TWI649765B

TWI649765B - 異向性導電接著劑

Info

Publication number: TWI649765B
Application number: TW104104889A
Authority: TW
Inventors: Hidetsugu Namiki; 波木秀次; Shiyuki Kanisawa; 蟹澤士行; Akira Ishigami; 石神明; Masaharu Aoki; 青木正治
Original assignee: Dexerials Corporation; 日商迪睿合股份有限公司
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2019-02-01
Also published as: JP6347635B2; KR20160135700A; CN106062119B; TW201543502A; JP2015178555A; US20170121571A1; EP3121237A1; CN106062119A; US9670385B2; KR102339440B1; WO2015141343A1; EP3121237A4

Abstract

本發明提供一種可獲得優異之光學特性及散熱特性之異向性導電接著劑。該異向性導電接著劑含有：導電性粒子(31)，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子(32)，其平均粒徑小於導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於焊料粒子；及黏合劑，其使導電性粒子(31)、焊料粒子(32)及光反射性絕緣粒子分散。導電性粒子及光反射性絕緣粒子高效率地將光反射，而提昇LED構裝體之光提取效率。又，於壓接時，焊料粒子(32)將端子間進行焊接，因此對向端子間之接觸面積增加，獲得高散熱特性。

Description

異向性導電接著劑

本發明係關於一種分散有導電性粒子之異向性導電接著劑，尤其是關於可將LED(Light Emitting Diode)、驅動器IC(Integrated Circuit)等晶片(元件)所發出之熱進行散熱之異向性導電接著劑。

先前，作為將LED元件構裝於基板之加工法，使用有打線接合(wire bond)加工法。如圖5所示，打線接合加工法係將LED元件之電極(第1導電型電極104a及第2導電型電極102a)面朝上(face up)，利用焊線(WB)301a、301b進行該LED元件與基板之電性接合，LED元件與基板之接著係使用黏晶材302。

然而，此種利用焊線而獲得電性連接之方法有焊線自電極(第1導電型電極104a及第2導電型電極102a)發生物理斷裂、剝離之風險，因此尋求可靠性更高之技術。進而，由於黏晶材302之硬化製程係藉由烘箱硬化而進行，故而生產上耗費時間。

作為不使用焊線之加工法，有如下方法：如圖6所示，將LED元件之電極(第1導電型電極104a及第2導電型電極102a)面朝向基板側(面朝下，倒裝晶片)，使用以銀糊為代表之導電性糊303a、303b將該 LED元件與基板進行電性連接。

然而，由於導電性糊303a、303b之接著力較弱，故而必須利用密封樹脂304加以補強。進而，由於密封樹脂304之硬化製程係藉由烘箱硬化而進行，故而生產上耗費時間。

作為不使用導電性糊之加工法，有如下方法：如圖7所示，將LED元件之電極面朝向基板側(面朝下，倒裝晶片)，使用絕緣性之接著劑黏合劑305中分散有導電性粒子306之異向性導電接著劑將該LED元件與基板電性連接及接著。異向性導電接著劑由於接著製程較短，故而生產效率良好。又，異向性導電接著劑廉價，且透明性、接著性、耐熱性、機械強度、電性絕緣性等優異。

又，近年來開發出用於倒裝晶片構裝之LED元件。該FC 構裝用LED元件可利用鈍化材料105而設為取得較大電極面積之設計，因此可實現無凸塊構裝。又，藉由於發光層下設置反射膜，光提取效率變得良好。

作為將FC構裝用LED元件構裝於基板之加工法，如圖8所示，使用金錫共晶接合。金錫共晶接合為如下加工法：由金與錫之合金307形成晶片電極，將助焊劑塗佈於基板，搭載晶片並進行加熱，藉此與基板電極進行共晶接合。然而，此種焊料連接加工法有因加熱中之晶片偏移或未被完全洗去之助焊劑所引起之對可靠性之不良影響，因此良率較差。又，需要高度之構裝技術。

作為不使用金錫共晶之加工法，有如下焊料連接加工法，即，如圖9所示，使用焊料糊303將LED元件之電極面與基板電性連接。然而，此種焊料連接加工法由於糊具有等向性之導電性，故而pn電極間會短路，良率較差。

作為不使用焊料糊之加工法，如圖10所示有如下方法：與圖7同樣地，使用絕緣性黏合劑中分散有導電性粒子306之ACF等異向性導電接著劑將LED元件與基板電性連接及接著。異向性導電接著劑係於pn電極間填充絕緣性黏合劑。因此，不易發生短路，故而良率良好。又，由於接著製程較短，故而生產效率良好。

且說，LED元件之活性層(接面)103除產生光以外，亦產生大量熱，當發光層溫度(Tj=接面溫度)達到100℃以上時，LED之發光效率降低，LED之壽命縮短。因此，需要用以將活性層103之熱高效率地逸散之構造。

如圖5所示之WB構裝中，活性層103位於LED元件之上側，因此所產生之熱不會高效率地傳遞至基板側，因此散熱性較差。

又，當進行如圖6~圖10所示之倒裝晶片構裝時，由於活性層103位於基板側，故而將熱高效率地傳遞至基板側。如圖6、圖9所示，於利用導電性糊303a、303b將電極間接合之情形時，可高效率地散熱，但利用導電性糊303a、303b所進行之連接如上所述連接可靠性較差。又，如圖8所示，於進行金錫共晶接合之情形時，亦與上述同樣地連接可靠性較差。

又，如圖7、圖10所示，不使用導電性糊303a、303b，而利用ACF(Anisotropic conductive film)或ACP(Anisotropic Conductive Paste)等異向性導電接著劑進行倒裝晶片構裝，藉此將活性層103配置於基板側附近，將熱高效率地傳遞至基板側。又，由於接著力較高，故而可獲得較高之連接可靠性。

[專利文獻1]日本特開2005-120357號公報

[專利文獻2]日本特開平5-152464號公報

[專利文獻3]日本特開2003-026763號公報

然而，於使用先前之異向性導電接著劑之LED元件之倒裝晶片構裝中，由於僅電性連接部分之導電性粒子成為散熱途徑，故而無法將自LED元件產生之熱充分地逸散至基板側，無法獲得高散熱特性。又，於使用異向性導電接著劑之情形時，光被導電性粒子吸收，發光效率降低。

本發明係鑒於此種先前之實際情況而提出者，提供可獲得優異之光學特性及散熱特性之異向性導電接著劑。

本案發明人進行努力研究，結果發現，藉由摻合樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層之導電性粒子、焊料粒子、及光反射性絕緣粒子，可達成上述目的，從而完成本發明。

即，本發明之異向性導電接著劑之特徵在於含有：導電性粒子，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子，其平均粒徑小於上述導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於上述焊料粒子；及黏合劑，其使上述導電性粒子、上述焊料粒子、及上述光反射性絕緣粒子分散。

又，本發明之連接構造體之特徵在於具備第1電子零件、第 2電子零件及異向性導電膜，該異向性導電膜係利用異向性導電接著劑將上述第1電子零件與上述第2電子零件進行接著而成，該異向性導電接著劑含有：導電性粒子，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子，其平均粒徑小於上述導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於上述焊料粒子；及黏合劑，其使上述導電性粒子、上述焊料粒子、及上述光反射性絕緣粒子分散；該連接構造體係將上述第1電子零件之端子與上述第2電子零件之端子介隔上述導電性粒子進行電性連接而成，並且利用上述焊料粒子進行焊接而成。

根據本發明，由於含有樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層之導電性粒子、及平均粒徑小於焊料粒子之光反射性絕緣粒子，故而光反射率高，可獲得優異之光學特性。又，由於含有平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子，故而藉由焊接，端子之接觸面積增加，可獲得優異之散熱特性。

11‧‧‧元件基板

12‧‧‧第1導電型披覆層

12a‧‧‧第1導電型電極

13‧‧‧活性層

14‧‧‧第2導電型披覆層

14a‧‧‧第2導電型電極

21‧‧‧基材

22‧‧‧第1導電型用電路圖案

23‧‧‧第2導電型用電路圖案

22a、23a‧‧‧電極

15‧‧‧鈍化材料

31‧‧‧導電性粒子

32‧‧‧焊料粒子

33‧‧‧黏合劑

101‧‧‧元件基板

102‧‧‧第1導電型披覆層

102a‧‧‧第1導電型電極

103‧‧‧活性層

104‧‧‧第2導電型披覆層

104a‧‧‧第2導電型電極

105‧‧‧鈍化材料

201‧‧‧基材

202‧‧‧第1導電型用電路圖案

203‧‧‧第2導電型用電路圖案

301a、301b‧‧‧焊線

302‧‧‧黏晶材

303‧‧‧導電性糊

304‧‧‧密封樹脂

305‧‧‧黏合劑

306‧‧‧導電性粒子

307‧‧‧金錫合金

圖1係示意性地表示壓接前之對向之端子間的剖面圖。

圖2係示意性地表示壓接後對向之端子間的剖面圖。

圖3係表示本發明之一實施形態之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖4係表示本發明之另一實施形態之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖5係表示藉由先前之打線接合加工法所獲得之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖6係表示使用先前之導電性糊之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖7係表示使用先前之異向性導電接著劑之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖8係表示藉由金錫共晶接合而構裝有先前之FC構裝用LED之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖9係表示利用導電性糊而構裝有先前之FC構裝用LED之LED構裝體之一例的剖面圖。

圖10係表示利用異向性導電接著劑而構裝有先前之FC構裝用LED之LED構裝體之一例的剖面圖。

以下，參照圖式，根據下述順序對本發明之實施形態進行詳細說明。

1.異向性導電接著劑

2.連接構造體及其製造方法

3.實施例

<1.異向性導電接著劑>

本實施形態中之異向性導電接著劑係使於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層之導電性粒子、平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子、及平均粒徑小於焊料粒子之光反射性絕緣粒子分散至黏合劑(接著劑成分)中而成者，其形狀為糊、膜等，可視目的而適當選擇。

圖1及圖2係分別示意性地表示壓接前及壓接後對向之端子間的剖面圖。如圖1及圖2所示，於壓接時，平均粒徑小於導電性粒子31之焊料粒子32追隨導電性粒子31之扁平變形而被壓扁，藉由因加熱引起之焊接進行金屬結合。因此，與端子接觸之面積增大，而可提昇散熱特性及電氣特性。於焊料粒子32大於導電性粒子31之情形時，存在發生洩漏而導致良率變差之情況。

又，導電性粒子係於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層的光反射性導電性粒子，因此未被捕捉至端子部分之剩餘導電性粒子會高效率地反射來自LED晶片之發光部之光，而提昇LED構裝體之光提取效率。

又，光反射性絕緣粒子高效率地反射來自LED晶片之發光部之光，而提昇LED構裝體之光提取效率。又，由於光反射性絕緣粒子之平均粒徑小於焊料粒子，故而抑制光反射性絕緣粒子被捕捉至對向之端子間之情況。因此，可獲得LED構裝體之良好之散熱特性及電氣特性。

導電性粒子係於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層的金屬被覆樹脂粒子。作為樹脂粒子，可列舉：環氧樹脂、酚系樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂、苯胍(benzoguanamine)樹脂、二乙烯基苯系樹脂、苯乙烯系樹脂等。又，為了抑制導電性粒子對於扁平變形的電阻上升，亦可利用Ni等被覆樹脂粒子之表面。根據此種光反射性導電粒子，於壓縮時容易被壓扁，容易發生變形，因此可增大與配線圖案之接觸面積。又，可吸收配線圖案之高度之偏差。

於以Ag作為主成分之合金中，除Ag以外，作為所含有之金屬，例如可列舉：Bi、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Ru、 Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Au、Zn、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn等。該等中，較佳為使用含有95.0原子%以上且99.8原子%以下之Ag、0.1原子%以上且3.0原子%以下之Bi、0.1原子%以上且2.0原子%以下之Nd的Ag合金。藉此，可獲得優異之光反射性及耐遷移性。

又，導電性粒子之平均粒徑較佳為1μm以上且10μm以下，更佳為1μm以上且8μm以下。又，關於導電性粒子之摻合量，就連接可靠性及絕緣可靠性之觀點而言，相對於黏合劑100質量份較佳為1質量份以上且100質量份以下。

焊料粒子之平均粒徑小於導電性粒子，較佳為焊料粒子之平均粒徑為導電性粒子之平均粒徑之20%以上且未達100%。若焊料粒子相對於導電性粒子過小，則於壓接時焊料粒子不會被捕捉至對向之端子間，而無法進行金屬結合，因此無法獲得優異之散熱特性及電氣特性。另一方面，若焊料粒子相對於導電性粒子過大，則例如於LED晶片之邊緣部分發生焊料粒子之碰撞而發生洩漏，製品之良率變差。

焊料粒子可自例如JIS Z 3282-1999所規定之Sn-Pb系、Pb-Sn-Sb系、Sn-Sb系、Sn-Pb-Bi系、Bi-Sn系、Sn-Cu系、Sn-Pb-Cu系、Sn-In系、Sn-Ag系、Sn-Pb-Ag系、Pb-Ag系等中根據電極材料或連接條件等而適當選擇。又，焊料粒子之形狀可自粒狀、鱗片狀等中適當選擇。再者，為了提高異向性，焊料粒子亦可利用絕緣層進行被覆。

焊料粒子之摻合量較佳為1體積%以上且30體積%以下。若焊料粒子之摻合量過少，則無法獲得優異之散熱特性，若摻合量過多，則有損異向性，無法獲得優異之連接可靠性。

光反射性絕緣粒子之平均粒徑小於焊料粒子，較佳為焊料粒子之平均粒徑之2%以上且未達30%。若光反射性絕緣粒子過小，則無法高效率地反射來自LED晶片之發光部之光。又，若光反射性絕緣粒子相對於焊料粒子過大，則光反射性絕緣粒子進入焊料粒子與LED晶片之電極間、或焊料粒子與基板配線間，而阻礙散熱。

光反射性絕緣粒子較佳為選自由氧化鈦(TiO₂)、氮化硼(BN)、氧化鋅(ZnO)及氧化鋁(Al₂O₃)所組成之群中之至少一種。關於該等光反射性絕緣粒子，由於粒子本身於自然光下為灰色至白色，故而對可見光之反射特性之波長依存性較小，可提昇發光效率。該等中，適宜使用具有較高折射率之氧化鈦。

光反射性絕緣粒子之摻合量較佳為1~50體積%，更佳為5~25體積%。若光反射性絕緣粒子之摻合量過少，則無法實現充分之光反射，若光反射性絕緣粒子之摻合量過多，則會阻礙所併用之基於導電粒子之連接。

於導電性粒子、焊料粒子及光反射性絕緣粒子之摻合量中，較佳為焊料粒子之摻合量大於導電性粒子之摻合量，且光反射性絕緣粒子之摻合量多於焊料粒子之摻合量。藉由如此摻合，可獲得優異之光學特性、散熱特性及電氣特性。

作為黏合劑，可利用先前之異向性導電接著劑或異向性導電膜中所使用之接著劑組成物。作為接著劑組成物，可較佳地列舉以脂環式環氧化合物或雜環系環氧化合物或氫化環氧化合物等作為主成分之環氧硬化系接著劑。

作為脂環式環氧化合物，可較佳地列舉分子內具有2個以上環氧基者。該等可為液狀，亦可為固體狀。具體而言，可列舉：縮水甘油基六氫雙酚A、3',4'-環氧環己烯羧酸3,4-環氧環己烯基甲酯等。其中，就可對硬化物確保適於LED元件之構裝等之透光性，且快速硬化性亦優異之方面而言，可較佳地使用3',4'-環氧環己烯羧酸3,4-環氧環己烯基甲酯。

作為雜環狀環氧化合物，可列舉具有三環之環氧化合物，尤佳可列舉1,3,5-三(2,3-環氧丙基)-1,3,5-三-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮。

作為氫化環氧化合物，可使用上述脂環式環氧化合物或雜環系環氧化合物之氫化物、或其他公知之氫化環氧樹脂。

脂環式環氧化合物或雜環系環氧化合物或氫化環氧化合物可單獨使用，亦可併用兩種以上。又，除該等環氧化合物以外，只要無損本發明之效果，則亦可併用其他環氧化合物。例如，可列舉：使雙酚A、雙酚F、雙酚S、四甲基雙酚A、二芳基雙酚A、對苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚、甲酚、四溴雙酚A、三羥基聯苯、二苯甲酮、雙間苯二酚、雙酚六氟丙酮、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、三(羥基苯基)甲烷、聯二甲苯酚、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等多酚與表氯醇進行反應而獲得之縮水甘油醚；使甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪族多元醇與表氯醇進行反應而獲得之聚縮水甘油醚；使對羥基苯甲酸、β-羥基萘甲酸之類的羥基羧酸與表氯醇進行反應而獲得之縮水甘油醚酯；由鄰苯二甲酸、甲基鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、內亞甲基四氫鄰苯二甲酸、內亞甲基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三甲酸(trimellitic acid)、聚合脂肪酸之類的多羧酸所獲得之聚縮水甘油酯；由胺基苯酚、胺基烷基苯酚所獲得之縮水甘油基胺基縮水甘油醚；由胺基苯甲酸所獲得之縮水甘油基胺基縮水甘油酯；由苯胺、甲苯胺、三溴苯胺、苯二甲胺、二胺基環己烷、雙胺基甲基環己烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基碸等所獲得之縮水甘油胺；環氧化聚烯烴等公知之環氧樹脂類。

作為硬化劑，可列舉酸酐、咪唑化合物、二氰等。其中，可較佳地使用不易使硬化物變色之酸酐、尤其是脂環式酸酐系硬化劑。具體而言，可較佳地列舉甲基六氫鄰苯二甲酸酐等。

於接著劑組成物中，使用脂環式環氧化合物與脂環式酸酐系硬化劑之情形時，關於各者之使用量，若脂環式酸酐系硬化劑過少，則未硬化環氧化合物變多，若過多，則有因剩餘硬化劑之影響而促進被接著體材料之腐蝕之傾向，因此相對於脂環式環氧化合物100質量份，以較佳為80~120質量份、更佳為95~105質量份之比率使用脂環式酸酐系硬化劑。

關於由此種構成所組成之異向性導電接著劑，於壓接時平均粒徑小於導電性粒子31之焊料粒子32會追隨導電性粒子31之扁平變形而被壓扁，藉由因加熱引起之焊接而進行金屬結合。因此，與端子接觸之面積增大，而可提昇散熱特性及電氣特性。又，導電性粒子係於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層之光反射性導電性粒子，因此未被捕捉至端子部分之剩餘導電性粒子高效率地反射來自LED晶片之發光部之光，而提昇LED構裝體之光提取效率。又，光反射性絕緣粒子高效率地反射來自LED晶片之發光部之光，而提昇LED構裝體之光提取效率。又，光反射性絕緣粒子之平均粒徑小於焊料粒子，因此抑制光反射性絕緣粒子被捕捉至對向之端子間之情況。因此，可獲得LED構裝體之良好之散熱特性及電氣特性。

尤其是，於使用具有耐腐蝕性之鍍Au基板之情形時，僅利用Au-Sn共晶進行焊接時，來自LED晶片之發光部之光被Au鍍層吸收而使光通量降低，相對於此，藉由使用摻合有光反射性導電粒子及光反射性絕緣粒子之異向性導電接著劑，可獲得高光通量。

<2.連接構造體及其製造方法>

其次，對使用上述異向性導電接著劑之連接構造體進行說明。本實施形態中之連接構造體具備第1電子零件、第2電子零件及異向性導電膜，該異向性導電膜係利用異向性導電接著劑來將第1電子零件與第2電子零件進行接著而成，該異向性導電接著劑含有：於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層的導電性粒子、平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子、平均粒徑小於焊料粒子之光反射性絕緣粒子、及使導電性粒子、焊料粒子及光反射性絕緣粒子分散之黏合劑，且上述連接構造體係第1電子零件之端子與第2電子零件之端子介隔導電性粒子電性連接而成，並且利用焊料粒子進行焊接。

作為本實施形態中之第1電子零件，適宜為發熱之LED(Light Emitting Diode)、驅動器IC(Integrated Circuit)等晶片(元件)，作為第2電子零件，適宜為搭載晶片之基板。

圖3係表示LED構裝體之構成例的剖面圖。該LED構裝體係使用使上述導電性粒子31與平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子32分散至接著劑成分中而成之異向性導電接著劑來將LED元件與基板進行連接而成者。

LED元件於由例如藍寶石所構成之元件基板11上具備由例如n-GaN所構成之第1導電型披覆層12、由例如In_xAl_yGa_1-x-yN層所構成之活性層13、及由例如p-GaN所構成之第2導電型披覆層14，具有所謂雙異質構造。又，於第1導電型披覆層12上之一部分具備第1導電型電極12a，於第2導電型披覆層14上之一部分具備第2導電型電極14a。若對LED元件之第1導電型電極12a與第2導電型電極14a之間施加電壓，則藉由載子集中於活性層13並進行再結合而發光。

基板於基材21上具備第1導電型用電路圖案22及第2導電型用電路圖案23，且於與LED元件之第1導電型電極12a及第2導電型電極14a對應之位置分別具有電極22a及電極23a。

如圖3所示，對於LED構裝體，LED元件之端子(電極12a、 14a)與基板之端子(電極22a、23a)介隔導電性粒子31進行電性連接，進而藉由利用焊料粒子32之焊接進行金屬結合。藉此，端子間之接觸面積增大，可將於LED元件之活性層13產生之熱高效率地逸散至基板側，可防止發光效率降低並且使LED構裝體壽命變長。

又，如圖4所示，關於用於倒裝晶片構裝之LED元件，因鈍化材料15而使LED元件之端子(電極12a、14a)被設計為較大，因此導電性粒子31及焊料粒子32更多地被捕捉至LED元件之端子(電極12a、14a)與基板之端子(電路圖案22、23)之間。藉此，可將於LED元件之活性層 13產生之熱更高效率地逸散至基板側。

其次，對上述連接構造體之製造方法進行說明。本實施形態中之連接構造體之製造方法係將異向性導電接著劑夾在第1電子零件之端子與第2電子零件之端子之間，將第1電子零件與第2電子零件進行熱壓接，該異向性導電接著劑含有：於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層的導電性粒子、平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子、平均粒徑小於焊料粒子之光反射性絕緣粒子、及使導電性粒子、焊料粒子及光反射性絕緣粒子分散之黏合劑。藉此，可獲得第1電子零件之端子與第2電子零件之端子介隔導電性粒子進行電性連接，進而第1電子零件之端子與第2電子零件之端子藉由利用焊料粒子之焊接進行金屬結合而成之連接構造體。

根據本實施形態中之連接構造體之製造方法，於壓接時，導電性粒子因抵壓發生扁平變形而進行電性連接，並且藉由利用焊料粒子之焊接而使與對向之端子間之接觸面積增加，因此可獲得高散熱性及高連接可靠性。

[實施例]

<3.實施例>

以下，對本發明之實施例進行詳細說明，但本發明並不受該等實施例限定。於本實施例中，製作摻合有光反射性之導電性粒子、焊料粒子及白色無機填料之異向性導電接著劑(ACP)，並對反射率進行評價。又，製作LED構裝體，對總光通量、散熱特性、及電氣特性進行評價。

光反射性導電性粒子之製作、異向性導電接著劑之製作、反射率之評價、LED構裝體之製作、LED構裝體之總光通量之評價、散熱特性之評價、及電氣特性之評價係藉由如下方式進行。

[光反射性導電性粒子之製作]

於粒徑5μm之球狀丙烯酸樹脂，藉由濺鍍法以厚度0.25μm形成Ag合金(商品名：GB100，COBELCO公司製造)，而製作粒徑5.5μm之光反射性導電性粒子A。

又，於粒徑5μm之樹脂芯Ni導電性粒子，藉由濺鍍法以厚度0.25μm形成Ag合金(商品名：GB100，COBELCO公司製造)，而製作粒徑5.5μm之光反射性導電性粒子B。Ni導電性粒子係使用對球狀丙烯酸樹脂(4.6μm)之表面實施過鍍Ni(0.2μmt)者。

又，於粒徑5μm之球狀丙烯酸樹脂，藉由濺鍍法以厚度0.25μm形成Au，而製作粒徑5.5μm之光反射性導電性粒子C。

[異向性導電接著劑之製作]

向環氧硬化系接著劑(以環氧樹脂(商品名：CEL2021P，DAICEL化學股份有限公司製造)及酸酐(MeHHPA，商品名：MH700，新日本理化股份有限公司製造)作為主成分之黏合劑)中，摻合2體積%之光反射性導電性粒子、5體積%之焊料粒子及10體積%之作為白色無機填料之氧化鈦，而製作異向性導電接著劑。作為焊料粒子，準備平均粒徑(D50)為0.8μm、1.1μm、5.0μm及20.0μm者(商品名：M707(Sn-3.0Ag-0.5Cu)，mp：217℃，千住金屬工業公司製造)。

[反射率之評價]

將異向性導電接著劑以厚度成為100μm之方式塗佈至白色板上之後，於200℃-1min之條件下進行加熱硬化。利用分光光度計測定硬化後之異向性導電膜之反射率。

[LED構裝體之製作]

使用異向性導電接著劑，將FC構裝用LED晶片(商品名：DA700，CREE公司製造，Vf=3.2V(If=350mA))搭載於Au電極基板(陶瓷基板，導體間距=100μmP，鍍Ni/鍍Au=5.0/0.3μm)。將異向性導電接著劑塗佈於Au電極基板後，對準LED晶片進行搭載，以260℃-10秒、荷重1000g/chip之條件進行加熱壓接。

[總光通量之評價]

使用利用積分球之總光通量測定裝置(LE-2100，大塚電子股份有限公司)，測定LED構裝體之總光通量。

[散熱特性之評價]

使用過渡熱阻測定裝置(T3STAR，Mentor Graphics公司製造)，測定點亮0.1秒時之LED構裝體之熱阻值(℃/W)。測定條件係以If=350mA、Im=1mA進行。

[電氣特性之評價]

作為初期Vf值，測定If=350mA時之Vf值。又，於85℃、85%RH環境下以If=350mA使LED構裝體點亮500小時(高溫高濕試驗)，測定If=350mA時之Vf值。再者，高溫高濕試驗僅對初期良品進行。初期之評價係將發生洩漏之情形設為「×」，將除此以外之情形設為「○」。高溫高濕試驗後之評價係將自初期Vf值之變動為5%以上之情形設為「×」，將自初期Vf值之變動未達5%之情形設為「○」。

對於實施例及比較例，將光學特性、散熱特性、及電氣特性之評價結果示於表1。

<實施例1>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為65%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為7.0lm，電性連接部分之熱阻值為13.2℃/W，與先前之ACP(例如比較例1)相比，提昇了光學特性及散熱特性。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<實施例2>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：1.1μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為60%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為6.5lm，電性連接部分之熱阻值為13.6℃/W，與先前之ACP(例如比較例1)相比，提昇了光學特性及散熱特性。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<實施例3>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.18μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為55%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為6.0lm，電性連接部分之熱阻值為12.5℃/W，與先前之ACP(例如比較例1)相比，提昇了光學特性及散熱特性。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<實施例4>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：1.00μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為50%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為5.7lm，電性連接部分之熱阻值為14.5℃/W，與先前之ACP(例如比較例1)相比，提昇了光學特性及散熱特性。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<實施例5>

如表1所示，於黏合劑混合將球狀樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為64%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為6.9lm，電性連接部分之熱阻值為13.0℃/W，與先前之ACP(例如比較例1)相比，提昇了光學特性及散熱特性。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<比較例1>

如表1所示，於黏合劑混合將球狀樹脂粒子之表面以Ag被覆而成之外觀為咖啡色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為8%而較低。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為3.3lm，電性連接部分之熱阻值為40.0℃/W而較高。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<比較例2>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為70%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為7.5lm，電性連接部分之熱阻值為40.0℃/W而較高。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○，獲得了穩定之電氣特性。

<比較例3>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑 (D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：20.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為67%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為×，發生洩漏。因此，未進行總光通量、熱阻值、及電氣特性之評價。認為洩漏係因焊料粒子之粒徑過大而產生配線間短路。

<參考例1>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：0.8μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.25μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為58%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為6.3lm，電性連接部分之熱阻值為19.8℃/W而稍高。認為其原因在於，由於焊料粒子過小，故而於LED晶片與基板配線之間未進行金屬結合之部位較多。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為×，於高溫高濕試驗後自初期Vf值產生5%以上之變動。

<參考例2>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：0.02μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為20%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為3.7lm而較低。認為其原因在於，由於氧化鈦之粒徑與LED所發出之光之波長相比非常小，故而未獲得光反射性。又，LED構裝體之電性連接部分之熱阻值為12.3℃/W。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為○。

<參考例3>

如表1所示，於黏合劑混合將鍍Ni樹脂粒子之表面以Ag合金(Ag：Bi：Nd=99：0.7：0.3)被覆而成之外觀為灰色之光反射性導電粒子(粒徑(D50)：5.5μm)、焊料粒子(粒徑(D50)：5.0μm)、及氧化鈦(粒徑(D50)：3.00μm)，而製作異向性導電接著劑。

異向性導電接著劑之反射率於波長450nm為40%。又，使用異向性導電接著劑所製作之LED構裝體之總光通量為5.0lm，電性連接部分之熱阻值為30.0℃/W而較高。認為其原因在於，氧化鈦成為晶片電極與基板電極間之間隔件，阻礙壓扁焊料粒子。又，LED構裝體之導通可靠性之初期之評價為○，85℃ 85%3000h之點亮試驗後之評價為×，於高溫高濕試驗後自初期Vf值產生5%以上之變動。

如實施例1~5所示，藉由摻合在樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層之導電性粒子、平均粒徑小於導電性粒子之焊料粒子、及平均粒徑小於焊料粒子之光反射性絕緣粒子，提昇了LED構裝體之光學特性及散熱特性。又，如實施例1~5所示，藉由使焊料粒子之平均粒徑為導電性粒子之平均粒徑之20%以上且未達100%，獲得了熱阻值為15 ℃/W以下之優異之散熱特性。又，藉由使光反射性絕緣粒子之平均粒徑為焊料粒子之平均粒徑之2%以上且未達30%，獲得了反射率為50%以上之優異之光學特性。

Claims

一種異向性導電接著劑，其含有：導電性粒子，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子，其平均粒徑小於上述導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於上述焊料粒子；及黏合劑，其使上述導電性粒子、上述焊料粒子及上述光反射性絕緣粒子分散。
如申請專利範圍第1項之異向性導電接著劑，其中，上述焊料粒子之平均粒徑為上述導電性粒子之平均粒徑之20%以上且未達100%。
如申請專利範圍第1或2項之異向性導電接著劑，其中，上述光反射性絕緣粒子之平均粒徑為上述焊料粒子之平均粒徑之2%以上且未達30%。
如申請專利範圍第1或2項之異向性導電接著劑，其中，上述焊料粒子之摻合量大於上述導電性粒子之摻合量，上述光反射性絕緣粒子之摻合量多於上述焊料粒子之摻合量。
如申請專利範圍第3項之異向性導電接著劑，其中，上述焊料粒子之摻合量大於上述導電性粒子之摻合量，上述光反射性絕緣粒子之摻合量多於上述焊料粒子之摻合量。
如申請專利範圍第1或2項之異向性導電接著劑，其中，上述光反射性絕緣粒子係選自由氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁所組成之群中之至少一種。
如申請專利範圍第3項之異向性導電接著劑，其中，上述光反射性絕緣粒子係選自由氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁所組成之群中之至少一種。
如申請專利範圍第4項之異向性導電接著劑，其中，上述光反射性絕緣粒子係選自由氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁所組成之群中之至少一種。
如申請專利範圍第1或2項之異向性導電接著劑，其中，上述以Ag作為主成分之金屬層含有95.0原子%以上且99.8原子%以下之Ag、0.1原子%以上且3.0原子%以下之Bi、0.1原子%以上且2.0原子%以下之Nd。
如申請專利範圍第3項之異向性導電接著劑，其中，上述以Ag作為主成分之金屬層含有95.0原子%以上且99.8原子%以下之Ag、0.1原子%以上且3.0原子%以下之Bi、0.1原子%以上且2.0原子%以下之Nd。
如申請專利範圍第4項之異向性導電接著劑，其中，上述以Ag作為主成分之金屬層含有95.0原子%以上且99.8原子%以下之Ag、0.1原子%以上且3.0原子%以下之Bi、0.1原子%以上且2.0原子%以下之Nd。
如申請專利範圍第6項之異向性導電接著劑，其中，上述以Ag作為主成分之金屬層含有95.0原子%以上且99.8原子%以下之Ag、0.1原子%以上且3.0原子%以下之Bi、0.1原子%以上且2.0原子%以下之Nd。
一種連接構造體，其具備：第1電子零件；第2電子零件；及異向性導電膜，其係利用異向性導電接著劑將上述第1電子零件與上述第2電子零件進行接著而成；該異向性導電接著劑含有：導電性粒子，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子，其平均粒徑小於上述導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於上述焊料粒子；及黏合劑，其使上述導電性粒子、上述焊料粒子及上述光反射性絕緣粒子分散；該連接構造體係將上述第1電子零件之端子與上述第2電子零件之端子介隔上述導電性粒子進行電性連接而成，並且利用上述焊料粒子進行焊接而成。
如申請專利範圍第13項之連接構造體，其中，上述第1電子零件為LED元件，上述第2電子零件為基板。
一種連接構造體之製造方法，其係將異向性導電接著劑夾在第1電子零件之端子與第2電子零件之端子之間，並將第1電子零件與第2電子零件進行熱壓接；該異向性導電接著劑含有：導電性粒子，其於樹脂粒子之最表面形成有以Ag作為主成分之金屬層；焊料粒子，其平均粒徑小於上述導電性粒子；光反射性絕緣粒子，其平均粒徑小於上述焊料粒子；及黏合劑，其使上述導電性粒子、上述焊料粒子及上述光反射性絕緣粒子分散。