JP2014029855A - 導電性粒子及びはんだ接合材料 - Google Patents

Abstract

【課題】第１，第２の接合対象部材の接合後に、該第１，第２の接合対象部材の接合信頼性及び放熱性を高め、更に該第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御できるはんだペースト又ははんだシートを得ることができる導電性粒子を提供する。
【解決手段】本発明に係る導電性粒子２１は、はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる導電性粒子である。導電性粒子２１は、基材粒子２２と、基材粒子２２の表面２２ａ上に配置された導電層２３とを備える。基材粒子２２は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である。導電性粒子２１の比重は１．５以上、４．０以下である。導電性粒子２１の粒子径は８μｍ以上、２００μｍ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる導電性粒子に関する。また、本発明は、上記導電性粒子とはんだとを含み、かつはんだペースト又ははんだシートであるはんだ接合材料に関する。

インバータ等に用いられるパワー半導体装置の一つである非絶縁型半導体装置において、半導体素子を固定する部材は半導体装置の電極の一つでもある。例えば、パワートランジスタを固定部材上にＳｎ−Ｐｂ系はんだ付け材を用いて搭載した半導体装置では、固定部材（ベース材）はパワートランジスタのコレクタ電極部となる。このコレクタ電極部では、半導体装置稼動時に数アンペア以上の電流が流れ、トランジスタチップは発熱する。この発熱に起因する特性の不安定化及び寿命の低下を避けるためには、はんだ付け部の放熱性、耐熱性を十分に確保する必要がある。このはんだ付け部の放熱性及び耐熱性を十分に確保するためには、放熱性に優れた材料を用いる必要がある。

絶縁型半導体装置においても、半導体素子を安全かつ安定に動作させるためには、半導体装置の動作時に発生する熱を半導体装置の外部へ効率よく放散させる必要がある。また、この場合に、はんだ付け部の接合信頼性を確保する必要もある。

高い放熱性と高い接合信頼性とを有する接合材料として、下記の特許文献１では、固化状態で形を有し、電気的に接合しようとする部材を連結するために使用する接合材料が開示されている。この接合材料では、弾性を有する球状又は不定形状の耐熱性樹脂粉末が、はんだ内部に均等に分散している。

下記の特許文献２には、平板状はんだ素材の上面に一定粒径の添加材を定量散布した接合材料が開示されている。上記添加材としては、融点がはんだ素材よりも高い添加材、熱伝導性が良い添加材、絶縁体である添加材、及び絶縁体の表面を導電性金属でコーティングした添加材が挙げられている。

特開平１１−２５４１８５号公報 特開平０６−２３２１８８号公報

特許文献１，２に記載のような従来の接合材料では、該接合材料により接合された部材間の間隔にばらつきが生じることがある。すなわち、接合材料により形成された接合部の厚みのばらつきが生じることがある。従って、従来の接合材料を用いた半導体装置などの電子部品の信頼性が低くなるという問題がある。

本発明の目的は、第１，第２の接合対象部材の接合後に、該第１，第２の接合対象部材の接合信頼性及び放熱性を高め、更に該第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御できるはんだペースト又ははんだシートを得ることができる導電性粒子を提供することである。また、本発明の目的は、上記導電性粒子とはんだとを含み、かつはんだペースト又ははんだシートであるはんだ接合材料を提供することである。

本発明の広い局面によれば、はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる導電性粒子であって、基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備え、前記基材粒子が、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であり、比重が１．５以上、４．０以下であり、粒子径が８μｍ以上、２００μｍ以下である、導電性粒子が提供される。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電層が銅層を有する。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電性粒子は、前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層と、前記銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備えるか、又は、前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ前記銅層の外側の表面が防錆処理されている。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電性粒子は、前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層と、前記銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備える。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記第２の導電層が、ニッケル、金、銀又は錫を含む。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ前記銅層の外側の表面が防錆処理されている。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記基材粒子が前記樹脂粒子である。

本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記基材粒子が前記有機無機ハイブリッド粒子である。

本発明に係る導電性粒子は、はんだ中に分散されて、はんだシートとして用いられることが好ましい。

本発明の広い局面によれば、上述した導電性粒子とはんだとを含み、かつはんだペースト又ははんだシートである、はんだ接合材料が提供される。

本発明に係る導電性粒子では、基材粒子の表面上に導電層が配置されており、上記基材粒子が、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であり、比重が１．５以上、４．０以下であり、粒子径が８μｍ以上、２００μｍ以下であるので、本発明に係る導電性粒子を、はんだ中に分散してはんだペースト又ははんだシートとして用いたときに、該はんだペースト又はんだシートにより接合された第１，第２の接合対象部材の接合信頼性及び放熱性を高めることができる。さらに、接合後の上記第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御できる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を模式的に示す断面図である。 図４は、図１に示す導電性粒子を用いたはんだシートを模式的に示す断面図である。 図５は、図４に示すはんだシートを用いた接合構造体を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る導電性粒子は、はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる。本発明に係る導電性粒子は、はんだ以外のバインダー樹脂（熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂など）中に分散されて用いられる導電性粒子とは異なる。上記はんだペースト又ははんだシートは、はんだ接合材料である。本発明に係る導電性粒子は、はんだ接合材料に用いられ、はんだ接合材料用導電性粒子である。本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを備える。上記基材粒子は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である。本発明に係る導電性粒子の比重は１．５以上、４．０以下である。本発明に係る導電性粒子の粒子径は８μｍ以上、２００μｍ以下である。

このような導電性粒子を、はんだ中に分散してはんだペースト又ははんだシートとして用いて、該はんだペースト又ははんだシートにより第１，第２の接合対象部材を接合すると、はんだ及び導電性粒子を含む接合部と第１，第２の接合対象部材との接合信頼性及び放熱性を高めることができる。上記接合部は、はんだペースト又ははんだシートから形成される。さらに、第１，第２の接合対象部材間に配置された導電性粒子によって、第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御することができる。第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御することによって、部分的に接合部の厚みが薄くなるのを抑制できる結果、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制することもできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１に、本発明の第１の実施形態に係る導電性粒子を模式的に断面図で示す。

図１に示すように、導電性粒子２１は、樹脂粒子２２と、樹脂粒子２２の表面２２ａ上に配置された導電層２３とを有する。導電層２３は、樹脂粒子２２の表面２２ａ上に積層されている。導電層２３は、樹脂粒子２２の表面２２ａを被覆している。導電層２３は単層である。導電層２３は銅層であることが好ましい。

図２に、本発明の第２の実施形態に係る導電性粒子を模式的に断面図で示す。

図２に示す導電性粒子３１は、樹脂粒子２２と、樹脂粒子２２の表面２２ａ上に配置された導電層３２とを有する。導電層３２は、樹脂粒子２２の表面２２ａ上に積層されている。導電層３２は、樹脂粒子２２の表面２２ａを被覆している。導電層３２は多層であり、２層の積層構造を有する。導電層３２は、内層である第１の導電層３２Ａと、外層である第２の導電層３２Ｂとを含む。導電性粒子３１は、樹脂粒子２２と、樹脂粒子２２の表面２２ａ上に配置された第１の導電層３２Ａと、第１の導電層３２Ａの外側の表面上に配置された第２の導電層３２Ｂとを有する。外層である第２の導電層３２Ｂは、内層である第１の導電層３２Ａの外側の表面上に配置されており、第１の導電層３２Ａの外側の表面を被覆している。第１の導電層３２Ａは銅層であることが好ましい。第２の導電層３２Ｂは、ニッケル、金、銀又は錫を含むことが好ましい。導電性粒子３１において、樹脂粒子２２にかえて、有機無機ハイブリッド粒子を用いてもよい。

図３に、本発明の第３の実施形態に係る導電性粒子を模式的に断面図で示す。

図１に示すように、導電性粒子４１は、有機無機ハイブリッド粒子４２と、有機無機ハイブリッド粒子４２の表面４２ａ上に配置された導電層２３とを有する。有機無機ハイブリッド粒子４２は、有機コア４２Ａと、有機コア４２Ａの表面上に配置された無機シェル４２Ｂとを有する。導電層２３は、有機無機ハイブリッド粒子４２の表面４２ａ上及び無機シェル４２Ｂの外表面上に積層されている。導電層２３は、有機無機ハイブリッド粒子４２の表面４２ａ及び無機シェル４２Ｂの外表面を被覆している。導電層２３は単層である。導電層２３は銅層であることが好ましい。

本発明に係る導電性粒子は、基材粒子と該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有する導電性粒子である。接合部の柔軟性を高め、導電性粒子の柔軟性を高め、導電性粒子を適度に圧縮変形させることを可能にし、さらに接合構造体の耐衝撃性をより一層高める観点から、上記導電性粒子は、基材粒子を備え、かつ上記基材粒子は、上記樹脂粒子であるか、又は上記有機無機ハイブリッド粒子である。

上記基材粒子は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である。上記基材粒子は、上記樹脂粒子であることが好ましく、上記有機無機ハイブリッド粒子であることもより好ましい。

上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。絶縁性粒子付き導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、絶縁性粒子付き導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより絶縁性粒子付き導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子であると、上記圧着の際に導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。

上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂；ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種もしくは２種以上重合させて得られる重合体等が用いられる。エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種もしくは２種以上重合させることにより、接合に適した任意の圧縮時の物性を有する樹脂粒子を設計及び合成することができる。

上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、上記エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。

上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の酸素原子含有（メタ）アクリレート類；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル含有単量体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類；酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素；トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロエチル（メタ）アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。

上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）テトラメチレンジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。

上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。

樹脂粒子の組成に関しては、耐熱性が良いことから、４官能又は３官能の（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンの共重合体、シリコーン樹脂が適している。

上記基材粒子が金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合に、上記基材粒子を形成するための無機物としては、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア、カーボンブラック、酸化チタン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛及びダイヤモンド等が挙げられる。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシル基を２つ以上持つケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。

上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有するコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであることが好ましい。上記シェルが無機シェルであることが好ましい。電極間の接続抵抗を効果的に低くする観点からは、上記基材粒子は、有機コアと上記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。

上記有機コアを形成するための材料としては、上述した樹脂粒子を形成するための樹脂等が挙げられる。

上記無機シェルを形成するための材料としては、上述した基材粒子を形成するための無機物が挙げられる。上記無機シェルを形成するための材料は、シリカであることが好ましい。上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼結させることにより形成されていることが好ましい。上記金属アルコキシドはシランアルコキシドであることが好ましい。上記無機シェルはシランアルコキシドにより形成されていることが好ましい。

上記導電層を形成するための金属としては、例えば、金、銀、パラジウム、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ゲルマニウム、カドミウム、ビスマス、タリウム、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金及び錫−鉛−銀合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いてもよい。上記金属は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよく、また合金でもよい。

上記基材粒子の表面に導電層を形成する方法は特に限定されない。導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを基材粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、導電層の形成が簡便であるので、無電解めっきによる方法が好ましい。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。

上記導電性粒子の粒子径は、８μｍ以上、２００μｍ以下である。上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは１０μｍ以上、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。上記導電性粒子の粒子径は、６０μｍ以下であってもよい。導電性粒子の粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、接合対象部材の接合信頼性がより一層高くなり、接合対象部材間の間隔のばらつきがより一層小さくなる。また、導電性粒子の粒子径が上記下限以上であると、第１，第２の接合対象部材間に配置される接合部の厚みをより一層厚くすることができ、該接合部による放熱性及び接合信頼性をより一層高めることができる。上記導電性粒子の粒子径が上記上限以下であると、電極間の間隔をより一層小さくすることができ、接合構造体の小型化及び薄型化に対応できる。上記導電性粒子の粒子径は、導電性粒子が真球状である場合には、直径を示し、導電性粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。なお、上記樹脂粒子及び上記有機コアの粒子径に関しても、樹脂粒子及び上記有機コアが真球状である場合には、直径を示し、樹脂粒子及び上記有機コアが真球状ではない場合には、最大径を示す。

上記導電性粒子の比重は、１．５以上、４．０以下である。上記導電性粒子の比重は、好ましくは２．０、好ましくは３．０である。導電性粒子の比重が上記下限以上及び上記上限以下であると、接合対象部材の接合信頼性がより一層高くなり、接合対象部材間の間隔のばらつきがより一層小さくなる。

上記導電層全体の厚みは、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上、好ましくは５０００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは３００ｎｍ以下である。導電層全体の厚みが上記下限以上であると、導電性粒子の導電性を十分に高めることができ、導電層の過度のひび割れを抑制できる。導電層の割れを抑制できる結果、接合部の厚みをより一層均一にできるので、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制することもできる。導電層全体の厚みが上記上限以下であると、基材粒子と導電層との熱膨張率の差による界面の応力が緩和され、基材粒子から導電層が剥離し難くなる。

上記基材粒子の粒子径の導電層全体の厚みに対する比（基材粒子の粒子径／導電層全体の厚み）は、好ましくは１０以上、より好ましくは３０以上、好ましくは３０００以下、より好ましくは５００以下である。上記導電層全体の厚みは、上記導電層全体の平均厚みである。

上記導電層が複数の層により形成されている場合に、最外層である導電層及び上記第２の導電層の厚みは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下である。上記最外層である導電層及び上記第２の導電層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、最外層である導電層及び上記第２の導電層による被覆が均一になり、耐腐食性が充分に高くなる。

上記導電層は、銅層を有することが好ましい。上記第１の導電層は銅層であることが好ましい。上記導電性粒子は、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された銅層とを備えることが好ましい。銅層は、基材粒子と接していることが好ましい。上記導電層が銅層を有する場合には、放熱性がより一層良好になる。耐腐食性を高める観点から、上記銅層の外側の表面が防錆処理されていることが好ましい。

放熱性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された銅層と、銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備えるか、又は、上記導電性粒子は、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ銅層の外側の表面が防錆処理されていることが好ましい。上記導電層は、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された銅層と、銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備えていてもよい。上記導電性粒子は、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ銅層の外側の表面が防錆処理されていることが好ましい。導電性、放熱性及び耐腐食性などをより一層高める観点から、上記第２の導電層は、ニッケル、金、銀又は錫を含むことが好ましい。

上記防錆処理に用いる材料としては、ベンゾトリアゾール化合物等が挙げられる。該ベンゾトリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ジ（２−エチルヘキシル）アミノ］メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール及び１−［Ｎ，Ｎ−ジ（２−エチルヘキシル）アミノ］メチル−１Ｈ−メチルベンゾトリアゾール等が挙げられる。なかでも、耐腐食性をより一層高め、より一層優れた防錆効果を得ることから、ベントトリアゾール化合物を用いて防錆処理することが好ましく、ベンゾトリアゾールを用いて防錆処理することがより好ましい。

上記導電層の外側の表面は、銅層であるか、又はニッケル、金、銀又は錫を含む第２の導電層であることが好ましい。上記導電層の外側の表面は、ニッケル、金、銀又は錫を含む第２の導電層であることがより好ましい。上記導電層の外側の表面が、銅や、ニッケル、金、銀又は錫を含むと、導電性及び放熱性がより一層良好になる。

上記導電性粒子の表面及び上記導電層の外表面は、４５０℃で溶融しないことが好ましく、４００℃で溶融しないことがより好ましい。上記はんだの溶融時に上記導電性粒子が変形するのを抑制できる。このため、接合後に第１，第２の接合対象部材間の間隔をより一層高精度に制御することができる。さらに、接合部の厚みをより一層均一にできるので、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制することもできる。

上記導電層は、上記接合対象部材の接合時に溶融しないことが好ましい。上記導電層は、上記はんだの溶融時に、溶融しないことが好ましい。上記導電層の融点は、上記はんだの融点よりも高いことが好ましい。上記導電層の融点は、上記はんだの融点よりも５℃以上高いことが好ましく、１０℃以上高いことがより好ましく、２０℃以上高いことが更に好ましく、５０℃以上高いことが特に好ましい。

上記導電性粒子を５％圧縮したときの圧縮弾性率（５％Ｋ値）は好ましくは１０００ｍＮ／ｍｍ^２以上、より好ましくは３０００ｍＮ／ｍｍ^２以上、好ましくは２００００ｍＮ／ｍｍ^２以下、より好ましくは１８０００ｍＮ／ｍｍ^２以下である。導電性粒子の埋め込む構造をより一層良好に制御し、電極間の接続抵抗をより一層低くするために、上記導電性粒子の５％Ｋ値は上記下限以上及び上記上限以下であることが好ましい。

上記導電性粒子における上記圧縮弾性率（５％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。

微小圧縮試験機を用いて、円柱（直径１００μｍ、ダイヤモンド製）の平滑圧子端面で、２５℃、圧縮速度０．３ｍＮ／秒、及び最大試験荷重２０ｍＮの条件下で導電性粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。

５％Ｋ値（Ｎ／ｍｍ^２）＝（３／２^１／２）・Ｆ・Ｓ^−３／２・Ｒ^−１／２
Ｆ：導電性粒子が５％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：導電性粒子が５％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：導電性粒子の半径（ｍｍ）

上記圧縮弾性率は、導電性粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、導電性粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。

上記はんだペースト１００重量％中又は上記はんだシート１００重量％中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、更に好ましくは０．５重量％以上、特に好ましくは１重量％以上、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは１５重量％以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上であると、第１，第２の接合対象部材間に、導電性粒子を十分に存在させることができ、導電性粒子によって、第１，第２の接合対象部材間の間隔が部分的に狭くなるのをより一層抑制できる。このため、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制することもできる。

上記はんだペースト及び上記はんだシートは、はんだ以外のバインダーを含んでいてもよい。上記はんだペースト及び上記はんだシートに用いられるバインダーは特に限定されない。上記バインダーは、上記はんだを溶融させる際に、消失することが好ましい。

上記バインダーの具体例としては、脂肪族系溶媒、ケトン系溶媒、芳香族系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、パラフィン系溶媒及び石油系溶媒等が挙げられる。

上記脂肪族系溶媒としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン及びエチルシクロヘキサン等が挙げられる。上記ケトン系溶媒としては、アセトン及びメチルエチルケトン等が挙げられる。上記芳香族系溶媒としては、トルエン及びキシレン等が挙げられる。上記エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸ブチル及び酢酸イソプロピル等が挙げられる。上記エーテル系溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及びジオキサン等が挙げられる。上記アルコール系溶媒としては、エタノール及びブタノール等が挙げられる。上記パラフィン系溶媒としては、パラフィン油及びナフテン油等が挙げられる。上記石油系溶媒としては、ミネラルターペン及びナフサ等が挙げられる。

本発明に係る導電性粒子は、はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる。本発明に係る導電性粒子は、はんだ中に分散されて、はんだペーストとして用いられてもよい。本発明に係る導電性粒子は、はんだ中に分散されてはんだシートとして用いられてもよい。

本発明に係るはんだ接合材料は、上記導電性粒子とはんだとを含み、はんだペースト又ははんだシートである。

取扱い性に優れることから、上記導電性粒子は、はんだ中に分散されて、はんだシートとして用いられることが好ましい。取扱い性に優れることから、本発明に係るはんだ接合材料は、はんだシートであることが好ましい。

図４に、図１に示す導電性粒子２１を用いたはんだシートを模式的に断面図で示す。

図４に示すはんだシート１１は、はんだ１６と、はんだ１６中に分散された導電性粒子２１とを含む。はんだ１６中に、複数の導電性粒子２１が分散されている。

上記はんだシートに含まれているはんだは、ＪＩＳ Ｚ３００１：溶接用語に基づき、液相線が４５０℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだの組成としては、例えば亜鉛、金、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系（１１７℃共晶）、又は錫−ビスマス系（１３９℃共晶）が好ましい。すなわち、はんだは、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ、又は錫とビスマスとを含むはんだであることが好ましい。

上記はんだの融点は、好ましくは４５０℃以下、より好ましくは３００℃以下、更に好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１６０℃以下である。

上記はんだに含まれる金属１００重量％中、錫の含有量は好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。上記はんだにおける錫の含有量が上記下限以上であると、はんだと接合対象部材との接合信頼性がより一層高くなる。なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置（堀場製作所社製「ＩＣＰ−ＡＥＳ」）、又は蛍光Ｘ線分析装置（島津製作所社製「ＥＤＸ−８００ＨＳ」）等を用いて測定可能である。

上記はんだペーストは、溶融したはんだ中に、導電性粒子を分散させることにより得られる。上記はんだシートは、例えば、溶融したはんだ中に、導電性粒子を分散させた後、はんだを固化させることにより得られる。

上記はんだを溶融させる温度は、導電性粒子の表面及び導電層の外表面が溶融する温度よりも低いことが好ましい。上記はんだを溶融させる温度は、導電性粒子の表面が溶融する温度よりも５℃以上低いことが好ましく、１０℃以上低いことがより好ましい。上記はんだを溶融させる温度と、導電性粒子の表面が溶融する温度とが上記関係を満足すると、上記はんだの溶融時に上記導電性粒子が変形するのを抑制できる。このため、接合後に第１，第２の接合対象部材間の間隔をより一層高精度に制御することができる。さらに、接合部の厚みをより一層均一にできるので、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制することもできる。

図５に、図４に示すはんだシート１１を用いた接合構造体を模式的に断面図で示す。

図５に示す接合構造体１は、第１の接合対象部材２と、第２の接合対象部材３，４と、第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材３，４とを接合している接合部５，６とを備える。接合部５，６は、はんだ１６と、導電性粒子２１とを含むはんだシート１１を用いて形成されている。具体的には、接合部５，６は、はんだシート１１中のはんだ１６を溶融させた後、はんだ１６を固化させることにより形成されている。

第１の接合対象部材２の第１の表面２ａ（一方の表面）側に接合部５及び第２の接合対象部材３が配置されている。接合部５は、第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材３とを接合している。

第１の接合対象部材２の第１の表面２ａとは反対の第２の表面２ｂ（他方の表面）側に接合部６及び第２の接合対象部材４が配置されている。接合部６は、第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材４とを接合している。

第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材３，４との間にそれぞれ、導電性粒子２１が配置されている。接合部５，６ははんだ１６を含む。第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材３，４との間に、はんだ１６が配置されている。はんだ１６によって、第１の接合対象部材２と第２の接合対象部材３，４とが接合されている。

第２の接合対象部材３の接合部５側とは反対の表面に、ヒートシンク７が配置されている。第２の接合対象部材４の接合部６側とは反対側の表面に、ヒートシンク８が配置されている。従って、接合構造体１は、ヒートシンク７、第２の接合対象部材３、接合部５、第１の接合対象部材２、接合部６、第２の接合対象部材４及びヒートシンク８がこの順で積層された部分を有する。

第１の接合対象部材２としては、インバータ、コンバータ等に用いられるパワー半導体素子等が挙げられる。このような第１の接合対象部材２を備える接合構造体１では、接合構造体１の使用時に、第１の接合対象部材２において大きな熱量が発生しやすい。従って、第１の接合対象部材２から発生した熱量を、ヒートシンク７，８などに効率的に放散させる必要がある。このため、第１の接合対象部材２とヒートシンク７，８との間に配置されている接合部５，６には、高い放熱性が求められる。

第２の接合対象部材３，４としては、セラミック、プラスチックなどにより形成された基板等が挙げられる。

接合部５，６の平均厚みをＴとしたときに、接合後における導電性粒子２１の接合部５，６の厚み方向における平均直径は好ましくは０．６Ｔ以上、より好ましくは０．８Ｔ以上、更に好ましくは０．９Ｔ以上、特に好ましくは０．９５Ｔ以上、好ましくは１Ｔ以下である。このような厚みの関係を満足すると、第１，第２の接合対象部材間の間隔を高精度に制御できる。接合部５，６の平均厚みと接合後の導電性粒子２１の平均直径とは等しくてもよい。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。

以下の実施例及び比較例において、樹脂粒子の粒子径、有機無機ハイブリッド粒子の粒子径及び無機シェルの厚みは以下の方法により求めた。

樹脂粒子及び有機無機ハイブリッド粒子について、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジー社製「Ｓ−３５００Ｎ」）にて３０００倍の粒子画像を撮影し、得られた画像中の粒子５０個の粒子径をノギスで測定し、個数平均を求めて樹脂粒子及び有機無機ハイブリッド粒子の粒子径を求めた。

有機無機ハイブリッド粒子を作製する際に用いた有機コア（樹脂粒子）についても、上記と同様の方法により粒径を測定した。有機無機ハイブリッド粒子の粒子径と有機コアの粒子径との差から、無機シェルの厚みを求めた。

以下の導電性粒子Ａ〜Ｒ、１〜８を用意した。導電性粒子Ａ〜Ｒ、１〜８では、基材粒子は樹脂粒子である。なお、比重は、めっき膜厚により調整した。

（１）導電性粒子Ａ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５４μｍ、比重２．８）

（２）導電性粒子Ｂ（粒子径９４μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１００μｍ、比重２．５）

（３）導電性粒子Ｃ（粒子径８μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径９μｍ、比重２．５）

（４）導電性粒子Ｄ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み４μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５８μｍ、比重４．０）

（５）導電性粒子Ｅ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５１μｍ、比重１．７）

（６）導電性粒子Ｆ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重２．８）

（７）導電性粒子Ｇ（粒子径９４μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径１００μｍ、比重２．５）

（８）導電性粒子Ｈ（粒子径８μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径９μｍ、比重２．５）

（９）導電性粒子Ｉ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み４μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５８μｍ、比重４．０）

（１０）導電性粒子Ｊ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５１μｍ、比重１．７）

（１１）導電性粒子Ｋ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み２０ｎｍの金層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重２．８）

（１２）導電性粒子Ｌ（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み２０ｎｍの銀層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重２．８）

（１３）導電性粒子Ｍ（粒子径８μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み１００ｎｍの錫と銀とを含む導電層（融点２２１℃）が形成されている、粒子径９μｍ、比重２．７）

（１４）導電性粒子Ｏ（粒子径１２０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１２７μｍ、比重２．４）

（１５）導電性粒子Ｐ（粒子径１２０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径１２８μｍ、比重２．４）

（１６）導電性粒子Ｑ（粒子径１９０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１９７μｍ、比重２．２）

（１７）導電性粒子Ｒ（粒子径１９０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径１９８μｍ、比重２．２）

（１８）導電性粒子１（粒子径５μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５μｍ、比重２．４）

（１９）導電性粒子２（粒子径２１０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径２１７μｍ、比重２．１）

（２０）導電性粒子３（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５０μｍ、比重１．３）

（２１）導電性粒子４（粒子径３９μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み７μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５３μｍ、比重５．９）

（２２）導電性粒子５（粒子径５μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５μｍ、比重２．７）

（２３）導電性粒子６（粒子径２１０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径２１８μｍ、比重２．２）

（２４）導電性粒子７（粒子径５０μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５０μｍ、比重１．３）

（２５）導電性粒子８（粒子径３９μｍ、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に厚み７μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５３μｍ、比重５．９）

（実施例１）
加熱により溶融したはんだ（錫１００重量％と銀を３．５重量％とを含む、融点２２１℃）１００重量部中に、導電性粒子Ａ１重量部を分散させた後、はんだを固化させて、厚み１５０μｍのはんだシートを得た。

（実施例２〜１７及び比較例１〜８）
導電性粒子の種類を下記の表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、厚み１５０μｍのはんだシートを得た。

以下の導電性粒子ＡＸ〜ＲＸ、１Ｘ〜８Ｘを用意した。導電性粒子ＡＸ〜ＲＸ、１Ｘ〜８Ｘでは、基材粒子は、有機コアと該有機コアの表面上に配置された無機シェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子である。なお、比重は、めっき膜厚により調整した。有機無機ハイブリッド粒子は、ジビニルベンゼン共重合体樹脂粒子表面を、ゾルゲル反応による縮合反応を用いて無機シェル（厚み２５０ｎｍ）により被覆したコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子（基材粒子）である。

（１）導電性粒子ＡＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５４μｍ、比重３．０）

（２）導電性粒子ＢＸ（粒子径９４μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１００μｍ、比重２．６）

（３）導電性粒子ＣＸ（粒子径８μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径９μｍ、比重２．７）

（４）導電性粒子ＤＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み４μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５８μｍ、比重４．０）

（５）導電性粒子ＥＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５１μｍ、比重１．９）

（６）導電性粒子ＦＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重３．２）

（７）導電性粒子ＧＸ（粒子径９４μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径１００μｍ、比重２．６）

（８）導電性粒子ＨＸ（粒子径８μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．３μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面にニッケル層が形成されている、粒子径９μｍ、比重２．７）

（９）導電性粒子ＩＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み４μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５８μｍ、比重４．０）

（１０）導電性粒子ＪＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５１μｍ、比重１．９）

（１１）導電性粒子ＫＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み２０ｎｍの金層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重３．０）

（１２）導電性粒子ＬＸ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み２０ｎｍの銀層が形成されている、粒子径５４μｍ、比重３．０）

（１３）導電性粒子ＭＸ（粒子径８μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み１００ｎｍの錫と銀とを含む導電層（融点２２１℃）が形成されている、粒子径９μｍ、比重２．９）

（１４）導電性粒子ＯＸ（粒子径１２０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１２７μｍ、比重２．５）

（１５）導電性粒子ＰＸ（粒子径１２０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径１２８μｍ、比重２．５）

（１６）導電性粒子ＱＸ（粒子径１９０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径１９７μｍ、比重２．３）

（１７）導電性粒子ＲＸ（粒子径１９０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径１９８μｍ、比重２．３）

（１８）導電性粒子１Ｘ（粒子径５μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．２μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５μｍ、比重２．６）

（１９）導電性粒子２Ｘ（粒子径２１０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径２１７μｍ、比重２．２）

（２０）導電性粒子３Ｘ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５０μｍ、比重１．４）

（２１）導電性粒子４Ｘ（粒子径３９μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み７μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の表面がベンゾトリアゾールにより防錆処理されている、粒子径５３μｍ、比重６．１）

（２２）導電性粒子５Ｘ（粒子径５μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５μｍ、比重２．９）

（２３）導電性粒子６Ｘ（粒子径２１０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み３．５μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径２１８μｍ、比重２．３）

（２４）導電性粒子７Ｘ（粒子径５０μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み０．１μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５０μｍ、比重１．５）

（２５）導電性粒子８Ｘ（粒子径３９μｍ、有機無機ハイブリッド粒子の表面に厚み７μｍの銅層が形成されており、かつ銅層の外側の表面に厚み５０ｎｍのニッケル層が形成されている、粒子径５３μｍ、比重６．１）

（実施例１８）
加熱により溶融したはんだ（錫１００重量％と銀を３．５重量％とを含む、融点２２１℃）１００重量部中に、導電性粒子ＡＸ１重量部を分散させた後、はんだを固化させて、厚み１５０μｍのはんだシートを得た。

（実施例１９〜３４及び比較例９〜１６）
導電性粒子の種類を下記の表２に示すように変更したこと以外は実施例１８と同様にして、厚み１５０μｍのはんだシートを得た。

（評価）
（１）接合構造体の作製
第１の接合対象部材として、パワー半導体素子を用意した。第２の接合対象部材として、窒化アルミニウム基板を用意した。

第２の接合対象部材上に、得られたはんだシートを積層した。次に、はんだシート上に、上記第１の接合対象部材を積層して、積層体を得た。得られた積層体を３００℃で１０分加熱することにより、はんだシート中に含まれているはんだを溶融させ、次にはんだを固化させて、はんだと導電性粒子とを含む接合部を形成した。このようにして、はんだにより上記第１，第２の接合対象部材を接合して、接合構造体を得た。

（２）厚みばらつき
得られた接合構造体の端部をＳＥＭで観察して、接合部の最小厚みと最大厚みとを評価した。厚みばらつきを下記の基準で判定した。なお、厚みばらつきが小さいほど、接合部の放熱性が部分的に低くなるのを抑制できる傾向がある。

［厚みばらつきの判定基準］
○○：最大厚みが最小厚みの１．２倍未満
○：最大厚みが最小厚みの１．２倍以上、１．５倍未満
×：最大厚みが最小厚みの１．５倍以上

（３）放熱性
熱抵抗測定装置により得られた接合構造体の熱抵抗を測定することにより、放熱性を評価した。放熱性を下記の基準で判定した。

［放熱性の判定基準］
○○：０．１０℃／Ｗ未満
○：０．１０℃／Ｗ以上、０．３０℃／Ｗ未満
×：０．３０℃／Ｗ以上

（４）接合強度
得られた接合構造体の剪断強度を測定することにより、接合強度（接合信頼性）を評価した。接合強度を下記の基準で判定した。

○○：１０ＭＰａ以上
○：５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ未満
×：５ＭＰａ未満

（５）接合信頼性
得られた接合構造体を２５０℃で５００時間放置した後、接合強度と同様の方法にて剪断強度を測定し、接合信頼性を評価した。接合信頼性を下記の基準で判定した。

［接合信頼性の判定基準］
○○：剪断強度が接合強度の０．９０倍以上
○：剪断強度が接合強度の０．６０倍以上、０．９０倍未満
×：剪断強度が接合強度の０．６０倍未満

（６）接合部の平均厚みと導電性粒子の平均直径との関係
得られた接合構造体の断面を観察して、接合部の平均厚みＴと、接合後における上記導電性粒子の上記接合部の厚み方向における平均直径とを評価した。

（７）導電性粒子の圧縮弾性率（５％Ｋ値）
導電性粒子の５％Ｋ値を、２３℃の条件で、上述した方法により、微小圧縮試験機（フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」）を用いて測定した。

結果を下記の表１，２に示す。なお、上記（２）厚みばらつきの評価において、得られた接合構造体の断面の厚みばらつきも評価したところ、実施例及び比較例の厚みばらつきの判定結果は表１，２に示す結果と同じであった。

１…接合構造体
２…第１の接合対象部材
２ａ…第１の表面
２ｂ…第２の表面
３，４…第２の接合対象部材
５，６…接合部
７，８…ヒートシンク
１１…はんだシート
１６…はんだ
２１…導電性粒子
２２…樹脂粒子
２２ａ…表面
２３…導電層
３１…導電性粒子
３２…導電層
３２Ａ…第１の導電層
３２Ｂ…第２の導電層
４１…導電性粒子
４２…有機無機ハイブリッド粒子
４２Ａ…有機コア
４２Ｂ…無機シェル
４２ａ…表面
４３…導電層

Claims (10)

1. はんだ中に分散されて、はんだペースト又ははんだシートとして用いられる導電性粒子であって、
   基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備え、
   前記基材粒子が、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であり、
   比重が１．５以上、４．０以下であり、
   粒子径が８μｍ以上、２００μｍ以下である、導電性粒子。
2. 前記導電層が銅層を有する、請求項１に記載の導電性粒子。
3. 前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層と、前記銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備えるか、又は、
   前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ前記銅層の外側の表面が防錆処理されている、請求項１又は２に記載の導電性粒子。
4. 前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層と、前記銅層の外側の表面上に配置された第２の導電層とを備える、請求項３に記載の導電性粒子。
5. 前記第２の導電層が、ニッケル、金、銀又は錫を含む、請求項３又は４に記載の導電性粒子。
6. 前記基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された銅層とを備え、かつ前記銅層の外側の表面が防錆処理されている、請求項３に記載の導電性粒子。
7. 前記基材粒子が前記樹脂粒子である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性粒子。
8. 前記基材粒子が前記有機無機ハイブリッド粒子である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性粒子。
9. はんだ中に分散されて、はんだシートとして用いられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性粒子。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性粒子とはんだとを含み、はんだペースト又ははんだシートである、はんだ接合材料。

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