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粘接劑及連接結(jié)構(gòu)體的制作方法

文檔序號:12285064閱讀:326來源:國知局
粘接劑及連接結(jié)構(gòu)體的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及將電子零件彼此電氣連接的粘接劑,特別是涉及在將發(fā)熱的出電子零件與配線基板連接的同時將電子零件的熱放熱的粘接劑、和將電子零件與配線基板連接而成的連接結(jié)構(gòu)體。

本申請以在日本國于2014年5月23日申請的日本專利申請?zhí)柼卦?014-107167和于2014年5月23日申請的日本專利申請?zhí)柼卦?014-107168為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán),這些申請通過參照而引用在本申請中。



背景技術(shù):

作為在電路基板上安裝LED等芯片部件的手法,使用在環(huán)氧系粘接劑中分散導(dǎo)電性粒子并成型為膜狀的各向異性導(dǎo)電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)進行倒裝芯片安裝的方法得到廣泛采用(例如參照專利文獻1、2。)。根據(jù)該方法,通過各向異性導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性粒子達成芯片部件與電路基板之間的電氣連接,因此可縮短連接過程,可提高生產(chǎn)效率。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2010-24301號公報

專利文獻2:日本特開2012-186322號公報。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的課題

在近年來的LED制品中,為了低成本化,有將電路基板的配線的金屬由Au、Ag變更為Al、Cu的制品,和使用在PET (Polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)基材上形成有ITO (Indium Tin Oxide,氧化銦錫)配線的透明基板的制品。

但是,由于在Al、Cu等金屬配線或ITO配線的表面形成鈍態(tài)、氧化被膜等氧化物,所以用以往的環(huán)氧系粘接劑難以進行粘接。

另外,除了難以進行粘接,為了從LED制品等發(fā)熱的電子零件充分地進行放熱,必須使粘接劑中含有放熱用材料,由于含有放熱用材料,粘接劑成分變少,難以充分地保持粘接力。

另外,若使粘接劑中含有用作放熱用材料的無機填料或金屬填料,則它們會成為間隔物,無法使粘接劑層變薄。

本發(fā)明解決上述以往技術(shù)中的課題,其目的在于,提供具有對氧化膜優(yōu)異的粘接性、和從放熱的電子零件向外部的優(yōu)異的放熱性的粘接劑及使用該粘接劑的連接結(jié)構(gòu)體。

解決課題的手段

為了解決上述課題,本發(fā)明所涉及的粘接劑的特征在于,其是將發(fā)熱的電子零件與具有配線圖案的基板粘接的粘接劑,由含有焊劑粒子的樹脂粘結(jié)劑構(gòu)成。

另外,本發(fā)明所涉及的連接結(jié)構(gòu)體的特征在于,其具備具有配線圖案的基板、在配線圖案的電極上形成的各向異性導(dǎo)電膜和在各向異性導(dǎo)電膜上安裝的發(fā)熱的電子零件,各向異性導(dǎo)電膜含有樹脂粘結(jié)劑和焊劑粒子,所述焊劑粒子與所述電子零件的端子部分進行金屬結(jié)合。

另外,為了解決上述課題,本發(fā)明所涉及的粘接劑的特征在于,其含有脂環(huán)式環(huán)氧化合物或氫化環(huán)氧化合物、陽離子催化劑、重均分子量為50000~900000的丙烯酸樹脂和焊劑粒子,丙烯酸樹脂含有0.5~10wt%的丙烯酸和0.5~10wt%的具有羥基的丙烯酸酯。

另外,本發(fā)明所涉及的連接結(jié)構(gòu)體的特征在于,其具備表面為氧化物的具有配線圖案的基板、在所述配線圖案的電極上形成的各向異性導(dǎo)電膜和在各向異性導(dǎo)電膜上安裝的電子零件,各向異性導(dǎo)電膜為各向異性導(dǎo)電粘接劑的固化物,所述各向異性導(dǎo)電粘接劑含有脂環(huán)式環(huán)氧化合物或氫化環(huán)氧化合物、陽離子催化劑、重均分子量為50000~900000的丙烯酸樹脂、導(dǎo)電性粒子和焊劑粒子,所述丙烯酸樹脂含有0.5~10wt%的丙烯酸和0.5~10wt%的具有羥基的丙烯酸酯。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,通過樹脂粘結(jié)劑內(nèi)的焊劑粒子與電子零件的端子部分進行金屬結(jié)合,在粘接劑層與電子零件之間得到優(yōu)異的粘接力,同時使在電子零件內(nèi)產(chǎn)生的熱擴散至金屬結(jié)合的焊劑粒子,可更有效地放熱。另外,根據(jù)本發(fā)明,通過配合含有丙烯酸和具有羥基的丙烯酸酯的丙烯酸樹脂,可由固化物整體對氧化膜進行粘接,得到優(yōu)異的粘接力,同時可通過焊劑粒子充分地確保粘接強度。

附圖說明

[圖1] 圖1為表示將環(huán)氧化合物作為海和將丙烯酸樹脂作為島時的海島模型的截面圖。

[圖2] 圖2為說明焊劑粒子的截面圖。

[圖3] 圖3為表示發(fā)光裝置的一例的截面圖。

[圖4] 圖4為表示90度剝離強度試驗概要的截面圖。

[圖5] 圖5為用于說明LED安裝樣品的制備工序的圖。

[圖6] 圖6為表示晶片抗剪強度試驗概要的截面圖。

[圖7] 圖7為說明使用金剛石粒子作為放熱用材料的情況的圖。

[圖8] 圖8為說明使用銅粉作為放熱用材料的情況的圖。

[圖9] 圖9為說明使用氮化鋁粉作為放熱用材料的情況的圖。

[圖10] 圖10為說明樹脂粘結(jié)劑的放熱特性的圖。

[圖11] 圖11為用于說明彎曲試驗的圖。

[圖12] 圖12為用于說明彎曲試驗的圖。

具體實施方式

下面,邊參照附圖邊按下述順序詳細地對本發(fā)明的實施方式(下面稱為本實施方式。)進行說明。需說明的是,本發(fā)明不只限定于以下實施方式,當(dāng)然可在不偏離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進行各種變更。另外,附圖為示意圖,各尺寸的比例等有時會不同于現(xiàn)實的比例。具體的尺寸等應(yīng)參考下面的說明進行判斷。另外,在附圖相互間當(dāng)然也含有彼此的尺寸關(guān)系或比例不同的部分。

1. 粘接劑

2. 連接結(jié)構(gòu)體

3. 實施例

<1. 粘接劑>

應(yīng)用本發(fā)明的粘接劑含有脂環(huán)式環(huán)氧化合物或氫化環(huán)氧化合物、陽離子催化劑、重均分子量為50000~900000的丙烯酸樹脂和焊劑粒子,丙烯酸樹脂含有0.5~10wt%的丙烯酸和0.5~10wt%的具有羥基的丙烯酸酯。

圖1是表示在粘接劑與氧化膜的界面將環(huán)氧化合物作為海、將丙烯酸樹脂作為島時的海島模型的截面圖。該海島模型是表示在環(huán)氧化合物的海12中分散的丙烯酸樹脂的島13接觸到配線11的氧化膜11a上的狀態(tài)的固化物模型。

在該固化物模型中,丙烯酸樹脂中的丙烯酸與環(huán)氧化合物反應(yīng),產(chǎn)生丙烯酸樹脂的島13與環(huán)氧化合物的海12的連接,同時使氧化膜11a的表面變得粗糙從而增強與環(huán)氧化合物的海12的固著效果。另外,丙烯酸樹脂中的具有羥基的丙烯酸酯因羥基的極性而得到對配線11的靜電粘接力。如上所述,通過由丙烯酸樹脂的島13和環(huán)氧化合物的海12的固化物整體對氧化膜11a進行粘接,可得到優(yōu)異的粘接力。

下面,對焊劑粒子進行說明。具體而言,使用粘接劑將LED元件與表面為氧化物的具有配線圖案的鋁配線基板粘接的實例進行說明。圖2為說明粘接劑中含有的焊劑粒子的作用的截面圖。

如圖2所示,將焊劑粒子1與下述導(dǎo)電性粒子2一同添加在上述構(gòu)成的樹脂粘結(jié)劑3中。將焊劑粒子1與導(dǎo)電性粒子2一同分散配置在LED元件的電極10與鋁配線基板的配線11之間,在壓合工序中被熔融從而成為熔融焊劑1a。

在這里,LED元件的電極10由Au或Au-Sn構(gòu)成。焊劑粒子1若被加熱至熔點以上則熔融,若冷卻至凝固點以下則凝固為大致柱狀,一個端面1b與電極10金屬結(jié)合。另一方面,焊劑粒子1與配線11無法金屬結(jié)合。其原因在于,在配線11上存在基于氧化鋁的氧化膜11a,在一般的壓合工序中熔融焊劑1a與鋁配線基板的配線11無法金屬結(jié)合。因此,熔融焊劑1a在LED元件的電極10與配線11之間不會有助于電氣導(dǎo)通。

但是,由于熔融焊劑1a在端面1b與電極10金屬結(jié)合,所以電極10與熔融焊劑1a會形成一個結(jié)構(gòu)體。由此,在LED元件與粘接劑之間粘接力提高。具體而言,在不存在熔融粒子1a的情況下,LED元件的電極10與粘接劑只會在二維的面接觸,但由于基于LED元件的電極10和熔融焊劑1a的結(jié)構(gòu)體具有三維的結(jié)構(gòu),所以在電極10與粘接劑之間粘接面積會增加。換言之,由于熔融焊劑1a與電極10的一部分進行金屬結(jié)合,從而作為樁(錨)對粘接劑起作用,因此在電極10與粘接劑之間可提高粘接強度。

另外,由于熔融焊劑1a與電極10金屬結(jié)合,所以不會如用作放熱用材料的其它粒子那樣是點接觸,而是成為面接觸,可從LED元件一側(cè)經(jīng)由熔融焊劑1a進行放熱,可飛躍性地提高放熱特性。另外,與配線11的接觸面也有氧化膜11a介于其間,但成為面接觸而變得容易傳導(dǎo)熱,在這一點也可提高放熱特性。需說明的是,與其它放熱用材料的比較還在比較例中詳細地進行說明。

焊劑粒子1例如可按照電極材料、連接條件等從JIS Z 3282-1999中規(guī)定的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系等適宜選擇。另外,焊劑粒子1的形狀可從粒狀、鱗片狀等適宜選擇。

需說明的是,焊劑粒子1的平均粒徑(D50)優(yōu)選設(shè)為3μm以上且低于30μm,焊劑粒子1的添加量優(yōu)選設(shè)為50質(zhì)量份以上且低于150質(zhì)量份。其原因在于,若添加量過少,則無法期待如上所述的固著效果,另外若過度增加添加量,則樹脂粘結(jié)劑3相對地變少,作為粘接劑的粘接力會降低。

另外,焊劑粒子1的熔點優(yōu)選采用安裝溫度以下的熔點。若使用如此熔點的焊劑粒子1,則可通過安裝(壓合工序)中的加熱將焊劑粒子1熔融,因此不再需要追加只用于將焊劑粒子1熔融的加熱工序。即,可在使粘接劑固化的同時將焊劑粒子1a熔融。另外,其原因在于,不會為了形成熔融焊劑1a而給LED元件或基板提供過度的加熱應(yīng)力。例如,在使用鋁配線的樹脂基板上粘接LED元件的情況下,考慮樹脂基板的耐熱性,于180℃進行安裝,因此在這種情況下焊劑粒子1的熔點優(yōu)選為180℃以下。

下面,作為脂環(huán)式環(huán)氧化合物,可優(yōu)選列舉出分子內(nèi)具有2個以上環(huán)氧基的化合物。它們可為液態(tài)或固態(tài)。具體而言,可列舉出3’,4’-環(huán)氧環(huán)己烯甲酸3,4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲酯、縮水甘油基六氫雙酚A等。其中,從可確保在固化物中適合LED元件的安裝等的透光性,且快速固化性也優(yōu)異的觀點出發(fā),優(yōu)選使用3’,4’-環(huán)氧環(huán)己烯甲酸3,4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲酯。

作為氫化環(huán)氧化合物,可使用上述脂環(huán)式環(huán)氧化合物的氫化物或雙酚A型、雙酚F型等公知的氫化環(huán)氧化合物。

脂環(huán)式環(huán)氧化合物或氫化環(huán)氧化合物可單獨使用或并用兩種以上。另外,除了這些環(huán)氧化合物以外,只要不損害本發(fā)明的效果,也可并用其它環(huán)氧化合物。例如可列舉出使雙酚A、雙酚F、雙酚S、四甲基雙酚A、二芳基雙酚A、氫醌、鄰苯二酚、間苯二酚、甲酚、四溴雙酚A、三羥基聯(lián)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(lián)二甲酚、苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂等多元酚與表氯醇反應(yīng)得到的縮水甘油醚,使甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂族多元醇與表氯醇反應(yīng)得到的聚縮水甘油醚,使如對羥基苯甲酸、β-羥基萘甲酸那樣的羥基羧酸與表氯醇反應(yīng)得到的縮水甘油醚酯,由如鄰苯二甲酸、甲基鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三酸、聚合脂肪酸那樣的多聚羧酸得到的聚縮水甘油酯,由氨基苯酚、氨基烷基苯酚得到的縮水甘油基氨基縮水甘油醚,由氨基苯甲酸得到的縮水甘油基氨基縮水甘油酯,由苯胺、甲苯胺、三溴苯胺、苯二甲胺、二氨基環(huán)己烷、二氨基甲基環(huán)己烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯砜等得到的縮水甘油基胺,環(huán)氧化聚烯烴等公知的環(huán)氧樹脂類。

作為陽離子催化劑,例如可列舉出鋁螯合物系潛伏性固化劑、咪唑系潛伏性固化劑、锍系潛伏性固化劑等潛伏性陽離子固化劑。其中,優(yōu)選使用快速固化性優(yōu)異的鋁螯合物系潛伏性固化劑。

若陽離子催化劑的含量過少,則反應(yīng)性消失,若過多,則有粘接劑的制品壽命降低的傾向,因此相對于100重量份的環(huán)氧化合物,優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5~20質(zhì)量份。

丙烯酸樹脂的重均分子量為50000~900000。在圖1所示的固化物模型中,丙烯酸樹脂的重均分子量與丙烯酸樹脂的島13的大小呈現(xiàn)相關(guān)性,通過丙烯酸樹脂的重均分子量為50000~900000,可使適度大小的丙烯酸樹脂的島13與氧化膜11a接觸。在丙烯酸樹脂的重均分子量低于50000的情況下,丙烯酸樹脂的島13與氧化膜11a的接觸面積變小,得不到提高粘接力的效果。另外,在丙烯酸樹脂的重均分子量超過900000的情況下,丙烯酸樹脂的島13變大,不能說是由丙烯酸樹脂的島13和環(huán)氧化合物的海12的固化物整體對氧化膜11a進行粘接的狀態(tài),粘接力降低。

另外,丙烯酸樹脂含有0.5~10wt%的丙烯酸,更優(yōu)選含有1~5wt%的丙烯酸。通過在丙烯酸樹脂中含有0.5~10wt%的丙烯酸,利用與環(huán)氧化合物的反應(yīng)產(chǎn)生丙烯酸樹脂的島13與環(huán)氧化合物的海12的連接,同時使氧化膜11a的表面變得粗糙從而增強與環(huán)氧化合物的海12的固著效果。

另外,丙烯酸樹脂含有0.5~10wt%的具有羥基的丙烯酸酯,更優(yōu)選含有1~5wt%的具有羥基的丙烯酸酯。通過在丙烯酸樹脂中含有0.5~10wt%的具有羥基的丙烯酸酯,因羥基的極性而得到對配線11的靜電粘接力。

作為具有羥基的丙烯酸酯,可列舉出甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯等。其中,優(yōu)選使用對氧化膜的粘接性優(yōu)異的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯。

另外,除了丙烯酸和具有羥基的丙烯酸酯以外,丙烯酸樹脂含有不具有羥基的丙烯酸酯。作為不具有羥基的丙烯酸酯,可列舉出丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈等。

另外,相對于100質(zhì)量份的環(huán)氧化合物,丙烯酸樹脂的含量優(yōu)選為1~10質(zhì)量份,更優(yōu)選為1~5質(zhì)量份。通過丙烯酸樹脂的含量相對于100質(zhì)量份的環(huán)氧化合物為1~10質(zhì)量份,可得到丙烯酸樹脂12的島以良好的密度分散在環(huán)氧樹脂13的海中的固化物。

另外,應(yīng)用本發(fā)明的粘接劑中,為了提高與無機材料的界面處的粘接性,作為其它成分,可進一步含有硅烷偶聯(lián)劑。作為硅烷偶聯(lián)劑,可列舉出環(huán)氧系、甲基丙烯酰氧基系、氨基系、乙烯基系、巰基·硫醚系、脲基系等,它們可單獨使用或組合使用兩種以上。其中,在本實施方式中優(yōu)選使用環(huán)氧系硅烷偶聯(lián)劑。

另外,為了控制流動性,提高粒子捕獲率,粘接劑可含有無機填料。作為無機填料,無特殊限定,可使用二氧化硅、滑石粉、氧化鈦、碳酸鈣、氧化鎂等。此類無機填料可根據(jù)緩和由粘接劑連接的連接結(jié)構(gòu)體的應(yīng)力的目的適宜使用。另外,也可配合熱塑性樹脂、橡膠成分等軟化劑等。

根據(jù)如上所述的粘接劑,對于鋁等難粘接金屬,可得到高粘接力。

另外,粘接劑可為含有導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電粘接劑。作為導(dǎo)電性粒子,可使用公知的導(dǎo)電性粒子。例如可列舉出鎳、鐵、銅、鋁、錫、鉛、鉻、鈷、銀、金等各種金屬或金屬合金的粒子,在金屬氧化物、碳、石墨、玻璃、陶瓷、塑料等粒子的表面被覆金屬得到的粒子,在這些粒子的表面進一步被覆絕緣薄膜得到的粒子等。在樹脂粒子的表面被覆金屬得到的粒子的情況下,作為樹脂粒子,例如可使用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈·苯乙烯(AS)樹脂、苯代三聚氰胺樹脂、二乙烯基苯系樹脂、苯乙烯系樹脂等的粒子。

作為導(dǎo)電性粒子的平均粒徑,通常為1~10μm,更優(yōu)選為2~6μm。另外,從連接可靠性和絕緣可靠性的觀點出發(fā),粘接劑成分中導(dǎo)電性粒子的平均粒子密度優(yōu)選為1000~100000個/mm2,更優(yōu)選為30000~80000個/mm2。在這里,導(dǎo)電性粒子的含量優(yōu)選設(shè)為1~20質(zhì)量份。

根據(jù)如上所述的各向異性導(dǎo)電粘接劑,對于具有氧化膜的鋁配線或ITO配線,可得到優(yōu)異的連接可靠性。

<2. 連接結(jié)構(gòu)體>

下面,對應(yīng)用本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體進行說明。圖3是示出為發(fā)熱的電子零件的LED元件作為連接結(jié)構(gòu)體的一例的截面圖。連接結(jié)構(gòu)體具備具有配線圖案22的基板21、在配線圖案22的電極上形成的各向異性導(dǎo)電膜30和在各向異性導(dǎo)電膜30上安裝的發(fā)光元件23,各向異性導(dǎo)電膜30由所述各向異性導(dǎo)電粘接劑的固化物構(gòu)成。該發(fā)光裝置可通過在基板21上的配線圖案22與作為發(fā)光元件23的LED元件的n電極24和p電極25上分別形成的連接用的凸點26之間涂布所述各向異性導(dǎo)電粘接劑,并將基板21和發(fā)光元件23進行倒裝芯片安裝而得到。

需說明的是,在這里說明的凸點26使用施加了Au或Au-Sn的合金鍍的凸點。因此,凸點26相當(dāng)于圖2中說明的電極10,焊劑粒子1b與凸點26之間形成金屬結(jié)合。

在本實施方式中,通過使用所述各向異性導(dǎo)電粘接劑,可適合地使用具有由鋁構(gòu)成的配線圖案的基板。由此,可實現(xiàn)LED制品的低成本化。

另外,可適合地使用具有由ITO等透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的配線圖案的透明基板。由此,可在例如在PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)基材上形成有ITO (氧化銦錫)配線的透明樹脂基板上安裝LED元件。

需說明的是,可根據(jù)需要,用放熱特性好的透明模制樹脂進行封裝使得將發(fā)光元件23整體覆蓋。另外,可在發(fā)光元件23上設(shè)置光反射層。另外,作為發(fā)光元件,除了LED元件以外,可在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)使用公知的發(fā)熱的電子零件。

<3. 實施例>。

實施例

[第1實施例]

下面,對本發(fā)明的第1實施例進行說明。在本實施例中,制備各種各向異性導(dǎo)電粘接劑,使用這些各向異性導(dǎo)電粘接劑在基板上搭載LED元件制備LED安裝樣品,對LED元件的端子部分與焊劑粒子有無形成合金、熱阻值和對鋁的粘接力進行評價。需說明的是,不將本發(fā)明限定于這些實施例。

[剝離強度的測定]

將各向異性導(dǎo)電粘接劑涂布在由陶瓷構(gòu)成的白色板上使得厚度為100μm,以180℃-1.5N-30秒的條件熱壓合1.5mm×10mm的鋁片,制備接合體。

如圖4所示,使用Tensilon,以50mm/秒的拉伸速度在90°Y軸方向剝?nèi)ソ雍象w的鋁片,測定該剝?nèi)ニ枰膭冸x強度的最大值。

[LED安裝樣品的制備]

如圖5所示,制備LED安裝樣品。將多個間距為50μm的配線基板(50μmAl配線-25μmPI (聚酰亞胺)層-50μmAl基座) 51排列在臺上,在各配線基板51上涂布約10μg的各向異性導(dǎo)電粘接劑50。在各向異性導(dǎo)電粘接劑50上搭載Cree公司制LED芯片(商品名:DA3547,最大定額:150mA,尺寸:0.35mm×0.46mm) 52,使用熱加壓器具53進行倒裝芯片安裝,得到LED安裝樣品。

[晶片抗剪強度的測定]

如圖6所示,使用晶片剪切測試機,以器具54的剪切速度為20μm/秒、25℃的條件測定各LED安裝樣品的接合強度。

[有無形成合金的評價]

對各LED安裝樣品的外觀,使用顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope,掃描電鏡)等,確認(rèn)在LED元件的電極部分與焊劑粒子之間是否形成合金。具體而言,若形成合金,則電極部分與焊劑粒子之間會因熔融焊劑而進行面接觸。因此,可通過觀察到熔融焊劑的擴展面積判斷是否形成合金、即是否金屬結(jié)合。

[熱阻值的評價]

使用瞬態(tài)熱阻測定裝置(CATS電子設(shè)計社制)測定LED安裝體的熱阻值(℃/W)。在測定條件為If=200mA (恒流控制)下進行。

[綜合評價]

將LED元件的端子部分與焊劑粒子有無形成合金、熱阻值均為“○”,且剝離強度為2.0N以上、晶片抗剪強度為5.0N以上的樣品評價為“OK”,將除此之外的樣品評價為“NG”。

[實施例1]

在由100質(zhì)量份的脂環(huán)式環(huán)氧化合物(商品名:Celloxide 2021P,Daicel Chemical Industries Ltd.制)、5質(zhì)量份的潛伏性陽離子固化劑(鋁螯合物系潛伏性固化劑)、3質(zhì)量份的丙烯酸樹脂(丙烯酸丁酯(BA):15%,丙烯酸乙酯(EA):63%,丙烯腈(AN):20%,丙烯酸(AA):1wt%,甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA):1wt%,重均分子量Mw:70萬)構(gòu)成的粘接劑中分散30質(zhì)量份的焊劑熔點為150℃的焊劑粒子和10質(zhì)量份的導(dǎo)電性粒子(商品名:AUL704,積水化學(xué)工業(yè)社制),制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。另外,LED安裝樣品制備中的固化條件設(shè)為180℃-1.5N-30秒。

需說明的是,每個實施例中使用焊劑粒子的平均粒徑為5μm、7μm、10μm、12μm、25μm的粒子。由于在上述范圍的粒徑下未發(fā)現(xiàn)顯著的差異,所以省略每個粒徑的試驗結(jié)果,通過至少使用上述范圍的粒徑的粒子可得到本申請實施例的結(jié)果。在下面的實施例和配合焊劑粒子的比較例中也同樣。

在表1中示出實施例1的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為17 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[實施例2]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為40質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出實施例2的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[實施例3]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為60質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出實施例3的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[實施例4]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出實施例4的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為15 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[實施例5]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為30質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出實施例5的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[實施例6]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出實施例6的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為OK。

[比較例1]

除了不配合焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例1的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為29 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為NG。

[比較例2]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例2的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為2.0N。因此,綜合評價為NG。

[比較例3]

除了焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例3的各評價結(jié)果。確認(rèn)形成合金,熱阻值為16 (K/W),剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為2.0N。因此,綜合評價為NG。

[比較例4]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為30質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例4的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為26 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為NG。

[比較例5]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例5的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為23 (K/W),剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為NG。

[比較例6]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表1中示出比較例6的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為23 (K/W),剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為2.0N。因此,綜合評價為NG。

[比較例7]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為0.4μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例7的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為25 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.5N。因此,綜合評價為NG。

[比較例8]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為0.4μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例8的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為23 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為5.3N。因此,綜合評價為NG。

[比較例9]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為3μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例9的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為29 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.8N。因此,綜合評價為NG。

[比較例10]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為3μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例10的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為28 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為6.2N。因此,綜合評價為NG。

[比較例11]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為10μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例11的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為35 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為6.1N。因此,綜合評價為NG。

[比較例12]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為10μm的氧化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表2中示出比較例12的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為33 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為5.5N。因此,綜合評價為NG。

[比較例13]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為1.5μm的氮化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例13的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為22 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.1N。因此,綜合評價為NG。

[比較例14]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為1.5μm的氮化鋁粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例14的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為19 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為5.9N。因此,綜合評價為NG。

[比較例15]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為3μm的Ni粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例13的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為28 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為7.9N。因此,綜合評價為NG。

[比較例16]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為3μm的Ni粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例16的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為27 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為6.0N。因此,綜合評價為NG。

[比較例17]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為10μm的Cu粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例17的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為41 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.12N。因此,綜合評價為NG。

[比較例18]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為10μm的Cu粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例18的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為38 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為6.2N。因此,綜合評價為NG。

[比較例19]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合60質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為0.3μm的金剛石粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例19的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為21 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.3N。因此,綜合評價為NG。

[比較例20]

除了在樹脂粘結(jié)劑中配合150質(zhì)量份的作為放熱材料的平均粒徑為0.3μm的金剛石粉代替焊劑粒子以外,與實施例1相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表3中示出比較例20的各評價結(jié)果。無法確認(rèn)形成合金,熱阻值為22 (K/W)。另外,LED安裝樣品的晶片抗剪強度為8.1N。因此,綜合評價為NG。

由于比較例1未配合焊劑粒子,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。

另外,由于比較例2、3配合大量的焊劑粒子,所以雖然形成熔融焊劑,但在鋁配線基板與各向異性導(dǎo)電粘接劑之間會使粘接力降低,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力會降低。

另外,由于比較例4、5、6將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,所以在壓合工序中未充分地將焊劑熔融,不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。

另外,在比較例7、8、9、10、11、12中,由于使用氧化鋁粉作為放熱材料,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。雖然氧化鋁粉的導(dǎo)熱率為40W/mK,但通過與本申請實施例的比較,即使在粘接劑中含有以代替焊劑粒子,也無法得到期望的特性。

另外,在比較例13、14中,由于使用氮化鋁粉作為放熱材料,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。雖然氮化鋁粉末的導(dǎo)熱率為180W/mK,但通過與本申請實施例的比較,即使在粘接劑中含有以代替焊劑粒子,也無法得到期望的特性。

在這里,對添加氮化鋁作為放熱材料的情況進行考察。如圖7所示,在樹脂粘結(jié)劑3中添加氮化鋁粒子61的情況下,由于不會如焊劑粒子那樣簡單地熔融,所以保持粒狀,電極10與氮化鋁粒子61成為點接觸。因此,傳導(dǎo)來自LED元件的熱的面積變得非常少,與使用焊劑粒子的情況相比,放熱特性會變差。另外,氮化鋁粒子61與配線11之間的接觸也成為點接觸。因此,從氮化鋁粒子61向配線基板側(cè)的放熱特性也會變差。

另外,在比較例15、16中,由于使用Ni粉作為放熱材料,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。雖然Ni粉的導(dǎo)熱率為95W/mK,但通過與本申請實施例的比較,即使在粘接劑中含有以代替焊劑粒子,也無法得到期望的特性。

另外,在比較例17、18中,由于使用Cu粉作為放熱材料,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。雖然Cu粉的導(dǎo)熱率為400W/mK,但通過與本申請實施例的比較,即使在粘接劑中含有以代替焊劑粒子,也無法得到期望的特性。

在這里,對添加Cu粒子作為放熱材料的情況進行考察。如圖8所示,在樹脂粘結(jié)劑3中添加Cu粒子62的情況下,由于不會如焊劑粒子那樣簡單地熔融,所以保持粒狀,電極10與Cu粒子62成為點接觸,這一點與氮化鋁粒子61的情況相同。另外,由于Cu粒子62的粒徑非常大,所以粘接劑厚度會變厚。即使使用高導(dǎo)熱率的Cu粒子,以粘接劑層整體計,粘接劑層的厚度會妨礙放熱特性,無法得到期望的放熱特性。

另外,在比較例19、20中,由于使用金剛石粉作為放熱材料,所以不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,另外熱阻值會過度變大,放熱特性會變差。雖然金剛石粉的導(dǎo)熱率為1500W/mK,但通過與本申請實施例的比較,即使在粘接劑中含有以代替焊劑粒子,也無法得到期望的特性。

在這里,對添加金剛石粒子作為放熱材料的情況進行考察。如圖9所示,在樹脂粘結(jié)劑3中添加金剛石粒子63的情況下,由于金剛石粒子63比粘接劑層的厚度小,所以無法與LED元件的電極部分、基板側(cè)的配線接觸。即,由于無法形成從LED元件向配線基板一側(cè)的導(dǎo)熱通路,所以即使使用高導(dǎo)熱率的金剛石粒子,也無法得到期望的放熱特性。

另一方面,由于實施例1~6配合脂環(huán)式環(huán)氧化合物、潛伏性陽離子固化劑和具有丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)的丙烯酸樹脂,所以具有光學(xué)用途的特性,此外對于具有氧化膜的鋁配線,可得到高粘接力和優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性,另外由于將焊劑粒子的熔點設(shè)為安裝溫度以下,所以在壓合工序中焊劑粒子熔融,熔融焊劑與LED元件的電極進行金屬結(jié)合,可得到高粘接力和優(yōu)異的放熱特性。

需說明的是,在圖10中示出樹脂粘結(jié)劑的放熱特性作為參考。樹脂A是調(diào)整導(dǎo)熱率為10W/mK的樹脂的實例,樹脂B是調(diào)整導(dǎo)熱率為30W/mK的樹脂的實例,樹脂C是調(diào)整導(dǎo)熱率為50W/mK的樹脂的實例,樹脂D是調(diào)整導(dǎo)熱率為70W/mK的樹脂的實例。通常,已知若粘接劑層中放熱樹脂的體積率(vol%)不升高,則得不到放熱特性。已知由于用層厚度/(粘接面積×導(dǎo)熱率)定義熱阻,所以若過度增大層厚度,則熱阻會升高,因此粒徑大的放熱材料會增大層厚度,因此不優(yōu)選。

[第2實施例]

下面,對本發(fā)明的第2實施例進行說明。在本實施例中,制備各種各向異性導(dǎo)電粘接劑,使用這些各向異性導(dǎo)電粘接劑在基板上搭載LED元件制備LED安裝樣品,對粘接強度和導(dǎo)通電阻進行評價。需說明的是,不將本發(fā)明限定于這些實施例。

[剝離強度的測定]

將各向異性導(dǎo)電粘接劑涂布在由陶瓷構(gòu)成的白色板上使得厚度為100μm,以180℃-1.5N-30秒的條件熱壓合1.5mm×10mm的鋁片,制備接合體。

如圖4所示,使用Tensilon,以50mm/秒的拉伸速度在90°Y軸方向剝?nèi)ソ雍象w的鋁片,測定該剝?nèi)ニ枰膭冸x強度的最大值。

[LED安裝樣品的制備]

如圖5所示,制備LED安裝樣品。將多個間距為50μm的配線基板(50μmAl配線-25μmPI (聚酰亞胺)層-50μmAl基座) 51排列在臺上,在各配線基板51上涂布約10μg的各向異性導(dǎo)電粘接劑50。在各向異性導(dǎo)電粘接劑50上搭載Cree公司制LED芯片(商品名:DA3547,最大定額:150mA,尺寸:0.35mm×0.46mm) 52,使用熱加壓器具53進行倒裝芯片安裝,得到LED安裝樣品。

[晶片抗剪強度的測定]

如圖6所示,使用晶片剪切測試機,以器具54的剪切速度為20μm/秒、25℃的條件測定各LED安裝樣品的接合強度。

[彎曲試驗前的導(dǎo)通電阻的評價]

測定各LED安裝樣品的初期、冷熱循環(huán)試驗(TCT)后的導(dǎo)通電阻。冷熱循環(huán)試驗中,將LED安裝樣品在-40℃和100℃的環(huán)境中各暴露30分鐘,將以此作為1次循環(huán)的冷熱循環(huán)進行1000次循環(huán),測定導(dǎo)通電阻。導(dǎo)通電阻的評價中,測定If=50mA時的Vf值,將相對于試驗成績表Vf值的Vf值上升量低于5%的情況計為“○”,將5%以上的情況計為“×”。

[彎曲試驗后的導(dǎo)通電阻值的評價]

如圖11和圖12所示,進行將各LED安裝樣品按壓到圓筒形試驗輥55的側(cè)面上使之彎曲的試驗,然后測定導(dǎo)通電阻。具體而言,由于LED芯片52被制成大致長方形,所以將如圖11所示在LED芯片52的長度方向(X軸方向)卷繞配線基板51的試驗和如圖12所示在LED芯片52的寬度方向(Y軸方向)卷繞配線基板51的試驗分別各進行1次。

另外,由于試驗輥55的直徑(R)變得越小,對各LED安裝樣品的彎曲應(yīng)力越強地起作用,所以使用多種直徑的輥分別進行試驗。具體地,就試驗輥55而言,使用直徑為20mm (R=10mm)、直徑為10mm (R=5mm)和直徑為6mm (R=3mm)的輥進行彎曲試驗,分別對此測定導(dǎo)通電阻。導(dǎo)通電阻的評價中,測定If=50mA時的Vf值,將相對于試驗成績表Vf值的Vf值上升量低于5%的情況計為“○”,將5%以上的情況計為“×”。

在這里,在各向異性導(dǎo)電粘接劑對配線基板的粘接力弱的情況下,在彎曲試驗后會喪失導(dǎo)通特性,即導(dǎo)通電阻值會上升。其原因在于,在粘接力弱的情況下,電極與配線之間的部件間距因彎曲試驗而拉開,可能會喪失導(dǎo)電性粒子的接觸。

[綜合評價]

將初期和冷熱循環(huán)試驗后導(dǎo)通電阻值均為“○”、剝離強度為2.0N以上、晶片抗剪強度為5.0N以上和彎曲試驗后的導(dǎo)通性評價均為“○”的樣品評價為“OK”,將除此以外的樣品評價為“NG”。

[實施例7]

在作為粘結(jié)劑A的由100質(zhì)量份的脂環(huán)式環(huán)氧化合物(商品名:Celloxide 2021P,Daicel Chemical Industries Ltd.制)、5質(zhì)量份的潛伏性陽離子固化劑(鋁螯合物系潛伏性固化劑)、3質(zhì)量份的丙烯酸樹脂(丙烯酸丁酯(BA):15%,丙烯酸乙酯(EA):63%,丙烯腈(AN):20%,丙烯酸(AA):1wt%,甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA):1wt%,重均分子量Mw:70萬)構(gòu)成的粘接劑中,分散30質(zhì)量份的焊劑熔點為150℃的焊劑粒子和10質(zhì)量份的導(dǎo)電性粒子(商品名:AUL704,積水化學(xué)工業(yè)社制),制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。另外,LED安裝樣品制備中的固化條件設(shè)為180℃-1.5N-30秒。

需說明的是,每個實施例中使用焊劑粒子的平均粒徑為5μm、7μm、10μm、12μm、25μm的粒子。由于在上述范圍的粒徑下未發(fā)現(xiàn)顯著的差異,所以省略每個粒徑的試驗結(jié)果,通過至少使用上述范圍的粒徑的粒子可得到本申請實施例的結(jié)果。在下面的實施例和配合焊劑粒子的比較例中也同樣。

在表4中示出實施例7的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為○,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為〇,直徑6mm為〇。因此,綜合評價為OK。

[實施例8]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出實施例8的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為○,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為〇,直徑6mm為〇。因此,綜合評價為OK。

[實施例9]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為30質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出實施例9的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為○,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為〇,直徑6mm為〇。因此,綜合評價為OK。

[實施例10]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出實施例10的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為○,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為〇,直徑6mm為〇。因此,綜合評價為OK。

[比較例21]

除了不配合焊劑粒子以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例21的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為○,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例22]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為150℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例22的各評價結(jié)果。初期剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為2.0N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例23]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例23的各評價結(jié)果。初期剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為2.0N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例24]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為30質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例24的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例25]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例25的各評價結(jié)果。初期剝離強度為4.0N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為8.5N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例26]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,且將配合設(shè)為160質(zhì)量份以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表4中示出比較例26的各評價結(jié)果。初期剝離強度為1.2N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為2.0N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為〇,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例27]

在作為粘結(jié)劑B的由50質(zhì)量份的脂環(huán)式環(huán)氧化合物(商品名:Celloxide 2021P,Daicel Chemical Industries Ltd.制)、40質(zhì)量份的酸酐固化劑(甲基六氫鄰苯二甲酸酐)、3質(zhì)量份的丙烯酸樹脂(BA:15%,EA:63%,AN:20%,AA:1wt%,HEMA:1wt%,Mw:20萬)構(gòu)成的粘接劑中,分散10質(zhì)量份的導(dǎo)電性粒子(商品名:AUL704,積水化學(xué)工業(yè)社制),制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。不添加焊劑粒子。另外,LED安裝樣品制備中的固化條件設(shè)為230℃-1.5N-30秒。

在表5中示出比較例27的各評價結(jié)果。初期剝離強度低于0.5N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為3.8N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例28]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份并在粘接劑中進行添加以外,與比較例27相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表5中示出比較例28的各評價結(jié)果。初期剝離強度低于0.5N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為3.8N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例29]

除了使用100質(zhì)量份的環(huán)烯烴代替脂環(huán)式環(huán)氧化合物作為粘結(jié)劑C以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。不添加焊劑粒子。另外,LED安裝樣品制備中的固化條件設(shè)為180℃-1.5N-240秒。

在表5中示出比較例29的各評價結(jié)果。初期剝離強度為1.4N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為7.2N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例30]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份并在粘接劑中進行添加以外,與比較例29相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表5中示出比較例30的各評價結(jié)果。初期剝離強度為1.4N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為7.2N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為×,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例31]

除了使用雙酚F型環(huán)氧化合物代替脂環(huán)式環(huán)氧化合物作為粘結(jié)劑D,使用陰離子固化劑(胺系固化劑)代替潛伏性陽離子固化劑,且不配合丙烯酸樹脂以外,與實施例7相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。不添加焊劑粒子。另外,LED安裝樣品制備中的固化條件設(shè)為150℃-1.5N-30秒。

在表5中示出比較例31的各評價結(jié)果。初期剝離強度為2.5N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為7.1N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

[比較例32]

除了將焊劑粒子的熔點設(shè)為170℃,且將配合設(shè)為80質(zhì)量份并在粘接劑中進行添加以外,與比較例31相同地制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。

在表5中示出比較例32的各評價結(jié)果。初期剝離強度為2.5N。另外,LED安裝樣品的初期晶片抗剪強度為7.1N。另外,彎曲試驗前LED安裝樣品的初期導(dǎo)通性評價為○,冷熱循環(huán)試驗1000次循環(huán)后的導(dǎo)通性評價為×,彎曲試驗后的導(dǎo)通評價中試驗輥直徑20mm為〇,直徑10mm為×,直徑6mm為×。因此,綜合評價為NG。

由于比較例21未配合焊劑粒子,所以未形成熔融焊劑,無法得到固著效果,因此在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,在使用直徑10mm以下的試驗輥的彎曲試驗后,導(dǎo)通可靠性會降低。

另外,由于比較例22、23配合大量的焊劑粒子,所以雖然形成熔融焊劑,但在鋁配線基板與各向異性導(dǎo)電粘接劑之間會使粘接力降低,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,在彎曲試驗后導(dǎo)通可靠性會降低。

另外,由于比較例24、25、26將焊劑粒子的熔點設(shè)為200℃,所以在壓合工序中未充分地將焊劑熔融,不產(chǎn)生基于熔融焊劑的金屬結(jié)合,在各向異性導(dǎo)電粘接劑與LED元件之間粘接力降低,在TCT試驗后和彎曲試驗后導(dǎo)通可靠性會降低。

另外,在比較例27、28中,作為粘結(jié)劑B,由于使用酸酐作為固化劑,所以無論有無焊劑粒子,在TCT試驗后和彎曲試驗后導(dǎo)通可靠性都會降低。由此,可知有基于粘結(jié)劑A與焊劑粒子的組合的效果。

另外,在比較例29、30中,作為粘結(jié)劑C,由于使用環(huán)烯烴作為主劑,所以無論有無焊劑粒子,在TCT試驗后和彎曲試驗后導(dǎo)通可靠性都會降低。由此,可知有基于粘結(jié)劑A與焊劑粒子的組合的效果。

另外,在比較例31、32中,作為粘結(jié)劑D,雖然因胺系固化劑的極性效果而對鋁具有粘接力,但在彎曲試驗中無法耐受導(dǎo)通評價至直徑10mm以下的繪圖試驗輥,導(dǎo)通可靠性低。由此,可知有基于粘結(jié)劑A與焊劑粒子的組合的效果。

另一方面,由于實施例7~10中將脂環(huán)式環(huán)氧化合物、潛伏性陽離子固化劑和具有丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)的丙烯酸樹脂配合,所以具有光學(xué)用途的特性,此外對于具有氧化膜的鋁配線,可得到高粘接力和優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性,另外由于將焊劑粒子的熔點設(shè)為安裝溫度以下,所以在壓合工序中焊劑粒子熔融,熔融焊劑與LED元件的電極進行金屬結(jié)合,在TCT試驗后和彎曲試驗后也可得到高粘接力和優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性。

符號說明

1 焊劑粒子,1a 熔融焊劑,1b 端面(金屬結(jié)合面),2 導(dǎo)電性粒子,3 樹脂粘結(jié)劑,10電極,11 配線,11a 氧化膜,12 環(huán)氧化合物的海,13 丙烯酸樹脂的島,21 基板,22 配線圖案,23 發(fā)光元件,24 n電極,25 p電極,26 凸點,30 各向異性導(dǎo)電膜,50 各向異性導(dǎo)電粘接劑,51 配線基板,52 LED芯片,53 加熱器具,54 器具,55 試驗輥,60 氮化鋁粒子,61 Cu粒子,62 金剛石粒子。

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