TW202346505A - 導電膜、連接構造體及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種導電膜,其能夠不對粒徑之離散度較大之焊料粒子進行過度分級,而確保導電連接後之導通,並且抑制短路之發生,提高連接構造體之可靠性。
本發明之導電膜100於俯視下,規則地散佈排列有特定面積之粒子區域30,該粒子區域30包含1個導電粒子20之投影圖形或由複數個導電粒子20構成之導電粒子群之投影圖形。於將任意1個粒子區域30之面積設為S,將導電膜100之至少100×100 μm之面視野中之面積S之平均值設為S
A時,面積S之最大值及最小值為S
A±80%以內。
Description
本發明係關於一種導電膜、使用其之連接構造體及其製造方法。
作為下一代顯示器或光源,使用作為光學半導體元件之發光二極體(LED:Light Emitting Diode)之次毫米LED或微型LED受到關注。微型LED處於研究開發階段,尚未充分確立其與基板之連接方法。另一方面,於絕緣性樹脂層中分散有大量導電粒子之導電膜廣泛用於安裝IC晶片等電子零件。雖然當使用導電膜時,能夠進行微間距連接,但由於係經由導電粒子之接觸連接,因此在可靠性方面存在問題。又,使用導電膜安裝微型LED亦需要高負載、高壓力,以使導電粒子穩定地接觸於電極。通常,於驅動IC(Integrated Circuit)或FPC(Flexible Printed Circuits)之情形時,係按壓而進行連接,但於微型LED之情形時,由於安裝面積變得過大,因此有發生「存在連接裝置之負載極限之制約」、「若達到高負載則會對基板側施加過多負載」等問題之虞。
亦已知於微間距連接中,使用焊料粒子作為導電粒子(專利文獻1)。焊料由於能夠藉由金屬間化合物接合,因此導電連接之可靠性較高,亦能夠進行低負載下之連接。但是,於將焊料粒子製成未整齊排列之分散型導電膜而應用於微間距連接之情形時,若粒子密度過大,則連接時會產生預料外之凝集,相反地,若粒子密度過小,則擔憂無法於電極間夾持充分量之焊料粒子,並且接合所需之焊料粒子之量不足等不良情況。尤其是,由於微型LED之電極非常小,因此電極間之空間亦有非常窄之情形。因此,導電粒子需要以一定程度以上之面密度分散以進行穩定連接,另一方面,若導電粒子之面密度過大,則焊料粒子會於相鄰之電極間或相鄰之微型LED之電極間橋接,短路風險增高。
若將焊料粒子逐一整齊排列配置,製成粒子整齊排列型導電膜,則能夠適當地控制焊料粒子之量與配置。但是,需要花費時間及精力預先對粒徑之離散度較大之焊料粒子進行分級,而有導電膜之製造成本增加之虞。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2021-68842號公報
[發明所欲解決之課題]
因此,期望提供一種導電膜,其係於以微間距安裝多個微型LED時,將未被過度分級之焊料粒子作為焊料粒子整齊排列配置而成。
本發明之目的在於提供一種導電膜,其能夠不對粒徑之離散度較大之焊料粒子進行過度分級,而於導電連接後確保導通,並且抑制短路之發生,提高連接構造體之可靠性。
[解決課題之技術手段]
本發明人等發現,藉由將粒徑之離散度較大之焊料粒子等金屬粒子整齊排列配置成包含1個或複數個金屬粒子之粒子區域,能夠解決上述問題,從而完成了本發明。
即,本發明提供一種導電膜,其具備絕緣樹脂膜、及載持於上述絕緣樹脂膜之複數個導電性金屬粒子,
於導電膜之俯視下,整齊排列配置有包含來自1個或複數個上述金屬粒子之投影圖形的特定面積之粒子區域,且
於將1個上述粒子區域之面積設為S,將上述導電膜之至少100×100 μm之面視野中之上述面積S之平均值設為S
A時,面積S之最大值及最小值為S
A±80%以內。
又,本發明提供一種連接構造體,其係第1電子零件與第2電子零件導電連接而成者,
上述第1電子零件具有與上述第2電子零件之電極接合之複數個第1電極,並且於該第1電極之周圍形成有由絕緣樹脂形成之樹脂填充層,
於上述樹脂填充層中,導電性金屬粒子或其集合體分散地存在於複數個位置,且
於平行於上述第1電極與上述第2電子零件之電極之接合面之上述樹脂填充層之截面中,相對於由彼此相鄰之上述第1電極劃分之電極間區域之總面積SR,將自該電極間區域中所含之上述金屬粒子或其集合體投影之圖形視為圓時之面積之合計SP所占之比率為35%以下。
[發明之效果]
本發明之導電膜整齊排列配置有包含1個或複數個金屬粒子之粒子區域,由於粒子區域中之金屬粒子量之離散度較小,因此能夠不對粒徑之離散度較大之金屬粒子進行過度分級而使用,並且能夠確保導通且抑制短路之發生而進行導電連接。因此,於使用本發明之導電膜進行導電連接之連接構造體中,能夠謀求確保電子零件間之導通及抑制短路之兼顧,能夠提高可靠性。
以下,適宜地參照圖式,對本發明之實施方式進行說明。本發明之導電膜例如可用於安裝次毫米LED或微型LED(以下,將該等統稱為「微型LED」,但並非排除次毫米LED)等光學半導體元件。
<導電膜>
圖1示出本發明之一實施方式之導電膜100之厚度方向上之任意截面。圖2係導電膜100之俯視立體圖。如圖1所示,導電膜100於單層之絕緣性接著膜(黏合劑膜)10之表面或表面附近,配置有作為金屬粒子之複數個導電粒子20。再者,絕緣性接著膜10亦可由複數層構成。又,導電膜100可為各向異性導電膜(ACF)。
(平面格子圖案與粒子區域)
如圖2所示,關於導電膜100,於對其進行俯視下之觀察(係指自Z方向觀察圖2中之X-Y平面)時,規則地散佈排列有特定面積之粒子區域30,該粒子區域30包含1個導電粒子20之投影圖形或由複數個導電粒子20構成之導電粒子群之投影圖形。此處,「散佈」係指相鄰之粒子區域30彼此相隔而不相接之狀態。
導電粒子20單獨地或以集合2個以上導電粒子20之導電粒子群之狀態,配置於在圖2中以虛線表示之平面格子圖案之格子點P為中心或重心之特定面積之粒子區域30內。格子點P於圖2中以虛線之交點之形式表示,且與平面格子圖案相對應地規則排列。因此,以平面格子圖案之格子點P為中心或重心之粒子區域30亦規則地排列。如此,複數個粒子區域30具有使用平面格子圖案進行規則地排列之整齊排列配置,藉此能夠謀求於使用導電膜100進行導電連接之連接構造體中,確保電子零件間之導通及抑制短路之兼顧。
圖3將於俯視下觀察導電膜100時之俯視立體圖之重要部分放大而示出。於圖3中,例如以符號30A表示之粒子區域包含1個導電粒子20之投影圖形,以符號30B表示之粒子區域包含兩個導電粒子20之投影圖形,以符號30C表示之粒子區域包含4個導電粒子20之投影圖形(此處,符號30A、30B、30C中之「A、B、C」之記號係為了便於說明而標記,以進行區分)。
導電膜100例如於觀察100個粒子區域30之情形時,可含有較佳為10個以上、更佳為30個以上90個以下之範圍內、進而較佳為40個以上80個以下之範圍內之包含由3個以上導電粒子20構成之導電粒子群之粒子區域30。於本發明中,於粒子區域30整體整齊排列配置時,藉由使集合或凝集3個以上導電粒子20而成為導電粒子群之粒子區域30無規存在,能夠不進行過度分級而確保電極之連接所需之導電粒子20之量,實現連接之穩定及成本增加之抑制之兼顧。
於圖3中,1個粒子區域30之直徑D或相鄰之粒子區域30間之最短距離L較佳為考慮1個粒子區域30中所含之導電粒子20之合計體積量而適當地設定。於此情形時,重要的是考慮藉由電極充分捕捉導電粒子20而確保導通之觀點、及使導電粒子20於熔融時不跨越複數個電極而防止短路之觀點設定。於安裝微型LED時,亦可根據通常之電極佈局設定直徑D或最短距離L。例如,於粒子區域30為圓形之情形時,其直徑D較佳為小於微型LED之電極間空間之長度。直徑D例如較佳為1.0 μm以上10 μm以下之範圍內,更佳為1.5 μm以上4.0 μm以下之範圍內。於此情形時,粒子區域30間之最短距離L例如較佳為1.0 μm以上20 μm以下之範圍內,更佳為1.5 μm以上4.0 μm以下之範圍內。
粒子區域30如後文所述,可為正方形或矩形,亦可為三角形或五邊形以上之多邊形。於粒子區域30為正方形、矩形、或三角形之情形時,一邊可設為1 μm以上10 μm以下之範圍內。
於各粒子區域30內之導電粒子20為複數個之情形時,複數個導電粒子20亦可存在於厚度方向之不同位置。即,於粒子區域30內,複數個導電粒子20亦可三維地存在於導電膜100之面方向(X-Y方向)及厚度方向(Z方向)。
又,粒子區域30內之導電粒子20之厚度方向上之配置並無特別限定,較佳為配置於厚度(深度)方向上距導電膜100之表面0.5 μm以上8 μm以下之範圍內,更佳為配置於1 μm以上6 μm以下之範圍內。基於另一觀點考慮,粒子區域30內之導電粒子20之厚度方向上之配置相對於粒子區域30之直徑D,較佳為10%以上200%以下之範圍內。
又,於粒子區域30內,較佳為以熔融時容易成為一體之方式集合複數個導電粒子20。於此情形時,相鄰之粒子可接觸或間隔開,較佳為接觸。又,複數個導電粒子20亦可以凝集狀態存在於粒子區域30內。
作為粒子區域30之形狀,只要能夠包含1個或複數個導電粒子20之投影圖形則並無特別限定,可採用各種形狀。粒子區域30之形狀例如可採用圓形、三角形、四邊形等多邊形、無定形等。於俯視下導電粒子20為圓形(包含橢圓形)之情形時,如圖2或圖3所例示,較佳為粒子區域30之形狀亦為具有相似性之圓形。於形狀為圓形之情形時,粒子區域30可設想以格子點P為中心且具有通過導電粒子20之投影圖形之最外側之圓周之真圓,定義為該真圓所包圍之區域。因此,於由膜求出粒子區域30之情形時,粒子區域30之大小或形狀會在一定範圍內產生離散度。於此情形時,可藉由光學顯微鏡之觀察,由N=200以上求出平均值,設為粒子區域30之大小(例如直徑D)。又,於形狀為多邊形之情形時,粒子區域30亦可視為以格子點P為重心且包含導電粒子20之投影圖形之內接圓,與圓形同樣地考慮。尤其是,於形狀為五邊形以上之多邊形之情形時,較佳為視為包含多邊形之內接圓而與圓形同樣地考慮。
平面格子圖案並不限定於六方格子,例如亦可如圖4所示為正方格子。格子點P於圖4中以虛線之交點表示,且與平面格子圖案相對應地規則排列。進而,平面格子圖案亦可為斜方格子、矩形格子、平行體格子等。該等之中,如圖2所示之六方格子由於格子點P係等間隔地排列,故就謀求確保電子零件間之導通與抑制短路之兼顧之觀點考慮為最佳。
再者,複數個粒子區域30之規則排列並不限定於利用平面格子圖案之整齊排列配置,可為各種規則之排列。於將複數個粒子區域30整齊排列配置之情形,其排列之格子軸或排列軸可平行於導電膜100之長邊方向Y或與長邊方向Y正交之短邊方向X,亦可與導電膜100之長邊方向Y交叉。又,複數個粒子區域30之整齊排列配置亦可根據連接之端子寬度、端子間距、佈局等而定。
又,複數個粒子區域30於導電膜100之俯視下整齊排列配置,且1個導電粒子20或由複數個導電粒子20構成之導電粒子群之位置於膜厚方向Z上大致對齊由於兼顧基於電極之捕捉穩定性及短路之抑制,故而較佳。
(粒子區域之面積離散度)
導電膜100中,於將任意1個粒子區域30之面積設為S,將導電膜100中最小為100×100 μm以上且包含20個以上粒子區域30之面視野(於本說明書中,記為「至少100×100 μm之面視野」)中之面積S之平均值設為S
A時,面積S之最大值及最小值為S
A±80%以內,較佳為S
A±70%以內。面積S之最大值及最小值為S
A±80%以內意味著存在於各粒子區域30之中之1個或複數個導電粒子20之合計體積量之離散度較小,能夠謀求確保使用導電膜100安裝微型LED後之連接構造體之導通與防止短路之兼顧。
相對於此,於面積S之最大值超過S
A+80%之情形時,有導電粒子20於熔融時超出相鄰之電極間或相鄰之微型LED間之空間而擴散,繼而導致發生短路之虞。於面積S之最小值小於S
A-80%之情形時,成為連接對象之1個電極面積內之導電粒子20之體積不足,有難以確保導通之情形。
再者,於以「至少100×100 μm之面視野」為基準之情形時,可較佳為觀察5處以上(N=100以上)100×100 μm之面視野,更佳為觀察10處以上(N=200以上),並取其平均值。
1個粒子區域30之面積S之最大值、最小值、或平均值S
A並無特別限定,作為一例,若考慮到微型LED之一般之電極面積、電極間區域(空間)之面積,則例如面積S之最大值較佳為7.0 μm
2以上9.0 μm
2以下之範圍內,更佳為7.5 μm
2以上8.5 μm
2以下之範圍內。又,面積S之最小值較佳為0.5 μm
2以上2.5 μm
2以下之範圍內,更佳為1.0 μm
2以上2.0 μm
2以下之範圍內。又,面積S之平均值S
A較佳為4.0 μm
2以上6.0 μm
2以下之範圍內,更佳為4.5 μm
2以上5.5 μm
2以下之範圍內。
(粒子區域之面積比率)
又,於導電膜100之至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之粒子區域30之面積S之合計S1之比率相對於自所有導電粒子20投影之圖形之面積之合計S2較佳為90%以上。換言之,存在於整齊排列配置之粒子區域30之外之導電粒子20之投影圖形之面積之比率相對於合計S2較佳為未達10%。粒子區域30之合計面積S1所占之比率相對於自所有導電粒子20投影之面積之合計S2為90%以上意味著存在於導電膜100中之導電粒子20大部分存在於整齊排列配置之粒子區域30內。於導電膜100之製造過程中,在將導電粒子20固定於絕緣性接著膜10之階段,可藉由使用轉印模具,將絕大部分導電粒子20配置於粒子區域30內。但是,可能會出現不可避免地位於粒子區域30之外之導電粒子20。如此,若不可避免地存在於粒子區域30之外之導電粒子20之比率過大,則導電粒子20接近無規分散之狀態,因此有導電粒子20偏集存在而使相鄰之電極間或相鄰之微型LED間發生短路,或者反而難以確保成為連接對象之電極之導通的情況。相對於此,於合計面積S1相對於合計面積S2所占之比率為90%以上之情形時,絕大部分之導電粒子20或導電粒子群被配置於以平面格子圖案之格子點P為中心或重心之粒子區域30內,成為整齊排列配置之狀態,從而能夠實現確保導通與防止短路之兼顧。基於此種觀點考慮,合計面積S1相對於合計面積S2之比率更佳為95%以上100%以下之範圍內,進而較佳為98%以上100%以下之範圍內。
又,如圖2及圖4所例示,藉由利用平面格子圖案將粒子區域30整齊排列配置,從而容易識別存在於整齊排列配置之粒子區域30內之導電粒子20、及存在於整齊排列配置之粒子區域30之外之導電粒子20,合計面積S1相對於合計面積S2所占之比率變得易於控制,因此較佳。
(相鄰粒子區域之合計面積)
又,於導電膜100中,以最短距離相鄰之兩個粒子區域30之合計面積S3較佳為1 μm
2以上20 μm
2以下之範圍內,更佳為5 μm
2以上16 μm
2以下之範圍內。藉由使以最短距離相鄰之兩個粒子區域30之合計面積S3處於1 μm
2以上20 μm
2以下之範圍內,從而能夠謀求確保使用導電膜100安裝微型LED後之連接構造體之導通與防止短路之兼顧。即,於合計面積S3超過20 μm
2之情形時,有導電粒子20於熔融時超出相鄰之電極間或相鄰之微型LED間之空間而擴散,繼而導致發生短路之虞。另一方面,於合計面積S3小於1 μm
2之情形時,成為連接對象之1個電極面積內之導電粒子20之體積不足,有難以確保導通之情況。
(粒子區域之面積佔有率)
於導電膜100之至少100×100 μm之面視野中,粒子區域30之合計面積S1所占之比率(面積佔有率)較佳為5%以上25%以下之範圍內,更佳為10%以上20%以下之範圍內。藉由使粒子區域30之面積佔有率為5%以上25%以下之範圍內,能夠謀求確保使用導電膜100安裝微型LED後之連接構造體之導通與防止短路之兼顧。即,於粒子區域30之面積佔有率超過25%之情形時,有導電粒子20於熔融時超出相鄰之電極間或相鄰之微型LED間之空間而擴散,繼而導致發生短路之虞。另一方面,若粒子區域30之面積佔有率未達5%,則導電粒子20之體積相對於成為連接對象之電極之面積而言不足,有難以確保導通之情況。粒子區域30之面積佔有率可以至少100×100 μm之面視野為基準,藉由以下式算出。
[數1]
面積佔有率(%)=n×S
A×100
式中,n係指至少100×100 μm之面視野中之粒子區域30之個數密度(單位:個/0.01 mm
2),S
A係指粒子區域30之面積之平均值。
導電膜100中,若面積佔有率為上述範圍內,則粒子區域30之個數密度n之值並無特別限制,但若個數密度n過小,則有藉由電極之導電粒子20之捕捉數降低,難以進行微型LED等之導電連接之虞,若過大,則有發生短路之虞。因此,作為個數密度n,於導電膜100之至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之粒子區域30之合計數較佳為100個以上1500個以下之範圍內,更佳為200個以上1000個以下之範圍內。
以上,1個粒子區域30之俯視面積S、平均面積S
A、合計面積S1、及個數密度n可基於膜面之藉由金相顯微鏡或SEM(掃描式電子顯微鏡)等電子顯微鏡所獲得之觀察圖像進行測量。作為一例,可針對自導電膜100任意選擇之至少100×100 μm之面視野(較佳為5處以上,更佳為10處以上),使用藉由SEM所獲得之觀察圖像,測定粒子區域30之俯視面積S或個數密度n。於粒子區域30為圓形之情形時,可假定具有通過導電粒子20之投影圖形之最外側之圓周之真圓,將該真圓所包圍之區域之面積設為俯視面積S。
又,自所有導電粒子20投影之圖形之合計面積S2亦可基於膜面之藉由金相顯微鏡或SEM等電子顯微鏡所獲得之觀察圖像進行測量。對於以上測量,例如可使用WinROOF(三谷商事股份有限公司製造)或A image kun(註冊商標)(Asahi Kasei Engineering股份有限公司)等圖像解析軟體。
(導電粒子)
導電粒子20只要係會因熱而熔融之導電性粒子即可,例如較佳為焊料粒子。於導電粒子20為焊料粒子之情形時,焊料粒子包含錫或錫合金,作為錫合金,例如較佳為Sn-In、Sn-Bi、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu等。該等之中,當考慮到接合強度時,較佳為包含Cu者,更佳為Sn-Ag-Cu(例如,Sn:96.5質量%,Ag:3質量%,Cu:0.5質量%)。除焊料以外,例如可列舉Au、Cu、Ag、Ni、Al、Sn、Ti等之任一種或多種金屬、或該等多種金屬之合金,當考慮到電阻值或遷移時,較佳為Au、Cu、Ni。
導電粒子20之平均粒徑(中值粒徑:D
50)並無特別限制,例如,於焊料粒子之情形時較佳為0.5 μm以上10 μm以下之範圍內,更佳為1 μm以上5 μm以下之範圍內。平均粒徑可藉由圖像型或雷射式粒度分佈計進行測定。
(絕緣性接著膜)
作為絕緣性接著膜10之材質,較佳為使用熱聚合性樹脂。例如可使用包含丙烯酸酯化合物及熱自由基聚合起始劑之熱自由基聚合性樹脂、包含環氧化合物及熱陽離子聚合起始劑之熱陽離子聚合性樹脂、包含環氧化合物及熱陰離子聚合起始劑之熱陰離子聚合性樹脂等。又,可視需要適當地選擇矽烷偶合劑、顏料、抗氧化劑、紫外線吸收劑等含有於絕緣性接著膜10中。
於導電粒子20為焊料粒子之情形時,構成絕緣性接著膜10之樹脂較佳為保持焊料之熔點以上之硬化溫度,又,較佳為達到最低熔融黏度之溫度為焊料之熔點以下。
藉由使構成絕緣性接著膜10之樹脂之硬化溫度為焊料之熔點以上,從而能夠於樹脂因加熱而熔融或軟化使焊料粒子夾持於電極間之狀態下,使焊料粒子熔融。此處,硬化溫度係藉由示差熱分析(DSC),使用鋁鍋對試樣5 mg以上進行計量,並於溫度範圍30~250℃、升溫速度10℃/分鐘之條件下測得之發熱峰溫度。
又,構成絕緣性接著膜10之樹脂之達到最低熔融黏度之溫度較佳為較焊料粒子之熔點-10℃~-50℃之範圍內,更佳為較熔點-10℃~-40℃之範圍內。若為此種達到最低熔融黏度之溫度,則能夠於焊料粒子熔融前達到最低熔融黏度,在樹脂熔融之後使焊料粒子熔融,其後使樹脂硬化,因此能夠獲得良好之焊料接合。達到最低熔融黏度之溫度係使用旋轉式流變儀(TA Instruments公司),於下述條件下進行測定,即,升溫速度為10℃/分鐘,測定壓力固定為5 g,所用測定板之直徑為8 mm,測定溫度例如更佳為處於60℃以上250℃以下之測定範圍內。測定溫度之範圍亦可根據絕緣性接著膜10之材質適當地調整。
再者,構成絕緣性接著膜10之樹脂之最低熔融黏度較佳為未達10000 Pa·s,更佳為3000 Pa·s以下。若最低熔融黏度過高,則有於熱壓接合時不進行樹脂熔融,導致電極間之填充性降低之情形。
又,較佳為絕緣性接著膜10中含有助焊劑成分。可為導電粒子20之表面被助焊劑成分被覆之狀態。作為助焊劑成分,例如較佳為使用乙醯丙酸、順丁烯二酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸等羧酸。助焊劑成分具有去除電極表面之異物或氧化膜、防止電極表面氧化等作用、或降低導電粒子20之熔融物之表面張力之作用。
絕緣性接著膜10可藉由利用塗佈法使包含如上所述之樹脂之塗層組合物成膜並對其進行乾燥,或者利用公知之方法將其膜化而形成。
絕緣性接著膜10之厚度相對於粒子區域30之直徑D,較佳為1/5倍以上3倍以下之範圍內,導電粒子20亦可自絕緣性接著膜10露出。又,較佳為微型LED晶片之高度之1/2以下之厚度,更佳為微型LED晶片之高度之1/3左右,以使安裝微型LED晶片後,晶片不會埋於絕緣性接著膜10中。
又,為了確保微型LED晶片之保持力,需要絕緣性接著膜10充分填充至微型LED晶片之電極面側。因此,絕緣性接著膜10之厚度較佳為相對於微型LED晶片之電極高度為1/2以上,更佳為與電極高度為相同程度。基於以上觀點考慮,作為一例,絕緣性接著膜10之厚度可為1 μm以上10 μm以下之範圍內,較佳地可為2 μm以上8 μm以下之範圍內。
進而,亦可視需要,向絕緣性接著膜10添加二氧化矽(silica)微粒子、氧化鋁、氫氧化鋁等絕緣性填料。絕緣性填料之摻合量相對於構成該等層之樹脂100質量份,較佳為設為3質量份以上40質量份以下之範圍內。
<導電膜之製造方法>
其次,對導電膜100之製造方法進行說明。此處,列舉使用轉印模具製造本發明之導電膜100之例進行說明。於使用轉印模具之情形時,例如可藉由以下步驟A及步驟B獲得導電膜100。
(步驟A)
首先,將1個或複數個導電粒子20加入至形成有複數個凹部之轉印模具之凹部中。
作為所使用之轉印模具,例如可使用藉由光微影法等公知之開口形成方法,對於矽、各種陶瓷、玻璃、不鏽鋼等金屬等無機材料、或各種樹脂等有機材料等形成開口所得之轉印模具。又,轉印模具可製成板狀、輥狀等形狀。
作為轉印模具之凹部之形狀,可例示:圓柱狀、四角柱等柱形狀;圓錐台、角錐台、圓錐形、四角錐形等錐體形狀等。作為凹部之排列,較佳為對應於平面格子圖案之粒子區域30之格子狀。凹部之深度可根據要進行導電連接之電極之間距、大小、空間寬度,進而根據導電粒子20之合計體積或平均粒徑等,以粒子區域30之直徑D達到所需大小之方式決定。步驟A中使用之轉印模具可利用公知之方法製作。
(步驟B)
繼而,藉由將含有熱聚合性化合物、熱聚合起始劑、及視需要而定之絕緣性填料之熱聚合性組合物按壓至轉印模具內之導電粒子20,從而形轉印有導電粒子20之導電膜100。
藉由調整步驟B之按壓力,能夠改變導電粒子20埋入至絕緣性接著膜10之程度。藉由增加按壓之程度,能夠增加導電粒子20埋入至絕緣性接著膜10中之程度。藉此,能夠獲得於絕緣性接著膜10之表面或表面附近配置有導電粒子20之結構之導電膜100。
各粒子區域30中所含之導電粒子20之合計體積量之離散度較佳為較小。為了將各粒子區域30中所含之導電粒子20之合計體積量平均化,重要的是使在步驟A加入至轉印模具之凹部中之導電粒子20之量接近均等,為此,例如較佳為實施以下a)~c)之一者以上:
a)預先對導電粒子20進行分級,將粒徑之離散度抑制在一定範圍內;
b)考慮凹模之大小(直徑及深度)與導電粒子20之大小(平均粒徑、最小粒徑、最大粒徑)之關係而決定加入至凹模中之導電粒子20之量;
c)在將導電粒子20加入至凹模中之後,例如設置用刷毛或刮刀進行整平之步驟。
此處,導電粒子20之粒徑之離散度可藉由圖像型粒度分析裝置等算出。作為一例,未配置於導電膜100中之狀態之作為原料粒子之導電粒子20之粒徑可使用濕式流動式粒徑/形狀分析裝置FPIA-3000(Malvern Panalytical公司)求出。
導電膜100可良好地應用於例如將微型LED搭載於基板之情形等以微間距進行之導電連接。例如,導電膜100可良好地應用於將微型LED或次毫米LED等LED元件、IC晶片、IC模組、FPC等第1電子零件與FPC、玻璃基板、剛性基板、陶瓷基板等第2電子零件進行導電連接或各向異性導電連接時。再者,導電膜之反應率較佳為25%以下,更佳為20%以下,進而較佳為15%以下。藉此,能夠穩定地進行連接構造體之製造。反應率係導電膜之形成後之熱聚合性化合物之減少量相對於形成前之熱聚合性化合物量之比率,反應率之測定方法等將於後文描述。
<導電膜之變化態樣>
導電膜例如於用於微型LED等微小零件之情形時,可為1組RGB之1個像素單元(one pixel unit)等特定單元之單片。可對應於與微型LED之各電極相對應之基板側之各電極,分別地設置單片。單片之形狀並無特別限定,可根據作為連接對象之電子零件之尺寸適當地設定。於藉由使用雷射剝離(LLO:Laser Lift Off)裝置(例如,商品名:Invisi LUM-XTR,信越化學工業股份有限公司)之雷射剝離加工法(參照日本特開2017-157724號公報),在基材膜上形成導電膜之單片之情形時,為了抑制捲曲或缺口之產生,單片之形狀較佳為選自鈍角所形成之多邊形、具有圓角之多邊形、橢圓、長圓、及圓之至少一種。選自此種形狀之至少一種單片分別相隔地設置於基板側之電極,微型LED之電極可為被各不相同之單片連接之狀態。
導電膜之單片之尺寸(縱×橫)根據作為連接對象之電子零件之尺寸適當地設定,單片之面積相對於電子零件之面積之比較佳為2以上,更佳為4以上,進而較佳為5以上。又,單片之厚度與導電膜之厚度同樣,係導電粒子之平均粒徑加上較佳為1~4 μm、尤佳為1~2 μm所得者,較佳為1 μm以上10 μm以下,更佳為1 μm以上6 μm以下,進而較佳為2 μm以上4 μm以下。
又,基材膜上之單片間之距離較佳為3 μm以上,更佳為5 μm以上,進而較佳為10 μm以上。又,單片間之距離之上限較佳為3000 μm以下,更佳為1000 μm以下,進而較佳為500 μm以下。於單片間之距離過小之情形時,難以藉由LLO轉印單片,於單片間之距離較大之情形時,貼附單片之方法變得較佳。單片間之距離可藉由顯微鏡觀察(光學顯微鏡、金相顯微鏡、電子顯微鏡等)進行測量。
<導電膜之變化態樣之製造方法>
導電膜之單片可藉由切割成長條或半切而形成,亦可使用雷射剝離裝置形成。於使用LLO裝置形成單片之情形時,基材膜只要對雷射光具有穿透性即可,其中,較佳為橫跨所有波長皆具有較高之透光率之石英玻璃。
於使用LLO裝置形成導電膜之單片之情形時,藉由自基材膜側向設置於基材膜上之導電膜照射雷射光,去除照射部分之導電膜,從而能夠於基材膜上形成導電膜之特定形狀之單片。
例如,藉由使用開口之窗部為四邊形狀之遮罩,自基材膜去除導電膜之不需要之部分,能夠以導電膜之殘留部分構成特定形狀之單片。又,例如,藉由使用在開口之窗部內形成有特定形狀之遮光部之遮罩,自基材膜去除單片周圍之導電膜之不需要之部分,能夠以導電膜之殘留部分構成特定形狀之單片。
又,於使用雷射剝離裝置製作單片之情形時,單片之反應率為25%以下,較佳為20%以下,進而較佳為15%以下。藉此,能夠獲得優異之轉印性。再者,關於雷射照射前之硬化性樹脂膜或雷射照射後所得之單片之反應率之測定,例如可使用FT-IR,藉由反應基之減少率求出。例如,於利用環氧化合物之反應之硬化性樹脂膜之情形時,可對試樣照射紅外線,測定IR光譜,測定IR光譜之甲基(2930 cm
-1附近)及環氧基(914 cm
-1附近)之峰高度,如下述式所示,算出環氧基之峰高度相對於甲基之峰高度之反應前後(例如雷射照射前後)之比率。
[數2]
反應率(%)={1-(a/b)/(A/B)}×100
於上述式中,A係反應前之環氧基之峰高度,B係反應前之甲基之峰高度,a係反應後之環氧基之峰高度,b係反應後之甲基之峰高度。再者,於另一峰與環氧基之峰重疊之情形時,將完全硬化(反應率100%)之樣品之峰高度設為0%即可。
<導電膜之利用(連接構造體、其製造方法)>
本發明之導電膜可以與習知之導電膜同樣之方式貼合於物品而使用,所貼合之物品並無特別限制。因此,第1構件與第2構件經由導電膜連接而成之連接構造體、及藉由在第1構件與第2構件之間配置導電膜進行連接而製造連接構造體之方法亦係本發明之一部分。例如,於藉由採用導電粒子作為填料,而將導電膜構成為各向異性導電膜之情形時,可使用熱壓接合工具,將各向異性導電膜用於第1電子零件與第2電子零件之各向異性導電連接,該第1電子零件為利用PN連接之半導體元件(太陽電池等發電元件、CCD等拍攝元件、晶片之一邊為50 μm~200 μm左右之次毫米LED或晶片之一邊未達50 μm之微型LED等發光元件、珀耳帖元件(Peltier element))、其他各種半導體元件、IC晶片、IC模組、FPC等,該第2電子零件為FPC、玻璃基板、塑膠基板、剛性基板、陶瓷基板等,又,亦可將該導電膜作為導電膜,於除各向異性導電連接以外之用途中用於電子零件。再者,導電膜所貼合之物品之面可平滑,亦可具有階部或凸形狀。
作為導電膜之具體之使用方法,例如,於第1電子零件為包含半導體元件之微型LED、IC晶片、或FPC,第2電子零件為基板之情形時,通常,將第1電子零件載置於加壓工具側,將第2電子零件載置於與第1電子零件相對向之載置台,藉由雷射剝離加工法等預先將導電膜、較佳為其單片暫貼於第2電子零件,使用加壓工具進行第1電子零件與第2電子零件之熱壓接合。於此情形時,亦可預先將導電膜之單片暫貼於第1電子零件而非第2電子零件,又,第1電子零件並不限定於包含半導體元件之IC晶片或FPC。尤其是於第1電子零件或第2電子零件為基板之情形時,例如可具有聚矽氧橡膠層。聚矽氧橡膠層可為聚二甲基矽氧烷(PDMS)。
<連接構造體>
圖5係示出使用導電膜100所獲得之連接構造體之構成例之剖視圖。該連接構造體200係使用導電膜100,將作為第1電子零件之微型LED元件50與作為第2電子零件之基板60進行導電連接或各向異性導電連接而成之微型LED安裝體。此處,針對導電膜100中之導電粒子20為焊料粒子之情形進行說明。
如圖5所示,連接構造體200具備微型LED元件50、基板60、及填充至微型LED元件50與基板60之間之樹脂填充層101。再者,於圖5中,將平行於微型LED元件50之電極51、52與基板60之電極61、62之接合面的面方向設為由彼此正交之X軸方向及Y軸方向形成之X-Y平面,將垂直於該X-Y平面之第1電子零件與第2電子零件之壓接方向設為Z軸方向。
微型LED元件50具備電極51及電極52。若對電極51與電極52之間施加電壓,則載子集中於元件內之活性層,並再結合,藉此發光。電極51、52之高度可根據微型LED元件50之尺寸適當地設定,例如較佳為0 μm以上10 μm以下之範圍內,更佳為0 μm以上7 μm以下之範圍內,進而較佳為0 μm以上5 μm以下之範圍內。
電極51與電極52間之空間(電極間空間)之長度可根據微型LED元件50之尺寸適當地設定,例如較佳為3 μm以上15 μm以下之範圍內,更佳為3 μm以上12 μm以下之範圍內,進而較佳為5 μm以上10 μm以下之範圍內。
基板60於基材上具有電極61及電極62。電極61及電極62分別被配置於對應於微型LED元件50之電極51及電極52之位置。作為基板60,例如可列舉:印刷配線板、玻璃基板、軟性基板、陶瓷基板、塑膠基板、半導體基板(IC晶片)等。
樹脂填充層101係接合後導電膜100成為膜狀所得者。於將微型LED元件50之電極51、52與基板60之電極61、62接合之焊料接合部21之周圍,樹脂填充層101被填充至微型LED元件50與基板60之間。於被填充至微型LED元件50與基板60之間之樹脂填充層101中,未參與接合之導電粒子20以1個或複數個集合體之狀態分散。
於連接構造體200中,作為微型LED元件50側之端子之電極51、52與作為基板60之端子之電極61、62分別於焊料接合部21被接合。即,作為導電膜100中之導電粒子20之焊料粒子於熔融後固化,並且於其與電極材料之間形成合金(金屬間化合物)。藉由焊料接合部21,能夠於微型LED元件50之電極51與基板60之電極61之間、微型LED元件50之電極52與基板60之電極62之間謀求導通。
<連接構造體之製造方法>
連接構造體200可藉由將導電膜100介置於微型LED元件50與基板60之間而配置,並進行熱壓接合而製造。作為導電膜100中之導電粒子20之焊料粒子藉由熱壓接合而熔融、固化,從而形成焊料接合部21。又,亦可於將導電膜100介置於微型LED元件50與基板60之間配置之後,藉由熱處理(回焊)使焊料粒子熔融,從而製造連接構造體200。回焊可為大氣壓回焊或真空回焊,較佳為真空回焊。
圖6示出平行於連接構造體200中之微型LED元件50之電極51、52與基板60之電極61、62之接合面的樹脂填充層101之截面。此處,「平行於接合面之樹脂填充層101之截面」係假想之面,例如可為連接後進行研磨所得之研磨截面。再者,使用微型LED元件50之連接構造體200由於其厚度(Z方向之高度)非常小,故而於能夠自基板60側透視微型LED元件50之電極51、52之情形時,於Z方向上隔著基板60所觀察之平面亦可視同於上述截面。又,連接後自基板60剝離微型LED元件50時之剝離面亦可視同於上述截面。此種截面中,連接構造體200相對於由彼此相鄰之電極51及電極52劃分之電極間區域R(電極間空間)之面積SR,自該電極間區域R中所含之導電粒子20(焊料粒子或其集合體)投影之面積之合計SP所占之比率(面積佔有率)為35%以下,較佳為30%以下。於合計面積SP相對於面積SR所占之比率超過35%之情形時,有導致相鄰之電極間(即,電極51與電極52)發生短路之虞。此處,合計面積SP可藉由對將自電極間區域R中所含之各導電粒子20(焊料粒子或其集合體)投影之圖形視為圓時之面積進行合計而求出。於此情形時,根據「自導電粒子20(焊料粒子或其集合體)投影之圖形之面積」,假定具有通過該投影圖形之最外側之圓周之真圓,對該真圓所包圍之面積進行合計。合計面積SP可藉由使用金相顯微鏡或SEM等電子顯微鏡等之觀察方法,觀察電極間區域R之截面(或剝離面)而進行測量。合計面積SP之測量可使用任意軟體。
再者,由於使用整齊排列配置有粒子區域30之導電膜100,因此於合計面積SP相對於面積SR之比率過小之情形時,作為連接對象之電極間(電極51與電極61、電極52與電極62)亦可能會不存在充分量之焊料粒子,從而無法確保充分之導通。因此,合計面積SP相對於面積SR所占之比率之下限值較佳為0.5%以上,更佳為1.0%以上。
<連接構造體之製造方法之變化態樣>
再者,於將非常微細之第1電子零件安裝於配線基板等第2電子零件之情形時,亦可藉由利用如上所述之雷射剝離加工法將第1電子零件噴附於第2電子零件而安裝。例如,於第1電子零件為形成於透光性基板之表面之數量較大之微型LED之情形時,可藉由下述方式安裝,即,對各個第1電子零件照射雷射光,將第1電子零件噴附至被配置於第2電子零件之特定位置(例如配線基板之各電極)之導電膜或被轉印之其單片。雷射剝離加工條件可根據第1電子零件之種類或構成材料等適當地決定。再者,將導電膜配置於第2電子零件之特定位置(例如配線基板之各電極)、或轉印導電膜之單片可藉由熱壓接合、或雷射剝離加工法進行。
再者,於藉由雷射剝離加工法,將微型LED等第1電子零件噴附至藉由熱壓接合配置於第2電子零件之特定位置之導電膜或藉由雷射剝離加工法轉印之導電膜之單片之情形時,為了防止第1電子零件之噴附偏移、變形、損壞、脫落等,較佳為於導電膜之絕緣性接著膜中含有賦予緩和噴附之衝擊之緩衝性之橡膠成分(例如丙烯酸橡膠、聚矽氧橡膠、丁二烯橡膠、聚胺酯系彈性體等)、或賦予機械強度之無機填料(例如二氧化矽、滑石、氧化鈦、碳酸鈣等)。
此種摻合有橡膠成分或無機填料之絕緣性接著膜於照射雷射前,依據JIS K6253之硬度計A硬度(依據JIS K6253)較佳為20~40,更佳為20~35,尤佳為20~30,藉由依據JIS K7244之動態黏彈性試驗裝置(溫度30℃,頻率200 Hz;VIBRON,A&D股份有限公司)獲得之儲存模數較佳為60 MPa以下,更佳為30 MPa以下,尤佳為10 MPa以下。
又,絕緣性接著膜硬化後(連接後)之依據JIS K7244之於拉伸模式下測得之於溫度30℃之儲存模數較佳為100 MPa以上,進而較佳為2000 MPa以上。於溫度30℃之儲存模數過低之情形時,無法獲得良好之導通性,連接可靠性亦趨於降低。於溫度30℃之儲存模數可依據JIS K7244,於使用黏彈性試驗機(VIBRON)之拉伸模式下,例如於頻率11 Hz、升溫速度3℃/min之測定條件下進行測定。
再者,亦可藉由雷射剝離加工法將微型LED等第1電子零件轉印(噴附)至聚二甲基矽氧烷(PDMS)等聚矽氧橡膠片材之特定位置(即,對應於第1電子零件將被再轉印到之第2電子零件之特定位置之位置)而獲得第1電子零件配置片材,將其第1電子零件側與第2電子零件相對向進行位置對準,之後進行轉印。
[實施例]
以下,藉由實施例對本發明更具體地進行說明。
[熱聚合性組合物之製作]
將苯氧樹脂[日鐵化學材料股份有限公司,YP-50]、環氧樹脂A[日鐵化學材料股份有限公司,YD-019(雙酚A型環氧樹脂)]、環氧樹脂B[三菱化學股份有限公司,YL-980(液態環氧樹脂)]、環氧樹脂C[三菱化學股份有限公司,YX-8000(液態氫化環氧樹脂)]、助焊劑化合物[己二酸,東京化成工業股份有限公司]、及硬化劑[Novacure,旭化成股份有限公司,HX-3941]加以混合,從而製備含有表1所示之配方組成(單位為質量份)之熱聚合性組合物。
[表1]
| 配方組成[質量份] | 熱聚合性組合物 |
| 苯氧樹脂 | 30 |
| 環氧樹脂A | 20 |
| 環氧樹脂B | 10 |
| 環氧樹脂C | 10 |
| 助焊劑化合物 | 5 |
| 硬化劑 | 25 |
| 合計 | 100 |
[黏合劑膜之製作]
藉由使用棒式塗佈機將所獲得之熱聚合性組合物塗佈於基材上,於60℃乾燥3分鐘,之後將其剝離,從而形成具有表2所示之厚度之黏合劑膜1、2。又,向熱聚合性組合物添加焊料粒子(組成為Sn
42Bi
58:三井金屬礦業股份有限公司製造之ST-3,粒度分佈D
10:1.7 μm,D
50:3.1 μm,D
90:5.0 μm)並進行混合,除此以外以同樣之方式,製作具有表2所示之厚度之黏合劑膜3、4。黏合劑膜3、4係於絕緣樹脂膜中無規分散有焊料粒子之非整齊排列配置型之各向異性導電膜(以下記為「ACF」)。
[表2]
| 黏合劑膜 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 厚度[μm] | 4 | 8 | 4 | 4 |
| 焊料粒子[質量份] | - | - | 10 | 50 |
| 合計 | 100 | 100 | 110 | 150 |
[ACF之製作:實施例1~6、比較例1、2]
藉由製作具有對應於六方格子圖案之凸部之排列圖案之模具,使透明性樹脂之顆粒(聚碳酸酯系)熔融並流入該模具中,使其冷卻、凝固,從而製作具有六方格子圖案之凹部之三種樹脂製轉印模具。將焊料粒子(組成為Sn
42Bi
58:三井金屬礦業股份有限公司製造之ST-3,粒度分佈D
10:1.7 μm,D
50:3.1 μm,D
90:5.0 μm)填充至各轉印模具之凹部。
使用表2之黏合劑膜1,使用彈性輥,於按壓時之溫度為50℃、按壓壓力為0.5 MPa之條件下,按壓至各轉印模具之焊料粒子收容面,從而形成轉印有焊料粒子之黏合劑膜。將轉印有焊料粒子之黏合劑膜自轉印模具剝離,藉此製作成為實施例1~4之整齊排列配置型ACF。藉由表2之黏合劑膜1、2與表3之整齊排列配置形態1~3之組合特定出實施例1~4之ACF。又,作為比較例1、2之ACF,使用表2之黏合劑膜3、4。將以上之概要示於表4。
[表3]
| 整齊排列配置形態 | 整齊排列配置形態1 | 整齊排列配置形態2 | 整齊排列配置形態3 |
| 粒子區域之直徑[μm] | 3.2 | 2.2 | 1.7 |
| 粒子區域之密度[個/mm 2] | 28,000 | 58,000 | 100,000 |
| 排列 | 六方格子 | 六方格子 | 六方格子 |
| 粒子區域間之距離[μm] | 3.2 | 2.2 | 1.7 |
[表4]
| ACF | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 比較例2 | |
| 黏合劑膜 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 整齊排列配置形態 | 1 | 2 | 3 | 1 | - | - | |
| 對S A比率[%](以最大值/最小值表示) | 157/29 | 148/44 | 157/57 | 158/27 | - | - | |
| S1/S2比率[%] | 99 | 98 | 95 | 99 | - | - | |
| 鄰接之粒子區域之合計面積S3[μm 2] | 10 | 5 | 3 | 10 | - | - | |
| 粒子區域之個數密度[個/0.01 mm 2] | 280 | 580 | 1000 | 280 | - | - | |
| S1之面積佔有率[%] | 14 | 15 | 14 | 14 | - | - |
對實施例1~4所獲得之ACF實施藉由SEM之觀察。其結果為,確認到於將任意粒子區域之面積設為S,將至少100×100 μm之面視野中之面積S之平均值設為S
A時,面積S之最大值及最小值相對於平均值S
A之比率[%](記為「對S
A比率」)分別落在S
A±80%以內。
作為一例,實施例1之至少100×100 μm之面視野中之20個粒子區域之面積S之平均值S
A為5.1 μm
2,最大值為8.0 μm
2,對S
A比率為157%,最小值為1.5 μm
2,對S
A比率為29%,以平均值S
A為基準,在±80%以內。將對S
A比率[%]之結果亦示於表4。又,作為代表例,將實施例1所獲得之ACF之SEM圖像示於圖7。
又,關於實施例1~4所獲得之ACF,確認出於至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之粒子區域之面積S之合計S1相對於自所有焊料粒子投影之面積之合計S2所占之比率(S1/S2比率,%)為90%以上。將S1/S2比率[%]之結果亦示於表4。
又,關於實施例1~4所獲得之ACF,確認到以最短距離相鄰之兩個粒子區域之合計面積S3為1 μm
2以上20 μm
2以下之範圍內。將合計面積S3[μm
2]之結果亦示於表4。再者,表中之合計面積S3係以最短距離相鄰之10組粒子區域之平均值。
又,關於實施例1~4所獲得之ACF,於至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之粒子區域之合計數(粒子區域之個數密度)為100個以上1500個以下之範圍內。將粒子區域之個數密度[個/0.01 mm
2]之結果亦示於表4。
又,關於實施例1~4所獲得之ACF,確認到於至少100×100 μm之面視野中,粒子區域之面積S之合計面積S1所占之比率(面積佔有率)為5%以上25%以下之範圍內。將合計面積S1之面積佔有率[%]之結果亦示於表4。再者,表中之面積佔有率係合計10處面視野之平均值。
[導通電阻及絕緣性之評價]
將實施例1~3及比較例1、2之ACF貼附於形成有Cr-Au電極圖案之玻璃基板,於其上放置具有模仿微型LED元件之電極之電極圖案之IC晶片(晶片尺寸:1.5×1.5 cm),於最高到達溫度150℃、壓力1 MPa、30秒之條件下進行熱壓接合,製成微型LED安裝體,從而獲得實施例之安裝體1~6及比較例之比較安裝體1、2。作為IC晶片,製作俯視為正方形之電極以表5所示之電極尺寸、電極間空間之長度、及電極間空間之面積形成電極圖案的三種評價構件1~3使用。
[表5]
| 評價構件 | 評價構件1 | 評價構件2 | 評價構件3 |
| 電極尺寸[μm 2] | 20×20 | 15×15 | 10×10 |
| 電極間空間之長度[μm] | 10 | 7.5 | 5 |
| 電極間空間之面積[μm 2] | 200 | 112.5 | 50 |
將使用實施例1~3及比較例1、2之ACF進行接合所得之微型LED安裝體之導通電阻及絕緣性之評價結果記載於表6中。判定基準如下所示。
導通電阻之判定基準:
將A~C判定為合格,D、E判定為不合格。
A:30 Ω以下
B:31~100 Ω
C:101~300 Ω
D:301 Ω以上
E:具有1處以上無法測定之位置
絕緣性之判定基準:
確認100處各電極間空間,將10
3Ω以下視為短路,A~C判定為合格,D判定為不合格。
A:無短路
B:1處短路
C:2處短路
D:3處短路
[表6]
| 安裝體 | 安裝體1 | 安裝體2 | 安裝體3 | 安裝體4 | 安裝體5 | 安裝體6 | 比較安裝體1 | 比較安裝體2 | |
| 實施例1 | 實施例1 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較倒2 | ||
| 黏合劑膜 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | |
| ACF | 整齊排列配置形態 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | - | - |
| 評價構件 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | 3 | 1 | 1 | |
| 導通電阻 | A | B | C | A | A | A | E | A | |
| 絕緣性 | A | A | A | A | A | A | D | D |
[樹脂填充性之評價]
如圖8、圖9所示,製作模仿微型LED元件之微晶片50A(晶片尺寸:15×30 μm,晶片厚度10 μm)。將電極51A、52A之高度設為H,製作平坦(0 μm)、2.5 μm、5 μm三種微晶片。藉由將實施例1、4之ACF暫貼於玻璃基板之後,將製成之微晶片以相當於110 ppi之方式排列於1.5×1.5 cm之範圍內,之後於最高到達溫度150℃、壓力1 MPa、30秒之條件下進行壓接,從而獲得表7所示之安裝體7~12。針對所獲得之安裝體7~12,對樹脂填充性進行評價。判定基準如下所述。將其結果亦示於表7。
樹脂填充性之判定基準:
如下所述,以晶片側面、電極高度、晶片上表面為基準進行判定,僅A判定為合格。
A:樹脂填充至晶片側面為止,但未填充至晶片上表面之狀態
B:未完全填充至電極高度為止之狀態
C:樹脂流至晶片上表面之狀態(整個晶片埋於樹脂之狀態)
再者,將用於判定基準之晶片側面之範圍(A)、至電極高度為止之範圍(B)、超出晶片上表面之範圍(C)以記號A~C示於圖8。
[表7]
| 安裝體 | 安裝體7 | 安裝體8 | 安裝體9 | 安裝體10 | 安裝體11 | 安裝體12 | |
| ACF | 實施例1 | 實施例1 | 實施例1 | 實施例4 | 實施例4 | 實施例4 | |
| 黏合劑膜 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | |
| 整齊排列配置形態 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 電極高度H[μm] | 0 | 2.5 | 5 | 0 | 2.5 | 5 | |
| 樹脂填充性 | A | A | A | C | C | A |
[安裝後之面積佔有率之評價]
針對安裝體1~6及比較安裝體1、2,確認焊料粒子於電極間空間(電極間區域)中之面積佔有率。電極間空間係指圖6之虛線所包圍之電極間區域R。針對各安裝體,觀察平行於接合面之截面(雖然此處係自玻璃基板側隔著玻璃基板觀察安裝體之IC晶片,但可視同於截面觀察)。藉由針對1個安裝體確認任意10處電極間空間,而測量焊料粒子之合計面積SP,求出電極間空間相對於總面積SR之面積佔有率(%)。此處,焊料粒子之合計面積SP係藉由將自電極間空間中所含之焊料粒子或其集合體投影之圖形視為圓時之面積進行合計而求出。於此情形時,根據自焊料粒子或其集合體投影之圖形,假定具有通過該投影圖形之最外側之圓周之真圓,對該真圓所包圍之面積進行合計。合計面積SP係藉由金相顯微鏡測量。將結果示於表8。
又,作為代表例,將安裝體1之電極間空間之金相顯微鏡圖像示於圖10,將比較安裝體1之金相顯微鏡圖像示於圖11。
[表8]
| 安裝體 | 安裝體1 | 安裝體2 | 安裝體3 | 安裝體4 | 安裝體5 | 安裝體6 | 比較安裝體1 | 比較安裝體2 | ||
| ACF | 實施例1 | 實施例1 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | ||
| 黏合劑膜 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | ||
| 整齊排列配置形態 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | - | - | ||
| 評價構件 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | 3 | 1 | 1 | ||
| 面積佔有率[%] | 22~35 | 21~32 | 18~29 | 19~28 | 15~25 | 21~31 | 8~55 | 87~98 | ||
根據表8,可確認藉由使用實施例1~3之整齊排列配置型ACF,能夠製作焊料粒子於電極間空間之面積中之面積佔有率為35%以下,相鄰之電極間之短路之發生得到抑制之可靠性較高之微型LED安裝體(連接構造體)。
另一方面,關於使用比較例1、2之分散型ACF製成之微型LED安裝體,於比較安裝體1中,焊料粒子於電極間空間之面積中之面積佔有率之離散度較大,且亦存在超過35%者,因此推測於焊料粒子之分佈存在偏倚,有發生導通不良或短路之虞。於比較安裝體2中,面積佔有率為過高之值,有發生短路之虞。
又,根據圖10,於安裝體1中,雖然於電極間空間存在焊料粒子,但未觀察到橋接之發生。另一方面,根據圖11,確認到於比較安裝體1中,焊料粒子於電極間空間中融合,發生橋接。
根據以上結果,可確認:藉由使用實施例之整齊排列配置型ACF,能夠兼顧確保微型LED安裝體(連接構造體)之導通與防止短路,樹脂填充性亦良好。
[產業上之可利用性]
本發明之導電膜可用於例如微型LED等電子零件向配線基板之導電連接或各向異性導電連接。再者,以例示為目的對本發明之實施方式進行了詳細說明,但本發明並不受上述實施方式限制。
10:絕緣性接著膜
20:導電粒子
21:焊料接合部
30:粒子區域
50:微型LED元件
50A:微晶片
51,51A,52,52A:電極
60:基板
61,62:電極
100:導電膜
101:樹脂填充層
200:連接構造體
D:粒子區域之直徑
L:粒子區域間之最短距離
H:電極之高度
P:格子點
R:電極間區域
[圖1]係本發明之導電膜之剖視圖。
[圖2]係本發明之導電膜之俯視立體圖。
[圖3]係本發明之導電膜之放大之俯視立體圖。
[圖4]係本發明之導電膜之俯視立體圖。
[圖5]係本發明之連接構造體之剖視圖。
[圖6]係連接構造體之電極間區域之說明圖。
[圖7]係本發明之導電膜之顯微鏡照片。
[圖8]係用於評價樹脂填充性之微晶片之說明圖。
[圖9]係用於評價樹脂填充性之微晶片之說明圖。
[圖10]係隔著玻璃基板觀察實施例之安裝體之LED晶片的電極間區域之顯微鏡照片。
[圖11]係隔著玻璃基板觀察比較例之安裝體之LED晶片的電極間區域之顯微鏡照片。
10:絕緣性接著膜
20:導電粒子
30:粒子區域
100:導電膜
P:格子點
Claims (12)
- 一種導電膜,其具備絕緣樹脂膜、及 載持於上述絕緣樹脂膜之複數個導電性金屬粒子,其特徵在於: 於導電膜之俯視下,整齊排列配置有包含來自1個或複數個上述金屬粒子之投影圖形的特定面積之粒子區域,且 於將1個上述粒子區域之面積設為S,將上述導電膜之至少100×100 μm之面視野中之上述面積S之平均值設為S A時,面積S之最大值及最小值為S A±80%以內。
- 如請求項1之導電膜,其中,於導電膜之至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之上述粒子區域之面積S之合計S1相對於自所有金屬粒子投影之面積之合計S2為90%以上。
- 如請求項1之導電膜,其中,以最短距離相鄰之兩個粒子區域之合計面積為1 μm 2以上20 μm 2以下之範圍內。
- 如請求項1之導電膜,其中,於導電膜之至少100×100 μm之面視野中,整齊排列配置之上述粒子區域之合計數為100個以上1500個以下之範圍內。
- 如請求項1之導電膜,其中,於導電膜之至少100×100 μm之面視野中,上述面積S之合計S1所占之比率為5%以上25%以下之範圍內。
- 如請求項1之導電膜,其中,上述粒子區域重疊於六方格子、正方格子、斜方格子、矩形格子、或平行體格子之任一平面格子圖案之格子點而整齊排列配置。
- 如請求項1之導電膜,其中,上述粒子區域之形狀為圓形或多邊形。
- 如請求項1之導電膜,其中,上述金屬粒子為焊料粒子。
- 如請求項1之導電膜,其膜之反應率為25%以下。
- 一種連接構造體,其係第1電子零件與第2電子零件導電連接而成者,其特徵在於: 上述第1電子零件具有與上述第2電子零件之電極接合之複數個第1電極,並且於該第1電極之周圍形成有由絕緣樹脂形成之樹脂填充層, 於上述樹脂填充層中,導電性金屬粒子或其集合體分散地存在於複數個位置,且 於平行於上述第1電極與上述第2電子零件之電極之接合面之上述樹脂填充層之截面中,相對於由彼此相鄰之上述第1電極劃分之電極間區域之總面積SR,將自該電極間區域中所含之上述金屬粒子或其集合體投影之圖形視為圓時之面積之合計SP所占之比率為35%以下。
- 如請求項10之連接構造體,其中,上述圓之面積之合計SP相對於上述電極間區域之總面積SR所占之比率為0.5%以上。
- 一種連接構造體之製造方法,其係藉由請求項1至9中任一項之導電膜將第1電子零件之電極與第2電子零件之電極進行導電連接。
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