JP2021180311A - 接続体の製造方法、異方性接合フィルム、接続体 - Google Patents
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Abstract
Description
体の製造方法、異方性接合フィルム、接続体に関する。
挙げられる。フリップチップ実装は、ワイヤーボンディングに比べて実装面積を小さくす
ることができ、小型、薄型の半導体チップを実装することができる。
プと大型基板とを接合する場合、非常に高い圧力が必要であったり、平行度のあたり調整
が必要であったりし、量産性が困難である。
はんだペーストを用い、リフローにより複数の部品を配線板等に一括して実装することが
記載されている。
、はんだ粒子が多量に含まれており、ファインピッチの電極を備える電子部品の接合は困
難である。
を引き剥がした後の基板側のはんだ接合状態を観察したときの顕微鏡写真である。図8に
示すように、一般的なはんだペーストでは、はんだ粒子が溶融一体化するセルフアライメ
ントが起きる場合、隣接する端子間にはんだ粒子が凝集してブリッジAが形成され、ショ
ートが発生することがあった。
極を備える電子部品を接合させることができる接続体の製造方法、異方性接合フィルム、
接続体を提供する。
を有する固形樹脂を含有する異方性接合材料を用い、電極間の異方性接合材料の厚みをは
んだ粒子の平均粒径に対し所定の値とすることにより、上述の目的を達成できることを見
出し、本発明を完成させるに至った。
2.16kgの条件で測定されたメルトフローレートが10g/10min以上である熱
可塑性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固形エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1
種の固形樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化合物とを含有する異方性接合材料を、第1
の電子部品の電極と第2の電子部品の電極との間に前記はんだ粒子の平均粒径の50%以
上300%以下の厚みで介在させ、前記第1の電子部品の電極と前記第2の電子部品の電
極とを無荷重で加熱接合させる。
.16kgの条件で測定されたメルトフローレートが10g/10min以上である熱可
塑性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固形エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
の固形樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化合物とを含有し、厚みが、前記はんだ粒子の
平均粒径の50%以上300%以下である。
電極と第2の電子部品の電極とが接合されてなる。
するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。
。
1.接続体の製造方法
2.異方性接合フィルム(異方性接合材料)
3.実施例
本実施の形態における接続体の製造方法は、常温で固形であり、温度190℃、荷重2
.16kgの条件で測定されたメルトフローレートが10g/10min以上である熱可
塑性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固形エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
の固形樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化合物とを含有する異方性接合材料を、第1の
電子部品の電極と第2の電子部品の電極との間にはんだ粒子の平均粒径の50%以上30
0%以下の厚みで介在させ、第1の電子部品の電極と第2の電子部品の電極とを無荷重で
加熱接合させるものである。
塑性プラスチックのメルトフローレートの求め方に規定された、190℃、2.16kg
荷重の条件で測定された値であり、メルトマスフローレイト(MFR)とも呼ぶ。また、
常温とは、JISZ 8703で規定する20℃±15℃(5℃〜35℃)の範囲である
。また、接続体とは、二つの材料または部材が電気的に接続されたものである。また、接
合とは、二つの材料または部材をつなぎ合わせることである。また、無荷重とは、機械的
な加圧がない状態をいう。
)等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、N=50以上、好ましくはN=100
以上、さらに好ましくはN=200以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が
球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト(W
inROOF、三谷商事(株))を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置(
例として、FPIA−3000(マルバーン社))を用いて測定した測定値(N=100
0以上)であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒径は、粒
子の最大長の平均値とすることができる。なお、異方性接合材料を作製する際には、簡易
的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が50%になる粒
径(D50)、算術平均径(体積基準であることが好ましい)などのメーカー値を用いる
ことができる。
ated Circuit)等のチップ(素子)が好適であり、第2の電子部品としては、配線が設け
られたものであれば特に限定はなく、第1の電子部品を搭載できる電極が設けられた基板
(所謂、プリント配線板:PWB)として広義に定義できるものであればよい。例えば、
リジット基板、ガラス基板、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)
、セラミック基板、プラスチック基板等の基板が挙げられる。第1の電子部品及び第2の
電子部品にそれぞれに設けられた電極(電極配列、電極群)は、対向して異方性接続され
るように設けられており、複数の第1の電子部品が一つの第2電子部品に搭載されるよう
に電極(電極配列、電極群)が設けられていてもよい。第1の電子部品としては、LED
(Light Emitting Diode)以外に、ドライバーIC(Integrated Circuit)等のチップ(
例えば、半導体素子)、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits、樹脂
成形された部品など、配線(導通材)が設けられたものでもよい。第2の電子部品として
は、第1の電子部品の端子と少なくとも一部対応する端子が設けられたものであれば特に
限定はなく、第1の電子部品を搭載できる電極が設けられた基板(所謂、プリント配線板
:PWB)として広義に定義できるものであればよい。また、同じ部品を積層して接続し
てもよい。この積層の数は、接続に支障を来さなければ特に限定はない。異種部品の多数
積層であっても同様である。第1の電子部品及び第2の電子部品にそれぞれに設けられた
電極(電極配列、電極群)は、対向して異方性接続されるように設けられており、複数の
第1の電子部品が一つの第2電子部品に搭載されるように電極(電極配列、電極群)が設
けられていてもよい。なお、上記の電子部品は、リフロー工程における耐熱性を備えてい
ることが望ましい。
性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固形エポキシ樹脂から選ばれる1種からなる固形
樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化合物とを含有する。フラックス化合物は、カルボン
酸であることが好ましい。これにより、良好なはんだ接続を得ることができるとともに、
エポキシ樹脂を配合した場合、エポキシ樹脂の硬化剤として機能させることができる。ま
た、フラックス化合物は、カルボキシル基がアルキルビニルエーテルでブロック化された
ブロック化カルボン酸であることが好ましい。これにより、フラックス効果、及び硬化剤
機能が発揮される温度をコントロールすることができる。
とすることが好ましい場合がある。樹脂フロー量がこれらの値となることにより、後述す
るように無荷重で加熱接合させることができる。樹脂フロー量は、特開2016−178
225号公報に記載の測定方法に準じて測定することができる。先ず、異方性接合フィル
ムを2.0mm幅にカットし、カット済みの異方性接合フィルムをノンアルカリガラス(
厚み0.7μm)で挟み、リフロー工程に通す。これは接続に使用する条件と同様にすれ
ばよい。そして、リフロー前後の樹脂広がり量を測定し、加圧後の異方性接合フィルムの
幅の最大値Bを加圧前の幅A(=2.0mm)で除算した値を樹脂フロー量とすることが
できる。また、ノンアルカリガラスで挟まずに、異方性接合材料を載置してリフロー工程
に通し、上記の数値となることがより好ましい。異方性接合材料の樹脂フロー量が小さい
場合、リフロー工程において無荷重では樹脂溶融が進行せず、はんだ粒子と電極間の挟持
に支障を来す虞が生じる。本技術では、バインダー樹脂の加熱硬化時に荷重をかけないた
め、荷重をかける(一般的な異方性接続のようにツールで押圧する)ことを前提にしたバ
インダー樹脂の設計よりも溶融性を高くすることが望ましい。
ーストのいずれであってもよい。また、異方性接合ペーストを接続時にフィルム状にして
も、部品を搭載することでフィルムに近い形態としてもよい。
えば、ディスペンス、スタンピング、スクリーン印刷等の塗布方法を用いることができ、
必要に応じて乾燥させてもよい。異方性接合フィルムの場合、フィルム厚により異方性接
合材料の量を均一化することができるだけでなく、基板上に一括ラミネートすることがで
き、タクトを短縮することができるため特に好ましい。また、予めフィルム状とすること
で取り扱い易いので作業効率も高くすることが期待できる。
、はんだ粒子の平均粒径の50%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以
上である。異方性接合材料の厚みが薄すぎると、はんだ粒子の電極間への挟持が容易にな
るが、フィルム状にする際の難易度が高くなる虞がある。また、第1の電子部品の電極と
第2の電子部品の電極との間の異方性接合材料の厚みの上限は、はんだ粒子の平均粒径の
300%以下、好ましくは200%以下、より好ましくは150%以下である。異方性接
合材料の厚みが厚すぎると接合に支障を来たす虞がある。
LED実装体の製造方法は、はんだ粒子の平均粒径の50%以上300%以下の厚みを有
する異方性接合材料を基板上に設ける工程と、LED素子を異方性接合材料上に搭載する
搭載工程と、LED素子の電極と基板の電極とを無荷重で加熱接合させる接合工程とを有
する。
する工程であってもよく、従来の異方性導電フィルムで用いられているように、異方性接
合フィルムを基板上に低温低圧で貼着する仮貼り工程であってもよく、異方性接合フィル
ムを基板上にラミネートするラミネート工程であってもよい。
合フィルムを設けることができる。この場合、従前の装置からツールの変更といった最低
限の変更だけですむため、経済的なメリットが得られる。
いて異方性接合フィルムを基板上にラミネートする。ラミネート温度は、好ましくは40
℃以上160℃以下、より好ましくは50℃以上140℃以下、さらに好ましくは60℃
以上120℃以下である。また、ラミネート圧力は、好ましくは0.1MPa以上10M
Pa以下、より好ましくは0.5MPa以上5MPa以下、さらに好ましくは1MPa以
上3MPa以下である。また、ラミネート時間は、好ましくは0.1sec以上10se
c以下、好ましくは0.5sec以上8sec以下、さらに好ましくは1sec以上5s
ec以下である。また、真空加圧式ラミネートであってもよい。従来の異方性導電フィル
ムが加熱加圧ツールを用いた仮貼りであると、フィルムの幅がツール幅の制約を受けるが
、ラミネート工程の場合、加熱加圧ツールを用いないため、比較的広い幅を一括で搭載で
きるようになることが期待できる。また、一つの基板に対して一つの異方性接合フィルム
をラミネートしてもよい。これにより、加熱圧着ツールの上下動と異方性接合フィルムの
搬送とを複数回することがないため、異方性接合材料を設ける工程の時間を短縮すること
ができる。
本技術では、はんだ粒子によるセルフアライメントが期待できないため、搭載工程では、
LED素子を正確にアライメントすることが好ましい。各LED素子は、例えば、片面に
第1導電型電極と第2導電型電極とを有し、第1導電型電極及び第2導電型電極に対応す
る基板30の電極上に配置される。
極との間の異方性接合材料の厚みを、はんだ粒子の平均粒径に近似させることとしたが、
これに限られず、搭載工程において、加圧(例えば、仮圧着)により異方性接合材料の厚
みをはんだ粒子の平均粒径に近似させてもよい。この加圧工程は、例えば、第2の電子部
品に載置されている第1の電子部品側から加圧することにより、LED素子の電極と基板
の電極との間の異方性接合材料の厚みを、はんだ粒子の平均粒径に近似させる。ここで、
異方性接合材料の厚みが大きすぎると、加圧に支障をきたす虞があるため、上述の上限の
厚みとすることが好ましいともいえる。平均粒径に近似とは、この加圧工程を経ると理論
上、はんだ粒子の最大径が異方性接続材料の厚みとなるため、異方性接続材料の厚みは、
はんだ粒子の最大径と同等と考えてもよく、厚みバラツキを考慮するなら、はんだ粒子の
最大径の130%以下、好ましくは120%以下としてもよい。また、加圧工程の圧力の
下限は、好ましくは0.2MPa以上、より好ましくは0.4MPa以上であり、また、
加圧工程の圧力の上限は、2.0MPa以下でもよく、好ましくは1.0MPa以下、よ
り好ましくは0.8MPa以下である。上限および下限は、装置の仕様によって変動する
ことがあるため、樹脂をはんだ粒子径まで押し込む目的が達成できれば、上の数値範囲に
限定されるものではない。この加圧(仮圧着)工程は、はんだ粒子を溶融させず、電極と
はんだ粒子の距離を近づけるために行うものである。
の電極11,12と基板20の電極21,21とを無荷重で加熱接合させる。機械的な加
圧をせずに無荷重で加熱接合させる方法としては、大気圧リフロー、真空リフロー、大気
圧オーブン、オートクレーブ(加圧オーブン)等が挙げられ、これらの中でも、接合部に
内包する気泡を排除することができる真空リフロー、オートクレーブ等を用いることが好
ましい。無荷重であることで、一般的な加熱加圧ツールを用いた異方性導電接続と比べて
、不要な樹脂流動が発生しないことから、気泡の巻き込みも抑制される効果が期待できる
。
挟持され、はんだ溶融温度以上である本加熱によりはんだ粒子31が溶融し、はんだが電
極に濡れ広がり、冷却によりLED素子10の電極と基板20の電極とが接合される。接
合工程では、一例として好ましくは200℃以上300℃以下の温度、より好ましくは2
20℃以上290℃以下の温度、さらに好ましくは240℃以上280℃以下の温度で本
加熱する。これにより、LED素子10の電極と基板20の電極とが接合されるため、優
れた導通性、放熱性、及び接着性を得ることができる。接合工程では、無荷重であること
から、はんだ粒子の移動量が小さくなり、はんだ粒子の捕捉効率は高いことが予想される
。また、はんだ粒子の含有量は、セルフアライメントが期待できない程度であり、接合工
程において、異方性接合フィルムに含有されている多数のはんだ粒子は一体とならないた
め、一つの電極内に複数のはんだ接合箇所が存在する。ここで、はんだ接合とは、対向し
た電子部品のそれぞれの電極を、はんだを溶融させて繋ぐことをいう。
10と基板20とを、固形樹脂にはんだ粒子31が分散された異方性接合フィルムを用い
て接続されたものである。すなわち、LED実装体は、LED素子10と、基板20と、
半田粒子31とを有し、LED素子10の電極11,12と基板20の電極21,22と
を接続してなる異方性接合膜32とを備え、LED素子10の電極11,12と基板20
の電極21,22とが、はんだ接合部33によって接合されてなり、固形樹脂が、LED
素子10と基板20との間に充填されてなるものである。
極11と第2導電型電極12との間に電圧を印加すると、素子内の活性層にキャリアが集
中し、再結合することにより発光が生じる。第1導電型電極11と第2導電型電極12と
のスペース間の距離は、素子サイズにより、例えば100μm以上200μm以下である
もの、50μm以上100μm以下であるもの、20μm以上50μm以下であるものが
ある。LED素子10としては、特に限定されないが、例えば、400nm−500nm
のピーク波長を有する青色LED等を好適に用いることができる。
対応する位置にそれぞれ第1の電極21及び第2の電極22を有する。基板20としては
、プリント配線板、ガラス基板、フレキシブル基板、セラミック基板、プラスチック基板
等が挙げられる。プリント配線板の電極高さは、例えば10μm以上40μm以下であり
、ガラス基板の電極高さは、例えば3μm以下であり、フレキシブル基板の電極高さは、
例えば5μm以上20μm以下である。
素子10の電極11,12と基板20の電極21,22とをはんだ接合部33にて金属接
合するとともに、LED素子10と基板20との間に異方性接合材料を充填してなる。
板20の端子(電極21,22)とがはんだ接合部33により金属結合しており、LED
素子20と基板30との間に固形樹脂が充填されてなる。これにより、LED素子10と
基板20との間への水分等の侵入を防止することができる。
図3は、本技術を適用させた異方性接合フィルムの一部を模式的に示す断面図である。
図3に示すように、異方性接合フィルム30は、固形樹脂と、はんだ粒子31と、フラッ
クス化合物とを含有する。また、異方性導電フィルム30には、必要に応じて、第1の面
に第1のフィルムが貼付され、第2の面に第2のフィルムが貼付されてもよい。なお、異
方性接合フィルムは、異方性接合材料をフィルム状に形成したものである。
より好ましくは90%以上である。フィルム厚みが薄すぎると、はんだ粒子の電極間への
挟持が容易になるが、フィルム状にする際の難易度が高くなる虞がある。また、フィルム
厚みの上限は、はんだ粒子の平均粒径の300%以下、好ましくは200%以下、より好
ましくは150%以下である。フィルム厚みが厚すぎると接合に支障を来たす虞がある。
フィルム厚みは、1μm以下、好ましくは0.1μm以下を測定できる公知のマイクロメ
ータやデジタルシックネスゲージ(例えば、株式会社ミツトヨ:MDE−25M、最小表
示量0.0001mm)を用いて測定することができる。フィルム厚みは、10箇所以上
を測定し、平均して求めればよい。但し、粒子径よりもフィルム厚みが薄い場合には、接
触式の厚み測定器は適さないので、レーザー変位計(例えば、株式会社キーエンス、分光
干渉変位タイプSI−Tシリーズなど)を用いることが好ましい。ここで、フィルム厚み
とは、樹脂層のみの厚みであり、粒子径は含まない。
固形樹脂は、常温で固形であり、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定された
MFRが10g/10min以上である。MFRの上限は、好ましくは5000g/10
min以下、より好ましくは4000g/10min以下、さらに好ましくは3000g
/10min以下である。MFRが大き過ぎると、第1の電子部品と第2の電子部品との
間への固形樹脂の充填が困難となる。
なく、例えば、エチレン酢ビニル共重合樹脂、エチレンアクリル酸共重合樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエステル樹脂等であってもよい。固形樹脂が熱可塑性樹脂である場合、ホッ
トメルトにより第1の電子部品の電極と第2の電子部品の電極とが金属接合するため、十
分な接合強度を得ることができる。また、熱可塑性樹脂は、反応を伴わないため、ポット
ライフを気にする必要がなく(製品ライフが硬化性樹脂及び硬化剤(反応開始剤)を用い
るものに比べて長くなる)、取り扱いが容易になる。また、熱可塑性樹脂は、常温で固体
であるため、使用時に樹脂は溶融しないが、溶融してしまう場合は、フィラーを含有させ
、溶融を防ぐようにしてもよい。
上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂であれば、特に限定されるものではなく
、例えば、不飽和ポリエステル(ビニルエステルとも呼ぶ)、エポキシ変性やウレタン変
性の(メタ)アクリレート等であってもよい。これにより、フィルム形状を維持することが
できる。
ポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等であってもよい。これにより、
フィルム形状を維持することができる。
をさらに含有してもよい。液状ラジカル重合性樹脂は、常温で液状であれば、特に限定さ
れるものではなく、例えば、アクリレート、メタクリレート、不飽和ポリエステル等であ
ってもよく、ウレタン変性されていても構わない。液状ラジカル重合性樹脂を用いること
により、異方性接合フィルムにタック性を付与することができ、被着体へのラミネート性
が向上すだけでなく、実装時のバインダー全体の流動性を向上させることができる。
質量部以下、より好ましくは80質量部以下、さらに好ましくは70質量部以下である。
液状ラジカル重合性樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難とな
る。
、重合開始剤の反応開始温度は、はんだ粒子の融点よりも高いことが好ましい。これによ
り、固形樹脂の流動後に硬化が開始されるため、良好なはんだ接合を得ることができる。
もよい。液状エポキシ樹脂は、常温で液状であれば、特に限定されるものではなく、例え
ば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等であってもよ
く、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。
以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは70質量部以下である。液状
エポキシ樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難となる。
ば、アミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤、スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤
が挙げられる。また、硬化剤は、フィルム化させる際に使用される溶剤に対して耐性が得
られるようにマイクロカプセル化されていてもよい。
ク化されたブロック化カルボン酸であってもよい。すなわち、硬化剤は、フラックス化合
物であってもよい。
はんだ粒子は、異方性接合フィルム中にランダムに混練りされて分散されていてもよく
、平面視で配置されていてもよい。異方性接合フィルムの平面視におけるはんだ粒子全体
の配置は、規則的配置でもランダム配置でもよい。規則的配置の態様としては、正方格子
、六方格子、斜方格子、長方格子等の格子配列を挙げることができ、特に制約はない。ま
た、ランダム配置の態様としては、フィルムの平面視にて各はんだ粒子が互いに接触する
ことなく存在し、フィルム厚方向にもはんだ粒子が互いに重なることなく存在しているこ
とが好ましい。また、異方性接合フィルム中のはんだ粒子の全個数の95%以上が、他の
はんだ粒子と非接触であり、独立していることが好ましい。これは公知の金属顕微鏡や光
学顕微鏡を用いて、フィルム平面視における1mm2以上の面積を任意に5箇所以上抜き
取って、はんだ粒子を200個以上、好ましくは1000個以上を観察して確認すること
ができる。また、はんだ粒子が異方性接合フィルム中に平面視で配置されている場合にお
いて、はんだ粒子がフィルム厚方向の同じ位置に揃っていてもよい。
、異方性接合フィルムの平面視における凝集体の配置は、前述のはんだ粒子の配置と同様
に、規則的配置でもランダム配置でもよい。また、フィルムの平面視にて各凝集体が互い
に接触することなく存在し、フィルム厚方向にも凝集体が互いに重なることなく存在して
いることが好ましい。凝集体の個々のはんだ粒子の平均粒径は、前述した平均粒径と同様
に計測することができる。
離の1/3以下であり、より好ましくは1/4以下であり、さらに好ましくは1/5以下
である。はんだ粒子の平均粒径が半導体素子の電極のスペース間の距離の1/3よりも大
きくなると、ショートが発生する可能性が高くなる。具体的なはんだ粒子の粒子径として
は、好ましくは1μm以上30μm以下である。平均粒径が1μmより小さいと電極部と
良好なはんだ接合状態を得ることができず、信頼性が悪化する傾向にある。また、フィル
ムの塗布厚みを一定にするためには、はんだ粒子の平均粒径の下限は、好ましくは3μm
以上、より好ましくは5μm以上である。また、はんだ粒子の平均粒径が30μm以上に
なるとファインピッチ接続が困難となる。はんだ粒子の平均粒径の上限は30μm以下で
あり、好ましくは25μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。接続対象によっ
ては、はんだ粒子の平均粒径の上限は15μm以下とすることが望ましい。また、複数の
はんだ粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述のはんだ粒子の平均粒径
と同等にしてもよい。凝集体とする場合は、はんだ粒子の平均粒径を上述の値より小さく
してもよい。個々のはんだ粒子の大きさは、電子顕微鏡で観察して求めることができる。
、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−A
g系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。はんだ粒子
の融点は、好ましくは110℃以上180℃以下、より好ましくは120℃以上160℃
以下、さらに好ましくは130℃以上150℃以下である。また、はんだ粒子は、表面を
活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活
性化させることで電極部との金属結合を促進することができる。
は30wt%以上、さらに好ましくは40wt%以上であり、はんだ粒子の配合量の質量
比範囲の下限は、好ましくは80wt%以下、より好ましくは70wt%以下、さらに好
ましくは60wt%以下である。また、はんだ粒子の配合量の体積比範囲の下限は、好ま
しくは5vol%以上、より好ましくは10vol%以上、さらに好ましくは15vol
%以上であり、はんだ粒子の配合量の体積比範囲の上限は、好ましくは30vol%以下
、より好ましくは25vol%以下、さらに好ましくは20vol%以下である。はんだ
粒子の配合量は、前述の質量比範囲又は体積比範囲を満たすことにより、優れた導通性、
放熱性、及び接着性を得ることができる。はんだ粒子がバインダー中に存在する場合には
、体積比を用いてもよく、異方性導電接合材料を製造する場合(はんだ粒子がバインダー
に存在する前)には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから
体積比に変換することができる。はんだ粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性、放熱
性、及び接着性が得られなくなり、配合量が多すぎると異方性が損なわれ、優れた導通信
頼性が得られなくなる。
フラックス化合物は、電極表面の異物や酸化膜を取り除いたり、電極表面の酸化を防止
したり、溶融はんだの表面張力を低下させたりする。フラックス化合物としては、例えば
、レブリン酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、
セバシン酸等のカルボン酸を用いることが好ましい。これにより、良好なはんだ接続を得
ることができるとともに、エポキシ樹脂を配合した場合、エポキシ樹脂の硬化剤として機
能させることができる。
化されたブロック化カルボン酸を用いることが好ましい。これにより、フラックス効果、
及び硬化剤機能が発揮される温度をコントロールすることができる。また、樹脂に対する
溶解性が向上するため、フィルム化する際の混合・塗布ムラを改善することができる。ま
た、ブロック化が解除される解離温度は、はんだ粒子の融点以上であることが好ましい。
これにより、良好なはんだ接続を得ることができるとともに、エポキシ樹脂を配合した場
合、エポキシ樹脂の流動後に硬化が開始されるため、良好なはんだ接合を得ることができ
る。
異方性接合フィルムには、上述した固形樹脂、はんだ粒子、及びフラックス化合物に加
えて、本発明の効果を損なわない範囲で種々の添加剤を配合することができる。例えば、
異方性接合フィルムは、無機フィラー、有機フィラー、金属フィラー、カップリング剤、
レベリング剤、安定剤、チクソ剤等を含有しても構わない。無機フィラー、有機フィラー
、及び金属フィラーの粒子径は、接続安定性の観点から、はんだ粒子の平均粒径よりも小
さく、例えば、10−1000nmのナノフィラー、1−10μmのマイクロフィラー等
が用いられる。
ミニム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、酸化亜鉛、ゼオライト等が挙げら
れ、吸湿信頼性の向上を目的にシリカを添加したり、光反射の向上を目的に酸化チタンを
添加したり、酸による腐食防止を目的に水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等を添加
しても構わない。
機フィラーの添加により、ブロッキング防止、光散乱等の効果を得ることができる。
い。例えば、Cuフィラーは、酸と錯体を形成するため電極等の腐食を防止することがで
きる。なお、金属フィラーは、導通に寄与しても寄与しなくもよく、金属フィラーの配合
量は、はんだ粒子を含めて、ショートしない程度に調整すればよい。
化合物を溶剤中で混合し、この混合物を、バーコーターにより、剥離処理フィルム上に所
定厚みとなるように塗布した後、乾燥させて溶媒を揮発させることにより得ることができ
る。また、はんだ粒子の分散性を高くするために、溶媒を含んだ状態で高シェアをかける
ことが好ましい。例えば、公知のバッチ式遊星攪拌装置を用いることができる。真空環境
下で行えるものであってもよい。また、異方性接合フィルムの残溶剤量は、好ましくは2
%以下、より好ましくは1%以下である。
第1の実施例では、熱可塑性樹脂を含有する異方性接合フィルムを用いてLED実装体
を作製し、LED実装体の順電圧、ダイシェア強度、及び接合状態について評価した。
JIS K7210:1999の塑性プラスチックのメルトフローレートの求め方に従
い、メルトフローレート測定装置(品名:メルトインデックサG-02、東洋精機製作所社製
)を用いて温度190℃,荷重2.16kgの条件で熱可塑性樹脂A−Eのメルトフロー
レートを測定した。
A:ポリエステル樹脂、プリマロイA1500(三菱ケミカル(株))、MFR=11g
/10min
B:エチレン酢ビニル共重合樹脂、エバフレックスEV205WR(三井デュポンケミカ
ル(株))、MFR=800g/10min
C:エチレンアクリル酸共重合樹脂、ニュクレルN1050H(デュポン(株))、MF
R=500g/10min
D:ポリアミド樹脂、Griltex D1666A(EMS GRIVORY(株))、
MFR=130g/10min
E:フェノキシ樹脂、フェノトートYP70(新日鉄住金化学(株))、MFR=1g/
10min
LEDチップ(デクセリアルズ評価用LEDチップ、サイズ45mil、If=350
mA、Vf=3.1V、Au−Snパッド、パッドサイズ300μm×800μmのP電
極とN電極がそれぞれ設けられており、パッド間距離(P電極とN電極間距離)150μ
m)と、基板(デクセリアルズ評価用セラミック基板、18μm厚Cuパターン、Ni−
Auメッキ、パターン間(スペース)50μm)とを準備した。異方性接合フィルムを8
0℃−2MPa−3secの条件で基板上にラミネートし、LEDチップをアライメント
搭載した後、リフロー(ピーク温度260℃)によりLEDチップを実装した。
定格電流であるIf=350mAを基板のパターンを介してLEDチップに流し、LE
Dチップの順電圧値Vfを測定した。電圧オーバーで読み取れない場合を「OPEN」と
した。
ボンディングテスター(品番:PTR−1100、レスカ社製)を用いて、測定速度2
0μm/secでLEDチップのダイシェア強度を測定した。
ダイシェア強度を測定した後、すなわちLEDチップを引き剥がした後の基板側のはん
だ接合状態を光学顕微鏡にて観察した。
フィルム厚みは、デジタルマイクロメータを用いて、10箇所以上測定し、その平均を
フィルム厚みとした。
表1に示すように、熱可塑性樹脂A、フラックス化合物(グルタル酸(1,3−プロパ
ンジカルボン酸)、和光純薬(株))、はんだ粒子(42Sn−58Bi、Type6
、融点139℃、平均粒子径10μm、三井金属(株))、酸化チタン(平均粒子径0.
21μm、CR−60、石原産業(株))を所定の質量部で配合し、異方性接合フィルム
を作製した。
はんだ粒子を分散させた後、ギャップコーターにて、トルエン乾燥後の厚みが20μmに
なるよう剥離PET(PET−02−BU、四国トーセロ(株))上に塗布して作製した
。トルエン乾燥は80℃−10minの条件で行った。乾燥後のフィルム厚みの測定値は
20μmであった。
強度の測定結果を示す。順電圧が3.1V、ダイシェア強度が40N/chipであった
。
察したときの顕微鏡写真である。はんだがLEDチップ側及び基板側に濡れ広がっており
、良好なはんだ接合状態であった。また、一つの電極内に複数のはんだ接合箇所が存在す
ることが確認できた。
表1に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Bを用いた以外は、実施例1
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、ダイシェア強度が45N/chipであった。
表1に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Cを用いた以外は、実施例1
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、ダイシェア強度が43N/chipであった。
表1に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Dを用いた以外は、実施例1
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、ダイシェア強度が46N/chipであった。
表1に示すように、異方性接合フィルムの厚みを30μmとした以外は、実施例1−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧が3.1V、ダイシェア強度が47N/chipであった。
表1に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Eを用いた以外は、実施例1
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧がオープンとなり、ダイシェア強度が19N/chipであった。
察したときの顕微鏡写真である。熱可塑性樹脂Eのメルトフローレートが1g/10mi
nであるため、樹脂がほとんど流動せず、はんだ粒子がLEDチップのパッドや基板のパ
ターンに接触せず溶融しなかった。
表1に示すように、フラックス化合物を配合しなかった以外は、実施例1−1と同様に
異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体は、
順電圧がオープンとなり、ダイシェア強度が18N/chipであった。
察したときの顕微鏡写真である。フラックス化合物が配合されていないため、はんだ粒子
が溶融しなかった。
表1に示すように、異方性接合フィルムの厚みを40μmとした以外は、実施例1−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧がオープンとなり、ダイシェア強度が25N/chipであった。
察したときの顕微鏡写真である。異方性接合フィルムの厚みが40μmと厚いため、はん
だ粒子の電極間への挟持が不十分で、はんだ接合が不十分となり、はんだ粒子の濡れ広が
りがLEDチップ側のみの箇所と基板側のみの箇所が見られた。
いたため、樹脂の流動性が悪く、はんだ粒子が溶融せず、被着体の電極と接合しなかった
。このため、順電圧を測定することができなかった。また、樹脂が十分に流動しておらず
、はんだ接合も形成されていなためLEDチップの密着性が弱く、ダイシェア強度が低い
結果となった。
順電圧を測定することができなかった。
の異方性接合フィルムを用いたため、はんだ接合が形成されず、順電圧を測定することが
できなかった。また、ダイシェア強度も低い結果となった。
である熱可塑性樹脂A−Dを用い、はんだ粒子の平均粒子径10μmに対し、2−3倍厚
みの20−30μm厚みの異方性接合フィルムを用いたため、樹脂が溶融・流動し、はん
だ粒子により被着体の電極間ではんだ接合し、定格電圧3.1Vに近い値を得ることがで
きた。また、ダイシェア強度も良好な結果となった。
第2の実施例では、ラジカル重合性樹脂を含有する異方性接合フィルムを用いてLED
実装体を作製し、LED実装体の順電圧、絶縁性及びダイシェア強度ついて評価した。L
ED実装体の作製、LED実装体の順電圧、及びダイシェ強度の測定は、第1の実施例と
同様のため、ここでは説明を省略する。
JIS K7210:1999の塑性プラスチックのメルトフローレートの求め方に従
い、メルトフローレート測定装置(品名:メルトインデックサG-02、東洋精機製作所社製
)を用いて温度190℃,荷重2.16kgの条件で熱可塑性樹脂A−C,E及び固形ラ
ジカル重合性樹脂のメルトフローレートを測定した。
A:ポリエステル樹脂、プリマロイA1500(三菱ケミカル(株))、MFR=11g
/10min
B:エチレン酢ビニル共重合樹脂、エバフレックスEV205WR(三井デュポンケミカ
ル(株))、MFR=800g/10min
C:エチレンアクリル酸共重合樹脂、ニュクレルN1050H(デュポン(株))、MF
R=500g/10min
E:フェノキシ樹脂、フェノトートYP70(新日鉄住金化学(株))、MFR=1g/
10min
固形ラジカル重合性樹脂:ビニルエステル樹脂、リポキシVR−90、昭和電工(株)、
MFR=100g/10min
基板のパターンを介してLEDチップに逆電流0.1μAを流し、電流が流れない場合
の評価を「OK」とし、電流が流れた場合の評価を「NG」とした。
表2に示すように、熱可塑性樹脂A、液状ラジカル重合性樹脂(水添ビスフェノールA
ジグリシジルエーテル、エポライト4000、共栄社化学(株))、開始剤(ジアシルパ
ーオキサイド、パーヘキサ25B、日油(株))、フラックス化合物A(グルタル酸(1
,3−プロパンジカルボン酸)、和光純薬(株))、はんだ粒子(42Sn−58Bi、
Type6 、融点139℃、平均粒子径10μm、三井金属(株))、酸化チタン(平
均粒子径0.21μm、CR−60、石原産業(株))を所定の質量部で配合し、異方性
接合フィルムを作製した。
ラックス化合物A、及び酸化チタンを投入し、3本ロール(ギャップ10μmで3回パス
)で分散させた後、開始剤とはんだ粒子を分散させることで樹脂溶液を得た。この樹脂溶
液をギャップコーターにて、トルエン乾燥後の厚みが20μmになるよう剥離PET(P
ET−02−BU、四国トーセロ(株))上に塗布して作製した。トルエン乾燥は80℃
−10minの条件で行った。
.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が42N/chipであった。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Bを用いた以外は、実施例2
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が46N/chipであ
った。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Cを用いた以外は、実施例2
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が41N/chipであ
った。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて固形ラジカル重合性樹脂を用いた以外は、
実施例2−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製
したLED実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が47N/ch
ipであった。
表2に示すように、フラックス化合物Aに代えてフラックス化合物B(ブロック化カル
ボン酸、サンタシッドG、日油(株))を用いた以外は、実施例2−1と同様に異方性接
合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体は、順電圧が
3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が46N/chipであった。
表2に示すように、異方性接合フィルムの厚みを30μmとした以外は、実施例2−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧が3.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が49N/chipであった
。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Eを反応性希釈剤(テトラヒドロフルフリルアクリレ
ート、ビスコート♯150、大阪有機化学工業(株))で溶解させたのちラジカル重合性
樹脂、開始剤、フラックス化合物A、酸化チタン、及びはんだ粒子を混合分散させること
で異方性接合ペーストを作成した。
mA、Vf=3.1V、Au−Snパッド、パッドサイズ300μm×800μm、パッ
ド間距離200μm)と、基板(デクセリアルズ評価用セラミック基板、18μm厚Cu
パターン、Ni−Auメッキ、パターン間(スペース)50μm)とを準備した。異方性
接合ペーストを厚み30μmのマスクを使用して基板上に塗布し、LEDチップをアライ
メント搭載した後、リフロー(ピーク温度260℃)によりLEDチップを実装した。
.0V、絶縁性がNG、ダイシェア強度が45N/chipであった。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Eを用いた以外は、実施例2
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が19N/chipであ
った。
表2に示すように、フラックス化合物を配合しなかったこと以外は、実施例2−1と同
様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体
は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が19N/chipであった。
表2に示すように、異方性接合フィルムの厚みを40μmとした以外は、実施例2−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が26N/chipであった
。
い、ペースト状の異方性接合材料を塗布したため、基板の隣接する端子間ではんだ接合に
よるショートが発生した。
いたため、樹脂の流動性が悪く、はんだ粒子が溶融せず、被着体の電極と接合しなかった
。このため、順電圧を測定することができなかった。また、樹脂が十分に流動しておらず
、はんだ接合も形成されていなためLEDチップの密着性が弱く、ダイシェア強度が低い
結果となった。
順電圧を測定することができなかった。
の異方性接合フィルムを用いたため、はんだ接合が形成されず、順電圧を測定することが
できなかった。また、ダイシェア強度も低い結果となった。
である熱可塑性樹脂A−Dを用い、はんだ粒子の平均粒子径10μmに対し、2−3倍厚
みの20−30μm厚みの異方性接合フィルムを用いたため、樹脂が溶融・流動し、はん
だ粒子により被着体の電極間ではんだ接合し、定格電圧3.1Vに近い値を得ることがで
きた。また、ダイシェア強度も良好な結果となった。
第3の実施例では、エポキシ樹脂を含有する異方性接合フィルムを用いてLED実装体
を作製し、LED実装体の順電圧、絶縁性及びダイシェア強度ついて評価した。LED実
装体の作製、LED実装体の順電圧、及びダイシェ強度の測定は、第1の実施例と同様の
ため、LED実装体の絶縁性の評価は、第2の実施例と同様のため、ここでは説明を省略
する。
JIS K7210:1999の塑性プラスチックのメルトフローレートの求め方に従
い、メルトフローレート測定装置(品名:メルトインデックサG-02、東洋精機製作所社製
)を用いて温度190℃,荷重2.16kgの条件で熱可塑性樹脂A−C,E及び固形エ
ポキシ樹脂のメルトフローレートを測定した。
A:ポリエステル樹脂、プリマロイA1500(三菱ケミカル(株))、MFR=11g
/10min
B:エチレン酢ビニル共重合樹脂、エバフレックスEV205WR(三井デュポンケミカ
ル(株))、MFR=800g/10min
C:エチレンアクリル酸共重合樹脂、ニュクレルN1050H(デュポン(株))、MF
R=500g/10min
E:フェノキシ樹脂、フェノトートYP70(新日鉄住金化学(株))、MFR=1g/
10min
固形エポキシ樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、1001、三菱化学(株)、MF
R=2600g/10min
表3に示すように、熱可塑性樹脂A、液状エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、YL980、三菱化学(株))、硬化剤A(アニオン硬化剤、マイクロカプセル型
イミダゾール硬化剤、HX3941HP、旭化成(株))、フラックス化合物A(グルタ
ル酸(1,3−プロパンジカルボン酸)、和光純薬(株))、はんだ粒子(42Sn−5
8Bi、Type6 、融点139℃、平均粒子径10μm、三井金属(株))、酸化チ
タン(平均粒子径0.21μm、CR−60、石原産業(株))を所定の質量部で配合し
、異方性接合フィルムを作製した。
ス化合物A、及び酸化チタンを投入し、3本ロール(ギャップ10μmで3回パス)で分
散させた後、硬化剤Aとはんだ粒子を分散させることで樹脂溶液を得た。この樹脂溶液を
ギャップコーターにて、トルエン乾燥後の厚みが20μmになるよう剥離PET(PET
−02−BU、四国トーセロ(株))上に塗布して作製した。トルエン乾燥は80℃−1
0minの条件で行った。
.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が43N/chipであった。
表3に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Bを用いた以外は、実施例3
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が46N/chipであ
った。
表3に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Cを用いた以外は、実施例3
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が41N/chipであ
った。
表3に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて固形エポキシ樹脂を用いた以外は、実施例
3−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したL
ED実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が47N/chipで
あった。
表3に示すように、硬化剤Aに代えて硬化剤B(カチオン硬化剤、スルホニウム塩、サ
ンエイドSI−80L、三新化学社製)を用い、液状エポキシ樹脂の配合比を調整した以
外は、実施例3−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用い
て作製したLED実装体は、順電圧が3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が46N
/chipであった。
表3に示すように、フラックス化合物Aに代えてフラックス化合物B(ブロック化カル
ボン酸、サンタシッドG、日油(株))を用いた以外は、実施例3−1と同様に異方性接
合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体は、順電圧が
3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が44N/chipであった。
表3に示すように、異方性接合フィルムの厚みを30μmとした以外は、実施例3−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧が3.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が49N/chipであった
。
表3に示すように、液状エポキシ樹脂、硬化剤A、フラックス化合物A、酸化チタン、
及びはんだ粒子を混合分散させることで異方性接合ペーストを作成した。
mA、Vf=3.1V、Au−Snパッド、パッドサイズ300μm×800μm、パッ
ド間距離200μm)と、基板(デクセリアルズ評価用セラミック基板、18μm厚Cu
パターン、Ni−Auメッキ、パターン間(スペース)50μm)とを準備した。異方性
接合ペーストを厚み30μmのマスクを使用して基板上に塗布し、LEDチップをアライ
メント搭載した後、リフロー(ピーク温度260℃)によりLEDチップを実装した。
.0V、絶縁性がNG、ダイシェア強度が45N/chipであった。
表2に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Eを用いた以外は、実施例3
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が19N/chipであ
った。
表3に示すように、フラックス化合物を配合しなかったこと以外は、実施例3−1と同
様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体
は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が19N/chipであった。
表3に示すように、異方性接合フィルムの厚みを40μmとした以外は、実施例3−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が26N/chipであった
。
ため、基板の隣接する端子間ではんだ接合によるショートが発生した。
いたため、樹脂の流動性が悪く、はんだ粒子が溶融せず、被着体の電極と接合しなかった
。このため、順電圧を測定することができなかった。また、樹脂が十分に流動しておらず
、はんだ接合も形成されていなためLEDチップの密着性が弱く、ダイシェア強度が低い
結果となった。
順電圧を測定することができなかった。
の異方性接合フィルムを用いたため、はんだ接合が形成されず、順電圧を測定することが
できなかった。また、ダイシェア強度も低い結果となった。
である熱可塑性樹脂A−Dを用い、はんだ粒子の平均粒子径10μmに対し、2−3倍厚
みの20−30μm厚みの異方性接合フィルムを用いたため、樹脂が溶融・流動し、はん
だ粒子により被着体の電極間ではんだ接合し、定格電圧3.1Vに近い値を得ることがで
きた。また、ダイシェア強度も良好な結果となった。また、実施例3−6のビニルエーテ
ルでカルボキシル基をブロックしたブロック化フラックス化合物を用いても、良好な結果
を得ることができた。
第4の実施例では、フラックス化合物としてカルボン酸を含有する異方性接合フィルム
を用いてLED実装体を作製し、LED実装体の順電圧、絶縁性及びダイシェア強度つい
て評価した。LED実装体の作製、LED実装体の順電圧、及びダイシェア強度の測定は
、第1の実施例と同様のため、LED実装体の絶縁性の評価は、第2の実施例と同様のた
め、ここでは説明を省略する。
JIS K7210:1999の塑性プラスチックのメルトフローレートの求め方に従
い、メルトフローレート測定装置(品名:メルトインデックサG-02、東洋精機製作所社製
)を用いて温度190℃,荷重2.16kgの条件で熱可塑性樹脂A,E及び固形エポキ
シ樹脂のメルトフローレートを測定した。
A:ポリエステル樹脂、プリマロイA1500(三菱ケミカル(株))、MFR=11g
/10min
E:フェノキシ樹脂、フェノトートYP70(新日鉄住金化学(株))、MFR=1g/
10min
固形エポキシ樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、1001、三菱化学(株)、MF
R=2600g/10min
表4に示すように、熱可塑性樹脂A、液状エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、YL980、三菱化学(株))、フラックス化合物A(グルタル酸(1,3−プロ
パンジカルボン酸)、和光純薬(株))、はんだ粒子(42Sn−58Bi、Type6
、融点139℃、平均粒子径10μm、三井金属(株))、酸化チタン(平均粒子径0
.21μm、CR−60、石原産業(株))を所定の質量部で配合し、異方性接合フィル
ムを作製した。
ス化合物A、及び酸化チタンを投入し、3本ロール(ギャップ10μmで3回パス)で分
散させた後、はんだ粒子を分散させることで樹脂溶液を得た。この樹脂溶液をギャップコ
ーターにて、トルエン乾燥後の厚みが20μmになるよう剥離PET(PET−02−B
U、四国トーセロ(株))上に塗布して作製した。トルエン乾燥は80℃−10minの
条件で行った。
.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が44N/chipであった。
表4に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて固形エポキシ樹脂を用いた以外は、実施例
4−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したL
ED実装体は、順電圧が3.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が45N/chipで
あった。
表4に示すように、フラックス化合物Aに代えてフラックス化合物B(ブロック化カル
ボン酸、サンタシッドG、日油(株))を用いた以外は、実施例4−1と同様に異方性接
合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体は、順電圧が
3.0V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が44N/chipであった。
表4に示すように、異方性接合フィルムの厚みを30μmとした以外は、実施例4−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧が3.1V、絶縁性がOK、ダイシェア強度が48N/chipであった
。
表4に示すように、液状エポキシ樹脂、硬化剤A、フラックス化合物B、酸化チタン、
及びはんだ粒子を混合分散させることで異方性接合ペーストを作成した。
mA、Vf=3.1V、Au−Snパッド、パッドサイズ300μm×800μm、パッ
ド間距離200μm)と、基板(デクセリアルズ評価用セラミック基板、18μm厚Cu
パターン、Ni−Auメッキ、パターン間(スペース)50μm)とを準備した。異方性
接合ペーストを厚み30μmのマスクを使用して基板上に塗布し、LEDチップをアライ
メント搭載した後、リフロー(ピーク温度260℃)によりLEDチップを実装した。
.0V、絶縁性がNG、ダイシェア強度が45N/chipであった。
表4に示すように、熱可塑性樹脂Aに代えて熱可塑性樹脂Eを用いた以外は、実施例4
−1と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLE
D実装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が19N/chipであ
った。
表4に示すように、フラックス化合物を配合しなかったこと以外は、実施例4−1と同
様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実装体
は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が18N/chipであった。
表4に示すように、異方性接合フィルムの厚みを40μmとした以外は、実施例4−1
と同様に異方性接合フィルムを作製した。異方性接合フィルムを用いて作製したLED実
装体は、順電圧がOPEN、絶縁性がOK、ダイシェア強度が25N/chipであった
。
、基板の隣接する端子間ではんだ接合によるショートが発生した。
いたため、樹脂の流動性が悪く、はんだ粒子が溶融せず、被着体の電極と接合しなかった
。このため、順電圧を測定することができなかった。また、樹脂が十分に流動しておらず
、はんだ接合も形成されていなためLEDチップの密着性が弱く、ダイシェア強度が低い
結果となった。
順電圧を測定することができなかった。
の異方性接合フィルムを用いたため、はんだ接合が形成されず、順電圧を測定することが
できなかった。また、ダイシェア強度も低い結果となった。
である熱可塑性樹脂A又は固形エポキシ樹脂を用い、はんだ粒子の平均粒子径10μmに
対し、2−3倍厚みの20−30μm厚みの異方性接合フィルムを用いたため、樹脂が溶
融・流動し、はんだ粒子により被着体の電極間ではんだ接合し、定格電圧3.1Vに近い
値を得ることができた。また、ダイシェア強度も良好な結果となった。また、実施例4−
3では、硬化剤としてフラックス化合物を用いても、良好な結果を得ることができた。
性接合材料を所定厚みに調整すれば、同様の結果が得られると考えられる。
第1の電極、22 第2の電極、30 異方性接合フィルム、31 はんだ粒子、32
異方性導電膜、33 はんだ接合部
Claims (13)
- 常温で固形であり、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定されたメルトフロー
レートが10g/10min以上である熱可塑性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固
形エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の固形樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化
合物とを含有する異方性接合材料を、第1の電子部品の電極と第2の電子部品の電極との
間に前記はんだ粒子の平均粒径の50%以上300%以下の厚みで介在させ、
前記第1の電子部品の電極と前記第2の電子部品の電極とを無荷重で加熱接合させる接
続体の製造方法。 - 前記異方性接合材料が、前記はんだ粒子の平均粒径の50%以上300%以下の厚みを
有する異方性接合フィルムである請求項1記載の接続体の製造方法。 - 前記第2の電子部品が、基板であり、
前記基板上に前記異方性接合フィルムをラミネートし、前記異方性接合フィルム上に複
数の前記第1の電子部品を搭載し、加熱接合させる請求項2記載の接続体の製造方法。 - 前記フラックス化合物が、カルボン酸である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接
続体の製造方法。 - 前記フラックス化合物が、カルボキシル基がアルキルビニルエーテルでブロック化され
たブロック化カルボン酸である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接続体の製造方法
。 - 常温で固形であり、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定されたメルトフロー
レートが10g/10min以上である熱可塑性樹脂、固形ラジカル重合性樹脂、及び固
形エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の固形樹脂と、はんだ粒子と、フラックス化
合物とを含有し、
厚みが、前記はんだ粒子の平均粒径の50%以上300%以下である異方性接合材料。 - 前記フラックス化合物が、カルボン酸である請求項6記載の異方性接合材料。
- 前記フラックス化合物が、カルボキシル基がアルキルビニルエーテルでブロック化され
たブロック化カルボン酸である請求項6記載の異方性接合材料。 - 常温で液状の液状ラジカル重合性樹脂と、重合開始剤とをさらに含有する請求項6乃至
8のいずれか1項に記載の異方性接合材料。 - 常温で液状エポキシ樹脂と、硬化剤とをさらに含有する請求項6乃至8のいずれか1項
に記載の異方性接合材料。 - 前記硬化剤が、カルボン酸、又はカルボキシル基がアルキルビニルエーテルでブロック
化されたブロック化カルボン酸である請求項10記載の異方性接合材料。 - 請求項6乃至11のいずれか1項に記載の異方性接合材料がフィルム状である異方性接
合フィルム。 - 請求項6乃至11のいずれか1項に記載の異方性接合材料、又は請求項12に記載の異
方性接合フィルムを用いて、第1の電子部品の電極と第2の電子部品の電極とが接合され
てなる接続体。
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