본 발명은, 미소한 발광 소자 등의 전자 부품이 도전 입자로 기판에 접속되어 있는 접속 구조체, 그 제조 방법, 및 그 제조 방법에서 사용하는 접속 재료에 관한 것이다.The present invention relates to a connection structure in which electronic components such as microscopic light-emitting elements are connected to a substrate by conductive particles, a method for manufacturing the same, and a connection material used in the method for manufacturing the same.
미소한 발광 소자인 μLED 를 기판 상에 배열하여 이루어지는 μLED 디스플레이는, 액정 디스플레이에 필요하게 되는 백라이트를 생략할 수 있음으로써 디스플레이를 박막화할 수 있고, 또한 광색역화, 고정세화, 전력 절약화도 실현할 수 있는 디스플레이 또는 광원으로서 기대되고 있다.A μLED display, which is made by arranging microscopic light-emitting elements, μLEDs, on a substrate, is expected to be a display or light source that can reduce the thickness of the display by omitting the backlight required for a liquid crystal display, and also realize a wide color gamut, high definition, and power savings.
μLED 를 배열한 디스플레이의 제조 방법으로서, 특허문헌 1 에는, 캐리어 기판 상에 형성한 적, 청, 녹의 μLED 어레이를 이송 헤드로 픽업하여, 디스플레이 기판 등의 전사처 기판에 배치하고, 땜납층의 용착에 의해 μLED 어레이와 전사처 기판을 접합하고, 이어서 그 위에 ITO 등으로 접촉선을 형성하는 것이 기재되어 있다.As a method for manufacturing a display arranging μLEDs, Patent Document 1 describes picking up red, blue, and green μLED arrays formed on a carrier substrate with a transfer head, placing them on a transfer destination substrate such as a display substrate, joining the μLED array and the transfer destination substrate by welding a solder layer, and then forming a contact line thereon with ITO or the like.
또, 특허문헌 2 에는, 웨이퍼에 형성한 LED 전극 상에 이방성 도전 필름을 적층하고, 그것을 다이싱함으로써 LED 칩을 제조하고, LED 칩을 볼록형 스탬프상의 유지 부재에 유지하고, LED 칩을 회로 기판에 배치하여 발광 기판을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에 의하면, LED 칩의 전극 상에 이미 이방성 도전 필름이 형성되어 있으므로, 불필요한 이방성 도전 필름을 삭감할 수 있다.In addition, Patent Document 2 describes a method of manufacturing a light-emitting substrate by laminating an anisotropic conductive film on an LED electrode formed on a wafer, dicing the film to manufacture an LED chip, holding the LED chip on a convex stamp-shaped holding member, and arranging the LED chip on a circuit board. According to this method, since an anisotropic conductive film is already formed on the electrode of the LED chip, unnecessary anisotropic conductive film can be reduced.
특허문헌 3 에는, LED 의 기판에 대한 실장 방법으로서, 기판에 미리 범프 전극을 형성함과 함께, LED 탑재 부위의 주위에 반경화형 접착제층을 패터닝해 두고, 다음으로 LED 를 기판에 탑재하여 범프 전극과 LED 의 전극을 접촉시켜, LED 주위의 반경화형 접착제층을 경화시키는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에 의하면, LED 의 전극과 기판의 전극 사이에 접착제가 존재하지 않으므로, 접착제에 의한 접촉 불량을 회피할 수 있다.Patent Document 3 discloses a method for mounting an LED on a substrate, which comprises forming bump electrodes on the substrate in advance and patterning a semi-curable adhesive layer around the LED mounting portion, then mounting the LED on the substrate and bringing the bump electrodes into contact with the electrodes of the LED, thereby hardening the semi-curable adhesive layer around the LED. According to this method, since there is no adhesive between the electrodes of the LED and the electrodes of the substrate, poor contact due to the adhesive can be avoided.
그러나, 디스플레이의 고정세화를 위해서 μLED 의 사이즈가 작아지고, 그에 따라 μLED 전극의 사이즈도 작아져, 전극간의 간격이 좁아지면, 상기 서술한 선행 기술에서는 쇼트나 접속 불량의 리스크가 높아진다.However, as the size of the μLED decreases in order to achieve high definition in the display, and accordingly, the size of the μLED electrode also decreases, and as the gap between the electrodes narrows, the risk of short circuits or poor connection increases in the above-described prior art.
게다가, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 볼록형 스탬프상의 유지 부재에 LED 를 유지하고 나서 LED 를 기판에 배치하므로, 광범위하게 LED 를 배치하는 경우에는 생산성의 관점에서 적합하지 않은 경우가 있다. 또, 이방성 도전 필름에 열경화형의 수지를 사용하고 있으므로, LED 칩을 에칭 가공에 의해 개편화하여 회로 기판에 배치할 수 없다.In addition, in the method described in Patent Document 2, since the LED is held in a convex stamp-shaped holding member and then the LED is placed on the substrate, it may not be suitable from the viewpoint of productivity when the LED is placed over a wide area. In addition, since a thermosetting resin is used for the anisotropic conductive film, the LED chip cannot be separated into pieces by etching and placed on the circuit board.
특허문헌 3 에 기재된 방법에서는, 기판에 범프 전극이 미리 형성되므로 쇼트는 일어나기 어렵지만, 범프 전극의 형성에 시간이 걸려, 양산에 적합하지 않다. 또, 반경화형 접착제층의 패터닝은 컨트롤하기 어렵다.In the method described in Patent Document 3, since the bump electrodes are formed in advance on the substrate, a short circuit is unlikely to occur, but it takes time to form the bump electrodes, making it unsuitable for mass production. In addition, the patterning of the semi-cured adhesive layer is difficult to control.
이에 대해, 본 발명은 미소한 발광 소자 등의 전자 부품을 기판에 접속한 접속 구조체로서 쇼트나 도통 불량이 억제된 것을 제공하는 것, 그러한 접속 구조체의 제조 방법을 제공하는 것, 및 그 제조 방법에서 사용하는 접속 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, the present invention aims to provide a connection structure in which an electronic component such as a microscopic light-emitting element is connected to a substrate, in which short circuits or conductive failures are suppressed, a method for manufacturing such a connection structure, and a connection material used in the method for manufacturing the structure.
본 발명자들은, 전자 부품의 실장시에, 먼저, 전자 부품의 전극과 기판의 전극 사이에는, 고밀도의 도전 입자를 층상의 점착재에 유지시켜 존재시킴과 함께, 전자 부품 내의 인접하는 전극간에는, 점착재와 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료가 존재하지 않는 영역을 형성하고, 이어서 열압착 등을 실시하면, 전자 부품이 미세화해도 전기적 접속이 확실하게 실시되고, 또한 쇼트가 일어나지 않는 것을 상도하여, 본 발명을 완성시켰다.The present inventors have conceived that when mounting an electronic component, first, high-density conductive particles are maintained in a layered adhesive between the electrode of the electronic component and the electrode of the substrate, and then a region where no connecting material derived from the adhesive and conductive particle-containing layer is present is formed between adjacent electrodes within the electronic component, and then, by performing thermocompression bonding or the like, electrical connection is reliably performed even if the electronic component is miniaturized, and further, no short circuit occurs, and have thus completed the present invention.
즉, 본 발명은, 대향하는 전자 부품의 전극과 기판의 전극이, 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료에 의해 접속되어 있는 접속 구조체로서, 전자 부품의 전극과 기판의 전극의 접속면의 평면에서 보았을 때, 전자 부품 내의 인접하는 전극끼리의 사이에 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료가 존재하지 않는 영역을 갖는 접속 구조체를 제공한다.That is, the present invention provides a connection structure in which an electrode of an opposing electronic component and an electrode of a substrate are connected by a connection material derived from a conductive particle-containing layer in which conductive particles are maintained in an adhesive, and in which, when viewed in a plane of a connection surface between the electrode of the electronic component and the electrode of the substrate, there is a region in which the connection material derived from the conductive particle-containing layer does not exist between adjacent electrodes within the electronic component.
또 본 발명은, 상기 서술한 접속 구조체의 제조 방법으로서, 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층을, 전자 부품의 전극 상 또는 기판의 전극 상에 형성함과 함께, 전자 부품 내의 인접하는 전극끼리 또는 이들 전극에 대응하는 기판의 전극끼리의 사이에는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료가 존재하지 않는 영역을 형성하고, 전자 부품의 전극과 기판의 전극 사이에 도전 입자 함유층을 끼우고, 적어도 가열 또는 가압하여 접속하는 접속 구조체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing the above-described connection structure, wherein a conductive particle-containing layer having conductive particles held in an adhesive is formed on an electrode of an electronic component or an electrode of a substrate, and a region in which a connection material derived from the conductive particle-containing layer does not exist between adjacent electrodes in the electronic component or between electrodes of a substrate corresponding to these electrodes is formed, and the conductive particle-containing layer is interposed between the electrode of the electronic component and the electrode of the substrate, and a connection is made by at least heating or pressurizing.
게다가 본 발명은, 상기 서술한 접속 구조체의 제조 방법에 사용하는, 필름상의 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유 필름을 제공한다.In addition, the present invention provides a conductive particle-containing film in which conductive particles are maintained in a film-shaped adhesive, which is used in the method for manufacturing the above-described connection structure.
본 발명의 접속 구조체는, 전자 부품의 전극과 기판의 전극의 접속면의 평면에서 보았을 때, 전자 부품 내의 인접하는 전극끼리의 사이에는 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료가 존재하지 않는 영역을 갖는다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 접속 구조체에 의하면, 전자 부품과 기판의 대향하는 전극 사이는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료로 확실하게 접속되고, 또한 전자 부품 내의 인접하는 전극끼리의 사이에는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료가 존재하지 않는 영역이 있음으로써 쇼트가 방지된다.The connection structure of the present invention, when viewed from the plane of the connection surface between the electrode of the electronic component and the electrode of the substrate, has a region where no connection material derived from a conductive particle-containing layer in which conductive particles are held in an adhesive exists between adjacent electrodes within the electronic component. In other words, according to the connection structure of the present invention, the opposing electrodes of the electronic component and the substrate are reliably connected by the connection material derived from the conductive particle-containing layer, and further, a region where no connection material derived from the conductive particle-containing layer exists exists between adjacent electrodes within the electronic component, thereby preventing a short circuit.
또 본 발명의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 접속 구조체를 확실하게 제조할 수 있다. 게다가 본 발명의 도전 입자 함유 필름에 의하면, 필름상의 점착재에 도전 입자가 유지되어 있으므로, 레이저 리프트 오프법, 스탬프재를 사용하는 전사법 등에 의해, 본 발명의 도전 입자 함유 필름을 전자 부품의 전극 또는 기판의 전극에 개편으로 하여 배치함으로써 간편하게 본 발명의 제조 방법을 실시할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method of the present invention, the connection structure of the present invention can be manufactured reliably. Furthermore, according to the conductive particle-containing film of the present invention, since the conductive particles are held in the adhesive on the film, the manufacturing method of the present invention can be easily carried out by disposing the conductive particle-containing film of the present invention as a piece on the electrode of an electronic component or an electrode of a substrate by a laser lift-off method, a transfer method using a stamp material, or the like.
도 1a 는, 실시예의 접속 구조체의 제조 과정을 설명하는 종단면도이다.
도 1b 는, 실시예의 접속 구조체의 제조 과정을 설명하는 종단면도이다.
도 1c 는, 실시예의 접속 구조체의 제조 과정에 있어서의 전극 부분의 횡단면도 (X-X 도) 이다.
도 2 는, 실시예의 접속 구조체의 제조 과정을 설명하는 종단면도이다.
도 3a 는, 실시예의 접속 구조체의 종단면도이다.
도 3b 는, 실시예의 접속 구조체에 있어서의 전극 부분의 횡단면도 (Y-Y 도) 이다.Fig. 1a is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a connection structure of an embodiment.
Fig. 1b is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a connection structure of an embodiment.
Fig. 1c is a cross-sectional view (XX degrees) of an electrode portion in the manufacturing process of the connection structure of the embodiment.
Fig. 2 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the connection structure of the embodiment.
Figure 3a is a cross-sectional view of a connection structure of an embodiment.
Fig. 3b is a cross-sectional view (YY diagram) of an electrode portion in the connection structure of the embodiment.
이하, 본 발명을, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면 중 동일 부호는, 동일 또는 동등한 구성 요소를 나타내고 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals in each drawing represent the same or equivalent components.
[접속 구조체][Connection Structure]
도 3a 는 본 발명의 일 실시예의 접속 구조체 (1) 의 종단면도이고, 도 3b 는 그 전극 부분의 횡단면도 (Y-Y 도) 이다.Fig. 3a is a cross-sectional view of a connection structure (1) of one embodiment of the present invention, and Fig. 3b is a cross-sectional view (Y-Y diagram) of an electrode portion thereof.
이 접속 구조체 (1) 는, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 과, 전자 부품 (10) 의 배선 회로가 형성된 기판 (20) 의 전극 (21) 이, 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 에 의해 접속되어 있는 것이다.This connection structure (1) is a structure in which an electrode (11) of an electronic component (10) and an electrode (21) of a substrate (20) on which a wiring circuit of the electronic component (10) is formed are connected by a connection material (2') derived from a conductive particle-containing layer in which conductive particles are held in an adhesive.
여기서, 전자 부품 (10) 으로는, 예를 들어 칩의 한 변이 50 ㎛ 미만인 μLED, 칩의 한 변이 50 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도인 미니 LED 등을 들 수 있다.Here, as electronic components (10), examples thereof include μLEDs having one side of the chip of less than 50 ㎛, mini LEDs having one side of the chip of about 50 ㎛ to 200 ㎛, etc.
점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 는, 후술하는 접속 구조체 (1) 의 제조 방법에서 설명하는 바와 같이, 점착성 수지로 형성된 점착재 (점착재층) (4) 에 도전 입자 (3) 가 유지되어 있는 도전 입자 함유 필름 등의 도전 입자 함유층 (2) 을 적어도 가열 또는 가압함으로써, 보다 구체적으로는 도전 입자 함유층 (2) 의 종류에 따라 가압, 열압착, 리플로 등을 실시함으로써 형성된 것이고, 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 의 도전 입자 유래 부분 (3') 이 대향하는 전극 (11, 21) 을 전기적으로 접속하고, 접속 재료 (2') 의 점착재 유래 부분 (4') 이 대향하는 전극 (11, 21) 을 고정시키고 있다.The connecting material (2') derived from a conductive particle-containing layer in which conductive particles are held in an adhesive is formed by at least heating or pressurizing a conductive particle-containing layer (2) such as a conductive particle-containing film in which conductive particles (3) are held in an adhesive (adhesive layer) (4) formed of an adhesive resin, as described in the manufacturing method of the connecting structure (1) described later, and more specifically, by performing pressurization, thermocompression, reflow, or the like depending on the type of the conductive particle-containing layer (2). The conductive particle-derived portion (3') of the connecting material (2') derived from the conductive particle-containing layer electrically connects the opposing electrodes (11, 21), and the adhesive-derived portion (4') of the connecting material (2') fixes the opposing electrodes (11, 21).
본 실시예의 접속 구조체 (1) 는, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 과 기판 (20) 의 전극 (21) 의 접속면의 평면에서 보았을 때, 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 의 면적이, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 의 면적과 동등 또는 전극 (11) 의 면적 이상으로 되어 있다. 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 는, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 으로부터 비어져 나와 있어도 되지만, 전자 부품 (10) 내의 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리의 사이에 접속 재료 (2') 가 존재하지 않는 영역 (5') 을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 이로써, 전극 (11, 21) 간의 전기적 접속과 고정이 확실하게 실시됨과 함께, 전자 부품 (10) 내의 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리의 사이에 접속 재료 (2') 가 존재하지 않는 영역 (5') 이 있음으로써, 쇼트가 방지된다.The connection structure (1) of the present embodiment is characterized in that, when viewed from the plane of the connection surface between the electrode (11) of the electronic component (10) and the electrode (21) of the substrate (20), the area of the connection material (2') derived from the conductive particle-containing layer is equal to or greater than the area of the electrode (11) of the electronic component (10). The connection material (2') derived from the conductive particle-containing layer may protrude from the electrode (11) of the electronic component (10) or the electrode (21) of the substrate (20), but has a region (5') in which the connection material (2') does not exist between adjacent electrodes (11a, 11b) within the electronic component (10). As a result, electrical connection and fixation between the electrodes (11, 21) are reliably performed, and a short circuit is prevented by having an area (5') where no connecting material (2') exists between adjacent electrodes (11a, 11b) within the electronic component (10).
이에 반해, 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 의 면적이 지나치게 작으면 도통 불량이 발생하기 쉬워져, 생산성이 악화된다. 또, 전자 부품 (10) 내의 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리의 사이에 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 가 존재하지 않는 영역 (5') 이 없고, 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리의 사이를 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 가 완전히 덮고 있으면 쇼트의 발생이 우려된다. 또, 전자 부품이 μLED 등의 광학 소자인 경우에, 인접하는 전자 부품 (10) 사이에 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 가 존재하면, 접속 구조체의 시인성에 대한 악영향이 우려된다.In contrast, if the area of the connecting material (2') derived from the conductive particle-containing layer is too small, conduction failure tends to occur, which deteriorates productivity. In addition, if there is no region (5') where the connecting material (2') derived from the conductive particle-containing layer does not exist between adjacent electrodes (11a, 11b) in the electronic component (10) and the connecting material (2') derived from the conductive particle-containing layer completely covers the area between adjacent electrodes (11a, 11b), there is concern that a short circuit may occur. In addition, in the case where the electronic component is an optical element such as a μLED, if the connecting material (2') derived from the conductive particle-containing layer exists between adjacent electronic components (10), there is concern that it will have a negative effect on the visibility of the connecting structure.
접속 구조체 (1) 에 있어서, 접속 재료 (2') 가 존재하지 않는 영역 (5') 의 최소폭 (d') 은, 쇼트를 회피하기 위해서 전극간 거리의 1/4 이상인 것이 바람직하고, 1/3 이상인 것이 보다 바람직하고, 1/2 이상인 것이 더욱 더 바람직하다. 구체적으로는, 최소폭 (d') 은 바람직하게는 1 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이상이다. 입자경의 등배 이상으로 해도 되고, 바람직하게는 2 배 이상으로 해도 된다. 본 발명의 접속 구조체 (1) 가, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 과 기판 (20) 의 전극 (21) 이 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 에 의해 접속되어 있는 전자 부품 (10) 을 복수개 갖는 경우에는, 전자 부품 (10) 의 전체 개수가 전자 부품 (10) 내의 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리의 사이에 접속 재료 (2') 가 존재하지 않는 영역 (5') 을 갖는 것이 쇼트 발생의 우려를 피하는 데에 있어서 바람직하다. 한편, 접속 구조체 (1) 에 있어서 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 과 기판 (20) 의 전극 (21) 의 접속 지점이 다수개 연속적으로 존재하는 경우가 있는 것을 감안하면, 실용상 전체 접속 지점의 90 ％ 이상, 바람직하게는 95 ％ 이상에 상기 영역 (5') 이 있는 것이 요망된다.In the connection structure (1), the minimum width (d') of the region (5') where the connection material (2') does not exist is preferably 1/4 or more of the distance between the electrodes to avoid a short circuit, more preferably 1/3 or more, and even more preferably 1/2 or more. Specifically, the minimum width (d') is preferably 1 µm or more, more preferably 2 µm or more. It may be equal to or more than the particle diameter, and preferably 2 times or more. In a case where the connection structure (1) of the present invention has a plurality of electronic components (10) in which the electrode (11) of the electronic component (10) and the electrode (21) of the substrate (20) are connected by a connection material (2') derived from a conductive particle-containing layer, it is preferable that the total number of electronic components (10) have a region (5') in which the connection material (2') does not exist between adjacent electrodes (11a, 11b) within the electronic component (10) in order to avoid the possibility of a short circuit. On the other hand, considering that there are cases in which a plurality of connection points between the electrode (11) of the electronic component (10) and the electrode (21) of the substrate (20) exist continuously in the connection structure (1), it is practically desirable that the regions (5') exist at 90% or more, preferably 95% or more, of the total connection points.
본 발명의 접속 구조체 (1) 에서는, 접속 재료 (2') 중의 도전 입자 유래 부분 (3') 의 비율은, 하한에 대해서는 바람직하게는 20 체적％ 이상, 보다 바람직하게는 30 체적％ 이상이고, 상한에 대해서는, 바람직하게는 60 체적％ 이하, 보다 바람직하게는 50 체적％ 이하이다. 이 비율은, 후술하는 바와 같이, 도전 입자 함유층 (2) 의 개편을 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 에 레이저 리프트 오프 장치를 사용하여 착탄시키는 경우의 착탄성의 점에서, 도전 입자 함유층 중의 도전 입자의 바람직한 함유 비율이 20 ∼ 60 체적％ 인 것에 대응하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서 도전 입자의 함유 비율은 60 체적％ 초과여도 되고, 특별히 제한은 없다.In the connection structure (1) of the present invention, the ratio of the conductive particle-derived portion (3') in the connection material (2') is preferably 20 vol% or more, more preferably 30 vol% or more as the lower limit, and is preferably 60 vol% or less, more preferably 50 vol% or less as the upper limit. This ratio corresponds to the fact that, in terms of the impact property when the reorganization of the conductive particle-containing layer (2) is made to land on the electrode (11) of the electronic component (10) or the electrode (21) of the substrate (20) using a laser lift-off device, the preferable content ratio of the conductive particles in the conductive particle-containing layer is 20 to 60 vol%. In addition, in the present invention, the content ratio of the conductive particles may exceed 60 vol%, and there is no particular limitation.
상기 서술한 접속 구조체 (1) 의 접속 재료 (2') 중의 도전 입자 유래 부분 (3') 의 체적 비율은, 현미경 관찰과 접속 재료 (2') 의 두께의 계측값으로부터 구할 수 있다.The volume ratio of the conductive particle-derived portion (3') in the connecting material (2') of the above-described connecting structure (1) can be obtained from microscopic observation and the measured value of the thickness of the connecting material (2').
한편, 접속 구조체 (1) 의 접속 재료 (2') 중의 점착재 유래 부분 (4') 은, 대향하는 전극 (11, 21) 을 고정시킬 수 있으면 되고, 접속면의 평면에서 보았을 때, 접속 재료 (2') 의 면적의 바람직하게는 40 ％ 이상 80 ％ 이하이다.Meanwhile, the adhesive-derived portion (4') of the connecting material (2') of the connecting structure (1) is sufficient if it can fix the opposing electrode (11, 21), and is preferably 40% or more and 80% or less of the area of the connecting material (2') when viewed from the plane of the connecting surface.
[접속 구조체의 제조 방법][Method for manufacturing a connection structure]
접속 구조체 (1) 의 제조 방법으로는, 개략, 먼저 도 1a 에 나타내는 바와 같이, 접속 재료로서, 점착재층 (4) 에 도전 입자 (3) 가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 (2) 을 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 상에 형성하거나, 또는 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 동일한 도전 입자 함유층 (2) 을 기판 (20) 의 전극 (21) 상에 형성함과 함께, 전자 부품 (10) 내의 인접하는 전극 (11a, 11b) 끼리 또는 기판 (20) 내의 인접하는 전극 (21a, 21b) 끼리의 사이에는 도전 입자 함유층 (2) 이 존재하지 않는 영역 (5) 을 형성한다. 다음으로, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 과 기판 (20) 의 전극 (21) 을 얼라인먼트하고, 이들 전극 (11, 21) 사이에 도전 입자 함유층 (2) 을 끼우고, 적어도 가열 또는 가압하여 접속 구조체를 얻는다.As a method for manufacturing a connection structure (1), as schematically shown in Fig. 1a, a conductive particle-containing layer (2) in which conductive particles (3) are held by an adhesive layer (4) as a connection material is formed on an electrode (11) of an electronic component (10), or as shown in Fig. 1b, the same conductive particle-containing layer (2) is formed on an electrode (21) of a substrate (20), and a region (5) in which the conductive particle-containing layer (2) does not exist is formed between adjacent electrodes (11a, 11b) in the electronic component (10) or between adjacent electrodes (21a, 21b) in the substrate (20). Next, the electrode (11) of the electronic component (10) and the electrode (21) of the substrate (20) are aligned, a conductive particle-containing layer (2) is sandwiched between these electrodes (11, 21), and a connection structure is obtained by at least heating or pressurizing.
여기서, 도전 입자 함유층 (2) 이 존재하지 않는 영역 (5) 의 최소폭 (d) 을, 바람직하게는 1 ㎛ 초과, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 초과로 한다. 혹은, 도전 입자 (3) 의 입자경의 등배 이상으로 해도 되고, 바람직하게는 2 배 이상으로 해도 된다. 이로써, 도전 입자 함유층 (2) 을 사이에 끼운 전극 (11, 21) 사이를 열압착 등을 해도, 쇼트가 발생하기 어려워진다. 또, 접속 구조체가 복수개의 전자 부품을 갖는 경우에, 전자 부품의 전체 개수의 60 ％ 이상이고 최소폭 2 ㎛ 초과의 영역 (5) 이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the minimum width (d) of the region (5) where the conductive particle-containing layer (2) does not exist is preferably set to be greater than 1 µm, more preferably greater than 2 µm. Alternatively, it may be set to be equal to or greater than the particle diameter of the conductive particle (3), and preferably greater than or equal to twice. As a result, even if thermocompression bonding or the like is performed between the electrodes (11, 21) with the conductive particle-containing layer (2) sandwiched therebetween, a short circuit is unlikely to occur. In addition, in a case where the connection structure has a plurality of electronic components, it is preferable that a region (5) is formed that is 60% or greater of the total number of electronic components and has a minimum width of greater than 2 µm.
(도전 입자 함유층을 전극에 형성하는 방법)(Method for forming a layer containing challenging particles on an electrode)
도전 입자 함유층 (2) 을 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 상 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 상에 형성하는 방법으로는, 예를 들어, 도전 입자 함유 필름을 개편화하여 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 에 형성하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 도전 입자 함유 필름의 개편의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 접속 대상인 전자 부품의 전극의 형상이나 치수에 따라 적절히 설정할 수 있다. 개편의 형상은, 전극 상에 형성한 후의 양부 판정이 용이해지는 등의 효과가 기대되는 점에서, 일반적인 전극의 형상인 직사각형 (정방형을 포함한다) 이어도 된다. 또, 레이저 리프트 오프법에 의해 도전 입자 함유 필름의 개편을 전극에 형성하는 경우에는, 버나 결손의 발생을 억제하기 위해서, 개편의 형상을 둔각으로 이루어지는 다각형, 모서리가 둥근 다각형, 타원, 장원, 및 원에서 선택되는 적어도 1 종으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상의 개편은, 접속에 지장을 초래하지 않으면, 접속시에 그 일부가 전극으로부터 비어져 나와 있어도 된다. 전극의 각각에 둔각으로 이루어지는 다각형, 모서리가 둥근 다각형, 타원, 장원, 및 원에서 선택되는 적어도 1 종의 개편을 각각 형성하고, 그 위에 마이크로 LED 를 재치 (載置) 하여 접속해도 된다. 마이크로 LED 의 전극에 미리 이와 같은 개편이 형성되어 있어도 된다. 전극과 개편은 각각의 일부가 중복되는 것처럼 보이는 경우가 있다. 개편의 단부에 기판의 전극이나 마이크로 LED 의 전극이 존재하는 상태여도 된다. 절연성 수지가 부족한 경우에는, 별도 절연성 수지의 개편을 형성하여 접속 구조체의 전극 부근이나 마이크로 LED 의 외주부 등에 추가하는 것도 본 발명은 포함한다.As a method for forming the conductive particle-containing layer (2) on the electrode (11) of the electronic component (10) or on the electrode (21) of the substrate (20), an example of which is a method of forming a conductive particle-containing film by breaking it into pieces and forming it on the electrode (11) of the electronic component (10) or the electrode (21) of the substrate (20). In this case, the shape of the piece of the conductive particle-containing film is not particularly limited and can be appropriately set according to the shape or dimensions of the electrode of the electronic component to be connected. The shape of the piece may be a rectangle (including a square), which is a general electrode shape, from the perspective that it is expected to have the effect of facilitating quality judgment after formation on the electrode. In addition, when forming the piece of the conductive particle-containing film on the electrode by the laser lift-off method, in order to suppress the occurrence of burrs or defects, it is preferable that the shape of the piece be at least one selected from an obtuse-angled polygon, a rounded-cornered polygon, an ellipse, an ellipse, and a circle. A reorganization of such a shape may have a part protruding from the electrode during connection if it does not interfere with the connection. At least one type of reorganization selected from an obtuse polygon, a rounded polygon, an ellipse, a circle, and a circle may be formed on each of the electrodes, and the micro LED may be placed thereon for connection. Such a reorganization may be formed in advance on the electrode of the micro LED. There are cases where the electrode and the reorganization appear to overlap each other by part. The electrode of the substrate or the electrode of the micro LED may be present at the end of the reorganization. In a case where the insulating resin is insufficient, the present invention also includes forming a reorganization of a separate insulating resin and adding it to the vicinity of the electrode of the connection structure or the outer periphery of the micro LED.
레이저 리프트 오프법으로는, 공지된 레이저 리프트법 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2017-157724호) 또는 그것에 준한 방법을 실시할 수 있다. 예를 들어, 도전 입자 함유 필름에 레이저광을 조사하고, 도전 입자 함유 필름으로부터 전극 (11) 또는 전극 (21) 에 대응하는 면적의 개편상의 필름을 이탈시켜, 전극 (11) 또는 전극 (21) 상에 착탄시킬 수 있다. 레이저 리프트 오프법으로 전자 부품 (10) 을 기판 (20) 상에 착탄시키는 경우에 기판 (20) 상에는 실리콘 고무층이 있어도 된다. 실리콘 고무층은, 폴리디메틸실록산 (PDMS) 등으로 형성할 수 있다. 또, 레이저 리프트 오프법으로 전자 부품 (10) 을 실리콘 고무 시트에 착탄시켜, 실리콘 고무 시트에 전자 부품 (10) 이 형성되어 있는 상태에서, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 을 기판 (20) 의 전극 (21) 에 중첩해도 된다.As the laser lift-off method, a known laser lift method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-157724) or a method similar thereto can be performed. For example, a laser light is irradiated on a conductive particle-containing film, and a re-shaped film having an area corresponding to the electrode (11) or the electrode (21) is detached from the conductive particle-containing film, and the film is allowed to land on the electrode (11) or the electrode (21). When the electronic component (10) is allowed to land on the substrate (20) by the laser lift-off method, a silicone rubber layer may be present on the substrate (20). The silicone rubber layer can be formed of polydimethylsiloxane (PDMS), etc. In addition, when the electronic component (10) is allowed to land on a silicone rubber sheet by the laser lift-off method, and the electronic component (10) is formed on the silicone rubber sheet, the electrode (11) of the electronic component (10) may be superimposed on the electrode (21) of the substrate (20).
레이저 리프트 오프법은, 시판되는 레이저 리프트 오프 장치 (예를 들어, 신에츠 화학 공업 주식회사의 레이저 리프트 오프 장치, 상품명 「Invisi LUM-XTR」) 를 사용하여 실시할 수 있다.The laser lift-off method can be performed using a commercially available laser lift-off device (e.g., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.'s laser lift-off device, product name "Invisi LUM-XTR").
또, 공지된 스탬프재를 사용한 전사법 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2021-141160호) 에 의해, 도전 입자 함유 필름을 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 상 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 상에 전사해도 된다.In addition, a film containing conductive particles may be transferred onto an electrode (11) of an electronic component (10) or an electrode (21) of a substrate (20) by a transfer method using a known stamp material (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2021-141160).
도전 입자 함유층 (2) 을 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 상 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 상에 형성하는 방법으로서, 점착재에 도전 입자를 분산시킨 도전 입자 함유 페이스트를 준비하고, 잉크젯, 스크린 인쇄 등의 인쇄 수법으로 도전 입자 함유 페이스트로부터 도전 입자 함유층 (2) 을 형성해도 된다.As a method for forming a conductive particle-containing layer (2) on an electrode (11) of an electronic component (10) or on an electrode (21) of a substrate (20), a conductive particle-containing paste is prepared by dispersing conductive particles in an adhesive, and a conductive particle-containing layer (2) may be formed from the conductive particle-containing paste by a printing method such as inkjet or screen printing.
어느 방법으로 도전 입자 함유층 (2) 을 형성하는 경우에도, 압착 등의 접속 공정을 거친 접속 구조체 (1) 에서는, 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료 (2') 의 면적이, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 의 면적의 바람직하게는 전극의 면적과 동등 또는 전극의 면적 이상이 되도록 전극 (11) 또는 전극 (21) 상에 형성하는 도전 입자 함유층 (2) 의 층두께나 면적을 조정하는 것이 바람직하다.In any case where the conductive particle-containing layer (2) is formed by any method, in the connection structure (1) that has undergone a connection process such as pressing, it is preferable to adjust the layer thickness or area of the conductive particle-containing layer (2) formed on the electrode (11) or electrode (21) so that the area of the connection material (2') derived from the conductive particle-containing layer is preferably equal to or greater than the area of the electrode (11) of the electronic component (10).
(도전 입자)(challenge particle)
도전 입자 함유층 (2) 을 구성하는 도전 입자 (3) 의 종류로는, 전극 (11, 21) 의 도통을 취할 수 있는 금속이면 특별히 제한은 없고, Au 입자, Ni 입자, Ag 입자, Cu 입자, Sn 계 땜납 입자 등을 바람직하게 들 수 있다. 또, 수지 코어 금속 피복 입자여도 된다. 전극 (11, 21) 사이에서 도전 입자의 종류를 단일로 해도 되고, 복수종으로 해도 된다.There is no particular limitation on the type of conductive particles (3) constituting the conductive particle-containing layer (2) as long as they are metals capable of conducting the electrodes (11, 21), and preferably include Au particles, Ni particles, Ag particles, Cu particles, Sn-based solder particles, etc. In addition, they may be resin core metal-coated particles. The type of conductive particles between the electrodes (11, 21) may be single or multiple types.
도전 입자 (3) 의 입자경은, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 3 ㎛ 이하이고, 나아가서는 0.1 ㎛ 이하로 할 수도 있다. 입자경의 하한에 제한은 없다. 한편, 입자경이 지나치게 크면 레이저 리프트 오프 장치를 사용하여 도전 입자 함유 필름으로부터 도전 입자 함유 필름의 개편을 이탈시켜, 전자 부품 (10) 의 전극 (11) 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 에 착탄시키는 것이 어려워진다.The particle diameter of the conductive particle (3) is preferably 50 µm or less, more preferably 20 µm or less, even more preferably 10 µm or less, particularly preferably 3 µm or less, and may further be 0.1 µm or less. There is no limitation on the lower limit of the particle diameter. On the other hand, if the particle diameter is too large, it becomes difficult to detach the conductive particle-containing film from the conductive particle-containing film using a laser lift-off device and cause it to land on the electrode (11) of the electronic component (10) or the electrode (21) of the substrate (20).
(점착재)(Adhesive)
도전 입자 함유층 (2) 을 구성하는 수지로는, 공지된 이방성 도전 필름 (예를 들어, 일본 특허공보 6187665호, 일본 공개특허공보 2022-75723 호, 일본 공개특허공보 2018-90768호 등) 에서 절연성 수지로서 사용되고 있는 수지를 사용할 수 있고, 특히 도전 입자를 유지하는 수지층 상에 접착층으로서 적층되어 있는 택성을 갖는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.As the resin constituting the conductive particle-containing layer (2), a resin used as an insulating resin in a known anisotropic conductive film (e.g., Japanese Patent Publication No. 6187665, Japanese Patent Laid-Open No. 2022-75723, Japanese Patent Laid-Open No. 2018-90768, etc.) can be used, and in particular, it is preferable to use a resin having tackiness laminated as an adhesive layer on a resin layer that holds conductive particles.
또한, 도전 입자 함유층 (2) 을 구성하는 수지에는, 쿠션성이 있는 고무 성분이 배합되어 있는 것이 바람직하다. 고무 성분으로는, 쿠션성 (충격 흡수성) 이 높은 엘라스토머이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 구체예로서 예를 들어, 아크릴 고무, 실리콘 고무, 부타디엔 고무, 폴리우레탄 수지 (폴리우레탄계 엘라스토머) 등을 들 수 있다.In addition, it is preferable that a rubber component having cushioning properties is blended into the resin constituting the challenging particle-containing layer (2). The rubber component is not particularly limited as long as it is an elastomer having high cushioning properties (shock absorption properties), and specific examples thereof include acrylic rubber, silicone rubber, butadiene rubber, and polyurethane resin (polyurethane-based elastomer).
레이저 리프트 오프법을 사용하여 도전 입자 함유층을 전극 상에 형성하는 경우, 경화 전 (접속 전) 의 점착재는, JIS K6253 에 준거한 듀로미터 A 경도가, 바람직하게는 20 ∼ 40, 보다 바람직하게는 20 ∼ 35, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 30 이고, JIS K7244 에 준거한 동적 점탄성 시험 장치 (바이브론, 주식회사 에이·앤드·디) 에 의해 얻어지는 저장 탄성률 (온도 30 ℃, 주파수 200 Hz) 이 바람직하게는 60 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎫ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎫ 이하이다.When forming a conductive particle-containing layer on an electrode using a laser lift-off method, the adhesive before curing (before connection) has a durometer A hardness of preferably 20 to 40, more preferably 20 to 35, and even more preferably 20 to 30 according to JIS K6253, and a storage modulus (temperature 30°C, frequency 200 Hz) obtained by a dynamic viscoelasticity tester (Bybron, A&D Co., Ltd.) according to JIS K7244 is preferably 60 MPa or less, more preferably 30 MPa or less, and even more preferably 10 MPa or less.
또, 점착재는, 경화 후 (접속 후) 의 JIS K7244 에 준거한 인장 모드로 측정된 온도 30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이, 바람직하게는 100 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 2000 ㎫ 이상이다. 온도 30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 지나치게 낮은 경우, 양호한 도통성이 얻어지지 않고, 접속 신뢰성도 저하되는 경향이 있다. 이 저장 탄성률은, 동적 점탄성 시험 장치 (바이브론, 주식회사 에이·앤드·디) 를 사용한 인장 모드로, 예를 들어, 주파수 11 Hz, 승온 속도 3 ℃/min 의 측정 조건에서 측정할 수 있다.In addition, the adhesive has a storage modulus at a temperature of 30°C measured in a tensile mode according to JIS K7244 after curing (after connection), preferably 100 MPa or more, more preferably 2000 MPa or more. If the storage modulus at a temperature of 30°C is too low, good conductivity is not obtained and connection reliability tends to decrease. The storage modulus can be measured in tensile mode using a dynamic viscoelasticity tester (Bibron, A&D Co., Ltd.) under measurement conditions of, for example, a frequency of 11 Hz and a heating rate of 3°C/min.
또, 점착재는, 레이저 조사 전후의 반응률이 바람직하게는 25 ％ 이하, 보다 바람직하게는 20 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ％ 이하이고, 이것이 충족되도록 점착재를 구성하는 수지의 종류의 선택, 중합 개시제의 농도 조정 등을 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 제조 조건이 완화되어, 생산성을 안정화시킬 수 있다. 이 반응률의 측정은, 예를 들어 FT-IR 을 사용하여, 레이저 리프트 오프법에 있어서의 레이저 조사의 전후에서 에폭시기 (914 ㎝-1 부근), (메트)아크릴로일기 (1635 ㎝-1 부근) 등의 반응기의 피크 높이 A, a 와 메틸기 (2930 ㎝-1 부근) 등의 대조의 피크 높이 B, b 를 계측하고, 반응기의 감소율로서, 다음 식에 의해 구할 수 있다. 반응률은 개편의 원단 (原反) 으로부터 구해도 된다.In addition, the adhesive has a reaction rate of preferably 25% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 15% or less, and it is preferable to select the type of resin constituting the adhesive, adjust the concentration of the polymerization initiator, etc. so that this is satisfied. Thereby, the manufacturing conditions are relaxed, and the productivity can be stabilized. The measurement of this reaction rate can be performed, for example, using FT-IR, by measuring the peak heights A, a of reactive groups such as epoxy groups (around 914 cm-1 ) and (meth)acryloyl groups (around 1635 cm-1 ) and the contrast peak heights B, b of methyl groups (around 2930 cm-1 ) before and after laser irradiation in the laser lift-off method, and obtaining the reduction rate of the reactive groups by the following equation. The reaction rate can also be obtained from the original condition of the reforming.
반응률 (％) = {1 - (a/b)/(A/B)} × 100Reaction rate (%) = {1 - (a/b)/(A/B)} × 100
식 중, A 는 레이저 조사 전의 반응기의 피크 높이, B 는 레이저 조사 전의 대조의 피크 높이, a 는 레이저 조사 후의 반응기의 피크 높이, b 는 레이저 조사 후의 대조의 피크 높이이다.In the equation, A is the peak height of the reactor before laser irradiation, B is the peak height of the control before laser irradiation, a is the peak height of the reactor after laser irradiation, and b is the peak height of the control after laser irradiation.
(도전 입자 함유 필름)(film containing challenge particles)
본 발명의 도전 입자 함유 필름은, 도전 입자가 수지층에 유지되어 있다는 점에서는 종래의 이방성 도전 필름과 공통된다. 한편, 본 발명의 도전 입자 함유 필름에서는 개개의 도전 입자가 응집되어 있어도 된다는 점에서 종래의 이방성 도전 필름과 상이하다. 또, 본 발명의 도전 입자 함유 필름으로는, 도전 입자를 유지하는 점착재층이 경화성 수지를 함유하지 않는 것이 바람직하다.The conductive particle-containing film of the present invention is similar to a conventional anisotropic conductive film in that the conductive particles are held in a resin layer. On the other hand, the conductive particle-containing film of the present invention is different from a conventional anisotropic conductive film in that the individual conductive particles may be aggregated. In addition, in the conductive particle-containing film of the present invention, it is preferable that the adhesive layer holding the conductive particles does not contain a curable resin.
본 발명의 도전 입자 함유 필름은, 일반적인 파인 피치의 전극을 접속할 수 없는 점에서 종전의 이방성 도전 필름과 상이하다. 예를 들어, 폭 10 ㎛ 의 단책상의 전극 (높이 8 ㎛) 이 20 ㎛ 피치 (L/S = 1/1) 로 배열되어 있는 전극 패턴을 갖는 전자 부품 (FPC) 과, 대응하는 전극 패턴을 갖는 유리 기판 사이에 본 발명의 도전 입자 함유 필름을 배치하고, 열압착하면, 도전 입자의 양이 전극간 스페이스에 대해 과잉이기 때문에 전자 부품의 전극 사이에서 쇼트가 발생함으로써 도통 특성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 본 발명에서는 전극마다 접속 재료를 형성하여, 인접하는 전극간이, 접속 재료가 존재하지 않는 영역에서 이격되도록 하는 것이 바람직하다.The conductive particle-containing film of the present invention differs from conventional anisotropic conductive films in that it cannot connect general fine-pitch electrodes. For example, when the conductive particle-containing film of the present invention is placed between an electronic component (FPC) having an electrode pattern in which strip-shaped electrodes (height 8 µm) each having a width of 10 µm are arranged at a pitch of 20 µm (L/S = 1/1) and a glass substrate having a corresponding electrode pattern and thermocompression-bonded, since the amount of conductive particles is excessive for the space between the electrodes, a short circuit occurs between the electrodes of the electronic component, so that conductive properties cannot be obtained. Therefore, in the present invention, it is preferable to form a connecting material for each electrode so that adjacent electrodes are spaced apart in a region where no connecting material exists.
또 본 발명의 도전 입자 함유 필름에서는 수지량에 대해 도전 입자가 과잉이기 때문에, 종래의 일반적인 방법으로 도전 입자 함유 필름을 임시 부착하고자 해도 택력이 저하되어 첩부성 (貼付性) 이 불안정해질 우려가 있지만, 도전 입자 함유 필름의 사용 방법으로서 레이저 리프트 오프법을 사용하여 그 도전 입자 함유 필름을 개편화하여 기판 상에 재치하는 방법을 취함으로써, 본 발명의 도전 입자 함유 필름은 통상적인 이방성 도전 필름보다 택력이 낮아도 된다.In addition, since the conductive particles are excessive in relation to the amount of resin in the conductive particle-containing film of the present invention, there is a concern that even if the conductive particle-containing film is temporarily attached using a conventional general method, the tackiness may be reduced and the adhesiveness may become unstable. However, by adopting a method of using the conductive particle-containing film by using a laser lift-off method to break up the conductive particle-containing film into pieces and placing it on a substrate, the conductive particle-containing film of the present invention can have a lower tackiness than a conventional anisotropic conductive film.
또한, 도전 입자가 땜납 등의 금속 입자인 경우에는, 땜납의 용융에 의해서도 대향하는 전극간을 접속할 수 있다.In addition, when the challenging particle is a metal particle such as solder, the opposing electrodes can also be connected by melting the solder.
또, 도전 입자를 유지하는 점착재층 상에, 도전 입자를 함유하지 않는 접착층을 적층해도 된다. 반대로 도전 입자를 포함하지 않는 접착층을 전극 상에 형성한 후에, 도전 입자를 함유하는 점착재층을 형성해도 된다. 후술하는 바와 같이, 접속 후에 필요에 따라 언더 필 등으로 봉지 (封止) 를 해도 된다.In addition, an adhesive layer that does not contain conductive particles may be laminated on an adhesive layer that holds conductive particles. Conversely, an adhesive layer that does not contain conductive particles may be formed on an electrode, and then an adhesive layer that contains conductive particles may be formed. As described below, after connection, sealing may be performed using underfill or the like, if necessary.
본 발명의 도전 입자 함유 필름에 있어서 도전 입자의 개수 밀도는, 일례로서, 하한에 대해서는 150000 개/㎟ 이상이고, 상한에 대해서는, 필름의 택성을 저해하지 않는 정도이면 되고, 300000 개/㎟ 이하이다. 본 발명의 도전 입자 함유 필름에서는, 도전 입자가 조밀하게 충전되어 있음으로써 필름 평면에서 보아 도전 입자의 개수 밀도를 계측하는 것이 적당하지 않은 경우가 있다. 이 점에서 종래의 이방성 도전 필름과 상이하다.In the conductive particle-containing film of the present invention, the number density of the conductive particles is, for example, a lower limit of 150,000 particles/mm2 or more, and an upper limit of 300,000 particles/mm2 or less, as long as it does not hinder the tackiness of the film. In the conductive particle-containing film of the present invention, since the conductive particles are densely packed, there are cases where it is not appropriate to measure the number density of the conductive particles when viewed from the film plane. In this respect, it is different from a conventional anisotropic conductive film.
도전 입자 함유 필름에 있어서의 도전 입자 또는 도전 입자 응집체의 필름면 방향 (필름면 시야) 의 배치는, 정렬되어 있어도 되고 랜덤이어도 된다. 개개의 도전 입자는 서로 이간되어 있는 것이 바람직하지만, 전극 상의 도전 입자의 개수 밀도를 높이기 위해서 복수개의 도전 입자가 유닛 또는 응집체를 형성하고 있어도 된다. 이 경우, 응집체끼리 또는 유닛끼리는 서로 이간되어 있어도 된다.The arrangement of the conductive particles or conductive particle aggregates in the film containing the conductive particles in the direction of the film plane (film plane field of view) may be aligned or random. It is preferable that the individual conductive particles are spaced apart from each other, but in order to increase the number density of the conductive particles on the electrode, a plurality of conductive particles may form a unit or aggregate. In this case, the aggregates or units may be spaced apart from each other.
본 발명의 도전 입자 함유 필름을 전극 상에 배치한 경우의, 전극에 있어서의 도전 입자의 면적 점유율은, 바람직하게는 35 ％ 보다 크고, 보다 바람직하게는 40 ％ 이상이다. 면적 점유율의 상한은, 도전 입자 함유 필름을 전극 상에 배치 후에 그 상태를 유지할 수 있으면 되기 때문에 특별히 제한은 없지만, 일례로서 90 ％ 이하, 바람직하게는 85 ％ 이하이다.When the conductive particle-containing film of the present invention is disposed on an electrode, the area occupancy of the conductive particles in the electrode is preferably greater than 35%, more preferably 40% or more. The upper limit of the area occupancy is not particularly limited as long as the conductive particle-containing film can maintain that state after being disposed on the electrode, but as an example, it is 90% or less, preferably 85% or less.
여기서, 면적 점유율은, 다음 식에 의해 산출된다.Here, the area occupancy rate is calculated by the following formula.
면적 점유율 (％) = [평면에서 보았을 때의 도전 입자의 개수 밀도] × [도전 입자 1 개의 평면에서 본 면적의 평균] × 100Area occupancy (%) = [Number density of challenge particles as viewed from a plane] × [Average area of 1 challenge particle as viewed from a plane] × 100
또한, 도전 입자의 응집이 많은 경우에는, 면적 점유율을, 평면에서 보았을 때 도전 입자가 존재하지 않는 영역을 줄여서 구해도 된다. 면적 점유율은 현미경 관찰로부터 구할 수 있다.In addition, in cases where there is a lot of agglomeration of challenge particles, the area occupancy can be obtained by reducing the area where challenge particles do not exist when viewed from a plane. The area occupancy can be obtained from microscopic observation.
도전 입자 함유 필름에 있어서의 도전 입자의 필름 두께 방향의 배치는, 특별히 제한은 없다. 레이저 리프트 오프 장치를 사용하여 도전 입자 함유 필름의 개편을 전극에 착탄시키는 경우의 크기나 위치 정밀도를 향상시키는 점에서는, 필름 두께 방향의 도전 입자의 위치가 맞춰져 있는 것이 바람직하다.There is no particular limitation on the arrangement of the conductive particles in the film thickness direction in the conductive particle-containing film. In order to improve the size and positional accuracy when the conductive particle-containing film is reassembled and placed on an electrode using a laser lift-off device, it is preferable that the positions of the conductive particles in the film thickness direction are aligned.
도전 입자 함유 필름의 필름 두께에 관해서는, 필름 두께가 지나치게 얇으면 대향하는 전극 (11, 21) 간의 접착력이 부족하고, 지나치게 두꺼우면 접속 구조체의 제조 과정에 있어서의 접속 공정에서 도전 입자가 위치가 어긋나, 쇼트의 발생이나 전극 (11, 21) 간의 도통 특성의 저하가 우려되므로, 필름 두께는 도전 입자 (3) 의 입자경의 바람직하게는 0.8 배 이상, 보다 바람직하게는 1 배 이상, 또, 바람직하게는 3 배 이하, 보다 바람직하게는 2.5 배 이하, 특히 바람직하게는 1.5 배 이하이다.Regarding the film thickness of the conductive particle-containing film, if the film thickness is too thin, the adhesive strength between the opposing electrodes (11, 21) is insufficient, and if the film thickness is too thick, there is a concern that the conductive particles may be misaligned during the connection step in the manufacturing process of the connection structure, resulting in occurrence of a short circuit or deterioration of the conductive properties between the electrodes (11, 21). Therefore, the film thickness is preferably 0.8 times or more, more preferably 1 time or more, and further preferably 3 times or less, more preferably 2.5 times or less, and particularly preferably 1.5 times or less, of the particle size of the conductive particles (3).
(도전 입자 함유 필름 및 도전 입자 함유 페이스트의 제조 방법)(Method for producing a film containing challenging particles and a paste containing challenging particles)
본 발명의 도전 입자 함유 필름 및 도전 입자 함유 페이스트는, 공지된 방법으로 제조할 수 있고, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2018-145418호 등에 기재되어 있는 방법에 준하여 제조해도 되고, 그 공보보다 도전 입자를 과잉으로 하고, 소입자경 필러를 적게 하여 제조해도 된다. 소입자경 필러를 제로로 해도 된다. 또, 본 발명의 도전 입자 함유 필름에 있어서는, 2 ∼ 3 개씩의 도전 입자가 근접 또는 접촉한 유닛을 형성해도 되고, 그 경우의 도전 입자 함유 필름은, 예를 들어, 일본 특허 6187665, 일본 공개특허공보 2016-85983호에 기재된 이방성 도전 필름에 준하여 제조할 수 있다.The conductive particle-containing film and conductive particle-containing paste of the present invention can be manufactured by a known method, and for example, they can be manufactured according to a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-145418, etc., or they can be manufactured by using an excess of conductive particles and a reduced amount of small-particle-diameter filler compared to that publication. The small-particle-diameter filler may be zero. Furthermore, in the conductive particle-containing film of the present invention, units in which 2 to 3 conductive particles are in close proximity or contact may be formed, and in that case, the conductive particle-containing film can be manufactured according to, for example, the anisotropic conductive film described in Japanese Patent 6187665 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-85983.
(접속 공정)(connection process)
전자 부품 (10) 의 전극 (11) 또는 기판 (20) 의 전극 (21) 상에 점착재에 도전 입자가 유지되어 있는 도전 입자 함유층 (2) 을 형성한 후에는, 도전 입자 함유층 (2) 을 배치한 전극 (11 또는 21) 에, 그것과 대향시키는 전극 (21 또는 11) 을 통상적인 방법에 의해 얼라인먼트하고, 도 2 에 나타내는 바와 같이 대향하는 전극 (11, 21) 사이에서 도전 입자 함유층 (2) 을 사이에 끼우고, 가열 또는 압착 등에 의해 전극 (11, 21) 을 접속한다. 이 때의 압착 조건은, 도전 입자 함유층 (2) 을 구성하는 도전 입자 (3) 나 점착재 (점착재층) (4) 의 종류 등에 따라 적절히 정할 수 있다.After forming a conductive particle-containing layer (2) in which conductive particles are held in an adhesive on an electrode (11) of an electronic component (10) or an electrode (21) of a substrate (20), an electrode (21 or 11) opposing it is aligned to the electrode (11 or 21) on which the conductive particle-containing layer (2) is arranged by a conventional method, and as shown in Fig. 2, the conductive particle-containing layer (2) is sandwiched between the opposing electrodes (11, 21), and the electrodes (11, 21) are connected by heating or pressing, etc. The pressing conditions at this time can be appropriately determined depending on the types of conductive particles (3) or adhesive (adhesive layer) (4) constituting the conductive particle-containing layer (2).
접속 공정에서는 점착재를 열경화시켜도 되고, 광경화시켜도 된다. 또, 점착재를 구성하는 수지의 종류에 따라, 가열하고, 리플로에 의해 대향하는 전극 (11, 21) 을 접속해도 된다.In the connection process, the adhesive may be heat-cured or photo-cured. Also, depending on the type of resin constituting the adhesive, the opposing electrodes (11, 21) may be connected by heating and reflow.
이렇게 하여 도 3a 에 나타내는 접속 구조체 (1) 를 얻을 수 있다. 또한, 추가로 언더 필 공정을 추가하여, 전자 부품 (10) 과 기판 (20) 의 고정을 강화시켜도 된다. 본 발명은 솔더 페이스트와 같이 땜납 입자와 같은 도전 입자가 조밀하게 찬 것과 가까운 것으로 생각할 수도 있고, 도전 입자가 땜납 입자인 경우에는 이와 같이 생각해도 되지만, 도전 입자가 수지 코어 금속 피복 입자와 같이 압축, 편평한 것인 경우에는, 이것에 한정되지는 않는다.In this way, the connection structure (1) shown in Fig. 3a can be obtained. In addition, by additionally adding an underfill process, the fixation of the electronic component (10) and the substrate (20) can be strengthened. The present invention can be considered to be close to something in which conductive particles such as solder particles are densely packed, such as solder paste, and when the conductive particles are solder particles, it can be considered in this way, but when the conductive particles are compressed and flat, such as resin core metal-coated particles, it is not limited to this.
1 : 접속 구조체
2 : 필름상의 점착재와 도전 입자로 형성된 접속 재료 (도전 입자 함유층)
2' : 열압착 후의 도전 입자 함유층 유래의 접속 재료
3 : 도전 입자
3' : 도전 입자 유래 부분
4 : 점착재 (점착재층)
4' : 점착재 유래 부분
5 : 열압착 전에 접속 재료가 존재하지 않는 영역
5' : 열압착 후의 접속 구조체에 있어서 접속 재료가 존재하지 않는 영역
10 : 전자 부품, μLED
11 : 전극
11a, 11b : 전자 부품 내의 인접하는 전극
20 : 기판
21 : 전극
21a, 21b : 전자 부품 내의 인접하는 전극
d : 열압착 전에 접속 재료가 존재하지 않는 영역의 최소폭
d' : 열압착 후의 접속 구조체에 있어서 접속 재료가 존재하지 않는 영역의 최소폭1: Connection structure
2: Connecting material formed by film-shaped adhesive and conductive particles (conductive particle-containing layer)
2': Connecting material derived from a layer containing conductive particles after thermocompression
3: Challenge particle
3': Part of the challenge particle origin
4: Adhesive (Adhesive layer)
4': Adhesive origin part
5: Area where no bonding material exists before thermocompression
5': Area where no connecting material exists in the connecting structure after thermocompression bonding
10: Electronic components, μLED
11 : Electrode
11a, 11b: Adjacent electrodes within an electronic component
20 : Substrate
21 : Electrode
21a, 21b: Adjacent electrodes within an electronic component
d: Minimum width of the area where no bonding material exists before thermocompression
d': Minimum width of the area where no connecting material exists in the connecting structure after thermocompression bonding
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