μｍであっ
た。なお、樹脂層の厚さは以下のようにして測定した。

【００９１】(3)熱可塑性樹脂層の厚さ；熱可塑性樹脂
層形成前後の粒子について、ＳＥＭ観察し、熱可塑性樹
脂層形成前後の粒子径の差から熱可塑性樹脂層の厚さを
算出した。この導電性粒子（Ｒ１）を用い、実施例１と
同様にして異方導電性接着剤および異方導電性フィルム
を調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通性を調べた。

【００９２】

【実施例５】実施例２で得られた導電性微粒子（Ｅ2）
について、実施例４と同様にして、絶縁性熱可塑性樹脂
（メチルメタクリレート）層で被覆した導電性微粒子
（Ｒ2）を得た。この微粒子（Ｒ2）の平均粒子径は７.
１μｍで、メチルメタクリレート層の厚みは０.１５μ
ｍであった。この導電性粒子（Ｒ2）を用い、実施例１
と同様にして異方導電性接着剤および異方導電性フィル
ムを調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通性を調べた。

【００９３】結果を表１に示す。

【００９４】

【実施例６】実施例３で得られた導電性微粒子（Ｅ3）
についても実施例４と同様にして、絶縁性熱可塑性樹脂
層で被覆した導電性微粒子（Ｒ3）を得た。この微粒子
（Ｒ3）の平均粒子径は７.２μｍで、樹脂層の厚みは
０.１５μｍであった。この導電性粒子および異方導電
性フィルムを用い、実施例１と同様にして異方導電性接
着剤および異方導電性フィルムを調製し、隣接電極間絶
縁率、上下導通性を調べた。

【００９５】結果を表１に示す。

【００９６】

【比較例１】シリカ粒子（触媒化成工業（株）製、Ｓ
Ｗ、平均粒子径７.０μｍ、粒子径変動係数１．０％、
１０％Ｋ値４９００kgf/mm²)１０gを用い、これに弾性
被覆層を形成することなしに、これに実施例１と同様に
して導電性薄膜層を形成した。得られた導電性微粒子
（Ｅ4）は、比重が３.１、導電性薄膜層の厚みが４００
Å、比抵抗が３×１０^-3Ω・cmであった。

【００９７】次いで、導電性微粒子（Ｅ4）を用い実施
例１と同様にして異方導電性接着剤および異方導電性フ
ィルムを調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通性を調べ
た。結果を表１に示す。

【００９８】

【比較例２】平均粒子径が７.０μｍのプラスチック粒
子(スチレンの架橋系重合体)１００gを用い、これに実
施例１と同様にして導電性薄膜層を形成した。得られた
導電性微粒子（Ｅ5）の比重は２.４、導電性薄膜層の厚
みは３４０Å、比抵抗は１×１０^-3Ω・cmであった。次
いで、導電性微粒子（Ｅ5）を用い実施例１と同様にし
て異方導電性接着剤および異方導電性フィルムを調製
し、隣接電極間絶縁率、上下導通性を調べた。

【００９９】結果を表１に示す。

【０１００】

【比較例３】シリカ粒子の調製内容積１０Lの容器に純水６,５８１gを入れ、撹拌しな
がらメチルトリメトキシシラン７５０gを静かに加え、
メチルトリメトキシシランと純水が上下２層に分離した
状態とした。

【０１０１】次いで、上層のメチルトリメトキシシラン
を撹拌しながら冷却した。別途、純水１３９.６gにブチ
ルアルコール３.４９gと濃度２８重量％のアンモニア水
１.３５gを加えこれにアニオン性界面活性剤（オクチル
ナフタレンスルホン酸ナトリウム）７.５gを加えた。こ
の界面活性剤混合溶液を、上下２層に分離した下層(水
層)に上層と下層とが完全には混合しない程度に撹拌し
ながら６０分かけて添加し、引き続き２時間撹拌を継続
した後、この分散液１,４９６.６gに、メチルトリメト
キシシラン６００.８g、純水２,３５２.８g、ブチルア
ルコール５８.９gおよび濃度２８重量％のアンモニア水
０.４８gの混合液をそれぞれ８時間かけて添加してシリ
カ粒子（Ｐ1）の分散液を調製した。

【０１０２】この分散液からシリカ粒子（Ｐ１）を分離
し、洗浄し、次いで１１０℃で２時間乾燥し、次いで３
００℃で３時間加熱処理してシリカ粒子（Ｐ1）を得
た。得られたシリカ粒子（Ｐ1）について１０％Ｋ値、
平均粒子径および粒子径変動係数（ＣＶ値）を測定し
た。結果を表１に示す。このシリカ粒子（Ｐ1）に、実
施例１と同様にして導電性薄膜層を形成した。得られた
導電性微粒子（Ｅ6）の比重は２.５、導電性薄膜層の厚
みは３５０Å、比抵抗は５×１０^-3Ω・cmであった。

【０１０３】次いで、得られた導電性微粒子（Ｅ6）を
用い実施例１と同様にして異方導電性接着剤および異方
導電性フィルムを調製し、隣接電極間絶縁率、上下導通
性を調べた。結果を表１に示す。

【０１０４】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る導電性微粒子の概略断面図を示
す。

【図２】本発明に係る導電性微粒子の概略断面図を示
す。

【図３】本発明に係る電気回路基板の製造工程を示す
概略図を示す。

【図４】本発明に係る電気回路基板の製造工程を示す
概略図を示す。

【図５】本発明に係る電気回路基板の製造工程を示す
概略図を示す。

【図６】本発明に係る電気回路基板の製造工程を示す
概略図を示す。

【符号の説明】

１・・・・・球状コア粒子２・・・・・弾性被覆層３・・・・・導電性薄膜層４・・・・・絶縁性熱可塑性樹脂層１１・・・・・電極１２・・・・・基板１３・・・・・電極１４・・・・・ＩＣチップ１５・・・・・導電性微粒子１６・・・・・接着成分２１・・・・・電極２２・・・・・基板２３・・・・・入出力パッド２４・・・・・バンプ２５・・・・・ＬＳＩベアチップ２６・・・・・封止樹脂２７・・・・・絶縁性熱可塑性樹脂フィルム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/60 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｚ (72)発明者小松通郎福岡県北九州市若松区北湊町13番２号触媒化成工業株式会社若松工場内Ｆターム(参考） 4F100 AA17A AK01A AK01D AK52B BA04 DE04 GB43 JB16D JG01 JG01C JG04D JK07B JM02C YY00A YY00B YY00C 4G004 BA00 4K018 BB04 BB05 BC28 BC30 KA33 5G301 AB05 AD06 AD07 DA29 DD08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】球状コア粒子と、該球状コア粒子表面に設けられた弾性被覆層と、該弾性被覆層表面に設けられた導電性薄膜層とからなる
ことを特徴とする導電性微粒子。
【請求項２】前記導電性薄膜層の表面に、さらに絶縁性
熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記
載の導電性微粒子。
【請求項３】(i)前記球状コア粒子の平均粒子径が０.５
〜３０μｍの範囲にあり、 (ii)弾性被覆層の厚さが０.１〜１０μｍの範囲にあ
り、 (iii)導電性薄膜層の厚さが０.０１〜５μｍの範囲にあ
り、 (iv)導電性微粒子の平均粒子径が１〜３５μｍの範囲に
あり、 (v)弾性被覆層の１０％Ｋ値は、球状コア粒子の１０％
Ｋ値よりも低く、かつ５０〜５００kgf/mm²の範囲にあ
る（但し、１０％Ｋ値は下式（１）で表され、Ｋ＝(３／２^1/2)・Ｆ・Ｓ^-3/2・（Ｄ／２）^-1/2 …（１）式中、Ｆは微粒子の１０％圧縮変形時の荷重値(kgf)、
Ｓは微粒子の１０％圧縮変形時の圧縮変位(mm)、Ｄは粒
子直径(mm)を示す）ことを特徴とする請求項１または２に記載の導電性微粒
子。
【請求項４】前記弾性被覆層が、下記式（２）で表され
る有機ケイ素化合物の１種または２種以上からなるポリ
オルガノシロキサンからなることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の導電性微粒子。Ｒ¹ _nＳi(ＯＲ²)_4-n （２）（式中、ｎは１〜３の整数であり、Ｒ¹は置換または非
置換の炭化水素基から選ばれる炭素数１〜１０の炭化水
素基であり、Ｒ²は水素原子、炭素数１〜５のアルキル
基、炭素数２〜５のアシル基を示す。）
【請求項５】前記球状コア粒子が金属酸化物または樹脂
からなる粒子であり、球状コア粒子の粒子径変動係数が２０％以下であり、１
０％Ｋ値が３００〜６０００kgf/mm²の範囲にあること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電性微
粒子。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の導電性微
粒子が絶縁性熱硬化性樹脂の接着成分中に分散されてな
ることを特徴とする異方導電性接着剤。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の導電性微
粒子が、絶縁性熱可塑性樹脂に分散されてなることを特
徴とする絶縁性熱可塑性樹脂フィルム。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の導電性微
粒子から形成された微粒子層を表面に有する絶縁性熱可
塑性樹脂フィルム。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載の導電性微
粒子が対向する電極間に電極接続用導電性微粒子として
介在することを特徴とする電気回路基板。
【請求項１０】請求項６に記載の異方導電性接着剤を用
いて形成された電気回路基板。
【請求項１１】請求項７または８に記載の絶縁性熱可塑
性樹脂フィルムを用いて形成された電気回路基板。